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Abstract: For analytical chemistry teaching situation, this paper presents reform ways to build open course system based on occupation post, and expounds its specific measures and preliminary results of the reforms.
关键词: 分析化学;开放式;职业岗位
Key words: analytical chemistry;open;occupation post
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)06-0274-02
0 引言
分析化学是我院环境类专业的重要专业基础课,实践性很强,其课程目标是使学生在具备适度、够用理论知识的基础上,掌握正确、规范的化学检验的操作技能,培养诚信、敬业、责任等综合素质,提高其学习能力、实践能力、创新能力和就业能力,实现课程教学与就业岗位要求的零对接。本文通过以往分析化学教学中存在的问题,阐述了基于职业岗位构建开放式《分析化学》课程教学体系的的具体措施及改革的初步效果。
1 课程改革的必要性
从教学反馈的情况来看,我院的《分析化学》课程设置与教学中的不足主要有以下几个方面:
①在教学中,注重理论,只强调每种分析方法的原理,而忽视了分析方法在行业中的具体应用,实训教学缺乏明确的职业岗位能力素质要求,不利于学生职业能力的形成,有违职业教育的本质规律;②学生入学成绩普遍偏低,文化基础差,对课程学习的兴趣不高,学习的主动性、自觉性不足;③分析化学实验对基本操作要求比较细致,但由于一个教师往往要指导多个学生实验,很难做到面面俱到,使得学生的学习效果与预期目标有一定的差距。
所以,如何提高学生兴趣,增强学生实践能力,培养适应岗位要求的合格人才,成了摆在眼前的迫切问题,这也对《分析化学》课程的教学提出了挑战。
2 基于职业岗位构建开放式《分析化学》课程教学体系的改革思路
根据教育部《关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》,职业教育应满足受教育者的就业需要,直接为受教育者的就业需求服务,应当为学生的职业生涯做好全方位的准备。所以在课程的教学改革的思路是通过职业岗位技能的调研工作,明确环境类学生在《分析化学》课程学习过程中必须养成的专业技能,贯彻“实用为主,必需、够用和管用为度”的理念,适时调整和优化相关教学内容与方向,在教学实施过程中通过教学时空的拓展变换,教学评价方法的开放性和多元化,师生之间的多向交流,为学生营造一种开放的学习空间,以激发学生的学习活力。充分考虑学生学习活动过程的多样性和多变性,通过学生各种信息的反馈,不断调整教学过程,促进学生健康、和谐地发展。
3 开放式《分析化学》课程教学体系的教学改革与实践
3.1 优化课程内容 课程设计要结合具体实际应用,在课程设计之前深入走访调研具体岗位对学生技能知识的要求,结合分析检验岗位要求,参照相关国家标准,制定了各模块的教学目的、教学内容及教学时间[1]。
模块化分析化学实验课程体系的具体框架如下:
①教学内容分为2大技能模块:滴定分析操作、重量分析操作。②每个技能模块又分为3个实训模块:基本操作实训、强化操作技能的单项实训、培养综合运用知识解决实际问题能力的综合实训,实现进阶式教学。③将产品质量标准及标准检测方法渗透到单项实训的实践教学中,例如,在综合实训中安排了食盐的分析,学生的兴趣就很高,教学效果很好。
3.2 构建开放式课程教学体系
3.2.1 更新教学理念 要以更新的教学理念带动教学模式的转变,切实注重教学效果的实际作用。运用现代信息技术载体扩展教学手段,丰富课堂教育形式。
3.2.2 教学过程的多样化 教学方法和教学手段的多样化,教师可不拘泥于教材和任何一种教学方式,而是针对学生的特性来进行选择,例如可以面授、专题探究、组织活动小组;学生学习内容和学习方式的多样化,激发学生的学习热情,使学生热爱学习,体会到学习的乐趣,提高学习效果[2]。
在课堂教学中,注重教师和学生之间信息传递的双向交流,重视教学过程活动设计的动态化,做到教师和学生之间、学生与学生之间的互动性,通过文本、图片、声音、视频和动画等多种媒体,可以创设学习情景,增强课堂气氛,更好地调动学生的学习兴趣[3]。例如:在规范学生基本操作的教学过程中,给学生观看相关幻灯片和视频后,然后让学生自己操作,教师来回巡视过程中纠正学生的错误,同时把学生操作过程拍摄下来,在课堂总结的时候,让学生找出不规范的地方,由于视频中的人和场景都是学生熟悉的,所以学生参与的兴趣也很高,通过提出意见,就加深了印象,下次操作的时候就会规范自己的操作。
课堂之外,教师可利用大学城空间等网络途径,面向学生进行网络的辅导答疑,学生可以在网上完成作业和进行测验。
3.2.3 开放式考核评价体系 开放式教学体系的教学评价也是开放的。针对分析化学特点,除了要求基本操作技能按照计量化评分标准进行单独考核逐一过关外,在考核过程中还增加了对学生综合能力和科学素养进行全面考核和综合评价[4]。学生的考核终结性评价与过程性评价相结合,定性评价与定量评价相结合,学生自评互评与他人评价相结合,设计了团体分和个人分。学生总成绩=过程性评价分70%+终结性评分30%,过程性评分=Σ项目考核分/项目数。
3.3 探索开展第二课堂和开放分析化学实验室的方法和途径 充分发挥第二课堂的作用,去探究一些与日常生活密切联系的具体问题,比如测定饼干中Na2CO3、NaHCO3的含量、蛋壳中碳酸钙含量、水果中维生素C含量等,要求学生详细周密地制订出可行性方案,包括如何处理样品、配制标准溶液、标定标准溶液和选择指示剂等。通过这些方案的制定,学生明白所学课程的用途以及它的重要性。
分析化学实验室在保证教学的前提下,平时对学生开放。在学生的方案经过课题小组的讨论、论证、老师的指导后,由学生申请,任课教师同意,主管实验室的教师批准后,就可以根据设计好的方案配制试剂,做实验。这个过程对学生来说是有挑战性的,因为平时教学中实验条件是确定的,而且很多试剂都是实验老师配好的,实验都是按部就班的来,而通过自己完成一个完整的分析操作,学生会发现自身操作的一些问题,并不断改进。
除了开放实验室外,我院分析测试中心对外承接了各类产品质量控制分析项目检测、农残及有毒有害成分的分析检测、分析仪器的维修维护及实验室的组建等项目,可以安排学生做老师的助手,参与到真实项目分析中,培养学生的职业素养。
4 结束语
基于职业岗位构建开放式《分析化学》课程教学体系是提高分析化学课程教学效果的有效途径,教学改革是一项庞大而艰巨的工作,不能一蹴而就,要不断地摸索和解决开放性教学中的问题[5],弥补传统分析化学教学的不足,真正达到提高学生综合能力与素质,培养学生创新意识与能力的教学目标。
参考文献:
[1]罗杨合,赵永福,毛献萍.高职分析化学实验教学与分析检验岗位零对接探讨[J].大学化学,2010,25(2):20-22.
[2]王志涛,徐敏,于晓辉,管桂芝.试析在“分析化学”教学中培养学生学习兴趣的方法与手段[J].通化师范学院学报,2012,33(4):65-66.
[3]陈宪明,李家贵,罗济文,陈渊.分析化学立体化教学方法初探[J].广东化工,2010,37(2):177-178.
【关键词】职业教育 分析化学 教学做一体化
导言
中等职业教育是不同于高等教育的一种教育类型,它的教育对象也不同于高等教育的教育对象。这些学生不适应高等教学模式,更适合中等职业教育。中等职业教育以培养学生实际操作能力为主,以理论知识够用为准则,其人才培养目标是为社会输送技能型人才,为企业提供准员工。为此我们进行了食品质量监督检验专业建设和改革,本文以《分析化学》为例,说明教学做一体化教学模式在分析化学课中的应用。
一、梳理教学内容,使之与职业岗位要求紧密结合
我们采用的教材是中等职业学校规划教材分析化学(第三版)姜洪文主编化学工业出版社出版的教材,我们根据食品质量监督检验职业毕业生调研、企业需求调研以及食品检验工考纲要求对教材内容进行了调整,删除了定性分析、称量分析法、仪器分析基础三部分,并对内容进行整合,根据模块教学法将全书内容分为四大模块:酸碱滴定分析、配位滴定分析、沉淀滴定分析和氧化还原滴定分析。每个模块包括几个项目,每个项目包含几个任务,最终实现教学目标。在这个模块中将分析基础操作、实验室安全、定量分析概论、试样分析步骤等部分内容根据需要纳入到相应模块当中,使理论知识和实操训练有机结合,做到理论知识够用,且有效地指导了实践为原则,训练学生实践能力,掌握实验技能。比如在讲解酸碱滴定法时考虑到学生将来毕业从事食品检测方面的工作,我们将分析化学应用方面的实验设计的与食品检测内容密切相关,比如白米醋总酸的测定,就是利用标准氢氧化钠溶液来滴定总酸,并进行计算。这里就涉及氢氧化钠标准溶液的配制和标定,分析天平的使用和称量知识,碱式滴定管的使用,移液管的使用,白米醋样品处理时用到容量瓶的使用,实验结果的计算用到误差、相对误差、有效数字位数的保留、可疑值的取舍等知识,在实验之前,还要讲解实验室安全管理方面的知识,然后才能实验。这样安排就比单纯按照教材编写顺序讲解更有意义,使知识点不再孤立,而是成为一个有机整体,在你需要的时候,想知道怎么做和为什么的时候,适时地提供给学生,或者由学生提出问题,教师适时地给予解决,或者由学生自己查书解决。各个模块的应用内容都与职业岗位需求紧密结合,例如酸碱滴定法的应用实例选择白米醋总酸含量的测定,配位滴定法的应用实例选定自来水总硬度的测定,沉淀滴定法应用实例选择水中氯离子含量的测定,氧化还原滴定法应用实例选择高锰酸钾法、重铬酸钾法测定COD,碘量法测定葡萄糖含量。
二、“教学做一体化”教学模式的必要性
(一)教学做一体化的内涵
“教学做一体化”的教学模式就是将教学场所直接设在实训室,师生双方边教边学边做,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,理中有实,实中有理,突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法。学生真正变成了学习的主人,而老师只是一个引导者或答疑解惑者,可以培养学生的终生学习能力,对加强学生的化学实验操作能力和解决实际问题的能力也有很大好处。
(二) “教学做一体化”教学模式的必要性
1.职业教育特点决定了一体化教学的必要性
德国菲利克斯·劳耐尔提出的基于工作过程的教学模式是当前世界上先进的职业教育教学模式之一,许多国家都在学习借鉴并进行本土化应用,这一教育理念与我国职业教育培养学生知识能力素质协调发展以能力为先的目标是一致的。对如何将职业能力培养与基于工作过程的“教学做一体化”教学模式有机结合,主动适应职业岗位对学生知识、能力、素质的要求,以实现从学校到就业的“零距离”对接。
2.《分析化学》课程性质要求一体化教学
《分析化学》是我校产品质量监督检验专业的专业基础课,培养化学检测类人才,培养学生化学检测技术和手段的一门实践性基础课,这门课程的学习质量直接关系到该专业学生未来的就业。该门课程性质决定了它很适合教学做一体化教学模式,因为我们在以往的教学基础上,结合调研情况,对该门课程进行教学改革。教学做一体化教学模式能够激发学生的学习兴趣,可有效解决理论教学与实践教学脱节的问题,增强教学的直观性,使学生对知识的接受更容易,有助于教学质量的提高和高素质人才的培养[4]。
三、教学做一体化教学模式在分析化学课程中的教学实施
(一)进行情景教学,解决实验场地和教学场地相统一的问题
教学做一体化就需要有实现一体化教学的场所,我校产品质量监督检验专业有良好的实验实训室,能够满足学生实验需求,而且每个实验室都配备了投影仪、幕布、电脑等设备,可以在实训室进行教学,指导实验过程。
(二)教师要有机整合知识和技能,做有效引导
以前我校分析化学是按照教材编排内容讲解的,知识和实践结合不够紧密,讲理论的时候学生都认为没有用,学习都够认真,当做实验的时候,这些理论知识又都忘得差不多了,实验之前还需要教师重复讲解,没有做到事半功倍的教学效果。为了改变这种现状,我们尝试进行模块化教学,将理论知识和实验实训内容紧密集合,用理论指导实践。例如第三章分析基础操作,讲的是移液管的使用、分析天平的使用、容量瓶的使用、称量、溶解、过滤、洗涤、干燥和灼烧等孤立的基本技能,这些基本技能我们都融入到项目教学中了,是为了完成一项大任务必备的小技能,有的是样品前处理的知识,有的是溶液配制的知识等。还有第四章是实验室管理、安全与标准化,这个我们现在都没有孤立地去讲解,而是在完成一个个项目的过程中应用到的时候很自然的就都讲到了,学生也真正用到并掌握了。还有第五章定量分析概论的内容涉及误差与偏差、分析数据的处理等知识,我们也在纳入到一个个任务当中去的,让这些知识有了灵魂,有了用处,学生觉得非常有必要学习这部分知识,因为他在任务的完成中是有用的,是必须的,学起来没有抵触情绪,而是很乐意地接受了,教学进行非常顺利。比如我让学生标定氢氧化钠标准溶液浓度的时候,学生计算到最后就会问,老师,这么长的数值都要写下来吗?我自然而然地就引出了分析数据处理和有效数字取舍的知识了,他们马上就应用了,还有的同学问,“老师,我的平行实验不平行,能够直接求平均值吗?”我马上就讲可疑值的取舍问题,他们就立刻应用并掌握了。
教师一定要认真研读现有教材,牢记教学目标,认真备学生,合理设计教学内容,使之适应学生的学习发展,调动学生学习积极性,提高教学效果。条件允许的情况下,编写一体化教材,建立教学资源库,包括讲义、教学设计、教学评价、教学视频、教学案例等。
(三)采用多种教学方法,促进一体化教学
1.演示教学法
根据实验内容,可以采用视频演示或者实验室现场演示。如果采用视频演示就需要教师事先录制好教学视频,并进行后期配音等处理,做好教学视频,上课备用。如果采用实验室现场演示法教学,实验室应该有一个专门为演示实验准备的实验台,试验台要足够高,能让全体同学看清演示,试验台旁边有上下水,方便教师演示。
2.以小组为单位,用任务驱动法贯穿教学做一体化过程
在模块教学中我们设计与工作实际以及职业岗位要求密切相关的实验内容,以任务驱动法应用所需知识和技能。例如在白米醋总酸的测定实验中,教师提出任务:测定两种白米醋总酸含量,并判断哪个产品是合格产品。这就要求各小组的学生共同制定实验计划,这个过程中他们就主动掌握了白米醋的测定步骤,计算所需试剂的量,自行配制所需试剂,进行白米醋样品的处理,进行结果计算,最后给出一个完整的实验报告。整个过程需要自己设计、实施、总结。
(四)食品检验工职业技能竞赛强化一体化教学模式
结合食品检验工考纲要求以及《分析化学》课程教学目标要求,设计职业技能竞赛的内容,通过实验技能比赛,考核实验技能,使学生所需实验技能得到发挥和应用,提高学生学习的积极性,增加职业感。
(五)培养双师型教师,为一体化教学保驾护航
要实现一体化教学,教师就应该既会讲实验也会做实验,更会指导实验。我校教师都是高校毕业的硕士研究生和博士研究生,有很强的理论功底和实验能力,也具备了教师的职业素养,多年来积累了较为丰富的教学经验,基本满足一体化教学要求。随着教育新理念的不断提出,可以通过让教师到国外职业院校参观学习、参加国内学术研讨会、参加检测设备培训、参加技能大赛等方式,不断提高教学水平,更好地满足双师型教师的要求。
四、与“教学做一体化”的教学模式相适应的考核方式
分析化学采用教学做一体化教学模式后,以实验为主线安排教学内容,实施教学过程,考核也应该与之相适应,采用多元化的考核方式。经过多方讨论,我们采用笔试和实验各占50%的方法评分。平时实验过程学生自评、互评,教师评分,三项求平均值作为这个实验的总分,一学期下来所有实验求平均分,作为实验成绩,占学期成绩的50%,另外期中笔试成绩占20%,期末笔试成绩占30%。实验成绩也能体现出勤情况,目前该方法有效地考核了学生的学习情况。
五、“教学做一体化”教学模式的教学效果显著
教学做一体化教学模式在《分析化学》课上取得了良好的教学效果。主要体现在学生们的问题多并能及时询问,然后我们一个接一个解决的,这样就把完成这项任务需要掌握的理论知识都掌握了,也就是以实验/项目为主线,在完成任务的同时,掌握了必备的理论知识,做到了知识够用,技能过硬。学生为主体,教师主导,教师由原来的教转变为“导”,学生由“要我学”,转变为“我要学”,极大地提高了学习兴趣和学习效果。而且以小组为单位的任务驱动教学法,提高学生思考问题和解决问题的能力,锻炼了小组的协调能力,培养了学生的团队协作意识,在实验过程中培养了学生的专业能力、方法能力和社会能力。
【参考文献】
[1]邢文卫.分析化学(中职中专)[M].化学工业出版社,1997.
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[3]严希清,陈红艳.基于工作过程的“教学做”一体化教学模式探索与实践[J].职业教育研究, 2009(4).
1.1 对于中等职业教育中制药专业学生的实际情况调查结果表明,学生在学习以及实习的过程中存在一些显著的问题。如学生的学习兴趣不高,学习目标不明确,实习岗位胜任不了,动手能力差,专业知识与就业岗位技能脱节等问题。
1.2 本次课改的目的在于将“五位一体”教学方法应用到教学过程中,五位一体及即“教师队伍一体化”、“教材编写一体化”、“教学内容一体化”、“教学组织一体化”、“教学评价一体化”[1]。在课改的过程中,讨论解决所出现的问题,最终目标为建立一套适合中等职业院校药物制剂专业的“五位一体”教学模式。在实施一个教学循环后,效果显著,取得阶段性的成功。
2 具体实施准备
2.1 对传统教学观念的改革
在职业教育的课程上,教师经常是课堂的主题,而学生只是被动的接受知识,这种教学的方法不利于培养学生的自主能力、学习能力以及动手能力。所以在课程改革之前,我们应该改变传统的观念,将课堂的主动权交给学生,让学生成为课堂的主体,而教师应为课堂的领航者,这样才能培养出真正适合市场和企业需要的人才。
2.2 分析、总结现行的教学方法,发现不足之处[2]
对现行的化学知识教学的过程中大多是课本讲授加实训课程。在讲授的过程中,学生总是反应听不懂,知识较难,不感兴趣等情况。也存在与专业结合不够紧密,学生学习之后很难应用的情况。
2.3 对省内企业进行调研,掌握企业的真正需求
每年利用假期的时间,我们都会到企业进行轮训和学习,掌握省内大多企业需求人才类型,总结我们所教出的学生是否为企业所需要的。
2.4 制定具体的实施方案
根据教学大纲的要求以及调研的结果,将“五位一体”教学法应用到教学的过程中,对化学知识的教学进行模块划分,将教学内容划分为三个大的模块,每个模块根据特点制定教学目标和教学内容。
2.5 重新建立考核机制,提高学生参与的兴趣
在以往的教学考核过程中,都是以“一张试卷”的形式进行的,这样的结果是学生只重视最后的试卷成绩,对平时的课堂的教学并不是十分的感兴趣。在本次课程改革的过程中,我们对学生的考核形式也进行了改革,将考核分为理论课和实训课两个方面,理论课包括平时出勤情况,课堂问题的回答情况,知识掌握能力,期末考试成绩四个部分经行考核。实践课包括平时出勤情况,实训动手能力,实验结果准确性和期末课题论文四个部分进行考核。每个部分都占有一定比例的分值。
3 具体实施安排
3.1 建立课改实验班
学院14级药物制剂专业共有五个平行班级,为了确保实验数据真实有效,将170名学生随机分布于五个班级中。14药1班35人,14药2班35人,14药3班35人,14药4班35人,14药5班30人。其中,将14药1班作为实验班级,对此班学生进行“五位一体”药事法规课程的课改教学,其他四个班采用传统教学方式。
3.2 将化学相关课程进行模块划分
本次课程改革,应用“五位一体”教学法,将化学相关课程的内容进行模块划分,包括三个模块,模块一为基础化学知识,模块二药物化学知识,模块三分析化学知识,根据每个模块的内容,划分为若干个项目。
以模块三为例,介绍课程的划分
模块三:分析化学
3.3 课前进行任务布置
在每个项目学习之前都将给学生布置一定的任务,让学生运用已有的知识和资料收集对所学课程有一定了解,通过这个过程不仅能够培养学生良好的预习习惯,还能锻炼学生发现问题以及解决问题的能力。使学生能够带着问题进入课堂,更好掌握教学的内容。
3.4 理论课堂进行分组教学[3]
在每一个项目的讲解过程中,学生都一小组的形式进行学习,教师将每个项目的内容进行讲解之后,要对每个小组的同学进行考核,考核的内容包括课前预习中遇到的问题,以及本项目内的讲授问题。对每个小组的表现进行总结,进行小组之间的评比,找出每个小组的优缺点,使同学们能够在这个过程中学到更多的知识,培养更综合的职业素养。
3.5 实训课程的具体安排
每个项目的学习之后,都会根据所学的内容进行实训课程,培养学生的动手能力,在课改的过程中,主要在原有的化学实训的基础上,和药物制剂转呀结合在一起,体现制药专业的特点。为以后进入企业做好准备。使学生能过体会到工作岗位所应具备的知识、应变能力和职业素养。
3.6 教学项目的内容
项目一:×××××××
目标技能要求流程评估
任务1.1:×××××××
目标技能要求操作流程理论指导任务组织与实训环境任务执行
3.7 模块教学的过程
给学生布置任务;学生进行课前准备;课堂上各组总结自己的任务完成情况;教师相关知识的讲授;进行课分组学习和讨论;布置实训任务;学生进行社会调研;总结实训结果。
3.8 具体考核的内容和方法
理论课考核内容(如图1);实训课考核内容(如图2)
4 课改之后,结果分析
4.1 传统教学过程与模块教学的对比、区分
传统教学在教学内容上:课程内容比较枯燥,概念性内容比较多;以讲授为教学手段,教学过程:导入新课-讲授新课-课堂小结-布置作业,老师作用:教学;学生是被动的学习方式,考试作为考核方式。
模块式教学在教学内容上注重按照实际岗位所需知识的内容进行分类,注重实际运用的能力;分组讨论、实训为教学手段,教学过程:布置任务-讲授相关知识-案例分析-实训课程-市场调研-结果汇报,老师作用:引导;学生是主动的教学方式,并以实际的运用、分析能力作为考核方式。
4.2 课改班级和传统班级学生综合素质的对比
在日常的教学中,教师对课改班级和传统班级的学生各方面的能力进行统计、对比,得出结果如下:
考核内容:课改班学生提升和传统班学生提升分别为:
语言表达能力,42%和12%;团队合作,47%和7%;阅读能力,56%和36%;个人总结能力.37%和5%;沟通能力,40%和20%;药学专业知识。40%和37%;职业素养,34%和12%。课改班学生具有对未来职业的定位,而传统班没有。
【关键词】化学分析;综合能力
高职院校提高人才质量,不仅是让学生学到一门专业知识,掌握一种专业技能,更重要的是培养学生的就业能力,适应职业变化的持续发展能力。因此,在教学中应始终将培养学生的能力放在首位,使学生在校期间能基本完成上岗前所需知识和能力的各种准备。
高职化学分析是化工专业的重要的专业基础课,对以能力培养为目的的高等职业教育而言,在培养学生专业技能以及核心能力等方面具有不可替代的作用。在教学过程中,我们始终把握这两个方面的要求,提高学生的综合素质,培养适应社会需要的实用型人才。
一、校企合作 精心设计 强化学生专业技能的提高
依据高职院校的培养目标,分析化学教学内容的设置应以适合本专业学生的就业需求为目的,以培养学生实验操作技能为重点,以与生产实践相结合为核心。在教学实践中,我们以市场需求为出发点,在优化项目目标、优化项目实施过程、强化项目考核等三个方面下功夫,在培养学生基本技能上花力气。
第一,优化项目目标
在项目实施前,研究每一个实训项目的操作规程、能力目标以及应具备的技能等等,并保证每一个项目目标的“师生共知”,让每一位学生也清晰地知道该实训的目标,诸如,“怎么做?”、“为什么这么做?”、“依据什么?”、“有什么好处?”等等,这样的“师生共知”不仅保证了整个实训过程的科学性,同时又能够调动学生积极主动地进行实训,避免了盲目性。
下面就以《配制和标定氢氧化钠标准溶液》为例说明应该明确优化的实训目标。
专项能力目标就是能根据所需配制的标准滴定溶液的浓度和体积,正确配制并标定碱标准溶液,达到标准规定的要求,从而具备配制和标定碱标准溶液的能力。这样,学生就很明确进行该实验应该“做什么”。
应具有的知识有酸碱滴定的基本原理、指示剂选择原则、滴定分析的有关计算、配制和标定碱标准滴定溶液的方法等。这些内容在学生咨询过程中教师已把相关内容及方法渗透给学生,应该说是学生有备而来,这也就解决了“为什么这么做”的问题。
应具备的技能是正确配制和标定碱标准滴定溶液,掌握滴定管、分析天平的操作。通过实验也就明确了“有什么好处”,从而调动学生主动、认真地开展实验。
第二,优化项目实施过程
目标明确以后,关键在于实施。我们在咨询、方案设计、实训操作、总结报告等环节上细化指导,让每一个学生、每一个环节、每一个操作都有章可循、有据可依。
1.实训前的咨询。组织学生仔细阅读实训指导书,引导学生掌握所做实训项目应具备的理论知识、应具备的技能,明确应达到的专项能力目标。
2、方案设计,初步拟定实训步骤。组织学生根据咨询的相关内容和实训标准拟定实训步骤,并给学生解释操作要求及注意事项。
3、实训操作实施。组织学生动手完成实训过程,根据实训进展情况给予个别指导。整个实训过程要求学生按照实验规程严格操作,并注意发现和解决实训中的各种问题,做好实训记录。
4、写出详细的实训报告。根据实训记录,处理实验数据,写出详细的实训报告。并鼓励学生提出自己在实训中发现的问题及解决的办法,进一步引导学生展开讨论,积极地形成知识的意义建构。
第三,优化实训考核
考核是对学生实际操作能力的综合评定,严格的技能考核对学生知识的掌握和运用有着极其重要的引导作用。对于每一项训练项目,从训练到考核层层把关,认真对待,确保技能训练达到预期目的。我们的具体作法是:
1、课堂随机考核。每一次实训课前先明确本次实验的技能训练项目和应该达到的目标,然后在下一次课做实训前随机抽取学生进行该项目的考核,记录考核成绩,并将该成绩纳入期未考试成绩中。
2、期未综合考核。每学期未我们选取几个有代表性的实验作为考核项目,并制定出考核办法,对每个学生的技能熟练程度严格按照考核办法进行考核。
通过这些强化训练,不仅使学生熟练地掌握了各种实验仪器的使用,而且大大提高了他们的独立工作的能力。
二、严格要求 注重细节 加强学生职业核心能力的培养
在能力的培养上,除帮助学生掌握专业知识和技能外,还要注重培养学生运用所学知识技能分析解决实际问题的能力,提高学生的组织计划、信息处理和团队合作等职业核心能力,为学生就业、择业、持续发展夯实基础。
1、培养学生仔细认真、实事求是的科学态度
分析化学实验要求学生必须认真仔细、文明规范操作、实事求是。我们要
求每一个学生准备一个原始数据记录本,每一次实验将自己原始数据记录在本子上,每节课下课前由老师签字,不得因为实验数据不准确而随意更改。并要求学生根据测定结果,分析、判断误差的种类和来源,找出减少和消除误差的有效方法,最终得到正确的分析结果。通过这样反复的训练,不仅使学生巩固了所学的知识,而且逐渐养成了认真仔细、实事求是的工作作风,培养了学生的责任心。
2、培养学生与人合作的能力
现在的很多学生个性强、合作能力差,在做实验的时候,同组的同学经
常出现矛盾。因此培养学生具有与他人合作的良好修养是十分重要的。在每次做实验前我都提醒学生做好分工,并正确处理学生之间出现的矛盾。引导学生尊重他人,说话和气。能耐心听取别人的想法和意见,顺利完成实验。
3、培养学生合理支配时间的能力
工业分析专业的学生必须具备合理支配时间的能力。每次做实验前我们都引导学生仔细分析实验任务,然后根据要求确定各项分析环节的时间分配及顺序安排,按预定的计划,在规定时间内按质、按量完成各项分析任务。
4、培养学生保持清洁有序的工作环境的能力
分析过程保持清洁有序的工作环境是十分重要的。要求学生了解分析过程
对工作环境的具体要求,了解废弃物品的处理方法及排放标准。做实验过程中,要将仪器及药品按实验要求,有序地放置在合适的位置上。分析任务结束后,及时清扫、整理工作场所。并将废弃物品按规定进行处理。
总之,在《化学分析》教学中,我们始终把培养学生的基本技能和职业核心能力作为教学的重中之重,提高学生从事化工分析检验的专业能力,使学生尽快尽早适应社会的需要。
参考文献:
(1)姜大源。职业教育学研究新论。北京:教育科学出版社,2006
(安徽工业职业技术学院 安徽 铜陵 244000)
摘要:探讨高职《分析化学》定量分析的教学方法,从物质中含量测定的准确性要求出发,提出定量分析“准” 字是该课程的教学灵魂,为了实现“准” 字,从仪器、水、试剂、方法、操作、数据六个方面加以论述和提出要求,并始终贯穿于理论和实践教学中。
关键词 :高职;分析化学;定量分析
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)01-0106-03
“分析化学”是高职应用化工技术专业一门重要的专业基础课,学好这门课对学生毕业从事化学检验工及相关工作起着十分关键的作用。教好这门课,教师必须把握这门课的灵魂所在。“分析化学”包括定性分析和定量分析两部分,高职“分析化学”只讲述定量分析部分。定量分析是测定物质中有关成分的含量。含量测定的准确与否就是测定值与真实值的接近程度,也就是误差。其灵魂所在,就是一个 “准” 字,它始终贯穿于理论和实践教学中。
笔者在教学中始终围绕着“准”这个中心从以下方面来组织教学,以“准”为目标开展以任务驱动的教学方法和教学设计。“准”体现的几个方面,如图1所示。
仪器
知识要点 分析中的仪器包括两大类仪器,即仪器分析的仪器(通常为仪器分析的主要设备,如分光光度计、气相液相色谱仪、原子吸收光谱仪等等,该仪器为真正意义上的仪器,其使用主要依据仪器操作规程和使用说明,必要的技能还有化学分析中的标准溶液的配制)和化学分析中的一般仪器。化学分析中的仪器包含玻璃仪器和天平等仪器,按照用途可分为计量仪器和一般仪器。计量仪器有准确计量物质质量大小的分析天平和准确计量溶液体积大小的玻璃器皿移液管(吸量管)、容量瓶、滴定管三种。
教学设计与实施 为了在定量分析中达到“准”,教学中先从一般仪器如烧杯、三角烧瓶、量桶等玻璃仪器的用途说起。该类仪器计量上是大致的,但使用过程中不应引入新的杂质而产生误差,这就包括玻璃仪器的洗涤方法的教学。其次在准确计量溶液体积大小的玻璃器皿移液管(吸量管)、容量瓶、滴定管的教学中,一要把握仪器的洗涤;二要把握保证容量仪器的计量准确,即该三种容量仪器的校正方法;三要把握仪器使用过程中试液浓度的变化,包括移液管(吸量管)、滴定管洗涤后用试液置换润洗的方法和滴定管、容量瓶检漏方法。再者就是该三种仪器体积数字读出有效数字正确位数。对于定量分析天平的教学,由于现代科技的发展,电子天平基本上已取代了机械砝码光学天平和单盘精密天平。在电子天平的教学中把握电子天平与其他天平的显著区别是电子天平是采用电磁力平衡原理,重量通过传感器由电路最终通过数字显示出来。要使称量准确,电路必须预热30分钟以上才能达到稳定状态。再者就是称量方法,突出减量称量法的教学,学生能根据试样的密度大小,由体积判断质量的大小,减量操作应在三次达到所称的质量范围。
实验室用水
知识要点 相应的国家标准规定了实验室用水的质量,具有一定的级别,可视为用量最大的试剂。不同的分析方法有化学分析和仪器分析、常量分析和痕量分析等。为了达到“准”,要求使用不同级别的“分析实验室用水”。
教学设计与实施 教学中先从实验室用水的作用讲起,实验室用水包括玻璃器皿的洗涤、试剂的配制、溶液的稀释等。要得到各种规格用途的水,分析中做到“准”,在水的使用过程中要求不在分析操作中引入新的杂质。实验室用水必须要从源水中净化制得,源水通常为自来水。首先说明自来水中成分的主要杂质(电解质、有机物、颗粒物质、微生物、溶解气体),然后是如何净化自来水(源水),即实验室用水的制备,也就是实验室用水纯化方法,以及各种纯化方法的比较。这里要交待实验室用水的标准(规格)一、二、三级水及用途。
化学试剂
知识要点 定量分析实验用试剂按作用主要分为两大类:第一类为一般作用的试剂如调节酸度、分解试样、沉淀剂等,第二类为对纯度有严格要求的试剂如标准溶液的配制和标定的基准物质、常量分析用的分析纯试剂、微量及痕量分析用的高纯、光谱试剂等。
教学设计与实施 为了“准”,第一类试剂的使用原则是不应引入与试样相同的成分以使试样有效成分损失,第二类试剂则对于纯度有更加严格的要求,教学中从试剂的用途到试剂的分类和规格,以及试剂的选用路线讲述,同时强调试剂使用“就低不就高的原则”。
方法
知识要点 根据分析要求、分析对象、测定原理、试样用量与待测成分含量的不同及工作性质等,分析方法可分为许多种类。如定性分析、定量分析和结构分析;化学分析和仪器分析;无机分析和有机分析;常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析;例行分析和仲裁分析等。
教学设计与实施 对于一定量的试样选择什么分析方法,教学中先举例;如测定试样中Ca2+的含量,怎样测定?可用的方法有:(1)酸碱滴定法:Ca2+CaCO3Ca2+(加入过量HCl),以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定过量HCl。(2)络合滴法:
Ca2++H2Y2-CaY2-+2H+,在pH=10时,以铬黑T为指示剂,用EDTA直接滴定Ca2+。(3)氧化还原滴定法:Ca2+CaC2O4Ca2+(加入强酸)+H2C2O4,用KMnO4滴定H2C2O4来间接测量Ca2+。
2MnO4-+5C2O2-4+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O。
(4)重量分析法:Ca2+CaC2O4,经过滤、洗涤、干燥,用天平称量CaC2O4,再换算为Ca2+;(5)如果是微量的试样可选用仪器分析法。以上分析方法都可用,选用哪种方法?做到误差最小而快速简捷,这样一一来讲解各种分析方法的原理及优缺点,教学效果会更加显著。
操作
知识要点 定量分析的操作主要包括试样的采取和制备、试样的分解、重量分析基本操作、滴定分析基本操作、各种仪器设备的操作等,这部分内容着重是实践教学。
教学设计与实施 教学中向学生说明为使分析结果准确无误,操作过程中怎样保证不引入新的杂质,又不会使待测物质损耗,化学反应完全,无副反应,化学计量点与滴定终点的重合等。再教学生各种分析方法的操作,如在硫代硫酸钠标准溶液标定中反应分两步进行:
1.第一步反应:
Cr2O2-7+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O
反应后产生定量的I2,加水稀释后用硫代硫酸钠标准溶液滴定;
2.第二步反应:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
以淀粉为指示剂,当溶液变为亮绿色即为终点。为什么反应进行时要加入过量的KI和H2SO4,反应后又要放置在暗处10分钟?为什么第一步反应后,用Na2S2O3溶液滴定前要加入大量的水稀释?为什么淀粉指示剂要在滴定终点前加入?为什么淀粉指示剂不能长久保存?为什么标定硫代硫酸钠滴定中指示剂加入前要快滴慢摇,指示剂加入后要快摇慢滴?通过这个实例向学生一一讲解上述问题。每种操作实验应充分训练。在操作中指导,在失败中总结,培养学生每个实验都能独立完成,独立思考,这样会达到事半功倍的效果。分析化学是一门实践性很强的学科,学习的目的就是为了应用,因此操作训练这部分格外重要。高职实践教学要求课时不少于总课时的50%,笔者的教学实践操作占60%,很多操作要点都是在实验过程中讲解。
数据
知识要点 无论是数据的记录、分析运算还是最终报出定量分析的结果,任何一个环节都离不开数据。因此,在实际工作中经常遇到两方面的问题需要解决:一方面是怎样记录数据,哪些数据应保留、哪些应舍弃,运算得到的分析结果应保留几位数字,多余的位数应怎样处理;另一方面是怎样评价分析结果,方法的准确度、精密度如何,误差和偏差有多大。
教学设计与实施 教学中向学生讲明我们有正确的分析方法及严格完善的操作过程,那怎样记录操作中分析天平和滴定管、移液管、容量瓶的数字呢?记录几位数?怎样计算?计算结果取几位有效数字?在定量分析工作中,我们经常做多次平行的测定,然后求出平均值。但多次分析的数据是否都参加平均值的计算,有的偏差较大,能否舍去?这就需要我们科学判断。为解决这些问题,要求分析人员必须熟悉有关误差的基本理论,掌握实验数据的科学处理方法。这样来讲解定量分析中误差的概念,有效数字及运算规则,分析结果数据处理等内容。
以上是笔者这些年在分析化学中教学的一点体会,从六个方面阐述了定量分析的教学。化学检验中还有分析试样的采集与制备这个环节,由于高职“分析化学”没有涉及这方面内容,在此将不一一赘述。怎样教好一门课?学者专家都有完善的论述和理论,但笔者认为教好一门课要用心去教,首先要让学生了解该课程在所学专业中的地位和作用,本专业为什么开设该课程,学生怎样学好这门课;其次是教师怎样教好这门课,要把握这门课的精髓和灵魂所在,在分析化学定量分析教学中灵魂就是一个“准”字,也是这门课的精髓所在。按照这种教学思路和设计,在教学实施过程中取得了良好的教学效果,近三年我校应用化工技术专业毕业生参加国家职业技能鉴定中级化学检验工种通过率均为100%,在连续两届全国有色行业高职院校化学检验工技能大赛中取得了优异的成绩。
参考文献:
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