淺析分析化學(xué)與實驗教學(xué)改革

時間:2022-11-19 10:07:38

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淺析分析化學(xué)與實驗教學(xué)改革

摘要:在分析化學(xué)的現(xiàn)狀和一些現(xiàn)有的改革提議之上,提出關(guān)于分析化學(xué)及實驗的一些改革建議。通過調(diào)整理論課和實驗課的比重;本質(zhì)上改變實驗內(nèi)容、層次;嘗試增加實驗室的開放;重新考慮教材的選取、編寫問題;過程引入對學(xué)生的綠色化學(xué)意識的教育等,令學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中充分掌握基本知識,進而開展創(chuàng)新嘗試。

關(guān)鍵詞:分析化學(xué);改革;綠色化學(xué);創(chuàng)新

分析化學(xué)作為一門在化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)中廣泛開展的基礎(chǔ)課,其作用不光體現(xiàn)在大學(xué)各類實驗中都能看到它的身影,更重要的是很多學(xué)生畢業(yè)以后所從事的各類工作也都將用到分析化學(xué)的知識。更有甚者,將分析化學(xué)比喻成現(xiàn)代工業(yè)的“眼睛”[1]。分析化學(xué)在學(xué)習(xí)、生活中的重要性以及近年來凸顯的關(guān)于分析化學(xué)實驗中驗證性實驗過多的詬病,決定了對于分析化學(xué)以及實驗的改革的必要性。近些年來,關(guān)于分析化學(xué)改革提出的比較多的是關(guān)于三段式實驗?zāi)J浇虒W(xué)的強調(diào)綜合性實驗的開展和考核辦法的改進[2-3],寄希望通過學(xué)生求知的本能來調(diào)動學(xué)生的主動性,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這樣的觀點,出發(fā)點是極好的,目的也是十分明確的,但卻沒有考慮到學(xué)生和教師的水平、素質(zhì)因素,忽略了學(xué)生要為這樣的綜合性實驗耗費大量的課前預(yù)習(xí)時間,而大一大二的課程卻又是過多,課余時間十分緊張。這便犯了拋開條件談反應(yīng)的錯誤。本文結(jié)合前人關(guān)于分析化學(xué)改革的精粹和作者的想法,更進一步探討關(guān)于分析化學(xué)及實驗的改革途徑。

1分析化學(xué)及實驗的特點和現(xiàn)狀分析

分析化學(xué)根據(jù)分析的方法可以分為化學(xué)分析和儀器分析兩大類。其中儀器分析依賴各類昂貴儀器,原理復(fù)雜,涉及到的知識點繁多,理應(yīng)首當其沖成為我們今天改革的著重點。①在分析化學(xué)的開設(shè)過程中,大部分高校是按照理論課和實驗課1∶1平分課時的。更有一些學(xué)校對于實驗課程的不重視,采用理論課程間隙穿插實驗教學(xué)或者理論和實驗教學(xué)不在同一學(xué)期同時進行的方法。②在實驗過程中也體現(xiàn)高校對于這類基礎(chǔ)性學(xué)科的實驗的不重視性。例如被人廣為詬病的驗證性實驗過多,就說明了高校引進實驗方案的時候并沒有仔細考慮整體的實驗效果以及對學(xué)生能力的影響,盲目地跟著大潮流走了。③教師對于學(xué)生課前準備的要求不夠,導(dǎo)致學(xué)生在沒有提前預(yù)習(xí)的情況下就進入實驗室,拿到老師準備好的方案后,只會一字一句照著看下來,一步一步照著做下來。到頭來,學(xué)生對于這步操作是為了什么,完成這一步后接下來要做什么都是一頭霧水。④實驗的考核十分單一,大都憑借著一紙實驗報告和與他人分辨度不高的實驗數(shù)據(jù)來評定最后的分數(shù)。這也就給了學(xué)生渾水摸魚的空間。⑤由于學(xué)生課程多,時間緊,實驗又一般安排在周末或是本專業(yè)課程稀少的時候。占用周末休息時間,學(xué)生和老師都有提前下課的想法,使得實驗總是不能達到教綱里要求的學(xué)時。⑥儀器分析中的儀器昂貴,便限制了高校對儀器的購買量以及影響到每個學(xué)生實際的上手操作。⑦學(xué)生在實驗沒有成功的時候,很難再有機會進入到實驗室中重新做實驗,導(dǎo)致大量知識點的空缺。⑧如今綠色化學(xué)的想法既是十分成熟的,也是深入人心的。作為大學(xué)生,應(yīng)當在剛進入實驗室之際便接觸到這樣的理念。但是學(xué)生的綠色意識仍是十分薄弱,試劑藥品鋪張浪費,廢液廢料不按規(guī)定處理的現(xiàn)象時有發(fā)生。

2分析化學(xué)課程安排改革

梅貽琦[4]在《大學(xué)一解》中談到大學(xué)生到底應(yīng)該注重學(xué)識的廣泛還是注重學(xué)識的專深問題上說道,“…重心所寄,應(yīng)在通而不在?!?,“通識之授受不足,為今日大學(xué)教育之一大通病…”??梢?,大學(xué)的目的是為了讓我們學(xué)到多而廣的知識,不是像研究生那般對某些領(lǐng)域刻苦的鉆研。同樣,借此理,大學(xué)期間學(xué)習(xí)的分析化學(xué),是作為一門基礎(chǔ)課程。且鑒于分析化學(xué)廣闊的應(yīng)用范圍,筆者認為,分析化學(xué)這門課程反倒應(yīng)該重視實驗,而適當?shù)厝ト趸恍├碚撜n程的講授。前人提到的許多關(guān)于分析化學(xué)改革的優(yōu)秀建議,在今天看來實施者寥寥,為什么?為學(xué)生的改革,倘若不以學(xué)生的角度來看待,便就失去了實行的土壤。優(yōu)秀的改革方案層出不窮,其中不乏真知灼見,但是當大家都在談?wù)摗笆谌艘詽O”[5]時候,是否有人意識到單單這一門課的準備要花費大一學(xué)生多少時間,而在繁多基礎(chǔ)課程的大一大二學(xué)年時間又有多緊張。況且進行設(shè)計實驗,實驗從層次上來說就像是大四的畢業(yè)實驗了,學(xué)生需要查詢文獻,需要十分頻繁地同老師交流。牽一發(fā)而動全身,情況并不會像想象的這樣簡單。但總體是關(guān)于時間的問題,是關(guān)于課程安排的問題,解決這個問題也就解決了當前的大多數(shù)問題了。下面是筆者的建議。既然現(xiàn)在普遍認為現(xiàn)在實驗中驗證性實驗過多,而增加設(shè)計性實驗、綜合性實驗又是一個好的解決途徑。那么可以嘗試將高年級才開設(shè)的文獻檢索提早粗略講授,達到可供學(xué)生查閱文獻的程度即可。這樣開設(shè)綜合性實驗的基礎(chǔ)準備也就有了。改變實驗課和理論課的比重,嘗試在實驗課開始前集中開設(shè)少量理論課,講解一些必要的知識點。在實驗課上再抽出一些時間稍微詳細講解一些本次實驗的要點。剩下的時間交由學(xué)生,老師只根據(jù)實驗出現(xiàn)的問題再開設(shè)理論課程重點講解。就是這樣一套“實驗為主,實驗中穿插理論教學(xué)”的模式是我們本次改革大體框架。這樣便做到在不改變分析化學(xué)現(xiàn)有學(xué)時的情況下,只調(diào)節(jié)理論和實驗的比重,使得學(xué)生有充足時間完成后續(xù)的改革項目。

3教學(xué)內(nèi)容改革

改革的主要目的是一改驗證性實驗下的學(xué)生積極性不高,教學(xué)效果差的情況。擬采用增加綜合性實驗的方法,但也需要一個循序漸進的過程。在廣受好評的三段式實驗教學(xué)模式之上,根據(jù)現(xiàn)在學(xué)生的情況,做一些改進。第一階段,花費較少的學(xué)識,通過一些基礎(chǔ)的、經(jīng)典的實驗,鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識和操作。第二階段,增加實驗中所需要的計算來加大實驗的難度,增多各類儀器的使用。這個階段可以讓學(xué)生初通分析化學(xué)的大概原理,了解大部分實驗儀器,所花學(xué)識理當稍多一些。第三個階段,老師挑選幾個大致方向,學(xué)生抽簽,根據(jù)所抽選的方向查閱文獻,跟老師交流后確定最終題目,難度可視時間寬裕程度和學(xué)生自身水平而定。此階段便像畢業(yè)實驗?zāi)菢?,作為一個綜合性的實驗,對學(xué)生所學(xué)的分析化學(xué)知識有個全面的考察。

4考核方法改革

現(xiàn)階段對于這種基礎(chǔ)實驗的考核方法實在單一,因為傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗中大多數(shù)都是驗證性實驗,實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)都早已記錄在案,學(xué)生實驗的成功與否和它們一加比較即刻了然,這樣一定程度上就不需要復(fù)雜的考核方案。但是引進綜合性實驗后,考核方案的改進又成了必然的事情。不同于單純的驗證性實驗的已知性,綜合實驗中充滿了不確定,學(xué)生通過努力也都不見得一定能做出想要的成果。所以考核中引入各項對于實驗過程的評價,對于實驗創(chuàng)新性甚至可行性的評價,適當減少實驗結(jié)果所占最后評估的比重,讓學(xué)生在立題和準備實驗方案的過程中就能學(xué)到東西。這樣也就達到了當初開設(shè)綜合性實驗的目的。

5開放實驗室的改革

高校資源有限,而學(xué)生數(shù)量眾多,分批次仍舊不能很好解決儀器的短缺問題。那么在學(xué)生結(jié)束實驗后,特別是沒有做出成果的情況下,學(xué)生想要繼續(xù)使用實驗室就更加不可能了。開放自由實驗室的建議早有人提出。但是儀器畢竟昂貴,管理稍一放松便可能帶來較大的損失,使得開放的顧慮增多。進過前文的分階段,筆者認為這方面的改革可以對要進行大四畢業(yè)實驗和已經(jīng)進入綜合實驗階段的學(xué)生開放實驗室。并嚴格登記使用情況,派指定人員管理,例如在實驗室里進行科研工作的研究生。有條件的學(xué)校在更新實驗室儀器時,可以將淘汰下來的儀器組成一個實驗室,專門供學(xué)生反復(fù)操作使用。

6教師綜合素質(zhì)的提高

不論在哪塊領(lǐng)域進行改革,工作都會進行得像一個巨大的傳動裝置,需要有加入動力的設(shè)備,同時也需要有將動力輸出到別處的裝置。而教師就是這一環(huán)節(jié)上最重要的齒輪。有人比喻學(xué)校是個大水池,老師是大魚,學(xué)生是小魚。小魚什么都不知道的時候只會跟著大魚游。所以老師的一言一行對于學(xué)生都是深遠的影響的。想要學(xué)生在分析化學(xué)的學(xué)習(xí)中鍛煉出創(chuàng)新能力,那么老師也須有創(chuàng)新的想法和能力。想要學(xué)生在實驗中進行綠色的化學(xué)實驗,那么老師也須明了綠色化學(xué)的原則[6-7],知道怎么通過相關(guān)反應(yīng)的集成來實現(xiàn)原子的經(jīng)濟性,以便將學(xué)生向這方向引導(dǎo)。

7結(jié)語

分析化學(xué)教學(xué)改革是順應(yīng)時展的必然要求,本文以分析化學(xué)的課程安排改革為核心,涉及教學(xué)內(nèi)容、考核方法、開放實驗室以及教師管理方面的改革。力求從學(xué)生的角度出發(fā),將分析化學(xué)及分析化學(xué)實驗設(shè)計更加合理,使得學(xué)生既掌握了基礎(chǔ)知識,又鍛煉了創(chuàng)新能力。同時寄希望教學(xué)的改革能反過來推動分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。

參考文獻

[1]劉紅霞.分析化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與改革思路[J].廣東化工,2015,42(2):131.

[2]許晶,徐寶榮.分析化學(xué)實驗教學(xué)的改革與實踐[J].實驗室科學(xué),2010,13(1):33-34.

[3]馬志玲,黃濱,鄒小勇,等.以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為目標的分析化學(xué)實驗教學(xué)改革[J].大學(xué)化學(xué),2003,18(5):15-18.

[4]梅貽琦.大學(xué)一解[J].清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1941.

[5]陳旭,雍克嵐.儀器分析實驗教學(xué)的改革[J].實驗室研究與探索,2009,28(4):118-121.

[6]朱清時.綠色化學(xué)[J].化學(xué)進展,2000(4):410-414.

[7]王大偉,趙寧,楊斌,等.綠色化學(xué)理念及其應(yīng)用[J].綠色科技,2014(6):217-218.

作者:孫圣智 朱觀鑫 王大偉 單位:1.山東省鄒城市第一中學(xué) 2.江南大學(xué)