王艳芳,张丽丽
(山东农业大学化学与材料科学学院,山东 泰安 271018)
农科院校《基础化学实验》教学方法的探索
王艳芳,张丽丽
(山东农业大学化学与材料科学学院,山东泰安271018)
为了提升农科院校学生的实验技能和综合素质,深化实验教学改革,笔者基于多年的《基础化学实验》教学实践,从实验内容与理论教材相呼应、充分做好准备工作以及做好预实验、在实验教学中多种教学手段并用、多媒体教学与传统教学相结合以及严格实验考核等五个方面阐述了提高基础化学实验教学的具体措施。进而达到提高学生实验技能,培养学生分析问题以及解决实际问题的能力。
教学方法;基础化学实验;教学手段
化学实验是培养学生动手能力的重要手段,对于提高学生的实践能力和综合素质,培养学生的科学精神和创新精神具有不可替代的作用。基础化学实验是将普通化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验统一起来,自成体系,独立开设的一门基础实验课程,它与化学理论课程相呼应,是农学、生命科学、环境科学、食品科学、动物科学等学科的一门重要必修课。该课程以介绍化学实验的基本原理和方法为主要内容,以实际操作为主要手段,以培养操作技能和创新精神为主要目标,进而培养学生独立进行实验操作、观察记录实验现象、分析归纳实验结果、撰写实验报告等多方面的能力,巩固和加深对化学理论知识的理解,培养学生严谨的工作作风、实事求是的科学态度、良好的工作习惯以及分析问题和解决问题的能力,为学生今后从事科学研究打下坚实的基础。如何使基础实验教学适应时代发展的需要,已成为教育工作者必须思考的问题。现结合本人多年的实践经验,谈谈对基础实验教学方法的五点看法。
农科类院校中开设的《基础化学实验》(化学化工出版社,汪建民主编,2013年第一版),其授课对象为大农学专业的学生,与实验课同时开设的化学理论课是无机及分析化学(也即《普通化学》),这就要求我们在开设实验课的时候,必须兼顾到实验与理论课程的呼应[1]。理论课堂上讲授了相关的原理,再到实验课上通过具体操作加以验证,这样既能对所学的理论知识进行巩固,又能加深学生对实验课的印象,并且在实验过程中,学生能有的放矢,更好地观察、理解实验现象。比如,自来水的总硬度测定实验,学生将理论课上学到的配位滴定知识应用于实践中,能取得良好的实验效果。实验内容与理论教材相呼应,能更好的促进学生学习化学的兴趣,学生通过理论课的学习以及实验课的操作,更加清楚的认识到化学是一门以实验为基础的科学。精选实验内容并安排好实验开设顺序,可以为学生后继专业实验的学习打下良好的基础。
上实验课之前做好充分的准备,是提高实验课教学质量的重要保证。实验前的准备,包括对实验过程中所用的仪器设备的维护、保养和调试,实验所需各种化学试剂、玻璃仪器的准备[1]。此外,教师还要一丝不苟地做好每个实验的预试,对实验可能出现的各种状况进行预测,以备及时处理,并且写好预实验报告。我院对预实验这项工作一直都很重视,每学期实验开课前,都要进行预实验,如遇到新开设的内容,一般都要十几个上课教师,一起做十几个平行的预实验,对实验中遇到的各种情况做充分的预测,找出最佳的实验方案。如硫代硫酸钠的制备实验,按照教材中的试验方法进行预实验,结晶均较慢,并且析晶率较低,于是我们同时从硫磺粉与亚硫酸钠的比例、反应时间、蒸发滤液剩余量、温度等几方面进行预实验,结果发现,温度是影响晶体析出的重要因素,我们改进了冷却的方法,将蒸发出现晶膜的液体,放入0~4 ℃的环境中进行结晶,硫代硫酸钠的产率可高达90%。
只有做好了预备工作以及预实验,才能摸清实验的最佳条件,确保实验所用仪器正常运行,实验材料、试剂和玻璃仪器没有疏漏,并且能清楚地知道影响实验成败的细节问题,对学生所得出的实验异常结果能从理论上加以解释,或找出原因,确保实验的顺利进行。
传统的实验课教学一般是教师讲,学生听,往往教师讲完学生还会存在很多疑惑。针对不同的实验内容,采用不同的教学方法,对于提高教学质量具有重要意义[2]。(1)直接讲授法,比如糖类化合物的性质实验,可引导学生将理论课所学的糖类化合物的性质与实验现象结合起来,促使学生掌握糖类化合物的鉴别方法;(2)问题讨论法,以问题为中心,针对学生自己发现的问题或由老师提出的问题,展开讨论。学生带着问题学,针对性强,目的明确,教学效果好。如粗食盐的提纯这一实验内容,教师可先提出以下几个问题:粗食盐中含有哪些杂质?这些杂质用什么方法去除?杂质去除顺序对实验结果有无影响?学生带着这三个问题去思考讨论,然后再展开实验,实验效果明显提高。(3)演示法,在实验进行之前,教师先对实验中所用仪器装置进行示范性演示,配合适当的讲授,使学生了解实验内容,这对提高学生的抽象思维能力,减少实验中的困难有重要作用。如从茶叶中提取咖啡碱实验,教师可先给学生安装起一套实验装置,在演示过程中边安装边讲解,然后学生再去安装,就会比较从容。通过教师巡视指导,学生能快速装好仪器,并掌握仪器安装的相关操作[3]。(4)多媒体教学,本课程教学已从传统教学方法过渡到充分运用多媒体的综合性教学方法,利用多媒体课件可替代部分实验演示,如氧化还原反应与电化学实验,可用多媒体模拟错误实验操作,加深学生印象,也可模拟代替化学现象不太明显的实验等。
如何在规定的课时内让学生充分掌握这些技能,本人认为教师在实验教学中合理地运用多种教学手段来提高学生的实验教学效果是非常必要的。(1)根据实验内容的多少和难易程度,将全班学生合理分组,尽量让每个学生都有动手的机会,既每人单独配有一套常用的玻璃仪器,对于有些需要组装仪器才能进行的实验如从茶叶中提取咖啡碱,两个同学配有一套,这样有效的遏制个别学生只是作为“观察员”或“记录员”的身份进行实验,对于有些仪器分析实验,如分光光度法测铁这样的实验,四个同学配有一台分光光度计[4]。(2)严格实验操作,教师始终做巡回指导,及时发现与纠正学生的错误操作。如容量瓶、滴定管、移液管和刻度吸量管等仪器,要规范使用,必须经过反复准确的训练。当然每一次实验中的基本操作不是一次就能充分掌握的,这需要教师在每一次实验中都要反复强调,最终让学生完全规范的掌握[5]。
实验课的考核方法很多,我校《基础化学实验》成绩考核采用的是操作考试方式,并结合平时成绩来确定最终成绩。实践证明,这样能够较全面地反映实验课教学情况,起到促进学习和培养实验能力的效果。平时成绩主要包括实验预习(20%)、实验课堂操作(40%)和实验报告撰写(40%)三部分。平时成绩能很好地反映学生的基本知识、实验能力、对实验结果的处理以及实验基本修养。操作考试过程复杂、难度较大,但对学生实验能力的提升是很重要的一个环节。例如给出某一个实验步骤,让学生自行设计实验,然后测量,得到一组数据,当场撰写出实验报告。在操作考试中,学生精力高度集中,手脑并用,可培养学生的发散思维能力。操作考试有助于考核学生的全面素质,这是单纯的理论考试所达不到的。实验考试过程同时也是一个学习创造过程,能极大地促进学生分析问题和解决问题的能力。
基础化学实验是培养学生严谨的工作作风、实事求是的科学态度、良好的工作习惯以及分析问题和解决问题的能力的一门学科。实践证明,做好预实验、多种教学手段和方法并用以及严格实验考核可有效的激发学生自身潜能,提高教学效果。今后,还需进一步使之完善,并积极试验、研究新的教学方法,使《基础化学实验》课程的教学质量进一步提高。
[1]高明慧.基础化学实验教学改革探讨[J]. 分析试验室,2007,26(z1):245-247.
[2]方明建.分析化教学方法和教学手段改革的探索与思考[J].化工高等教育,2005(2):94-96.
[3]李保安.《生物化学及检验技术》教学方法与教学手段改革[J].科技教育,2012(14):203.
[4]方苗利.多种教学手段在《分析化学》实验课中的运用[J].实验平台,2013(1):247-248.
[5]邹华红,桂柳成,胡坤,等.仪器分析实验课教学改革探讨[J].广州化工,2012,40(4):104-105.
Exploration on Teaching Method ofBasicChemicalExperimentin Agricultural College
WANGYan-fang,ZHANGLi-li
(College of Chemistry and Material Science, Shandong Agricultural University, Shandong Taian 271018, China)
In order to improve students’ experimental skills and comprehensive quality in agricultural college, deepening the reform of experimental teaching, five aspects were elaborated to improve the concrete measures of basic chemical experiment teaching based on years ofBasicChemistryExperimentteaching practice.These measures included the experiment coinciding with theoretical teaching material content, fully prepared to work, and make preliminary experiment, the experiment teaching in a variety of teaching methods and combined with traditional teaching, multimedia teaching and strict experiment assessment. These measures could improve students’ experimental skills, cultivate students’ ability to analyze problems and solve practical problems.
teaching method;BasicChemicalExperiment; teaching means
王艳芳(1979-),讲师,长期从事实验教学与管理研究工作。
G424
A
1001-9677(2016)03-0177-02