任麗英,李倩倩
(1 安慶醫藥高等專科學校藥學系,安徽 安慶 241052;2 功能配合物安徽省重點實驗室,安慶師范學院化學化工學院,安徽 安慶 246003)
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分析化學理論與實驗辯證發展教學模式探索*
任麗英1,李倩倩2
(1 安慶醫藥高等專科學校藥學系,安徽安慶241052;2 功能配合物安徽省重點實驗室,安慶師范學院化學化工學院,安徽安慶246003)
通過剖析分析化學理論與實驗教學現狀,文章發掘課程的重要性及存在的教學問題,進一步提出關于理論及實驗教學創造性結合的改革設想,從思想轉變、專業培養、教學創新、考核監督、激發興趣五個方面進行辯證改革,在實踐中探索分析化學辯證發展教學模式,以期培養在科研中能探索創新,在工作中專業扎干的社會需求的全能性高素質分析人才。
分析化學;理論教學;實踐教學;創造性結合;人才培養
分析化學的應用滲透到藥學、食品、化學、化工、生物、環境、農林、漁業、畜牧等[1]多方面,在這些專業的學習中,分析化學是不可或缺的專業基礎課程[1]。因此,如何培養高素質、全面性分析人才?這既是社會需求,更是對分析化學教育者提出的要求。聯系分析化學現狀分析,提出新型聯系理論教學與實踐教學,二者相互促進的發展教學模式設想。理論課中重視培養學生的實驗素質,主動發現和思考問題的科學思維,嚴謹務實的實踐態度及多角度解決問題的發散思維能力。實驗課不再僅是培養學生的操作能力,更要注重培養學生反思理論,質疑理論,驗證理論,重新認識論理,并能通過實驗創造性地解釋理論,重新認識理論,完善理論。如此地將二者創造性結合,通過聯系發展的的理論—實踐—認識—創新理論—實踐—再認識的螺旋上升意識,有利于提高教學質量和教學效果[2],達到培養全能性高素質分析人才。
1.1分析化學現狀
分析化學課程教學的體系設置多種多樣。大致可分為四方面:首先是以講授化學分析內容,包括定性分析和定量分析,并開設相關實驗課程為主的傳統實驗教學。其次,重點講授定量分析化學內容,并開設相應的實驗課程,當學生有一定基礎后,簡單介紹儀器分析化學理論及實驗知識體系。再者是在講授定量分析化學及實驗內容的基礎上,進一步介紹儀器分析的教學和相關實驗。最后不得不提的是分析化學課程基礎及定性定量知識分攤到一級學科化學中,而分析化學重點介紹儀器分析、儀器分析實驗及相關特色分析課。
1.1.1理論教學
分析化學理論課主要包括化學分析和儀器分析,其中化學分析中定性定量是基礎理論,而儀器分析是近些年,隨著其他科技發展而發展起來的快速、靈敏、高效的分析手段,與經典的化學分析相比,它需要的試劑量小、操作簡單、對環境破壞小甚至無污染[3]。
1.1.2實驗教學
分析化學是一門應用型學科,它的理論和成果都需要實驗來支撐。目前分析化學實驗課在各專業都相繼開展,且在教學及科研中取得可觀的成績,發展成熟的主要包括定性定量實驗,對學生的基本操作性、驗證性及簡單儀器運行的教學等。
1.2教學存在的問題
1.2.1理論課的缺陷
分析化學教學雖引入改革新概念,但內容抽象枯燥,新方法新理論較少。知識點一般相互獨立成章,知識的系統性和連貫性不強,與其它學科內容銜接滲透甚少。綜合型知識較少,理論與實驗脫節,與應用熱點及企事業項目更是嚴重脫節。定性試驗多定量試驗少,儀器分析內如更是紙上談兵多實際操作少,另外,分析化學與相關學科課程順序設置不合理。教師講少學生聽不懂,講多課時不夠用且重點不突出,學生及教師都陷入教學僵局[2,4]。
1.2.2實驗課的不足
首先,傳統的實驗教學都有一套固定的模式,且一般只是對理論課的驗證,鍛煉學生的動手能力。在實訓過程中,所需樣品、試劑、儀器,均是事先準備好的,學生走馬觀花的按給定的實驗步驟走完整個過程。最終結果就是學生雖然完成了實驗,但實驗現象和實驗結果對不起來,更無法想象為什么會出現預期之外的現象,對數據處理中為什么會產生嚴重誤差,操作過程中哪里出了問題等。實驗教學的目標無法完成,這種走過場式被動的操作程序甚至消磨學生的學習興趣,造成學生眼高手低,實驗態度敷衍,扼殺了學生主動性,學生創新意識也難以得到培養。其次,實驗監督考核機制不健全。學生的實驗成績只憑實驗預習報告和報告成績來定,平時表現及操作水平不能通過得以考核體現,這種方式更容易給學生鉆空子:抄報告,編數據,造成實驗成績拉不開差距和檔次,挫敗了學生的積極性和學習興趣。另外,由于實驗項目選擇不當,脫離應用與生活,導致分析化學實驗枯燥乏味,學生認為學之無用,所以學生學習目標不明確,積極性不高,不重視實驗[1,4]。
21世紀分析人才的培養,根據全國教學指導委員會頒發的《分析化學教學基本要求》改變教師“注入式”的教學方法,引導學生的自主學習,培養學生的全面創新能力,在講授基本理論的同時,應穿插介紹分析化學前沿學科發展狀況,能結合有關課題介紹其新方法、新技術。介紹新技術方法時,給學生布置學生查閱文獻任務,培養學生分析問題、解決問題的能力。在教學中,必須注重正確處理教與學的關系。多舉一些現代分析化學如何運用基礎理論解決實際問題及實驗教學如何反應和完善理論知識的例子,如食品、藥物、環境、生物等相關領域在分析化學的新進展和新成果[1,3]。
2.1思想轉變
如何培養全能性高素質分析人才,學生為主,老師為輔。知識與能力培養的關系是教育者思考的尺度。傳統教學是教師說、學生聽的獨角戲教學模式。分析化學課程是一門發展中的學科,學習的內容在不斷的增加,但課時卻在縮短,為趕教學進度,教師總是在一個人站在講臺上說個不停,雖將課程的內容上完,但是學生對知識的掌握情況不得而知,而且課堂氣氛沉悶進而導致學生失去學習興趣。教學包括教師和學生,其中學生是教學的主體,教師必須將學生引進學的氛圍中。因此,將理論與實驗結合起來,二者可相互補充,充分調動學生學習的積極性。分析化學培養的不光是學生分析測試理論和方法,還包括科學的分析計算能力。如在進行酸堿滴定教學中,可讓學生現根據操作規程做幾組酸滴定堿及堿滴定酸的實驗,實驗結束后再對操作細節、實驗現象、分析結果、誤差分析等方面進行提問,如滴定的原理是什么?如何選著指示劑?滴定是遇到什么問題,看到什么現象,如何解釋?哪些操作會產生誤差?如何分析誤差等。讓學生帶著這些問題投入理論課學習中,上完理論課,再讓學生回答提出的分析問題,并重新做一次實驗,最后再提出生活中的例子,如:檢測饅頭、粥及家用衛生紙的酸堿的強度。讓學生利用所學設計實驗解決問題。訓練中培養就一個問題給出一題多解,培養和訓練學生從不同角度去分析和解決問題,配合理論實驗課進行深入訓練,使學生能夠掌握相關理論知識的具體應用,培養分析問題和解決問題的能力[1-2]。
2.2專業培養
分析化學是一門實踐性很強的學科,學生對該門課的掌握和課程的學習效果很大程度需要通過學生的實踐能力來體現。在教學過程中可將分析化學理論和實驗教學內容與科研熱點及企事業單位分析項目結合,根據分析知識的難易深淺及其他相關科目的教學安排來制定教學計劃。課程可分為三大塊:基礎知識,滴定分析,儀器分析。每一塊的教學可根據實際情況進行適當調整,但大致包括以下過程:第一,提出可用即將學到的理論與實驗解決簡單可操作的的熱點問題或分析項目,布置查閱任務,讓學生收集相關資料,并分組進行討論得出初步解決方案。第二,老師根據實驗條件及相關理論評估指導學生對實驗相關儀器試劑進行準備,讓其在摸索中做實驗,并將過程中遇到的問題一一記錄。第三,教師結合設置問題及學生所做實驗進行理論教學,并在過程中將學生的疑問逐一討論、解答。第四,回到設置問題,讓學生繼續查閱資料,完善實驗方案,解答初次試驗遇到的問題,繼續操作實驗,最終根據相關理論及實驗確定最佳實驗條件和最優方案。教師將整個過程學生的表現及每次成績計入最終考核。
2.3教學創新
優化分析化學理論及實驗教學方式,將二者有機創造性結合,建立整體性多層次一體化教學,實現實驗—理論—探索—認識—再實驗的螺旋上升式的辯證發展教學模式。在應用中讓學生,遇到“難題”,激發他們的求知欲,主動探索未知,發掘更深層的知識,獲得創新的動力,分析化學實驗教學和理論教學既是相互獨立又是相互統一的,故不能局限于把實驗教學看做驗證理論和訓練學生的操作技能的簡單過程,更不能孤立理論教學,為用至上的只教實驗操作,二者要相互滲透,相互聯系,促進學科發展,化零為整。理論為實驗指出了方向,實驗驗證理論的同時,更進一步完善理論。在教學中將二者結合,培養學生辯證發展的思維,教授學生用聯系和發展的態度學習。讓紙上談兵和操作模仿者將成為歷史,學生思維與行為得到辯證發展,這才是高素質的全能型創新人才[2]。
2.4考核監督
建立與辯證發展教學模式相匹配監督模式,試用多方位、多角度、綜合性的考核體系。監督考核制度的建立和完善,是分析化學教學體系有效實施的保障,其核心在于考核體系的量化。傳統的考核將理論與實驗分開,并且看重結果輕視過程,這種制度不能考察學生的平時表現及綜合能力。量化考核體系包含兩方面:一是對基本技能的考查程序。在分析化學教學中實現理實的有效結合,注重基本分析技能的培養并加大實訓力
度,且平時表現、實驗完成度及解決問題的得優率計入最終考核成績。通過培訓,學生的操作技能考核標準以“會”、“不會”代替“熟”、“不熟”。二是掌握基本原理知識的程度,不再是知不知道、會不會背,而是能否提出問題,解決所提出的問題,且能對解決方案的優劣進行分析找出最佳方案。加大該類考核在總成績中的份量,從而,從總成績中客觀地反映出學生對本門課程掌握的真實狀況[3,5]。
2.5激發興趣
抓住學生的心,從學生的角度思考學習。第一,多媒體教學在分析化學中的充分應用可以激發學生學習的興趣。通過文字、圖片、視頻、動畫等多媒體功能,從視覺、聽覺上刺激學生,使學生在輕松氛圍中掌握規范性操作,使復雜、抽象、枯燥的學習內容變得生動形象[1]。第二,邀請在外實習的畢業生返校給學弟學妹們開講座,根據自己的親身體會,講解分析化學實驗技能在實際工作中的應用,讓學生更直觀的了解到實驗技能培養的重要性。另外,舉行技能比賽,激發學生的競爭意識,讓學生們從思想上變被動為主動。
分析化學方法更新快、內容繁多、應用性廣泛,它是基礎課程中理論涉及面廣,學科發展滲透到各個學科并可極大地促進各領域前沿和尖端,因此它的應用范圍深入到社會發展的許多領域。教育者如何培養社會需要的具備專業技能和創新能力的全面性分析技能型人才?這是對分析化學教學的改革提出的挑戰。我們不能孤立的改革理論教學或者隔離的實驗教學。一定要在將二者創造性結合在一起上改革和創新分析教學。這既能體現理論與實驗的有效結合,又可反映科研和學術的前沿動態。通過理論與實驗教學的有創新結合提高學生“提出問題—發現問題—解決問題”的專業能力,塑造學生嚴謹求是的工作素養和科學態度,進而輸出高素質全面性分析技能型人才[5]。
[1]胡慶蘭.本科生分析化學實驗改革的探索[J].湖北第二師范學院學報,2009,26(8):121-125.
[2]項東升.高職分析化學課程理實一體化教學研究[J].廣州化工,2011,39(16):175-176.
[3]陳淵,陳憲明,羅濟文,等.新建地方師范學院應用化學專業分析化學實驗改革探討[J].中國現代教育裝備,2011(13):88-90.
[4]李文琦.分析化學實驗改革淺議[J].漳州師范學院學報(自然科學版),2002,15(1):74-76.
[5]李敏毅.談分析化學的教學改革[J].藥學教育,2000,16(1):55-57.
Exploration of Dialectical Development of Teaching Model of Theory and Experiment in Analytical Chemistry*
RENLi-ying1,LIQian-qian2
(1Department of Pharmacy, Anqing Medical and Pharmaceutical College, Anhui Anqing 241052;2Anhui Key Laboratory of Functional Coordination Compounds, School of Chemistry and Chemical Engineering, Anqing Normal University, Anhui Anqing 246003, China)
Through analyzing the analysis chemistry theory and the present situation of the experimental teaching, the importance and existing problems of curriculum in teaching were explored, a proposal to reform of combination of theory and experiment teaching creatively was further put forward and out dialectical reform from change idea, professional training, teaching innovation, supervision and evaluation was carried, to stimulate interest five aspects, in order to cultivate exploration of innovative analytical talents who perform professionally in the work and own social needs of all-round quality.
Analytical Chemistry; theory teaching; practice teaching; creative combination; talent cultivation
安徽省教育廳質量工程項目(No.2014jyxm463)。
任麗英(1984-),講師,碩士,從事基礎化學教學研究與無機功能材料合成。
O651
B
1001-9677(2016)012-0200-03