鄒志娟,宋昆鵬
(西華師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,四川 南充 637002)
分析化學(xué)作為化學(xué)學(xué)科的重要分支之一,曾被認(rèn)為是“現(xiàn)代化學(xué)之母”,“人類有科技就有化學(xué),化學(xué)從分析化學(xué)開始”[1]。分析化學(xué)實驗是化工專業(yè)本科生的一門基礎(chǔ)課程,旨在教會學(xué)生掌握分析技術(shù)基本原理、方法及相關(guān)實驗技能;能夠運用所學(xué)基本理論知識,獨立或與他人合作完成分析實驗項目,提高學(xué)生實驗動手能力、觀察能力以及分析和解決實際問題的能力,并嚴(yán)格樹立“量”的概念,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)。
近年來,通過在教學(xué)過程中的不斷觀察與分析,發(fā)現(xiàn)我院在分析化學(xué)實驗教學(xué)中還存在一定的問題。諸如學(xué)生對實驗課程的興趣不高、理論知識結(jié)合實驗實踐的能力不強、基本實驗操作能力較差、分析和解決實驗中遇到的問題的能力不強等等。這些問題使我們意識到分析化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀,亟待改進。
當(dāng)前教育教學(xué)情形下,我院分析化學(xué)實驗課程主要開設(shè)了化學(xué)分析實驗、儀器分析實驗和綜合實驗,分兩個學(xué)期進行?;瘜W(xué)分析實驗主要依賴于化學(xué)反應(yīng)而進行,屬于定量化學(xué)分析(滴定分析和重量分析),旨在通過一系列化學(xué)分析實驗使學(xué)生進一步加深對化學(xué)中四大平衡的理解,掌握四大滴定方法和重量分析方法的特點和相關(guān)實驗操作技能,達到熟練的實際應(yīng)用水平。儀器分析實驗?zāi)康脑谟谑箤W(xué)生能夠熟悉各種儀器的基本結(jié)構(gòu)和操作方法,加深理解儀器分析方法的基本原理,熟練掌握大型儀器的操作技能,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和動手的能力[2]。實際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)行的分析化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)與所培養(yǎng)學(xué)生的真實能力水平有一定差距,造成這一結(jié)果的原因主要有以下幾個方面:
(1)學(xué)生對于實驗課程興趣不高、重視不夠、自主思考能力不強。大多數(shù)學(xué)生在剛接觸分析化學(xué)實驗時興趣較為濃厚,隨著進入實驗室時間的延長,大部分學(xué)生興趣逐漸缺失,原因在于實驗內(nèi)容太過固定,幾年甚至十幾年不變,實驗內(nèi)容過于保守。教學(xué)方式普遍實驗教師講解實驗,告訴學(xué)生滴定終點的現(xiàn)象突變,學(xué)生按照給定實驗步驟去做,缺乏創(chuàng)新性,無法凸顯學(xué)生的主體性。此外,多數(shù)學(xué)生對實驗課程重要性認(rèn)識不夠,重理論輕實驗,認(rèn)為實驗課只是抄抄實驗報告而已,課前的預(yù)習(xí)報告也僅僅是照抄書本,并沒有積極主動的對實驗原理、步驟以及可能出現(xiàn)的現(xiàn)象進行思考與預(yù)想,被動的做實驗,對實際實驗過程中出現(xiàn)的反?,F(xiàn)象束手無策,不能進行主動的分析、思考。
(2)高校理論課教學(xué)與實驗課教學(xué)多數(shù)不能同步進行,而且多數(shù)理論課教師與實驗課教師也并非同一人。這樣就會出現(xiàn)實驗課的內(nèi)容超前或滯后于理論課程,致使學(xué)生不能很好的將抽象的理論知識與實驗聯(lián)系起來。特別是在儀器分析實驗中,僅僅依靠理論教學(xué),學(xué)生無法很好將理解復(fù)雜的儀器和抽象的原理有機聯(lián)系起來,這使得學(xué)生在實際實驗課程中仍是應(yīng)試操作,并不能到達實驗設(shè)置的教學(xué)目的[3]。
(3)實驗課程教學(xué)模式單一,實驗硬件條件不能很好滿足教學(xué)需求。傳統(tǒng)實驗課教學(xué)模式是學(xué)生預(yù)習(xí)并書寫預(yù)習(xí)報告,教師講解實驗原理、步驟、可能的實驗現(xiàn)象、注意事項等,學(xué)生按照講解做實驗,完成實驗報告。我校分析化學(xué)實驗也一直是按這個模式進行的,最終評價學(xué)生實驗課成績的主要依據(jù)是實驗報告和最后的實驗操作考試,造成學(xué)生認(rèn)為實驗課只要把實驗報告寫“漂亮”了、最后考試的時候沖刺一下分?jǐn)?shù)就高了,不注重平時實驗過程中的能力培養(yǎng)與操作技能的規(guī)范練習(xí)。雖然設(shè)置了側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和實驗設(shè)計能力的綜合實驗,但受困于實驗課時和客觀實驗條件并沒有完全達到既定的教學(xué)目標(biāo)。除了教學(xué)模式,實驗場地和實驗儀器也是影響分析化學(xué)實驗教學(xué)的因素之一,這種影響因素對儀器分析實驗影響尤其突出,大型儀器數(shù)量有限,學(xué)生數(shù)量有相對較多,多人同組實驗,共用實驗數(shù)據(jù),很多學(xué)生甚至都沒有機會去親自操作儀器,只能觀摩。
實驗內(nèi)容是課程實施最根本、最主要的組成部分[4]。以我院分析化學(xué)實驗教學(xué)為例,實驗課程內(nèi)容多數(shù)比較陳舊,部分實驗甚至十幾年沒有變過,內(nèi)容沒有新意,過分重視分析化學(xué)基礎(chǔ)理論知識;多數(shù)為驗證性實驗,自主探究和設(shè)計類實驗幾乎沒有涉及;缺乏理論聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際的實驗內(nèi)容。整個學(xué)期下來,只是鞏固了學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識,培養(yǎng)了分析化學(xué)實驗基本操作技能,對學(xué)生自主意識和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)略顯不足,同時也不利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際應(yīng)用的能力。此外,分析化學(xué)實驗教學(xué)中,學(xué)生使用的待測未知試樣均為實驗教師提前好的,但實際分析測試過程中多數(shù)需要對待測樣品進行預(yù)處理,現(xiàn)實實驗教學(xué)中對這方面沒有涉及。
基于以上問題,我們認(rèn)為,優(yōu)化課程內(nèi)容體系應(yīng)該做到:①保留原有的對分析化學(xué)基礎(chǔ)理論知識有鞏固作用的基礎(chǔ)驗證性實驗,以培養(yǎng)學(xué)生的實驗室安全意識和規(guī)范基本實驗操作技能,加強對理論知識的理解與記憶。比如原有的滴定分析(包括酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定)和重量分析相關(guān)的經(jīng)典實驗。②增加學(xué)生自主設(shè)計、探究型實驗。這類實驗課程可以將學(xué)生分成小組,給出實驗題目和實驗?zāi)康?,指?dǎo)學(xué)生自己去探究實驗原理、設(shè)計實驗步驟,教師對學(xué)生的實驗設(shè)計內(nèi)容進行評價和可行性分析,幫助學(xué)生共同完善實驗方案,最終由學(xué)生具體操作完成實驗,驗證其方案的可行性與合理性,分析總結(jié)其實驗過程中遇到的問題[5]。比如“市售柑橘中檸檬酸含量的測定”、“阿司匹林藥片中乙酰水楊酸含量的測定”等。③教師在進行實驗內(nèi)容講解時適當(dāng)引入與所講實驗內(nèi)容相關(guān)的生產(chǎn)或生活實際案例,密切聯(lián)系社會熱點事件,幫助學(xué)生了解課堂所學(xué)知識與實際應(yīng)用之間的關(guān)系,引導(dǎo)他們將所學(xué)知識、技能應(yīng)用到實踐中。
傳統(tǒng)實驗課教學(xué)通常是教師先行講解實驗原理、步驟等,然后學(xué)生按照講解做實驗,在這個過程中學(xué)生的自主性不夠突出。實驗過程中學(xué)生只是按照既定步驟進行操作,缺乏獨立思考。甚至連實驗中要用到的試劑、溶液等都是由實驗教師事先配制,實驗的前期準(zhǔn)備工作學(xué)生完全沒有參與,比如“高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定”實驗中,高錳酸鉀溶液配制相對繁瑣且需提前配制,而實際實驗課中學(xué)生只是在課件里學(xué)習(xí)了高錳酸鉀溶液的配制并沒有實際參與其中,這對其實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)是不全面的。
在實際實驗課教學(xué)中,要不斷創(chuàng)新教學(xué)方法,比如“翻轉(zhuǎn)課堂”,學(xué)生分組根據(jù)課下預(yù)習(xí)情況講解實驗,教師進行必要的指導(dǎo),這種方法可以更好的幫助學(xué)生理解實驗內(nèi)容,不再“照方抓藥”式的上實驗課。同時也可嘗試使用計算機為技術(shù)為依托的“虛擬仿真”系統(tǒng),豐富實驗內(nèi)容,提高學(xué)生興趣。最后,也是比較容易做到的,即是合理安排時間,盡可能讓學(xué)生參與完整的實驗過程,從試劑、溶液等的準(zhǔn)備工作開始到取得最終的實驗數(shù)據(jù)。涉及較為復(fù)雜的試劑準(zhǔn)備工作的實驗,可提前安排學(xué)生對實驗內(nèi)容進行預(yù)習(xí),并在前一次實驗課結(jié)束時進行下一次實驗的試劑準(zhǔn)備工作,而相對簡單的試劑可以當(dāng)堂處理和配制。這樣除了使學(xué)生參與到實驗的全過程外,也可以一定程度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。
我院目前實行的實驗課成績評價方式是:最終成績=考試成績×70%+平時成績×30%。考試成績就是最終的操作考試成績,學(xué)生從兩個實驗中抽取一個完成,最終從實驗原理、操作規(guī)范性、數(shù)據(jù)處理等方面考查給分;平時成績主要是平時所有實驗報告成績的平均值。這種評價方式中考試成績占比過大,常引起學(xué)生對平時實驗的忽視,造成實驗課時積極性不高,可以考慮適當(dāng)增加平時成績的比重。同時,除了要重視學(xué)生的操作技能,還要注重對學(xué)生實驗基本理論知識、數(shù)據(jù)處理、實驗室安全等方面的培養(yǎng),因此可增加理論部分的筆試考查。因此,引入如下成績評價方式:總成績=平時成績×60%+操作考試×20%+理論知識筆試成績×20%[6]。另外,可以增加操作考試實驗的數(shù)量,可以由之前的兩個實驗中抽取一個改進為4個實驗中抽取一個,以便更全面的考查學(xué)生實驗操作能力。
分析化學(xué)實驗教學(xué)中所存在的問題并非一朝一夕形成的,而對這些問題的改善也不是一蹴而就的。目前我們在改進分析化學(xué)實驗教學(xué)方面還處于初步的思考和探索階段,作為一線實驗教師,我們也會在日后教學(xué)過程中不斷反思,探索更適合本學(xué)院分析化學(xué)實驗教學(xué)的改進措施,盡最大努力保證人才培養(yǎng)的質(zhì)量。