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二、强化医学检验专业分析化学教学效果的措施
1.在教学内容方面,抓住重点,积极进行总结和归纳。
医学检验的学生在学习分析化学之前就已经学习过相关的医用基础化学课程,教师只需要将教学内容梳理一次学生就会明确自己薄弱以及所需要掌握的地方。然后教师可以针对性地对重点内容进行讲解,节省教学时间。分析化学所涉及的内容包括数学统计以及化学等,都属于比较复杂的内容,并且会出现比较多的公式。因此,教师在教学过程中需要善于归纳,将相似内容总结在一起,让学生可以更快记住重点内容。比如在计算弱酸性体系的分布系数时,涉及到的公式比较复杂,教师可以通过其中发掘规律的方式为学生找出便于记忆的方法:公式中的分母是按照氢离子浓度降幂的顺序排列的,分子则取决于型体中所含氢的个数。抓住这样的规律之后学生就可以更快并且更深刻地记住计算公式。
2.在教学模式方面,多种教学模式相结合,丰富课堂。
在教学模式方面,教师可以在确保教学质量的基础上加强与学生之间的互动。以讲授为主,同时结合谈论、提问、小论文以及习题课等辅助手段让学生的思考成为教学中心,激发学生的创造性思维,让学生感受到学习的乐趣并逐渐取得进步。首先,教师可以从溶液的移取、天平称量的操作方法等入手进行讲授教学,在与实验课结合的基础上培养学生对检测结果精度的重视。其次,在一部分知识结束之后教师可以利用提问教学的方式来强化学生对知识点的记忆,并让学生在抢答过程中获得成就感,激发出他们对分析化学的学习热情。再次,教师可以根据学生的知识掌握情况确定一个课题,让学生围绕该课题展开谈论并相互交流。学生在交流过程中不仅可以看到自己与同学之间的差距更可以明确认识到自己的不足,然后有针对性地进行强化训练。讨论教学的开展同时也可以提高学生在教学过程中的参与度,让学生成为教学主体,在活动过程中发挥主观能动性,更加积极、主动地学习。
3.在教学手段方面,将传统教学手段与多媒体技术相结合。
多媒体教学的直观性非常强,因此教师可以利用文字、动画、图表以及声音等刺激学生的感官,让学生在多媒体教学手段的帮助下加深对知识的理解,加快教学进度。但需要注意的是,多媒体教学虽然具有诸多优越性,可以有效提升教学质量,但有些知识如果单纯使用多媒体教学学生反而会因为速度太快而无法更好地理解并掌握相关知识。比如重要的公式,由于公式无法利用多媒体教学手段的直观性来强化大脑对它的记忆,因此如果教师只是利用多媒体教学让学生过一遍公式的推导过程学生将很难领悟其中的思路。而板书教学手段则可以弥补这一缺陷,教师在推导公式时如果采用半数教学的形式,虽然速度会比较慢,但是在教师一步步板书的过程中学生可以跟随推倒过程进行思维活动,而这种板书过程也为学生的思维活动提供了足够的思维时间,既可以加强学生对公式的理解同时也可以让课堂教学手段更加丰富多样。
4.在教学方法方面,改革考核方式。
考试是每个学生都需要经历的过程,其主要是为了测试学生对知识的掌握程度、了解学生的情况。教师可以重视学生的考试成绩,但是更应该表现出对学生能力进步情况的关注。但是很多学校对于考试结果侧重点从了解学生学习情况转移到了对考试成绩的在意,不仅让学生背负较大的学习压力,同时也无法根据学生的实际情况改善教学情况,让学生获得进一步的提高。针对这种情况,改革考核形式非常关键。第一,教师可以利用平时的小测验来了解学生的学习情况,并将这种小测验趣味化。比如可以通过举办知识问答的方式进行考核,这样学生就可以在轻松的游戏氛围下接受考核,教师也可以达到自己的目的,而学生也不用背负太大的压力。第二,引入案例教学。对于医学检验专业的学生而言,分析问题的能力是非常重要的一种能力,直接关系到这门专业课学习的优劣。因此,教师在分析化学教学过程中可以有意识地锻炼学生分析问题的能力。比如通过引入案例分析的方式对学生进行考核,这种考核方式不仅可以更加全面地了解学生的知识掌握情况,更可以让学生自己分析问题、寻找解答,教师也可以通过案例教学发掘出学生更大的潜力。比如社会上引发大众关注的三聚氰胺事件等就可以作为教师的案例引入到教学过程中,让学生提出分析其中有害化学成分的方案,学生也会真正理解分析化学这门课程的意义。
2提高教学质量的思考和建议
2.1贴近生活,激发学生学习兴趣
由于分析化学涉及的内容范围较广,知识零散,如果教师在课堂上只是照本宣科,机械地讲解一些基本原理和方法,远离实际生活和生产实践,容易使学生觉得该课程难以致用、枯燥乏味,很难激发学生的学习兴趣.例如,在绪论课的授课过程中,如果教师只是平淡地介绍分析化学课程的定义、性质、分类、任务等,会让学生觉得整个课程枯燥、乏味,感受不到学习该门课程的实际用处,难以提升兴趣.如果教师适当融入现实事例进行介绍分析,如食品安全领域苏丹红事件,三聚氰胺事件等;环境领域水质、空气污染等监测问题,学生将通过身边发生的事例体会到该课程的重要性和实用性,远比教师多次口头强调该课程的重要程度、考试的严格程度更容易激发学生的学习兴趣.在实验教学中,我们为了使学生更加充分理解、牢固掌握和灵活运用分析化学的理论知识,在实验项目上进行了一定的调整,设定了一些趣味性强且贴近实际生活的实验项目.如“食醋中有机酸含量的测定”、“方山地区自来水硬度的测定”等实验.在自来水硬度的测定实验中,可以先向学生介绍水的硬度包括暂时硬度和永久硬度,暂时硬度可以通过加热煮沸来消除,而永久硬度却无法消除,而饮用硬度超标的水会影响人体的健康.如果硬度过大,饮用后对人体健康和日常生活有一定的影响,如:用硬水烹调鱼肉、蔬菜,就会因不易煮熟而破坏或降低营养价值;用硬水做豆腐不仅会使产量降低,而且会影响豆腐的营养成分等.[1]随后即让学生利用络合滴定法来测定自来水的硬度,看其硬度是否超标.这些实验内容与现实生活中大家较为关注的问题密切相关,既能激发学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性,又能使学生认识到理论到实践其实就是一步之遥.
2.2巧妙设疑,引导学生开展讨论
传统的分析化学授课方式通常采用的是填鸭式教学方式,这种讲授法有其自身的优点,比如该方法便于在较短时间内让学生获得大量的系统知识,然而这种方法实际教学效果并不理想,学生在这种教学方式中处于被动的学习状态,根本无法充分发挥学生的学习主动性和积极性,教师也难以及时获得学生的反馈信息,因此教师可以根据不同的教学内容、学生情况等,灵活组合不同的教学方式,如启发式、讨论式、探究式等注重师生互动的多样化教学方式,可以充分发挥学生在教学活动中的主导地位,激发学生的学习积极性.[2]例如,在《分析化学》第三章“滴定分析概述”的教学内容中,几乎全是抽象的概念、定义等,如:标准溶液、基准物质等,在往年的教学过程中,笔者采用的是传统的讲授法,向学生一一讲授相关定义和原理,但这种教学效果并不理想,学生对一些基本定义和原理的理解并不透彻.在今年的教学过程中,笔者摒弃了以往的教学方式,没有像以往一样唱“独角戏”,而是通过巧妙设疑,和学生展开了积极的讨论互动.通过提问,学生经过思考,适当的时候教师加以点拨,学生将会自己得出一些定义和概念,有效地加深了学生对所学知识的理解,激发了学生解决问题的积极性,同时锻炼了学生的创新思维能力.如先向学生提出问题1:“如何测量某种酸的浓度?在早期没有现代的测量手段时是如何完成的?”可以先启发学生酸会有什么样的性质,学生经过思考会指出酸会使某些物质变色,酸会腐蚀金属,通过观察酸对金属的腐蚀程度来确定酸的浓度.但这只是对酸进行了定性分析,而我们分析化学的主要任务是进行定量分析.若要知道酸确定的浓度,我们必须找到更准确的方法.假定有一种标准碱,这时学生会想到酸碱会发生反应,但是采用什么样的方式进行反应呢?紧接着要解决这个随之而来的问题,如果只是把两种物质进行简单地混合,这样产生的误差会很大,学生会自然地想到采用“滴定”的方式.这时引入问题3:“如何确定反应终点?”可以和学生一起回忆以前学过的一些反应,有的反应会有颜色的变化,通过颜色的变化来确认终点,有的反应会有沉淀和气体生成,可以通过观察实验现象来确定反应的终点,而有的反应没有任何实验现象,如酸碱反应“氢氧化钠和盐酸反应”,这样的反应又如何确定终点呢.这时可以启发学生,在酸碱滴定过程中会有哪个物理量发生变化,学生会想到溶液的pH值,这时可以提出在《无机化学》中用过的酸碱指示剂如:酚酞、甲基橙等为什么可以指示酸碱反应的终点?学生通过思考会想到酚酞、甲基橙等这些酸碱指示剂的颜色会随着溶液pH的改变而发生变化,这样就得出了酸碱指示剂的变色原理.在整个章节的教学过程中都贯穿了提问、思考、启发、得出结论这样一个过程,整堂课气氛活跃、讨论热烈,学生积极主动地参与到了教学过程中,同时通过自己思考、总结,对整个概念和原理的理解更加透彻.这样的教学方式,不仅教学效果良好,同时也培养了学生分析和解决问题的能力,在接下来几章具体的滴定分析的学习过程中,学生都采用类似的思维思考和解决问题,教学效果得到了极大地改善.
2.3理实一体,培养学生分析解决问题能力
分析化学是一门实践性很强的学科,分析化学实验教学是分析化学教学的重中之重.目前,我们的学时安排为理论课程50课时,实验教学56课时,虽然实践技能训练在教学时间中占有不小的比例,但分析化学理论教学和实验教学是分开进行的,同时开设《分析化学》和《分析化学实验》,这样课程设置有优势,但也有许多不足.[3]首先,理论课程和实验课程是由不同的教师担任的,不利于教师对学生在理论课和实验课学习中的全方位把握;其次,容易出现理论课和实验课衔接问题,导致某些知识点重复讲、漏讲等问题;时间和空间的转换也使学生难以将理论融合在实践中,特别是这学期的教学进度安排,有的实验在理论授课之前进行,学生对所用原理一知半解,只是重复实验步骤,得出简单的结论,这样的教学方式耗时费力,教学效果却不如人意.同时,在这两年的实验教学过程中发现,学生不重视实验,没有主动性,虽然会要求学生预习并写预习报告,但多数学生只是把有关内容抄到报告上面,很少去思考为什么用该试剂,为什么称取这么多,用什么精度的天平称取,为什么用该种指示剂等等,而且在实验项目进行之前,实验课教师为实验做的准备工作过多,学生甚至不知道一些药品如何配制,学生在实验课上只是按照标准的程序进行验证,可对为什么那样做却不甚了解.如果可以将理论和实验统筹安排,在理论知识的讲解过程中,适当地融入实验项目,穿插提问实验中可能会遇到的问题,让学生思考,并布置学生对所要进行的实验项目进行预习.理论授课后,学生经过短暂的思路整理随即进入实验室,针对讲解用实验来验证理论,这样的安排有利于强化学生对于理论的掌握、对现象的记忆和对操作的熟悉.如果能实现同堂教学,将相关理论和实训技能放置在同一教学单元中进行,在授课的过程当中可以随时停下来观察实验现象,或是对实验过程中出现的问题随时进行分析和讲解,在学生最想弄明白问题的时候引导学生去思考,并利用所学的理论知识给出合理的解释,教师和学生处于整体性教学区域中,教师边教边做,学生边做边学,这样将会解决理论和实践脱节,教与学脱节的问题.[3]在同堂化教学中,也可以把一些传统的验证性实验改为简单的设计性实验,实验时设置一系列问题由学生回答,比如“氢氧化钠标准溶液的配制与标定”实验中,可以先向学生提出一系列问题,如氢氧化钠标准溶液可不可以采用直接法配制?称取氢氧化钠应该用什么精度的天平?可以利用哪些基准物质来标定氢氧化钠溶液?称取基准物质的质量范围应该如何确定,又采用什么精度的天平进行称量?学生通过对这些问题进行思考、总结、讨论和交流即会整理出一份完整的实验方案,这样将会达到事半功倍的效果,同时将会培养学生思考、分析问题和解决问题的能力,可以促进学生的个性化发展,更有利于培养学生的学习能力、实践能力和创新能力.
2.4融入科研,培养学生的创新能力
随着交叉学科的发展,分析化学与环境科学、食品科学、材料科学、生命科学的联系变得越来越紧密.现代分析化学的使命已由单纯提供分析数据,发展到提供更全面的信息和知识,以解决其他学科提出的新任务.所以教师在阐明经典分析理论和方法的同时,要根据分析化学发展动态,及时更新教学内容,把本学科发展前沿的新知识、发展动态融入到教学中,引入各个领域中分析化学的新进展和新成果,使得分析化学和分析化学实验这两门基础课不再局限于简单的“基础”,而是让学生明确自己专业学科的方向和未来.通过在教学中不断渗透前沿学科,不仅使分析化学教育富有生命力、感染力和时代感,而且也激发了学生的学习热情,培养了学生的科学素养和创新能力.[4]对于有科研项目的教师,可以让学生适当地参与到自身的科研项目中.教师可将自己的课题分解成若干子任务,详细给学生介绍课题背景,讲解要解决的问题和预期效果,引导学生查阅相关文献,并鼓励学生设计实验方案,在课余时间和假期耐心指导实验,这样不仅可以提高学生的综合能力,还能培养学生实验计划的组织能力,为学生将来从事科研工作打下扎实的基础.在分析化学教学中开展科研实践,有利于提高学生的学习积极性,从而提高教学质量;让学生参加必要的科研活动,亲自参与科研实践,可使学生通过科研实践把抽象的理论知识具体化,有利于理论联系实际,培养学生获取知识、应用知识、创造知识的能力;有利于扩大学生的知识面,培养学生的创新能力.学生在科研实践中将会养成严谨求实的科学作风和不断进取、不断探索的精神,学生所必需的基本技能和素质、动手能力、创新能力等得到强化,知识面不断扩大,分析问题和解决问题的能力得到明显提高.
现代分析中,随着仪器分析的迅速发展,应用日益广泛,并且在很多药物的质量控制、工艺设计、生产研究中大量使用。中国药典2010版比2005版进一步扩大了新技术的应用,除了在附录中扩大收载成熟的新技术方法外,正文品种中进一步扩大了对新技术的应用,药典化学品种采用了分离效能更高的离子色谱法和毛细管电泳法,红外光谱在原料药和制剂鉴定中的应用进一步扩大,气相色谱法全面用于溶剂残留检查,总有机碳测定法用于注射用水的质量控制中,含量测定中仅HPLC这一种方法,药典一部中采用的品种从505种增加到1138种,药典二部中从359种增加到694种,由此可见仪器分析方法在药学学科学习中的重要性。我们在教学中,学时适当向仪器分析部分转移。在制订2014版人才培养方案时,充分考虑到仪器分析方法的重要性,我院在开设分析化学课程的基础上,在后续学期开设仪器分析作为选修课,进一步夯实学生的理论和实验基础。该部分内容作为很多学校考研的必考内容,为以后学生的考研复习也提供了巨大帮助。
2结合学科特点,改进教学手段与方法
当前,科技的发展速度令人惊叹,这就需要提高课堂效率,在授课时将传统课堂教学与多媒体课件教学相结合,大大增加了课堂上传授知识的信息量,而且使内容准确生动,便于理解。分析化学教学中一些公式推导、计算等采用传统板书教学;一些比较抽象的概念、理论,如滴定分析中的滴定曲线,仪器分析中的仪器结构、基本原理,色谱中的塔板理论等,仅通过课堂讲解学生很难建立起正确的认识,如果通过多媒体课件以图形、动画等形式向学生提供各种知识信息,将枯燥的知识变得生动有趣,有助于学生从感性认识上升为理性认识,更好的理解和掌握所学内容。
3强化学生实验技能,培养应用型人才
针对专业特点和学科要求,我们提出培养应用型综合人才的培养目标,加强学生动手能力和严谨科研作风的培养。分析化学是一门实践性很强的课程,对学生的实验技能要求比较高,要求学生熟练基本操作、掌握基本方法、尝试科学研究。我们根据人才培养方案和课程教学大纲学时设计开设了各种实验以培养学生的实验技能。在化学分析部分,开设酸碱滴定、配位滴定的实验项目,让学生掌握滴定管的正确使用,熟悉实验条件的选择,能准确控制滴定终点,能对滴定结果进行相应运算,建立起定量的思维方式,通过这些最基本的实验技能训练,使学生对分析化学的知识能够融会贯通;在仪器分析部分,结合仪器分析的特点,采用小班上课,实验人数控制在每组8-12人,教师先讲解仪器操作方法,在短时间示范实验操作后,让每位学生都能够亲自动手操作仪器。在实验过程中,教师不断提出问题让学生思考如何解决,将课堂所学理论知识真正与实践相联系,用于解决实际问题。在实验项目的选择上,我们结合专业特点,增设一些实用性较强的新实验,减少验证性实验,增设综合性、设计性实验,如碘量法测定维生素C含量、紫外法测定维生素B12的含量、高效液相色谱法测定蛇床子中蛇床子素含量等,让学生在实验中了解药物质量控制的重要性,激发学生去学习鉴定假药或劣药的分析方法。
二、选择能激发学生学习兴趣的教学方法
高等职业教育的培养目标是以岗位要求的技能、知识为出发点,按照社会人才市场的要求,以训练职业能力为本的教育,其最大的特点是注重对学生操作技能的培养。水分析化学实验是高职给排水专业的必修课。水质监测、分析作为给排水专业学生就业岗位方向之一,决定了水分析化学实验课就应以培养水质分析化验的实际工作能力作为教学目标。把培养学生职业技能作为水分析化学实验教学目标时,应从实际出发选择教学内容,更加注重实验教学环节,注重学生综合职业技能能力培养,实现课程与岗位对接零距离的要求。本文结合我院当前水分析化学实验教学存在的不足,谈谈对高职水分析化学实验教学改革的几点思考。
一、水分析化学实验教学目前存在的问题
1、基本操作实验内容过少
实验内容一般以常规检查项目设定,且所用实验试剂、实验仪器均由实验室教师准备好,实训工作面铺开不广,基本操作也得不到充分训练,造成学生实验时出现操作不规范、测定速度较慢、误差较大等现象,且体现不出学生综合技能操作能力。
2、激励机制在考核方法上得不到体现
受实验教学从属于理论教学观念的影响,实训考核没有得到重视,主要以学生预习、实验操作规范化和试验报告三方面内容进行考核,考核主观性大,不利于学生重视该门实训教学。
3、实验教学手段单一
现在水分析化学实验普遍存在这样一种教学模式:内容原理步骤操作要点注意事项学生操作教师巡回指导总结填写实验报告。教师讲实验“照本宣科”,没有新意,学生操作“照方抓药”,存在实验兴趣不高,实验作风不严谨等现象。
4、实验班次人数较多,教师难以全面指导
每班次基本上都为50人左右,教师的巡回指导难以全面纠正隐蔽的操作错误。课末小结时,由于学生认知水平和动手能力的差异,难以在规定的时间内同步完成,提前做完的想走不愿听,未做完的来不及听,想听的也受他人干扰未必听得清楚,总结难达预期目的。
5、不适应现代科学发展的需要
现代分析仪器设备缺乏,实验项目开设主要以经典分析为主,主要涉及四大滴定分析和吸光光度法,学生对现代大型精密分析仪器感到陌生,不利于工作后的进一步掌握。
6、实验室教师素质水平难以适应教学发展要求
实验室教师很多都是从学校到学校,学历偏低,几乎没有参与相关工作实际操作的经历,很难要求他们能够传授给学生很多的操作经验,以及分析比较新仪器新方法的优劣,深入阐述各类实验参数的理论影响和实际作用。
二、改革水分析化学实验教学的途径和策略
1、教材的选择和教学内容的取舍
教材是教学的基础,故选择教材十分重要。一般来说,按教材的内容,编排及适应性来选择。针对专科给排水专业学制较短、学时有限等局限,首先须对现有教材内容及其编排进行必要的调整。加大水分析化学实验教学内容改革,在实验内容安排上应由浅入深,由部分向整体逐步展开,在保证学生操作规范的基础上,开展职业技能训练,提高学生综合职业技能素质。从高职教育培养目的出发,实验、实训教学内容应以“需用为准,够用为度,实用为先”为原则,因此在实验内容安排上应重视基础性、普及性和体现职业岗位综合技能性。实验内容大体可分为三个部分进行,一是分析基本操作的训练,如玻璃仪器洗涤、药品称量、试剂配制、移液、定容、终点标定训练等;二是方法掌握训练和认识,要求掌握滴定分析、分光光度分析、电位分析方法及认识大型紧密仪器法(如原子吸收光谱法,气相、液相色普法等);三是按职业岗位要求完成水质指标测试全过程操作,即教师提供的是需测定的水样(可为自来水厂的水源水),可选择的测定项目(如COD、碱度、氯含量、硬度、铁含量、溶解氧等[2])、所需的仪器、药品和实验场所,要求学生通过查阅国家标准方法选择测定的方法,并进行玻璃仪器洗涤准备、试剂制备、方法测定、数据记录处理及标准评价等的全过程。通过这样层层深入的技能要求训练,并将学生置于职业岗位角色,使学生职业技能综合能力得到提高。2、充分利用多媒体教学手段,提高实验水平
充分利用多媒体教学,开展多手段实验教学,这不但能减轻老师的工作强度,改善授课环境,又能使教学直观,简单明了,缩短学生理解消化的时间,大大增强学生学习信心和提高学习热情。在传统的课堂演示教学中,往往受空间分布影响,造成音效或视觉不够清晰。通过利用多媒体课件及演示录像的演示,可以多角度进行,还可以放大、回放等,使演示的效果得到大大的改善,也可以减少学生每次实验进行的时间,便于实验教学的安排。在制作、播放安排上,充分利用多媒体信息量大,音、图、文并茂的特点,有针对性的制作和使用多媒体课件。如实验课前组织学生观看实验基本操作和安全知识相关的课件,向学生讲解正确操作的理由和违反操作对个人和环境的危害,使学生做到操作规范,减少不必要的浪费及对环境的污染;又如原子吸收光谱仪,气相、液相色普仪等,这些仪器较为贵重和精密度要求高,难以满足学生普及使用,通过多媒体的演示教学,可以使学生认识这些大型精密仪器及其操作方法,为今后进一步掌握提供有利的条件。
3、改革实验教学考核办法,完善实验评价体系
水分析化学实验进行单独考核,考核内容可分两部分进行,一是平时实验表现(学生预习、实验操作规范程度和试验报告)占40%,二是综合实操考核占60%。按实验内容的安排,基本操作训练和方法掌握训练按固定的时间安排进行分组训练;按职业岗位技能要求选择水质指标的测定要求至少进行两项,一项作为平时的训练,一项作为综合实操考核内容,具体项目可通过提前抽签获得,采取开放实验进行,即学生们在限定时间内准备好,然后跟实验指导老师约时间进行,每次十六人进行(所配试剂以够用为准,尽量少配的原则进行配备)。考核水样采用自来水厂源水进行,制定评分表根据不同的操作步骤和测定结果进行分项评分,适当增加考核的难度,引起学生的重视并加强平时操作的自我管理能力,保证学生综合技能操作水平的真正提高。
4、重视实验指导教师队伍的建设,使教师的指导真正到位
高职教育要实现“产、学、研”结合,实验室教师应该成为中坚力量。一个高素质的实验室教师,除了完成日常的实验室管理工作,上所开设的已有实验课外,还应该主动熟悉和开发现有仪器的其他功能,研究在本实验室的配备条件下,如何增加新的实验内容,而不应该墨守常规,数十年不变。但当前实验室教师属教辅人员之列,并不受重视,实验室教师存在层次比较低以及难以获得出去进修或培训机会的情况,获得晋升的机会少,导致实验师资队伍综合素质及地位降低,队伍难于稳定,使得实验教学真正与社会接轨存在一定的距离,因此应该加大鼓励实验室教师进修和培训的力度,或有计划地聘请公司、企业实验能力强的专家指导实验室工作,积极鼓励和引导实验室人员掌握新知识、新技术和最新研究成果,参与“产、学、研”,参与新技术的应用和推广,从而提高实验教学水平。另外还可以借鉴东北大学的做法:拟聘有较高学术造诣、教学经验丰富的教授担任实验中心负责人,且规定三分之一的教授、副教授从事实验教学工作。这样也为实验室的项目研发提供了充分的人力资源,促进实验教学团队的不断学习和发展,进而使实验教学水平得到提高。
【参考文献】
2课程调研基本情况
2.1调研背景和意义
2.1.1课程发展历程
《无机及分析化学》是由《无机化学》与《分析化学》两门课程整合形成的[1]。《无机及分析化学》的发展经历了三个阶段:①整合前,《无机化学》与《分析化学》分别强调无机化学的理论性和基础性、分析化学的实践性。②整合后,《无机及分析化学》强调无机内容与分析内容的有机结合和融汇贯通。③工学结合、行动导向下的《无机及分析化学》课程教学模式。
2.1.2工学结合人才培养的要求
2010年教育部、财政部联合下发的《教育部财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》即教高〔2010〕8号文件和教育部教高〔2006〕16号文件,明确提出“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革”。“加大课程建设与改革的力度,增强学生的职业能力。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。高等职业院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容”[2-3]。因此,深入行业、企业调研,了解企业的岗位设置归纳岗位职业能力,找准课程定位,明确培养目标是我们亟待解决的问题。
2.2调研思路与方法
本课程的调研思路是:从生产实际出发,调研企业关于分析检验等岗位设置,人才的需求,并分析岗位与能力的需求关系,再基于工作过程设计课程的学习单元,制定课程标准。课程组到精细化学品生产企业、同类高职院校考察,采用问卷调查、座谈、专家探讨等形式对分析检验及相关岗位设置和人才能力等方面开展市场调研;收集整理调研及专家讨论的材料,分析职业岗位和职业能力,确定企业对人才质量的要求。
2.3调研企业
西安北方惠安化学工业有限公司、渭南海泰电子材料有限公司、江苏大和氯碱化工有限公司、陕西渭河煤化工集团有限责任公司、陕西宝塔山油漆股份有限公司、陕西天宏硅材料有限责任公司、宝鸡阜丰生物科技有限公司、甘肃银光化学工业集团有限公司、西安高科理化技术有限公司、西安唐星生物科技有限公司、西安彩晶光电科技股份有限公司、西安瑟福能源科技有限公司、西安万邦制漆有限公司、陕西工业职业技术学院、杨凌职业技术学院兰州、承德职业技术学院。
2.4调研内容
调研的内容主要包括:需要无机及分析化学知识和技能的岗位有哪些、需要具备的知识是什么、需要具备的能力有哪些、本课程主要欠缺的方面、学生取得相关职业资格证书的重要性、本课程的意见和建议等。
2.5调研对象和方式
与企业负责人、企业人力资源部门负责人、生产一线单位负责人、生产一线的技术人员、管理人员和生产人员、同类高校专业技术人员进行访谈;参观精细化学品生产企业现场,在精细化学品生产企业质量部顶岗实习,填写《无机及分析化学》课程调查表等方式了解企业基本情况、企业生产组织情况、岗位设置、人才需求情况以及对课程知识的要求等信息。共发放问卷139份,回收有效问卷128份,有效回收率为92.09%。
3课程调研结果与分析
通过行业企业调研,取得到了第一手调研资料,通过对这些调研资料的整理,掌握了课程岗位方向和能力需求。
3.1岗位对相关知识和技能的能力要求
通过调研,确定了生产操作、分析检验、质量管理三个岗位需要用到《无机及分析化学》相关知识和技能,如表1所示。
3.2胜任工作岗位需要的相关知识或技能
①气体和溶液性质;②化学反应速率和化学平衡;③物质结构;④定量分析基础;⑤酸碱平衡和酸碱滴定法;⑥重量分析法和沉淀滴定法;⑦氧化还原反应和氧化还原滴定法;⑧配位平衡和配位滴定法;⑨吸光光度法;⑩元素及其化合物。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:④、⑨、③、⑤、②、⑧、⑦、⑥、⑩、①。
3.3胜任工作岗位需要的相关技能
①滴定分析;②仪器分析;③无机物制备;④物质分离、鉴定;⑤其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:③、①、④、②、⑤。
3.4课程在培养目标的具体要求上的不足方面
①基础知识;②基本理论;③基本技能;④基本能力;⑤综合素质;⑥整体协调发展;⑦综合能力提高;⑧特长培养;⑨其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:⑤、⑥、⑧、⑦、④、③、②、①、⑨。
3.5在课程中加强实践性教学环节的最有效方式
①加强社会调查;②增大实践性教学环节比例;③增加实验、实训;④举办专题讲座;⑤增加现场实习;⑥开展技能竞赛;⑦举办相关知识竞赛;⑧教学做一体化;⑨其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:⑧、⑤、②、③、①、⑥、④、⑦、⑨。
3.6课程改革应主要从哪些方面进行
①加强课程整合;②使课程模块化;③搭建课程平台;④使课程“小”学时化;⑤加强实践性教学环节;⑥增设专题讲座。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:②、⑤、③、④、⑥、①。
3.7实训内容安排
①让学生自己设计,分组讨论,确定实训方案,老师归纳总结,任务实施;②保持现有模式;③任务驱动,学生自主完成,老师检查辅导。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:③、①、②。
3.8在学习中哪些教学资源对你帮助最大
①主教材;②辅导教材;③实验教材;④参考资料;⑤直播课堂;⑥网络课程;⑦CAI课件;⑧网上动态资源。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:①、⑧、⑦、⑥、⑤、③、②、④。
3.9在学习中哪些方面可以提高你的学习动力
①老师的表扬;②同学的认可;③疑问解决时的快乐;④无论怎么样都不喜欢学习;⑤其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:③、①、②、④、⑤。
3.10学生学习评价应该怎样确立
①老师根据平时表现自主确定;②老师和部分同学讨论后共同确定;③其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:②、③、①。
3.11对《无机及分析化学》课程的意见或建议
经对128份有效问卷进行统计分析,有以下几点建议:1)课程主要欠缺和应增强的方面是实际的动手操作能力,查阅一般无机及分析化学书刊、选择分析方法以及正确判断和表达分析结果的能力也有待加强。2)《无机及分析化学》课程应该增强专业基础理论知识、专业实操技能、实践检验的数据处理能力。3)建议《无机及分析化学》课程将实践内容大幅增加,理论与实践有效结合,同时采取更丰富的教学手段和教学方法,使课堂内容更加生动有趣。4)通过本课程和后续相关课程的学习,取得中级分析工职业资格证书是必要的。调研结果表明:《无机及分析化学》是精细化学品生产技术专业的基础课程,该课程的教学对学生掌握精细化学品生产技术的基本知识与技能起到重要的作用,是精细化学品生产技术专业学生职业能力培养和职业素质养成的重要部分,是衔接学校教育与精细化学品生产企业人才要求的关键课程。课程应在课程的定位以及课程目标的确定、更新教学内容、加强学生的实践动手能力的培养、选择合适的教材及教学手段等方面加强建设,通过建设,将本课程建设成为教学理念先进,教学方法和教学手段灵活有效,高等职业教育教学特色鲜明,工学结合的示范性精品课程。
4《无机及分析化学》课程建设建议
4.1课程的定位以及课程目标的确定
4.1.1课程定位
《无机及分析化学》是一门专业基础课,其中分析化学内容更强调实践性,偏向于专业岗位技能的拓展[2-3]。本课程主要包括无机化学和分析化学两门分支学科的基本内容,是一门阐述无机化学和分析化学基本理论、基本知识和应用性的综合性基础课程。
4.1.2课程性质
《无机及分析化学》是精化专业进行岗位能力培养的一门基础课程,本课程针对精化人才需求组织教学内容,按照工作过程设计教学环节,为化工分析岗位需求提供职业能力,为培养高素质技能型专门人才提供保障。
4.1.3课程任务
通过本课程的学习,使学生了解近代物质结构理论的基本知识;掌握化学变化及水溶液中四大平衡的基本规律;熟悉常见元素及化合物的性质与作用;掌握滴定分析的基本原理与方法及在相关岗位中的应用。培养学生具备认真、严谨、务实的职业素质,为取得《化工分析工》职业资格证书打下良好的基础。
4.2优化课程设置,更新教学内容
在素质教育的前提下,构建全新的课程方案,完善学生的知识结构;以岗位能力培养为主线,开发教学项目;加强实训教学,充分调动学生的学习兴趣;在教学中努力培养学生自主学习能力,为学生未来可持续发展奠定基础[4-5]。
4.3加强学生的实践动手能力的培养
充分利用我院教学资源,进一步改革、完善、充实实训内容。重点培养学生动手能力,充分发挥“教、学、做”一体化教学职能。
4.4选择合适的教材
在教材的选择上充分考虑岗位任务、岗位能力的要求,选择按照项目化教学改革编写的教材,如果没有合适的则建议在教学实践中自行编写相关教材。
4.5改进教学手段
4.5.1多媒体教学手段
尽量采用现代化教学手段。多媒体教学手段及现代教育技术的应用,能有效提高教学质量和效果[6-7]。多媒体技术所展示的图、文、声、像并茂,生动活泼,具有强烈的感染力和吸引力,能激发学生兴趣,活跃思维。
4.5.2网络教学手段
课程教学中教师制作该课程的电子课件、电子教材、习题、教学素材库、试卷库等教学资源,形成网络课程,使之具备助教系统、助学系统、自测系统。教师利用助教系统进行网上备课、网上教学、网上答疑。学生利用助学系统进行课后复习、完成作业、网上答疑、进行学习测试等。这一教学手段的应用将提高学生课后灵活学习、自主学习的积极性。
二、建立小组讨论式实验教学模式,推动学生自主学习
近年来,关于无机及分析化学实验课程教学改革,从理论到实践,各高校都做了大量工作,提出了一系列改革方案,如问题式实验教学模式、研究型实验教学模式、多层次互动型教学模式等,其目的都是为了推动学生自主学习,引导学生主动思考,激发学生的学习积极性。以学生自主学习为主,以教师指导为辅,全面开展面向学生学习的教学设计,把课程学习由课上延伸至课下,融知识传授和能力培养于一体是目前大学课程教学的最新理念。为了把新的教学理念落实到教学实践中去,我校实验班无机及分析化学实验课程采用小组讨论式教学模式开展教学,推动了学生自主学习,实现了知识传授和能力培养的融合,提高了教学质量。小组讨论式教学模式是将学生分为若干小组,从实验预习、实验原理讲解到实验操作、实验报告撰写都由学生自主完成,教师的教学重点放在引导学生思考、深刻理解实验原理和指导学生规范操作上。
1.课前预习
在过去的教学中,学生对预习不积极,走过场,常常把实验教材的内容抄到预习报告上应付了事。由于没有深入思考,对实验原理没有深刻理解,因此难以达到预习的目的。采用小组讨论式教学模式后,小组成员都积极合作,查阅文献,讨论学习实验原理和实验方案,反复演练自己的讲解内容,同时对其他小组可能提出的问题进行分析讨论,分工负责准备解答。这种带着任务去准备的预习模式,激发了学生的学习兴趣,推动了学生自主学习,实现了知识与能力的齐头并进,大幅度提高了预习的效果。
2.课上学生讲解和讨论
课堂上,主讲小组推举一人用10-15分钟时间讲解实验原理和实验方案,同组成员用10分钟的时间回答其他小组提出的问题,最后教师对各组的表现进行点评。这种互动模式,充分调动了学生的学习积极性。因为只有做了充分准备,讲解的同学才能准确地表达,其他小组的同学才能提出问题。老师对各小组表现的点评,更是激发了各小组深刻探讨实验原理和开展实验方案设计的热情和积极性。如在讲解元素性质实验时,各小组需要查阅大量文献,充分讨论每一个反应可能产生的现象和各种产物鉴定的方法等。这样学生才能在实验中知道观察什么,记录什么,实验中的“异常”现象才能被发现,并通过思考找出原因,得出正确结论。教师在这一环节中,需要根据不同实验模块的不同教学目标,有侧重地指导学生学习。如实验课开课初期,学生提不出问题,找不到分析问题切入点,不知理论知识如何在实验中应用。这种情况下,教师要进行具体的引导,使学生学会提出问题和分析问题。在创新模块的教学中,教师应引导学生大胆的提出自己的实验设计方案。
3.实验操作过程
在实验操作环节,教师首先要演示正确规范的实验操作,学生独立完成实验过程。没有规范的基本操作,科研能力和创新能力就无从谈起。在基础模块实验教学中,技能训练是基础,规范操作是关键。无机及分析化学实验是第一门基础化学实验课程,教师必须重视对学生基本实验技能的训练。如大一学生实验中常见的问题有:不会拿滴管,经常倒置,滴管伸到试管里,试剂用量普遍贪多,移液管用拇指操作,滴定管读数不是俯视就是仰视等等。同时还有很多不良的习惯,如实验仪器随意摆放,实验台面又脏又乱,实验操作手忙脚乱,实验记录随意记载到纸片或书上等。针对上述问题,第一阶段教学重点是教给学生规范的实验基本知识和基本技能。而在后续模块教学中,教师要及时纠正学生的不规范操作,严格管理,使规范操作固定下来,并指导学生注重细节,养成良好习惯,培养学生严谨的科学态度。
4.实验结果的分析讨论
实验结束后,教师要检查学生的实验结果,并要求学生课后以小组为单位分析讨论自己的实验现象和数据,最后形成实验结论。过去学生对实验结果讨论不重视,做完实验就完事大吉,也不管得出的结论是否正确,甚至抄袭他人结论。采用课后小组讨论模式,一方面,学生有兴趣比较各自的实验成果,在比较优劣的过程中对实验内容有了更清晰的认识。另一方面,小组讨论集思广益,能够对实验中的正常和异常的实验现象和数据进行充分的分析和讨论。
5.教师评价
在实验课程考核方面注重学生学习过程的评价,制定了实验课程考核标准,引入了小组学习奖励机制。比如,实验课程考核分为平时成绩和期末考试成绩两部分,平时成绩占70%。平时成绩包括实验预习、实验过程和实验报告三部分内容。实验预习的评价主要根据小组讨论环节和预习报告书写情况给分,规定凡是被小组推荐讲解实验、积极提出问题和回答问题的同学,给予奖励加分,小组学习表现突出的小组集体得到加分。实验过程的评价采用扣分法,也就是先给每位同学实验过程分的满分,实验中如果发现问题,老师提出后让同组同学互相讨论纠错,每一位同学有两次纠错机会,第三次再错就会被扣分。实验报告分是根据报告完成情况给分。平时成绩采用上述评价措施,使学生重视每个实验的学习过程,培养了学生探索精神和团队合作精神,引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”转变,提高了学生的实验能力和创新能力。
三、无机及分析化学实验课程教学改革面临的问题与对策
在实验班无机及分析化学实验课程教学改革中目前仍存在许多不足和面临一些问题。首先,实验硬件条件有限。比如,由于实验室不足,实验班实验往往与普通班统筹安排,因此难以保证所有实验按预定实验模块顺序进行,也难以保证对实验班学生开放实验室做探索实验。针对这些问题,学校应加大对实验班教学改革的支持力度,采取优先安排实验,延长实验室开放时间等措施。其次,在实验教学内容方面应进一步加大创新模块的比重。另外,实验班的师资建设也亟待加强。目前,教师对实验班教学认识不足。比如,对实验班培养目标和培养模式认识模糊,教师参与实验班教学改革积极性不高等。对此,学校应及时对实验班教师进行培训,让他们明确实验班培养目标和培养模式,以便明确教学改革的方向。学校对实验班教学也要建立考核和奖励机制,鼓励教师积极参与实验班教学改革,提高实验班教学质量。
“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。
1.2课时安排
在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。
1.3课程体系
近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。
(1)基础性实验
共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。
(2)综合性实验
2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。
(3)创新性实验
该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。
(4)实践实训
为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。
2仪器分析实验课程内容
为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。
2.1从生产生活实际出发选择实验内容
仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。
2.2删除陈旧的内容,增加新技术新方法
传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。
2.3提高综合性实验和创新性实验的比例
不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。
2.4及时将教师的科研成果转化为实验内容
课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。
如果说一堂生动活泼的课对学生来说是一种愉快的享受,那么一堂呆板枯燥的课对学生而言则无疑是一种痛苦的精神折磨,学生只有在下课后才会感到如释负重,假如真是这样,即使资料再少,作业再少,“负”也未必能减下来。所以教师要注意课堂教学,要让每堂课都有新鲜感,使课堂气氛活跃,学生学得轻松愉快。对中学数学教师来说,可以从以下几个方面入手:
一创设愉快情景,使学生乐于学习
教学中,学生是主体,是内因;教师是主导,是外因。教师的教是为了学生的学。良好的课堂气氛\和谐的师生关系,能使教师愉快的教,学生专心的学。但在教学过程中经常会出现学生不注意听课,做小动作,瞌睡等情况。怎样处理才能保持良好的课堂气氛,和谐的师生关系呢?
1重视师生的感情交流,建立民主、平等的新型师生关系。教师对学生要倾注慈母般的爱,使他们振奋精神,愉快学习。
2当学生上课走神时不要批评,只用暗示,提醒或通过扼要提问使其注意力集中。
3遇到学生对答不上来或答错时,不要训斥、冷淡,应耐心启发,诱导并鼓励学生答对为止,帮助他们消除心理负担,进而解决学习中的困难。
4教师要坚持面向全体学生,创设成功的机会,促使学生知难而上,积极进取,在克服困难中体会成功的喜悦,增强学习数学的兴趣。
二大胆猜测,小心求证,激发学生探求知识的欲望。
数学家波利亚认为:教师不但要教学生严格演绎思维证明问题,而且要教学生学会猜测问题。他说:“数学家的创造性工作结果是论证推理,是证明,但证明又是由推理,猜想等非逻辑思维而发现。”所以他向教师呼吁:让我们教学生猜想吧!
如在教学“有理数的除法”时,教师先不进行直接教学,而是出几个除法算式“—10÷5=-10÷(-5)=10÷(-5)=
0÷(5-)=”
,让同学们猜一猜,这几个算式的结果各是多少,这样,大家的兴趣来了,课堂气氛十分热烈。对于种种答案,教师没有直接肯定或否定,而是因势利导,引入新课。大家你一言,我一语,各抒己见,集思广益,互相补充,最后学生出:“两数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除。0除以任何不为0的数都得0”
.
三充分运用学习正迁移,达到“轻负担,高效率”的目的
1
注重强化新知识的生长点,形成迁移动势,使学生在学习新知时,思维处于积极主动、定向有序的兴奋状态之中。如在教学“绝对值”时,先复习“相反数”的几何意义,再教学“绝对值”的概念。|让学生想一想,怎样才能迅速地求出一个数的绝对值?有什么规律?由于学生急切地想知道其中的规律,在这样一种积极思考,主动探索的心理状态中,学生的能力得到。
2
二、探究式教学法的实施步骤
1.提出问题,明确目标
教师在对教学内容总体认识和认真把握的基础上,创设一定的情景,使学生面临矛盾,从而提出问题,让学生带着疑问去探究,主动参与到教学过程中去。在探究性学习中,问题是学生学习的重要载体和核心,学习活动是围绕问题展开的。所以,教师的问题创设非常关键,一般要注意:问题的提出要围绕本学科知识和学生已有的认知结构并在此基础上逐渐扩大到生产实际和社会生活;要围绕教学目标和教学重点设计问题;提出的问题要有层次化,要面向全体学生,根据各层次学生不同的特点设计问题,注意各层次之间的区别和联系,尽可能采用低起点,层层推进,做到统筹兼顾。既要为高层次的学生插入腾飞的翅膀,也要为低层次的学生装上起跳的助力器;要选取一些学生感兴趣,易于培养学生创造思维能力的热点问题。提问有新意、有趣味、有针对性,能给学生创造一种最佳的心理状态,变“问题”为兴趣,可很快使学生处于兴趣盎然、思维活跃的状态中,从而提高研究的积极性和思维的活跃性;创设的问题要有现实意义,要注意理论和实践相结合,使学生觉得学有所用,以充分调动学生的积极性,主动性。2.以疑导读,师生互动
学生通过所创设的问题明确了本单元的教学目标后,就会在疑问的引导下去探究和思考,充分发挥主观能动性。学生自学过程中,教师要发挥主导作用,把教学的重心转到学习过程的调控、环境的创设上,积极充当管理者、促进者、咨询者和参与者等多种角色,充当一个在关键时刻对学生的提供服务与帮助的人。要引导学生积极回答所创设的问题,对一般性的问题,要求学生自学后自己解答;对较难的问题,则需要通过教师启发来解决;对于应用性的问题,还需要引导学生查阅有关资料获取信息,并组织学生进行讨论,让学生发表它们对问题的认识和理解,互相补充,共同提高。要鼓励同学们勇于探讨,积极探究解决问题的方法,形成敢于尝试、善于尝试的良好习惯。
探究式学习强调师生互动,强调把学生作为学习的主人,让学生在整个学习过程中充满生机与活力,但并不能全面否定教师讲授的作用。但这种讲解应当是精讲,是有针对性的点拨式的讲解,主要在于解决学生难以准确理解和掌握的重点、难点问题以及在理论联系实际中出现的学生无法理解的问题。评讲时要简练、准确、生动,点拨要力求巧妙,使学生既能窥见门径,又不一览无遗。为了充分解答所创设的问题,教师还有必要增加一些教材上没有的相关资料,一方面丰富课堂信息,另一方面也使学生进一步体会所学的知识,提高认识问题、分析问题、解决问题的能力。对于一些抽象的概念或原理,最好有实物、模型、挂图、多媒体课件或举一些生活中熟悉的实例,加以比喻讲解,然后再回到概念和原理上来,加以升华,达到把学生引入回味和思维之中的境界。引导和诱导学生学会知识、学会技能、开发思维、学会探究。
3.自主质疑,发展思维
学生通过自学、讨论、查阅资料等自主学习过程,知识进一步丰富的同时思维也得到了提高,智慧和潜能大大地被激发出来。此时,学生的学习会由被动变为主动,促使自己去获取知识、发展能力,最终达到自己能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。因此教师要积极鼓励学生解放思想、放飞想象,激发学生的怀疑和批判意思,敢于并善于向老师发问,让学生充分张扬个性,表现自己,体验成功。倡导学生自主质疑,就是指在学生自学、讨论的基础上,鼓励学生把凡是受课本知识触发而闪现的问题,或是联系生产、生活实际所产生的不明白的问题,或是对教师的讲课、说法认为不对或不理解的问题都可以大胆地提出,充分发展学生的思维能力。只有这种既有教师设计问题又有学生提出问题的课堂,才能真正焕发出生命活力。
4.及时评讲,总结提高
为了保证问题解决的效果,还要对学生问题解决的完成情况进行评价总结。评价的重心不再只是放在学会知识上,而是转移到学会学习、掌握方法和培养能力上。因此,教师不仅要对学生的基础知识进行评价,更重要的是要对学生的学习能力、合作能力和信息素养等进行评价。具体来说,评价内容包括:对新知识的理解、掌握和应用能力;自主学习能力;同学间的相互协作能力、解决问题的能力和创新能力等。总结既是对探究式教学过程的一个总的回顾,也是每个学生的一种深入和提高。整个认识过程以问题的提出为始,问题的创造性解决为终。
一、讲清概念中关键的字和词
为了深刻领会概念的含义,教师不仅要注意对概念论述时用词的严密性和准确性,同时还要及时纠正某些用词不当及概念认识上的错误,这样做有利于培养学生严密的逻辑思维习惯。
例如,在讲“单质”与“化合物”这两个概念时,一定要强调概念中的“纯净物”三个字。因为单质或化合物首先应是一种纯净物,即是由一种物质组成的,然后再根据它们组成元素种类的多少来判断其是单质或者是化合物,否则学生就容易错将一些物质如金刚石、石墨的混合物看成是单质(因它们就是由同种元素组成的物质),同时又可误将食盐水等混合物看成是化合物(因它们就是由不同种元素组成的物质)。
又如在初中教材中,酸的概念是“电解质电离时所生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸。”其中的“全部”二字便是这个概念的关键了。因为有些化合物如NaHSO4,它在水溶液中电离是既有阳离子H+产生,但也有另一种阳离子Na+产生,阳离子并非“全部”都是H+,所以它不能叫做酸。因此在讲酸和碱的定义时,均要突出“全部”二字,以区别酸与酸式盐、碱与碱式盐。
二、剖析概念,加深理解
对一些含义比较深刻,内容又比较复杂的概念进行剖析、讲解,以帮助学生加深对概念的理解和掌握。
如“溶解度”概念一直是初中化学的一大难点,不仅定义的句子比较长,而且涉及的知识也较多,学生往往难于理解。因此在讲解过程中,若将组成溶解度的四句话剖析开来,效果就大不一样了。其一,强调要在一定温度的条件下;其二,指明溶剂的量为100g;其三,一定要达到饱和状态;其四,指出在满足上述各条件时,溶质所溶解的克数。这四个限制性句式构成了溶解度的定义,缺一不可。
又如在学习“电解质”概念时,学生往往容易将“电解质”与“非电解质”,甚至同金属的导电性混淆在一起,导致学习中的误解。因此教师在讲解时,可将“电解质”概念剖析开来,强调能被称为电解质的物质①一定是化合物;②该化合物在一定条件下有导电性;③条件是指在溶液中或熔化状态下,二者居一即可,所以概念中用“或”不能用“和”。如NaCl晶体虽然不导电,但①它是化合物;②NaCl在水溶液中或熔化状态下都能导电,所以NaCl是电解质。而NaCl溶液和Cu丝虽然能够导电,但前者是混合物,后者是单质,所以它们既不是电解质也不是非电解质。在教学中若将概念这样逐字逐句剖析开来讲解,既能及时纠正学生容易出现的误解,又有抓住特征,使一个概念与另一个概念能严格区分开来,从而使学生既容易理解,又便于掌握。
三、正反两方,讲清概念