李芳蓉,孫彥坪,趙 明,劉鳳霞,童 丹
(甘肅中醫(yī)藥大學(xué)定西校區(qū),甘肅 定西 743000)
分析化學(xué)是關(guān)于測定物質(zhì)的質(zhì)和量,獲取物質(zhì)的化學(xué)組成、形態(tài)、含量和結(jié)構(gòu)等信息的科學(xué)[1],是衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一,在國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究、醫(yī)藥衛(wèi)生、高等教育方面都起著重要作用?,F(xiàn)代科技飛速發(fā)展,分析測試新技術(shù)不斷涌現(xiàn),新儀器和新技術(shù)層出不窮,分析化學(xué)教材內(nèi)容不斷增加,但在高校教學(xué)計(jì)劃中的教學(xué)課時(shí)卻越來越少,因此,教學(xué)改革勢(shì)在必行。
分析化學(xué)是醫(yī)藥院校各類專業(yè)重要的必修基礎(chǔ)課,為后續(xù)課程如藥物化學(xué)、中藥鑒定學(xué)、天然藥物分析等提供直接理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)?!绊?xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法是近年來教學(xué)改革的重要形式之一,分析化學(xué)課程很適合采用此教學(xué)模式,以提高課堂教學(xué)質(zhì)量,提高專業(yè)教學(xué)水平[2]。
(1)試樣的采取及預(yù)處理和分離及富集的方法等內(nèi)容較少。在實(shí)際分析工作中,試樣采集、制備、分解、分離和富集等步驟最困難、最復(fù)雜,且極其重要和關(guān)鍵,直接影響分析結(jié)果的代表性和準(zhǔn)確性。隨著科學(xué)發(fā)展、分析手段的智能化,這些步驟更顯重要。這些內(nèi)容偏少會(huì)造成學(xué)生分析化學(xué)理論的缺失,不利于其綜合能力的培養(yǎng)。
(2)四大滴定分章介紹,滴定分析篇幅多且重復(fù)。四大平衡理論在無機(jī)化學(xué)中已重點(diǎn)涉及,分析化學(xué)則應(yīng)側(cè)重于其應(yīng)用,即四大滴定分析。按化學(xué)反應(yīng)類型而分類的四大滴定,其基本原理相通有很多共性,所以若分章進(jìn)行介紹,既重復(fù),又不利于學(xué)生掌握其共性和觸類旁通,而且還浪費(fèi)大量課時(shí)。
(3)削弱定性分析的地位和作用,甚至取消定性分析內(nèi)容。一般因四大滴定分章介紹,耗費(fèi)課時(shí)多,很多高校都減少了定性分析課時(shí),但定性分析極其重要,其學(xué)習(xí)既可加深學(xué)生對(duì)常見離子性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)的理解,掌握基本分析和分離的方法與實(shí)驗(yàn)技能,而且對(duì)藥品生產(chǎn)、食品加工、環(huán)境保護(hù)、食品和藥品安全檢測等行業(yè)工作人員來說,都必須掌握。
(4)對(duì)“量”的概念強(qiáng)化不夠。一般繼無機(jī)化學(xué)之后開設(shè)分析化學(xué),學(xué)生對(duì)“量”的概念理解不深,導(dǎo)致出現(xiàn)該粗略的時(shí)候準(zhǔn)確、該準(zhǔn)確的時(shí)候卻粗略的現(xiàn)象。如:實(shí)驗(yàn)時(shí)不能準(zhǔn)確選取合適精度的儀器,有些學(xué)生稀釋濃硫酸時(shí)用移液管準(zhǔn)確移取濃硫酸,或用移液管精確移取NH3-NH4Cl緩沖液調(diào)節(jié)pH,或配制0.1 mol·L-1NaOH時(shí),NaOH固體用萬分之一的分析天平準(zhǔn)確稱取等。但在標(biāo)定或滴定操作中反而用量筒量取標(biāo)準(zhǔn)液或待測液等[1],數(shù)據(jù)記錄和處理時(shí)對(duì)有效數(shù)字的保留較為隨意等。
(5)無機(jī)分析的內(nèi)容偏多,有機(jī)分析的內(nèi)容偏少?,F(xiàn)行的分析化學(xué)教材主要內(nèi)容多側(cè)重于無機(jī)分析,但是現(xiàn)實(shí)生活中遇到的分析對(duì)象或樣品卻多以有機(jī)物為主,其分析屬有機(jī)分析。例如食品及藥品安全檢測項(xiàng)目、藥物成分分析等多以有機(jī)物的分析為主。像食品添加劑“蘇丹紅”、奶粉中的“三聚氰胺”,染色饅頭、瘦肉精、地溝油等。
(6)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)偏少。現(xiàn)行的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少。如第I—IV組陽離子分析,分析天平稱量練習(xí),NaOH、EDTA、高錳酸鉀等標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和標(biāo)定,如混合堿分析(雙指示劑法)、食醋中總酸量測定、水的總硬度測定、可溶性氯化物中氯含量測定、過氧化氫含量測定、有機(jī)化合物紫外吸收光譜及溶劑性質(zhì)對(duì)吸收光譜的影響等。
(1)以講授為主的教學(xué)方法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性?,F(xiàn)階段,分析化學(xué)課程教學(xué)主要采用傳統(tǒng)教學(xué)方法,實(shí)驗(yàn)時(shí)教師講解原理與演示操作,學(xué)生練習(xí)操作或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教學(xué)過程學(xué)生基本上不用思考,雖能大量向?qū)W生傳授書本知識(shí),但卻抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時(shí),大班授課方式勢(shì)必忽視學(xué)生的主體性,無法有效顧及每名學(xué)生的求知欲望。此外,教學(xué)管理欠科學(xué),理論知識(shí)講授和實(shí)踐操作脫節(jié)。理論課與實(shí)驗(yàn)課教師各自為政,缺少溝通與配合,導(dǎo)致學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐難以有效結(jié)合。學(xué)生不能適應(yīng)實(shí)際工作崗位的要求,也無法將所學(xué)知識(shí)有效運(yùn)用于工作實(shí)踐中。
(2)成績的評(píng)定方式不完善。傳統(tǒng)的分析化學(xué)教學(xué),學(xué)生的最終學(xué)科成績包括平時(shí)出勤、實(shí)驗(yàn)成績和考試成績,考試成績所占比重超過50%,因此,學(xué)生只要在考試前夕進(jìn)行突擊性記憶,就能取得較為理想的成績,學(xué)期總評(píng)成績就不會(huì)太低。這種成績?cè)u(píng)定方式無法充分全面地反映學(xué)習(xí)情況。而且,平時(shí)和實(shí)驗(yàn)成績因缺乏客觀的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致學(xué)習(xí)狀況的評(píng)定存在不公平性,且因?qū)W生較多,教師無法對(duì)每名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作狀況進(jìn)行全面評(píng)定。因此,實(shí)驗(yàn)成績?nèi)灾饕獜膶?shí)驗(yàn)報(bào)告反映,這對(duì)實(shí)驗(yàn)操作能力強(qiáng)、有研發(fā)能力的學(xué)生不公平[3]。
運(yùn)用“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)時(shí),教師在課前預(yù)先將任務(wù)下發(fā)給學(xué)生,即將傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容變?yōu)閷W(xué)習(xí)型任務(wù)或問題交給學(xué)生,給學(xué)生足夠的準(zhǔn)備時(shí)間自行思考解決問題的方法以及行動(dòng)的方案。通過師生共同實(shí)施一個(gè)個(gè)完整的項(xiàng)目任務(wù)而進(jìn)行教學(xué),從收集信息、設(shè)計(jì)與實(shí)施方案,到完成后的評(píng)價(jià),都由學(xué)生具體負(fù)責(zé),全程參與。教學(xué)過程以大綱、問題、學(xué)生為中心,不同于傳統(tǒng)教學(xué)的以課堂、課本、教師為中心。教師在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、技術(shù)應(yīng)用能力和可持續(xù)發(fā)展能力,使專業(yè)課教學(xué)更接近社會(huì)需求,最終能實(shí)現(xiàn)學(xué)生與企業(yè)就業(yè)崗位零距離對(duì)接。因此,“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法的典型特點(diǎn)是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體,教師在教學(xué)過程中只起咨詢、指導(dǎo)與答疑解惑作用,能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。
根據(jù)筆者二十多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和參加分析檢測技術(shù)企業(yè)頂崗國培的企業(yè)工作體驗(yàn)以及聽取藥品生產(chǎn)、食品加工、化工、環(huán)保等相關(guān)行業(yè)、企業(yè)專家的意見和建議,選擇能夠培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力、創(chuàng)新能力以及創(chuàng)業(yè)精神的基本理論知識(shí)和技能作為教學(xué)內(nèi)容。以實(shí)際工作過程為導(dǎo)向遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律,突出課程教學(xué)和人才培養(yǎng)的針對(duì)性和適用性,將理論知識(shí)與實(shí)踐技能相結(jié)合,整合課程內(nèi)容,將其整合為知識(shí)模塊,針對(duì)模塊設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)型項(xiàng)目任務(wù)。將化學(xué)分析部分分為誤差和分析數(shù)據(jù)處理、滴定分析法2個(gè)知識(shí)模塊;儀器分析部分分為光譜分析、色譜分析和電化學(xué)分析3個(gè)知識(shí)模塊,側(cè)重選擇實(shí)用、成熟的項(xiàng)目任務(wù),項(xiàng)目任務(wù)間緊密銜接,由簡到繁、由易到難,設(shè)計(jì)化學(xué)分析部分的定量分析基本操作、誤差與分析數(shù)據(jù)的處理、重量分析、四大滴定分析、離子交換與萃取分離技術(shù)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既涵蓋主要化學(xué)分析和儀器分析知識(shí),又有針對(duì)性地將所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都與實(shí)踐相聯(lián)系[4-5]。再以實(shí)際應(yīng)用工作過程為依據(jù),采用“項(xiàng)目導(dǎo)向”設(shè)計(jì),形成一系列綜合性和實(shí)踐性的學(xué)習(xí)型工作任務(wù),將一個(gè)個(gè)完整的學(xué)習(xí)任務(wù)交由學(xué)生來解決[6]。工作任務(wù)有:中藥芒硝中Na2SO4的含量測定,純堿中Na2CO3含量測定,枸櫞酸鈉含量測定(非水滴定),氯化鈉注射液含量測定(莫爾法),自來水總硬度測定,VC中抗壞血酸含量測定,電位滴定法測定水樣中陰離子洗滌劑含量,原子吸收光譜法測定奶粉中的鈣,紅外光譜法測定車用汽油中的苯等綜合性實(shí)驗(yàn)[7]。項(xiàng)目皆為相關(guān)專業(yè)及對(duì)應(yīng)行業(yè)實(shí)例,通過完成針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,將理論知識(shí)與專業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的過程和方法[8]。
設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目任務(wù)和選擇教學(xué)方式時(shí),充分考慮各種因素,克服和避免分析化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀中存在的各種問題,力求做到事半功倍。
3.2.1 教學(xué)內(nèi)容方面 兼顧分析試樣采取及預(yù)處理及分離和富集的方法等內(nèi)容,適當(dāng)涉及定性分析內(nèi)容,結(jié)合滴定分析的共同點(diǎn)、滴定突躍、滴定曲線、指示劑的變色原理、滴定條件等,并適當(dāng)合理壓縮滴定曲線分析等重復(fù)內(nèi)容,然后引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)比找出異同。適當(dāng)涉及質(zhì)量管理與控制的內(nèi)容,促使學(xué)生樹立起準(zhǔn)確的“量”的概念以及相應(yīng)思維方式和專業(yè)理念,并在實(shí)驗(yàn)過程中強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理,加深學(xué)生對(duì)有效數(shù)字及應(yīng)保留小數(shù)位數(shù)的理解和記憶。儀器分析教學(xué)力求與時(shí)俱進(jìn),刪舊增新,突出講解各類方法的基本原理、技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用需要,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)研究的重要性,結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿,對(duì)現(xiàn)代分離分析方法的新理論、新方法、新技術(shù)和新成果等僅做簡要介紹或讓學(xué)生自學(xué),以提問或?qū)憣W(xué)習(xí)心得的方式檢查自學(xué)效果。學(xué)習(xí)型項(xiàng)目任務(wù)設(shè)計(jì)盡量接近實(shí)際生活,涉及有機(jī)物,如車用汽油中苯含量測定、原料乳中三聚氰胺快速檢測、蔬菜中擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留量測定等。減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加包括分析化學(xué)全過程的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,比如土壤中全磷含量測定、鮮牛奶中鈣含量測定,這類實(shí)驗(yàn)包括各種試樣采樣、分解、分析測定、數(shù)據(jù)處理和分析結(jié)果的評(píng)價(jià)等步驟。
3.2.2 教學(xué)方式方面(1)采用多樣化課堂教學(xué)手段,將傳統(tǒng)板書與多媒體教學(xué)有效結(jié)合。分析化學(xué)中部分內(nèi)容以傳統(tǒng)教學(xué)手段講解費(fèi)時(shí)費(fèi)力,難以展開,而多媒體技術(shù)可將抽象的理論及反應(yīng)過程、復(fù)雜儀器結(jié)構(gòu)部件、工作原理和測試操作過程等進(jìn)行模擬,使學(xué)生對(duì)儀器的構(gòu)造有更直觀的認(rèn)識(shí),更易于理解、接受、熟悉和掌握測試操作規(guī)程,并通過完成學(xué)習(xí)型項(xiàng)目任務(wù)在實(shí)驗(yàn)中得以熟練、鞏固和加強(qiáng)[9]。如儀器分析部分紫外可見吸收光譜法、原子吸收分光光度法、高效液相色譜和氣相色譜等。利用多媒體教學(xué)還可大大增加課堂教學(xué)容量,提高教學(xué)效率。特別是對(duì)一些難以實(shí)現(xiàn)又需要掌握的教學(xué)內(nèi)容通過對(duì)真實(shí)情景模擬,將視頻、動(dòng)畫、圖片、圖表和實(shí)物投影等有機(jī)結(jié)合,使教學(xué)內(nèi)容和教法靈活多樣,結(jié)合字體、字號(hào)和顏色的變化,給學(xué)生營造愉悅的學(xué)習(xí)氛圍,使學(xué)生既掌握相關(guān)內(nèi)容,又激發(fā)學(xué)生的求知欲望。同時(shí),采用計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)有效減少廢棄物排放,特別是藥品消耗量大或易燃易爆、操作不易控制及必須使用較多有毒有害試劑的實(shí)驗(yàn),則更顯其優(yōu)越性。也可利用專業(yè)化學(xué)軟件Chem.Draw對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器、藥品、實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等進(jìn)行詳盡描述,并加以圖示、聲音、動(dòng)畫等效果,讓學(xué)生既感覺身臨其境,又可在輕松愉悅、安全的環(huán)境中掌握化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)方法,而且自始至終不危害身體健康和環(huán)境安全[10]。同時(shí)在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生使用Excel、Origin等軟件,增強(qiáng)其使用計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合能力。當(dāng)然,采用多媒體教學(xué)必須科學(xué)地分配多媒體教學(xué)所占比例,靈活地運(yùn)用多媒體,但不過分依賴。
(2)多樣結(jié)合的考核與評(píng)價(jià)方式?!绊?xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法通常以團(tuán)隊(duì)合作為基礎(chǔ),學(xué)生主動(dòng)地參與項(xiàng)目任務(wù),相互交流合作,使整個(gè)項(xiàng)目任務(wù)協(xié)調(diào)有序完成??己嗽u(píng)價(jià)是教學(xué)過程的重要組成部分,良好的評(píng)價(jià)考核體系具有導(dǎo)向、激勵(lì)、促進(jìn)教學(xué)的功能,對(duì)課程的實(shí)施起著重要的導(dǎo)向和監(jiān)控作用。教學(xué)中需采用兼顧質(zhì)與量的過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的課程考核方式,多種形式考查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。分析化學(xué)屬于實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,考核內(nèi)容包括綜合操作技能、團(tuán)隊(duì)合作和職業(yè)素養(yǎng)3個(gè)方面,課程學(xué)習(xí)總評(píng)包括平時(shí)成績(課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況等)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目成績和期末成績。各部分成績所占比例可根據(jù)不同專業(yè)或授課內(nèi)容靈活調(diào)整[11]。
綜上所述,分析化學(xué)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,基于對(duì)“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法的研究,筆者提出了分析化學(xué)課程教學(xué)改革的設(shè)想,通過優(yōu)化課程體系,改進(jìn)教學(xué)方法和手段,改革考核方式,不斷提高教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。
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