許婧,黃克靖,謝宛珍
(1.信陽師范學院化學化工學院, 河南 信陽464000;2.廣西民族大學化學化工學院, 廣西 南寧 530006;3.廣西民族大學圖書館,廣西 南寧 530006)
師范類專業認證是專門性教育評估認證機構依照認證標準,對師范類專業人才培養狀況所實施的一種外部評價,旨在研究在當前和未來可預見的一段時間內,專業水平能否達到既定的人才培養質量標準[1]。其根本宗旨是深入貫徹新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神,落實立德樹人根本任務,培育大國良師,深化新時代教師教育改革,全面保障和提高師范類專業人才培養質量,推進師范類專業內涵式發展。師范類專業認證是我國高等教育質量保障體系的重要組成部分,其核心是保證師范生畢業時的知識能力素質達到標準要求,目的是推動師范類專業注重內涵建設,聚焦師范生能力培養。改革培養體制機制,建立基于產出的持續改進質量保障機制和質量文化,才能不斷提高專業人才培養能力和培養質量。
在師范類專業認證背景下,作為傳統教育類專業的化學學科進行教育教學改革迫在眉睫。化學專業師范認證,能夠保證本專業師范生畢業時的知識能力素質達到標準要求,推動化學專業內涵建設,聚焦師范生能力培養,改革培養體制機制,建立基于產出的持續改進。作為化學專業四大核心專業課之一,分析化學的涉及面極廣,在化工、生物、材料、醫藥、環境、能源等諸多領域中具有不可替代的重要作用。分析化學課程旨在提高化學專業學生教學能力和學科素養,期望通過本課程的學習幫助學生系統、扎實地掌握化學及相關學科基本知識、基本理論和基本技能,熟練開展課堂及實踐教學;具備化學學科的基本理論知識、實踐技能、學科思想方法以及相關的數理知識;把握化學學科知識體系的發展歷史和前沿動態,理解化學核心素養的內涵,掌握以此為目標導向的化學學習指導方法與策略;能從綜合及跨學科的視角認識化學學科與其他學科、社會實踐的相關性,具有整合相關學科知識和方法并運用其解決化學教學問題的素養和能力[2]。此外,由于師范學生的專業特殊性,該課程還需要關注師范生的基本素養和技能。因此,分析化學教學對本專業本科生知識體系構建和能力培養起著至關重要的作用。
本文以信陽師范學院化學專業本科生為對象,針對現階段分析化學教學中存在的不足,以師范認證“學生中心、產出導向、持續改進”的核心理念為,指導方針,堅持貫徹國家教育方針政策,以國家教育方針為人才培養根本方向。堅持德、智、體、美、勞全面發展的基本育人目標,堅持以立德樹人為根本任務,堅持社會主義辦學方向,踐行社會主義核心價值觀,增進對習近平新時代中國特色社會主義思想的政治認同、理論認同、情感認同。突出師德養成,強化教書育人能力,努力培養以服務信陽市為主、兼及河南其他地區的高素質中學化學教師。
信陽師范學院分析化學專業開設學時為54學時,學生需要掌握分析試樣的采集與處理、分析化學中的誤差與數據處理、酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法、重量滴定法、吸光光度法、分析化學中常用的分離和富集方法這九章核心內容。通過本課程的學習,學生應當達成以下知識體系目標:掌握誤差的來源、分類、減免及表征,理解系統誤差與偶然誤差的區別和減免,區別準確度與精密度、聯系與表示方法,理解有效數字的保留、修約及運算規則,學會實驗數據的統計處理方法,掌握提高分析結果準確度的方法,加深對“量”的概念的理解和認識;同時本課程培養學生樹立嚴謹的工作作風和科學的實驗態度;了解滴定分析法特點、分類和對滴定反應的要求;掌握標準溶液的配制和標定、基準物質的條件及滴定分析中的計算;掌握化學平衡的基本知識、基本理論及相關計算;掌握滴定分析的原理、化學計量點的計算及指示劑的選擇原則;掌握滴定突躍的計算方法及影響滴定突躍的因素;掌握弱酸能夠被準確滴定和分步滴定的判別式、金屬離子能夠被準確滴定和分別滴定的判別式;掌握常用的滴定分析方法、特點及其應用;了解分析化學的任務和作用、分析方法的分類、分析化學的發展趨勢。了解重量分析法的基本概念、基本要求及分析過程;掌握沉淀溶解度的概念、影響因素及其計算;掌握沉淀的類型和形成過程、影響沉淀純度的因素及沉淀條件的選擇;掌握物質對光的選擇性吸收和光吸收的基本定律;了解分光光度計的構成及吸光光度法的基本原理,理解顯色反應及其影響因素,掌握吸光光度分析過程的誤差控制方法;了解其他的吸光光度法及其應用;理解定量分析中常用分離方法的基本原理、操作,以及這些方法在分析中的作用和應用范圍,為了解與掌握現代化學中的重要實驗方法打下初步的基礎;培養學生根據實際問題選擇合適分析方法的能力,以及解決具體問題的能力。
與其他專業課程一樣,分析化學也面臨著課時少、內容多這一現狀,教師在大綱目標制定及上課過程中仍然延續以知識為中心的教學模式:“填鴨式”灌輸知識,學生被動地靠記憶掌握相關知識點。這與“以學生為中心”的新型教學模式相悖,不能滿足當前社會人才的需求,不符合現代教育改革中提倡的高階技能教育目標,很難真正實現學科素養的提升。
作為河南省屬重點建設的兩所師范大學之一,信陽師范學院自建校以來時刻牢記黨和人民的囑托,高舉教師教育旗幟,堅守教師教育本色,踐行教師教育使命。在師范專業認證大背景下,根據河南省以及大別山革命老區中學教育改革發展與教師隊伍建設及需求情況,分析化學專業將學校、學院的辦學定位與發展規劃融入到目標定位之中,使培養目標既符合國家、地區中學教育改革發展需求,契合學校、學院的辦學定位和發展規劃,又體現中學教師培養的新趨勢和中學化學教育發展的新動向[3]。具體到分析化學課程中,在大綱修訂過程中,嚴格落實以學生為中心的教育理念,避免使用“了解、熟悉、掌握”等既不利于學生自我定位也不利于老師目標達成度實現的傳統詞匯。在授課環節中,豐富教學策略,確定三維教學目標,培養學生獨立發現問題、分析問題、解決問題的能力,真正實現綜合育人的目的。
分析化學是一門是與實際聯系緊密的學科,教師在教學策略中可以利用生活中的問題設置情境。例如在第六章配位滴定內容講解中,教師可以以大家非常熟悉的信陽毛尖為切入點,設置問題:信陽毛尖在信陽喝著好喝嗎?通過討論,自然而然地引出探究課題:自來水硬度的測定。這樣的設計可以抓住學生的注意力,使學生順利進入本節課的學習。為了使學生更好地理解本節課的內容,教師可以先帶領學生回顧定性判別軟水硬水的方法,讓學生總結出生活中辨別軟、硬水的方法:硬水中鈣鎂離子含量高,沖泡茶葉時口感較差;鈣鎂離子很難與洗滌劑的有效成分發生反應,軟水泡沫豐富。根據以上生活現象可以對水質進行簡單的鑒別,但不能對其做出準確的定量分析。而水硬度含量與人類生活密切相關,長期飲用硬度超標的自來水,會誘發結石癌等一系列疾病,威脅人類健康。水的硬度對工業用水,尤其是鍋爐用水影響很大,一旦超標,會造成局部過熱。由此,通過回顧舊知,引入新課,能夠增強學生的學習自信心。
隨后,教師繼續向學生提問:如何定量實現對自來水硬度的測定?讓學生帶著這問題進入接下來的學習。在這一過程中,教師會先讓學生自己設計實驗,驗證他們關于信陽水是軟水的設想,讓學生在探究新知過程中,掌握滴定條件的選擇。教師再進一步以硬水軟化為切入點,講解分析化學在生活中的應用,提示學生是否注意到熱水器旁邊都連著幾個管子,管子內部裝的是交換樹脂,鈣離子、鎂離子會與樹脂上的氫離子發生置換反應,從而附著在樹脂表面,實現硬水軟化,這樣的設計可以進一步激發學生的學習熱情。最后,以尋求新型軟化水質技術為契機,幫助學生了解科技前沿:離子交換樹脂是目前常用的硬水軟化方式,但該方法凈化效率低,維修成本高,不適合大規模推廣。我國地熱能豐富,但在管道運輸過程中發現,由于水硬度超標,會形成碳酸鈣、碳酸鎂沉淀,附著在管道上,降低管道的運輸效率,同時加劇管道的腐蝕。對這一問題,很顯然利用交換樹脂效率太低。因此,信陽師范學院與中石化合作,擬采用在管道兩側施加電場定向調控鈣鎂離子流動的方式實現對水質的軟化。采用以目標為導向的教學方法,能夠提高學生的課堂參與度,同時培養學生的情感價值觀,真正實現綜合育人。
隨著信息化大背景的廣泛應用,互聯網技術增加了現有教學手段,為教師授課提供了更多途徑,從根本上打破了傳統單一面對面授課模式。授課能夠不受時間、空間限制,促進學生變被動為主動根據學習習慣、時間自由安排學習計劃,做到有效的課前預習和課后復習,最大限度地發揮線上資源的優勢[4-5]。在授課過程中,利用線上資源可以拉進師生距離,幫助教師及時了解學生對內容的接受度。以第六章內容講解為例,在授課前利用學習通平臺發布問卷:“都說信陽毛尖在信陽喝著好喝,換個地方就差些味道。”關于這個現象,教師設置四個選項,做一個簡單問卷調查,并根據后臺反饋的結果,及時調整授課內容安排。在課上分組討論,請同學們結合配位滴定法有關知識設計出測定自來水硬度的實驗方案,列出所需要的主要試劑、儀器,寫出主要的實驗原理,在學習通平臺提交,方便教師及時掌握授課成果。課程結束后,發布作業,請同學們對信陽自來水進行測試并給出相應的數據,通過查看學生作答情況,及時督促學生進行鞏固。新型混合模式的出現,極大豐富了課堂內容,推動大數據信息技術與教育教學的深層次融合,進一步強化育人效果。
以師范專業認證大背景為契機,本文概括了分析化學教學中的現存問題,提出分析化學改革中需要堅持對師范生的教學改革基本理念和中學化學核心素養教學標準要求,強化師范生對教育基本理論和基礎知識的掌握,肯定對教育現代化技術的需求以及對師范生持續性學習和不斷提高的需求,制定能滿足師范生的職前素質養成和職后預期發展能力的新型教育方法。旨在進一步深化學生對分析化學基本知識的理解運用,培養學生高階綜合能力,突出師范專業特色,實現綜合育人。