前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇分析化学在食品中的应用范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
Applied undergraduate food major "inorganic and analytical chemistry"
Curriculum Teaching and Experience
ZHANG Wen-li1,2 ZHANG Jian-ping1,2* CHEN Shang-long1,2 WU Yong-hua1,2 YU Nan-nan1,2
(1. School of Food Science and Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221018, Jiangsu Province, China;2. Key Laboratory of Food Resources Development and Quality Safety, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou, Jiangsu 221018, China)
【Abstract】The article mainly introduces the teaching process and experience of the subject basic course "inorganic and analytical chemistry" in the subject of Application-oriented Undergraduate food specialty. The author puts forward the measures and methods to improve many problems in the new students' weakness in the course, content of courses and limited courses hours.
【Key words】Application-oriented Undergraduate; Food specialty; Inorganic and Analytical Chemistry; Subject Basis Courses; Teaching
“?o机及分析化学”是将无机化学和分析化学两门课程整合为一的课程[1-3],这门课程不仅是化学专业的必修课,同时也是近化学专业如食品、环境、生物、医药、材料等专业的学科基础课[4]。因此,学好这门课程至关重要。对应用型本科食品专业[5-9]来说,这门课程的教学要做到重视基础内容,敢于摒弃、整合旧内容,及时补充新理论知识,让学生所学知识能应用到后续专业课的学习和实际生活中。随着近年应用型本科食品专业基础课程教学的改革,“无机及分析化学”的课程[10-12]教学现状如下。首先,该课程的课时数相比以往有所减少,目前我校食品专业无机及分析化学有64学时(不包括实验)。课时数减少的同时食品专业所需的相关化学学科基础知识并没有减少,这在一定程度上加重了教学难度。其次,我校食品专业学生来自全国各地,除了高中时期专门参加过化学竞赛的同学基础稍好,其他同学的化学基础知识相对薄弱。这对于教师讲课的内容和教学设计有一定的挑战。再者,该课程是食品专业的学科基础课,开设在大学的第一学期,该课程与“生物化学”、“食品化学”等课程联系比较紧密,该课程的学习效果直接影响后续专业基础课的学习。最后,应用型本科食品专业的学生需要掌握好无机及分析化学理论知识的同时也要有熟练的实验操作技能。因此,教好和学好无机及分析化学对食品专业新生的学习兴趣、知识积累和科研素质培养非常重要。
本课程的教学要完成教学任务,更要为食品专业的学生打下扎实的化学基础。结合自身的实际教学来说,该课程总体教学的时间紧,内容多,任务重。这就要求我们能根据学生的具体情况和专业的要求,提出教学目标,以此来安排合理的教学。下面我将结合自身的教学过程,从几个方面谈谈应用型本科食品专业无机及分析化学课程的教学目标、教学内容、教学方法及课程教学的体会[13-18]。
1 教学目标
“无机及分析化学”是食品专业本科生的重要学科基础课。该课程的教学以教师课堂讲授为主,课堂提问、课后练习和实验课为辅。该课程安排在第一学期,是学生进入大学后的第一门学科基础课,现总学时 64学时,每周 4 学时。课程教学开始前,需要了解学生的相关化学知识学习状况: 该门课程所教授的知识点,学生在高中阶段接触过,但不够系统和深入,除非参加过竞赛的同学。所以说,学生整体化学知识薄弱。鉴于现状,整个课程中无机化学部分比例稍大,占36个学时,分析化学占28个学时。具体目标有以下几个方面:首先,该课程能培养学生具有分析、处理一般无机与分析化学问题的初步能力,同时培养学生严谨细致、实事求是的科学作风。其次,该课程要求学生对课程中知识的重难点明确掌握,课后作业题独立完成。再者,涉及该课程的具体内容有:让学生重点掌握平衡的原理、溶液中的各种化学平衡及其在分析化学中的应用,让学生建立准确的“量”的概念和掌握各种化学分析方法;让学生掌握化学热力学、化学动力学、原子和分子结构、分散体系和溶液等方面的基本理论和基本知识;让学生掌握分析化学中的滴定分析、重量分析和吸光光度分析的基本理论和方法。
2 教学内容
为了实现上述的教学目标,我们是以 “加强理论基础知识,重视实验操作,联系实际问题,反应科学前沿” 作为该课程教学的指导思想。食品专业本科生所学习的 “无机及分析化学” 课程中涉及到的大多数知识点,在后续的“物理化学”“生物化学”“有机化学”等课程中又会在更深的层次上重复。那么如何选择该课程的教学内容,避免不必要的重复,这也是一个难题。首先,在教学内容的选择上,注重知识结构的整体性教学,突出知识体系的主干,不讲或少讲与食品专业后续学习无关的部分,重点讲授基本的、容易混淆的和难以理解的概念。使学生的知识体系更加清晰和系统。其次,在教学内容的选择上注意理论与实验和实际的结合。该课程分为两个部分,一是,无机化学侧重于元素化学的学习,二是,分析化学侧重于分析科学思维模式的培养。两者都需要联系日常生活中的实验现象和实际生产。通过增加“应用实例”,比如:测定三聚氰胺中蛋白质的含量或麦芽糊精中总糖含量的测定,来提高学生们学习该课程的积极性和热情。再次,在强调基础理论知识的过程中要反应科学前沿,具有先进性。满足一些学生的好奇心,同时也能拓宽他们的知识面。
3 教学方法
在课程开课之前,通过对食品专业学生的新生调查可知,不同地区中学化学课开课情况以及掌握情况各不相同,有些新生甚至没有接触到化学实验。鉴于上述情况,我们需要从教学方法上提高教学效果,调动学生的积极性,让学生打下扎实的基础,培养学生的创新思维和能力。从以下几个方面着手:
(1)开阔学生视野,让学生充分了解“无机及分析化学”这门课程的地位和用途。该课程是化学两大基础学科分支的结合。通过学习无机化学,我们可以不断认识和改造物质世界,还能创造新的物质世界。通过学习分析化学,将有助于我们对原料的筛选,对工艺流程的控制以及对食品质量的检测。该课程作为应用型本科食品专业的学科基础课,对后续“食品分析”“微生物学”“食品化学”等专业课的学习起了至关重要的作用。同时,也让学生了解学习该课程在将 来从事食品的教学、科研、管理、生产等各领域、各部门工作时都颇有益处。
(2)加强基础知识学习,突破重难点。结合该课程的特点和专业的需求,对教材的内容有所增?p。但是,基本知识、反应、公式和实验都是需要系统的学习。在实际教学中,促进学生学习知识与提高素质相结合。将教学中的重难点布置成思考题,以此来启发学生的思维。课堂上不能自导自演,要做到与学生互动。可以提出问题让学生交流讨论,及时的进行反馈点评。增加课堂提问和练习的力度。根据课堂学生反应情况布置课后习题,巩固课堂所学知识。布置课后练习时要做到有针对性,有层次性,从而使每位学生都能够较好地掌握。
(3)认真的备课,做到有备而去。讲授时要做到主次分明,层次清晰。更新自己的教学手段,做到理论与实际相结合。采用多种教学方式:启发式、讨论式和参与式。根据学生的反应及时调整教学策略。讲课时要做到深入浅出,化繁为简,有快有慢,循序渐进。根据教学进度计划表,运用好教材,有条不紊的进行教学。同时也要注意培养学生自主学习、独立思考的能力,有些知识没必要讲的太细太繁。
(4)理论课的学习一定要与实验课相结合。通过具体的实验操作,增加学生学习理论课的兴趣,也能起到巩固理论知识的效果。鼓励学生参加各类开放性实验和创新实验,结合实验也可以对理论知识进行查漏补缺。比如,通过分光光度法测定待测铁样中总铁的含量,来巩固分光光度法的原理。此外,通过实验也能够训练学生正确的掌握化学实验的基本操作技能。综合性实验也可以锻炼学生的动手能力,提高分析问题和解决问题的独立工作能力。
(5)利用课外时间对学生进行辅导答疑。大学新生第一学期的课程相对不多,学生有充分的时间学习和巩固该课程。针对作业中出现的问题,要对学生进行分类辅导,如概念类、原理类、反应类、方法类、浓度类和计算类等。辅导结束后,学生要继续做题进行巩固,达到真正理解和应用的过程。
关键词:分析化学实验;实验教学;工科院校
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)03-0223-02
分析化学及其实验课程是重要的基础化学课程,旨在培养学生定量分析的基本思维和进行定量分析的基本操作和动手能力,在以化学专业为基础的非化学专业中,普遍开设了分析实验课程,担负着培养和训练学生掌握分析技能和操作规程的责任,还对分析化学理论知识的深化起到极其重要的作用[1]。分析化学实验教学中,要求操作规范、计算准确、结果可靠合理,并且能够对分析结果进行评价,其目的是培养学生“量”的概念,培养学生分析问题和解决问题的综合能力[2,3]。在工科院校的分析化学实验教学中,往往也存在一个教学大纲,不同专业一刀切的现象,由于不同专业的学生基础情况不一样、且对教学目标的要求也不一样[4-6],这样就给教学带来各种弊端。
一、工科院校开设分析化学实验的专业特点
以昆明理工大学为例,分析化学实验教学的专业包括化学、化工、冶金、材料、环境、食品、生物、制药、医学、建材等专业,这些专业对分析化学实验的要求各不一样,冶金和材料专业偏向于金属离子的分析和应用,环境和化工偏向于水体分析和应用,医学和建材专业要求相对较低,化学专业要求相对全面。从学时分布来看,化学专业一般64学时,环境专业48学时,冶金、材料专业32学时,化工、生物、制药24学时,而建材、航空等专业一般16学时,从学时的分布大体也能看出各自专业对该实验课程的要求和目标。从学生的基础情况来看,冶金、材料、环境、建材等专业的学生基础相对较好,但由于各自专业和化学实验学科相差较大,学生表现出的主观能动性相差也较大。因此,工科院校不同专业开设分析化学实验课程还需要考虑学生的基础以及实验课程与专业的衔接。
二、工科院校非化学专业分析化学实验教学中存在的问题
1.实验内容单一、枯燥、陈旧。分析化学实验的教学内容简单、单一,除了常规的操作练习外,基本是验证性实验,如酸碱滴定、水中总硬度的测定、食醋中总酸度的测定等,教学内容陈旧,不利于调动学生的积极性和主动性,学生基本只需要预习、听课、按流程操作,就可以得到考评分。而对于一些分组性的实验,如分光光度法测铁、选择性电极测定水中微量氟、电位滴定法测定溶液中的氯离子等实验,通常多人分成一个小组,少数同学甚至没有参与到实验操作中。这样的情况使得部分学生难以主观积极参与,有时甚至连目标都不清晰,这些都不利于完成基本的教学目标,更难达到培养学生的思考能力和创新能力。
2.学生操作能力差、照方抓药。分析化学实验的操作是有严格的规范,学生需要提前预习各项注意事项,在实验课中锻炼。但很多学生学习时重理论、轻实验,操作能力差,甚至连基本的仪器都不认识、没见过,在实验过程中只能照方抓药,变成了完成任务、演练一遍,难以达到预期的实验教学目标[7]。这也表明了学生提前的预习工作不到位,思考问题也不全面,只好按照老师的演示实验进行操作,或者模仿身边同学的操作进行,实验中难免出现各种错误。
3.教师的教学模式程式化。对于工科院校的学生,开设分析化学实验课程,量大面广,实验教师的工作量巨大,教学过程难免程式化,包括既定的教学方法、教学过程、考评制度,实验教师也难以个性化的提出新的教学方案。学生也会以现有的考评制度为导向,尽量争取更高的分数:认真写好预习、做好记录、按部就班的完成实验、进行分析和总结,但这样完成任务式的过程,失去了实验课堂的真正意义。
三、提高工科院校非化学专业分析化学实验教学效果的有效手段
1.结合专业特点施教。工科院校非化学专业分析化学实验教学不同于化学专业的教学情况,不仅基础不一样,而且对实验内容的要求和侧重点也不一样,任课教师需要对教学大纲吃透的基础上,了解各教学班级的特点和专业要求,从而在课程讲解中抓住学生的兴趣点和专业的结合点。例如:冶金专业的学生对金属离子的准确滴定法十分感兴趣,可以引导他们进行方法学的对比,包括原子吸收光谱法、原子发射光谱法、离子色谱法、重量法等,这样可以引导他们课下做大量的文献调研和比对,课上可以和教师进行交流;食品专业的学生对食醋中总酸度的测定十分感兴趣,教师可以引导学生深入分析测定的酸的种类,以及如何对各种酸进行定性和定量。这样的深入引导,不仅加强了学生的学习兴趣,还让学生进一步明白实验科学解决实际问题的重要性。
2.理论与实验相结合。分析化学实验的很多实验内容需要理论课内容的支撑,然而部分学生在理论课中学得并不扎实,对实验的理解就变得困难,如果老师不正确地加以引导,教学的效果会适得其反,如果合理加以温习巩固,则会事半功倍。例如,锌铝混合离子的分步滴定实验中,很多学生难以明白分步滴定的条件,也就是为什么可以分步滴定,实验老师应该简要而系统地介绍金属离子分步滴定的条件、锌铝混合离子的分步滴定条件的控制,以及实验中如何考虑细节问题,这样的引导,不仅让学生明白了实验的内容和操作细节,还反过来巩固了配位滴定的理论内容,并且两者互为促进,强化学生对知识的理解和掌握,也做到了理论联系实际和学以致用。
3.更新实验教学内容。目前,分析化学实验教材的版本众多,很多学校甚至还有自己的实验讲义,但对于工科院校而言,应该适时更新实验教材,不能只采用一种教材用到底。科学研究的发展速度很快,且各种新颖的成果很容易从图书馆下载获得,因此,我们应该结合实际情况,将一些最新的科研成果编入到实验教材中,让学生可以自己动手进行实验,同时也接触到较为新颖的知识。例如:最近几年出现的牛奶中三聚氰胺事件,是否可以考虑采用分析化学的实验方法进行测定呢?基于这样的社会背景,一定能够调动学生投入实验的兴趣。再比如,采用络合滴定法测定钙离子,是否可以考虑测定鸡蛋壳中的钙离子呢?虽然只是更换了测定样品的种类,但学生的兴趣大增,实验也会收到意想不到的教学效果。还有食品的有害色谱添加剂测定问题、地沟油的分析测定问题,这些都是很好的实验题材,应该适时地进行整理,并写入到实验教材当中。此外,采用多种不同的分析方法对同一测定内容进行比对分析,例如:锌铝混合溶液的测定方法,可以采用选择滴定法,也可以采用重量分析法,也可以采用离子色谱法进行分析,然而,在实验过程中,难以突破现有教学内容和模式,新的教学内容和方法也难以得到应用。
4.实验教学中加强交流。工科院校非化学专业的学生,对分析化学实验课程的理解和要求与化学专业的学生是不一样的,且学生的化学基础薄弱。实验过程中,学生会存在操作紧张、担心失误等情况,教师应给予鼓励和正确引导,提出问题尽量不要针对个人,个性化的问题尽量单独辅导,直接示范操作;鼓励学生胆大心细,遇到困难或问题先独立思考,学会讨论、交流,确实不懂再请教老师。此外,实验课程开始前,老师对学生进行调查、了解预习情况,询问存在的困难,然后集中进行解答;实验过程中,注意观察班级的整体情况,对于共性的问题应该及时强调;实验结束后,应该关心学生取得的收获与得失,而不仅仅是给出一个分数或评价。这样的指导过程更容易让学生接受,同时消除了学生的各种担心和顾虑,也使得师生的沟通交流更加顺畅和谐。
5.开设公选课,强化自然科学通识课程的重要性。工科院校非化学专业的学生对化学课程的兴趣不浓是一个共性问题,如何提高学生的认知、强化学生的兴趣是教师应该努力的方向之一,开设公选课,以自然科学通识课程的形式让学生多方位、深层次的了解化学学科知识,是十分有效的方式。例如:在化学通识课程中介绍有关诺贝尔化学奖、广受关注的食品安全问题和常识、体育竞技中的禁用兴奋剂、艾滋病病毒与药物、海洋环境与海洋资源化学、化学武器、化学在刑事侦查中的应用、烟草化学、中药化学等。这些与化学相关的课题,学生不仅充满了兴趣,有些还与自己的专业知识具有相关性,学生接触了这些有趣的化学知识后,自然而然的对化学学科充满了好奇和兴趣,为今后再深入学习化学课程打下良好的奠基,这样的强化方式远比老师的说教有效得多。
参考文献:
[1]弓晓霞.加强高校分析化学实验教学环节的探索与实践[J].科技展望,2015,(16):195.
[2]赵燕,程苑莉.分析化学实验教学改革的研究与探索[J].实验科学与技术,2015,13(2):107-109.
[3]赵春玲,阮喜荣,万端极,等.对分析化学实验基本操作技能的探讨[J].大学化学,2009,24(5):27-29.
[4]蒋心惠,何丹,袁佩,等.临床药学专业分析化学实验教学改革的思路与实践[J].教育教学论坛,2015,(23):86-87.
[5]韦国兵,胡奇军,廖夫生.以就业为导向的药学专业分析化学实验教学模式的改革研究[J].教育教学论坛,2015,(30):62-63.
关键词:分析化学 化学分析 仪器分析
分析化学是研究物质化学组成的分析方法及有关理论的一门学科,主要的任务是确定物质的化学成分即(由那些元素、离子、官能团或化合物组成)的成分分析、结构即(化学结构、晶体结构、空间分布等)及物质的主要含量的多少。在医学高职高专的分析化学学习中,主要分两大部分:化学分析与仪器分析。
分析化学作为高职高专医学院校药学、医学检验技术、卫生检验与检疫专业必修的专业基础课程,着重要学习的内容是化学分析中的定量分析部分,几乎占整个内容的近三分之二的比重,即定量分析中四大滴定(酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法)的原理,主要解决包括滴定液的配制、标定、滴定(即滴定过程中滴定曲线的绘制、滴定突跃分析、滴定终点的观察、结果的计算、滴定误差的分析等)。
仪器分析掌握的主要内容为:以被测物质的物理或物理化学性质为基础、需要借助特殊仪器的分析方法,不但要学会现代的仪器分析的原理与方法,更要熟练掌握这些仪器的规范的操作方法。
在现在的分析仪器中,配备相适应的仪器分析是一个非常重要的部分。例如,一个企业要想生产出高质量的产品,必须得有分析实验室,这样才能保证产品的质量,现在或多或少还有一小部分特别是一些小型企业的企业家认为这些东西无所谓,因为一般的分析仪器价格都比较昂贵。这就是为什么这些年来“食品安全事故,环境问题”等问题屡屡频出的原因。故无论从一个小小的产品,还是到我们日常生活,吃、穿、住、行,到航空航天、宇宙探索等高端领域,没有这些分析仪器,科技无法进步,文明就无法前行。
在科技水平先进的一些国家在生物技术与食品分析中已基本采用仪器分析方法代替化学分析方法即手工操作的老方法,气相色谱仪、氨基酸自动分析仪、高效液相色谱仪、紫外分光光度计等均得到了普遍的应用。
分析化学的研究,是方法和仪器的基础研究和应用研究并重。如今分析化学的研究工作方向明显向应用方面倾斜,而分析仪器则向微型化、智能化发展。微型化和智能化是分析仪器发展的主要方向,即“更小、更巧并带有更好的软件”。这不仅因为它可以提高效率,节省开支,实现自动化,而且排污少,是一种“绿色”技术。还可以做到便携式,利于作现场监测以至做成穿戴式、植入式仪器,便于随时随地观测所要的信息。
随着科学技术的发展,仪器分析为什么不能完全取代化学分析?
一、根据分析原理来分化学分析与仪器分析
化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法(历史悠久,是分析化学的基础,故又称经典分析方法)。
化学定性分析:根据反应现象、特征鉴定物质的化学组成。
化学定量分析:根据反应中反应物与生成物之间的计量关系测定各组分的相对含量。使用仪器、设备简单,常量组分分析结果准确度高,但对于微量和痕量(
仪器分析:以物质的物理或物理化学性质为基础的分析方法(光化学、电化学、热、磁、声等)。
二、化学分析与仪器分析的相同点
两者都可以定性或定量的分析方法。化学分析法一般作为常量分析即含量较高的分析方法,准确度较高,一般可达到千分之几左右;而仪器分析方法一般作为微量、痕量分析即含量相对较低的分析方法,准确度不高,一般要高于百分之五及以上等,一般的常量分析是无法使用的。
三、化学分析与仪器分析的不同点
化学分析和仪器分析的适用范围不同:化学分析主要适用于被测分析物含量在常量或半微量中的组分的测定,化学分析的准确度较好,但是精密度不好,即对常量或半微量组分可以准确测出其含量;但是对于微量组分效果较差甚至不能检出,其误差范围较小,通常要求控制在0.1%以内;而仪器分析主要用于微量甚至是痕量组分的分析,仪器分析准确度较差,但精密度很好,可以定性或定量地测出微量组分,但误差范围较大,在1%左右或更大。
例如,某一样品要求检测的组分在被检测物中含量是90%,那么检测的误差要求在1%左右就比较大了,即检出89%-91%,而要求误差0.1%左右就比较合理,即检出89.9%-90.1%,此时适用化学分析;使用仪器分析显然误差很大。而对于测定某一样品含量在0.1%左右的组分,误差1%左右就可以,即检出0.09%-0.11%,而要求误差在0.1%则就没有这个必要,即检出0.099%-0.101%,此时便适用仪器分析。
四、仪器分析方法相对于化学分析方法的特点以及两者的关系
仪器分析:主要用于进行微量、超微量分析。主要有以下特点:快速、灵敏,所需试样量少,操作简便、分析速度较快、但相对误差较大,准确度就较差,故只能适于微量、痕量组分的分析。但两者并不是孤立的,还是有密切联系的。
首先,现代仪器分析方法是建立在经典化学分析方法基础上发展起来的,一般的仪器分析方法所用的样品的前处理都要用化学分析的方法,仪器分析方法一般可以理解为相对的化学分析方法,因为用仪器分析方法测定样品时一般都要用标准溶液来校对的,而标准溶液的配制与标定本身就是化学分析的范畴。
其次,随着科技的飞速发展,化学分析方法也逐渐实现现代化和自动化,化学分析有自己的应用范围,所用的仪器价格上比较低廉,而仪器分析方法也需要化学分析方法来校正,仪器分析方法是不可能替代化学分析方法的。
总之,化学分析方法和仪器分析方法是分析化学中的两大重要分支,两者各有所长,各有所能,相辅相成,缺一不可。
参考文献:
尚爽.浅谈分析化学中两大重要分支――化学分析和仪器分析[J].中国科技纵横,2014(2).
作者简介:
关键词:“互联网+教育”;分析化学课程群;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志a:A 文章编号:1674-9324(2017)06-0159-02
“互联网+”时代的到来,自然会催化加速我国高校教育教学改革的步伐,使得我国高校教学势必走向“互联网+教育”模式,传统的课堂教学已经无法满足当今人才培养的要求,在“互联网+教育”时期,我国的教育教学改革势在必行[1-3]。
课程群建设是提升课程建设质量和深化教学改革的有效途径[4]。而以往的课程建设只强调单门课程的完整性,课程之间存在较多的内容重复和脱节,包括授课教师之间没有沟通,课程之间的内容缺少关联性。课程群建设能够将一类学科的多门课程关联起来,从教师的配备、授课内容、课时和时间分配等方面统筹安排,从基础到前沿,循序渐进地学习,体现学科知识的完整性和系统性,如此,才能让学生打下扎实的学科知识基础,建立牢固的学科思想,培养创新型专业人才。
社会的发展和进步依托创新型专业人才,本教学组充分利用互联网技术,将分析化学的4大基础课程――分析化学、仪器分析、分析化学实验和仪器分析实验,与波谱解析、现代分离技术、生化分析和分析化学前沿4门专业方向课程内容重组,形成课程群新体系,分布在大学阶段四个年级的连续教学中,让学生不间断地、系统地学习掌握分析化学学科知识,打下扎实的学科基础,提升学科思维和解决实际问题的综合应用能力,培养毕业生在分析化学及其相关学科领域的工作能力。
一、优化组建勇于创新、教学质量优、业务精干的教师队伍
分析化学专业学生的就业方向主要包括产品质量检验、环境监测、食品质量控制和产品的研发等,就业面广,在化学专业中,有较大比例的学生选择分析化学专业方向就业。而这些工作要求从业者能够解决生产和监测过程中的问题,对于从业人员的分析化学专业知识、动手动脑能力等科研素质要求越来越高。而且,本院毕业生每年有较大比例攻读分析化学专业研究生,所以对分析化学专业教学提出更高的要求。
教师队伍建设是教学工作中最重要的内容,是提高教学质量的关键所在,因此,我们组建了一支学位、学缘、职称、年龄结构合理和研究领域广泛、教学能力强、教学水平高的课程群教师队伍。11位教师分别为武汉大学、华中科技大学和吉林大学等“985”高校博士研究生毕业,教授4人,副教授5人,讲师2人;平均年龄42岁;涉及光、电、色分析,以及环境、生物、食品、药物和日用化工品等广泛的领域,能够胜任课程群课程的深度教学和不同专业的教学内容调整。集体备课,沟通教学内容和教学进度,共同解决出现的教学问题,并且坚持教学改革、创新与交流,积极参加全国教学研讨会,交流“互联网+教育”时期分析化学课程群建设与实践经验,受到同行们的关注。
二、探索构建“互联网+教育”初期分析化学课程群教学新模式
“互联网+教育”正在改变着现今的高等教育模式,已经有一些高校的部分课程采用了慕课和翻转课堂教学方式。但是对于理工科专业的基础课程和专业课程的教学,难以实现慕课和翻转课堂教学的一步蜕变。此时,以培养创新型专业人才为目标,将“互联网+教育”模式合理引入传统教学中,微课融入课堂教学,发挥各自的优长,向慕课和翻转课堂过渡,从而提升教学效果。
近些年,分析化学课程群中的重点、难点和知识点的梳理总结等采用微课教学,让教学过程更加灵活轻松、快速高效、简洁易懂,精致的微课课件可以让学生在课前、课堂和课后灵活观看,为进一步的慕课和翻转课堂教学奠定基础。另一方面,运用现代化网络技术,丰富教学内容,如不断完善分析化学精品课程网页内容,如教学视频、教学课件PPT、教学重点和难点分析、学习指导等,为学生学习提供更加丰富的网上资料,辅助课堂学习,加强网络化技术在教学中的应用,指导学生课前预习和课后复习,使“互联网+教育”逐步融合到传统教学中,引导学生学习过程网络化,提高学习效率。
将现代化网络技术恰当地运用到课堂教学中,课堂上链接网络内容,如仪器构成、生产质量控制等,烘托课堂氛围,丰富学科知识,培养学科思维,增加课堂教学过程的节奏感,起着事半功倍的教学效果。同时,发挥传统课堂教学的优势,加强师生互动和沟通,采用启发式、研究式和关联式教学方法。依据学科特色,结合板书和多媒体教学形式,鼓励教师兼顾课程群总体内容下的个性化教学;课后查阅网络资料,完成作业和书写小论文,培养学科兴趣和科研能力。
三、探索形成阶梯式分析化学课程群新体系
首次将分析化学4大基础课程和波谱解析、现代分离技术、生化分析和分析化学前沿等4种专业方向课组合成课程群,分4年完成递进式教学,构成阶梯式课程体系(见图1):理论课+实验课、基础课+专业课,实现理论课和实验课相呼应,基础知识和前沿知识相衔接,注重组成课程群的各课程间的内在联系、连贯性和递进性,重组课程内容,使专业知识系统化而提升,重视学科思想教育,培养学科思维和科研创新能力。
对分析化学课程群中的分析化学及其实验、仪器分析及其实验等4门基础课和现代分离技术、分析化学前沿、波谱解析以及生化分析4门专业方向课内容优化整合,梳理知识点从而使知识线条清晰,去除重复而精简的内容,牢固基础再提升,归纳专业知识的讲授线条和框架,让理论和实验内容关联而呼应、基础和前沿知识贯通而递进,立体展示分析化学学科知识体系,培养专业人才。同时,合理安排课程群的教学时间,让分析化学学科的学习贯穿4个年级,不断加强巩固和提高,在知识递进中深刻领悟学科思想。
四、探索建立分析化学专业教学新方法
根据学生专业特色调整课程教学方案。对理科专业的学生,更重视知识深度的讲解,而工科专业的课堂内容更重视应用部分的讲解,因而课程群中的各课程的课时、授课内容有所区别,要充分体现分析化学学科知识的重要性和应用性,提高学生的学习兴趣和主动性。
依据课程内容适时融入Seminar研讨式教学方法,加强引导式、趣味式和研究式教学,使得课堂教学更加活泼生动、轻松愉快、兴趣盎然,提高理论课程和实验课程的教学效果。课程群教师自制教学课件,将成熟的科研成果编写成实验项目,在实验中提出问题和解决问题,培养学生的科研兴趣与基本的科研素质和能力。分析化学课程群建设是一项“十年树人”工程,考取研究生的近30%的学生在“985”或“211”高校、中科院或出国就读分析化学及相关专业,且主要是硕博连读,同时也是实现“十年树人”的创新型人才培养计划,为分析化学学科的发展培养专业人才。
参考文献:
[1]张岩.“互联网+教育”理论及模式探析[J].中国高教研究,2016,(2):70-73.
[2]平和光,杜亚丽.“互联网+教育”:机遇、挑战与对策[J].现代教育管理,2016,(1):13-18.
关键词 分析化学;项目教学法;改革
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)21-0083-02
Exploration and Practice of Project Approach in Analytical Chemistry Curriculum//Zhang Li1, Liu Feng2
Abstract The project approach to provide students with a good learning environment in the implementation process but also reflects the features and characteristics of vocational education is an effective teaching methods to promote all-round development of students in vocational colleges. The combination of analytical chemistry in teaching practice, the authors made a number of exploration and summary of the project teaching.
Key words analytical chemistry; project approach; reform
Author’s address
1 Jining Vocational Technology College, Jining, Shandong, China 272000
2 Thirteenth Middle School of Jining, Jining, Shandong, China 272000
1 前言
分析化学一门实践性很强的课程,是高职院校应用化工技术、生物技术等专业的一门重要的专业基础课,是培养学生的实践能力和创新能力、实施素质教育的重要途径。项目教学打破以教师为中心的传统的教学模式,强调以工作任务为依托组织教学内容,以学生为主体、教师为主导开展工作过程系统化、工作任务驱动式教学模式,变学生被动学习为主动学习。笔者针对分析化学课程的特点和学生的实际水平,在遵循教学规律的同时,采用项目教学法对分析化学进行课程改革和探索,收到良好的教学效果。
2 以项目为载体,实现理论—实践一体化教学
2.1 项目的选取——分层次的项目设计,逐步提高学生的分析实验能力
分析化学的基本组成部分为酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定以及重量分析五大模块,每一个模块可以再细分为若干个实训项目。具体到每个项目的选取,考虑企业对人才的需要,以及学生的心理特点和其已掌握的理论知识,选择既能完成分析化学实训教学目标,又能激发学生兴趣的项目,如自来水总硬度的测定、化肥中氮含量的测定等,让学生感到所学知识、技能可直接与日常生活联系起来,有效地激发主动完成项目的兴趣。
项目教学法是让学生学会在实际工作中运用知识,提高学生理论联系实际的能力,最终能独立获取信息、制定计划、实施计划、评价计划的一种教学方法。设计入门项目、主导项目、自主项目、综合项目等多种层次的项目来反复训练学生,培养学生获得整体行动能力。例如,在酸碱滴定这一模块中设计项目有醋酸中总酸度的测定、混合碱的分析、化肥中氮含量的测定以及鸡蛋壳中碳酸钙含量的测定4个层次的项目。入门项目的选取以学生掌握基本操作技术,熟练使用实验常用仪器为主。如天平的使用、标准溶液的配制与标定、滴定分析基本操作等,要求学生掌握操作技术,熟练使用分析化学实验常用的仪器,为进一步实验奠定坚实的基础。主导项目则在规范操作基础上,学会如何着手解决所面对的工作任务,教师给出概要的指导性问题和提示,用部分课堂时间予以点评、实施与评价。自主项目则以3~5人一组,进行自主式探索研究,分工合作,共同完成。综合项目为设计研究性跨课程的大型综合项目,在教师的指导下,查阅相关的文献资料,根据所学的知识和操作技能,设计实验课题,写出设计方案,在教师论证其可行性后准备实验,进行实验,写出实验小论文。这样既可以提高学生独立开展科研工作的能力,又可以提高创新能力。
2.2 项目的实施——结合实际,注重多种教学方法的综合运用
在项目的实施过程中,注意结合项目内容和学生的特征,形成以学生自我形成工作能力为指导思想,注重多种教学方法的综合运用的项目实施方法。
1)问题探究法。在拟定分析检测方案时,指导教师通过问题引入,启发学生带着问题去讨论,比如什么条件下的化学反应能用于滴定分析;溶液浓度及其配制方法,分析结果如何计算。以“自来水硬度测定”实训项目教学为例,结合实验提出一些实际问题,如为什么测定的pH定在10左右,为什么自来水回滴可以检验终点等,要求学生通过查阅书籍、资料来解决;学生用所学理论指导实践,进一步提高滴定操作技能,加深对相关的理论知识的理解。
2)分组讨论法。将班级分成若干个工作小组,每个工作小组有4~6位成员。每个成员各有分工,每个项目的完成都由学生以小组为单位,先查阅资料收集信息,小组讨论制定工作计划,然后一起实施,共同完成工作任务,组内学生轮流担任项目负责人,轮流分工。对项目完成过程中出现的问题大家共同讨论,群策群力,集思广益,共同解决。在整个项目实施过程,培养了学生的团队协作精神。
3)采用现代化的多媒体教学手段。为使项目教学有效进行,充分利用现代化教学手段,将多媒体计算机技术和网络技术应用到项目教学中,将很难用语言描述的分析化学理论、原理、过程等以动画和录像的形式清晰形象地展现给学生,使教学过程直观明了,给学生以深刻印象,激发学生学习兴趣和学习主动性。同时,充分利用网络教学平台中项目学习的相关信息为学生自主学习提供帮助;制作多媒体网络交互式平台,方便学生与教师直接沟通,学生在这里可以自主学习,教师和学生、学生和学生可进行讨论和交流,及时解决学生自主学习中的问题。
2.3 项目考核——采用多形式的考核评价方式
改革以考核知识的积累、记忆为目标,以课堂、教师、教材为中心命题的单一的考核方式,考核评价突出“全过程考核原则”,采用闭卷笔试、操作考试、演示考试、课业相结合等多种考核形式,既注重结果又注重过程。理论知识考核采用课堂提问、课堂练习、作业、研究性习题,辅助以学习态度考核等多种形式组合,其中考核内容以应用为主,着力避免“死记硬背才能得高分”的局面出现,培养学生的综合应用能力。实验考核采用百分制,由实验理论考试(20%)+平时实验情况(30%)+实验报告(20%)+实验操作考试(30%)构成。通过对实验教师严格的要求、实验教学内容的优化、实验教学模式的改革及实验考核机制的不断完善,激发学生学习积极性,提高学生观察、分析、解决问题的能力、创造性思维能力和动手操作能力,收到良好的教学效果。
3 项目教学应用于分析化学教学取得的成效
通过几年的教学实践表明,在分析化学课程中开展项目化教学,加强了教学的技能针对性,有效利用了实训资源,充分体现了以技能为基础的职业教育特点,加强了学生基础化学理论和实验技能,提高了课堂教学效率,调动了学生学习的主动性和积极性,培养了学生的实践能力和初步科研能力。
分析化学教学的改革是一项长期的任务,需要从事分析化学教学的工作者努力探索、不断实践,才能不断提高分析化学教学质量。
参考文献
[1]吴江丽.理实一体化模块教学在《分析化学》课程中的应用研究[J].科技信息:科学教研,2008(18):239-240.
[2]路海萍.课程项目化:高职院校课程改革走向的选择[EB/OL].省略/list_667/3097.aspx.