分析化学实验教学方式改革初探

2023-01-01

分析化学是一门实践性很强的学科,分析化学实验课与分析化学理论课一样,是化学和药学类专业的主要基础课程之一。目前,我国在校大学生已全部属于“8 0后”一代。一个时代的青年有一个时代的鲜明特征,不同时代的大学生需要不同的教育方式。传统的分析化学实验教学已有很多地方不能适应新的教学对象,如何针对这些学生的新特点,进行教学改革势在必行。作者对近两年所授学生的分析化学实验教学改革进行了初步的尝试,采取了新的教学方式,取得了良好的效果。

1 开设分析化学实验课的目的和基础

分析化学实验课的教学目的是:巩固和加深学生对分析化学基本概念和基本理论的理解;使学生正确熟练的掌握化学分析和仪器分析的基本操作和技能,学会正确合理的选择实验条件和实验仪器,善于观察实验现象和进行实验记录,正确处理测量数据和表达实验结果;培养学生良好的实验习惯、实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风以及独立思考、分析问题、解决问题的能力;以使学生逐步的掌握科学研究的技能和方法,为学习后续课程和将来工作奠定良好的实践基础[1]。

我校分析化学实验课的教学对象,在实验技能培养方面,已经过了一年的无机化学和有机化学实验训练,具有了一定的基础。但是,无机化学和有机化学实验教学侧重较多的是定性实验。在分析化学中,定量实验和定性实验具有同样重要的地位。而定量实验相对于定性实验来说,要求操作者具有更高水平的实验技能。因此分析化学实验教学,是应该把重点放在对学生定量实验能力的培养上。

2 分析化学实验课教学对象的新特点

在我校,分析化学实验课主要作为大部分专业的大学二年级学生和药学英(日)语专业的大学三年级学生的必修课而开设。近几年来,这部分教学对象都出生于八十年代后期,随着时代的发展,出现许多新的特点:一、大部分学生为独生子女,自理能力差,依赖性强;二、劳动经验少,动手能力较差,缺少一些应有的生活常识;三、自尊心强,受挫折教育少,心理承受能力较差;四、自我意识强,具有较强的表现欲望。

3 分析化学实验教学方式改革初探

教学的目的任务是使学生的个性和身心得到充分地全面地发展,这也是教学的一条根本原则。那么,作用于其中的整个教学过程,包括教学系统中的物质条件、教学过程本身的结构和环节,都应该根据客观历史发展的进程,根据具体事物的特征及特征变化而确定而转移,不断地按照时代的要求加以调整和更新,以促进教学活动不断从旧的矛盾中解脱出来,去适应新的步伐。面对教学对象发生的变化和呈现的新特点,教学改革势在必行[2]。

作者对近两年所授学生的分析化学实验教学改革进行了初步的尝试,采取了新的教学方式,取得了良好的效果。

3.1 基本操作实验

新学期的第一次分析化学实验课是基本操作练习实验,在这次实验中,教师会把化学分析实验中所要使用到的基本操作进行一一教授。所涉及的操作繁多,记忆量大。按照传统的教学方式教授,教师逐一讲授示范,学生按法练习,以一对多,经常会出现:学生难得动作要领,甚至不会操作;印象不深,经常遗忘。面对这样的教学内容,采取新的分组教学的方式。教师同法讲授,练习时采取新的形式:两人一组,先分别练习,然后组内互相检验和教授,最后由教师抽查。如果抽查同学动作完成规范,组内二人同加一定的分数。

这种教学方式的优点是:一、调动了学生的主观能动性。每名同学都想在小组内检验时表现出色,因此都能尽力学习;二、发挥了学生的团体协作精神。因为在教师最后检验时是随机抽取组内的任一名同学,这就要求组内二人都能操作规范。为了小组的共同利益,组内二人就能互相帮助,克服了小自我的意识;三、由于学生的动手基础差,有些学生在教师讲授示范后不得技术要领,多次练习没有效果。教师以一对多的形式,使得教师难以发现每一名同学的问题。二人一组,只要一人学会,就会教会另一人,这样就形成了一对一的理想教学模式;四、在学生组内进行的教授和学习,由于是一对一,每名同学既是老师又是学生,随时可以讲解和提问,大大加深了学生的记忆程度;五、有些学生自尊心很强,教师在发现其问题后耐心讲解,虽然学生有时未能掌握,但是不想让老师和其他同学发现,不懂装懂,仍然不能解决问题。而面对组内另一名同学,这种心理往往能够克服掉,增强了学习的有效性。

如基本操作实验中移液管的操作。以前,许多学生在第一次实验课上时,在老师的耐心指导下,能够按照操作规范完成。而仅到了第二次实验课需要独立应用时就把操作要点尽忘脑后,不能准确移取一定体积的液体。采取了新的小组制后,大部分学生能够仅通过一次课的训练就熟练掌握移液管的操作要点,为后面的应用性实验和开放性实验的精确完成打下坚实的基础。

3.2 应用性实验

应用性实验是分析化学实验教学的重点,也是培养学生定量思维的重要途径。应用性实验的内容通常是根据分析化学理论课教学所讲的方法原理来设计应用实例。通过理论课的学习和教师在实验课上对实验内容等的讲述,学生首先应该对实验有一个整体的把握,知道实验原理是什么,所要应用的实验方法有哪些,实验步骤应该怎样安排,实验中应该注意哪些事项,这样在实验中才能有的放矢,才能使实验结果准确可靠,从而使定量思维牢固的建立起来。那么教学改革的重点就是如何应用恰当的方法让学生在这方面留心动脑。巧妙利用分数的杠杆作用在提高学生学习的积极主动性方面,十分重要。

因此在应用性实验中,要合理设置实验的分数考核方法。将每次实验课的成绩细化,分为基本操作成绩,操作过程成绩和最后实验结果成绩。其中基本操作成绩设置为六十分以上,每个实验细节的基本操作都对应一定的分数。通常只要学生认真做实验,这部分成绩都比较高。这样既能让学生有端正的实验态度,又能保证学生有一定的实验成绩;操作过程成绩是刺激和调动学生在实验过程中积极性的好方法。因为在实验过程中,暂时还不能知道最终结果如何,而一个个细化的实验操作所对应的小分让学生既喜又忧,使之始终不敢掉以轻心;最后的实验结果成绩分为准确度成绩和精密度成绩。精密度是保证准确度的前提。准确的实验结果是科研生产的基础。这一基本思想必须通过实验让学生清楚而深刻的认识到。因此适当的加大这一部分分数的比例,对于强化学生的定量思维有很重要的作用,而且又能拉开学生的实验成绩梯度。各部分成绩的合理设置,使得学生既有较高的实验热情和积极性,又克服了他们见难就退的依赖心理,让学生始终保持一种良好的心态来完成实验,学到实验技能。

如在第一个学生应用实验“药用硼砂含量测定”中,学生需要自己先配制盐酸标准溶液并且标定,然后再用自己标定后的盐酸去测定药用硼砂的含量。这个实验中所涉及到的基本操作是天平称量和滴定管操作,由于学过时间不久,基础比较扎实,大多数学生在基本操作上都能拿到较高分数,使他们很有信心。但是实验过程中几个滴定终点的判断使得他们始终不敢大意。最终只有每个操作都认真,每份实验都平行,最后结果的准确度才好。

3.3 开放性实验

尽管研究型设计性实验的过程也是课前学习,然后动手操作实验,最后写出实验报告,但是和基础实验相比,整个教学方法应有很大的不同,应采取自主学习、合作学习,以及开放式、研究性学习的实验教学模式,发挥学生在实验教学中的主体作用。实验教师既要放手,让学生主动思考,大胆创新,又要参与研究,适时引导,细心解答各种问题。如此,才能达到预期的教学效果[3~5]。

通常,教师提前两周给出实验题目,明确实验目的和要求等,特别强调同学们要“自行设计”科学合理的方案。提前一周开放实验室,让学生来实践自行设计的方案。教师只在给出题目时给以一定的要求并提出注意事项和考核标准,而具体的实验方法条件等方面要求学生完全自己摸索完成,不予任何指导,只在最后的考试中予以检验和评分。已经经过基础实验训练的学生基本上能够正确地把握实验思路,但是,还必须通过查询相关资料,解决细节问题,最后通过不断实践,确定最佳实验方案。这种完全强制性的“自主性”教学方式就克服了学生的依赖心理。在设计方案的过程中,难免会遇到各种问题,在设法解决问题的过程中,学生综合知识的能力得到了提升。一旦问题得到解决,成功的喜悦和成就感又能够引发学生的学习兴趣和创新精神,从而培养了学生自学能力和学习主动性。

如在理科基地班和应用化学班的综合设计性实验“沉淀滴定法测定硫酸钠含量”中,学生首先应去查阅相关文献来为自己提供实验设计素材。文献上有关于滴定条件的选择、有机溶剂乙醇的加入与否及加入量和溶液p H值等的报道。而学生究竟如何去选择,如何去实践就成为制约实验结果的一个关键。面对这一困难,学生都能够多次改变实验条件设计,不断验证,最终多能得到较理想的结果,使他们的科研能力初步得到锻炼。

通过分析化学实验教学方式的改革,取得了良好的教学成果。适应了教学对象出现的新特点,既克服了这些新特点中的不良之处,又调动了新特点中的有利之处。激发了学生的学习积极性,培养了学生的学习能力、探索精神、创新精神和科学素质,使学生的实验综合能力和总体素质有了整体提升。但是分析化学实验教学的改革是一个长期而艰巨的工作,实验教学方法改革取得的良好教学成果为其提供了新的思路,更要求实验课任课教师在今后的教学实践中继续不断探索,寻求新突破,得到新成果。

摘要：针对近年来分析化学实验课的教学对象出现的新的特点,对教学方式改革进行了初探。总结了教学方式在基本操作实验、应用性实验和开放性实验中的改革与探索结果。为分析化学实验教学改革提供了新的思路。

关键词：分析化学实验,教学改革,教学方式