我國的化學先驅者徐壽先生認為:"考質求數之學,乃格物之大端,而為化學之極致也。若欲精究其事以造其極,則有三者為要:其一,通曉化學;其二,手法靈便;其三,專心篤好",所謂考質,即定性分析;所謂求數,即定量分析。意思是說,定性分析和定量分析是物質科學的主體,是化學的最高境界。
而分析化學的三大任務是定性分析、定量分析和結構分析,有著工農業生產的"眼睛",科學研究的"參謀"之稱,因此分析化學是指導生產實踐、科學研究的重要工具,是化學學科中很重要的二級學科,是我們農林院校一門重要的基礎課程。而在該課程體系的設置中,實驗教學占很大比例,要學好這門課程,不僅要注重基本理論和原理的學習,更要加強基本操作技能以及創新能力的培養。然而,現行使用的分析化學實驗教學模式陳舊,無法滿足實際需要,且學生做實驗只是照本宣科,處于被動學習狀態,難以適應現代化社會對化學及相關專業人才的需求,因此教學改革迫在眉睫。
1 分析化學實驗教學中存在的問題
在高等學校課程設置中,實驗教學隸屬于理論教學,學生對實驗課程沒有引起足夠的重視。并且在課程設置上,教務處優先安排理論課,實驗課程只能見縫插針。有些實驗內容較多,耗費時間較長,學生尚未完成實驗就匆匆趕往下一節課的現象時有發生,或是有些學生實驗失敗之后沒有足夠的時間補做實驗。在這種情況下,學生不僅不能很好的掌握實驗原理、實驗方法,而且造成實驗室資源的極大浪費。
在農林院校分析化學實驗課程的設置中,重復性、驗證性的實驗較多,研究型、設計型的實驗較少。如在我校開設的分析化學實驗內容中,酸堿滴定、絡合滴定、氧化還原滴定占實驗課程總數的 80 %,且多為驗證性的實驗,學生在實驗過程中重復著"稱量-標定-測定"的機械步驟,不能引起學生足夠的興趣。
在分析化學實驗教學中,教師往往采用"講解-示范-學生聽"的方式,沒有發揮學生的主動性和創造性。這種教學方法培養的學生往往對老師有"依賴心理",在很大程度上限制了學生思維的發展。愛因斯坦說:"高等教育必須重視培養學生具備思考,探索問題的本領。人們解決世界上所有的問題是用大腦的思維和智慧,而不是搬書本。"在分析化學實驗成績考核中,學生的實驗成績主要有兩部分組成:一部分是根據學生的實驗報告來評定,主要由出勤情況,操作手法,實驗態度和實驗結果組成;另一部分是期末考核成績,包括:(1)基本知識掌握情況:采取抽題的方式,學生抽取題目后,現場回答,以考察學生對本學期所涉及實驗知識的掌握情況;(2)基本操作考察,重點考察三大量器,滴定管、移液管和容量瓶的操作,老師觀察學生整個操作過程,現場打分。在這種情況下,老師的主觀性占主導地位,造成同班不同組的學生的實驗成績考核標準不一,成績參差不齊,有時不能真正反映學生掌握知識的能力,打擊學生的積極性。
2 實驗教學改革思路
2.1 采用"全程實驗"教學模式
"全程實驗"教學模式就是采用讓學生自己準備儀器、試劑,自己采集樣品,自己獨立完成自行設計的實驗。實驗內容可以精選一些與當地工農業生產和分析檢測部門緊密結合,突出地方特色,貼近日常生活的題目。如果汁中 Vc 含量的測定,白醋中醋酸含量的測定,葡萄糖酸鋅口服液中鋅含量的測定,以此來增加學生的興趣。由學生自行設計實驗,教師對學生的實驗方案進行審查,合格后進入實驗室自行實驗,從試樣的采集,試劑的配制到儀器的操作,讓其參與到整個實驗過程中,充分發揮學生的主動性。實驗結束后,指導教師總結點評。這樣以來,不僅調動了學生實驗的自主性,而且極大的激發了學生實驗的積極性[1,3].
2.2 開展計算機輔助教學(CAI)
計算機輔助教學(CAI,Computer Assisted Instruction)模式就是將教學內容制成視頻、圖像或是動畫,摒除枯燥、繁瑣,使內容更加直觀、生動。如可以將分析天平的操作方法、容量器皿的操作手法,分光光度計的使用方法做成視頻,供學生觀看,便于學生快速掌握。另外,計算機輔助教學還可以演示一些大型儀器的實驗,如氣相色譜-質譜聯用、核磁共振等貴重儀器,以彌補實驗教學中設備儀器不到位所帶來的缺憾[5,6].
2.3 全天候開放實驗室
在實驗室條件允許的情況下,對學生實行全天候開放實驗室。
在實驗室沒有實驗安排的情況下,由實驗員值班,學生可以利用課余時間到實驗室了解實驗儀器,熟悉儀器的使用,也可以到實驗室進行預習、補做實驗。另外,吸收學有余力的同學進入教師的科研小組,讓學生提前進入科研訓練,使實驗室真正成為學生學習、研究、探索未知世界的重要基地[2,4].
目前,科技發展日新月異,分析化學這門學科亦是如此,而分析化學又是一門實踐性很強的學科,因此應該更加注重實驗課程的教學質量。面對 21 世紀高等院校教育教學改革的總體要求,分析化學實驗課程教學應從"授之以魚"向"授之以漁"轉變,充分調動學生學習的積極性,注重創新能力的培養。故而,分析化學實驗教學改革是一項長期的任務,需要我們不斷探索,不斷實踐,這樣才能有利于學生的發展,培養合格的人才,提高分析化學實驗課程的教學質量。
參考文獻:
[1]黃永平,彭霞輝,劉琳琪。分析化學實驗教學的現狀與改進[J].廣東化工,2010,37(9):196-197.
[2]王英華,魏士剛,程新民,等。分析化學實驗課程的改革與實踐[J].大學化學,2006,21(4):22-24.
[3]羅楊合,鄧小明,劉玉清。分析化學實驗開放式教學研究[J].高師理科學刊,29(1):113-115.