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分析化学实验教学改革探索论文

发布时间:2021-02-23 14:39:46 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):

摘要:文章深入分析了分析化学实验课堂教学中存在的问题,采取优化教材内容、加强课堂教学质量管理、改进考核评分标准、强化教学评价等措施,进行《分析化学实验》教学改革。课后,通过教学质量管理平台对教学内容及效果进行多种形式评价,并根据评价结果进行持续改进。

关键词:分析化学实验;教学质量;教学改革

本文引用格式:王晓艳等.分析化学实验教学改革探索[J].教育现代化,2019,6(83):74-75+101.

Education Reform of Analytical Chemistry Experiment

WANG Xiao-yan1,REN Xiao-hong1,ZHANG Yue1,GAO Su-hua1,JIN Xing-long2

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Tianjin;2.School of Environmental Science and Safety Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin)

Abstract:This paper analyzed some problems in the practical teaching,and proposed teaching reform methods,such as optimizing teaching material content,strengthening classroom management,enhancing the basic operation,improving the scoring standard.The questionnaire survey from teaching quality management platform showed that these methods effectively improved teaching effect.The continuous improvement was also made.

Key words:analytical chemistry experiment;education quality;teaching reform

教学质量保障体系是全面提高教学质量的工作体系和运行机制,科学的、全方位的教学质量保障体系是提高大学教学质量的重要保证。构建教师、学生、管理三维质量保障体系,促进教学管理水平的提高,从而提高教学质量。教学过程中,教学质量的载体是学生,保障教学体系运行的主体是教师。因此,教学质量不仅应保证“教”的质量,而且更应该重视学生“学”的质量。

2018年,教育部印发《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》,要求全面整顿教育教学秩序,严格本科教育教学过程管理。《通知》明确要求强化教师教学主体责任,加强课堂教学管理,严抓教学秩序,提高课堂教学质量;加强学生学习过程管理,淘汰“水课”,增加课程难度、拓展课程深度,全程管到位,努力使每一级在校生都受益。

基于我校教学评估以及教学改革的契机,分析化学实验开展教学改革,对现有教学内容、课堂教学管理方式等进行持续改进。本文对分析化学实验教学中存在的问题进行分析,针对性地提出相应的改进方法,如优化教材内容、加强课堂教学质量管理、改进考核评分标准等教学改革措施,并通过Mycos教学质量管理平台进行评价。

一《分析化学实验》教学中存在的主要问题

《分析化学实验》是化工专业本科生的一门基础课程,通常安排在一年级第二学期,与分析化学理论课同步进行。《分析化学实验》课程目标为:掌握分析技术基本原理、方法及相关实验技能;能够运用所学基本理论知识,独立或与他人合作完成分析实验项目,提高学生实验动手能力、观察能力以及分析和解决实际问题的能力。因此,分析化学实验教学存在实验课程共性的问题,同时具有分析检测课程的特殊性,具体分析如下。

首先,作为地方院校,化工学院生源来自全国各地,学生知识背景、基础操作技能参差不齐:有些学生初、高中阶段已学习过化学分析滴定操作,如江浙生源;而有些学生初、高中仅看过教师演示实验,如各省市郊县生源;有些学生却连实验室常用玻璃仪器都没见过,如西部个别地区生源。分析化学实验课程前期,学生仅学习过无机化学实验,而无机化学实验在我院仅为课内实验,学时较少,学生基础操作均未系统训练;学生对实验数据的测定意义也并不清楚,实验数据异常学生也更不可能进行深入分析讨论;且学生在多年应试教育背景下养成了“重理论、轻实践”的学习模式,课前不预习,实验“照方抓药”,有些学生甚至不动手,数据抄袭、编造,甚至有个别学生认为实验课程就是“出席一下”而已。因此,实验课堂教学管理需进一步加强,实验内容既要顾及基础较差的学生,同时也要有效提高基础较好学生解决实际问题的能力。

其次,分析化学实验内容涉及化学分析和仪器分析方法原理及其应用。分析检测作为一门实践技术,应用性较强,因此,实验内容如与实际分析过程一致,能有效提高学生解决实际问题的能力。目前我院使用多年前分析化学实验教材版本,原有教材中实验设置并不合理,如自来水总硬度的测定,实际分析过程应为EDTA溶液配制→EDTA溶液的标定→自来水总硬度的测定;而教材中却将EDTA溶液的标定设为一个实验,自来水总硬度的测定设置为另一实验。酸碱滴定、氧化还原滴定也是如此。实验内容设置将实际分析工作分割,不利于学生对分析技术的掌握,也不利于学生解决实际问题能力的培养。另一方面,原有教材中验证性实验较多,综合设计性实验较少。15个实验中,仅有一个综合实验。本人前期虽对分析化学进行教学改革,新增综合实验1项,对于我院应用化学、化学工程与工艺、制药工程和药学四个不同专业来说,1项综合实验显得有点“一刀切”,专业针对性不强,分析测试项目均未突出专业特色。特别是制药工程专业是我院的特色专业,分析化学实验中却无药物分析综合实验项目。因此,设计不同专业特色的综合实验,应是教学改革的重点。

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最后,实验教学中实际样品测试项目较少,化学分析中仅自来水、食用碱为实际样品测试。学生对分析检测的理解存在局限性,不能掌握样品分析数据变化现象背后的科学意义,更不了解分析技术对后续学习和未来实际工作的指导意义。另外,原有教材中均无样品前处理步骤,对学生解决实际问题能力的培养有一定的局限性。因此,为有效提高学生解决实际问题的能力,样品的选择应尽可能增加前处理过程。

二 解决问题的思路

教学改革通过教学过程中各个环节的质量管理和控制,提高课堂教学效果,使学生真正“学到”相关分析理论和实践,提高其解决实际问题的能力。解决思路和方法详述如下。

(一)优化教材内容

首先,原教材中第一个实验天平练习、滴定练习操作各为一学时,课堂教学时间短;新教材中新增一学时,教师逐个学生辅导,学生基础操作进行考试,考核规范后进行样品分析,确保其基础操作规范,测定数据有效;同时,讲解规范操作的实际意义,使学生了解操作规范的重要性,为后续化学分析和仪器分析打下良好基础。

其次,原有教材中将酸碱、络合、氧化还原滴定中标准溶液标定和样品测定分为两个实验,新教材将此部分内容分别合并,使得化学分析滴定实验过程与实际分析检测流程一致;分析方法与步骤尽可能采用国标方法,与实际分析检测流程一致。

另外,增加现有仪器的利用率,如原有教材中紫外可见分光光度计仅为邻二氮菲测实验使用;优化教材后,三个综合设计实验均增加紫外-可见分光光度法测定项目,使学生多次练习,熟练操作仪器,掌握常见的仪器分析方法,同时也提高了现有仪器的使用率。

最后,增加综合设计实验内容比例,增加药物分析综合设计实验,将中国药典引入本科教学,通过市售甲硝唑有效成分的分析、银杏叶中总黄酮类物质的测定,并通过紫外可见分光光度法和液相色谱法进行检测,比较两种仪器分析方法的实验结果,使学生了解国家药物分析标准及分析流程,了解分析技术提高惠及大众,增强学生学习兴趣,提高制药、药学专业学生解决实际问题的能力,对于应化、化工专业学生能力也有所拓展。同时,甲硝唑、银杏叶样品前处理过程也由学生动手实践完成,加强学生对实际分析检测工作流程的了解,有效提高学生解决实际问题的能力。对于应化、化工专业学生开发未知固体、液体样品的分析检测综合实验,学生从定性分析到定量测定、从实验方案设计到团队合作完成分析任务,不仅让学生真实体验分析工程师日常工作流程,而且使学生理论联系实际,有效提高学生解决实际问题的能力。

(二)加强课堂教学质量管理

原有教学模式通常都是教师讲解实验原理、步骤等,学生进行实验。教改后,每堂实验课前,增加基础操作练习环节,有效强化学生操作的规范性;同时,复习上一节课的知识点及操作要领,反复强化。教师在讲授基本原理和实验步骤后,依据不同分析任务,设置称量、移取、标定、测定等考核环节,对每一环节设置操作规范细节要点,实习分步考核管理,督促学生认真完成实验,提高课堂教学效果。教师在学期初始,学生进行实验的同时,及时纠正学生的错误操作,有效避免学生错误操作形成习惯,提高样品分析的准确性。另外,独立完成的实验考核根据个人操作进行评分,小组完成的实验根据小组成员操作综合评分,错误累积扣分,学生在学习基础操作和进行相关实验过程中,相互督促学习,对错误操作相互提醒,不仅课堂教学质量大幅提高,而且也有效提高学生的团队合作意识和能力。

(三)改进评分标准

分析化学实验课虽与分析化学理论课同步进行,但学生往往会将实验相关理论知识忽略,理论不能与实践有机结合;有些学生不注重实验过程,认为实验课就是抄抄实验报告而已,个别学生存在实验数据抄袭。另外,无论平时成绩和实验报告评分标准也并未科学、规范化设置。本次教学改革采取增加阶段性考核,将相关实验原理与实践操作进行笔试,促进学生相关理论知识的学习。同时,细化平时成绩考核评分标准,不同实验的平时成绩根据分析任务的特点,分设称量、移取、标定、测定等环节进行评分,对学生实验过程进行质量控制,有效提高学生实验过程中操作的规范性以及数据的准确性,使学生进一步理解分析检测工作的特点。最后,将实验报告评分标准化、规范化。如实验数据分值合理设置,滴定体积结果通常要求报出两位小数,滴定体积控制在30.00mL左右,其分值设为4分,学生少一位有效数字扣一分,从而提高学生对数据记录的重视程度,进而提高其分析检测结果的准确性及有效性。

(四)强化教学评价

专业认证强调合格评价和质量持续改进,因此,教学过程中充分利用Mycos教学评估软件,对学生进行问卷调查。课前,对学生初、高中基础理论知识、学习兴趣、基础操作、安全知识进行问卷调查,针对学生不足之处,适当增加基础知识及操作的讲解;课中,根据不同分析技术的理论知识和实验内容,进行即时评价,及时了解和掌握学生学习情况反馈,对于学生掌握效果较差的知识点,进行重复讲解,确保教学质量;课后,对学生学习的总体情况、实验条件、教师满意度以及建议等进行问卷调查,根据学生问卷结果进行后续教学的持续改进。

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三 结语

分析化学实验通过优化教材内容、加强课堂教学质量管理、改进评分标准、强化教学评价等措施,有效提高了分析化学实验课堂教学质量。学生通过分析化学实验的学习,掌握化学分析、仪器分析技术基本原理、方法及相关实验技能;能够运用所学基本理论知识,独立或与他人合作完成分析实验项目。麦克斯教学管理平台问卷结果表明,99%学生认为分析化学实验利于理论知识的理解与掌握,95%学生认为实验课程有助于实操/动手能力的提升;移液管基础操作由原来正确率低于50%提高到88%;滴定操作规范率高于90%,学生对分析化学实验教学满意度较高。实践过程中也发现教学内容和教学管理仍有不足之处,如不同专业综合实验内容仍为一刀切,课堂考核评分标准仍有不够规范之处。今后,分析化学实验仍应通过进一步优化教材内容、加强课堂管理等措施的实施,持续改进《分析化学实验》教学。

参考文献

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