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中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)12-0086-02
食品安全关系到公众的生命健康和社会稳定,是一个重大的公共卫生问题。近年来,苏丹红、塑化剂、地沟油等食品安全重大事故频频发生,食品安全形势日益严峻,已威胁到我国食品行业的竞争秩序和良性发展,并成为阻碍我国食品出口业发展的桎梏[1]。在这一形势下,如何培养职业道德高、综合素质强的食品安全人才成为各大高校急需解决的问题。根据各高校食品类专业十几年建设经验,如何将化学类基础课程与食品类专业课程体系进行完美融合,并在化学类基础课程教学中凸显食品类专业特色已成为完善教学体系、提高教学质量的一种重要途径。近几年来,北京工业大学生命科学与生物工程学院灵活运用多种教学方法组织教学,在课堂上取得很好的反响。现将经验进行总结,希望能为其他院校此课程的建设提供参考。
1 分析化学教学现状
分析化学是食品类专业的基础课,旨在通过阐述分析化学基本知识,为食品类专业提供研究食品营养与功能成分以及食品添加剂的理化检验原理、技术和方法,同时也为提高学生的科学素养打下坚实的基础[2]。作为一门理论与实践相结合的学科,大多数初学者并不清楚教学实践对于分析化学的重要性;另外大部分高校食品专业的分析化学课程都由化学专业教师担任,他们往往容易忽视此课程与食品类专业的联系,授课重点、实验内容设计与食品专业脱钩,导致理论与实际需求错位;而且教材中抽象理论多,内容枯燥难以理解,难以调动学生的学习积极性。
2 分析化学教学改革与探索
2.1 根据专业特点整合教学内容,突出教学重点
根据北京工业大学的学科发展情况,在认真学习分析化学教学大纲,研究其在整个专业课程体系中的地位和作用以及课程内容的深度、广度、要点、重点后,在原有化学分析基础上将仪器分析定量部分加入到教学中[3],同时加强分析化学与食品学科的联系。具体教学内容做如下调整:将四大平衡(酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定)的内容精选讲解,避免重复,减少繁琐计算,增加色谱分析、光谱分析等食品检验运用较多的仪器分析技术。此外,将10余年来的国内外相关科研积累融入教学内容中。教学内容注重与食品专业学科发展相结合,与本专业后续课程相衔接。分析化学为食品专业领域的前沿课题提供方法和技术支持,如食品农药残留的检验、食品添加剂的鉴定等[4]。同时也为本专业后续开设的课程如食品化学、食品分析奠定基础。整合后的教学内容既使学生更系统地学习分析化学知识,更好地培养学生准确的“量”的概念,又了解该课程在食品专业中的重要地位,让学生感受到学有所用。
2.2 结合专业特点,注重专业思维塑造
作为食品质量检测手段,分析化学对于数据的记录及处理有着相当严格的要求。在进行理论课讲授时,特别强调学生对数据记录的规范性,同时辅以实用的数理统计以及生物统计知识和技巧,教会学生如何记录数据和分析处理数据,培养他们求实严谨的科研作风。在平时的教学活动中,不仅要教授给学生严谨完备的理论知识,同时要传授给他们严格规范的实验技术技巧,在授课过程中还给学生介绍开放性题目、让学生撰写小论文、开发学生思维、鼓励小组讨论。每个学生定期独立制作一个课件,优秀课件在教师指导下进行5~10分钟课堂演示。通过学生参与教学过程,培养学生的自学能力、科学精神和创新能力。
2.3 结合教学大纲,利用多种媒介创新教学方法
传统的教学模式是“一言堂”,教师为教而教,学生为学而学,很难发挥自身的主体作用[5]。分析化学中充满繁琐的公式以及数学推导和论证,如多元酸碱反应和电化学平衡,学生普遍反应难以掌握。这就使得直观的化学反应变成枯燥的数学计算,加之实验内容设计与食品专业脱钩,学生体会不到分析化学与自己专业的联系,导致学习兴趣和热情减退。因此在理论授课时,为了增加学生对于定量分析的感性认识和理解,在每一个专题的课程中都配合有教师示范实验操作的录像以及现场讲解,这样不仅让学生对接下来的实验课程有了初步认知,同时加强了他们对基本理论和概念的理解。在讲课过程中采取灵活多样的教学方法,注重采用启发式、研究式教学,确保教学质量。课下学生还可以在校园网内的课后教学辅导网站下载教学课件,教师通过网站、邮件对学生提出的问题进行回答,将典型的问题反馈到课堂教学中。
针对食品专业的学生,为了突出分析化学在食品领域中的应用,在课堂讲述中引入案例教学元素,在每个专题的理论讲述之后都会向学生展示大量分析化学在食品检验中的应用实例,使他们在学习专业知识的同时完备自己的专业认知体系。如在酸碱中和滴定的课时中,向学生展示食品中有机酸的测定方法;在氧化还原滴定课时中,向学生展示碘量法测定食品中的维生素C、葡萄糖的方法。
2.4 充分发挥实验教学联系化学和其他专业课程的枢纽作用
作为一门实用性很强的学科,分析化学的实验课显得尤为重要。以往实验课多是验证性和纯化学的实验,降低了学生的兴趣。因此,在分析化学理论内容改革的同时,对实验内容相应调整。在分析化学的实验课程中,首先根据教学内容安排基础实验,让学生将先前在课堂上学到的理论知识加以实践应用,加深记忆和理解,使其在掌握基本实验操作和方法的同时培养严谨的科学态度和处理解决问题的能力[6],从而提升实验结果的准确度,同时强化学生的基本实验规范和专业意识。然后开设与食品专业息息相关的代表性实验,增加综合性实验。经过实验内容的改变,分析实验不再是单纯的验证,如茶叶中铜含量的测定实验就涉及茶样的采集、保存、前处理和各项指标测定方法的确定等。实验与食品专业以及日常生活的紧密结合,大大地提高学生的参与热情,教学质量与学生的操作技能都会明显提高。
2.5 注重理论教学与实际应用的协调统一
近年来全球屡次发生大规模食品安全事件,如国外二英、苏丹红事件,我国的三聚氰胺奶粉以及席卷全国的地沟油事件。食品安全与人们的日常生活息息相关,是热点问题,也是最能吸引食品专业学生学习兴趣的问题。在基础实验之后,安排分析化学综合实验――食用油脂品质检验。通过氧化还原滴定、酸碱滴定及分光光度法等实验综合检验食用油,以日常生活中必不可少的食用油为分析样品,让学生对教师发放的盲样以及学生自带食用油进行测定,激发学生对分析实验的浓厚兴趣,大大提高学生的积极性。学生自主完成查阅资料、实验设计、实验准备、实验主体、结果记录等整个实验研究过程,综合提高学生的分析实验技能。
实验以食品质量监督检验站原始数据的记录要求,严格规范学生的实验原始记录和有效数字填写与更改,并根据实验结果对样品进行品质评价,出具符合质检站要求的品质评价报告,使学生具备在质检站工作的基本技能。实验测定结束后,对学生的实验结果进行统计分析,做出测定结果的正态分析图,进行综合评价,并由学生对自己的测定结果进行自我剖析,分享实验成败经验,从总结中巩固实验成果。
3 结语
通过教学实践发现,就教学方法而言,在遵循教学基本规律的前提下,必须因生、因课、因时而异,才能取得好的教学效果。总之,作为一门实用性很强的学科,在对食品专业学生的分析化学授课中不仅要强调理论知识的记忆和理解,同时要特别重视学生对于这门学科的感性认识以及实验动手能力。通过学生在之后课程学习中的反馈效果来看,这样的教学方法是相当成功的。笔者相信,学生通过对分析化学理论课和实验课的学习,不仅能够掌握到系统扎实的化学分析知识和专业规范的分析化学实验操作技能,同时能够收获求是严谨的科研工作作风以及不惧困难挫折、勇攀高峰的优秀个人品格。
参考文献
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关键词:高职;食品加工技术;无机与分析化学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)02-0098-03
高职院校食品加工技术专业的培养目标是具有必备的基础理论知识和专门知识,在此基础上掌握从事食品生产加工、设备操作、技术管理与品质控制等第一线工作所需的高级技术,并具有良好的职业道德和敬业精神的应用型专门人才。《无机与分析化学》课程是高职院校食品加工技术专业的一门重要基础课,作为学生入学后接触到的第一门化学课程,其对学生后续课程的学习有着极其重要的意义。该课程教学的目的是使学生在高中化学基础上,复习巩固无机化学基本知识、基本理论,并在介绍定量分析化学的基础上,重点介绍主要的化学分析方法的原理、测定条件、实验操作方法。通过这门课学习,学生应掌握有关理论、学习科学的验证和研究方法,提高分析问题、解决问题的能力。在培养学生严谨的科学态度、正确规范的操作技能、一丝不苟的工作作风等方面,该课程起着重要作用。因此,加强《无机与分析化学》教学改革,不断提高教学质量和教学效果,对提高学生素质,培养高素质的应用型人才具有十分重要的作用。
教学面临的挑战
当前,在高职院校食品加工技术专业,《无机与分析化学》教学主要面临的挑战有以下方面。
(一)来自新时代新需要的挑战
当前,“以能力为本位,以就业为导向”已经成为职业教育改革与发展的时代特征。高职院校培养的毕业生必须具有适应社会岗位需求的能力,具有较强的就业竞争力,这就要求学校和教师必须在教育教学的各个环节注重学生实践能力、创新能力的培养,《无机与分析化学》课程作为一门典型的理论与实践紧密联系的课程,在教学中,尤其要将学生能力的培养渗透于教学的全过程,不断完善教学改革,以适应新形势下培养高素质技术应用型人才的重任。
(二)来自学生的挑战
学生对课程认识不足 高职学生普遍学习基础较差,偏科严重,不少学生对专业认识不清,仅从字面上理解食品加工技术专业,以为所学知识仅涉及食品的制作和加工。有些学生高中理科基础极差,却选择了该专业,在入学后接触到化学课程并了解到分析化学课程仅仅是化学相关课程的基础后出现迷茫、畏难甚至排斥等情绪。这种情绪的蔓延对课程教学的开展是极其不利的。
学生基础薄弱 不少学生在入学前化学基础很差,实验基础几乎为零,特别是一部分来自农村中学的学生,由于高中教学条件所限,仅在课堂上见过教师演示实验甚至完全没有见过演示实验,对化学实验的认识一片空白。
学生学习主动性差 在接触本门课程之后,有部分学生依然存在考试蒙混过关、及格即可的心态,未意识到分析化学基础课程对其掌握实验操作技能乃至就业技能的重要意义,思想上松懈,有的学生对课程提不起兴趣,更有些学生在一两次实验失败或者发现理论课内容较难理解后产生了逃避和放弃的心态。
面对时代提出的需要,面对高职院校特殊的学生群体,面对《无机与分析化学》独特的课程体系,分析其传统的教学模式并有针对性地进行改革,是摆在教师面前刻不容缓的艰巨任务。
传统教学模式分析
以往的《无机与分析化学》教学主要存在以下问题,制约着教学质量的提高:第一,以教师为核心,忽视学生在教学中的积极主导作用。第二,教学内容死板、教学手段单一。教学内容过于刻板依照教材,教学手段多采用讲授、示范实验等方法,没有充分运用多媒体技术辅助教学。第三,课程断层化。由于理论课的考核较容易量化,所以,在以往的教学中,容易出现偏重理论教学、忽视实验操作技能训练的现象。理论课和实验课之间容易出现断层和衔接不上的情况,本课程和后续课程间更难以建立联系。第四,考核手段不完善。理论考核较容易量化,但实验考核没有建立一个比较完善的机制,导致考核成绩不能完全体现学生对本课程尤其是实践技能的掌握情况。
《无机与分析化学》课程教学的目的不仅是要求学生掌握无机化学、分析化学的基本理论知识以及验证和掌握实验技能,更重要的是培养学生严谨认真、一丝不苟的工作作风,提高学生动手、观察、思考的能力,从而使学生能灵活运用所学知识解决实际问题。为了适应新时代高速发展的《无机与分析化学》学科对人才的需求,我们进行了一系列的教学改革,取得了较好的效果。
教学改革的新措施
《无机与分析化学》教学改革以提高学生综合素质和实践技能为指导思想,从充分调动学生积极性、教学内容和教学手段的改革、加强课程衔接、考核手段的完善等方面入手,着力构建一种比较科学系统的教学模式。
(一)充分调动学生积极性
思想动员 首先,在课程开始时,即将本课程涉及的相关课程一并进行介绍,告知学生分析化学基础的扎实掌握对后续有机化学、食品生物化学、食品检验分析技术、食品检验工考证的重要意义。其次,要重点强调该课程与学生考证、就业之间的关系,以学生的切身利益为切入点,使学生在思想上重视起来。同时,给学生展示往届学生在考证、实习、就业等方面的心得体会,利用过来人的现身说法让学生深刻体会到学好基础化学课的重要意义。对于学生出现的一些困惑和迷茫情绪,必要时应采用单独谈话等形式对其进行及时疏导,鼓励学生意识到《无机与分析化学》课程并不难学,只要用心,肯学,一定可以将本课程学好。
调动学生兴趣 兴趣是最好的老师。分析化学课程较为枯燥,学生普遍觉得这门课程毫无趣味可言。教师应在枯燥中发掘出趣味来。首先,在授课时,多采用实例教学,尤其是结合食品专业相关实例。例如,在讲解样品的前处理时举奶粉、糖果、面包等学生喜闻乐见的食品为例子,在讲解酸碱滴定法的时候结合饮料酸度测定,讲解分光光度法测定时介绍肉制品中亚硝酸盐测定等。尽一切可能在课程中加入生动的例子,能有效调动学生的积极性,并为后续《食品检验分析技术》课程打下基础。另外,在多媒体课件制作时,在不影响课程教学的前提下,应尽量让课件丰富多彩,教师在授课时也应特别注意语言的组织和课堂气氛的调动,并多管齐下,采用提问、学生上台讲解等方法,让学生真正参与到课堂中来。实验课教学由于其直观、形象的特点往往较理论课更能吸引学生。所以,充分利用好实验课,是调动学生积极性的重要措施。教师应善于引导学生。首先,让学生充分预习实验。学生对“今天的实验是什么,能产生什么结果”做到心中有数,才有可能对实验产生兴趣。在教学中,每次实验课开始前应提问和检查学生的预习情况。不少学生觉得实验就是按部就班地照书做,对预习的重视程度不够,导致实验开始时手忙脚乱。因此,应严格要求学生写好预习报告。其次,在实验时,应重视创设良好的实验环境,应有整洁、有序、丰富的实验室文化,让学生感觉进实验室不是进到一个死板的空间中,而是到一个让人愉悦的环境中学习新的知识。再次,重视演示实验。分析化学实验课教学离不开演示环节,教师只有做好演示和手把手的指导才能让学生真正掌握实验技能。在演示实验环节,教师的用语应简洁、扼要、准确,同时,应生动不死板。例如,在演示滴定管的操作时,可以先提问学生在高中有无接触过滴定管的使用,若有,“你印象中的滴定管应如何使用?”通过这样简单一问,学生能立即展开积极思考。尽管学生对滴定管的使用的了解往往是模糊的,但思考的过程能使学生被深深地吸引到后续的教学中。在学生回答后,教师应明确告诉学生:“从今开始,大家必须摒弃高中对滴定管使用的模糊概念,把今天课程上教师所讲的每一个字都细细体会,因为每个字都包含着操作细节!”学生的课堂反馈显示,绝大多数学生对这样的教学过程印象深刻,教学效果较好。
(二)教学内容和教学手段的改革
改革教学内容,狠抓基本功训练 高职的教学特点和就业导向决定了高职教学不能向深度拓展,应以“必需、够用”为原则,在有限的课时内尽可能多地给学生提供有利于就业和技能提高的知识。因此,在理论课教学中,应删减或弱化一些与实际结合不大密切的章节,比如“物质结构”,而在与实验或技能关系紧密的章节中应增加课时,如“分析化学概论”。这样有的放矢地进行教学,能较好地保证教学效果。在实验环节,如何利用有限的课时多对学生进行基本功训练,也是教师应该考虑的。同样,在教学实践中可删减一些较简单或者对食品加工技术专业学生而言实用性不太强的实验,如性质鉴定实验,而加大对滴定、定容、移液等分析化学基础实验的练习,通过反复的操练提高学生的实验技能。在教学过程中,以学生能力的培养为教学重点,转化教师的角色,把教师的角色由教学中心转为教学的组织者和辅导者,要求学生熟练掌握基本操作,独立完成实验内容,学会分析和处理实验数据并得出实验结论,对实验过程中出现的问题应独立思考力求解决,在此基础上与教师探讨并得出相应结果。
教学手段的改革 传统教学主要以教师讲授和示范为主。当前,多媒体技术的普遍应用给教学带来了极大的便利。多媒体课件以其内容丰富、信息量大、展示直观等特点得到了广泛的应用。在教学中应注意传统教学方式与多媒体教学的有机结合,融二者之长为教学所用。在理论课教学中,采用多媒体教学能使学生在有限的45分钟内获取更多的信息。但由于《无机与分析化学》课程的特点,在教学中也不能忽略传统的板书。一些解题过程可以用多媒体来展现,能节约课堂时间。但也有一部分须以板书的形式展现,在板书的过程中,解题或推导过程逐步展现,使学生紧跟教师思路,能起到较好的效果。在实验课教学中,可组织学生观看有关幻灯片和录像带以开阔学生视野,一些细小的操作动作可以特写镜头的方式来展示。仪器的内部结构和原理也可以动画的形式展现。但同时也应注意,实验教学不能完全依赖多媒体课件,不能用操作视频完全替代教师演示,应以教师的演示配合详细的讲解为主,学生亲眼所见的实际演示结合多媒体演示,才能印象深刻。对于操作中的重点细节,为了强化学生印象,仍然可以大字板书写出来。教学实践表明,这样教学学生反映普遍较好。
(三)注重课程的衔接
注重课程的衔接,主要体现在两个方面,一是理论课与实验课的衔接,二是本课程与后续课程的衔接。
为了更好地达到高职的培养目标,使学生进一步提高实践技能,《无机与分析化学》可与《无机与分析化学实验》课合并为一门课,分为理论和实验两大块。理论和实验课同步,并相互关联。这样的课程设置使得原有的课程体系变为不可分割的一个整体。无论是在教学大纲、进度的编写上,还是在课时安排上都应从整体出发。而在课程教授过程中,更应注意理论与实验的紧密衔接,做到理论指导实验,实验验证和提升理论。首先,在教学大纲的设置上,应注意理论内容和实验内容的安排尽量做到同步,这样学生在学习时不会产生断层之感。其次,理论课上涉及实验的部分应重点指出,要求学生重视。有些与实验结合紧密的部分,可以移到实验课中,在实验课之前讲授。
分析化学课程是食品加工技术专业的一门基础课,与后续课程关系极其紧密。明确与后续课程的衔接不但能使学生在思想上更加重视本课程的学习,对后续课程也能起到铺垫作用。这就要求教师不但要精通本课程,还应对后续课程有比较深刻的了解。例如,应了解食品生物化学的内容、食品检验分析的内容,这样在讲授相关章节时能学生就能做到举一反三,也能更好地激发学生的学习兴趣和热情。例如,讲授样品前处理时可以举食品中蛋白质测定的例子,讲授滴定分析基本操作时可以告知学生分析化学基本操作在食品检验分析实验中及食品检验工考证中的应用。
(四)完善课程考核办法
在课程考核上,应完善原有的课程考核办法,把理论和实验成绩同步纳入总成绩中。理论和实验考核应根据其特点确定不同的考核方式。实验成绩的考量中可加大平时实验课表现、实验操作能力所占的比例,期末考核为实验操作考核。实验操作考核的方法是对每一名学生进行单独的操作考核,考核的目的主要是检查学生对所学基本技能掌握的熟练程度。教师根据学生的操作过程、熟练程度、实验结果以及每个考试项目的评分点当场打出分数,并要求学生当场计算、处理实验数据并提交实验报告,最终操作考核的分数由实验操作分和实验报告分组成。采用这种全面的考核方法,既可解决实验考核只考虑平时表现,而忽视期末成绩的普遍问题,又可避免以期末成绩一锤定音的局限性,克服单凭实验报告打分所产生的偏差,可以比较全面客观地反映学生的综合实验水平,学生的实验技能可得到充分体现,综合素质和创新能力也可得到锻炼。而理论成绩则以平时作业、课堂表现,并综合期末考试成绩进行评定,在最终的总成绩中理论成绩和实验成绩各占50%。这样,把理论和实验同步纳入总成绩中,可以有效避免学生重理论而轻实践的现象,也能更科学地评价学生对课程的掌握程度。
综上所述,在高职食品加工技术专业《无机与分析化学》教学中,应紧紧围绕培养学生的素质强化技能训练,从思想动员、充分调动学生兴趣入手,注重教学内容、教学手段的改革,注重课程衔接、完善考核方法,从而有效提高学生综合素质,为后续课程和学生未来就业打下坚实的基础。
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关键词:软硬酸碱 化学 应用
化学反应过程中,基本上化学变化属于酸碱反应,在教学过程中,随着对酸碱属性的认识,逐步深化,最终由低级向高级过度,本文以酸碱理论为基础,为提高园林艺术领域有着重要意义,然而分析化学式环境类高职院校开设的一门专业基础课程,其反应试验研究,主要是培养学生在园林监测领域中发挥职业技能。在分析化学的学习中,使之具备良好的化学检验分析能力、环境监测分析等为实际工作岗位提供了必要准备。
一、软硬酸碱理论研究
最终总结到:硬酸与硬件具有结合的趋势,软酸与软碱具有结合的趋势,并且配合物稳定可能性比较大,软硬结合最终形成的配合物不够稳定,在化学分析中,反应速度比较慢。
二、软硬酸碱理论及其在分析化学中的具体应用分析
三、分析化学反应在园林领域中的作用
在现代园林艺术中,通过分析化学的应用主要的目的是提高环境监测效果。培养学生在环境领域的职业技能,具备良好的化学检验分析能力,为了提高教学效果,应该讲化学反应与实践教学相结合,最终提高分析化学在园林领域中的应用效果。这就要求在教学过程中注意以下两点:(1)加强对方案的设计,提高学生的学习和探究欲望。由于在教学中存在大量的酸碱质子理论,因此在教学中教师要提高学生的实验兴趣,根据相关资料为学生,要求学生根据所学的分析化学,自己去设计,提取样品,设定具体实验研究方案,最终得出实验结果,这样对于园林领域在监测中有着极大的促进作用。(2)突出教学特色,注重理论与实践相结合,由于在分析化学中,在实验过程中理论知识比较抽象,因此在与园林相结合的过程中,要根据环境中存在的问题,有针对性的实验,这样更好的应用分析化学在园林领域中的作用,例如在实验中讲解了氧化还原滴定反应原理之后,要学生分析水中的一些金属离子的测定方法,这样有助于提高学生在园林领域中对环境的监测效果,使得学以致用。
四、总结
综上所述,在分析完软硬酸碱理论的基础上将其应用于分析化学中,最终在将分析化学与园林领域具体相结合,最终通过化学分析反应环境监测,为提高环境质量以及园林艺术有着重要作用,并且在此过程中,教会学生将理论与实际相结合,用实验证明监测效果。
参考文献:
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关键词:分析化学 测试 绿色技术
一、分析化学概念
分析化学主要是关于研究物质的含量、结构、形态以及组成等化学信息的分析理论以及方法的一门学科,是化学学科中一项重要的分支。分析化学的主要任务是进行分析物质的化学组成和化学各种物质的含量以及进行化学结构的分析。并且对于分析化学的分类方式有很多种,针对不同的分析方法有不同的方法,如果根据分析对象不同可以分为有机分析化学和无机分析化学,如果根据分析目的不同,则可以分为定量分析、结构分析和定性分析,如果根据分析化学的原理不同,则可以分为仪器分析和化学分析,其中仪器分析的方法也有很多种,仪器分析主要是根据物质的化学性质和物理性质进行测量化学物质的含量以及结构组成,仪器分析还可以分为光学分析、电化学分析以及色谱分析等分析方法,化学分析主要是根据物质的化学性质进行测定化学物质的组成和成分含量[1]。
二、分析化学测试技术
1.近红外技术
近红外光谱技术主要是由分子内基团振动的合频吸收和倍频吸收而产生的,并且由于物质的化学分子的合频吸收和倍频吸收的强度比较弱,所以这就为样品不经过稀释处理就能够直接进行原样测定分析, 近红外光谱化学测试技术常用的测量技术为漫反射法、反射投射法以及投射法等。在对样品进行测试的过程中主要根据样品对近红外光线的透光情况进行选择具体的测量技术。 如果在进行测试的过程中,反射投射法、漫反射法以及投射法三种测量技术相联合起来,则可以对各种形态的样品进行测量[2]。比如在对化学样品进行采用近红外测技术进行测试的过程中,将上述三种技术结合起来可以直接进行测量块状、粉末状、液体以及固体等。近红外分析化学测量技术是一项受分子因素的影响非常小的技术,所以这种技术能够广泛应用于各种环境下进行测试。
近红外技术主要的优点为测试简单、 方便、快速,还能够保持原样测量,所以这种技术可广泛应用于食品、药物、农产品以化工产品的分析。并且由于近红外吸收比较弱,所以在分析化学测试的过程中,不需要对液体化学试剂进行稀释,并且对于固体的粉末也不需要进行预处理,从而能够避免由于在预处理的过程中出现废液废渣或者是由于熔剂挥发等原因对环境造成影响,所以这种分析化学测试技术被称为是绿色分析技术。
2.毛细管电泳技术
毛细管电泳又被称为是高效毛细管电泳,这种分析化学测量技术主要是一种以毛细管为主要的分离通道,并采用高压直流电场为驱动力,根据样品粒子之间的迁移速度而实现一种分离方法,这种技术是现代分析化学上的一种较为前沿的研究技术。毛细管电泳技术具有方便快捷、容易清洗、分析的时间短、以及柱架低,并且不污染环境,所以这种技术也被成为是绿色分析化学测试技术。这种技术在一般的情况下,可以配成悬浮溶液或者溶液的样品,并且还能采用毛细管电泳对样品进行分析,这种技术目前被广泛应用到医药科学、临床医学、生命科学以及分子生物学等各个领域中。
3.X射线荧光分析法
X射线荧光分析法主要采用 高能粒子和样品原子碰撞而产生的一种X射线,并且还能够将原子内层的电子逐出而形成空穴,从而使原子处于激发状态,这种激发状态的离子寿命非常短,如果 外层的电子向内层空穴进行进入时,则多余的能量就会以X射线的形式发射出来。从而产生一种新的X射线。这种分析化学技术具有准确度高、分析速度快、分析的范围广以及方便快捷的特点,并且X射线荧光分析技术能够在原位进行收集或者采样数据,并且从在对样品进行收集、采样、分析测试等各个阶段中,不需要对任何采用溶剂、而且在使用的过程中也不会产生任何的有害的物质,这种技术目前已经广泛应用到矿山、地质、商检以及环境保护等各个领域中[3]。并且在一定的条件下,X射线的强度与分析元素含量之间存在线性关系,从而可以为X射线荧光的定量分析和定性分析提供有力的理论依据.并且据有关学者采用X射线荧光分析分析了铁、钛以及镁等金属材料,取得非常好的效果。
三、总结
分析化学是化学学科中重要的一项分支学科,随着分析化学测试技术不断的研究发展以及绿色分析化学技术的应用,分析化学技术将从单一的形态发展到现代分析技术,并且将为解决环境污染问题、生物科学问题以及食品的安全等各个方面的内容提供的帮助。并且今后无污染、高技术、高性能以及自动化的分析化学测试将成为今后分析化学发展的重要的方向,将进一步扩大分析化学的应用领域。
参考文献
[1]张思华,缪应菊,史晓杰,王亚明.原位测试技术在催化研究中的应用[J].工业催化,2009,17(2):16-20.
关键词:分析化学;仿真虚拟实训系统;应用
随着医药、化学化工、食品行业的迅猛发展,特别是随着中国药都的建设,对于以化学化工医药工业为主修特色专业的中职院校,应当培养更多专业能力强、技术技能过硬的优秀毕业生。而分析化学是从事医药、化学化工、食品等行业分析测定岗位的必备的专业知识与技能。对于分析化学专业课的教学,通常采用理论讲授法和实验实训教学法,在教学过程中只有把理论与实验实训有效地结合,才能提高教学效果,真正理解和灵活运用分析化学理论与操作技能,加强学生的职业应用能力。但由于一些客观原因,如一些学校实习实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限、实习实验课时少等原因,导致理论与实训实验课程不能及时有效地结合起来,学生对教师所讲授的知识没有直观的认识,缺少创新和学以致用的能力,直接影响了教学效果。分析化学仿真虚拟实训系统的应运而生,既缓解了实验实训室与实验实训设备缺少的问题,又增加了学生学习实训的课时,使理论与实践有效地衔接,提高了学生的感官认识,增强了职业技术能力,是安全有效的教学模式和教学途径。
一、分析化学仿真虚拟实训系统介绍
分析化学仿真虚拟实训系统是通过多种计算机语言编程制作出的多媒体教学软件,由动画+视频资源+音频资源+文本课件构建出虚拟现实技术,在此技术基础上组建出虚拟实验室、虚拟实训动画、虚拟仿真、虚拟实训等。
二、分析化学仿真虚拟实训系统在教学中的作用
1. 利用分析化学仿真实虚拟实训系统加深学生对理论教学知识的理解力
对于分析化学这门学科,分析仪器及实验知识占的比重较大,而理论教学通常采用讲授法教学,在实验课时不十分充足或一些学校实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限的情况下,学生只能够硬性地掌握理论知识,对所学知识直观性认识较差,甚至还来不及实验操作就开始学习新的知识,导致开始实验实训时知识不能有效衔接起来,知识不能学以致用,降低了学生对职业技能的掌握及限制了学生的创新能力,影响了教学效果。分析化学仿真虚拟实训系统的应用,使理论课程中涉及实验实训的大部分内容可以在仿真虚拟实训系统中实现虚拟操作,教师可以通过先讲授后仿真虚拟实训的方式或边讲授边仿真虚拟实训的方式,有效地提高学生对知识的直观性理解,提高知识的衔接性;且分析化学仿真虚拟实训系统具有动画性、艺术性、情景性等,能为学生创造轻松、愉快的学习氛围,激发学习兴趣,提高学习效率;由于分析化学仿真虚拟实训系统中包括很多仪器与实验实训的内容,故一些学校实验条件较差、缺少实验设备、实习实验室有限的问题等可以得到一定的解决。
2. 实现不易完成的细节操作、特殊操作、小概率事件的再现操作、安全性高、便于学生学习
在中职院校中,由于设备、实验条件的限制和出于对学生安全的保护与考虑,一般只让学生在校内实验室做一些简单的化学、分析化学及专业课实验,如酸碱滴定实验、EDTA标准溶液配置等分析测定实验,对于实验条件不具备或实验溶剂、生成物具有一定毒性或危险性的实验通常情况下不会开设实验项目;同时在组织学生到工厂企业实习期间,由于医药化工行业的特殊性,有不少的反应工艺比较复杂,反应条件比较苛刻,反应伴有高温、高压、易燃易爆等不安全因素,分析检测项目中溶液具有腐蚀性或一定毒性等,所以学生在企业实习期间很少有机会能亲自动手操作,只能以观摩为主,对所见所闻的知识只有一个感性的认识,而专业操作技能掌握较少,给学生就业胜任岗位工作带来很大的困难。而分析化学仿真虚拟实训系统不存在安全问题,学生可以通过虚拟实验室做一些实验条件不具备或有毒性、危险性的实验,当学生在对实验操作不娴熟的情况下,也不会因为学生的错误操作而损坏仪器,更不会对学生造成人身伤害。学生在企业实习期间不能亲自动手操作的项目,可以通过分析化学仿真虚拟实训系统进行操作,学生可以大胆地、独立地进行学习和练习,当操作有误时,系统还会指出错误所在并演示出错误操作所出现的现象及后果,实现危险操作反复模拟训练,避免事故的发生。
3. 解决学校职业(岗位)能力培养与现场实训(工厂实习)脱节问题
由于学生到工厂实习的时间和次数有限,甚至没有机会到现场实训,且工厂安全条件限制了学生的实习范围,使得学生在实习工厂实训期间不能充分掌握甚至没有机会掌握本专业所涉及到的相关岗位的操作技能,以至于学生对现场实训的专业操作技能掌握较少,技能的养成性较差,对就业岗位的认识性和胜任能力较弱,导致职业能力培养与现场实训相脱节。分析化学仿真虚拟实训系统构建实时三维环境,在虚拟实验中,操纵者置身于三维空间的虚拟实验室中,逼真的环境、角色的扮演,使操纵者可以实时感受运动带来的场景变化、步移景异,有身临其境于现场实训操作的感觉,增强了专业操作技能和对就业岗位的认识及胜任能力,就业后能够快速地适应就业岗位,解决了能力培养与现场实训脱节的问题。
总之,在分析化学教学中,科学、合理、有效地利用分析化学仿真虚拟实训系统,并将仿真实训与实践操作有机的结合起来,能提高教育教学质量,将仿真教学的作用发挥到最佳效果。同时,随着3D立体显示技术在仿真虚拟实训系统中的应用,构建出全方位的虚拟实训室,会使仿真虚拟实训系统在分析化学教学与实习实训教学中发挥出更大的作用。
参考文献:
[1]徐海娟,张天波,王汉道,谭才邓.职业院校提高滴定分析教学实
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[2]陈田.计算机仿真实验在化学实验教学中的应用[J].实验室科
关键词:民办高校;分析化学;教学改革
分析化学是一门理论和应用极为广泛的基础学科,它是人们获得物质的化学组成和结构信息的科学,它所要解决的问题是物质中含有哪些组分,各组分的含量是多少及这些组分是以怎样的状态构成物质的这样一门学科。分析化学是化学、化工、环境,食品等专业非常重要的基础课之一,有较多的基本概念和基本理论,还有一些相关的计算公式,这就需要学生具有较为扎实的基础知识[1,2]。而对民办高校而言,学校选用学生的基础知识相对薄弱,学生的学习积极性一般,如何提高学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性,也就成为了能否取得良好的教学效果的关键[3]。此外,目前民办高校的教学过程中还存在一些其它的问题,例如学生使用的教材偏难,实验课程与理论课程相脱节,无法做到相互验证等。针对上述问题,作者结合自身的教学情况对分析化学的课程改革进行初步的探索研究。
一、理论教学内容
(一)教学内容上要根据学生的特点,节选重点内容进行讲授
以作者学校为例,目前采用的教材为华东理工大学分析化学教研组和四川大学工科化学基础课程教学基地联合编写的《分析化学》(第六版)。这是一部“十一五”规划教材,对于民办学校的学生来说,目前采用此教材有些过于偏难,教学内容中的概念和理论较多,容易混淆。针对这种现象,就要结合学生的自身特点,因材施教。在教学过程中,要对一些基本概念进行反复的强调,例如偏差、相对偏差、标准偏差、有效数字等;同时还要在举例和讲解习题的过程中不断渗透这些概念,使学生不断的加深对其的印象。此外,对于像酸碱滴定、氧化还原滴定等一些非常重要的内容,更是要重点讲解、反复强调,尤其是这些内容中所涉及到的计算公式,尽量是把公式中每一步推导或是由来的过程都要详细的写在黑板上,以此来加深学生的印象[1]。此外,还要多讲解一些与此类公式相关的例题和习题,借此来加强学生们对公式的应用,从而掌握公示的原理及其应用。
(二)采取多样化的教学方式和教学手段相结合激发学生学习的积极性[4]
众所周知,民办高校学生的基础知识薄弱,学习积极性不高,没有养成良好的学习习惯。因此针对这些问题,在授课过程中就不能一味的采取常规教学方式,而是要采取多种教学方式和教学手段相结合,调动学生的积极性。因此,除传统课堂讲授和ppt授课之外,还可以在授课过程中添加一些学生日常生活或是学习中常见的事情,例如,水中该镁离子如何测定、一些饮料中的苯甲酸钠含量的测定,这样可以使原本相对枯燥的一些理论知识,变成了学生爱兴趣的事情,从而激发了学生的学习兴趣,调动了他们的主观能动性,使他们从被动听课变成主动学习,达到提高课堂教学效果的目的[5]。此外,可以采取与学生课下交流的方式或是不记名投票的方式,来了解学生对本门课程的看法或是一些建议。进一步掌握学生的学习动态,根据学生的反馈及时调节自己的授课方式或调整自己的教学计划,从而达到使学生们易于理解和掌握所学的知识内容的效果。
二、实验课程内容
(一)加强实验操作环节
分析化学是一门实验操作性很强的学科,操作的正确与否直接关系到能否获得可靠的分析结果,为此在讲解实验操作的过程中,要细致认真的讲解每一个操作步骤。从最基本的操作步骤开始,并且还要针对一些关键性的操作步骤除了重点讲解之外还要进行现场的演示,使学生从感官上进一步加深印象,不仅使学生知其然,更要做到使学生知其所以然。为了将实践操作环节做到实处,在分组实验的过程中,尽量做到确保每名学生都能进行实际操作,确保他们都能够很好地掌握这些实验仪器基本操作,从而为他们今后走上工作岗位打下一个良好的操作基础。
(二)实验项目的选取与理论课程紧密相关
为了使学生更好地理解和应用理论课堂上所讲解的一些知识,真正做到理论与实践相结合。我们在进行实验项目的选取上做到了与理论课程相一致,例如针对酸碱滴定分析,选取了酸碱标准溶液的的滴定练习和;针对氧化还原滴定分析选取了过氧化氢含量的测定等,确保做到使每一类分析方法都有至少一个与之相对应的实践环节。以此同时,实验的项目的选取与实际生活也有一定的联系。例如,让学生测定水的硬度,测定饮料中苯甲酸钠的含量等。这样就增加了学生对实验感兴趣程度,使学生们更加愿意进行实验操作,从而达到使他们熟练掌握实验仪器的使用及操作。
三、结束语
分析化学是一们理论性和实践性都很重要的课程,也是重要的基础课程之一。文章就针对本校分析化学教学中的一些问题,结合分析化学这门课程的课程特点及民办高校学生的特点,分别从理论教学和实验教学两个方面对分析化学中存在的一些问题提出自己的解决方法。希望所提供的解决方法能够对分析化学的教学起到一定的帮助,能够解决分析化学课程中存在的一些问题,使学生们掌握他们所学的知识。
作者:许伟锋 单位:哈尔滨石油学院
参考文献:
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[3]许伟锋.独立学院普通化学教学中的问题及对策[J].黑龙江科技信息,2011(23):183.
关键词: 分析化学 仪器分析 教学方法 理论与实践
高职教育是“以服务为宗旨,以就业为导向”的教育,按照“实际、实用、实践”的原则,培养高素质的专门型技能人才是高职院校教学改革的重要内容之一。这就决定了高职院校课程的性质、要求、准则。
高职院校在相关专业领域都开设了分析化学这门课,分析化学作为工具科学,是衡量国家科技水平的重要标志之一,在国民经济中占有重要的地位,对生产的发展和科学技术的进步有着直接的影响,它可以帮助人们扩大和加深对自然界的认识,起着“眼睛”的作用。分析化学主要应用于环保、生物、食品、卫检、制药等专业,这门课在实际工作中可以用在环境科学、生物技术、生物工程、食品质量与安全、工业品质量监控等领域,具有很强的理论性和实践性,可以使学生掌握获取物质系统化学信息的方法和理论。
在传统教学中教师为了在有限的课堂时间里完成教学任务,多采取“满堂灌”的教学方法,学生只能被动地接受知识,这样的教学方法严重压抑学生的思维,加之传统教学方式与实际相脱离,因此学生普遍反映大学课程难学。甚至有些教分析化学的老师也认为分析化学像文科一样,需要记的东西很多,但实际上只要能够充分地把理论与实验结合起来,进行理解性学习,这门课是很容易掌握的。故教师必须应用能吸引学生积极性及注意力的授课形式,通过多动手、多思考,加深认识、理解和记忆,激发学生的学习兴趣与热情,提高学生主动学习的能力。
大多数学校在分析化学教学中安排的第一个实验是使用分析天平称取物品,分析化学教材中使用分析天平称量过程中加减砝码的方法是通过投影屏上的微分标尺来进行判断并调节,但实际上并不是只有这一个途径。在实验教学时,教师可以启发学生根据生活常识通过看两个称盘的相对位置(重的一侧向下)、指针的偏向(指针指向重的一侧)来判断。
在讲解系统误差中的方法误差时很多教材都是以滴定分析过程中的终点误差为例的,但是对刚刚接触分析化学的学生而言,他们连什么是滴定都还不了解,直接告诉他们滴定中存在这样一种误差,他们很难理解,而以简单的酸和碱的实验为例讲解学生就很容易理解了。如盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,用甲基橙做指示剂,溶液颜色由黄色变成橙色表示反应结束,这个实验学生在中学时都做过,对于实验现象也有很深的印象,有了这个做基础,教学时只要告诉他们甲基橙的变色范围是pH值为3.1―4.4,反应结束时溶液颜色为橙色,说明此时溶液的pH值小于4.4,但是氯化钠和水这样的中性溶液pH值应等于7,这种理论上和实际实验上产生的误差就反映了方法误差。这种以旧知识引入新知识的教学方法在介绍一个新的知识点时也可以取得比较明显的效果。
化学滴定分析法中几乎所以的反应都需要通过颜色的变化来帮助判断滴定终点,反应类型一多,很多学生就搞不清楚颜色的变化。如碘量法中直接碘量法和间接碘量法,根据常识,大家都知道淀粉遇到碘会变蓝,但是把这两个反应放在一起考时很多学生就把二者的颜色变化混淆了。遇到这种情况,教师在安排教学时可以先安排实验,通过实验现象让学生对这种反应有个深刻的印象,然后从理论上进行讲解就可以收到良好的教学效果。
很多学生在学习酸度计的使用时总是会有这样的疑问:为什么酸度计校正的时候需要使用两种标准缓冲溶液来校正呢?教师可以先介绍理论知识:能斯特方程:E=K+0.059pH,这个方程可以理解为数学上的直线方程y=ax+b,这个方程所代表的含意是以E为纵坐标、以pH值作为横坐标绘制的一条直线,在中学数学中曾经学过“两点确定一条直线”,这就是“两点法”校正酸度计的原理――在教学过程中教师可以通过这种联想的方法帮助学生加深对实验的理解。
随着计算机技术、多媒体技术的快速发展,越来越多的学校采用各类计算机技术来辅助教学,如多媒体课件、模拟实验、教学录像等,这些方法都能加深学生对理论知识和实验现象的理解,可以取得较好的效果。
分析化学是一门以实验为基础的学科,很多理论知识都需要通过实验来帮助理解,同时实验也需要理论知识作指导,而现在一些高职院校认为教学实践应重于理论。确实,在有限的时间下学习很多科目不可能面面俱到,但只有将理论知识和实践教学结合起来学生才能更好地学习这类学科。仅仅会做一个实验,而没有掌握方法的原理,学生将缺少做实验的灵活性,无法获得拓展性思维能力,只能重复前人实践过的内容,一旦遇到新物质的检测就一筹莫展,甚至得出错误的分析结果;学生坐在课堂上单一地学习理论知识,缺乏实际动手的能力,则会丧失在以后的工作中的与他人的竞争力。这就要求教师在教学过程中应尽量结合生活实际,选择应用性强、试样易获取、与人们生活紧密联系的实验项目,提高学生的学习积极性和解决实际问题的能力,让学生在掌握各种仪器使用方法的同时切实感觉到分析的实际应用,拉近理论与现实的距离,真正调动起他们的学习积极性,培养他们严谨的科学态度,实事求是的科学作风,以及独立获取知识、发展自己的能力。只有具备这些基本素质,将理论与实践实验有机结合,学生才能更好地选择合适的方法和仪器进行符合要求的分析,得到准确可靠的分析结果。
参考文献:
[1]穆永江,刘建平.分析化学的发展现状和展望[J].新疆教育学院学报(汉文综合版),1996,3:108-110,113.
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关键词:有机分析化学;课程教学
中图分类号:G623文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)03-0043-01
《有机分析化学》是高职高专针对工业分析及检验专业开设的一门基础专业课。它是研究有机化合物分离、鉴定、含量的测定和分子结构分析方法的一门科学,是分析化学和有机化学的交叉学科。它是利用有机化学中的理论及分析化学中的某些方法对有机化合物进行定性、定量以及混合物分离方面的研究。该学科注重理论知识与实践的结合,是一门实践性非常强的自然科学。它与制药和食品工业、有机类产品的化工生产等工业生产以及有机科学研究工作密切相关。因此如何充分利用该门学科,充分培养能够在现实生活和生产中具有较强的分析技术的学生是我们每一个教师应该思考的问题。本文从处理教材内容、教师能力提高、实验教学改进等方面就《有机分析化学》课程教学浅谈自己的观点。
一、梳理课程体系,选择章节教学
对大多数高职高专院校来说,使用具有专业针对性的自编教材还不现实。基于目前出版的《有机分析化学》课程教材专业针对性不强,内容含量大的特点,要在有限的课时限制内完成课程的教学任务,真正培养学生的实践和科学研究能力。这就要求我们在有限的时间内精讲精练,做到让学生熟练掌握理论知识和具体实践的结合。因此教师就要有选择的制订专业授课计划,力求科学性、先进性、实用性相统一。
二、根据专业特点,改进实验教学
(一)优化理论教学,增强实验教学
实验是验证课堂和教科书上所学的理论知识,加深学生对化学理论的理解和掌握,并使学会用所学的知识对实验现象和结果进行分析。通过这一实践环节,培养学生独立发现问题、解决问题的能力和实验设计水平,训练并掌握良好的实验技能,为今后继续深造和开展科研工作打下扎实的基础。《有机分析化学》这门课程是高度重视操作技能训练的学科。
目前部分高校在该门学科的课时安排上存在实验课时少于理论课时的现象。本人认为在有限总课时内对该门课程进行较好的教学,对于理论课一定要精讲,不要占用太多课时,而应该把实验课时增多,培养学生的动手能力。因为学生毕业后绝大部分都要面向社会择业。据从就业市场了解到的信息,目前社会需要的主要是应用型人才。因此依照我校实验教学现有条件,结合专业培养目标和学生的实际,在实验教学方法改革中采取多样和灵活的教学形式,以实验来培养学生的动手能力尤为关键。首先是放手让学生去做,教学时教师采取与学生平等讨论、切磋交流、协同合作的方式,形成以学生为中心的教学氛围。除了在估计学生会感到棘手的几个关键环节进行把关、审视外,实验教师对掌握了基本实验技能的学生应实行“放手”,以充分保证学生的独立自主,让他们亲自去体验、感受、摸索、发现,从中品尝艰辛、积累经验、享受成功、获取信心。
(二)打破专业界限,实行综合实验
《有机分析化学》课程是一门综合性学科。因此它的实验涉及到有机化学实验、分析化学实验、仪器分析实验、环境分析实验、食品分析实验及药物分析实验等多门学科实验。为了让学生在学习过程中变被动为主动,一些学校的化学院系尝试对实验教学进行改革,在实验教学内容和实验课程体系上打破了传统的教学体系,将实验与理论课进行剥离,把传统的化学实验课程合并,独立开设了实验化学课程起得了较为明显的成效[1-5]。我校借鉴了这些高校的教学方式,同时又根据本校现有教学条件和实际状况,开设了大实验课,将有机分析实验、仪器分析实验、环境分析实验、食品分析实验及药物分析实验溶为一大体系,设为专门的大综合实验课,让学生在试验过程中学会各门学科的融会贯通,综合处理的能力。这样不仅激发了学生全方位、多角度分析问题的能力,同时也提高了他们的分析和动手的科研能力。培养出一批适应当今竞争激烈的社会所需要的思维型、创新型、自主型、科研型人才。
三、教师博览群书,提高自身能力
古人云:授人一碗水,自己要有一桶水。这话用在我们教师的身上再恰当不过了。尤其对于刚刚踏上工作岗位上的新教师,他们对于某门专业知识掌握的较为片面,不够系统。而要教好《有机分析化学》这门学科,要求教师既要有深厚的有机化学理论知识,又要熟练掌握分析化学的各种分析方法。在此基础上再根据专业特点和教学条件及适用价值对教材进行帅选。因此教师要想在短时间内在该门学科的教学上做到灵活把握、收放自如。那需要静下心来好好地为自己冲冲电了,首先通过图书馆、书店、网络等各种途径对有机化学和分析化学的基础知识要理解透彻。然后再群览现在已出版的各种版本的《有机分析化学》教材,从中对比、总结,提炼出精华。对于与学生毕业后从业去向有关的理论与实践知识进行重点讲解及实验技能训练。
参考文献
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【关键词】项目教学法 分析化学 实训改革 运用
分析化学是我国高校化工类及生物类等相关专业的一门极具实践操作性的重要的基础专业课程,对培养我国高校学生的实践性和创造性具有极其重要的意义。分析化学实训需在强调实验问题和实际技能的基础上,应用更加规范的操作标准,从而培养学生在实际工作中认真肯干、勤劳踏实、实事求是严谨的学习态度等[1]。项目教学法作为应用于分析化学课程中有别于传统教学模式的一种更为有效的课程教学革新方法,已经成为我国高校分析化学教学中应用和研究热点方法,此方法在实际应用中虽然取得了一些成绩,但是仍然存在着一些问题,因此,本文针对项目教学法在分析化学实训改革中的应用进行了简要的分析和论述,以期在分析化学课程改革应用中提供可参考的意见。
1 项目教学法的概述
1.1 项目教学法的概念及特点
项目教学法指的是将与实际应用较为贴近的、科学合理的某些项目在教学实施过程中加以运用,辅导学生通过自身能力主动完成任务的过程。学生在完成项目的过程中,应将涉及的相关理论知识与教学实践相结合,从而有效提高学生动手能力的一种教学方法[1-2]。目前,项目教学法已经成为了流行于世界各国教育界的一种新的教育改革方法,项目教学法能将传统的学科教育的主要知识内容转化为一些相关的教学项目,通过项目教学法学生可以亲身经历和参与项目的整个开发过程。项目教学法强调的关键是学生应在教师的指导下,依靠自己能力独自寻找答案的过程,最终在实践中获得结论。项目教学法的重要特点是将学生作为教学的主体,教师则扮演引导的作用,而项目则是整个教学过程中的主线。
1.2 传统分析化学课程教学和实训中存在的问题
我国高校的分析化学课程具有很强分析检测等实践性内容,其中有关课程的实验和实训部分占的比重比较大[3]。传统教学方法主要分以下两种方式:一是将理论内容和实验内容同时进行授课。一般是先进行理论授课,然后再配合理论进行实验的操作学习,这种方式的优点就是若先进行理论知识讲解再进行实践训练,则在进行实验和实训的同时已经充分认识和了解实验原理和步骤的内容,便于理解和吸收。若先做实验,再进行理论授课则会使学生产生一定的感性认识,也便于学生对理论知识的吸收和理解。二是将理论与实验进行分开教学。理论有专门的理论教学老师,而实验操作则也有相关的实验教师进行负责,这种情况往往会导致教师对教学大纲和课程内容都有自己的理解和认识,各自负责自己的内容会使学生对学习内容产生单方面的认识和了解,不能在有限的时间内完成完整的项目[2-4]。例如,在分析化学检测试验中,溶液配制、标定和测定一般会分开进行,这就导致学生在实际操作训练时由于时间限制而导致无法独立完成完整项目的操作。此外,有些课程在实验中教师已经将教学步骤和设备准备完成,学生只要一味的根据老师提供的步骤操作即可,因而导致学生在实际工作中无法明确实验组分的具体含量等。
1.3 分析化学课程采用项目教学法的必要性
分析化学作为一门高校专业必修基础课程,其学科较其他学科在较强的理论知识的背景下同时具有更强的实践性。一直以来,我国许多高校在分析化学课程教学时过于强调理论课教学,而将分析化学实验课和实训课作为了辅助教学环节,这种重理论轻实践的教学方式直接导致学生在学习分析化学时很难消化吸收课堂教学内容,对理论知识空有想象,无法将其与实际进行联系,从而不利于高校学生对分析化学课程的学习。项目教学法不仅能使学生独立自主的进行计划的制定,并且在此基础上创建实施的机会,同时可以在一定时间范围内允许学生自由组织和实施制定学习计划。项目相关活动开始后,学生会遇到一些无法想象的困难,这时就需要自己克服和解决难题,对学生的意志品质也是一种锻炼。分析化学项目教学过程中,学生通过亲身对化工产品进行分析检测,进行职业化实践训练,对实际工作环境和特点以及相关影响因素进行认识和了解,在操作和训练中不仅培养出学生诚实守信的职业素养,同时还能锻炼学生细心耐心的职业习惯。每个有关项目实施,都是为学生能亲身参与到创造实践活动中的一个机遇和挑战,有利于培养和激发学生的学习的热情和自主性,从而使学生将课堂上学到的内容和知识应用到实践生活中。
2 项目教学法在分析化学实训改革应用中存在的问题
2.1 企业项目与分析化学课程转换之间缺少组合优化的问题
分析化学教学中的项目任务主要是根据我国各类企业质量管理部门、中心实验室及技术监督部门中一些相关的产品测试和检验活动,由于企业自身性质的不同,其在生产任务和工程操作具有较大的特殊性。应明确在企业生产实施过程将所有项目内容都涵盖于一个工作任务中是不可能的,因此,这些企业中已存在的具体项目任务模块不能单一的进行教学模式转变。我国企业项目于分析化学课程缺少优化组合是制约项目分析法应用的主要因素之一。
2.2 项目教学法实施过程中教师缺乏相关的职业经验
我国高校的教师队伍在职业行为规范、职业素养和职业习惯方面较为匮乏,师资力量建设是能够成功实施项目教学法的重要因素。目前,我国高校教师一般直接来自于高等教育院校毕业,存在着一个普遍的现象就是这些教师缺乏企业的工作经验,很多教师不知道分析化学课程的哪些内容与实际工作是相关联的,也不了解一个合格的化学检验工作需要的职业能力是什么,更加不了解有关检测的国家职业标准,所以,我国高校教师在项目教学时无法通过典型的职业工作任务来组织分析化学教学课程。
2.3 项目教学法课程教学缺少多元性的评价体系
我国高校在分析化学学科实施项目教学法时,缺乏科学、合理、高效的评价体系,项目教学法实施时应强调学生学习过程的评价,评价时对学生专业知识和相关技能掌握等方面予以重视,实际操作中还需做好操作规范、加强安全环保,同时培养团结合作精神等综合素质的人才。然而我国分析化学项目教学评价尚处于初级的探索阶段,缺少多元化评价体系,不能发挥评价机制的实施导向功能。
3 项目教学法在分析化学实训改革中的实施措施
项目教学法在分析化学教学过程中应按照六个步骤进行实施,依次为咨询、计划、决策、实施、检查、评估,这六个步骤中有关资讯、计划、实施和检查的阶段实施的主体应为学生,教师在这些阶段担任好一个辅导者的角色,这期间只有当学生遇到问题时,才应予以指导。而在决策阶段与评估阶段则需要教师的全场参与,教师必须亲自投身到每一组学生中去,并给学生提出科学合理的建议,同时应给予其公平公正的评价。以下是柠檬酸的质量检验作为进行分析化学课程实施项目教学法的例子。首先,教师应明确项目任务。教师先进行企业情景模拟,将柠檬酸的质量检验作为工作项目简介如下:某企业主要生产项目包括食品添加剂柠檬酸,因此,要求企业对生产的柠檬酸进行抽样检测,对柠檬酸进行抽样质量分析,检测某一批次的柠檬酸质量,同时制定检测报告提交于质检部负责人进行审核。测试过程中应正确使用、维护仪器设备。将检测项目与实际工作内容中所涉及的相关技术理论知识和操作规程进行引导,提出问题等。这些问题可引导小组学生自主学习教材、产品样本、操作说明书等相关学习内容。对于较为重要的教材内容和参考资料教师应直接给予教学相关内容明确的章节代码指示作为指引,从而便于学生学习和吸收相关理论知识。
其次,教师应制订和设计科学合理的操作方案。实施过程中可将学生分成小组,每组五至六个人,确定一人为小组长,然后开始采取小组长负责制,每当有工作任务或活动时都是以小组长为中心,小组长负责组织和安排工作任务,并对所要进行的工作项目进行计划和分工。小组讨论可按以下内容和步骤进行:第一,了解常用食品添加剂的类型和属性,柠檬酸的技术指标、包装、贮存和运输等的特殊要求;第二,熟悉柠檬酸的化学性质和属性,检测柠檬酸的常规检测项目、检验方法和步骤等;第三,要进行酸碱滴定分析原理的学习,熟练掌握柠檬酸含量测定的方法;第四,对各项设备仪器的操作和使用要规范,同时确定检测所需的试剂和标准溶液配置正确。教师需向学生讲解此次实施项目的目的和所要达成的目标是什么,只有充分的认识和理解所要进行的项目内容,才能有效的激发学生的学习热情和学习主动性,更加利于分析化学学习的学生清楚了解此项目真正的目的及意义,锻炼学生的综合分析能力等[4-6]。
再次,教师组织学生进行方案的实施。实施计划的设计不仅要得到分析检测的柠檬酸产品结果,同时还应加强学习和掌握专业化知识。方案实施阶段学生和教师之间应遵循自主学习与互相合作的原则。其中的自主学习是指教师不能直接将答案告诉学生,而应将一个现实存在的问题,只向提供学生提供处理问题的方法,比如,教材内容上与这一问题相关的知识点和资料等,这种方式能很好的培养学生的自主学习精神。此外,通过与同学的合作交流来培养学生的团队合作精神,使得学生踏入社会后能迅速适应工作中的协作与交流。
第四,教师与学生要进行交流评价。让已经分好的每个小组都选择一个同学作为代表宣布本小组对柠檬酸质量检验的结果如何,同时要进行理由阐述,同时让参与其中的其他小组代表进行提问,然后进入到现场评定环节。这种方式一方面能够增强学生对已经获得的柠檬酸检验项目工作成果的认识,有利于分析和解决问题能力的提升。另一方面,给予学生足够的思考时间、在实际活动中提高学生学习分析化学的主动性和积极性,培养学生使用多媒体设备,进行展示与交流,提高学生的沟通交流能力。在小组之间进行共同讨论与交流,这种方式不仅能将实际操作结果化为学习的果实,同时还为学生提供了轻松愉悦的学习环境,有效提高学生综合分析能力等。
综上所述,采用项目教学法在分析化学课程教学中的应用,将高校分析化学教学中的理论与实践教学进行融合与统一,不仅能够有效提高学生分析化学理论水平的掌握,同时采用项目教学法能将实训教学资源有效利用,便于学生掌握分析化学所需的各种仪器的使用操作和提高学生自身分析问题和解决问题的能力,并且能培养学生的创新精神以及团队精神。因此,项目教学法在分析化学实训改革中具有十分重要的意义。
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