以培养学生职业技能为目标的分析化学实验教学改革

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  摘要:针对高职分析化学实验教学现状,探索改革分析化学实验教学的新方法。加强学生基本操作技能培养的同时,阐述了设计方案型分析实验和创新型实验在实际教学中的应用和体会;在学生掌握一定的理论和基本实验技能的基础上,按照专业培养目标,有目的、有计划的创设出分析检验员逼真的工作情境,让学生独立完成实验,充分体验真实的工作情境,激发学生的自主学习兴趣,有效培养了学生的岗位操作能力,为培养高素质的分析测试人才打下良好的基础。
  关键词:分析化学实验 教学模式改革 职业技能
  
  随着经济的快速发展和社会分工的细化,高职院校食品专业的学生毕业后会有相当一部分到工厂中从事分析或检测工作,因此在高职院校分析化学实验的教学中,着眼于培养学生的职业技能.使之具有良好的生产过程监测、产品质量控制、三废物质检测等化学分析实际岗位工作能力就显得十分重要。而现有的分析化学实验教学中还存在着缺乏科学的思维训练和创造性的激励等问题,仅满足于让学生学会使用一些仪器,掌握一些操作技能,或是“照方抓药”式的实验来验证已学习的知识,造成学生在实验中缺乏主动性,不利于有效地培养和提高学生独立分析问题和解决问题的实际能力,缺少将来从事专业岗位工作所应具备的专业技能。
  为适应社会对“技能型”人才的需要,我们在总结多年分析化学实验教学经验的基础上,改革了传统的实验教学模式,在注重基本操作技能培养的同时,探讨了基于培养学生的实践技能和职业技能的新型设计型实验、创新型实验教学模式,并通过在实验教学过程中创设多种职业情境,为学生提供学习锻炼平台,培养学生的职业素养,在实践中得到了许多有益的成果。[1-4]
  1 加强基本操作技能的培养
  分析化学实验的基本操作技能是学生实验能力的基本功,也是今后从事化学分析工作岗位的重要基础。这部分基本操作技能包括玻璃仪器的清洗,分析天平的使用、各种滴定分析法的应用及滴定管、移液管、吸量管、容量瓶等仪器的基本操作,分光光度计的使用等。在培养学生掌握基本操作技能的同时,还要培养学生良好的实验习惯和工作作风。传统的教学方法使学生对教师产生依赖性,实验课前不预习,实验时不思考,实验后不分析,经常出现实验原始数据随意记录,台面不够整洁,实验报告凑数据等现象。学生对实验的热情和兴趣不高,难以激发学生的学习积极性。针对这些现象,我们采取如下改革措施:
  1.1 加强课前预习
  要求每个学生做好课前预习,书写预习报告,做实验时只带着预习报告,不允许带课本,并且做实验前,通过提问的方式考查学生的预习情况,通过对操作过程中细节问题的思考,培养学生独立思考、分析并解决问题的能力。
  1.2 让学生参与实验准备过程
  在以往的实验教学中,每个实验所用到的实验试剂都由老师准备,学生按照实验步骤“照方抓药”,学生只是完成了分析项目流程的后半段,仅掌握了一定的操作技能,但是并没有掌握完整的岗位技能,不利于学生职业能力的培养。
  在新的教学模式下,我们根据实验的要求,选择一些标准溶液由学生自己配制,学生计算出药品的用量,并按要求配制溶液,然后选择基准物质标定其准确浓度。通过参与配制实验试剂,学生进一步了解了试剂的性质和特点,巩固了理论知识。从实验试剂的配制到实验仪器的准备再到实验项目的进行,学生自主进行了整个分析实验项目的全部操作过程,实现教学与工作岗位的零距离接轨。
  1.3 规范学生的基本操作
  规范的基本操作是得出正确分析结果的前提,是一个合格的检验员必备的条件之一,也是学生在实验课中必须掌握的内容。仅仅通过教师在讲台上边讲边操作,一些手部的细小动作学生不容易看清,听讲容易走神,很难给学生留下深刻的印象,操作时也常常出错。为了解决这个问题,我们在实验课上让学生观看有关基本操作的幻灯片和视频,通过特写镜头展现细节动作。学生们观看幻灯片和视频,大体知道了应该怎样操作,但这并没不足以让他们留下非常深刻印象,在实验过程中,动手操作时仍然存在想当然的现象,操作还是存在不正确的现象,为了加深学生的印象,我们在学生实验过程中来回巡视,对错误操作进行纠正的同时,也将学生的操作场景用照相机拍下来,通过多媒体播放给学生看,这些操作有些是规范的,要求学生学习的,有些是不规范的,要求学生找出不规范的地方,并且加以改正。因为视频中的形象正是自己身边的同学,所以学生的兴趣很高,纷纷提出自己的意见,规范错误操作,通过回忆自己的操作与视频图片进行对照,学生对自己或其他同学的错误操作印象非常深刻,在下次进行该操作时,会自然而然地想起看过的视频图片,从而规范自己的操作,真正的掌握操作要领。
  1.4 对学生的实验结果严格把关
  实验结束后学生要将自己的原始数据给老师确认,书写实验报告时除了要清楚的写出实验目的、实验原理、实验步骤外,还要对实验数据进行处理计算,并对自己的分析结果的精密度进行评价。老师及时组織学生总结实验情况,同时对实验中出现的异常数据引导学生正确分析,找出原因以便在今后的实验操作中注意。实验报告的完成有助于学生能真正理解和掌握理论知识,提高分析问题和解决问题的能力。
  2 开设设计型实验
  2.1 设计型实验教学模式的核心及创新点
  设计型实验旨在培养和考核学生运用理论知识及实验方法自行设计实验的能力和独立操作的能力。在设计方案型实验中,我们摆脱了教师“填鸭式”授课,学生被动学习的情形,在重视基础实验的基础上,开创性的向学生提出实验题目和要求,把实验的主动权交给学生,让学生综合运用所学的知识,自行设计实验方案,这样不仅能使学生强化基本操作技能,提高动手能力,而且使学生的科学素质及实践能力得到进一步加强,对提高学生分析问题、解决问题的能力有很大帮助,也为他们以后走上工作岗位,从事分析工作打下良好的基础,
  2.2 设计型实验教学方法
  2.2.1 教师讲解范例
  教师结合本地企业生产中的某一个具体分析案例,讲解设计型分析实验的主要方法和设计思路,引导学生如何查阅并找到适合的分析原理、条件、步骤并最终达到实验目的。
  2.2.2 教师提出设计题目
  教师精心选择一些贴近生活且学生比较感兴趣的分析化学设计实验的题目,此类题目教材中没有现成的参考答案,旨在培养学生综合运用所学的理论知识和基本操作技能去分析问题和解决问题的能力。
  题目应难度适中,尽量给学生留出自行设计的空间。如果题目难度不够,学生们不需查阅资料和深入讨论,这样就失去了挑战性,激发不出学生们潜在的创新意识;但难度如果过高,与学生的知识水平和思维能力相差过大,又会使他们感觉无从下手,挫伤其学习积极性。
  题目还应有一定的综合性和灵活性。在前面的基础实验教学中,学生已经掌握了单一的分析方法(如酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法等),在设计方案型实验中,题目就不能拘泥于一种分析方法,而是应该尽量覆盖几种分析方法,让学生尝试综合运用。如题目:益生菌饮料中的酸度和钙含量的测定,就需要运用两种分析方法,先由酸碱滴定法测出酸度,再用配位滴定法或氧化还原滴定法测得钙的含量,这种要求学生对所学过的分析方法灵活运用的实验方案,有利于学生综合能力的培养。
  此外,教师应准备一定数量的选题,以便学生有较大选择余地。
  2.2.3 学生设计实验方案
  由学生自行选择个人感兴趣的题目,通过查阅文献资料和学习相关学科理论来设计实验方案。设计出的方案要求包括:①所采用的方法原理,即化学反应式、指示剂、取量范围、测定条件、计算式。②所必需的试剂药品,即试剂的种类、名称、浓度、用量等。③完成实验所必需的仪器名称、种类和规格。④分析方法的详细操作步骤、实验关键和注意事项。
  通过组织学生课堂讨论,引导学生各抒己见,采用学生上讲台的互动式教学方式充分辩论,修正设计分析方案,提倡学生之间的交流,允许学生标新立异,尝试不同的分析方案,同时教师在学生方案设计中给予必要的指导,使学生在动手做实验之前,对自己设计的方案进行补充与修正,对所做实验的方法和操作中的注意事项及成败的关键做到心中有数。
  在学生设计实验的过程中,培养了查阅资料及灵活运用文献的能力,使学生开阔了眼界,拓宽了知识面,活跃了思维,增强了获取信息的能力。
  2.2.4 学生完成设计实验
  学生根据自己设计的分析方案,在实验室中自己安装仪器、处理样品、配制标准溶液、标定标准溶液,进行实际测定。实验全过程由学生独立完成,改变了实验员配好药品,准备好所用仪器,学生只进行测定的单一实验教学方法,培养学生较强的实验技能,极大地提高了学生独立完成实验的能力,而且在实验过程中,学生必须真实地记录各种实验现象和数据,最后呈上一篇完整的实验报告,这对培养学生一丝不苟的作风和严谨的科学态度也是非常有效的。
  2.2.5 对分析结果进行总结
  教师和学生最后一起进行设计方案小结,分析设计方案的优缺点。对较好的设计方案可以给予表扬,对不成功的方案进行分析,总结经验教训,这样做不仅提高了学生综合运用各种实验方法和实验技能的能力,更重要的是引导学生在实验过程中不断思考问题,拓宽知识面,使学生综合运用所学的知识、独立思考、独立工作的能力得以提高。
  3 行动导向情境教学
  情境认知理论认为,人类所有的知识都是人的活动和情境互动的产物,背景和情境有利于意义的构建并促进知识技能和体验的连接。当学习被镶嵌在运用该知识的社会和自然情境中时,有意义的学习才有可能发生,所获得的知识才是最有力和最有用的。
  3.1 创设问题情境
  通过一系列问题的提出,使学生与学习内容之间有一种“似曾相识”的感觉,从而将学生引入到情境中,唤起学生强烈的认知需求和情感需求,进而使学生产生学习的需要。
  通过创设问题情境,让学生在发现问题,解决问题的过程中,培养对学科的兴趣,发展学生的创新能力。
  3.2 创设工作情境
  在模拟的工作情境中亲身体会到所学专业在现实生活中的存在和作用,明确学习的目的和意义,学生在工作情境中综合运用所学习知识,解决问题,在模拟情境中认知世界不断得到丰富。
  在实验教学中安排了与实际生产相关的分析项目。结合《分析化学》的教学内容,针对学生毕业后从事粮油和食品的检验工作,我们创设了一定的工作情境,例如对油脂中酸值的测定,利用脂肪和脂肪酸能溶剂于有机溶剂的特征,用中性乙醚—乙醇混合溶剂溶解油样和其中的游离脂肪酸,再运用酸碱滴定法用碱标准溶液对其进行滴定,根据油样质量和碱液消耗的体积计算油脂酸值。通过创设工作情境,让学生熟悉生产、检测等部门所用到的化学分析仪器,了解其使用方法,增强学生对实际的分析检测过程及分析检验工作的感性认识,从而加深对课堂教学内容的理解和专业业务范围的认识,激发学生自主学习专业知识的热情。
  4 开设创新型实验
  随着知识的积累和实验技能的提高,有些学有余力的学生想尝试自己感兴趣的实验,他们对科学技术有着较强的求知欲,个性好强,喜欢接受挑战,对这部分学生可以予以鼓励并给机会让他们创新。由老师列出一些實验项目或研究课题,例如:方便面产品的相关质量理化检验(包括酸值、氯化物、过氧化值、碘呈色度等)、谷物中钙含量的测定、气相色谱分析脂肪酸的组成等,学生根据自己的兴趣选择题目也可以自选题目,自愿结合,组成化学实验小组,利用课余时间自行研究、独立操作,来完成自己感兴趣的实验(实验室全天开放,并有辅导老师)。创新型实验给学生提供了相对独立的思考空间和行动空间,允许学生“思考-尝试-失败-探索”,大大提高了学生分析问题、解决问题的能力和创新、综合能力,把“填鸭式”实验教学转变为“主动探索式”实验,激发了学生的创新意识,促进学生的个性发展,真正做到因材施教,使分析实验室成为培养学生综合能力和创新人才的基地。
  5 改革效果评价
  经过一定的探索,我们对食品专业的学生进行分析化学实验教学试点改革,取得了良好的预期效果。新的教学模式提高了学生的学习兴趣,学生从被动学习转变为主动学习,对知识的理解、掌握和自学能力大大提高;同时,学生的动手操作能力、思考能力、创新能力和职业素养明显提高,对培养出适合社会发展需要的高素质实用性人才具有一定的指导意义。
  参考文献:
  [1]研究型设计性分析化学实验改革与探索,陈怀侠,蔡火操,黄建林,李跃英,实验室研究与探索,2007,26(8).
  [2]情境教学法在高职《分析化学》教学中的运用,王安群,欧阳文,职业教育研究,2008,10.
  [3]高职院校情境教学法的应用刍议,石增业,兰州学刊,2008,6.
  [4]高职高专学生化学实验能力培养的实践与探索,麻昌爱,中国成人教育2009,6.
  作者简介:
  李艳敏,女,1961;籍贯:山东蓬莱,汉族,学士学位,副教授;研究方向:分析化学。
  基金项目:本文是山东省高等职业院校基础课程教学改革课题(编号GB201009)的部分研究成果。
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