環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新研究

李利華 ，郭豫梅，夏冬輝， 王 芹

(陜西理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 ， 陜西 漢中 723000)

環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新研究

李利華*，郭豫梅，夏冬輝， 王 芹

(陜西理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 ， 陜西 漢中 723000)

分析了環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題，對該實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容與教學(xué)模式的改革進(jìn)行了探討，旨在提高無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，增強(qiáng)環(huán)境專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和和創(chuàng)新思維能力。

無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)； 環(huán)境專業(yè)； 教學(xué)改革

環(huán)境專業(yè)是一門由多學(xué)科組成的新興邊緣交叉學(xué)科，它與自然科學(xué)、社會科學(xué)和技術(shù)科學(xué)相結(jié)合，是人類進(jìn)一步認(rèn)識和改造自然的表現(xiàn)[1-2]。近年來，全國許多高校依靠自身優(yōu)勢及相關(guān)背景學(xué)科相繼建立了環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)。無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境專業(yè)一年級新生進(jìn)入大學(xué)的第一門必修實(shí)驗(yàn)課，主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技能和方法，加深學(xué)生對無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)基本理論和概念的理解，為后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。本文針對環(huán)境專業(yè)特點(diǎn)及目前教學(xué)現(xiàn)狀，對我校環(huán)境專業(yè)的無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了一系列創(chuàng)新研究和實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉，突出環(huán)境專業(yè)的特色，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和和創(chuàng)新思維能力。

1 無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 項(xiàng)目設(shè)置簡單、陳舊，與專業(yè)銜接不緊密

包括我校在內(nèi)的大多數(shù)高校環(huán)境專業(yè)所開設(shè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目幾乎都源自化學(xué)類專業(yè)的有無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目延續(xù)了化學(xué)類專業(yè)課程的特點(diǎn)，多數(shù)為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，與專業(yè)內(nèi)容未能真正結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)和操作過程中感覺到該門課程與所學(xué)專業(yè)聯(lián)系不緊密，因此缺乏學(xué)習(xí)的熱情。

1.2 對實(shí)驗(yàn)的重視及創(chuàng)新不夠

無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)常被認(rèn)為是理論課的補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)相對不足，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程壓縮在較短的時(shí)間內(nèi)完成，造成實(shí)驗(yàn)質(zhì)量不高；且目前環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要為基本操作及驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生只是機(jī)械地按照教材中的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，缺少思考、見解及創(chuàng)新。學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力得不到鍛煉，很難達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的目標(biāo)。

1.3 未能發(fā)揮學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，學(xué)生缺乏環(huán)保意識

為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果明顯，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中取用試劑和藥品時(shí)總會認(rèn)為“多多益善”，過多取用實(shí)驗(yàn)試劑和藥品；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，就會產(chǎn)生大量的廢液，廢渣等，而這些廢液、廢渣和廢氣沒有經(jīng)過回收處理就直接排放；學(xué)生沒有發(fā)揮其專業(yè)特長，缺乏廢液處理和回收意識。

2 無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新改革措施

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加專與業(yè)聯(lián)系

現(xiàn)行的環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較為陳舊，主要為基本操作實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少綜合、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這類實(shí)驗(yàn)多數(shù)學(xué)生根據(jù)理論知識就能知道實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，很難激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和主觀積極性。因此，我們首先在環(huán)境專業(yè)的無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中適度調(diào)整、壓縮單獨(dú)的基本操作實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將基本操作訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)、簡單的無機(jī)制備實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)三部分內(nèi)容優(yōu)化整合，設(shè)計(jì)成綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生形成套完整系統(tǒng)的理論及實(shí)踐結(jié)合的實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.2 設(shè)計(jì)特色實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

緊扣環(huán)境專業(yè)特點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)生活，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中增加與環(huán)境專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣。例如，水中鈣、鎂、氯離子含量測定、化學(xué)需氧量(COD)的測定實(shí)驗(yàn)水樣選取附近水域的自來水、污水等進(jìn)行檢測，達(dá)到對實(shí)際水質(zhì)進(jìn)行分析；維生素C含量的測定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料選用新鮮的蔬菜、水果進(jìn)行測定；酸堿滴定實(shí)驗(yàn)利用醋酸、小蘇打、氨基酸等的酸堿性進(jìn)行滴定；葡萄糖含量的測定實(shí)驗(yàn)，選取日常食物如：饅頭、米飯等進(jìn)行測定。通過這些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識靈活地應(yīng)用于實(shí)際生活中，也讓學(xué)生領(lǐng)悟到環(huán)境與化學(xué)的密切關(guān)系，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主觀積極性。

2.3 引入綠色實(shí)驗(yàn)概念，增強(qiáng)環(huán)保意識

對于環(huán)境專業(yè)的學(xué)生來說，把綠色化學(xué)的理念融入教學(xué)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中減少環(huán)境污染, 增強(qiáng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革的新方向。具體到無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)上，首先，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的篩選中，根據(jù)教學(xué)大綱，應(yīng)該在保證學(xué)生應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)技能得以訓(xùn)練的前提下，盡可能選擇毒性小、污染少、實(shí)驗(yàn)成本低的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的前提下，使用及微量、半微量的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ絹磉M(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其次，對于在實(shí)驗(yàn)過程中會產(chǎn)生一些廢棄物，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識，自己設(shè)計(jì)方案合理有效地處理這些的廢棄物。例如：實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的酸堿廢液，可將廢酸、廢堿溶液分別集中回收存放，通過酸堿中和反應(yīng)進(jìn)行處理；含重金屬Cr(Ⅵ )的廢液可通過加入硫酸亞鐵和石灰法進(jìn)行處理，使Cr(Ⅵ )轉(zhuǎn)化為不溶物Cr(OH)3除去[3]；含Pb2+的廢液先加入石灰乳做沉淀劑，使Pb2+轉(zhuǎn)化為不溶物Pb(OH)2，再進(jìn)一步吸收空氣中的CO2氣體后，轉(zhuǎn)化為溶解度小的沉淀PbCO3除去[4]；含Hg2+的廢液可先將廢液的pH值調(diào)至偏堿性，再加入過量的Na2S，使Hg2+以HgS沉淀析出，最后再將沉淀分離、提純后再利用[5]。對于成分復(fù)雜、處理難度較大的的廢液，可以鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)“大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目”，從而進(jìn)行更深層次的研究。通過以上舉措，不僅有效控制了實(shí)驗(yàn)造成的環(huán)境污染，同時(shí)也為后續(xù)開設(shè)的專業(yè)課程如：污染控制等的教學(xué)提供了具體實(shí)例，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.4 教學(xué)中引入現(xiàn)代化教學(xué)手段

目前，借助多媒體、視頻軟件等現(xiàn)代化的教學(xué)手段，能夠?qū)D像、文字、視頻、聲音等多種信息融為一體，對傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了很好的輔助作用，能夠有效地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果[6]。鑒于目前環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí)量較少、內(nèi)容較多、信息面寬的特點(diǎn)，課前播放多媒體演示可以首先為學(xué)生提供感性認(rèn)識，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生再結(jié)合自己的觀察、分析，就能夠準(zhǔn)確地得出結(jié)論。例如，對于基本操作實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前播放相關(guān)實(shí)驗(yàn)的視頻影像資料演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和規(guī)范化操作要點(diǎn)，有利于提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效率和質(zhì)量。對于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)視頻演示，能夠加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到輔助和補(bǔ)充作用。針對綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教師在對實(shí)驗(yàn)原理和方法講解的同時(shí)也可借助多媒體，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程更加形象和直觀。

2.5 完善實(shí)驗(yàn)考核體系，合理評價(jià)學(xué)生成績

為了客觀合理地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控和質(zhì)量評價(jià)體系，建立按平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)考試等內(nèi)容相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)考核體系，使學(xué)生在知識、能力和素質(zhì)等方面協(xié)調(diào)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)成績可以按照平時(shí)成績(60%)、操作考試(20%)、筆試成績(20%)三個(gè)方面進(jìn)行綜合評定，全面考核和測試學(xué)生掌握的專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)技能，這種做法比較客觀、合理，可以極大調(diào)動學(xué)生對平時(shí)操作的重視程度和積極性。

3 結(jié)束語

對環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)特色實(shí)驗(yàn)，引入綠色實(shí)驗(yàn)概念，突出環(huán)境專業(yè)的特色，并且在教學(xué)過程中引入現(xiàn)代化的教學(xué)手段，完善實(shí)驗(yàn)考核體系，積極有效地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 王 焱,胡 蓉, 劉國東. 中國環(huán)境專業(yè)學(xué)科發(fā)展探討[J].環(huán)境科學(xué)與管理, 2007, 32(3):1-4.

[2] 李 焰. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論[M].北京: 中國電力出版社, 2000: 63-113.

[3] 沈曉君, 華德尊, 李春燕. 高校實(shí)驗(yàn)室廢水處理及污染防治措施研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理, 2007, (10): 107-108.

[4] 彭 實(shí), 田曙堅(jiān), 吳良莉. 關(guān)于學(xué)校化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液量及廢液管理狀況的調(diào)研報(bào)告[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué), 2009, 35(6): 14-15,16.

[5] 王 芳, 曹曉群, 楊榮華, 等. 高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液處理及回收利用方法研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備, 2014, 35(7):34-35.

[6] 史 娟, 葛紅光. 培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的環(huán)境專業(yè)有機(jī)化學(xué)教改探[J].廣東化工, 2012, 40, (19):141-142.

(本文文獻(xiàn)格式：李利華，郭豫梅，夏冬輝，等.環(huán)境專業(yè)無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新研究[J].山東化工，2016，45(02)：112-113.)

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Study on Experimental Teaching Reformation of Inorganic ang Analytical Chemistry of Environment Speciality

Li Lihua, Guo Yumei, Xia Donghui, Wang Qin

(Chemical and Environmental Sciences, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi)

In this paper, the situation and problem existing in teaching of the course of inorganic and analytical chemistry experiment of environment speciality was analysed, and the reformation of teaching content and pattern of the course was studied. The reformation can improve the teaching quality and efficiency and strengthen the practical ability and innovative thinking ability for the undergraduates on environmental speciality．

inorganic and analytical chemistry experiment; environment speciality t; teaching reformation

2015-12-02

陜西理工學(xué)院教學(xué)改革資助項(xiàng)目(XJG1525)

李利華(1977—)，女，碩士，高級實(shí)驗(yàn)師，研究方向：天然產(chǎn)物有效成分的分析、檢測。

G642.0

A

1008-021X(2016)02-0112-02