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中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)12-0086-02
食品安全關系到公眾的生命健康和社會穩定,是一個重大的公共衛生問題。近年來,蘇丹紅、塑化劑、地溝油等食品安全重大事故頻頻發生,食品安全形勢日益嚴峻,已威脅到我國食品行業的競爭秩序和良性發展,并成為阻礙我國食品出口業發展的桎梏[1]。在這一形勢下,如何培養職業道德高、綜合素質強的食品安全人才成為各大高校急需解決的問題。根據各高校食品類專業十幾年建設經驗,如何將化學類基礎課程與食品類專業課程體系進行完美融合,并在化學類基礎課程教學中凸顯食品類專業特色已成為完善教學體系、提高教學質量的一種重要途徑。近幾年來,北京工業大學生命科學與生物工程學院靈活運用多種教學方法組織教學,在課堂上取得很好的反響?,F將經驗進行總結,希望能為其他院校此課程的建設提供參考。
1 分析化學教學現狀
分析化學是食品類專業的基礎課,旨在通過闡述分析化學基本知識,為食品類專業提供研究食品營養與功能成分以及食品添加劑的理化檢驗原理、技術和方法,同時也為提高學生的科學素養打下堅實的基礎[2]。作為一門理論與實踐相結合的學科,大多數初學者并不清楚教學實踐對于分析化學的重要性;另外大部分高校食品專業的分析化學課程都由化學專業教師擔任,他們往往容易忽視此課程與食品類專業的聯系,授課重點、實驗內容設計與食品專業脫鉤,導致理論與實際需求錯位;而且教材中抽象理論多,內容枯燥難以理解,難以調動學生的學習積極性。
2 分析化學教學改革與探索
2.1 根據專業特點整合教學內容,突出教學重點
根據北京工業大學的學科發展情況,在認真學習分析化學教學大綱,研究其在整個專業課程體系中的地位和作用以及課程內容的深度、廣度、要點、重點后,在原有化學分析基礎上將儀器分析定量部分加入到教學中[3],同時加強分析化學與食品學科的聯系。具體教學內容做如下調整:將四大平衡(酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定和沉淀滴定)的內容精選講解,避免重復,減少繁瑣計算,增加色譜分析、光譜分析等食品檢驗運用較多的儀器分析技術。此外,將10余年來的國內外相關科研積累融入教學內容中。教學內容注重與食品專業學科發展相結合,與本專業后續課程相銜接。分析化學為食品專業領域的前沿課題提供方法和技術支持,如食品農藥殘留的檢驗、食品添加劑的鑒定等[4]。同時也為本專業后續開設的課程如食品化學、食品分析奠定基礎。整合后的教學內容既使學生更系統地學習分析化學知識,更好地培養學生準確的“量”的概念,又了解該課程在食品專業中的重要地位,讓學生感受到學有所用。
2.2 結合專業特點,注重專業思維塑造
作為食品質量檢測手段,分析化學對于數據的記錄及處理有著相當嚴格的要求。在進行理論課講授時,特別強調學生對數據記錄的規范性,同時輔以實用的數理統計以及生物統計知識和技巧,教會學生如何記錄數據和分析處理數據,培養他們求實嚴謹的科研作風。在平時的教學活動中,不僅要教授給學生嚴謹完備的理論知識,同時要傳授給他們嚴格規范的實驗技術技巧,在授課過程中還給學生介紹開放性題目、讓學生撰寫小論文、開發學生思維、鼓勵小組討論。每個學生定期獨立制作一個課件,優秀課件在教師指導下進行5~10分鐘課堂演示。通過學生參與教學過程,培養學生的自學能力、科學精神和創新能力。
2.3 結合教學大綱,利用多種媒介創新教學方法
傳統的教學模式是“一言堂”,教師為教而教,學生為學而學,很難發揮自身的主體作用[5]。分析化學中充滿繁瑣的公式以及數學推導和論證,如多元酸堿反應和電化學平衡,學生普遍反應難以掌握。這就使得直觀的化學反應變成枯燥的數學計算,加之實驗內容設計與食品專業脫鉤,學生體會不到分析化學與自己專業的聯系,導致學習興趣和熱情減退。因此在理論授課時,為了增加學生對于定量分析的感性認識和理解,在每一個專題的課程中都配合有教師示范實驗操作的錄像以及現場講解,這樣不僅讓學生對接下來的實驗課程有了初步認知,同時加強了他們對基本理論和概念的理解。在講課過程中采取靈活多樣的教學方法,注重采用啟發式、研究式教學,確保教學質量。課下學生還可以在校園網內的課后教學輔導網站下載教學課件,教師通過網站、郵件對學生提出的問題進行回答,將典型的問題反饋到課堂教學中。
針對食品專業的學生,為了突出分析化學在食品領域中的應用,在課堂講述中引入案例教學元素,在每個專題的理論講述之后都會向學生展示大量分析化學在食品檢驗中的應用實例,使他們在學習專業知識的同時完備自己的專業認知體系。如在酸堿中和滴定的課時中,向學生展示食品中有機酸的測定方法;在氧化還原滴定課時中,向學生展示碘量法測定食品中的維生素C、葡萄糖的方法。
2.4 充分發揮實驗教學聯系化學和其他專業課程的樞紐作用
作為一門實用性很強的學科,分析化學的實驗課顯得尤為重要。以往實驗課多是驗證性和純化學的實驗,降低了學生的興趣。因此,在分析化學理論內容改革的同時,對實驗內容相應調整。在分析化學的實驗課程中,首先根據教學內容安排基礎實驗,讓學生將先前在課堂上學到的理論知識加以實踐應用,加深記憶和理解,使其在掌握基本實驗操作和方法的同時培養嚴謹的科學態度和處理解決問題的能力[6],從而提升實驗結果的準確度,同時強化學生的基本實驗規范和專業意識。然后開設與食品專業息息相關的代表性實驗,增加綜合性實驗。經過實驗內容的改變,分析實驗不再是單純的驗證,如茶葉中銅含量的測定實驗就涉及茶樣的采集、保存、前處理和各項指標測定方法的確定等。實驗與食品專業以及日常生活的緊密結合,大大地提高學生的參與熱情,教學質量與學生的操作技能都會明顯提高。
2.5 注重理論教學與實際應用的協調統一
近年來全球屢次發生大規模食品安全事件,如國外二英、蘇丹紅事件,我國的三聚氰胺奶粉以及席卷全國的地溝油事件。食品安全與人們的日常生活息息相關,是熱點問題,也是最能吸引食品專業學生學習興趣的問題。在基礎實驗之后,安排分析化學綜合實驗――食用油脂品質檢驗。通過氧化還原滴定、酸堿滴定及分光光度法等實驗綜合檢驗食用油,以日常生活中必不可少的食用油為分析樣品,讓學生對教師發放的盲樣以及學生自帶食用油進行測定,激發學生對分析實驗的濃厚興趣,大大提高學生的積極性。學生自主完成查閱資料、實驗設計、實驗準備、實驗主體、結果記錄等整個實驗研究過程,綜合提高學生的分析實驗技能。
實驗以食品質量監督檢驗站原始數據的記錄要求,嚴格規范學生的實驗原始記錄和有效數字填寫與更改,并根據實驗結果對樣品進行品質評價,出具符合質檢站要求的品質評價報告,使學生具備在質檢站工作的基本技能。實驗測定結束后,對學生的實驗結果進行統計分析,做出測定結果的正態分析圖,進行綜合評價,并由學生對自己的測定結果進行自我剖析,分享實驗成敗經驗,從總結中鞏固實驗成果。
3 結語
通過教學實踐發現,就教學方法而言,在遵循教學基本規律的前提下,必須因生、因課、因時而異,才能取得好的教學效果??傊鳛橐婚T實用性很強的學科,在對食品專業學生的分析化學授課中不僅要強調理論知識的記憶和理解,同時要特別重視學生對于這門學科的感性認識以及實驗動手能力。通過學生在之后課程學習中的反饋效果來看,這樣的教學方法是相當成功的。筆者相信,學生通過對分析化學理論課和實驗課的學習,不僅能夠掌握到系統扎實的化學分析知識和專業規范的分析化學實驗操作技能,同時能夠收獲求是嚴謹的科研工作作風以及不懼困難挫折、勇攀高峰的優秀個人品格。
參考文獻
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關鍵詞:高職;食品加工技術;無機與分析化學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)02-0098-03
高職院校食品加工技術專業的培養目標是具有必備的基礎理論知識和專門知識,在此基礎上掌握從事食品生產加工、設備操作、技術管理與品質控制等第一線工作所需的高級技術,并具有良好的職業道德和敬業精神的應用型專門人才。《無機與分析化學》課程是高職院校食品加工技術專業的一門重要基礎課,作為學生入學后接觸到的第一門化學課程,其對學生后續課程的學習有著極其重要的意義。該課程教學的目的是使學生在高中化學基礎上,復習鞏固無機化學基本知識、基本理論,并在介紹定量分析化學的基礎上,重點介紹主要的化學分析方法的原理、測定條件、實驗操作方法。通過這門課學習,學生應掌握有關理論、學習科學的驗證和研究方法,提高分析問題、解決問題的能力。在培養學生嚴謹的科學態度、正確規范的操作技能、一絲不茍的工作作風等方面,該課程起著重要作用。因此,加強《無機與分析化學》教學改革,不斷提高教學質量和教學效果,對提高學生素質,培養高素質的應用型人才具有十分重要的作用。
教學面臨的挑戰
當前,在高職院校食品加工技術專業,《無機與分析化學》教學主要面臨的挑戰有以下方面。
(一)來自新時代新需要的挑戰
當前,“以能力為本位,以就業為導向”已經成為職業教育改革與發展的時代特征。高職院校培養的畢業生必須具有適應社會崗位需求的能力,具有較強的就業競爭力,這就要求學校和教師必須在教育教學的各個環節注重學生實踐能力、創新能力的培養,《無機與分析化學》課程作為一門典型的理論與實踐緊密聯系的課程,在教學中,尤其要將學生能力的培養滲透于教學的全過程,不斷完善教學改革,以適應新形勢下培養高素質技術應用型人才的重任。
(二)來自學生的挑戰
學生對課程認識不足 高職學生普遍學習基礎較差,偏科嚴重,不少學生對專業認識不清,僅從字面上理解食品加工技術專業,以為所學知識僅涉及食品的制作和加工。有些學生高中理科基礎極差,卻選擇了該專業,在入學后接觸到化學課程并了解到分析化學課程僅僅是化學相關課程的基礎后出現迷茫、畏難甚至排斥等情緒。這種情緒的蔓延對課程教學的開展是極其不利的。
學生基礎薄弱 不少學生在入學前化學基礎很差,實驗基礎幾乎為零,特別是一部分來自農村中學的學生,由于高中教學條件所限,僅在課堂上見過教師演示實驗甚至完全沒有見過演示實驗,對化學實驗的認識一片空白。
學生學習主動性差 在接觸本門課程之后,有部分學生依然存在考試蒙混過關、及格即可的心態,未意識到分析化學基礎課程對其掌握實驗操作技能乃至就業技能的重要意義,思想上松懈,有的學生對課程提不起興趣,更有些學生在一兩次實驗失敗或者發現理論課內容較難理解后產生了逃避和放棄的心態。
面對時代提出的需要,面對高職院校特殊的學生群體,面對《無機與分析化學》獨特的課程體系,分析其傳統的教學模式并有針對性地進行改革,是擺在教師面前刻不容緩的艱巨任務。
傳統教學模式分析
以往的《無機與分析化學》教學主要存在以下問題,制約著教學質量的提高:第一,以教師為核心,忽視學生在教學中的積極主導作用。第二,教學內容死板、教學手段單一。教學內容過于刻板依照教材,教學手段多采用講授、示范實驗等方法,沒有充分運用多媒體技術輔助教學。第三,課程斷層化。由于理論課的考核較容易量化,所以,在以往的教學中,容易出現偏重理論教學、忽視實驗操作技能訓練的現象。理論課和實驗課之間容易出現斷層和銜接不上的情況,本課程和后續課程間更難以建立聯系。第四,考核手段不完善。理論考核較容易量化,但實驗考核沒有建立一個比較完善的機制,導致考核成績不能完全體現學生對本課程尤其是實踐技能的掌握情況。
《無機與分析化學》課程教學的目的不僅是要求學生掌握無機化學、分析化學的基本理論知識以及驗證和掌握實驗技能,更重要的是培養學生嚴謹認真、一絲不茍的工作作風,提高學生動手、觀察、思考的能力,從而使學生能靈活運用所學知識解決實際問題。為了適應新時代高速發展的《無機與分析化學》學科對人才的需求,我們進行了一系列的教學改革,取得了較好的效果。
教學改革的新措施
《無機與分析化學》教學改革以提高學生綜合素質和實踐技能為指導思想,從充分調動學生積極性、教學內容和教學手段的改革、加強課程銜接、考核手段的完善等方面入手,著力構建一種比較科學系統的教學模式。
(一)充分調動學生積極性
思想動員 首先,在課程開始時,即將本課程涉及的相關課程一并進行介紹,告知學生分析化學基礎的扎實掌握對后續有機化學、食品生物化學、食品檢驗分析技術、食品檢驗工考證的重要意義。其次,要重點強調該課程與學生考證、就業之間的關系,以學生的切身利益為切入點,使學生在思想上重視起來。同時,給學生展示往屆學生在考證、實習、就業等方面的心得體會,利用過來人的現身說法讓學生深刻體會到學好基礎化學課的重要意義。對于學生出現的一些困惑和迷茫情緒,必要時應采用單獨談話等形式對其進行及時疏導,鼓勵學生意識到《無機與分析化學》課程并不難學,只要用心,肯學,一定可以將本課程學好。
調動學生興趣 興趣是最好的老師。分析化學課程較為枯燥,學生普遍覺得這門課程毫無趣味可言。教師應在枯燥中發掘出趣味來。首先,在授課時,多采用實例教學,尤其是結合食品專業相關實例。例如,在講解樣品的前處理時舉奶粉、糖果、面包等學生喜聞樂見的食品為例子,在講解酸堿滴定法的時候結合飲料酸度測定,講解分光光度法測定時介紹肉制品中亞硝酸鹽測定等。盡一切可能在課程中加入生動的例子,能有效調動學生的積極性,并為后續《食品檢驗分析技術》課程打下基礎。另外,在多媒體課件制作時,在不影響課程教學的前提下,應盡量讓課件豐富多彩,教師在授課時也應特別注意語言的組織和課堂氣氛的調動,并多管齊下,采用提問、學生上臺講解等方法,讓學生真正參與到課堂中來。實驗課教學由于其直觀、形象的特點往往較理論課更能吸引學生。所以,充分利用好實驗課,是調動學生積極性的重要措施。教師應善于引導學生。首先,讓學生充分預習實驗。學生對“今天的實驗是什么,能產生什么結果”做到心中有數,才有可能對實驗產生興趣。在教學中,每次實驗課開始前應提問和檢查學生的預習情況。不少學生覺得實驗就是按部就班地照書做,對預習的重視程度不夠,導致實驗開始時手忙腳亂。因此,應嚴格要求學生寫好預習報告。其次,在實驗時,應重視創設良好的實驗環境,應有整潔、有序、豐富的實驗室文化,讓學生感覺進實驗室不是進到一個死板的空間中,而是到一個讓人愉悅的環境中學習新的知識。再次,重視演示實驗。分析化學實驗課教學離不開演示環節,教師只有做好演示和手把手的指導才能讓學生真正掌握實驗技能。在演示實驗環節,教師的用語應簡潔、扼要、準確,同時,應生動不死板。例如,在演示滴定管的操作時,可以先提問學生在高中有無接觸過滴定管的使用,若有,“你印象中的滴定管應如何使用?”通過這樣簡單一問,學生能立即展開積極思考。盡管學生對滴定管的使用的了解往往是模糊的,但思考的過程能使學生被深深地吸引到后續的教學中。在學生回答后,教師應明確告訴學生:“從今開始,大家必須摒棄高中對滴定管使用的模糊概念,把今天課程上教師所講的每一個字都細細體會,因為每個字都包含著操作細節!”學生的課堂反饋顯示,絕大多數學生對這樣的教學過程印象深刻,教學效果較好。
(二)教學內容和教學手段的改革
改革教學內容,狠抓基本功訓練 高職的教學特點和就業導向決定了高職教學不能向深度拓展,應以“必需、夠用”為原則,在有限的課時內盡可能多地給學生提供有利于就業和技能提高的知識。因此,在理論課教學中,應刪減或弱化一些與實際結合不大密切的章節,比如“物質結構”,而在與實驗或技能關系緊密的章節中應增加課時,如“分析化學概論”。這樣有的放矢地進行教學,能較好地保證教學效果。在實驗環節,如何利用有限的課時多對學生進行基本功訓練,也是教師應該考慮的。同樣,在教學實踐中可刪減一些較簡單或者對食品加工技術專業學生而言實用性不太強的實驗,如性質鑒定實驗,而加大對滴定、定容、移液等分析化學基礎實驗的練習,通過反復的操練提高學生的實驗技能。在教學過程中,以學生能力的培養為教學重點,轉化教師的角色,把教師的角色由教學中心轉為教學的組織者和輔導者,要求學生熟練掌握基本操作,獨立完成實驗內容,學會分析和處理實驗數據并得出實驗結論,對實驗過程中出現的問題應獨立思考力求解決,在此基礎上與教師探討并得出相應結果。
教學手段的改革 傳統教學主要以教師講授和示范為主。當前,多媒體技術的普遍應用給教學帶來了極大的便利。多媒體課件以其內容豐富、信息量大、展示直觀等特點得到了廣泛的應用。在教學中應注意傳統教學方式與多媒體教學的有機結合,融二者之長為教學所用。在理論課教學中,采用多媒體教學能使學生在有限的45分鐘內獲取更多的信息。但由于《無機與分析化學》課程的特點,在教學中也不能忽略傳統的板書。一些解題過程可以用多媒體來展現,能節約課堂時間。但也有一部分須以板書的形式展現,在板書的過程中,解題或推導過程逐步展現,使學生緊跟教師思路,能起到較好的效果。在實驗課教學中,可組織學生觀看有關幻燈片和錄像帶以開闊學生視野,一些細小的操作動作可以特寫鏡頭的方式來展示。儀器的內部結構和原理也可以動畫的形式展現。但同時也應注意,實驗教學不能完全依賴多媒體課件,不能用操作視頻完全替代教師演示,應以教師的演示配合詳細的講解為主,學生親眼所見的實際演示結合多媒體演示,才能印象深刻。對于操作中的重點細節,為了強化學生印象,仍然可以大字板書寫出來。教學實踐表明,這樣教學學生反映普遍較好。
(三)注重課程的銜接
注重課程的銜接,主要體現在兩個方面,一是理論課與實驗課的銜接,二是本課程與后續課程的銜接。
為了更好地達到高職的培養目標,使學生進一步提高實踐技能,《無機與分析化學》可與《無機與分析化學實驗》課合并為一門課,分為理論和實驗兩大塊。理論和實驗課同步,并相互關聯。這樣的課程設置使得原有的課程體系變為不可分割的一個整體。無論是在教學大綱、進度的編寫上,還是在課時安排上都應從整體出發。而在課程教授過程中,更應注意理論與實驗的緊密銜接,做到理論指導實驗,實驗驗證和提升理論。首先,在教學大綱的設置上,應注意理論內容和實驗內容的安排盡量做到同步,這樣學生在學習時不會產生斷層之感。其次,理論課上涉及實驗的部分應重點指出,要求學生重視。有些與實驗結合緊密的部分,可以移到實驗課中,在實驗課之前講授。
分析化學課程是食品加工技術專業的一門基礎課,與后續課程關系極其緊密。明確與后續課程的銜接不但能使學生在思想上更加重視本課程的學習,對后續課程也能起到鋪墊作用。這就要求教師不但要精通本課程,還應對后續課程有比較深刻的了解。例如,應了解食品生物化學的內容、食品檢驗分析的內容,這樣在講授相關章節時能學生就能做到舉一反三,也能更好地激發學生的學習興趣和熱情。例如,講授樣品前處理時可以舉食品中蛋白質測定的例子,講授滴定分析基本操作時可以告知學生分析化學基本操作在食品檢驗分析實驗中及食品檢驗工考證中的應用。
(四)完善課程考核辦法
在課程考核上,應完善原有的課程考核辦法,把理論和實驗成績同步納入總成績中。理論和實驗考核應根據其特點確定不同的考核方式。實驗成績的考量中可加大平時實驗課表現、實驗操作能力所占的比例,期末考核為實驗操作考核。實驗操作考核的方法是對每一名學生進行單獨的操作考核,考核的目的主要是檢查學生對所學基本技能掌握的熟練程度。教師根據學生的操作過程、熟練程度、實驗結果以及每個考試項目的評分點當場打出分數,并要求學生當場計算、處理實驗數據并提交實驗報告,最終操作考核的分數由實驗操作分和實驗報告分組成。采用這種全面的考核方法,既可解決實驗考核只考慮平時表現,而忽視期末成績的普遍問題,又可避免以期末成績一錘定音的局限性,克服單憑實驗報告打分所產生的偏差,可以比較全面客觀地反映學生的綜合實驗水平,學生的實驗技能可得到充分體現,綜合素質和創新能力也可得到鍛煉。而理論成績則以平時作業、課堂表現,并綜合期末考試成績進行評定,在最終的總成績中理論成績和實驗成績各占50%。這樣,把理論和實驗同步納入總成績中,可以有效避免學生重理論而輕實踐的現象,也能更科學地評價學生對課程的掌握程度。
綜上所述,在高職食品加工技術專業《無機與分析化學》教學中,應緊緊圍繞培養學生的素質強化技能訓練,從思想動員、充分調動學生興趣入手,注重教學內容、教學手段的改革,注重課程銜接、完善考核方法,從而有效提高學生綜合素質,為后續課程和學生未來就業打下堅實的基礎。
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關鍵詞:軟硬酸堿 化學 應用
化學反應過程中,基本上化學變化屬于酸堿反應,在教學過程中,隨著對酸堿屬性的認識,逐步深化,最終由低級向高級過度,本文以酸堿理論為基礎,為提高園林藝術領域有著重要意義,然而分析化學式環境類高職院校開設的一門專業基礎課程,其反應試驗研究,主要是培養學生在園林監測領域中發揮職業技能。在分析化學的學習中,使之具備良好的化學檢驗分析能力、環境監測分析等為實際工作崗位提供了必要準備。
一、軟硬酸堿理論研究
最終總結到:硬酸與硬件具有結合的趨勢,軟酸與軟堿具有結合的趨勢,并且配合物穩定可能性比較大,軟硬結合最終形成的配合物不夠穩定,在化學分析中,反應速度比較慢。
二、軟硬酸堿理論及其在分析化學中的具體應用分析
三、分析化學反應在園林領域中的作用
在現代園林藝術中,通過分析化學的應用主要的目的是提高環境監測效果。培養學生在環境領域的職業技能,具備良好的化學檢驗分析能力,為了提高教學效果,應該講化學反應與實踐教學相結合,最終提高分析化學在園林領域中的應用效果。這就要求在教學過程中注意以下兩點:(1)加強對方案的設計,提高學生的學習和探究欲望。由于在教學中存在大量的酸堿質子理論,因此在教學中教師要提高學生的實驗興趣,根據相關資料為學生,要求學生根據所學的分析化學,自己去設計,提取樣品,設定具體實驗研究方案,最終得出實驗結果,這樣對于園林領域在監測中有著極大的促進作用。(2)突出教學特色,注重理論與實踐相結合,由于在分析化學中,在實驗過程中理論知識比較抽象,因此在與園林相結合的過程中,要根據環境中存在的問題,有針對性的實驗,這樣更好的應用分析化學在園林領域中的作用,例如在實驗中講解了氧化還原滴定反應原理之后,要學生分析水中的一些金屬離子的測定方法,這樣有助于提高學生在園林領域中對環境的監測效果,使得學以致用。
四、總結
綜上所述,在分析完軟硬酸堿理論的基礎上將其應用于分析化學中,最終在將分析化學與園林領域具體相結合,最終通過化學分析反應環境監測,為提高環境質量以及園林藝術有著重要作用,并且在此過程中,教會學生將理論與實際相結合,用實驗證明監測效果。
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關鍵詞:分析化學 測試 綠色技術
一、分析化學概念
分析化學主要是關于研究物質的含量、結構、形態以及組成等化學信息的分析理論以及方法的一門學科,是化學學科中一項重要的分支。分析化學的主要任務是進行分析物質的化學組成和化學各種物質的含量以及進行化學結構的分析。并且對于分析化學的分類方式有很多種,針對不同的分析方法有不同的方法,如果根據分析對象不同可以分為有機分析化學和無機分析化學,如果根據分析目的不同,則可以分為定量分析、結構分析和定性分析,如果根據分析化學的原理不同,則可以分為儀器分析和化學分析,其中儀器分析的方法也有很多種,儀器分析主要是根據物質的化學性質和物理性質進行測量化學物質的含量以及結構組成,儀器分析還可以分為光學分析、電化學分析以及色譜分析等分析方法,化學分析主要是根據物質的化學性質進行測定化學物質的組成和成分含量[1]。
二、分析化學測試技術
1.近紅外技術
近紅外光譜技術主要是由分子內基團振動的合頻吸收和倍頻吸收而產生的,并且由于物質的化學分子的合頻吸收和倍頻吸收的強度比較弱,所以這就為樣品不經過稀釋處理就能夠直接進行原樣測定分析, 近紅外光譜化學測試技術常用的測量技術為漫反射法、反射投射法以及投射法等。在對樣品進行測試的過程中主要根據樣品對近紅外光線的透光情況進行選擇具體的測量技術。 如果在進行測試的過程中,反射投射法、漫反射法以及投射法三種測量技術相聯合起來,則可以對各種形態的樣品進行測量[2]。比如在對化學樣品進行采用近紅外測技術進行測試的過程中,將上述三種技術結合起來可以直接進行測量塊狀、粉末狀、液體以及固體等。近紅外分析化學測量技術是一項受分子因素的影響非常小的技術,所以這種技術能夠廣泛應用于各種環境下進行測試。
近紅外技術主要的優點為測試簡單、 方便、快速,還能夠保持原樣測量,所以這種技術可廣泛應用于食品、藥物、農產品以化工產品的分析。并且由于近紅外吸收比較弱,所以在分析化學測試的過程中,不需要對液體化學試劑進行稀釋,并且對于固體的粉末也不需要進行預處理,從而能夠避免由于在預處理的過程中出現廢液廢渣或者是由于熔劑揮發等原因對環境造成影響,所以這種分析化學測試技術被稱為是綠色分析技術。
2.毛細管電泳技術
毛細管電泳又被稱為是高效毛細管電泳,這種分析化學測量技術主要是一種以毛細管為主要的分離通道,并采用高壓直流電場為驅動力,根據樣品粒子之間的遷移速度而實現一種分離方法,這種技術是現代分析化學上的一種較為前沿的研究技術。毛細管電泳技術具有方便快捷、容易清洗、分析的時間短、以及柱架低,并且不污染環境,所以這種技術也被成為是綠色分析化學測試技術。這種技術在一般的情況下,可以配成懸浮溶液或者溶液的樣品,并且還能采用毛細管電泳對樣品進行分析,這種技術目前被廣泛應用到醫藥科學、臨床醫學、生命科學以及分子生物學等各個領域中。
3.X射線熒光分析法
X射線熒光分析法主要采用 高能粒子和樣品原子碰撞而產生的一種X射線,并且還能夠將原子內層的電子逐出而形成空穴,從而使原子處于激發狀態,這種激發狀態的離子壽命非常短,如果 外層的電子向內層空穴進行進入時,則多余的能量就會以X射線的形式發射出來。從而產生一種新的X射線。這種分析化學技術具有準確度高、分析速度快、分析的范圍廣以及方便快捷的特點,并且X射線熒光分析技術能夠在原位進行收集或者采樣數據,并且從在對樣品進行收集、采樣、分析測試等各個階段中,不需要對任何采用溶劑、而且在使用的過程中也不會產生任何的有害的物質,這種技術目前已經廣泛應用到礦山、地質、商檢以及環境保護等各個領域中[3]。并且在一定的條件下,X射線的強度與分析元素含量之間存在線性關系,從而可以為X射線熒光的定量分析和定性分析提供有力的理論依據.并且據有關學者采用X射線熒光分析分析了鐵、鈦以及鎂等金屬材料,取得非常好的效果。
三、總結
分析化學是化學學科中重要的一項分支學科,隨著分析化學測試技術不斷的研究發展以及綠色分析化學技術的應用,分析化學技術將從單一的形態發展到現代分析技術,并且將為解決環境污染問題、生物科學問題以及食品的安全等各個方面的內容提供的幫助。并且今后無污染、高技術、高性能以及自動化的分析化學測試將成為今后分析化學發展的重要的方向,將進一步擴大分析化學的應用領域。
參考文獻
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關鍵詞:分析化學;仿真虛擬實訓系統;應用
隨著醫藥、化學化工、食品行業的迅猛發展,特別是隨著中國藥都的建設,對于以化學化工醫藥工業為主修特色專業的中職院校,應當培養更多專業能力強、技術技能過硬的優秀畢業生。而分析化學是從事醫藥、化學化工、食品等行業分析測定崗位的必備的專業知識與技能。對于分析化學專業課的教學,通常采用理論講授法和實驗實訓教學法,在教學過程中只有把理論與實驗實訓有效地結合,才能提高教學效果,真正理解和靈活運用分析化學理論與操作技能,加強學生的職業應用能力。但由于一些客觀原因,如一些學校實習實驗條件較差、缺少實驗設備、實習實驗室有限、實習實驗課時少等原因,導致理論與實訓實驗課程不能及時有效地結合起來,學生對教師所講授的知識沒有直觀的認識,缺少創新和學以致用的能力,直接影響了教學效果。分析化學仿真虛擬實訓系統的應運而生,既緩解了實驗實訓室與實驗實訓設備缺少的問題,又增加了學生學習實訓的課時,使理論與實踐有效地銜接,提高了學生的感官認識,增強了職業技術能力,是安全有效的教學模式和教學途徑。
一、分析化學仿真虛擬實訓系統介紹
分析化學仿真虛擬實訓系統是通過多種計算機語言編程制作出的多媒體教學軟件,由動畫+視頻資源+音頻資源+文本課件構建出虛擬現實技術,在此技術基礎上組建出虛擬實驗室、虛擬實訓動畫、虛擬仿真、虛擬實訓等。
二、分析化學仿真虛擬實訓系統在教學中的作用
1. 利用分析化學仿真實虛擬實訓系統加深學生對理論教學知識的理解力
對于分析化學這門學科,分析儀器及實驗知識占的比重較大,而理論教學通常采用講授法教學,在實驗課時不十分充足或一些學校實驗條件較差、缺少實驗設備、實習實驗室有限的情況下,學生只能夠硬性地掌握理論知識,對所學知識直觀性認識較差,甚至還來不及實驗操作就開始學習新的知識,導致開始實驗實訓時知識不能有效銜接起來,知識不能學以致用,降低了學生對職業技能的掌握及限制了學生的創新能力,影響了教學效果。分析化學仿真虛擬實訓系統的應用,使理論課程中涉及實驗實訓的大部分內容可以在仿真虛擬實訓系統中實現虛擬操作,教師可以通過先講授后仿真虛擬實訓的方式或邊講授邊仿真虛擬實訓的方式,有效地提高學生對知識的直觀性理解,提高知識的銜接性;且分析化學仿真虛擬實訓系統具有動畫性、藝術性、情景性等,能為學生創造輕松、愉快的學習氛圍,激發學習興趣,提高學習效率;由于分析化學仿真虛擬實訓系統中包括很多儀器與實驗實訓的內容,故一些學校實驗條件較差、缺少實驗設備、實習實驗室有限的問題等可以得到一定的解決。
2. 實現不易完成的細節操作、特殊操作、小概率事件的再現操作、安全性高、便于學生學習
在中職院校中,由于設備、實驗條件的限制和出于對學生安全的保護與考慮,一般只讓學生在校內實驗室做一些簡單的化學、分析化學及專業課實驗,如酸堿滴定實驗、EDTA標準溶液配置等分析測定實驗,對于實驗條件不具備或實驗溶劑、生成物具有一定毒性或危險性的實驗通常情況下不會開設實驗項目;同時在組織學生到工廠企業實習期間,由于醫藥化工行業的特殊性,有不少的反應工藝比較復雜,反應條件比較苛刻,反應伴有高溫、高壓、易燃易爆等不安全因素,分析檢測項目中溶液具有腐蝕性或一定毒性等,所以學生在企業實習期間很少有機會能親自動手操作,只能以觀摩為主,對所見所聞的知識只有一個感性的認識,而專業操作技能掌握較少,給學生就業勝任崗位工作帶來很大的困難。而分析化學仿真虛擬實訓系統不存在安全問題,學生可以通過虛擬實驗室做一些實驗條件不具備或有毒性、危險性的實驗,當學生在對實驗操作不嫻熟的情況下,也不會因為學生的錯誤操作而損壞儀器,更不會對學生造成人身傷害。學生在企業實習期間不能親自動手操作的項目,可以通過分析化學仿真虛擬實訓系統進行操作,學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習,當操作有誤時,系統還會指出錯誤所在并演示出錯誤操作所出現的現象及后果,實現危險操作反復模擬訓練,避免事故的發生。
3. 解決學校職業(崗位)能力培養與現場實訓(工廠實習)脫節問題
由于學生到工廠實習的時間和次數有限,甚至沒有機會到現場實訓,且工廠安全條件限制了學生的實習范圍,使得學生在實習工廠實訓期間不能充分掌握甚至沒有機會掌握本專業所涉及到的相關崗位的操作技能,以至于學生對現場實訓的專業操作技能掌握較少,技能的養成性較差,對就業崗位的認識性和勝任能力較弱,導致職業能力培養與現場實訓相脫節。分析化學仿真虛擬實訓系統構建實時三維環境,在虛擬實驗中,操縱者置身于三維空間的虛擬實驗室中,逼真的環境、角色的扮演,使操縱者可以實時感受運動帶來的場景變化、步移景異,有身臨其境于現場實訓操作的感覺,增強了專業操作技能和對就業崗位的認識及勝任能力,就業后能夠快速地適應就業崗位,解決了能力培養與現場實訓脫節的問題。
總之,在分析化學教學中,科學、合理、有效地利用分析化學仿真虛擬實訓系統,并將仿真實訓與實踐操作有機的結合起來,能提高教育教學質量,將仿真教學的作用發揮到最佳效果。同時,隨著3D立體顯示技術在仿真虛擬實訓系統中的應用,構建出全方位的虛擬實訓室,會使仿真虛擬實訓系統在分析化學教學與實習實訓教學中發揮出更大的作用。
參考文獻:
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關鍵詞:民辦高校;分析化學;教學改革
分析化學是一門理論和應用極為廣泛的基礎學科,它是人們獲得物質的化學組成和結構信息的科學,它所要解決的問題是物質中含有哪些組分,各組分的含量是多少及這些組分是以怎樣的狀態構成物質的這樣一門學科。分析化學是化學、化工、環境,食品等專業非常重要的基礎課之一,有較多的基本概念和基本理論,還有一些相關的計算公式,這就需要學生具有較為扎實的基礎知識[1,2]。而對民辦高校而言,學校選用學生的基礎知識相對薄弱,學生的學習積極性一般,如何提高學生的學習興趣,調動學生的主觀能動性,也就成為了能否取得良好的教學效果的關鍵[3]。此外,目前民辦高校的教學過程中還存在一些其它的問題,例如學生使用的教材偏難,實驗課程與理論課程相脫節,無法做到相互驗證等。針對上述問題,作者結合自身的教學情況對分析化學的課程改革進行初步的探索研究。
一、理論教學內容
(一)教學內容上要根據學生的特點,節選重點內容進行講授
以作者學校為例,目前采用的教材為華東理工大學分析化學教研組和四川大學工科化學基礎課程教學基地聯合編寫的《分析化學》(第六版)。這是一部“十一五”規劃教材,對于民辦學校的學生來說,目前采用此教材有些過于偏難,教學內容中的概念和理論較多,容易混淆。針對這種現象,就要結合學生的自身特點,因材施教。在教學過程中,要對一些基本概念進行反復的強調,例如偏差、相對偏差、標準偏差、有效數字等;同時還要在舉例和講解習題的過程中不斷滲透這些概念,使學生不斷的加深對其的印象。此外,對于像酸堿滴定、氧化還原滴定等一些非常重要的內容,更是要重點講解、反復強調,尤其是這些內容中所涉及到的計算公式,盡量是把公式中每一步推導或是由來的過程都要詳細的寫在黑板上,以此來加深學生的印象[1]。此外,還要多講解一些與此類公式相關的例題和習題,借此來加強學生們對公式的應用,從而掌握公示的原理及其應用。
(二)采取多樣化的教學方式和教學手段相結合激發學生學習的積極性[4]
眾所周知,民辦高校學生的基礎知識薄弱,學習積極性不高,沒有養成良好的學習習慣。因此針對這些問題,在授課過程中就不能一味的采取常規教學方式,而是要采取多種教學方式和教學手段相結合,調動學生的積極性。因此,除傳統課堂講授和ppt授課之外,還可以在授課過程中添加一些學生日常生活或是學習中常見的事情,例如,水中該鎂離子如何測定、一些飲料中的苯甲酸鈉含量的測定,這樣可以使原本相對枯燥的一些理論知識,變成了學生愛興趣的事情,從而激發了學生的學習興趣,調動了他們的主觀能動性,使他們從被動聽課變成主動學習,達到提高課堂教學效果的目的[5]。此外,可以采取與學生課下交流的方式或是不記名投票的方式,來了解學生對本門課程的看法或是一些建議。進一步掌握學生的學習動態,根據學生的反饋及時調節自己的授課方式或調整自己的教學計劃,從而達到使學生們易于理解和掌握所學的知識內容的效果。
二、實驗課程內容
(一)加強實驗操作環節
分析化學是一門實驗操作性很強的學科,操作的正確與否直接關系到能否獲得可靠的分析結果,為此在講解實驗操作的過程中,要細致認真的講解每一個操作步驟。從最基本的操作步驟開始,并且還要針對一些關鍵性的操作步驟除了重點講解之外還要進行現場的演示,使學生從感官上進一步加深印象,不僅使學生知其然,更要做到使學生知其所以然。為了將實踐操作環節做到實處,在分組實驗的過程中,盡量做到確保每名學生都能進行實際操作,確保他們都能夠很好地掌握這些實驗儀器基本操作,從而為他們今后走上工作崗位打下一個良好的操作基礎。
(二)實驗項目的選取與理論課程緊密相關
為了使學生更好地理解和應用理論課堂上所講解的一些知識,真正做到理論與實踐相結合。我們在進行實驗項目的選取上做到了與理論課程相一致,例如針對酸堿滴定分析,選取了酸堿標準溶液的的滴定練習和;針對氧化還原滴定分析選取了過氧化氫含量的測定等,確保做到使每一類分析方法都有至少一個與之相對應的實踐環節。以此同時,實驗的項目的選取與實際生活也有一定的聯系。例如,讓學生測定水的硬度,測定飲料中苯甲酸鈉的含量等。這樣就增加了學生對實驗感興趣程度,使學生們更加愿意進行實驗操作,從而達到使他們熟練掌握實驗儀器的使用及操作。
三、結束語
分析化學是一們理論性和實踐性都很重要的課程,也是重要的基礎課程之一。文章就針對本校分析化學教學中的一些問題,結合分析化學這門課程的課程特點及民辦高校學生的特點,分別從理論教學和實驗教學兩個方面對分析化學中存在的一些問題提出自己的解決方法。希望所提供的解決方法能夠對分析化學的教學起到一定的幫助,能夠解決分析化學課程中存在的一些問題,使學生們掌握他們所學的知識。
作者:許偉鋒 單位:哈爾濱石油學院
參考文獻:
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關鍵詞: 分析化學 儀器分析 教學方法 理論與實踐
高職教育是“以服務為宗旨,以就業為導向”的教育,按照“實際、實用、實踐”的原則,培養高素質的專門型技能人才是高職院校教學改革的重要內容之一。這就決定了高職院校課程的性質、要求、準則。
高職院校在相關專業領域都開設了分析化學這門課,分析化學作為工具科學,是衡量國家科技水平的重要標志之一,在國民經濟中占有重要的地位,對生產的發展和科學技術的進步有著直接的影響,它可以幫助人們擴大和加深對自然界的認識,起著“眼睛”的作用。分析化學主要應用于環保、生物、食品、衛檢、制藥等專業,這門課在實際工作中可以用在環境科學、生物技術、生物工程、食品質量與安全、工業品質量監控等領域,具有很強的理論性和實踐性,可以使學生掌握獲取物質系統化學信息的方法和理論。
在傳統教學中教師為了在有限的課堂時間里完成教學任務,多采取“滿堂灌”的教學方法,學生只能被動地接受知識,這樣的教學方法嚴重壓抑學生的思維,加之傳統教學方式與實際相脫離,因此學生普遍反映大學課程難學。甚至有些教分析化學的老師也認為分析化學像文科一樣,需要記的東西很多,但實際上只要能夠充分地把理論與實驗結合起來,進行理解性學習,這門課是很容易掌握的。故教師必須應用能吸引學生積極性及注意力的授課形式,通過多動手、多思考,加深認識、理解和記憶,激發學生的學習興趣與熱情,提高學生主動學習的能力。
大多數學校在分析化學教學中安排的第一個實驗是使用分析天平稱取物品,分析化學教材中使用分析天平稱量過程中加減砝碼的方法是通過投影屏上的微分標尺來進行判斷并調節,但實際上并不是只有這一個途徑。在實驗教學時,教師可以啟發學生根據生活常識通過看兩個稱盤的相對位置(重的一側向下)、指針的偏向(指針指向重的一側)來判斷。
在講解系統誤差中的方法誤差時很多教材都是以滴定分析過程中的終點誤差為例的,但是對剛剛接觸分析化學的學生而言,他們連什么是滴定都還不了解,直接告訴他們滴定中存在這樣一種誤差,他們很難理解,而以簡單的酸和堿的實驗為例講解學生就很容易理解了。如鹽酸和氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水,用甲基橙做指示劑,溶液顏色由黃色變成橙色表示反應結束,這個實驗學生在中學時都做過,對于實驗現象也有很深的印象,有了這個做基礎,教學時只要告訴他們甲基橙的變色范圍是pH值為3.1―4.4,反應結束時溶液顏色為橙色,說明此時溶液的pH值小于4.4,但是氯化鈉和水這樣的中性溶液pH值應等于7,這種理論上和實際實驗上產生的誤差就反映了方法誤差。這種以舊知識引入新知識的教學方法在介紹一個新的知識點時也可以取得比較明顯的效果。
化學滴定分析法中幾乎所以的反應都需要通過顏色的變化來幫助判斷滴定終點,反應類型一多,很多學生就搞不清楚顏色的變化。如碘量法中直接碘量法和間接碘量法,根據常識,大家都知道淀粉遇到碘會變藍,但是把這兩個反應放在一起考時很多學生就把二者的顏色變化混淆了。遇到這種情況,教師在安排教學時可以先安排實驗,通過實驗現象讓學生對這種反應有個深刻的印象,然后從理論上進行講解就可以收到良好的教學效果。
很多學生在學習酸度計的使用時總是會有這樣的疑問:為什么酸度計校正的時候需要使用兩種標準緩沖溶液來校正呢?教師可以先介紹理論知識:能斯特方程:E=K+0.059pH,這個方程可以理解為數學上的直線方程y=ax+b,這個方程所代表的含意是以E為縱坐標、以pH值作為橫坐標繪制的一條直線,在中學數學中曾經學過“兩點確定一條直線”,這就是“兩點法”校正酸度計的原理――在教學過程中教師可以通過這種聯想的方法幫助學生加深對實驗的理解。
隨著計算機技術、多媒體技術的快速發展,越來越多的學校采用各類計算機技術來輔助教學,如多媒體課件、模擬實驗、教學錄像等,這些方法都能加深學生對理論知識和實驗現象的理解,可以取得較好的效果。
分析化學是一門以實驗為基礎的學科,很多理論知識都需要通過實驗來幫助理解,同時實驗也需要理論知識作指導,而現在一些高職院校認為教學實踐應重于理論。確實,在有限的時間下學習很多科目不可能面面俱到,但只有將理論知識和實踐教學結合起來學生才能更好地學習這類學科。僅僅會做一個實驗,而沒有掌握方法的原理,學生將缺少做實驗的靈活性,無法獲得拓展性思維能力,只能重復前人實踐過的內容,一旦遇到新物質的檢測就一籌莫展,甚至得出錯誤的分析結果;學生坐在課堂上單一地學習理論知識,缺乏實際動手的能力,則會喪失在以后的工作中的與他人的競爭力。這就要求教師在教學過程中應盡量結合生活實際,選擇應用性強、試樣易獲取、與人們生活緊密聯系的實驗項目,提高學生的學習積極性和解決實際問題的能力,讓學生在掌握各種儀器使用方法的同時切實感覺到分析的實際應用,拉近理論與現實的距離,真正調動起他們的學習積極性,培養他們嚴謹的科學態度,實事求是的科學作風,以及獨立獲取知識、發展自己的能力。只有具備這些基本素質,將理論與實踐實驗有機結合,學生才能更好地選擇合適的方法和儀器進行符合要求的分析,得到準確可靠的分析結果。
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關鍵詞:有機分析化學;課程教學
中圖分類號:G623文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2010)03-0043-01
《有機分析化學》是高職高專針對工業分析及檢驗專業開設的一門基礎專業課。它是研究有機化合物分離、鑒定、含量的測定和分子結構分析方法的一門科學,是分析化學和有機化學的交叉學科。它是利用有機化學中的理論及分析化學中的某些方法對有機化合物進行定性、定量以及混合物分離方面的研究。該學科注重理論知識與實踐的結合,是一門實踐性非常強的自然科學。它與制藥和食品工業、有機類產品的化工生產等工業生產以及有機科學研究工作密切相關。因此如何充分利用該門學科,充分培養能夠在現實生活和生產中具有較強的分析技術的學生是我們每一個教師應該思考的問題。本文從處理教材內容、教師能力提高、實驗教學改進等方面就《有機分析化學》課程教學淺談自己的觀點。
一、梳理課程體系,選擇章節教學
對大多數高職高專院校來說,使用具有專業針對性的自編教材還不現實?;谀壳俺霭娴摹队袡C分析化學》課程教材專業針對性不強,內容含量大的特點,要在有限的課時限制內完成課程的教學任務,真正培養學生的實踐和科學研究能力。這就要求我們在有限的時間內精講精練,做到讓學生熟練掌握理論知識和具體實踐的結合。因此教師就要有選擇的制訂專業授課計劃,力求科學性、先進性、實用性相統一。
二、根據專業特點,改進實驗教學
(一)優化理論教學,增強實驗教學
實驗是驗證課堂和教科書上所學的理論知識,加深學生對化學理論的理解和掌握,并使學會用所學的知識對實驗現象和結果進行分析。通過這一實踐環節,培養學生獨立發現問題、解決問題的能力和實驗設計水平,訓練并掌握良好的實驗技能,為今后繼續深造和開展科研工作打下扎實的基礎?!队袡C分析化學》這門課程是高度重視操作技能訓練的學科。
目前部分高校在該門學科的課時安排上存在實驗課時少于理論課時的現象。本人認為在有限總課時內對該門課程進行較好的教學,對于理論課一定要精講,不要占用太多課時,而應該把實驗課時增多,培養學生的動手能力。因為學生畢業后絕大部分都要面向社會擇業。據從就業市場了解到的信息,目前社會需要的主要是應用型人才。因此依照我校實驗教學現有條件,結合專業培養目標和學生的實際,在實驗教學方法改革中采取多樣和靈活的教學形式,以實驗來培養學生的動手能力尤為關鍵。首先是放手讓學生去做,教學時教師采取與學生平等討論、切磋交流、協同合作的方式,形成以學生為中心的教學氛圍。除了在估計學生會感到棘手的幾個關鍵環節進行把關、審視外,實驗教師對掌握了基本實驗技能的學生應實行“放手”,以充分保證學生的獨立自主,讓他們親自去體驗、感受、摸索、發現,從中品嘗艱辛、積累經驗、享受成功、獲取信心。
(二)打破專業界限,實行綜合實驗
《有機分析化學》課程是一門綜合性學科。因此它的實驗涉及到有機化學實驗、分析化學實驗、儀器分析實驗、環境分析實驗、食品分析實驗及藥物分析實驗等多門學科實驗。為了讓學生在學習過程中變被動為主動,一些學校的化學院系嘗試對實驗教學進行改革,在實驗教學內容和實驗課程體系上打破了傳統的教學體系,將實驗與理論課進行剝離,把傳統的化學實驗課程合并,獨立開設了實驗化學課程起得了較為明顯的成效[1-5]。我校借鑒了這些高校的教學方式,同時又根據本?,F有教學條件和實際狀況,開設了大實驗課,將有機分析實驗、儀器分析實驗、環境分析實驗、食品分析實驗及藥物分析實驗溶為一大體系,設為專門的大綜合實驗課,讓學生在試驗過程中學會各門學科的融會貫通,綜合處理的能力。這樣不僅激發了學生全方位、多角度分析問題的能力,同時也提高了他們的分析和動手的科研能力。培養出一批適應當今競爭激烈的社會所需要的思維型、創新型、自主型、科研型人才。
三、教師博覽群書,提高自身能力
古人云:授人一碗水,自己要有一桶水。這話用在我們教師的身上再恰當不過了。尤其對于剛剛踏上工作崗位上的新教師,他們對于某門專業知識掌握的較為片面,不夠系統。而要教好《有機分析化學》這門學科,要求教師既要有深厚的有機化學理論知識,又要熟練掌握分析化學的各種分析方法。在此基礎上再根據專業特點和教學條件及適用價值對教材進行帥選。因此教師要想在短時間內在該門學科的教學上做到靈活把握、收放自如。那需要靜下心來好好地為自己沖沖電了,首先通過圖書館、書店、網絡等各種途徑對有機化學和分析化學的基礎知識要理解透徹。然后再群覽現在已出版的各種版本的《有機分析化學》教材,從中對比、總結,提煉出精華。對于與學生畢業后從業去向有關的理論與實踐知識進行重點講解及實驗技能訓練。
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【關鍵詞】項目教學法 分析化學 實訓改革 運用
分析化學是我國高校化工類及生物類等相關專業的一門極具實踐操作性的重要的基礎專業課程,對培養我國高校學生的實踐性和創造性具有極其重要的意義。分析化學實訓需在強調實驗問題和實際技能的基礎上,應用更加規范的操作標準,從而培養學生在實際工作中認真肯干、勤勞踏實、實事求是嚴謹的學習態度等[1]。項目教學法作為應用于分析化學課程中有別于傳統教學模式的一種更為有效的課程教學革新方法,已經成為我國高校分析化學教學中應用和研究熱點方法,此方法在實際應用中雖然取得了一些成績,但是仍然存在著一些問題,因此,本文針對項目教學法在分析化學實訓改革中的應用進行了簡要的分析和論述,以期在分析化學課程改革應用中提供可參考的意見。
1 項目教學法的概述
1.1 項目教學法的概念及特點
項目教學法指的是將與實際應用較為貼近的、科學合理的某些項目在教學實施過程中加以運用,輔導學生通過自身能力主動完成任務的過程。學生在完成項目的過程中,應將涉及的相關理論知識與教學實踐相結合,從而有效提高學生動手能力的一種教學方法[1-2]。目前,項目教學法已經成為了流行于世界各國教育界的一種新的教育改革方法,項目教學法能將傳統的學科教育的主要知識內容轉化為一些相關的教學項目,通過項目教學法學生可以親身經歷和參與項目的整個開發過程。項目教學法強調的關鍵是學生應在教師的指導下,依靠自己能力獨自尋找答案的過程,最終在實踐中獲得結論。項目教學法的重要特點是將學生作為教學的主體,教師則扮演引導的作用,而項目則是整個教學過程中的主線。
1.2 傳統分析化學課程教學和實訓中存在的問題
我國高校的分析化學課程具有很強分析檢測等實踐性內容,其中有關課程的實驗和實訓部分占的比重比較大[3]。傳統教學方法主要分以下兩種方式:一是將理論內容和實驗內容同時進行授課。一般是先進行理論授課,然后再配合理論進行實驗的操作學習,這種方式的優點就是若先進行理論知識講解再進行實踐訓練,則在進行實驗和實訓的同時已經充分認識和了解實驗原理和步驟的內容,便于理解和吸收。若先做實驗,再進行理論授課則會使學生產生一定的感性認識,也便于學生對理論知識的吸收和理解。二是將理論與實驗進行分開教學。理論有專門的理論教學老師,而實驗操作則也有相關的實驗教師進行負責,這種情況往往會導致教師對教學大綱和課程內容都有自己的理解和認識,各自負責自己的內容會使學生對學習內容產生單方面的認識和了解,不能在有限的時間內完成完整的項目[2-4]。例如,在分析化學檢測試驗中,溶液配制、標定和測定一般會分開進行,這就導致學生在實際操作訓練時由于時間限制而導致無法獨立完成完整項目的操作。此外,有些課程在實驗中教師已經將教學步驟和設備準備完成,學生只要一味的根據老師提供的步驟操作即可,因而導致學生在實際工作中無法明確實驗組分的具體含量等。
1.3 分析化學課程采用項目教學法的必要性
分析化學作為一門高校專業必修基礎課程,其學科較其他學科在較強的理論知識的背景下同時具有更強的實踐性。一直以來,我國許多高校在分析化學課程教學時過于強調理論課教學,而將分析化學實驗課和實訓課作為了輔助教學環節,這種重理論輕實踐的教學方式直接導致學生在學習分析化學時很難消化吸收課堂教學內容,對理論知識空有想象,無法將其與實際進行聯系,從而不利于高校學生對分析化學課程的學習。項目教學法不僅能使學生獨立自主的進行計劃的制定,并且在此基礎上創建實施的機會,同時可以在一定時間范圍內允許學生自由組織和實施制定學習計劃。項目相關活動開始后,學生會遇到一些無法想象的困難,這時就需要自己克服和解決難題,對學生的意志品質也是一種鍛煉。分析化學項目教學過程中,學生通過親身對化工產品進行分析檢測,進行職業化實踐訓練,對實際工作環境和特點以及相關影響因素進行認識和了解,在操作和訓練中不僅培養出學生誠實守信的職業素養,同時還能鍛煉學生細心耐心的職業習慣。每個有關項目實施,都是為學生能親身參與到創造實踐活動中的一個機遇和挑戰,有利于培養和激發學生的學習的熱情和自主性,從而使學生將課堂上學到的內容和知識應用到實踐生活中。
2 項目教學法在分析化學實訓改革應用中存在的問題
2.1 企業項目與分析化學課程轉換之間缺少組合優化的問題
分析化學教學中的項目任務主要是根據我國各類企業質量管理部門、中心實驗室及技術監督部門中一些相關的產品測試和檢驗活動,由于企業自身性質的不同,其在生產任務和工程操作具有較大的特殊性。應明確在企業生產實施過程將所有項目內容都涵蓋于一個工作任務中是不可能的,因此,這些企業中已存在的具體項目任務模塊不能單一的進行教學模式轉變。我國企業項目于分析化學課程缺少優化組合是制約項目分析法應用的主要因素之一。
2.2 項目教學法實施過程中教師缺乏相關的職業經驗
我國高校的教師隊伍在職業行為規范、職業素養和職業習慣方面較為匱乏,師資力量建設是能夠成功實施項目教學法的重要因素。目前,我國高校教師一般直接來自于高等教育院校畢業,存在著一個普遍的現象就是這些教師缺乏企業的工作經驗,很多教師不知道分析化學課程的哪些內容與實際工作是相關聯的,也不了解一個合格的化學檢驗工作需要的職業能力是什么,更加不了解有關檢測的國家職業標準,所以,我國高校教師在項目教學時無法通過典型的職業工作任務來組織分析化學教學課程。
2.3 項目教學法課程教學缺少多元性的評價體系
我國高校在分析化學學科實施項目教學法時,缺乏科學、合理、高效的評價體系,項目教學法實施時應強調學生學習過程的評價,評價時對學生專業知識和相關技能掌握等方面予以重視,實際操作中還需做好操作規范、加強安全環保,同時培養團結合作精神等綜合素質的人才。然而我國分析化學項目教學評價尚處于初級的探索階段,缺少多元化評價體系,不能發揮評價機制的實施導向功能。
3 項目教學法在分析化學實訓改革中的實施措施
項目教學法在分析化學教學過程中應按照六個步驟進行實施,依次為咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評估,這六個步驟中有關資訊、計劃、實施和檢查的階段實施的主體應為學生,教師在這些階段擔任好一個輔導者的角色,這期間只有當學生遇到問題時,才應予以指導。而在決策階段與評估階段則需要教師的全場參與,教師必須親自投身到每一組學生中去,并給學生提出科學合理的建議,同時應給予其公平公正的評價。以下是檸檬酸的質量檢驗作為進行分析化學課程實施項目教學法的例子。首先,教師應明確項目任務。教師先進行企業情景模擬,將檸檬酸的質量檢驗作為工作項目簡介如下:某企業主要生產項目包括食品添加劑檸檬酸,因此,要求企業對生產的檸檬酸進行抽樣檢測,對檸檬酸進行抽樣質量分析,檢測某一批次的檸檬酸質量,同時制定檢測報告提交于質檢部負責人進行審核。測試過程中應正確使用、維護儀器設備。將檢測項目與實際工作內容中所涉及的相關技術理論知識和操作規程進行引導,提出問題等。這些問題可引導小組學生自主學習教材、產品樣本、操作說明書等相關學習內容。對于較為重要的教材內容和參考資料教師應直接給予教學相關內容明確的章節代碼指示作為指引,從而便于學生學習和吸收相關理論知識。
其次,教師應制訂和設計科學合理的操作方案。實施過程中可將學生分成小組,每組五至六個人,確定一人為小組長,然后開始采取小組長負責制,每當有工作任務或活動時都是以小組長為中心,小組長負責組織和安排工作任務,并對所要進行的工作項目進行計劃和分工。小組討論可按以下內容和步驟進行:第一,了解常用食品添加劑的類型和屬性,檸檬酸的技術指標、包裝、貯存和運輸等的特殊要求;第二,熟悉檸檬酸的化學性質和屬性,檢測檸檬酸的常規檢測項目、檢驗方法和步驟等;第三,要進行酸堿滴定分析原理的學習,熟練掌握檸檬酸含量測定的方法;第四,對各項設備儀器的操作和使用要規范,同時確定檢測所需的試劑和標準溶液配置正確。教師需向學生講解此次實施項目的目的和所要達成的目標是什么,只有充分的認識和理解所要進行的項目內容,才能有效的激發學生的學習熱情和學習主動性,更加利于分析化學學習的學生清楚了解此項目真正的目的及意義,鍛煉學生的綜合分析能力等[4-6]。
再次,教師組織學生進行方案的實施。實施計劃的設計不僅要得到分析檢測的檸檬酸產品結果,同時還應加強學習和掌握專業化知識。方案實施階段學生和教師之間應遵循自主學習與互相合作的原則。其中的自主學習是指教師不能直接將答案告訴學生,而應將一個現實存在的問題,只向提供學生提供處理問題的方法,比如,教材內容上與這一問題相關的知識點和資料等,這種方式能很好的培養學生的自主學習精神。此外,通過與同學的合作交流來培養學生的團隊合作精神,使得學生踏入社會后能迅速適應工作中的協作與交流。
第四,教師與學生要進行交流評價。讓已經分好的每個小組都選擇一個同學作為代表宣布本小組對檸檬酸質量檢驗的結果如何,同時要進行理由闡述,同時讓參與其中的其他小組代表進行提問,然后進入到現場評定環節。這種方式一方面能夠增強學生對已經獲得的檸檬酸檢驗項目工作成果的認識,有利于分析和解決問題能力的提升。另一方面,給予學生足夠的思考時間、在實際活動中提高學生學習分析化學的主動性和積極性,培養學生使用多媒體設備,進行展示與交流,提高學生的溝通交流能力。在小組之間進行共同討論與交流,這種方式不僅能將實際操作結果化為學習的果實,同時還為學生提供了輕松愉悅的學習環境,有效提高學生綜合分析能力等。
綜上所述,采用項目教學法在分析化學課程教學中的應用,將高校分析化學教學中的理論與實踐教學進行融合與統一,不僅能夠有效提高學生分析化學理論水平的掌握,同時采用項目教學法能將實訓教學資源有效利用,便于學生掌握分析化學所需的各種儀器的使用操作和提高學生自身分析問題和解決問題的能力,并且能培養學生的創新精神以及團隊精神。因此,項目教學法在分析化學實訓改革中具有十分重要的意義。
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