巩 莉 韩爱霞 杨 燕
青海大学,青海 西宁 810016
分析化学作为一门综合性强应用强的学科,在各个领域具有较好的应用。《分析化学实验》课程往往是分析化学学科理论的配套课程,对进一步深入掌握理论知识打下一定的基础。从《分析化学实验》课程中可知道,这门学科在新材料、新能源、国防、农牧类专业中均有较好的应用。开设《分析化学实验》课程是让学生们更直观、更切身地理解课程的意义,学生们通过实际操作,掌握不同仪器、器皿等使用方法,对今后在企业、检测单位进行实习与工作时,能够更好地进入角色,运用所学发挥专业能力。
通过《分析化学实验》课程能培养学生的独立思考能力、实践能力,在掌握一定理论的基础上,进一步开发学生的思维,提高实验的操作能力、创新能力,培养学生提出问题、分析问题与解决问题的能力,提升科学素养和探索精神,为后续课程奠定基础。由于课程的特殊性、广泛性和适应性,分析化学已经在各个领域、各个学科发展之间产生共鸣,学好本课程可以促使学生适应自身的专业,具有一定的理论基础和实操基础,在后续的实验过程中会更加清楚每一步的具体实施步骤和方法[1]。本课程作为专业基础课程,不仅为学生们提供了基础的化学知识,也帮助学生们提高了动手操作能力。该课程的设置意义是为了让学生们对自身专业的加强,对于一些交叉学科、新型学科,《分析化学实验》往往作为主修课程,结合自身专业特点,发挥出重要作用。本文在阐述《分析化学实验》课程的现状分析中对存在问题一一分析,并提出创新性的探索与实践模式[2],从多个角度、多个层面,更为深入地提出一些切实可行的办法,以期为《分析化学实验》课程改革过程中提供一定的帮助。
《分析化学实验》课程主要面向工科类、农科类学生开设。对于精密仪器的操作能力较为薄弱,实验课程在试样的称量、定容、定量、滴定过程中需要较为耐心、细心地完成实验的整个过程[3]。工科类的学生以男生居多,所以在进行实验操作过程中会出现较大的误差。例如,不会操作、“按方抓药”、滴定过量、称取过量、量取过量、溶解不充分等,都会导致实验结果的偏低或偏高。实验课程的要求是准确称量,减少误差,充分溶解,充分反应,对精密度和准确度的要求较高,在清洗玻璃仪器过程中使用到强酸的洗涤。所以,要求学生在做实验过程中一定要精细,而工科类学生往往接触精密的仪器较少,常常会出现打碎、使用不当等情况。学生往往在思想上不重视,对实验过程也是走马观花,在老师进行演示实验时,不认真观察细节,不认真听讲操作注意事项,等到实际操作时会比较三心二意,不重视实验结果,造成实验失败等现象出现[4]。
《分析化学实验》课程相对于其他实验课程,化学试剂的使用较为频繁,实验室里使用危险化学品较多,因此安全意识较为薄弱也带来了一定的隐患。在规范使用化学试剂时,常常会出现倒出、溢出、溅出等问题,及时处理突发事件的能力有所欠缺。实验室安全是化学实验中最为关键的一部分,在实验室里面进行实验的学生需要常常对化学试剂进行处置。对于大学生的实验室安全问题,缺乏对于安全知识的宣传,未做好提前预防,在学期初进行实验室安全教育时,没有做到入心入脑,只是泛泛了解,没有意识到重要性,在思想上存在麻痹大意,没有深刻领会学习的内容。学习过程中,存在侥幸心理,能听就听,不想听就不听的,导致安全意识淡薄。但是实验室安全是最为主要的关键环节,实验者应该注意每一种试剂之间理论上会发生哪种反应,生成的产物都有哪些,每次进行实验时都应该做到心中有数,及时处理实验过程中遇到的突发事件,而不应手忙脚乱,不知道如何处理化学事件。
《分析化学实验》课程的开设意义大多数学生理解不到位,常常认为跟普通实验相差无几,其实在实验操作过程中会发现化学实验过程中要经常使用一些化学品,要有一些称量、定容、移取、过滤、加热、萃取等手段,最后还要针对数据进行分析和处理。
本课程的开设目的是想让学生在操作过程中,理解每一步的做法和意义,明白其用意,让学生在今后的实验操作中可以灵活运用,熟练掌握[5]。而在开展线下实验课程时发现,部分学生对本课程的理解不到位,在实验过程中存在嬉戏打闹、相互交流、用量过多、加热过快、玩手机等现象存在,做实验过程中不专心、不认真,导致实验数据偏差较大,误差较大。在进行理论课程教学时,老师们往往只是讲解理论层面的知识,并没有及时将理论知识与实践应用相结合起来。在学生真正开始进行实验时,却不知道有何关联性,只是按部就班进行实验操作,不考虑原因,这就是对理论知识的掌握不够,导致对实验课程的理解性不够[6]。
2016 年8 月习近平总书记在青海调研考察时指出:“青海最大的价值在于生态,最大的责任在于生态,最大的潜力也在于生态。”作为青海省高等院校的学生要认真贯彻落实习近平总书记的讲话精神,要让生态文明建设贯穿在学习的各个层面[7]。作为高校要着力培养适用型人才,让每一位大学生都具有生态文明的思想,体现在本科教学全过程中。
在《分析化学实验》课程的教学大纲中,要体现如何培养学生们生态文明思想。习近平总书记在视察青海时的重要指示批示精神指出,要让学生们认真贯彻生态文明思想,并在实验课程中表现出来。例如,称取试样要在分析天平中准确量取,不能浪费试剂;在配制溶液过程中,不能溢出溅出;在结束实验后,要按规定处理废水废渣;有毒金属溶液,不能随意排放;在滴定过程中,要等到溶液充分反应后才能确定滴定终点是否到达;用仪器进行测定时,注意使用仪器的样品要前处理等,规范实验操作,严格遵守相应的处理规定,保护“三江源”“中华水塔”是每位学生应该做到的事情。作为青海省高等院校,教学育人是主要工作,在科教融合方面也要让学生树立起这种意识。从大一开始进行实验操作时,就要引入绿色生态思想,每门专业课程中都要引入,使得学生们知道其重要意义。
《分析化学实验》课程面向全校工科类、农牧类学生开放,在制定实验课程方面,也应该因材施教,而不是千篇一律。例如,工科类学生就应该制定检验废水的BOD、COD、氨氮、XRD、TG等实验内容,工科类的学生以检验材料的性能为主,在设计实验课程中也要根据学科的特点结合本课程的特色,制定更为匹配的实验内容。农科类学生就应该制定检测大豆、小麦、肉类等农畜产品的检验检测[8]。让学生们进一步理解自身专业与《分析化学实验》课程的衔接,以及学习该课程的重要性和必要性,而不是一味地学习老师安排的实验课程。
在课程改革过程中,《分析化学实验》课程具有较强的创新性,可以设计几个具有代表性的实验课程,不同专业的学生探索的实验类型也不同,以最大化来调动学生的积极性、主动性。同时,让学生在自主探索和实践中才能发现该课程在实际应用过程中的广泛性,让学生切身体会检测分析过程中关键的实验内容和实验步骤。课程的自主探究可以培养学生的独立思考能力、团队协作能力、科学创新能力,为以后所接触的化学专业类课程打下基础。
《分析化学实验》课程的教学模式,基本上是基于学生课前预习,老师上课讲解实验步骤,然后进行实验操作。这种传统的教学模式已经不能满足科技的发展速度。在当今的时代发展中,要以学生自主探究为主,让学生变为主讲人,老师辅助开展实验教学工作。这样能够让学生独立思考整个实验流程,在不断实践与试验过程中取得一定的成功。
在教学过程中,让学生独立去完成整个实验流程,例如,前期的试剂的配置、实验耗材的领取、实验设备开机预热、试验样品前处理、实验过程中还需要准备的其他物品等。让学生以小组为单位,充分发挥每个人力量,积极调动学生之间的协作,为完成同一个实验,提出自己的想法,配合团队其他人员更好地完成[9]。
目前,大多数理论课程可以进行线上教学,而实验课程开展却遇到了很大的阻碍,可以利用仿真模式开展线上教学,让学生更好地理解实验,完成整个操作过程,再配合视频观看的方式,让学生们充分理解课程设计。
目前,《分析化学实验》课程仅仅是用平时成绩(70%)+期末成绩(30%)计算总分。在考核体系中没有体现出独立探索的实验内容和考核内容。学生是被动按照实验步骤,按部就班进行实验操作,最终老师以计算结果或实验结果给出相应的分值[10]。
在优化考核结构过程中,应按照平时成绩(50%)+期末成绩(30%)+自主探究(20%)得出总成绩。这样既符合教学改革创新的内容,也不会因此消减平时成绩的重要性。在自主探究过程中,可以合理设定几个符合学科特色的实验内容,让学生在设计实验的全过程大胆创新,自主设计实验装置,在不断失败、不断创新、不断思考过程中,才能发现该课程的独特性[11]。
通过对课程的考核优化,挖掘更多的自主探索实验,发散学生的思维,以多种角度多种教学方式融合的方式进行实验,全方面对学生的实验课程进行考评。合理优化考核内容可以让学生们有更大的发挥空间,激发出学生的兴趣,给出一个符合学生实际情况的综合性成绩,以全面的判断来给学生综合性评分,这样会更加科学化、合理化[12]。
本文将《分析化学实验》课程进行创新和探究,主要是在传统的教学过程中,学生对该课程的认知度并不高,应用范围了解甚少,以至于在课程讲解过程中,出现一些问题,导致该课程设置的意义并未发挥出来。笔者以期为课程的建设方面提供一定的突破,来实现课程改革过程中所想要实现的内容。在传统的实验课程中,仍然采用教学一体相结合的方式,并没有发挥出本课程的真正意义和探究意义。本文从绿色生态引入、实验课程创新、教学模式探索、优化考核结构等四个方面进行了创新性探究,在结合青海省省情,激发学生的兴趣,从本质上提高对课程的积极性,带动学生在实际操作过程中更加理解自身专业和学科的结合,发挥出本课程的特色和优势。本文从教师、学生的角度出发,如何将课程的优势发挥出最大化进行思考,帮助学校培养出动手能力强、独立思考能力强的现代化大学生,将课程的设立目的和意义充分发挥出来,体现该课程的独特性和必要性。