提高分析化学实验教学质量的探索

教学实践表明，针对学生的实际情况，通过多媒体教学、加强指导和检查、利用建构主义理论和开辟第二课堂，可以明显提高分析化学实验的教学质量和学生的创新能力。　　　　分析化学是高师化学各专业的必修基础课，是一门实践性很强的学科。在分析化学中，实验教学和理论教学具有同等重要的地位，是相辅相成的关系…。分析化学实验教学不仅要培养学生的实验兴趣，调动学生学习积极性，深刻理解所学的内容，牢固掌握基本操作，还要注重培养学生严谨的科学态度、创新意识和创新能力等综合素质。分析化学实验有着其他教学环节和实验无法替代的作用。　　　　然而，从以往的教学效果看，分析化学实验教学中存在一些问题，以致学生对分析化学实验课未能给予应有的重视，只是基本完成教学目标，难以在实验教学中培养学生的综合素质。根据我们近几年的教学实践，通过以下几种途径可以明显提高分析化学实验教学质量和学生的综合素质。　　　　1采用多媒体教学。增加实验教学的趣味性和科学性。培养学生的实验兴趣。　　　　分析化学实验对规范性操作要求很严，仅靠上课时教师演示难以保证教学效果。近两年对于分析天平的使用、容量器皿的基本操作、分光光度计的使用等内容首先通过多媒体教学将规范的操作等程序采用录像、电脑动画等直观的形式加以演示，将复杂的、枯燥的操作技能，在多媒体教学中得到深刻的理解，使学生在轻松氛围中掌握规范性操作的具体要求，实验时学生做起来就会得心应手，大大提高了实验效率。教师可以利用暂停键停止播放，有针对性地进行重点讲解，启发学生思考不按规范操作可能导致怎样的误差，让学生不仅知其然而且知其所以然。例如对于半滴的操作，用酸式滴定管时是轻轻转动旋塞，使溶液悬挂在出口管嘴上，形成半滴，用锥形瓶内壁将其沾落，再用洗瓶吹洗。加入半滴后颜色变化正好，到达滴定终点。若向此溶液中再加半滴，溶液颜色加深，滴定明显过量。通过多加半滴后颜色变化，让学生真正认识到分析化学实验对“量”的严格要求，从而能在实验中严格控制滴加量，减少实验误差。对滴定终点的判断，可以缓慢展示变色过程，并呈现出逼真的终点颜色，便于学生快速掌握滴定方法和要领。通过多媒体教学，学生深刻地体会到分析化学实验与无机化学实验具体要求的不同，加深了对“量”的概念的认识，提高了学生的实验兴趣。　　　　2耐心细致地指导，并进行阶段性检查，使学生牢固掌握基本操作技能　　　　分析化学实验有着严格规范的操作要求，这是获得准确分析结果的最基本保证_3]。没有规范的操作技能训练和扎实的专业理论知识储备，就不可能有很强的实验能力。加强学生操作技能训练和专业理论知识储备是提高学生实验能力的关键因素引。　　　　在进行新的实验课程之前，不是立即开展正规的实验活动，而是先进行基本操作训练，训练过程中，要求教师有高度的责任心，仔细观察学生的操作，耐心指导操作不规范的同学。建构主义学习理论虽然强调学生建构意义的主动性，但是教师的引导和帮助的作用也是必不可少的，它们是一个问题的两个方面，相辅相成，缺一不可。教师是教学过程的指导者与组织者，意义建构的帮助者、引导者与促进者。在实验教学过程中，需要教师具备与实验内容相一致的活动经验和经历，具备能够提供符合实验要求的示范性结果。因此，教师必须努力实践，提高自身的专业素质，以具备组织设计和实施实验教学、创造性地开展实验教学活动的能力。例如很多学生开始使用碱式滴定管时，滴定结束时管尖部分有气泡，此时指导教师可以现场演示操作方法，要强调用拇指和食指捏玻璃珠的上半部乳胶管，向右边挤乳胶管，使玻璃珠移至手心一侧，这样停止滴定时管尖部分就不会有气泡。教师演示完后再让学生操作，学生能理解规范操作的必要性并能较快地掌握操作要点。提前通知学生在天平称量和滴定分析基本操作实验完成后，将进行阶段性测验，检查学生对分析化学实验规范操作的掌握情况，检测不合格的学生将不允许做下一轮实验，在这种压力下，学生几乎都会自觉地严格要求自己，认真按照规范性操作的要求去练习，直至熟练掌握规范性操作，从而养成严谨的实验习惯。　　　　为使学生能牢固地掌握分析化学实验的基本操作，在经过前期酸碱滴定和络合滴定实验的基础上，设置了分析化学实验期中基本功检查项目，通过检查了解学生的实际操作水平，是否达到预期目标，实验中还有哪些不足，以便在后续的实验中加强训练和补救，促使学生能养成规范的操作习惯，养成良好的工作作风和严谨的科学态度。分析化学实验基本功检查是根据前期实验的内容设计的，根据分析化学实验的具体特点，我们对实验操作评分标准进行了具体规定，让学生了解，在实验过程中老师不停地巡视。发现错误后，教师及时记录下来，在学生实验结束后进行及时指导，这样学生很清楚自己的不足，有利于日后有针对性地训练。　　　　实践证明，实验课教师耐心细致地指导，并进行阶段性检查和期中基本功检查，有利于学生养成规范的操作习惯、良好的工作作风和严谨的科学态度，确保学生牢固掌握基本操作技能。在2008年我校本科教学评估时，专家随机抽取十位大三的学生做分析化学实验，学生的规范操作和很强的动手能力给专家们留下了深刻的印象。　　　　3利用建构主义理论。培养学生的创新意识和创新能力　　　　建构主义理论强调意义构建是学习的本质和最终目的，强调学习的情景性，即在真实世界中建构知识意义、学会解决问题的方法。其主要思想为：学生是意义构建的主体，在实验教学中，突出学生的主体地位，铺设解决问题的阶梯，从实验中提炼问题，又能设计一些将新知识应用于实践的实例，从而给学生解决实际问题的机会，使学生的认知不断“同化”和“顺应”，从而达到对所学理论的理解、掌握和应用，培养学生的创新能力，提高实验教学的质量。如在进行设计性实验“混合碱分析”教学时，学生通过查阅文献、理论计算和粗测等手段制定实验方案。在选用双指示剂法时，他们发现了很多问题，如第一计量点pH值由NaHCO，决定，酚酞在其中应显何色?能否从理论上加以判断?不同版本的教材中，对第一终点颜色的描述不尽相同，有的要求滴定至无色-5]，有的要求滴定至微红色J，究竟应滴定至什么颜色?实验中应如何解决这样的问题?对于前两个问题，学生通过计算NaHCO水溶液的pH值从而加以判断(理论计算pH=8．13)，也能想到配制NaHCO，溶液，于是将课前配制的25mL0．05mol·L的NaHCO溶液拿出，现场加入了2滴酚酞，此时溶液显无色，说明第一终点的颜色为无色。约2小时以后，细心的学生发现NaHCO水溶液中酚酞的颜色已经变成了浅粉色。学生非常好奇，提出问题：酚酞在NaH—CO水溶液中为什么会变色?变色的原因是什么?我们鼓励学生课后查阅资料或做实验解释其中的原因。最后经实验证明：NaHCO，水溶液的pH值会随放置时间的延长而增加，因而酚酞的颜色会加深。pH值增加的原因是NaHCO的聚合。　　　　在实验过程中要求学生认真观察实验现象，并引导学生通过实验现象发现实验中的问题，改进实验方案，最终完成整个实验。这样不仅提高了学生综合运用各种实验方法和实验技能的能力，更重要的是引导学生在实验过程中不断思考问题，拓宽知识面，培养学生的科学思维能力和创新意识。创新意识和创新型人才的培养是本科教学的一个长期的系统的改革过程，是大学本科教育提高教学质量的一个核心问题¨。　　　　4开辟第二课堂，提高学生综合素质　　　　我们与本地的环境检测站、产品质量检验所及农产品检测中心等专业检测部门合作开辟第二课堂。采取分组的形式，让学生带着教师提出的任务到第二课堂进行综合设计实验。通过跟班形式，参与分析检测人员对实际样品的测定工作。学生在第二课堂主要进行如农产品药残分析，空气、水质监测，食品分析等专业知识的学习，使学生对实际样品分析测定的全过程有充分的了解。了解一些采样的基本方法和有关注意事项。熟悉要完成一个实际样品的分析，到底要检测哪些项目，每个项目的检测依据是什么。在实践中熟悉和学会查询国家标准或企业标准，能够进行分析方法的选择、分析仪器的选定、药品的配制、实验方案的制定与分析测试操作，最后把结果检测出来。在实际参与中学会环境监测、食品分析中一些常规项目的分析检测方法J。在现场学习中掌握实验技术，感受紧张、快速、准确的分析场面，真正体会分析测试人员责任的重大，如在检测中的含量时，如果由于检测人员的粗心或者错误操作将严重超标的误检为合格产品，对消费者的身心将造成严重伤害，检测人员将承担重大的责任。正是由于国家及地方质检部门的相关人员及主要负责人的渎职行为造成了三鹿牌婴幼儿配方的重大安全事故。　　　　通过第二课堂，学生不仅了解实际分析工作中要注意的问题，遇到具体问题时如何解决，还了解分析工作者做检测和研究的工作情景，在实践中体会分析化学实验的重要性和具体要求。同时学生能发现自己的薄弱环节，在以后的学习中更注重理论知识与实际的结合，提高了学生的专业素质。部分学生，通过第二课堂的职业化训练后，顺利拿到化验员或质检员资格证书，在一定程度上拓宽了就业的渠道，增强了就业的竞争力，创造就业优势。　　　　总之，通过几年来我们对分析化学实验教学改革所做的尝试，提高了学生学习分析化学实验的兴趣，充分调动了学生学习的主动性和积极性，养成规范操作的习惯和严谨的科学态度。对培养学生的创新意识和创新能力都起到了重要作用。分析化学实验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实验教学质量。