谷春秀
北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院 北京 100023
為適應(yīng)人才市場及目前教學(xué)需要,學(xué)習(xí)和借鑒比泰克教學(xué)經(jīng)驗[1,2],進(jìn)行了分析專業(yè)課程課業(yè)式教學(xué)改革。
實驗技能是分析專業(yè)的學(xué)生必備的基本能力[3]。對實驗技能的培養(yǎng)是課業(yè)式實驗教學(xué)的重點。在課業(yè)式實驗教學(xué)中,我們將實驗技能分成操作基本功、實驗儀器設(shè)備的使用技能、實驗方案設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和寫實驗報告等幾項具體技能指標(biāo),按類別分配各項實驗所承擔(dān)的教學(xué)任務(wù),注意實驗技能的層次性。要求學(xué)生嚴(yán)格執(zhí)行國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從宏觀上,注重課程實驗,注重在教學(xué)時數(shù)和教學(xué)進(jìn)度上的有機(jī)配合,突出實驗教學(xué)全過程的聯(lián)系性和連續(xù)性;從微觀上,我們注意各項、各課實驗之間的內(nèi)容銜接,防止遺漏和重復(fù)。
分析專業(yè)實驗課程有明確完整的教學(xué)大綱,規(guī)定了要達(dá)到的能力目標(biāo)[4,5]。在課業(yè)式實驗教學(xué)過程中,要求學(xué)生對教材不但要吃透,還要掌握其內(nèi)涵,要清楚實驗所需的單元操作、反應(yīng)類型、條件控制及所需的實驗設(shè)備和藥品等,并且要使設(shè)計的實驗?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn),達(dá)到優(yōu)化實驗條件的目的。
基礎(chǔ)操作實驗,意在掌握基本實驗技能。如溶液的標(biāo)定,樣品的預(yù)處理,試劑的提純等。分析專題實驗,應(yīng)用多種實驗方法和技術(shù)來研究化合物的有關(guān)性質(zhì)和組成結(jié)構(gòu)。研究性實驗是由學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,自己設(shè)計方案,獨立開展化合物定性及定量分析測試,使學(xué)生了解物質(zhì)分析的一般程序。
課業(yè)式實驗突出了以下能力點:(1)實驗技能的綜合性,應(yīng)用多種實驗技能才能完成實驗;(2)實驗操作的獨立性,學(xué)生自己查資料、定方案,自行開展實驗;(3)實驗過程的思考性,實驗進(jìn)行有多種方法,學(xué)生可以選擇自己認(rèn)為最合適的方法進(jìn)行。
在教師的指導(dǎo)下,培養(yǎng)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的習(xí)慣與能力,如學(xué)生自己查資料,自行設(shè)計方案,自擬實驗日程表,自行實驗等;提供證據(jù)能力,如課業(yè)的過程中要查閱當(dāng)前最新的實驗方法及國內(nèi)或國外標(biāo)準(zhǔn),要求把有關(guān)理論運用于課堂,并以學(xué)生的“成果”為教學(xué)評價的依據(jù);決策能力,如對實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,學(xué)生要作出判斷;協(xié)調(diào)能力,實驗進(jìn)行過程中,需要同學(xué)間很好的合作。另外,注重加強學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)化意識。
為適應(yīng)就業(yè)的實際需要,在保證原有的測定項目的前提下,增加測定項目個數(shù)。實驗方法也在原有的定量分析、定性分析、可見分光光度分析的基礎(chǔ)上增加了目視比色分析、重量分析、原子吸收分光光度分析等。
2.4.1 訓(xùn)練學(xué)生的共同基礎(chǔ)技能
(1)獲得多樣性的技能來協(xié)調(diào)新的和多變的環(huán)境,訓(xùn)練協(xié)調(diào)性和應(yīng)變能力;(2)尊重他人的價值、看法和異議;(3)使用多樣性的科技設(shè)備和系統(tǒng)。
2.4.2 專業(yè)技能
正確理解標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),在有限的時間內(nèi)給出可靠的結(jié)論。
課業(yè)實驗由指導(dǎo)教師根據(jù)大綱要求提前做好實驗計劃,經(jīng)審批后組織實施。我們在課業(yè)教學(xué)中,將重點放在組織與指導(dǎo)學(xué)生的獨立學(xué)習(xí)上,采用靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)形式,除了必要的講授外,還輔以討論、現(xiàn)場演示、分層次教學(xué),將具體實驗分解,具體考核,充分發(fā)揮各種教學(xué)方法的綜合效應(yīng)。
由教師下達(dá)實驗課題與項目,指導(dǎo)學(xué)生制訂學(xué)習(xí)計劃,提出具體安排與要求,增加課業(yè)實驗的時間與內(nèi)容。例如:2005級學(xué)生的分析專業(yè)實驗“工業(yè)碳酸鈉的分析”[5],分析時間由原來的12學(xué)時增加到48學(xué)時;測定項目由原來的4項增加到8項;實驗方法也由原來的3種增加到6種。
采用分組討論組織教學(xué),對實驗的原理,測定操作中的重點、難點、測定過程中的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行監(jiān)控;保證結(jié)果可靠、可信的措施;有關(guān)項目的測定,數(shù)據(jù)的處理;對結(jié)果的討論與評價等。
誘導(dǎo)學(xué)生設(shè)計方法:(1)誘導(dǎo)學(xué)生查找資料,如何查找?查找哪些資料(教材、教參、化學(xué)試劑手冊、國家試劑標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)上等)?(2)在查找出的諸多與題目相關(guān)的方法中,引導(dǎo)學(xué)生分析方法確定方案。哪些方法更切合實際?方案能否實施?方案中重點思考的問題是什么?實驗的關(guān)鍵是什么?你認(rèn)為應(yīng)該如何把握實驗中的關(guān)鍵問題,而獲取合理的數(shù)據(jù)?應(yīng)用誘導(dǎo)式教學(xué)方法,通過設(shè)問,引導(dǎo)學(xué)生確定方案,解決實施過程中的問題。(3)誘導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)和實驗過程的觀察。設(shè)置問題,如何獲取標(biāo)準(zhǔn)溶液?滴定及測定條件的選擇原則?滴定過程如何控制?為什么要進(jìn)行體積校正?校正值有哪些?是如何確定的?酸式滴定管進(jìn)行校正后,分析數(shù)據(jù)應(yīng)如何處理?如何保證標(biāo)定及測定結(jié)果的可信度?在操作中是如何注意的?在測定含量及雜質(zhì)過程中應(yīng)注意哪些問題?為什么?如何保證測定結(jié)果具有說服力?
學(xué)生通過教師對方法中問題的誘導(dǎo),思考解決問題的辦法和對問題的把握,再去進(jìn)行實驗,從而做到有的放矢,較好地把握實驗中的每一個環(huán)節(jié),體現(xiàn)出真正意義上的獨立思考和獨立操作。
教師對課業(yè)實驗過程提出要求:
(1)綜合應(yīng)用分析化學(xué)的基本知識及所學(xué)知識和技能進(jìn)行化工產(chǎn)品分析;(2)鞏固分析化學(xué)基本理論和熟練化學(xué)分析操作技能;(3)提高分析問題、解決問題的能力;(4)提高語言表述和文字表述能力;(5)了解和熟練有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并初步具備按國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)獨立操作且得到準(zhǔn)確分析結(jié)果的能力,實驗結(jié)果要求準(zhǔn)確性,要求數(shù)據(jù)的平行性;(6)要求學(xué)生運用計算機(jī)進(jìn)行課程設(shè)計、處理報告,增強學(xué)生的計算機(jī)應(yīng)用能力。
要求實驗分組進(jìn)行,收集自己的數(shù)據(jù),寫出或打印出實驗報告;實驗過程及實驗數(shù)據(jù)相互評價,即不同樣品組之間的評價。教師通過對學(xué)習(xí)小組的指導(dǎo)、學(xué)生實驗過程的指導(dǎo)以及個別學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo),對實施過程進(jìn)行監(jiān)控。
分為實驗前、實驗中、實驗后具體應(yīng)提交的文件,加強實驗過程管理。在課業(yè)實驗中教師要善于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)、歸納,既要肯定成績,又要指出存在的問題,提出改進(jìn)意見與努力方向。
要求學(xué)生在實驗開始前提交有關(guān)操作規(guī)程;實驗前繪制符合實驗項目和要求的表格;實驗過程中按分析等級工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實驗操作的考核;實驗過程和實驗結(jié)束前對有關(guān)數(shù)據(jù)討論和評價,給出合理可靠的結(jié)論。
考核以自我評價和指導(dǎo)教師組綜合評價相結(jié)合的原則,對每位參加課業(yè)考核的學(xué)生進(jìn)行評價,其中有些實驗操作應(yīng)以“勞動和社會保障部培訓(xùn)就業(yè)司職業(yè)技能鑒定中心”頒布的化學(xué)分析工考核評分表為依據(jù)打分,進(jìn)而對實驗技能的掌握情況進(jìn)行考核。
本次課業(yè)考核分4級,即優(yōu)秀、良好、通過和不通過,并且有具體執(zhí)行方法。對整個實驗過程給予了全面的考核,對實驗操作、實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)果,實驗過程中要求的共同基礎(chǔ)技能和專業(yè)技能也制定了相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)。
十幾年的教學(xué)實踐證明[6,7],分析專業(yè)的課業(yè)改革有以下幾個特點:
(1)以專業(yè)綜合能力為本位,拓寬了學(xué)生的知識面。(2)以學(xué)生為中心,強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí),充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和積極性。(3)突出了學(xué)生的綜合思維能力、分析問題、解決問題等應(yīng)用能力。學(xué)生能系統(tǒng)地、靈活地運用所學(xué)知識,加深了對課程知識的理解,體會到了所學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系;鍛煉了學(xué)生運用工具書查閱資料的能力;培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、虛心好學(xué)的精神;活躍了學(xué)生思維,增強了學(xué)習(xí)氣氛;提高了學(xué)生書面及口語表達(dá)力。(4)有利于實驗室的開放。(5)加強實踐環(huán)節(jié)的考核力度。對課業(yè)的成績考核規(guī)范化。
課業(yè)式教學(xué)改革,改變了過去各類實驗自成體系,互相脫節(jié)的傳統(tǒng)模式,同時也克服了過去各專門化實驗內(nèi)容過細(xì)過窄的弊端。對增強學(xué)生現(xiàn)代實驗意識,培養(yǎng)創(chuàng)新和科學(xué)思維能力,養(yǎng)成良好的科學(xué)研究習(xí)慣均起到積極的作用。課業(yè)式實驗教學(xué)是行之有效的方法。
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