任丽英,李倩倩
(1 安庆医药高等专科学校药学系,安徽 安庆 241052;2 功能配合物安徽省重点实验室,安庆师范学院化学化工学院,安徽 安庆 246003)
分析化学理论与实验辩证发展教学模式探索*
任丽英1,李倩倩2
(1 安庆医药高等专科学校药学系,安徽安庆241052;2 功能配合物安徽省重点实验室,安庆师范学院化学化工学院,安徽安庆246003)
通过剖析分析化学理论与实验教学现状,文章发掘课程的重要性及存在的教学问题,进一步提出关于理论及实验教学创造性结合的改革设想,从思想转变、专业培养、教学创新、考核监督、激发兴趣五个方面进行辩证改革,在实践中探索分析化学辩证发展教学模式,以期培养在科研中能探索创新,在工作中专业扎干的社会需求的全能性高素质分析人才。
分析化学;理论教学;实践教学;创造性结合;人才培养
分析化学的应用渗透到药学、食品、化学、化工、生物、环境、农林、渔业、畜牧等[1]多方面,在这些专业的学习中,分析化学是不可或缺的专业基础课程[1]。因此,如何培养高素质、全面性分析人才?这既是社会需求,更是对分析化学教育者提出的要求。联系分析化学现状分析,提出新型联系理论教学与实践教学,二者相互促进的发展教学模式设想。理论课中重视培养学生的实验素质,主动发现和思考问题的科学思维,严谨务实的实践态度及多角度解决问题的发散思维能力。实验课不再仅是培养学生的操作能力,更要注重培养学生反思理论,质疑理论,验证理论,重新认识论理,并能通过实验创造性地解释理论,重新认识理论,完善理论。如此地将二者创造性结合,通过联系发展的的理论—实践—认识—创新理论—实践—再认识的螺旋上升意识,有利于提高教学质量和教学效果[2],达到培养全能性高素质分析人才。
1.1分析化学现状
分析化学课程教学的体系设置多种多样。大致可分为四方面:首先是以讲授化学分析内容,包括定性分析和定量分析,并开设相关实验课程为主的传统实验教学。其次,重点讲授定量分析化学内容,并开设相应的实验课程,当学生有一定基础后,简单介绍仪器分析化学理论及实验知识体系。再者是在讲授定量分析化学及实验内容的基础上,进一步介绍仪器分析的教学和相关实验。最后不得不提的是分析化学课程基础及定性定量知识分摊到一级学科化学中,而分析化学重点介绍仪器分析、仪器分析实验及相关特色分析课。
1.1.1理论教学
分析化学理论课主要包括化学分析和仪器分析,其中化学分析中定性定量是基础理论,而仪器分析是近些年,随着其他科技发展而发展起来的快速、灵敏、高效的分析手段,与经典的化学分析相比,它需要的试剂量小、操作简单、对环境破坏小甚至无污染[3]。
1.1.2实验教学
分析化学是一门应用型学科,它的理论和成果都需要实验来支撑。目前分析化学实验课在各专业都相继开展,且在教学及科研中取得可观的成绩,发展成熟的主要包括定性定量实验,对学生的基本操作性、验证性及简单仪器运行的教学等。
1.2教学存在的问题
1.2.1理论课的缺陷
分析化学教学虽引入改革新概念,但内容抽象枯燥,新方法新理论较少。知识点一般相互独立成章,知识的系统性和连贯性不强,与其它学科内容衔接渗透甚少。综合型知识较少,理论与实验脱节,与应用热点及企事业项目更是严重脱节。定性试验多定量试验少,仪器分析内如更是纸上谈兵多实际操作少,另外,分析化学与相关学科课程顺序设置不合理。教师讲少学生听不懂,讲多课时不够用且重点不突出,学生及教师都陷入教学僵局[2,4]。
1.2.2实验课的不足
首先,传统的实验教学都有一套固定的模式,且一般只是对理论课的验证,锻炼学生的动手能力。在实训过程中,所需样品、试剂、仪器,均是事先准备好的,学生走马观花的按给定的实验步骤走完整个过程。最终结果就是学生虽然完成了实验,但实验现象和实验结果对不起来,更无法想象为什么会出现预期之外的现象,对数据处理中为什么会产生严重误差,操作过程中哪里出了问题等。实验教学的目标无法完成,这种走过场式被动的操作程序甚至消磨学生的学习兴趣,造成学生眼高手低,实验态度敷衍,扼杀了学生主动性,学生创新意识也难以得到培养。其次,实验监督考核机制不健全。学生的实验成绩只凭实验预习报告和报告成绩来定,平时表现及操作水平不能通过得以考核体现,这种方式更容易给学生钻空子:抄报告,编数据,造成实验成绩拉不开差距和档次,挫败了学生的积极性和学习兴趣。另外,由于实验项目选择不当,脱离应用与生活,导致分析化学实验枯燥乏味,学生认为学之无用,所以学生学习目标不明确,积极性不高,不重视实验[1,4]。
21世纪分析人才的培养,根据全国教学指导委员会颁发的《分析化学教学基本要求》改变教师“注入式”的教学方法,引导学生的自主学习,培养学生的全面创新能力,在讲授基本理论的同时,应穿插介绍分析化学前沿学科发展状况,能结合有关课题介绍其新方法、新技术。介绍新技术方法时,给学生布置学生查阅文献任务,培养学生分析问题、解决问题的能力。在教学中,必须注重正确处理教与学的关系。多举一些现代分析化学如何运用基础理论解决实际问题及实验教学如何反应和完善理论知识的例子,如食品、药物、环境、生物等相关领域在分析化学的新进展和新成果[1,3]。
2.1思想转变
如何培养全能性高素质分析人才,学生为主,老师为辅。知识与能力培养的关系是教育者思考的尺度。传统教学是教师说、学生听的独角戏教学模式。分析化学课程是一门发展中的学科,学习的内容在不断的增加,但课时却在缩短,为赶教学进度,教师总是在一个人站在讲台上说个不停,虽将课程的内容上完,但是学生对知识的掌握情况不得而知,而且课堂气氛沉闷进而导致学生失去学习兴趣。教学包括教师和学生,其中学生是教学的主体,教师必须将学生引进学的氛围中。因此,将理论与实验结合起来,二者可相互补充,充分调动学生学习的积极性。分析化学培养的不光是学生分析测试理论和方法,还包括科学的分析计算能力。如在进行酸碱滴定教学中,可让学生现根据操作规程做几组酸滴定碱及碱滴定酸的实验,实验结束后再对操作细节、实验现象、分析结果、误差分析等方面进行提问,如滴定的原理是什么?如何选着指示剂?滴定是遇到什么问题,看到什么现象,如何解释?哪些操作会产生误差?如何分析误差等。让学生带着这些问题投入理论课学习中,上完理论课,再让学生回答提出的分析问题,并重新做一次实验,最后再提出生活中的例子,如:检测馒头、粥及家用卫生纸的酸碱的强度。让学生利用所学设计实验解决问题。训练中培养就一个问题给出一题多解,培养和训练学生从不同角度去分析和解决问题,配合理论实验课进行深入训练,使学生能够掌握相关理论知识的具体应用,培养分析问题和解决问题的能力[1-2]。
2.2专业培养
分析化学是一门实践性很强的学科,学生对该门课的掌握和课程的学习效果很大程度需要通过学生的实践能力来体现。在教学过程中可将分析化学理论和实验教学内容与科研热点及企事业单位分析项目结合,根据分析知识的难易深浅及其他相关科目的教学安排来制定教学计划。课程可分为三大块:基础知识,滴定分析,仪器分析。每一块的教学可根据实际情况进行适当调整,但大致包括以下过程:第一,提出可用即将学到的理论与实验解决简单可操作的的热点问题或分析项目,布置查阅任务,让学生收集相关资料,并分组进行讨论得出初步解决方案。第二,老师根据实验条件及相关理论评估指导学生对实验相关仪器试剂进行准备,让其在摸索中做实验,并将过程中遇到的问题一一记录。第三,教师结合设置问题及学生所做实验进行理论教学,并在过程中将学生的疑问逐一讨论、解答。第四,回到设置问题,让学生继续查阅资料,完善实验方案,解答初次试验遇到的问题,继续操作实验,最终根据相关理论及实验确定最佳实验条件和最优方案。教师将整个过程学生的表现及每次成绩计入最终考核。
2.3教学创新
优化分析化学理论及实验教学方式,将二者有机创造性结合,建立整体性多层次一体化教学,实现实验—理论—探索—认识—再实验的螺旋上升式的辩证发展教学模式。在应用中让学生,遇到“难题”,激发他们的求知欲,主动探索未知,发掘更深层的知识,获得创新的动力,分析化学实验教学和理论教学既是相互独立又是相互统一的,故不能局限于把实验教学看做验证理论和训练学生的操作技能的简单过程,更不能孤立理论教学,为用至上的只教实验操作,二者要相互渗透,相互联系,促进学科发展,化零为整。理论为实验指出了方向,实验验证理论的同时,更进一步完善理论。在教学中将二者结合,培养学生辩证发展的思维,教授学生用联系和发展的态度学习。让纸上谈兵和操作模仿者将成为历史,学生思维与行为得到辩证发展,这才是高素质的全能型创新人才[2]。
2.4考核监督
建立与辩证发展教学模式相匹配监督模式,试用多方位、多角度、综合性的考核体系。监督考核制度的建立和完善,是分析化学教学体系有效实施的保障,其核心在于考核体系的量化。传统的考核将理论与实验分开,并且看重结果轻视过程,这种制度不能考察学生的平时表现及综合能力。量化考核体系包含两方面:一是对基本技能的考查程序。在分析化学教学中实现理实的有效结合,注重基本分析技能的培养并加大实训力
度,且平时表现、实验完成度及解决问题的得优率计入最终考核成绩。通过培训,学生的操作技能考核标准以“会”、“不会”代替“熟”、“不熟”。二是掌握基本原理知识的程度,不再是知不知道、会不会背,而是能否提出问题,解决所提出的问题,且能对解决方案的优劣进行分析找出最佳方案。加大该类考核在总成绩中的份量,从而,从总成绩中客观地反映出学生对本门课程掌握的真实状况[3,5]。
2.5激发兴趣
抓住学生的心,从学生的角度思考学习。第一,多媒体教学在分析化学中的充分应用可以激发学生学习的兴趣。通过文字、图片、视频、动画等多媒体功能,从视觉、听觉上刺激学生,使学生在轻松氛围中掌握规范性操作,使复杂、抽象、枯燥的学习内容变得生动形象[1]。第二,邀请在外实习的毕业生返校给学弟学妹们开讲座,根据自己的亲身体会,讲解分析化学实验技能在实际工作中的应用,让学生更直观的了解到实验技能培养的重要性。另外,举行技能比赛,激发学生的竞争意识,让学生们从思想上变被动为主动。
分析化学方法更新快、内容繁多、应用性广泛,它是基础课程中理论涉及面广,学科发展渗透到各个学科并可极大地促进各领域前沿和尖端,因此它的应用范围深入到社会发展的许多领域。教育者如何培养社会需要的具备专业技能和创新能力的全面性分析技能型人才?这是对分析化学教学的改革提出的挑战。我们不能孤立的改革理论教学或者隔离的实验教学。一定要在将二者创造性结合在一起上改革和创新分析教学。这既能体现理论与实验的有效结合,又可反映科研和学术的前沿动态。通过理论与实验教学的有创新结合提高学生“提出问题—发现问题—解决问题”的专业能力,塑造学生严谨求是的工作素养和科学态度,进而输出高素质全面性分析技能型人才[5]。
[1]胡庆兰.本科生分析化学实验改革的探索[J].湖北第二师范学院学报,2009,26(8):121-125.
[2]项东升.高职分析化学课程理实一体化教学研究[J].广州化工,2011,39(16):175-176.
[3]陈渊,陈宪明,罗济文,等.新建地方师范学院应用化学专业分析化学实验改革探讨[J].中国现代教育装备,2011(13):88-90.
[4]李文琦.分析化学实验改革浅议[J].漳州师范学院学报(自然科学版),2002,15(1):74-76.
[5]李敏毅.谈分析化学的教学改革[J].药学教育,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
安徽省教育厅质量工程项目(No.2014jyxm463)。
任丽英(1984-),讲师,硕士,从事基础化学教学研究与无机功能材料合成。
O651
B
1001-9677(2016)012-0200-03