分析化學(xué)實驗課程教學(xué)效果
時間:2022-08-03 02:42:50
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摘要:文章總結(jié)目前無機(jī)及分析化學(xué)實驗課程教學(xué)中存在的一些問題,如:興趣不濃厚、動手能力差、獨立思考能力欠缺等,通過提高學(xué)生對預(yù)習(xí)工作的重視程度;更新現(xiàn)有實驗報告;加強(qiáng)教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)的上課方式;增加現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用;增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)意識、環(huán)保意識和安全意識等方式來改進(jìn)問題,提高學(xué)生的實驗動手能力、分析和解決實驗課程或?qū)嶋H中遇到問題的能力,幫學(xué)生樹立環(huán)保意識、增強(qiáng)安全觀念,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度和科學(xué)精神。
關(guān)鍵詞:無機(jī)及分析化學(xué)實驗;教學(xué)效果;改進(jìn)措施
化學(xué)是一門需要腦力與動手能力一體的綜合性學(xué)科,實驗與理論是化學(xué)研究中相互依賴、彼此促進(jìn)的兩個重要方面。實驗教學(xué)在化學(xué)及相關(guān)學(xué)科人才培養(yǎng)中具有重要作用[1]。無機(jī)及分析化學(xué)實驗是包括華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在內(nèi)的高等農(nóng)林水院校一門重要的基礎(chǔ)課程。其是涉及農(nóng)學(xué)、環(huán)工、工學(xué)、園藝林學(xué)、動物科學(xué)、水產(chǎn)、食品、生物類等專業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后學(xué)習(xí)的第一門基礎(chǔ)實驗課[2-3],旨在鞏固學(xué)生無機(jī)及分析化學(xué)的理論知識、培養(yǎng)并提高學(xué)生動手能力和思維能力[4]。良好的開端是成功的一半,在有限的課時中,取得良好的教學(xué)效果,既對授課老師具有重要意義,也對學(xué)生后期學(xué)習(xí)化學(xué)類課程具有正面積極的影響[3,5-6]。針對此課程中存在的問題,如:理論知識結(jié)合實驗實踐的能力不強(qiáng)、基本實驗操作能力較差、分析和解決實驗中遇到的問題的能力不強(qiáng)等,筆者嘗試進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化,以期達(dá)到更好培養(yǎng)學(xué)生的目的。
1無機(jī)及分析化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題及其原因
1.1學(xué)生對實驗課程重視不夠,預(yù)習(xí)草率,缺乏實驗?zāi)芰?/p>
大學(xué)生來自全國不同地方,學(xué)生水平參差不齊。部分學(xué)生高中動手做化學(xué)實驗的能力不強(qiáng),更有部分學(xué)生因?qū)W習(xí)效果不佳,使得大部分學(xué)生實驗基礎(chǔ)差[4,7]。此外,學(xué)生在預(yù)習(xí)時,沒有進(jìn)行充分學(xué)習(xí),大多只是為了交差(即撰寫預(yù)習(xí)報告),以及按部就班抄襲教材寫實驗報告,沒有積極主動對實驗內(nèi)容涉及的理論基礎(chǔ)知識和實驗操作進(jìn)行思考和預(yù)想[7-8],從而在課堂上不能跟上教學(xué)進(jìn)度,在實際實驗過程中出現(xiàn)反常現(xiàn)象時,手忙腳亂,束手無策,不能主動思考和解決問題。同時,部分學(xué)生實驗報告前半部分寫的滿滿當(dāng)當(dāng),但是實驗數(shù)據(jù)分析與處理部分卻不令教師滿意。因此,也可以看出學(xué)生對實驗涉及到的理論知識理解程度不夠,對實驗操作熟悉程度不夠。另外,無機(jī)及分析化學(xué)實驗為全校性的基礎(chǔ)課程,對所有授課專業(yè)均采用統(tǒng)一教材,使得實驗內(nèi)容缺乏針對性,加之高中的“看實驗”的實驗課上課方式,導(dǎo)致部分學(xué)生對課程必要性和重要性的認(rèn)識不夠,對實驗課程缺乏興趣,從而影響實驗效果。
1.2理論課與實驗課聯(lián)系不夠緊密
實驗課是將理論課所講授知識“下凡”的一個過程,學(xué)生通過實驗過程能更好地理解所學(xué)知識點。而目前的教學(xué)中理論課與實驗課仍是相互獨立的,存在教學(xué)進(jìn)度不一致的情況,使學(xué)生在實驗過程中看到的現(xiàn)象和遇到的問題,不能將其與理論知識串聯(lián)起來,并解決問題。因此在實驗過程中,學(xué)生缺乏對實驗的深入思考,不是“指揮家”,而是依葫蘆畫瓢的“搬磚人”。比如在HAc電離度和電離常數(shù)的測定實驗中,理論上電離度隨濃度的增加而變小,但部分學(xué)生給出的是電離度隨濃度的增加而增加趨勢的結(jié)果,卻沒有發(fā)現(xiàn)自己的理論錯誤和實驗操作錯誤。鑒于此,充分掌握實驗相關(guān)的理論知識能更好地指導(dǎo)實驗,培養(yǎng)學(xué)生自主思考能力以及分析和解決問題的能力。
1.3評價體系考核方式單一,造成學(xué)生課程成績不客觀
本校實驗課成績是60%平時成績和40%實驗操作考試組成。平時成績主要源于平時的預(yù)習(xí)報告和實驗報告撰寫以及實驗過程的情況。預(yù)習(xí)報告和實驗報告是反映學(xué)生對實驗原理和實驗操作過程掌握的情況以及實驗操作的結(jié)果。然而操作成績?nèi)狈^程管理,教師多會借鑒實驗報告撰寫的情況判分,會導(dǎo)致有些學(xué)生實驗操作不規(guī)范,只要實驗報告填寫完整就會得高分。為了得到高分,部分學(xué)生存在抄襲上一屆學(xué)生預(yù)習(xí)報告的答案以及篡改實驗數(shù)據(jù)的情況,造成教師誤判,使得這種弄虛作假的學(xué)生會得到高分,助長了這種不良風(fēng)氣。同時也打擊了其他學(xué)生的實驗積極性,不利于學(xué)生操作技能的規(guī)范練習(xí)與實事求是科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)[9]。
2無機(jī)及分析化學(xué)實驗教學(xué)效果提升的改進(jìn)措施
為改善學(xué)生對實驗課程重視不夠,預(yù)習(xí)工作草率,對實驗內(nèi)容缺乏清晰認(rèn)知的情況,提出如下改進(jìn)措施。
2.1提高學(xué)生對預(yù)習(xí)工作的重視程度
每次學(xué)期上課之前,教務(wù)處會統(tǒng)一分發(fā)預(yù)習(xí)報告,實驗報告以及實驗教材給學(xué)生。由于預(yù)習(xí)報告與實驗報告的改動較小,與上一屆一樣,使得部分學(xué)生耍小聰明抄襲上一屆同學(xué)的結(jié)果,快速高效得高分。為避免這種抄襲的發(fā)生,可以在第一堂課后,將學(xué)生進(jìn)行分組,如4人一組,共7~8組并排序,讓學(xué)生在上課之前集中做預(yù)習(xí)報告和討論實驗,同一小組預(yù)習(xí)報告得分相同。并在實驗課上,按照當(dāng)次排列順序的小組同學(xué)進(jìn)行回答并解釋。在課程結(jié)束之前,讓同一小組同學(xué)對本次實驗進(jìn)行分析和總結(jié)理論知識點,培養(yǎng)學(xué)生自主意識。這樣可以使得學(xué)生間相互督促,調(diào)動學(xué)生積極性,降低抄襲的發(fā)生。并且加深學(xué)生對實驗的理解,增加學(xué)生上實驗的興趣,提高學(xué)生分析問題的能力,使教學(xué)效果得以提升。
2.2更新現(xiàn)有實驗報告,利于學(xué)生掌握規(guī)范操作和認(rèn)識實驗裝置,從而調(diào)動學(xué)生積極性
目前我們一個實驗安排是4學(xué)時,其中課程講解花費約1學(xué)時,實驗持續(xù)2~3學(xué)時。以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)為例,當(dāng)前的實驗報告內(nèi)容繁多,包括如下7部分內(nèi)容:(1)目的及要求;(2)原理;(3)主要儀器及試劑;(4)內(nèi)容及步驟;(5)數(shù)據(jù)記錄及處理;(6)思考題;(7)實驗心得。加上數(shù)據(jù)處理與分析,實驗報告的撰寫需要耗時至少0.5學(xué)時。因此4學(xué)時的實驗課程,學(xué)生需要花費額外時間來撰寫實驗報告。課后花時間寫實驗報告,使得實驗報告的質(zhì)量很差,更多的情況是學(xué)生容易相互抄襲,敷衍了事。學(xué)生不愿意投入更多精力,容易厭惡學(xué)習(xí)實驗課,從而使得教學(xué)效果不好。另外,當(dāng)前實驗報告的要求寫的不清楚,使得一些學(xué)生寫的太詳細(xì)而耗時更久,而部分學(xué)生則寫的太過簡單。其次,當(dāng)前實驗報告內(nèi)容不包括對實驗總結(jié)部分,使得學(xué)生對撰寫實驗報告作用的理解,僅限用于老師了解學(xué)生做實驗的情況,對于學(xué)生學(xué)習(xí)該實驗課程的總結(jié)提升不夠?;诖宋覀兲岢龈庐?dāng)前實驗報告的意見,具體內(nèi)容如下:(1)在第三部分主要儀器與試劑中,增加一個安全評估的內(nèi)容,利于培養(yǎng)學(xué)生的安全意識。(2)在第四部分內(nèi)容與步驟中,讓學(xué)生畫出裝置圖。通過畫裝置圖,一方面增加學(xué)生對儀器的了解,另一方面有助于學(xué)生掌握規(guī)范的操作以及注意事項。如通過畫常壓過濾裝置圖,能夠理解和掌握“一貼、二低、三靠”的含義。(3)在第五部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄與處理中,對需要作圖的實驗,提前在實驗報告中給出示意圖以及待畫圖的空白圖樣格式,如圖1所示(鄰菲咯啉分光光度法測定Fe實驗中所需畫標(biāo)準(zhǔn)曲線圖,請寫出合適的橫縱坐標(biāo)數(shù)值,橫坐標(biāo)物種和單位,并作圖)。通常我們的做法是給學(xué)生下發(fā)坐標(biāo)紙讓學(xué)生作圖,但這樣做導(dǎo)致經(jīng)常學(xué)生做好的圖容易掉。而且由于審美不一,使得畫出來的圖經(jīng)常太小,部分學(xué)生在一張大坐標(biāo)紙的角落畫一個很小的圖。雖然教師一直強(qiáng)調(diào),但收效微弱。通過這樣的改進(jìn)措施,一方面利于提高學(xué)生畫圖能力,培養(yǎng)科學(xué)作圖的習(xí)慣。另一方面通過示意圖的情況利于加深學(xué)生對數(shù)據(jù)的理解和數(shù)據(jù)分析,進(jìn)一步加深學(xué)生對理論知識的理解。(4)在第七部分實驗心得后增加第八部分內(nèi)容,即實驗注意事項,用表格總結(jié)好,便于學(xué)生閱讀,利于學(xué)生撰寫實驗報告后能夠?qū)σ?guī)范實驗操作有更深的理解。
2.3優(yōu)化教學(xué)方式,加深學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力和規(guī)范操作的能力
2.3.1引入教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)的教學(xué)方式,利于學(xué)生理解理論知識點目前報道的教學(xué)改革表明,增加學(xué)生的參與度,讓學(xué)生成為實驗課堂的主人對提高教學(xué)效果具有非常好的效果。因此,將課程由教師主導(dǎo),改變成教師引導(dǎo),學(xué)生主導(dǎo)的方式是一種不錯的改進(jìn)措施。與上一部分相同將學(xué)生分成7~8組,每次實驗課上課前安排一組同學(xué)負(fù)責(zé)當(dāng)次實驗,學(xué)生在上課前進(jìn)行集中討論,參考我們提供給學(xué)生的教學(xué)ppt以及基本操作的動畫或微視頻等數(shù)字化資源一起,將實驗過程涉及的知識要點、操作流程進(jìn)行整理成ppt,在上課時由該小組同學(xué)進(jìn)行講解和實驗操作演示。教師主要負(fù)責(zé)講解遺漏或錯誤的地方,提問并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考。這樣的教學(xué)方式,一方面鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力,克服學(xué)生畏難情緒,增強(qiáng)其講臺感染力;另一方面弱化學(xué)生高中“填鴨式”的教育方式,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力以及遇到問題、分析問題和解決問題能力。此外,學(xué)生也更容易聽進(jìn)同齡人的講解,從而能更好地掌握實驗涉及的理論知識和操作要點,提升了教學(xué)效果,對學(xué)生綜合素質(zhì)的提高也具有重要意義。2.3.2增加現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用,規(guī)范學(xué)生實驗操作目前學(xué)校上課多采用多媒體技術(shù)。以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)為例,該無機(jī)及分析化學(xué)課程組實驗教材提供了基本操作動畫或微視頻,學(xué)生在課前可以觀看視頻進(jìn)行預(yù)習(xí),并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行規(guī)范操作[2,9]。即便這樣,學(xué)生在上課時仍舊會出現(xiàn)很多異想天開的操作方式。這說明一味給學(xué)生告知正確的捕魚操作,學(xué)生并不一定會補(bǔ)到魚。因此教師可以在上課過程中,就學(xué)生出現(xiàn)的錯誤操作進(jìn)行拍照,指出并解釋。然后在課程結(jié)束之前,借用多媒體技術(shù)將上課中出現(xiàn)的錯誤操作給學(xué)生放映。并在放映的過程中與學(xué)生互動,讓學(xué)生了解正確規(guī)范的操作以及錯誤操作的原因,讓學(xué)生了解自己思維“漏洞”,從而培養(yǎng)學(xué)生動手能力,分析問題、解決問題的能力,掌握規(guī)范操作技能,進(jìn)而提升教學(xué)效果。
2.4注重學(xué)習(xí)過程考核,優(yōu)化評價體系,增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)意識、環(huán)保意識和安全意識
目前的教學(xué)對實驗操作過程的考核欠缺,平時成績過分依賴于預(yù)習(xí)報告和實驗報告的填寫,為降低成績不客觀的情況,提出如下改進(jìn)措施。2.4.1加強(qiáng)巡視,對實驗結(jié)果不理想的學(xué)生要引導(dǎo)學(xué)生思考,分析和解決,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)意識教師在學(xué)時實驗過程中應(yīng)加強(qiáng)師兄互動,積極巡查,及時指出并規(guī)范學(xué)生的實驗操作,引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范做好實驗記錄和實驗數(shù)據(jù)。對實驗結(jié)果不理想,但篡改數(shù)據(jù)的學(xué)生,要嚴(yán)加批評,降低這種不良風(fēng)氣,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的科學(xué)精神。2.4.2考評增加實驗安全、衛(wèi)生及環(huán)保內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生安全意識和環(huán)保意識鑒于當(dāng)前的考核方式出現(xiàn)的成績不客觀現(xiàn)象,通過可以改變平時成績的組成來減少這種現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)前平時成績由預(yù)習(xí)報告、實驗過程和實驗報告組成,應(yīng)該適當(dāng)增加實驗安全、衛(wèi)生及環(huán)保這些內(nèi)容,使得平時成績組成更全面,考察學(xué)生的綜合素質(zhì)。目前實驗室固廢液廢以及玻璃儀器廢品是分開儲存的,但很多同學(xué)再處理實驗垃圾的時候,隨手一丟,環(huán)保意識欠缺。此外,玻璃儀器廢品經(jīng)常和其他固廢包埋一起扔掉,使得做衛(wèi)生的同學(xué)容易被割傷,造成安全隱患。雖然教師一直強(qiáng)調(diào),但效果微弱,因此建議將這方面一起加入到平時成績的考核中,引起學(xué)生重視。另外,通過實驗課程的學(xué)習(xí),學(xué)生也掌握了一些急救辦法,從而提高學(xué)生的自我保護(hù)意識。這些舉措有利于增強(qiáng)學(xué)生安全意識和環(huán)保意識。
3結(jié)語
無機(jī)及分析化學(xué)實驗是一門重要的基礎(chǔ)化學(xué)實驗課程,對培養(yǎng)學(xué)生掌握規(guī)范的基礎(chǔ)化學(xué)基本操作技能和加深對理論知識的理解有重要作用。為培養(yǎng)學(xué)生動手和動腦能力,通過提高學(xué)生對預(yù)習(xí)工作的重視程度和更新現(xiàn)有實驗報告,來調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;優(yōu)化教學(xué)方式,加強(qiáng)教師引導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)的上課方式,增加現(xiàn)代化教學(xué)手段的應(yīng)用;優(yōu)化評價體系,增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)意識、環(huán)保意識和安全意識等改進(jìn)方法來提升教學(xué)效果,最終培養(yǎng)出具有扎實無機(jī)及分析化學(xué)理論知識、規(guī)范實驗操作的動手能力以及分析和解決問題能力的綜合型大學(xué)人才。
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作者:汪佩 汪圣堯 楊懿 單位:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院
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