基于任务驱动的电厂化学专业《分析化学实验》课程教学改革的研究与实践

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  摘要:分析化学实验是电厂化学专业教学计划中重要的教学环节,是培养学生在获得理论知识同时加强实验操作、分析和解决问题的能力,为后续的核心课程水、煤、油分析实训和将来参加企业工作打下良好的基础。
  关键词:任务驱动;分析化学实验;教学改革
  · 【中图分类号】G712.0;O65-4
  一、课程基于的现实意义
  分析化学实验是化学专业学生的基本能力训练课程,是学生理论知识的检验,是培养学生的动手能力和实验结果分析能力,形成学生化学检验分析的基本技能。在实验课程教学中,即要注重学生综合素质的训练,又要培养学生的创新意识能力,并培养学生严谨、认真和实事求是的科学态度,观察、分析和判断问题的能力,精密、细致地进行科学研究的技能,使学生具有科学技术工作者应具备的素质。因此,必须选择合适的教学任务,实施任务驱动教学,使学生在“做中学,学中做”。
  二、分析化学实验内容
  分析化学实验是通过测定获取物质的组成、含量、结构及其他多种信息的科学。通过实验方法,使学生加深理解和巩固在分析化学课堂中所学的理论知识,并使学生正确熟练地掌握化学分析和仪器分析的基本操作和技能。根据电厂化学专业特点,本课程实验内容主要包括玻璃器皿器的洗涤、分析天平的练习、重量分析实验、滴定分析实验、仪器分析实验、分光光度法实验、标准溶液的配制现标定以及实验室需要的各种指示剂的配制等。
  三、传统的分析化学实验存在问题分析
  1.实验教学模式效果低
  过去分析化学实验课,如果是做重量分析、滴定分析实验,一般是由实验指导教师课前先配制好实验需要的各种标准溶液,教师再讲解实验要点,然后由学生再按照实验操作步骤进行实验,这样的教学方法虽然能够在规定的时间内完成实验,但不利于学生实验的完整性。在进行仪器分析实验时,实验教师事先把要用到的实验仪器都安装并调试好,上课时再由学生进行机械的操作,这样学生对仪器安装、调试方面实践知识缺乏,也不利于将来到企业单独完成工作,达不到实验应有的效果。
  2.实验项目设置不合理
  社会工作需要三种类型人才,也就是需要科学研究型人才,工程设计型人才和技术应用型人才。相对应的三种类型高校是科学研究型(理科)高校、工程设计型(工科)高校和技术应用型(职业技术)高校。理科高校培养科技人才,工科高校培养的是工程设计人才,职业技术院校是培养技术应用型高技能人才。根据职业院校培养人才的特点,教师就应该根据企业需要做的分析项目有计划地安排学生进行实验,而不是一味地按照实验教材中的项目顺序地要求学生做实验,因为实验教材中的有些项目不属于本行业的工作内容,职业教育就是要求教学具有行业的针对性。原使用的教材实验项目不具专业特点。
  析化学实验是化学及其相关专业的基础实验课程,既有共同的实验,也应该有专业特性的实验,实验指导教师必须根据专业特点来选择实验项目,为后续专业核心实验课程打下良好基础。
  四、课程教学改革措施
  1.选择合适教材或自编教材
  出版社同类型的教材很多,但书中内容也不一样,好的教材能让老师好教,学生好学易懂,所以开设任一门课首先要征订适合专业学生使用的教材。从作者多年的教学和征订教材经验来看,目前在出版社很难订到适合电厂化学专业分析化学实验需用的教材。由于这个原因,作者在近年组织了电厂化学专业团队的教师自编了一套分析化学实验的校本实验指导书,书中内容包括了化学化工专业分析化学实验的基础实验,也包括了电厂化学水汽分析项目的实验,非常适合本专业学生的实验使用。
  2.实验教学方法的改进
  随着国民经济的发展和技术生产力的提高,企业对人才质量的需求也相应严格,对高职院校学生的质量提出了更高的要求,要求他们具体要有较强的实践动手能力。实验课是学生在校学习时的一个重要环节,因而对学生实验课的质量也提出了更高的要求,同时也是对教师的教学方法和教学质量提出更高的要求。
  传统的教学方法和思路已经不完全符合现代职业教育的要求,必须进行教学改革。改革不是要把传统的东西全部换掉,而是把优良传统保留下来,把一些陈旧的不符合现代教育要求的东西换掉,用比较符合实际和高效率的措施方面取而代之,正所谓取其精华,去其糟粕,补充新的元素成分,生命才有活力。本着如此的原则,我们在分析化学实验的教学上既保留传统的一些优良方法,如:根据班级人数,分好实验小组和小组长,落实小组长与组员的责任;提前布置实验项目任务,要求学生做好充分预习;实验前教师讲解实验的目的。也采一些新的教学方法和手段。如:有些基础实验,利用实驗室现代多媒体手段在实验前先观看实验视频,学生注意观察实验操作;教学步伐是“慢、中、快”,有序渐进,根据自身实验室现有的仪器设备条件,采取以下实验教学方法和步骤:
  2.1慢分析化学实验,是学生进行实验操作技能的第一步,像婴儿学走路的第一步,慢慢学。所谓的“慢”,是指多安排些时间让学生反复练习操作,应用在基础实验上。基础实验项目主要有:天平的使用和药品的称量(掌握称量的三种方法,直接称量法、固定称量法和递减称量法)、玻璃器皿的洗涤与干燥、滴定管的使用与数据记录。这些基础操作是否则正确,会直接影响实验结果的准确性。这些实验项目,需要反复操作练习,熟练掌握。
  2.2中掌握上述的操作方法后,接下来的实验可以加快一些速度,时间上合理安排,如标准溶液的配制与标定、实验指示剂的配制等。熟悉操作后可进行容量滴定分析,如水样碱度测定、酸度的测定、硬度测定 、氯离子含量的测定等,同时需要掌握得到的数据进行相关的计算,对结果进行误差分析等等,这些操作过程基本上是按操作步骤进行。
  2.3快仪器分析实验是分析化学实验必须掌握的实验项目之一,是快速测定试样的有效分析方法,基本的方法就是掌握仪器的安装、读懂仪器的操作说明,已经会配制标准溶液或定位液学生就比较快操作。   2.4同一实验时间内进行交叉实验意指在同一时段可安排不同小组的学生进行两个甚至三个不同项目的实验。本实验室的建设时间短(到目前才三年时间),应有的实验仪器由于场地和资金问题,不能完全到位,有些实验项目的设备台数少,还不能保证每个小组都能分配到一套设备做实验。这就要实验教师做出一些教学改革。传统的教学方法是在同一时段内由每个小组轮流进行实验,其他小组在等候或旁观。这种安排存在的问题:一是实验占用的时间多,新方法只要2个课时的时间就能完成,传统方法也许需要几倍的课时才能完成,浪费了时间;二是对学生不好管理,由于没轮到实验的同学看了一会就没兴趣了,这时学生可能在一边聊天、玩手机等,同样已经做完实验的学生也会觉得没事做了,不知道接下一来应该做什么,甚至做出违纪课堂纪律的事情,不利于提高学生实验的兴趣和积极性,也不利于学生纪律的管理。新的方法是不同组的学生各做不同的实验,充分利用了实验时间和实验设备,在交换实验后还可交流实验经验,指导教师在学生实验过程中主要起到指导性的作用,大大地提高了实验的效率。
  2.5 实验结束后要求每个小组长做口头总结汇报,说出实验过程存在疑难问题,解决方法等。
  2.6课后要求学生写出一份实验报告,实验报告内容和格式一般都基本相同,不同的是在问题提出栏目中过去都是由教师统一布置问题,要求学生来填写。现在要求不同的是,让学生自己根据实验过程发现的问题来提出问题,然后再由自己来解答,这样能有助于培养学生提高观察、提出问题、分析和解决问题的能力。实验报告在课后完成并交各小组长审核签字通过再上交实验指导老师。
  上述的实验教学方法,充分发挥了学生的主体作用。实践证明,通过教学改革,学生的动手操作能力、独立工作能力、主动能力以及综合素质方面都有很大程度的提高,较好地达到实验教学的目的
  3.课程考核与成绩的评定
  3.1课程考核改革的指导思想
  课程考核与成绩的评定是课程改革的重要内容之一, 是检查教学质量、评价学生学业水平的重要手段,是检验课程教学成果的重要指标。如何公平、公正、客观地评价一个学生掌握实验的基本知识和基本技能,需要采用科学的考核办法。
  3.1.1树立以能力测试为中心的考核观念
  建立将素质教育观念内化于考试的考核评价体系,通过考核的引导作用,提高学生的知识运用能力、自学能力、分析和解决问题能力、自我评价和评价他人能力及心理素质、协作精神、职业道德等。
  3.1.2以能力为导向改革考核内容
  考核严格按照课程标准(或教学大纲)要求,根据课程所涉及的知识、能力、素质的要求,对课程的知识、能力、素质进行分析细化,确定课程考核方案,使考核真正能够对学生知识、能力、素质进行全面测试评价,鼓励学生独立思考,有意识地培养学生的发散性思维、创新意识和创新能力。
  3.1.3构建体现高职特色的形式多样的考核体系
  课程考核要多样性、针对性、生动性,突出全面考核和过程考核。考核形式不只限于笔试,还应采取口试、答辩、技能竞赛、参与科研、实地调查等多种多样的形式。考核不能一卷定终身,应加强过程考核,教师应在教学活动中观察和记录学生的表现,还可以通过面谈、学习日志、正式作业、项目调查、书面报告、讨论问题和写论文等方式考察和评价学生。
  4.课程考核改革的基本原则
  课程成绩评定项目原则上由素质考核成绩、过程考核成绩、结课考核成绩三部分构成。
  4.1学习态度考核成绩
  学习态度考核主要考察学生参与学习的情况及课堂表现,以百分制记录。
  4.2过程考核成绩
  过程考核包括日常作业、课堂讨论、课程的课外项目(作品)、调研报告、案例分析等)。课程考核成绩采用百分制。
  4.3结课考核成绩
  课程结束前进行考核,考核分为理论考核和操作考核。理论考核通过笔试方式,考核内容包括实验的基本理论、基本原理、实验现象、实验室的各种实验仪器名称、作用和使用注意事项、溶液的配制和化学实验相关的计算等。操作考核主要通过后阶段的实验项目操作过程的熟练程度、操作的规范性和时间性等方面考核,操作过程中教师有意识地提出相关的问题,对学生分析和解决问题能力加以评判,同时进行记录。前阶段的实验操作因学生的基本都在同一水平线上,可作为平时成绩的评定。课程考核成绩采用百分制。
  5.课程总评成绩
  原则上根据广西电力职业技术学院教务处2014年9月15日关于“课程考核改革工作方案”要求,课程成绩评定规定如下:
  总评成绩=学习态度(20%)+过程考核(50%)+结课考核(30%)。
  五、结论
  分析化学实验是让学生加深巩固基础化学知识,是学生开始进行理论与实践相结合的的验证,是专业技能操作的第一阶段,此阶段非常重要,要求学生实验过程认真、严谨、细致地根据实验操作步骤进行实验,同时要求实验过程注意观察发生的现象。通过教学实践,总结出以下几点经验:
  1.精选符合专业性的实验教材。
  2.优化实验内容。
  3.實验项目时间合理的分配。
  4.教学方法大胆创新。
  5.举办化学化工类工业检验的理论与操作竞赛,选拔优秀人才参加区级院校类似的竞赛。
  6.以学生为主体,教师为引导,充分发挥学生的主动力性和积极性。不同的实验教学方法,对学生掌握实验操作知识有不同的效果。
  因此,分析化学实验教学还需要不断改革与创新,走出校门调研,与不同院校的同行们、企业有实践经验的人士多多交流,探索一套更有效果的教学方法和措施。
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