孔梅巖
(山西運城農業職業技術學院,山西 運城 044000)
《無機及分析化學》是農業類高職院校生命科學類專業重要的基礎課程,《無機及分析化學》實訓是其教學活動中不可或缺的部分。對于農業類高職院校來說,其教學目的在于增強學生的實際專業技能與實際動手能力,培養高素質技能型人才,提高其社會就業能力。針對我國農業類高職院校在《無機及分析化學》實訓教學中顯現出的問題,加強其實訓教學改革與探索有十分重要的意義和迫切性。
從近年來我國農業類高職院校分析化學實訓教學現狀可以發現,目前農業類高職院校《無機及分析化學》實驗課程內容依據園林、園藝、畜牧獸醫、食品加工等專業性質而進行設置,并使用酸堿滴定法、氧化還原滴定法及配位滴定法等實驗方法進行實訓教學。在新教育體制改革背景下,各農業類高職院校也逐漸加強了《無機及分析化學》實訓教學的改革探索,不斷改進實訓教學內容與教學方法,并取得了一些成績。
1.實訓教學內容方面
高職院校傳統《無機及分析化學》實訓教學在教學內容上比較陳舊。通常情況下,學生用的是相同的教材,做的是相同的實驗,且以驗證性實驗居多,具有探索性和研究性的實驗內容較少。這樣導致學生對做實驗的積極性和主動性降低,更不利于學生創造性思維的培養。另一方面,農業類高職院校在《無機及分析化學》實訓教學內容中,其反映現代化實驗技術的新內容與綜合實用性實驗內容不夠,主要表現在實驗設備的數量與手段方面的不足以及適合于高職院校特點的綜合實用性內容的不足。隨著高職院校招生規模的擴大,其實驗室教室及現代化實驗儀器設備與技術無法適應當前《無機及分析化學》實訓實踐的需要,限制了高職學生實際動手能力與實際工作能力的培養。
2.實訓教學方法方面
相比農業類本科院校而言,高職院校傳統的《無機及分析化學》實訓教學在實訓教學方法上比較落后。首先,實訓教學偏于模式化。農業類高職院校將《無機及分析化學》實驗課作為基礎課對待,在實訓教學過程中,教師將實驗的內容、目的、原理及操作方法教給學生,然后由學生進行模擬操作,這種模式化的教學方法使得學生無法發揮出主動性,對教師產生依賴心理,激發不了學生的實驗興趣。例如在對酸堿溶液的配置與標定的滴定分析實驗中,僅是盲目地對溶液進行滴定,并沒有真正對其展開分析,由此便造成實驗操作得不到應有的成效。其次,實訓教學安排不合理。受高職院校實驗設備和儀器的限制,其《無機及分析化學》實訓教學在教學課程安排中,將相同的材料利用到大部分實驗中,而且實行大班教學,很多學生集中在一起做實驗。這樣便忽視了學生的個體差異,導致其投機取巧的行為發生,達不到實訓教學的目的。
3.實訓考核機制方面
從當前的農業類高職院校《無機及分析化學》實訓教學的考核機制來看,呈現出明顯的不合理問題。主要表現在:(1)考核指標較為單一,主要以單一的實驗報告成績和實驗結果為最終的期末成績。由此學生應付式的抄襲成為普遍現象,最終的考核成績不能從根本上檢驗學生的實驗素質。(2)考核重心過于注重結果。一般情況下,教師重視實驗成績的結果,卻忽視學生在實訓課程的實驗過程中得到的進步與創造性的發揮。(3)忽略對考核結果的反饋與認可。對于部分農業類高職院校《無機及分析化學》實驗教學的考核過程中,一些教師缺乏責任心,對于考核評價也是流于形式,忽略對考核結果的反饋與認可,教師對學生的激勵與認可較少,學生自信心易遭受打擊。因而,對于實訓教學的考核評價,學生會持應付、逃避的態度,出現不負責任的實驗行為。
1.建立具有農業類高職院校特色的《無機及分析化學》實驗內容
《無機及分析化學》實訓教學內容改革是農業類高職院校應重點重視的問題,農業類高職院校應該確立分析實驗改革指導思想與教學目標,強化以創新性人才培養為宗旨的教學理念,根據高校自身的發展特點與教學規劃而建立具有其高校特色的現代實用性《無機及分析化學》實驗內容。為此,在《無機及分析化學》實訓教學內容設置中,要增加如下方面的實驗內容。
(1)增加有機化合物的測定,擴大測定范圍
農業類高職院校《無機及分析化學》實訓教學內容應增加對有機化合物的測定,擴大分析范圍。例如在酸堿滴定實驗中增加對有機堿的測定,以強化學生對弱酸弱堿的滴定條件及指示劑的選擇意識。增加此實驗,能使滴定的對象更全面,既包含了強酸強堿、弱酸弱堿,也包含了極弱酸堿(CKa或CKb<10-8)的強化滴定。還可以將H2O2的測定改為COD(化學需氧量)的測定,利用KMnO4法、K2Cr2O7法等氧化還原滴定法,利用KMnO4法測定COD,有利于對水污染中的有機物污染指標進行嚴格的監測,進而使《無機及分析化學》實驗應用于環境化學,增強其實用性功能。
(2)增加多元化驗證性實驗
為了激發學生的探索興趣,高校有必要在驗證性實驗內容上實現多元化。教師在實訓教學過程中,要為某些實驗提供更多的分析對象,讓學生自由選擇測定對象。例如,對配位滴定中鋁含量的測定,教師可以提供胃舒平藥片或鋁合金等多種被測樣品。除此之外,增加多元化驗證性實驗還要選擇能夠綜合利用不同的現代化實驗技術進行分析的某些實驗,教師要引導學生進行不同化學實驗技術的實驗選擇。
(3)增加多層次綜合研究性實驗
為提高學生的綜合解決問題的能力,農業類高職院校《無機及分析化學》實訓教學應該增加多層次綜合研究性實驗課程,可以由驗證性實驗向著設計性實驗、綜合性實驗,乃至研究性實驗等深層次發展。教師應根據不同專業與不同層次的學生而進行綜合研究性實驗的選擇。例如,在完成酸堿滴定實驗后,可以安排N a H2P O4-N a2H P O4、HCI-CH3COOH、HCI-H3BO3等難度不同的混合組分量測定pH值測定等。同時,教師要注重給一些偏愛化學實驗及創造力強的學生提供更多的發展空間,在計劃學時中多為其提供開放綜合性和研究型為主的實驗內容,從而培養其創新精神和科研素質。
2.靈活運用現代實訓教學方法
實訓教學方法很大程度上決定著實訓教學的成功與否,農業類高職院校《無機及分析化學》實訓教學應加強對實訓教學方法的改進。第一,激發學生對實驗的興趣,教師要抓好課前預習環節,讓學生參與實驗準備,寫出預習報告,并輪流安排學生參與實驗藥品的準備,通過配置各種溶液試劑,讓學生對其性質和特點有一定的了解。教師在教學過程中要充分運用基于問題式教學法(PBL)等多種教學方法,以學生為主體,充分發揮學生在實驗課堂上的主動性。為了激發學生對做實驗的興趣,教師要讓學生自主選擇實驗項目,并在其完成實驗報告后寫出自己的實驗感想,而這些感想可以是多方面的,不局限于做實驗的過程。第二,《無機及分析化學》實訓教學要逐步實現實驗室的開放,不受課堂內外時間的限制,讓學生擁有更多在實驗室做實驗的機會。第三,教師要不斷使用現代化教學手段,利用音像動畫等多媒體教學形式對實驗具體操作進行直觀的演示,這樣能避免出現實際實驗操作中錯誤的操作方法。教師還可以采用虛擬實踐教學方法,利用圖形、圖像等多媒體形式,展現現代化儀器內部構造,模擬實驗過程,為后續的實際實驗做鋪墊。
3.建立科學的實訓教學考核機制
在傳統的《無機及分析化學》實訓教學考核機制基礎上,農業類高職院校應該重視學生理論聯系實際,分析解決問題的能力培養。在綜合考核機制上,學校要綜合學生平時表現及考試成績兩部分,前者主要包含對學生的實驗預習、實驗操作規范程度、實驗分析和討論及實驗設計等情況,后者則包含《無機及分析化學》實驗理論成績與實驗操作成績等方面。針對實驗考試成績方面,高校教師應對學生寫實驗報告的考核方式加以改進,引入實驗小論文的考核方式。讓學生在寫論文的過程中對其《無機及分析化學》實驗的知識進行深層次的理解,并總結實驗中的成績與不足,提出后一階段的實驗課程學習計劃,提高其自主性與科學嚴謹性。
以水果、蔬菜總酸度的測定為例,進行如下實驗的探索設計。首先選擇移液管、容量瓶、滴定管、三角瓶、小燒杯等實驗器材,選擇0.1mol.L-1氫氧化鈉標準溶液、酚酞指示劑、新鮮水果或蔬菜等藥品樣本。其次,進行實驗操作。將藥品試樣切碎至糊狀,取20g樣本放入干凈的小燒杯中,加入20ml的蒸餾水并攪拌。然后用干濾紙將上層燒杯中的清液濾入100ml的容量瓶,用少量蒸餾水攪拌洗滌燒杯中的殘渣,并將洗滌液轉入容量瓶,混合均勻,此刻的溶液即為待測液。將待測液取出20ml于三角瓶中,加入1-2滴酚酞指示劑,并用擇0.1mol.L-1氫氧化鈉標準溶液滴定其中至溶液由黃色變成橙色,在保持30秒后記下消耗的NaOH體積。最后計算蔬菜或水果試樣中含有有機酸的總量。在完成實驗操作后,還要對試樣的總酸度%進行數據處理,由C(NaOH)×V(NaOH)×K/[(m×(20/100)]×100%的計算公式得出結果。
當然在學生完成此實驗操作后,要對其實驗進行思考與分析,例如氫氧化鈉標準溶液中含有少量的碳酸鈉,對滴定結果有無影響?能否改用甲基橙作指示劑等,類似這些問題與實驗感想,學生都應該在實驗小論文中分析并總結出來。