王煥英
(衡水學院化工學院,河北衡水053000)
2014年2月26日,國務院常務會議部署加快構(gòu)建以就業(yè)為導向的現(xiàn)代職業(yè)教育體系,引導一批普通本科高校向應用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型,并將此作為即將印發(fā)的《國務院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》和《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設規(guī)劃》的重點任務之一[1]。
培養(yǎng)應用技術(shù)型人才需要高校主動轉(zhuǎn)型,尤其是地方新建本科院校需要由理論研究型向地方應用型轉(zhuǎn)型,教育大計,教師為本,學校轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是教師轉(zhuǎn)型,教師轉(zhuǎn)型的途徑除了外出進修、企業(yè)鍛煉外,在日常教學中還要注意與生產(chǎn)、生活相結(jié)合。課堂上列舉實例,部分留作課下作業(yè),這樣既能激發(fā)學生學習興趣,又能提高學生動手能力,并與學生培養(yǎng)方案相聯(lián)系,努力做到“教、學、做”一體化。
學生培養(yǎng)方案中有畢業(yè)論文(設計),教師可以在平時上課的過程中啟發(fā)學生,平時注意積累,對學生感興趣的知識點加以引導,為學生畢業(yè)論文選題工作做準備。筆者上課過程中所留的三個項目其中就有三個題目讓學生作為畢業(yè)論文進行了深入研究,尤其是儀器分析這門課,和實際生活聯(lián)系較緊密,作者在儀器分析教學過程中注重運用教、學、做一體化方法。為使學生所學知識盡快地應用到實際生產(chǎn)、生活中,將實例留給學生作為課下作業(yè),讓學生首先根據(jù)課堂所學知識,找出合適的儀器分析方法,然后寫出具體步驟。老師先把握一下大概方向,通過后讓學生自己找條件進行檢測。有些項目學生比較感興趣,可作為進行下一步深入研究,申報校級大學生創(chuàng)新課題,有的作為畢業(yè)論文題目繼續(xù)研究。比如,儀器分析開課初,講緒論時,將一些題目留給學生:衡水湖水中重金屬離子的檢測、衡水湖水中有機污染物的檢測、糧食中氨基酸含量的測定、飼料添加劑中氨基酸含量的測定等,帶著這些問題去聽課,選擇出合適的測定方法,然后測定出結(jié)果,可以收到事半功倍的效果。下面就以這幾個項目為例,闡述“教、學、做”一體化的具體運用。
氨基酸是生物體不可缺少的營養(yǎng)成分之一,均衡攝取氨基酸是保證身體處于健康狀態(tài)的根本條件,無論缺乏哪種氨基酸都會對身體健康產(chǎn)生不利影響。測定食品中氨基酸含量對人們的飲食具有重大指導意義。所以在儀器分析教學緒論里面,我選的項目里就有“食品(大米、小米、黃豆等)中氨基酸含量測定”,讓學生思考,學生也可以查文獻,并根據(jù)后面所學課堂知識選擇最合適的測定方法。
儀器分析課程主要內(nèi)容有色譜法、光學分析法和電化學分析法以及熱分析法。學生通過查文獻并結(jié)合課上所學知識得知:分光光度法測定食品中氨基酸含量,時間短,操作相對簡便,但是有吸收的這一小部分的吸收光譜是合并在一起的,沒有分開,線性范圍小,需要用數(shù)學分光光度法計算,后期處理數(shù)據(jù)較麻煩,并會產(chǎn)生較大的誤差;氣相色譜法測定時,試樣要經(jīng)過衍生,這個過程中要求高溫無水,條件苛刻,實驗過程較麻煩,而且不符合目前提倡的綠色環(huán)保的要求;電化學方法操作簡單、無污染、無放射,但是大部分氨基酸不符合直接測定的要求,因而不符合要求的氨基酸要衍生,使之符合要求。甲醛滴定是在原有溶液中加入甲醛溶液,氨基經(jīng)過這一反應丟失了原本的堿性特性,而原來同時具有羧基與氨基的內(nèi)鹽由于失去氨基從而釋放出羧基使原溶液呈酸性,經(jīng)反應之后,原溶液的電化學性質(zhì)發(fā)生變化。這時利用酸度計和原有體系互相作用形成電池,再根據(jù)滴定游離羧基所使用的氫氧化鈉標準溶液計算被測液氨基酸的含量。甲醛滴定法測定所需時間少,沒有復雜的操作,對操作技術(shù)限制小,并采用電位滴定計進行滴定,結(jié)果更精確。
通過使用電位滴定法進行甲醛滴定、pH酸度計測定的方法對食品中的氨基酸含量進行了測定,通過控制變量法確定了最佳的實驗條件,通過改變甲醛加入量、提取時間、提取溫度和終點pH值等實驗因素,探索四種因素在其中三種不變情況下改變其中一種因素對氨基酸測定結(jié)果的影響,最后得出了準確的實驗結(jié)果。
此次氨基酸測定,從方法選取、條件控制、實驗具體操作都由學生獨立完成,學生通過動手“做”,把課堂上老師“教”的有關(guān)電位測定方面的知識真正都“學”到了手。
衡水湖是飲用水水源,湖水的清潔程度直接關(guān)系居民健康。儀器分析緒論部分筆者把“衡水湖水體中有機污染物含量測定”預留給學生,讓學生查文獻,并根據(jù)后面所學理論知識選出合適的測定方法。學生通過調(diào)研并結(jié)合課堂知識得知:水體中有機污染物含量測定方法有紫外分光光度法和氣相色譜法等。他們首先對湖水進行了預處理,采用紫外分光光度法測得水體中揮發(fā)酚和甲醛的含量,氣相色譜法測得湖水中苯和甲苯的含量。學生通過衡水湖有機污染物的測定,對課本上所學的紫外分光光度法以及氣相色譜法測定原理、儀器使用等都真正掌握并進行了運用,“教、學、做”一體化得到了充分的體現(xiàn)。
衡水湖水體中除有機污染物外還有一些重金屬離子,重金屬在環(huán)境中難以被代謝,卻能在生物鏈的逐級放大下,累積在人體內(nèi),破壞人體的蛋白質(zhì),構(gòu)成危害。儀器分析課程開課初給學生預留的項目“衡水湖水體中重金屬離子含量的測定”。通過后續(xù)儀器分析課程的學習,學生了解到水質(zhì)重金屬含量檢測的方法主要有色譜法、極譜法、分光光度法和原子光譜法(原子吸收、原子發(fā)射和原子熒光光譜法)[2]。
學生綜合上述幾種方法的優(yōu)缺點,考慮到實驗多方面的因素和準確性,采用火焰原子吸收光譜法測定了衡水湖水中鎘、鉛、銅、鐵等離子的含量。
根據(jù)儀器分析課程大綱要求,儀器分析主要講述內(nèi)容有色譜法(氣相色譜法和液相色譜法)、光學分析法(紫外分光光度法、紅外分光光度法、原子發(fā)射光譜法、原子吸收分光光度法)、電化學分析法(電位滴定法、極譜分析法等)以及熱分析法。通過上面三個實例的檢驗測定,前三大部分內(nèi)容均有涉及(熱分析法在企業(yè)生產(chǎn)應用不多,未涉及)。學生對課堂上所講的色譜分析法、光學分析法、電化學分析法的原理、儀器使用、方法運用、誤差來源及消除等全部掌握,并對不同方法的應用范圍、應用條件有了更直觀的認識,真正做到了“教、學、做”一體化,學生反映效果很好,收獲很大,為學生畢業(yè)后實現(xiàn)與社會的無縫對接又跨越了一步。
[1]地方本科院校怎樣轉(zhuǎn)型,人民日報,2014,http://xueshu.baidu.com.
[2]付海曦,劉威,張春輝,等.水體中重金屬離子的檢測方法研究進展[J].理化檢驗化學分冊,2012,48(4):496-503.