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关键词:土壤化学分析课程;实验教学;教学改革
土壤农业化学分析课程是资源环境科学相关专业的基础性课程。鉴于该课程的教学内容的特殊性,历来以实验教学为主要的教学手段和内容。同时,实验教学也是培养学生分析问题和解决问题能力的主要手段。在以往的教学过程中,实验教学往往是在教师的管理下,学生按照教材上的内容和步骤被动进行实验操作。上述教学模式显然没有体现出学生的主动性和学习的主动权,面对实验过程中出现的种种问题,学生首先想到的是寻求教师的解答和帮助,而不是通过独立探究和思考来加以解决。因此,上述教学模式不利于学生创新能力和职业能力的培养,有必要进行广泛而深入的改革。
一、土壤农业化学分析课程实验教学的目的和作用
首先,土壤农业化学分析课程属于分析化学的范畴,是研究物质的鉴定、分离以及相关成分测定原理与操作的科学,具有极强的实践性特点。土壤农业化学分析课程的学习以及学生遇到的种种问题的解决都依赖于实验,需要以大量的实验为基础,通过实验来验证相关的知识和结论。因此,土壤农业化学分析课程不同于其他的理论性课程,能够通过让学生自主学习,获得相关原理,而必须采用实验教学加强学生对知识、原理和方法的理解和巩固,并形成谨慎严密的科学精神。总之,做好实验教学对土壤农业化学分析课程学习而言,可以起到事半功倍的效果。此外,很多学生认为分析化学很简单,只要掌握相关的原理即可,但在遇到实际问题时往往会束手无策。因此,加强土壤农业化学分析课程实验教学,遵循少讲多练的原则进行教学活动,有助于学生更深层次地理解和运用理论知识,提高学生分析问题和解决问题的能力。土壤农业化学分析课程是一门实践性极强的学科,实验教学在该课程的学习中具有异乎寻常的重要。具体而言,实验教学对土壤农业化学分析课程学习具有如下功能:一是有助于学生对该课程中的基本概念和相关的原理的理解,如该课程的教学内容中有部分难以理解的知识点,而充分利用实验教学则可以降低学习难度,加深学生对这些知识点的理解;二是实验教学不仅可以为学生学习土壤农业化学分析课程提供丰富的学习材料,而且能够通过实验过程发挥学生的主观能动性,提高学生的动手操作能力和基本实验技能;三是土壤农业化学分析课程的实验教学具有明显的探究性学习特点,可以不断培养学生的创新思维能力,提高学生的自主探究意识;四是实验现象和结论是不能随意编造和修改的,土壤农业化学分析课程实验教学有助于培养学生严谨认真的科学精神,这对于学生将来的职场发展是一笔极为宝贵的精神财富。
二、我国土壤农业化学分析课程实验教学面临的问题
在国家大力支持高等教育特别是职业教育的背景下,广大农林院校的招生规模不断扩大,学生在知识储备、结构方面以及高校的人才培养与办学形式方面都发生了广泛而深刻的变化。目前的实验教学模式已经不能适应土壤农业化学分析课程教学的实际需要,特别是毕业生和用人单位的反馈情况均说明实验教学在内容、形式和评价方面均存在一定的问题。
(一)实验内容比较陈旧,不能适应课程发展的实际需求
当前,土壤农业化学分析课程的实验教学内容较少进行更新,一般是教材内容和原理的简单验证,具有探索性和创造性的内容较少,部分实验内容属于纯化学分析的东西,很难调动学生的学习兴趣,这种陈旧的实验内容必然会限制学生独立思考和动手操作能力的发展,以及自主探究和发散思维能力的训练,最终导致实验教学不能达到其应有的实际作用。
(二)实验内容缺乏对现代实验技术的反映
由于高校的连年扩招,实验设备与数量不足情况比较严重,部分实验设备已经十分陈旧,但是受经费限制一直得不到更新。受以上种种原因的影响,目前各高校农林园艺专业的实验室,很少有能够反映现代化科学技术的内容和实验设备,而土壤农业化学分析课程实验教学中经常使用的各种仪器和技术训练就更为缺乏。上述问题直接导致了学生的探索意识不足,限制了学生动手能力的培养。
(三)土壤农业化学分析课程实验
教学中的综合实用性实验缺乏部分土壤农业化学分析课程实验内容仅仅局限于对实验项目的盲目追求上,而教师也缺乏设计综合性、应用性实验内容的意识。调查显示,很多学生在实验结束后,由于没有进行过综合性、应用性和实用性的实验技能训练,影响他们将学校学到的知识和技能应用于职业行动的能力,影响其职业能力的提升和未来的职业发展。
(四)实验教学的方法和手段相对落后
由于部分农林高校对实验教学的重视不足,土壤农业化学分析课程实验教学方法相对落后。部分高校只重视保留生源的问题,却不理解分析化学对诸多专业的重要意义。在这种大环境下,实验教学基本停留于大班教学,难以照顾学生的个体差异,难以调动学生的主观能动性,影响了实验教学的效果。
三、土壤农业化学分析实验教学的改革措施
土壤农业化学分析是重要的基础性课程,实验教学对该课程具有异乎寻常的重要意义。为了培养学生的创新能力,全面提升学生的综合素质和职业素养,有必要对现有的实验教学模式进行改革,通过调动学生的积极性和主观能动性,提高实验教学的教学效果。
(一)确立实验教学的指导思想和目标定位
土壤农业化学分析课程学习可以为后续的其他专业课程学习奠定基础,同时培养学生的学习能力和学习兴趣,培养运用化学分析手段解决专业能力的意识和能力。但是,近年来的教学现状显示,该课程的教学存在诸多问题,针对这些问题建议将该课程的指导思想定位为:构建具有自身特色的实验课程体系,在理论教学中突出实用性,掌握“必须、够用”的内容选择原则,在教学中将学生的能力培养置于突出地位,强化实验教学的力度。该课程的目标应设定为:通过课程学习和实验教学培养学生的科学精神和科学素养,掌握土壤农业化学分析领域的基本知识和基本技能,为后续其他专业课程的学习打下良好的基础,能够用化学分析的观点和方法解决本专业的实际问题。
(二)构建科学合理的实验教学内容体系
首先,土壤农业化学分析课程实验教学要注重理论和实践相结合的教育思想,要不断加入当今农林园艺方面土壤检测迫切需要的实验内容。学生面对的分析化学实验并不需要那些纯化学分析的东西,反而是学生在实际工作和生活中经常遇到的东西更为有用。只有这样,学生才会认为学过的知识可以用于职业实践,才会积极主动地运用这些知识去分析和解决遇到的种种问题。其次,土壤农业化学分析实验教学要做到与时俱进,不断更新教学内容。土壤农业化学分析是一门实践性极强的学科。目前,土壤化学分析已经渗透到农林、园艺的科研与生产领域,成为衡量一个国家农林、园艺科技水平的重要标志。面对土壤农业化学分析领域现代技术的发展趋势,要改变原有的低水平、低层次的实验教学状况,不断增加该领域的前沿性内容,增加实际应用能力,不断拓宽学生的理论和实践视野。
(三)改革实验教学方法,提高教学质量
为了培养学生的创新意识和在实践中应用所学知识的能力,教师应当在土壤农业化学分析实验教学中采取不同的思路和方法,以提升该课程的教学质量。具体应做好以下几个方面:首先,学生的学习态度是决定土壤农业化学分析课程实验教学质量的重要因素,因此必须要提高学生对土壤农业化学分析课程的认识,进一步端正学习态度;其次,要不断优化土壤农业化学分析实验教学的内容结构,通过选择和设计具有趣味性和实用性的实验教学内容,培养学生的创新意识和创新能力;最后,土壤农业化学分析实验教学还在大量使用传统的教学模式,学生对教师的依赖性强,缺乏探究精神和学习的积极性和主动性,因此应不断改进教学方法,减少学生对教师的依赖,提升学生的综合素养。
(四)将实验教学与农业生产实际紧密结合
《高等教育法》明确规定:“高等教育培养具有壮心意识和实践能力的高等级专门人才”。因此,作为培养社会主义建设所需要的高素质创新型人才的基地,实验教学是高等教育课程教学的重要组成部分。教师在实验教学中必须要突出学生的主体作用,充分调动学生的积极性和主动性,培养学生的创新意识和创新能力。土壤化学分析课程的主要目的是通过分析土壤标本的手段,达到掌握实验技能的目的。面对学生对实验活动重要性认识不足,在遇到实际问题时很难运用所学知识进行分析和解决的实际情况,可以鼓励学生和农户联系,深入田间地头进行采样,然后在实验课上对样本的养分含量和理化性能进行分析。此外,学生可以通过对农田地块的实际调查,获得施肥、土壤营养和农作物产量等一手资料。通过将书本上的知识应用于实际,调动学生做实验的主动性和积极性,而且这个过程也是培养学生创新意识的过程。四、结语该文对土壤农业化学分析课程实验教学改革问题进行了深入研究,获得了一系列有益的结论。但是,提高我国土壤农业化学分析实验教学水平并不是一蹴而就的任务,还需要进行大量的理论研究和教学实验,这不仅需要土壤农业化学分析课程教师和学生的共同努力,还需要高校、教育主管部门乃至社会的大力支持。
参考文献:
[1]吴建富,李保同,肖青亮,等.土壤农业化学分析课程实践教学的探索[J].教育教学论坛,2015(35):139-140.
[2]白玲,李铭芳,吴东平,等.农业高校分析化学课程教学绿色化的改革探索[J].安徽农业科学,2011(17):10683-10684,10711.
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,还是到我们口常生活,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,但对于微量和痕量组分分析,灵敏度低、准确度不高化学定量分析主要采用常量分析方法。
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。
【关键词】质量控制;化学分析;准确性;可靠性
化学分析质量控制是一个复杂的系统工程,化学分析检验工作通常都是在实验室进行的,因此实验室进行化学分析试验不仅要做好科学的管理制度,还要完善工作环境,更新工作设备和器械、提高工作人员的综合素质和技能水准,更要重视质量控制对结果准确性和可靠性的影响。
1.化学分析检测数据质量控制概述
化学成分是决定材料性能的关键性因素之一,材料中各组成化学成分含量的测定主要依赖于化学分析。化学分析结果对于材料的认识有着重要的意义,是评价材料性能、判断材料质量的主要依据。在化学分析工作中,质量控制不仅是一项技术工作,也是一项实验室管理和控制工作。在目前的化学分析质量控制中,对分析结果造成影响的因素主要有人为因素、机械设备因素、材料因素、管理控制方法因素、测定因素和环境因素六个方面。
2.化学分析概念
化学分析数据的准确性与可靠性是试验的核心,在工作中一旦出现化学检验数据失真或者错误,可能造成评价结果的事物和产品质量的影响,同时也说明在工作中管理制度和科学管理的失控,最终形成整个分析系统和分析工作的失败。如果一个试验连最起码的准确性都无法保障,那么这样的试验也就失去了意义,试验结果和数据分析也就失去了价值。
2.1准确性
取决于现场人员的职责和技能、样品的采集、保存与运输的技术和措施。如果采集的样品不具有代表性及真实性或采集的样品不能保证质量,就会造成检验结果数据失控。因此,检验结果的误差越大,造成的危害也就越大。
2.2可靠性
可靠性:可靠性取决于检验人员自身分析业务技术水平,实验室仪器设备的灵敏度、精确度,实验方法的可靠性、准确性,因此,数据的真实性及可靠性取决于分析结果和分析技术的应用环节。只有抓好试验的可靠性,才能让试验获得准确的数据,才可以进一步为材料的分析提供可靠的支持。
2.3质量保证系统
质量保证系统是在影响数据有效性的各个方面采取一系列的有效措施,将误差控制在一定的允许范围内,是一个对整个分析过程的全面质量管理体系。它包括了保证分析数据正确可靠的全部活动和措施。
3.关于化学分析质量控制面临的问题
(1)分析结果的精密度与待测物质的浓度水平有关,应取两个或两个以上不同浓度水平的样品进行分析方法精密度的检查,通过不同浓度样品的测试,进行对比分析才能让数据更精准,材料的特性才能更好的体现。
(2)精密度会因测定实验条件的改变而变动,最好将组成固定样品分为若干批分散在适当长的时期内进行分析,检查精密度。
(3)要有足够的测定次数,足够的次数是对误操作或者特例性的一种排除,尽量消除因误操作或者试验中的特异性带来的误差,让试验结果更准确。
(4)以分析标准溶液的办法了解方法精密度,与分析实际样品的精密度存在一定的差异。
(5)准确度高的数据必须具有高的精密度,精密度高的数据不一定准确度高。用不同分析方法测定同一样品时,所得出结果的吻合程度。使用不同标准分析方法测定标准样品得出的数据应具有良好的可比性。要求各实验室之间对同一样品的分析结果应相互可比。要求每个实验室对同一样品的分析结果应达到相关项目之间的数据可比。相同项目在没有特殊情况时,历年同期的数据也是可比的。在此基础上,还应通过标准物质的量值传递与溯源,以实现国际间、行业间的数据一致、可比,以及大的环境区域之间、不同时间之间分析数据的可比。
4.分析方法的可靠性
4.1灵敏度
单位浓度或单位量待测物质变化所产生的响应量的变化程度(响应大小)。A=kc+a检出限:在给定的置信度内可从样品中检出待测物质的最小浓度或最小量,高于空白值。仪器检出限:产生的信号比仪器信噪比大3倍待测物质的浓度,不同仪器检出限定义有所差别。
方法检出限:指当用一完整的方法,在99%置信度内,产生的信号不同于空白中被测物质的浓度。测定限:测定限为定量范围的两端分别为测定上限与测定下限,随精密度要求不同而不同。测定下限:在测定误差达到要求的前提下,能准确地定量测定待测物质的最小浓度或量,称为该方法的测定下限。测定上限:在测定误差能满足预定要求的前提下,用特定方法能够准确地定量测量待测物质的最大浓度或量,称为该方法的测定上限。
4.2全面地反映了分析实验室和分析人员的水平
当样品中待测物质与空白值处于同一数量级时,空白值的大小及其波动性对样品中待测物质分析的准确度影响很大,直接关系到报出测定下限的可信程度。以引入杂质为主的空白值,其大小与波动无直接关系;以污染为主的空白值,其大小与波动的关系密切。
5.准确性
5.1分析前的质量的保证与质量控制
采样的质量保证包括:采样、样品处理、样品运输和样品储存的质量控制。要确保采集的样品在空间与时间上具有合理性和代表性,符合真实情况。采样过程质量保证最根本的是保证样品真实性,既满足时空要求,又保证样品在分析之前不发生物理化学性质的变化。采样过程质量保证的基本要求。应具有有关的样品采集的文件化程序和相应的统计技术。要切实加强采样技术管理,严格执行样品采集规范和统一的采样方法。应建立并保证切实贯彻执行的有关样品采集管理的规章制度。采样人员切实掌握和熟练运用采样技术、样品保存、处理和贮运等技术,保证采样质量。建立采样质量保证责任制度和措施,确保样品不变质,不损坏,不混淆,保证其真实、可靠、准确和有代表性。
5.2采样过程质量保证的控制措施
质量保证一般采用现场空白、运输空白、现场平行样和现场加标样或质控样及设备、材料空白等方法对采样进行跟踪控制。现场采样质量保证作为质量保证的一部分,它与实验室分析和数据管理质量保证一起,共同确保分析数据具有一定的可信度。现场加标样或质控样的数量,一般控制在样品总量的10%左右,但每批样品不少于2个。设备、材料空白是指用纯水浸泡采样设备及材料作为样品,这些空白用来检验采样设备、材料的沾污状况。
1要把教学研究当作科学研究那样去搞
实施本科教学目标,就要突出人本教育,实施差异教育,以学生为中心,把学生培养成具有扎实的专业理论知识和实验技能、具有合作精神(即团队精神)、具有社会交际能力的创新型人才。为此,我们提出大学教师“一定要把教学研究当做科学研究那样去搞”,提倡“让教学和科研两只翅膀都硬起来”。首届国家级教学名师史启祯教授曾形象比喻说:“对一个教师而言,教学和科研就像两只翅膀,像鸟一样,一只翅膀是飞不起来的[1]。”我们不仅要为人师表,而且要提倡教学名师风范。忽视教学的教师不是一名好教师,不搞科研的教师,不会是一名优秀教师。如果没有较强的学术功底,就谈不上对教学的深层次认识,不会有教学理念和教学方法的改变,不会有教学内容的更新,也就不能把课讲“活”。总之,教学和科研是相辅相成、相互促进的。突出创新精神,培养学生研究能力,就是要完成从“知识继承为主”到“以创新为主”的转变。教师两手硬和教育理念的改变是做好这一转变的前提。为此,我们将每一项精品课程建设内容都当做科学研究那样去搞,申请立项了多个国家级、省级和校级教学项目,力求建立一个教学研究平台,扎扎实实做一些事情。迄今已在《中国大学教学》、《大学化学》、《高等理科教育》等教学研究期刊上发表了20多篇教学论文,从而提高了我们对国家级精品课程建设工程是教学质量提高的基石的认识。
2创建适应创新型人才培养和专业发展需要的课程内容体系
无机化学与化学分析是我校化学与材料科学学院的核心课程。针对国内高校应用化学专业数量的迅速增长与其课程和教材建设相对滞后的矛盾,课题组强调应用化学专业人才既要具有基础化学人才的一般特点,又应具有鲜明的知识、技术创新特色。因此,如何凸显基础扎实、知识面宽和科学思维活跃就成为本课程创新改革的指导思想:(1)将基础无机化学和化学分析内容有机结合组成新的课程,既较好解决了原有课程知识点相互交叉、重复多的问题,又便于在无机元素教学中渗入定性分析,在实验中引入“量”的概念,扩展了对学生科学精神的培养。(2)在个性化理念指导下,将教学内容划分为主篇和副篇。主篇包括以下3个知识模块:①基本化学原理部分,②化学分析部分,③元素化学部分。(3)副篇内容大量吸收了国外一流教材的精彩内容,写法上则顾及中国学生的阅读习惯,条目精短,文字活泼。大部分条目反映化学在现代科技和国民经济中的重要应用实例,一部分则介绍化学发展中的标志性事件,以凸显化学新概念、新知识、新发现和新技术。(4)用英文编写词汇和习题,使之成为学生必读的英文阅读材料,以培养学生适应双语教学的能力。新的课程内容体系以及相应的正、副篇内容层次具有如下教学特点和人才培养特色:(1)正篇是基础,是纲,也是核心。原理部分要做到内容选择必要、能深度满足后续课程要求;讲授时要力求科学而简明,不越俎代庖,真正起到导论的作用。(2)正篇将无机化学原理和化学分析有机结合,强化了化学理论的统一性。同时将化学分析技术单列章节,合并但不弱化。(3)元素化学是无机化学的本体,既要重视周期律和反应规律,同时又要特别注意对新反应和新化合物的介绍。(4)副篇是国内同类课程的一项首创,目的是让学生洞察无机化学新发展,体会无机化学研究的兴趣,延伸正篇的深度和广度。
3致力于有特色的立体化教材体系建设
教材建设是提高教育质量和实施素质教育的基础,要求具有创新性、个性化,与国际接轨[3]。书不在厚而在精,在框架、内涵、内容上要给讲课教师留有余地。印永嘉教授等编写的《物理化学简明教程》[4]就由于简明扼要而精彩。史启祯教授主编的《无机化学与化学分析》[5]先后入选2001年国家“面向21世纪课程教材”,2004年国家高等教育“百门精品课程教材建设计划”选题研究项目,2006年国家“十一五”教材规划项目,2006年国家自然科学基金委“国家基础科学人才培养基金教材建设项目”;它是第一届化学学科教学指导委员会于1991年为应化专业立项编写的第一本也是唯一的一本专业基础课教材,当年就被列入国家“八五”规划重点教材。近些年来,课程组在教学实践的基础上对该书进行了几次修订,出版了3个新版本[6-8]。2005年出版的《无机化学与化学分析》(第2版)已经发展成为包括纸质辅助教材《无机化学与化学分析:学习指导》[9]、工具书《化学元素周期表》[10]和电子辅助教材《无机化学与化学分析:电子教案》[11]在内的立体化教材,完成了应用化学专业首个基础课课程建设的硬件工程,成为专业发展的支柱。上述的立体化教材现已成为国内应化专业的主流教材之一,受到郑兰荪院士的撰文好评[12]:“教材不仅给学生带来知识,而且带来科学的思维方式,使教师和学生双方受益,不愧为一部精品教材。”新编《化学元素周期表》被徐光宪院士认为“是我见到的最新、最好的周期表”。该立体化教材还曾被评为2007年陕西普通高等学校优秀教材一等奖,并于2011年由高等教育出版社出版了第3版;工具书《化学元素周期表》于2007年由科学出版社出版了第2版。
4努力改革教学方法教学工作的主要任务就是课堂教学与实践教学[13],学生最初的创新意识应该从课堂开始[14]。由于教学计划中的大部分学分和学生的大部分学习任务都需要通过课堂教学去实现,因此,提高课堂教学质量是提高教育质量、培养学生创新能力的关键。在第一届大学化学化工课程报告论坛上,中国高等教育学会会长周远清教授说道:“如果教学方法不来一次大的改革,我觉得中国的高等教育想培养出高素质的人才、创新思维的人才是比较困难的。”因此,我们将改革教学方法放在首位来抓。
4.1提倡大纲式教学方法我们认为,讲基础课的教师授课要有自己的观点、见解,并事先写成提纲发给学生,让学生课前预先了解讲授的内容,知道怎么预习,要听什么,要问什么,将来准备研究什么。这样学生就能掌握学习的主动权。这是一种易于学生自学的方法,可以激发学生学习的积极性,增强学习的自觉性,多读书、多思考、多提问,使学生获得较高的学习兴趣,营造出和谐宽松的教学气氛。同时,把大纲交给学生,也能督促教师从备课开始就不能敷衍,要以一种搞科研的态度去讲课,讲思路、讲方法、讲体会,介绍本学科的前沿趣闻。这种方法已获得了良好的教学效果[15]。
4.2科学合理地安排教学内容每堂课的教学内容安排,既要符合教学基本要求,又要重点突出、难易适度。基本内容要明确主线、易于理解;重点内容要简明扼要、易于掌握;难点内容要深入浅出,与学生已有的知识基础联系起来;前瞻性内容要有可持续性,能够引发学生探索的欲望。要努力通过对知识点的讲授和探讨,使学生掌握学习方法,能够举一反三,从而提高课堂教学效果。要达到上述效果,课堂教学的内容和课本上的内容不应该完全一样,更不能照本宣科,要学会将经典内容现代化[16],将相关文献中的内容融合、归纳并加以提炼。
模块教学现场化。化学分析技术课程教学可以按照不同的技能模块的要求,以“课堂—工作间”的方式,把教室搬到车间、实验室进行现场教学,学生边学边做,让学生完全参与到生产实践过程中去,改变以往黑板上讲解化学分析技术的抽象、空洞的教学方式,让学生在边学边做的过程中更直观地掌握所学内容。目前,动物药学院化学分析技术课程采用了“理实一体化”教学,遵循理论部分以“够用”为原则,注重将相关理论融入技能操作中,实现“学中做、做中学”的教学模式,该课程教学都是在实验室或者车间进行,例如在进行滴定管操作技术模块教学时,教师可以边讲边为学生示范滴定管如何检漏、洗涤、润洗、排气泡、读数等操作,让学生首先对基本操作有个大体了解,然后让他们去实践练习,锻炼他们的实验技能,为以后走上工作岗位奠定良好的基础。
教材的选择必须遵循“三性”
化学分析技术课程教材的选择必须遵循“针对性”、“代表性”以及“一致性”。教材内容必须符合专业培养目标和检验工的职业标准要求,所选的分析测试任务要涵盖兽药检测工作中所需用的分析技术,课程的学习要求与实际工作要求保持一致。目前,笔者使用的是“21世纪农业部高职高专规划教材———化学分析技术”,该教材以任务为载体,遵循“理论够用、突出实践”的原则,将知识点分散在各个项目的任务中,每个项目设有一个或多个模块,以共同完成一个典型的项目任务。
课程教学模式和教学方法改革
1采用“课前预习法”,提高学生的自学能力
课前预习是整个学习过程中的一个重要环节,它对做好学习新知识的准备、对巩固和强化已知的知识、对培养自身的自学能力都有重要作用。教师在每次上完课后需布置学生预习任务,目的是要使学生对学习的内容进行事先自学,通过熟悉教材,初步了解所学内容的疑点和难点,从而使学生在课堂能够带着问题听课,做到心中有数。在做实验之前,学生应该认真书写预习报告,报告中要明确实验目的、实验仪器和试剂、实验原理、实验步骤以及一些需要继续探讨的问题,需做到在完成每个实验项目之前做到思路清晰、目标明确。
2采用“任务驱动法”,提高学生的综合能力
任务驱动法(见图1)是“以任务为主线,教师为主导,学生为主体”,围绕任务展开学习,以任务的完成结果检验和总结学习过程等,改变学生的学习状态,使学生主动建构探究、实践、思考的学习体系。在化学分析技术学习过程中,教师可以先给学生提出任务,引导学生自己通过教材、数据库资源(万方数据库、中国期刊全文数据库、超星数字图书馆)、常用搜索引擎(百度、谷歌)去查询资料,进行分组讨论后制定实验方案,引导学生对其方案做认真研究和讨论后,选择出最优实践方案,随后由学生进行实验准备,同时教师需对一些基本的实验操作进行规范,在学生独立完成实验任务的同时,教师应该督促学生养成良好的实验习惯并且纠正学生的错误操作,实验结束后,学生要学会进行数据处理,认真撰写实验报告,最后需对整个实验进行总结评价。评价主要包括实验方案的评价、实验结果的评价、自我评价、同学之间互评以及师生评价等几个方面。
3采用“学中做、做中学”的教学模式,提高了学生的学习积极性
根据高职教育的特点,在教学过程中,要始终遵循“理论够用、突出实践”的原则,着重将相关知识融入到技能操作中,实现了“学中做、做中学”的教学模式,以达到“教、学、用、做”四合一的效果。例如在溶液的配制项目教学时,教师可以将直接配制法和间接配制法的使用范围穿去;做滴定基本操作时可以把滴定的基本术语穿去。另外,学院可以安排学生赴企业进行工学结合,使他们熟悉掌握专项技能,熟悉分析检测各环节的关键技术,让他们在实践中加深对理论知识的理解,使学生更深刻的体会到知识指导实践、实践创新基于理论知识的重要性,也拉近了与就业的距离。
课程考核改革
课程考核作为高职院校教学活动的重要环节,不仅要重视知识点的掌握,更要突出实践能力的评价,要从单纯的理论知识考核转向更多实践能力的考核,使考试成为继续学习的过程。目前,江苏畜牧兽医职业学院对化学分析技术课程考核进行了大幅度的改革,主要体现在“三变”。
1变一次性终结考核为分项目过程考核
一次性终结考试轻视了对学生学习过程的考核,助长了学生“平时松、考前紧、考中作弊、考后忘”的不良学风蔓延。而分项目过程考核是在学生在完成项目的过程中,教师对学生理论知识的掌握、实验预习和准备能力、实验操作技能、实验观察能力等多方面进行综合打分,通过将考核有机融入教学全过程,实施“教、学、考”结合,调动学生学习积极性,消除了部分学生平时松懈、考试作弊等一些不良现象,同时又可以加深学生对理论知识和实践操作技能的掌握,促进教风与学风的建设。
2变课程考核为“化学检验工”技能工种考核
目前,江苏畜牧兽医职业技术学院化学分析技术课程正在实行“社会化”改革:变课程考核为“化学检验工”技能工种考核。学生在学完化学分析技术这门课程后,需参加由劳动和社会保障部门统一组织的技能考核,该技能考核分为理论考核和实践考核,通过职业技能考核后,学生可以拿到由劳动社会保障部门颁发的“化学检验工”职业资格证书,该证书可作为今后从事检验工作的上岗证。因此,开展职业技能鉴定、推行职业资格证书制度,是提高学生综合素质、促进就业的重要措施。目前,兽药质量检测专业2008级学生在“化学检验工”职业技能鉴定考试中,一次性通过率达到98%。
3变单纯的校内考核为校内与企业考核相结合