淺析分析化學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
時(shí)間:2022-11-19 10:07:38
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摘要:在分析化學(xué)的現(xiàn)狀和一些現(xiàn)有的改革提議之上,提出關(guān)于分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)的一些改革建議。通過調(diào)整理論課和實(shí)驗(yàn)課的比重;本質(zhì)上改變實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、層次;嘗試增加實(shí)驗(yàn)室的開放;重新考慮教材的選取、編寫問題;過程引入對(duì)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)的教育等,令學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中充分掌握基本知識(shí),進(jìn)而開展創(chuàng)新嘗試。
關(guān)鍵詞:分析化學(xué);改革;綠色化學(xué);創(chuàng)新
分析化學(xué)作為一門在化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、藥學(xué)等專業(yè)中廣泛開展的基礎(chǔ)課,其作用不光體現(xiàn)在大學(xué)各類實(shí)驗(yàn)中都能看到它的身影,更重要的是很多學(xué)生畢業(yè)以后所從事的各類工作也都將用到分析化學(xué)的知識(shí)。更有甚者,將分析化學(xué)比喻成現(xiàn)代工業(yè)的“眼睛”[1]。分析化學(xué)在學(xué)習(xí)、生活中的重要性以及近年來凸顯的關(guān)于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多的詬病,決定了對(duì)于分析化學(xué)以及實(shí)驗(yàn)的改革的必要性。近些年來,關(guān)于分析化學(xué)改革提出的比較多的是關(guān)于三段式實(shí)驗(yàn)?zāi)J浇虒W(xué)的強(qiáng)調(diào)綜合性實(shí)驗(yàn)的開展和考核辦法的改進(jìn)[2-3],寄希望通過學(xué)生求知的本能來調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這樣的觀點(diǎn),出發(fā)點(diǎn)是極好的,目的也是十分明確的,但卻沒有考慮到學(xué)生和教師的水平、素質(zhì)因素,忽略了學(xué)生要為這樣的綜合性實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)大量的課前預(yù)習(xí)時(shí)間,而大一大二的課程卻又是過多,課余時(shí)間十分緊張。這便犯了拋開條件談反應(yīng)的錯(cuò)誤。本文結(jié)合前人關(guān)于分析化學(xué)改革的精粹和作者的想法,更進(jìn)一步探討關(guān)于分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)的改革途徑。
1分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀分析
分析化學(xué)根據(jù)分析的方法可以分為化學(xué)分析和儀器分析兩大類。其中儀器分析依賴各類昂貴儀器,原理復(fù)雜,涉及到的知識(shí)點(diǎn)繁多,理應(yīng)首當(dāng)其沖成為我們今天改革的著重點(diǎn)。①在分析化學(xué)的開設(shè)過程中,大部分高校是按照理論課和實(shí)驗(yàn)課1∶1平分課時(shí)的。更有一些學(xué)校對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程的不重視,采用理論課程間隙穿插實(shí)驗(yàn)教學(xué)或者理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)不在同一學(xué)期同時(shí)進(jìn)行的方法。②在實(shí)驗(yàn)過程中也體現(xiàn)高校對(duì)于這類基礎(chǔ)性學(xué)科的實(shí)驗(yàn)的不重視性。例如被人廣為詬病的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多,就說明了高校引進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的時(shí)候并沒有仔細(xì)考慮整體的實(shí)驗(yàn)效果以及對(duì)學(xué)生能力的影響,盲目地跟著大潮流走了。③教師對(duì)于學(xué)生課前準(zhǔn)備的要求不夠,導(dǎo)致學(xué)生在沒有提前預(yù)習(xí)的情況下就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,拿到老師準(zhǔn)備好的方案后,只會(huì)一字一句照著看下來,一步一步照著做下來。到頭來,學(xué)生對(duì)于這步操作是為了什么,完成這一步后接下來要做什么都是一頭霧水。④實(shí)驗(yàn)的考核十分單一,大都憑借著一紙實(shí)驗(yàn)報(bào)告和與他人分辨度不高的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來評(píng)定最后的分?jǐn)?shù)。這也就給了學(xué)生渾水摸魚的空間。⑤由于學(xué)生課程多,時(shí)間緊,實(shí)驗(yàn)又一般安排在周末或是本專業(yè)課程稀少的時(shí)候。占用周末休息時(shí)間,學(xué)生和老師都有提前下課的想法,使得實(shí)驗(yàn)總是不能達(dá)到教綱里要求的學(xué)時(shí)。⑥儀器分析中的儀器昂貴,便限制了高校對(duì)儀器的購(gòu)買量以及影響到每個(gè)學(xué)生實(shí)際的上手操作。⑦學(xué)生在實(shí)驗(yàn)沒有成功的時(shí)候,很難再有機(jī)會(huì)進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室中重新做實(shí)驗(yàn),導(dǎo)致大量知識(shí)點(diǎn)的空缺。⑧如今綠色化學(xué)的想法既是十分成熟的,也是深入人心的。作為大學(xué)生,應(yīng)當(dāng)在剛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之際便接觸到這樣的理念。但是學(xué)生的綠色意識(shí)仍是十分薄弱,試劑藥品鋪張浪費(fèi),廢液廢料不按規(guī)定處理的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
2分析化學(xué)課程安排改革
梅貽琦[4]在《大學(xué)一解》中談到大學(xué)生到底應(yīng)該注重學(xué)識(shí)的廣泛還是注重學(xué)識(shí)的專深問題上說道,“…重心所寄,應(yīng)在通而不在專…”,“通識(shí)之授受不足,為今日大學(xué)教育之一大通病…”??梢?,大學(xué)的目的是為了讓我們學(xué)到多而廣的知識(shí),不是像研究生那般對(duì)某些領(lǐng)域刻苦的鉆研。同樣,借此理,大學(xué)期間學(xué)習(xí)的分析化學(xué),是作為一門基礎(chǔ)課程。且鑒于分析化學(xué)廣闊的應(yīng)用范圍,筆者認(rèn)為,分析化學(xué)這門課程反倒應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn),而適當(dāng)?shù)厝ト趸恍├碚撜n程的講授。前人提到的許多關(guān)于分析化學(xué)改革的優(yōu)秀建議,在今天看來實(shí)施者寥寥,為什么?為學(xué)生的改革,倘若不以學(xué)生的角度來看待,便就失去了實(shí)行的土壤。優(yōu)秀的改革方案層出不窮,其中不乏真知灼見,但是當(dāng)大家都在談?wù)摗笆谌艘詽O”[5]時(shí)候,是否有人意識(shí)到單單這一門課的準(zhǔn)備要花費(fèi)大一學(xué)生多少時(shí)間,而在繁多基礎(chǔ)課程的大一大二學(xué)年時(shí)間又有多緊張。況且進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)從層次上來說就像是大四的畢業(yè)實(shí)驗(yàn)了,學(xué)生需要查詢文獻(xiàn),需要十分頻繁地同老師交流。牽一發(fā)而動(dòng)全身,情況并不會(huì)像想象的這樣簡(jiǎn)單。但總體是關(guān)于時(shí)間的問題,是關(guān)于課程安排的問題,解決這個(gè)問題也就解決了當(dāng)前的大多數(shù)問題了。下面是筆者的建議。既然現(xiàn)在普遍認(rèn)為現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多,而增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)又是一個(gè)好的解決途徑。那么可以嘗試將高年級(jí)才開設(shè)的文獻(xiàn)檢索提早粗略講授,達(dá)到可供學(xué)生查閱文獻(xiàn)的程度即可。這樣開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)準(zhǔn)備也就有了。改變實(shí)驗(yàn)課和理論課的比重,嘗試在實(shí)驗(yàn)課開始前集中開設(shè)少量理論課,講解一些必要的知識(shí)點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)課上再抽出一些時(shí)間稍微詳細(xì)講解一些本次實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)。剩下的時(shí)間交由學(xué)生,老師只根據(jù)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問題再開設(shè)理論課程重點(diǎn)講解。就是這樣一套“實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)中穿插理論教學(xué)”的模式是我們本次改革大體框架。這樣便做到在不改變分析化學(xué)現(xiàn)有學(xué)時(shí)的情況下,只調(diào)節(jié)理論和實(shí)驗(yàn)的比重,使得學(xué)生有充足時(shí)間完成后續(xù)的改革項(xiàng)目。
3教學(xué)內(nèi)容改革
改革的主要目的是一改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)下的學(xué)生積極性不高,教學(xué)效果差的情況。擬采用增加綜合性實(shí)驗(yàn)的方法,但也需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。在廣受好評(píng)的三段式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式之上,根據(jù)現(xiàn)在學(xué)生的情況,做一些改進(jìn)。第一階段,花費(fèi)較少的學(xué)識(shí),通過一些基礎(chǔ)的、經(jīng)典的實(shí)驗(yàn),鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和操作。第二階段,增加實(shí)驗(yàn)中所需要的計(jì)算來加大實(shí)驗(yàn)的難度,增多各類儀器的使用。這個(gè)階段可以讓學(xué)生初通分析化學(xué)的大概原理,了解大部分實(shí)驗(yàn)儀器,所花學(xué)識(shí)理當(dāng)稍多一些。第三個(gè)階段,老師挑選幾個(gè)大致方向,學(xué)生抽簽,根據(jù)所抽選的方向查閱文獻(xiàn),跟老師交流后確定最終題目,難度可視時(shí)間寬裕程度和學(xué)生自身水平而定。此階段便像畢業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢樱鳛橐粋€(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)生所學(xué)的分析化學(xué)知識(shí)有個(gè)全面的考察。
4考核方法改革
現(xiàn)階段對(duì)于這種基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的考核方法實(shí)在單一,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中大多數(shù)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)都早已記錄在案,學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成功與否和它們一加比較即刻了然,這樣一定程度上就不需要復(fù)雜的考核方案。但是引進(jìn)綜合性實(shí)驗(yàn)后,考核方案的改進(jìn)又成了必然的事情。不同于單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的已知性,綜合實(shí)驗(yàn)中充滿了不確定,學(xué)生通過努力也都不見得一定能做出想要的成果。所以考核中引入各項(xiàng)對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程的評(píng)價(jià),對(duì)于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性甚至可行性的評(píng)價(jià),適當(dāng)減少實(shí)驗(yàn)結(jié)果所占最后評(píng)估的比重,讓學(xué)生在立題和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)方案的過程中就能學(xué)到東西。這樣也就達(dá)到了當(dāng)初開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)的目的。
5開放實(shí)驗(yàn)室的改革
高校資源有限,而學(xué)生數(shù)量眾多,分批次仍舊不能很好解決儀器的短缺問題。那么在學(xué)生結(jié)束實(shí)驗(yàn)后,特別是沒有做出成果的情況下,學(xué)生想要繼續(xù)使用實(shí)驗(yàn)室就更加不可能了。開放自由實(shí)驗(yàn)室的建議早有人提出。但是儀器畢竟昂貴,管理稍一放松便可能帶來較大的損失,使得開放的顧慮增多。進(jìn)過前文的分階段,筆者認(rèn)為這方面的改革可以對(duì)要進(jìn)行大四畢業(yè)實(shí)驗(yàn)和已經(jīng)進(jìn)入綜合實(shí)驗(yàn)階段的學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室。并嚴(yán)格登記使用情況,派指定人員管理,例如在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行科研工作的研究生。有條件的學(xué)校在更新實(shí)驗(yàn)室儀器時(shí),可以將淘汰下來的儀器組成一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,專門供學(xué)生反復(fù)操作使用。
6教師綜合素質(zhì)的提高
不論在哪塊領(lǐng)域進(jìn)行改革,工作都會(huì)進(jìn)行得像一個(gè)巨大的傳動(dòng)裝置,需要有加入動(dòng)力的設(shè)備,同時(shí)也需要有將動(dòng)力輸出到別處的裝置。而教師就是這一環(huán)節(jié)上最重要的齒輪。有人比喻學(xué)校是個(gè)大水池,老師是大魚,學(xué)生是小魚。小魚什么都不知道的時(shí)候只會(huì)跟著大魚游。所以老師的一言一行對(duì)于學(xué)生都是深遠(yuǎn)的影響的。想要學(xué)生在分析化學(xué)的學(xué)習(xí)中鍛煉出創(chuàng)新能力,那么老師也須有創(chuàng)新的想法和能力。想要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行綠色的化學(xué)實(shí)驗(yàn),那么老師也須明了綠色化學(xué)的原則[6-7],知道怎么通過相關(guān)反應(yīng)的集成來實(shí)現(xiàn)原子的經(jīng)濟(jì)性,以便將學(xué)生向這方向引導(dǎo)。
7結(jié)語
分析化學(xué)教學(xué)改革是順應(yīng)時(shí)展的必然要求,本文以分析化學(xué)的課程安排改革為核心,涉及教學(xué)內(nèi)容、考核方法、開放實(shí)驗(yàn)室以及教師管理方面的改革。力求從學(xué)生的角度出發(fā),將分析化學(xué)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加合理,使得學(xué)生既掌握了基礎(chǔ)知識(shí),又鍛煉了創(chuàng)新能力。同時(shí)寄希望教學(xué)的改革能反過來推動(dòng)分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。
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作者:孫圣智 朱觀鑫 王大偉 單位:1.山東省鄒城市第一中學(xué) 2.江南大學(xué)