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時間:2022-11-06 20:37:58
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[關(guān)鍵詞]教學(xué)改革;無機與分析化學(xué)實驗
無機與分析化學(xué)實驗是無機與分析化學(xué)課程的重要組成部分,包括無機化學(xué)和分析化學(xué)兩部分內(nèi)容,是農(nóng)林院校一門重要的基礎(chǔ)實驗課程。該課程的主要任務(wù)是使學(xué)生熟練地掌握化學(xué)實驗的基本知識和基本操作,培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和創(chuàng)新思維,最終能運用化學(xué)實驗方法獨立完成測試分析任務(wù)[1]。作為大學(xué)期間第一門基礎(chǔ)實驗課程,無機與分析化學(xué)實驗課程的開設(shè)為農(nóng)學(xué)、動物科學(xué)、食品科學(xué)、生物科學(xué)、中藥科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科后續(xù)專業(yè)實驗課的開展打下基礎(chǔ)。因此,無機與分析化學(xué)實驗在農(nóng)林院校創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)上具有重要的作用。傳統(tǒng)的無機與分析化學(xué)實驗教學(xué)方法是教師對實驗?zāi)康摹嶒炘砗蛯嶒灢襟E逐一進行講解,演示實驗涉及的儀器操作,學(xué)生被動地聽、被動地看,沒有獨立思考的過程,只是按照實驗步驟“照方抓藥”完成實驗,很難達到實驗預(yù)期目標[2]。如何變被動為主動,使學(xué)生積極主動地參與到實驗中,進而發(fā)現(xiàn)問題以至創(chuàng)造性地解決問題,是無機與分析化學(xué)實驗教師必須思考的問題。“重鉻酸鉀法測定亞鐵鹽中鐵含量”是無機與分析化學(xué)實驗中一個經(jīng)典的滴定分析實驗,本文以此為例探討實驗教學(xué)方式改革,以期提高學(xué)生實驗的積極性和主動性。
1以設(shè)疑的方式指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實驗
亞里士多德說:“思維自驚奇和疑問開始”[3]。為了引起學(xué)生的實驗興趣,避免將實驗?zāi)康摹嶒炘砗蛯嶒灢襟E在實驗報告上簡單機械地抄一遍當作預(yù)習(xí),在上次實驗結(jié)束前,公布本次實驗題目“重鉻酸鉀法測定亞鐵鹽中鐵含量”,教師就實驗原理和實驗內(nèi)容提出問題、設(shè)定疑問。比如,滴定分析方法按照反應(yīng)類型分主要有四種,即酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法和沉淀滴定法。那么這次實驗內(nèi)容屬于哪一種滴定分析方法;滴定過程中使用的指示劑是什么;指示劑的作用原理、顏色變化;滴定前為什么要加入硫酸,使用鹽酸是否可以;滴定時加入濃磷酸的作用是什么;重鉻酸鉀為什么能用直接法配制標準溶液;能夠用直接法配制標準溶液的物質(zhì)稱作基準物質(zhì),那么基準物質(zhì)需要具備哪些條件,等等。讓學(xué)生帶著這些疑問去預(yù)習(xí)本次實驗、撰寫預(yù)習(xí)報告。上課時教師就其中一部分問題進行提問,達到了鞏固學(xué)過的理論知識、全面預(yù)習(xí)并深刻理解本次實驗原理和實驗內(nèi)容的目的。
2學(xué)生演示、分組討論實驗操作細節(jié)
學(xué)生參與化學(xué)實驗的積極性和主動性,很大程度上取決于教師的調(diào)動和激發(fā)。本次實驗涉及的操作有:一是使用電子天平稱量重鉻酸鉀和硫酸亞鐵固體藥品,二是使用25mL移液管吸取硫酸亞鐵待測液。完成本次實驗的時間很充沛,而且這兩個儀器的操作是前面滴定分析實驗中練習(xí)過的,因此本次實驗首先請學(xué)生自愿到前面來演示25mL移液管吸取硫酸亞鐵待測液的操作,其他同學(xué)認真觀看。然后全班分組(4人一組)討論這位同學(xué)的演示操作是否有不規(guī)范的地方、怎樣操作才是規(guī)范的。對于移液管的使用,從無機與分析化學(xué)實驗這門課開始,教師就再三強調(diào)需要注意的細節(jié),可是每學(xué)期期末還是有學(xué)生在操作時使用拇指來堵住移液管的上端出口。移液管的規(guī)范使用步驟中首先是洗滌。洗滌分三步,分別是自來水沖洗、蒸餾水沖洗和待測液潤洗。需要注意的是每次潤洗吸取的溶液量大約是移液管容量的三分之一。接下來是吸取待測液,很多學(xué)生只顧著吸取溶液,吸完才想起沒有試劑瓶盛裝溶液。因此,在吸取待測液前先要準備好一只干凈的錐形瓶。吸取待測液過程中,移液管下端要伸到試劑瓶待測液液面下1cm左右,控制洗耳球吸取溶液的速度,保持移液管中的溶液勻速上升。超過刻度線后即迅速拿下洗耳球,用食指堵住上端出口,再緩慢轉(zhuǎn)動移液管,調(diào)整液面高度至刻度線。最后一步操作是轉(zhuǎn)移溶液,需要注意的是移液管下端出口抵在錐形瓶的內(nèi)壁,錐形瓶傾斜,保持移液管垂直。學(xué)生通過小組討論挑出他人不規(guī)范的操作細節(jié),反思自己,進一步明確規(guī)范操作移液管的具體步驟,使移液管的操作不規(guī)范問題得到明顯的改善。
3教師以提醒的方式指導(dǎo)實驗過程
滴定過程是實驗教學(xué)最重要的實驗環(huán)節(jié)。在這一過程中,教師要給予學(xué)生全面的指導(dǎo),及時糾正不規(guī)范的操作。我們采取的方式是以提醒為主,鼓勵學(xué)生自己改正,讓學(xué)生真正成為實驗課堂的主角。例如,滴定管的滴定有三種方式,即連續(xù)滴加、逐滴滴加、半滴滴加。本次實驗課上發(fā)現(xiàn)學(xué)生臨近滴定終點時不會進行半滴操作,這時建議學(xué)生查找課本中滴定分析基本操作部分,也可以觀看其他同學(xué)操作。通過觀察、查找、獨立思考這一系列過程,讓學(xué)生自己掌握半滴滴加操作方法,從而加深印象。在接下來的幾次實驗課上,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在滴定過程中掌握了半滴滴加的要領(lǐng),操作十分規(guī)范。再如,溶解固體硫酸亞鐵樣品需要先加硫酸再加蒸餾水,以防止硫酸亞鐵發(fā)生水解。有學(xué)生直接用蒸餾水溶解,發(fā)現(xiàn)自己的溶液顏色較其他同學(xué)有差別卻不知道原因。這時教師間接提醒一下,如硫酸亞鐵容易發(fā)生哪些反應(yīng),使用過程中要注意什么。教師以提醒的方式指導(dǎo)實驗過程,不僅培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,而且激發(fā)了學(xué)生實驗的興趣,體驗到成功的快樂。
4及時總結(jié)實驗情況并布置課后思考題
及時總結(jié)實驗過程中存在的問題,提出改進措施,規(guī)范實驗操作,對培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣,提高無機與分析化學(xué)后繼實驗課的教學(xué)效果具有重要意義[4]。當學(xué)生實驗結(jié)束后,教師應(yīng)對全班的實驗情況及時進行總結(jié),指出普遍存在的問題并提醒注意事項,表揚表現(xiàn)突出的學(xué)生。為了使學(xué)生充分理解實驗原理和實驗內(nèi)容,掌握本次實驗的要點,最后布置思考題[5],要求學(xué)生寫在實驗報告單上。(1)用二苯胺磺酸鈉作指示劑,終點顏色為什么由綠色變?yōu)樽仙蜃纤{色?(2)加有硫酸的硫酸亞鐵待測溶液在空氣中放置1小時后再進行滴定,對測定結(jié)果將有何影響?(3)為準確測得硫酸亞鐵中鐵的含量,實驗過程中需要注意哪些操作步驟?
5學(xué)生互相批閱實驗報告
實驗報告是學(xué)生實驗的全面總結(jié),撰寫實驗報告是基本技能訓(xùn)練的一項重要內(nèi)容[6]。實驗數(shù)據(jù)處理是無機與分析化學(xué)實驗報告的一項重要內(nèi)容,必須注意有效數(shù)字和相關(guān)計算規(guī)則。有效數(shù)字是指在分析工作中實際能夠測量到的數(shù)字,其不僅表示數(shù)值的大小,還是測量精確程度的反映,它的位數(shù)由使用儀器的精密度決定。本次實驗數(shù)據(jù)處理中,有效數(shù)字是學(xué)生最容易出錯的地方。如使用滴定管滴定時,消耗重鉻酸鉀標準溶液21.20mL,學(xué)生容易寫成21.2mL,忽略有效數(shù)字的最后一位;使用電子天平稱量固體藥品重鉻酸鉀0.6020g,有學(xué)生在實驗報告中寫成0.602g。另一方面需要規(guī)范的是計算結(jié)果的有效數(shù)字的保留。無機與分析化學(xué)實驗中,對于滴定分析結(jié)果的計算一般要求濃度和質(zhì)量百分含量的結(jié)果保留4位有效數(shù)字,相對誤差一般保留1~2位有效數(shù)字。為了規(guī)范學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)處理,提高撰寫實驗報告技能,我們采取學(xué)生互相批閱實驗報告的教學(xué)方式。教師事先講明批閱實驗報告的要求和注意事項,尤其是數(shù)據(jù)處理部分。強調(diào)滴定管的讀數(shù)要寫到小數(shù)點后兩位,而電子天平稱量質(zhì)量要寫到小數(shù)點后四位。學(xué)生在批閱實驗報告的過程中,要仔細檢查有效數(shù)字的數(shù)據(jù)記錄和處理,檢查數(shù)據(jù)的計算結(jié)果是否正確。經(jīng)過學(xué)生參與批閱實驗報告這樣的過程,實驗報告撰寫中容易出現(xiàn)的問題尤其是有效數(shù)字的使用錯誤越來越少了。
6結(jié)語
在無機與分析化學(xué)實驗教學(xué)中,教師花心思策劃整個實驗過程,最大程度地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)和實驗的主動性,提高了學(xué)生實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,取得了良好的教學(xué)效果。
[參考文獻]
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分析化學(xué)實驗內(nèi)容既要強調(diào)分析化學(xué)實驗技術(shù)本身的基礎(chǔ),又要關(guān)注分析化學(xué)方法的前沿發(fā)展。目前分析化學(xué)的傳統(tǒng)實驗較單一,新穎性較差。比如配位滴定法測定的自來水的硬度這個實驗,雖然實驗教授了蒙藥學(xué)專業(yè)學(xué)生配位滴定分析的原理,但是跟蒙藥學(xué)這門專業(yè)沒有有機聯(lián)系在一起。如果我們將實驗內(nèi)容改為EDTA配位滴定法測定蒙藥寒水石中硫酸鈣的含量,就可以將配位滴定分析方法應(yīng)用到蒙藥學(xué)研究領(lǐng)域中,更能直觀教授學(xué)生分析化學(xué)在蒙藥中的應(yīng)用,亦可以提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的科研能力和興趣,減少專業(yè)基礎(chǔ)實驗的單調(diào)性。分析化學(xué)實驗的教學(xué)的主要任務(wù)是了解和掌握各種分析方法、儀器的操作和技能。一方面強調(diào)分析化學(xué)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)知識和操作技能,因為這些“傳統(tǒng)”知識如滴定分析法和重量分析法的理論和實驗技能是分析工作的基礎(chǔ)。另一方面,隨著蒙藥學(xué)從傳統(tǒng)的配方藥研究發(fā)展為新藥的研究如劑型研究、提取有效成分及含量測定研究等,實驗課程的內(nèi)容也盡量滿足這些研究的發(fā)展,使蒙藥學(xué)專業(yè)學(xué)生了解這些分析技術(shù)發(fā)展的前沿。
二、考核機制改革
分析化學(xué)實驗分兩個學(xué)期,共80學(xué)時,5學(xué)分,是單獨于理論課記成績的。所以只記錄學(xué)生實驗報告的成績,并不能體現(xiàn)學(xué)生們完成實驗的水平和能力。考核機制改革后,學(xué)生的實驗成績是由平時成績和實驗報告成績組成。平時成績包括實驗預(yù)習(xí)情況(主要查看預(yù)習(xí)報告)和實驗課程表現(xiàn)(操作是否規(guī)范,考勤等)。實驗報告成績主要包括實驗數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)果。實驗結(jié)束時,指導(dǎo)老師要對學(xué)生的預(yù)習(xí)報告、原始數(shù)據(jù)的記錄及儀器使用情況進行逐一量化評分。其中,預(yù)習(xí)報告為20分,課程表現(xiàn)(操作是不是規(guī)范,實驗數(shù)據(jù)是否正確,所用儀器是否整理清洗)為40分,實驗報告為40分(標題,原理,使用儀器試劑等是否完整正確,有無附原始數(shù)據(jù)和圖,實驗結(jié)果計算是否正確)。通過考核機制的改革,可以全面體現(xiàn)學(xué)生了解掌握一個實驗的水平。
三、重視能力培養(yǎng),增加設(shè)計性實驗的比重
分析化學(xué)實驗課的目的是培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力和分析解決問題的能力。但是目前分析化學(xué)針對四大滴定的10個實驗基本操作重復(fù)度比較高,儀器較簡單,實驗內(nèi)容固定等易讓學(xué)生感到簡單枯燥,導(dǎo)致學(xué)生對實驗課失去興趣,儀器分析實驗課程也基本如此。這種“照單抓藥”的實驗,不利于培養(yǎng)學(xué)生動腦解決實際問題的科研能力。為了改變現(xiàn)狀,我們設(shè)計減少一些傳統(tǒng)實驗,加入了一些設(shè)計性實驗。由老師根據(jù)學(xué)生所學(xué)知識,擬定實驗題目,通過查閱文獻和討論設(shè)定實驗原理、方法。當然這是在現(xiàn)有儀器和實驗條件的基礎(chǔ)上,開展的教學(xué)和科研交叉的實驗。比如我們給學(xué)生擬定的題目有“滴定法測定蒙藥筋骨風(fēng)痛膏中二硫化二砷的含量”或“紫外可見分光光度法測定蒙藥紅花中紅花黃色素含量”等,就結(jié)合了滴定分析法中氧化還原滴定或現(xiàn)代化分析儀器知識和學(xué)生的蒙藥學(xué)專業(yè)知識,可以激發(fā)蒙藥學(xué)專業(yè)學(xué)生的興趣。因前期教學(xué)過程中要求學(xué)生規(guī)范化操作和培養(yǎng)積極思考的習(xí)慣,使學(xué)生通過查閱文獻和交流討論基本能解決問題。這就大大增加了實驗的趣味性和學(xué)生的自信,使原本枯燥的實驗過程變得相對生動活潑,鍛煉蒙藥學(xué)專業(yè)學(xué)生解決實際問題的能力。這種設(shè)計性的實驗不是一成不變,不局限于一兩種實驗,可以根據(jù)蒙藥研究的發(fā)展前沿和目前的實驗條件,更改設(shè)計性實驗題目。開放式實驗教學(xué)模式是拓寬學(xué)生知識面、培養(yǎng)學(xué)生科研意識和創(chuàng)新能力的一個重要環(huán)節(jié),是未來實驗教學(xué)的發(fā)展趨勢。我們已經(jīng)對藥學(xué)專業(yè)學(xué)生采用分析化學(xué)開放式教學(xué)模式,讓學(xué)生從大二進入研究室,自由選擇導(dǎo)師,隨指導(dǎo)老師進行簡單的科研活動,但目前未對蒙藥學(xué)專業(yè)學(xué)生開放。原因有以下幾點:第一是開放式實驗室和指導(dǎo)教師的不足,設(shè)備維護保養(yǎng)和如何解決實驗經(jīng)費不足的問題。另一個重要原因是開放式實驗教學(xué)對導(dǎo)師的要求很高。需要老師不僅有分析化學(xué)知識功底,也必須了解和掌握蒙藥研究方面的知識。
四、教師培養(yǎng)
關(guān)鍵詞:分析化學(xué)實驗;教學(xué)過程;質(zhì)量控制
中圖分類號:G642.1文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2016)05-0221-02
目前,分析化學(xué)實驗教學(xué)過程質(zhì)量控制方案還沒有科學(xué)、規(guī)范的模式,各高校一般都是根據(jù)自己的教學(xué)條件和工作習(xí)慣比較隨意地進行分析化學(xué)實驗過程的質(zhì)量控制,因而程度不同地存在著各種影響實驗教學(xué)質(zhì)量的問題。制訂并實施較為科學(xué)、規(guī)范的分析化學(xué)實驗教學(xué)過程質(zhì)量控制方案,對于形成師生相互制約、良性互動的實驗氛圍,規(guī)范實驗教學(xué)過程,提高實驗教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。根據(jù)自己多年從事分析化學(xué)實驗教學(xué)的體會,參考相關(guān)資料,提出了較為科學(xué)、規(guī)范的分析化學(xué)實驗教學(xué)過程質(zhì)量控制方案,并從有關(guān)分析化學(xué)實驗教學(xué)過程的以下環(huán)節(jié)進行了探討。
一、基本教育
為使學(xué)生安全、順利地完成實驗,確保學(xué)生實驗萬無一失,在實驗之前,要對學(xué)生進行:(1)實驗規(guī)章制度(安全、衛(wèi)生、紀律及學(xué)生實驗守則等)的教育;(2)實驗室基本情況(組成、結(jié)構(gòu)與功能、安全通道與消防措施等)的介紹;(3)實驗基本知識(實驗用水的要求及來源;玻璃儀器與化學(xué)試劑的規(guī)格、型號、性能及用途等)的培訓(xùn)。同時,要將實驗人員及指導(dǎo)教師的基本情況、具體職責,學(xué)生成績評定辦法、實驗室的基本情況和實驗室的有關(guān)規(guī)章制度、實驗教學(xué)計劃及具體授課安排等相關(guān)內(nèi)容向?qū)W生進行說明并張榜公示。另外,對于一些需要學(xué)生事先明確的實驗事項也要提前由實驗教師進行口頭通知。所有這些工作環(huán)節(jié)可使學(xué)生在實驗之前能夠做好必要的思想準備,并初步樹立正確而明確的實驗導(dǎo)向,同時也有利于形成師生之間的信息暢通、相互約束機制。
二、實驗備課
對實驗課要精心備課,寫出備課筆記。根據(jù)實驗教材、實驗資料、實驗條件等情況對實驗內(nèi)容(包括實驗?zāi)康摹⒒驹怼x器與試劑、實驗步驟、注意事項等)進行備課,寫出具體可行的實驗備課筆記。需要注意的是,一定要結(jié)合自身的實驗條件和自己成功的實驗經(jīng)驗去對實驗過程進行精心設(shè)計和科學(xué)安排,防止照本宣科、死搬硬套,使實驗內(nèi)豐富多彩,實驗過程生動有趣。對實驗中涉及的理論問題及實驗操作環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題做到心中有數(shù),為順利準備和指導(dǎo)學(xué)生實驗做好準備。
三、實驗準備與預(yù)作
在學(xué)生實驗之前,對學(xué)生實驗所需要的儀器、試劑(包括公用與自用)及其他實驗輔助材料等實驗條件、實驗通風(fēng)(包括室內(nèi)通風(fēng)與通風(fēng)櫥通風(fēng))、照明(包括室內(nèi)照明、實驗臺照明、通風(fēng)照明等)等實驗環(huán)境的每一細節(jié)進行充分準備,為學(xué)生實驗創(chuàng)造良好的實驗條件和實驗環(huán)境,做到萬無一失。例如,為便于學(xué)生有效而正確地判斷終點,可制備多套標準色階供學(xué)生參照,這樣可有效提高學(xué)生的實驗效率。在實驗過程中,要使學(xué)生不因找儀器、試劑或因缺少有效的實驗方法而耽誤過多時間,從而影響實驗的進度與效果。每次實驗之前,教師要對學(xué)生所作的實驗及相關(guān)的實驗內(nèi)容按照實驗步驟及實驗要求進行預(yù)作,熟練掌握實驗操作和實驗現(xiàn)象,對實驗過程中可能出現(xiàn)的問題(如儀器、試劑是否正常,實驗條件和環(huán)境對實驗有何影響等)進行全面的把握,以便在學(xué)生實驗過程中有效地的指導(dǎo)學(xué)生實驗,對學(xué)生提出的問題能夠進行合理而圓滿的解答,避免出現(xiàn)被動局面。
四、實驗考勤
為加強學(xué)生實驗的出勤管理,實行“開始點名-中間抽查-結(jié)束檢查并簽名”的管理方法。即學(xué)生到實驗室后,教師要根據(jù)學(xué)生選課名單點名并清點人數(shù)(防止冒名答到);實驗過程中,要注意觀察學(xué)生人數(shù)的變化并隨時核查人數(shù)(防止中間溜號);最后檢查學(xué)生實驗操作及實驗數(shù)據(jù),檢查合格并在實驗名單上親自簽名(防止他人代簽)后方可離開實驗室。對實驗操作或?qū)嶒灁?shù)據(jù)不符合要求要求的學(xué)生必須重做實驗。為便于掌握每個學(xué)生的實驗情況,每次實驗要求學(xué)生的實驗位置序號必須與實驗名單上的序號順序一致。這要求學(xué)生自己根據(jù)實驗名單的序號與實驗位置序號對應(yīng)入座,并在點名時逐一核實。
五、學(xué)生預(yù)習(xí)
為培養(yǎng)學(xué)生良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣和自學(xué)能力,保證學(xué)生有效地完成實驗,防止學(xué)生在實驗過程中的被動應(yīng)付,要求學(xué)生在實驗之前進行預(yù)習(xí)并寫出實驗預(yù)習(xí)報告,在進實驗室時檢查并上交(作為評定實驗成績時參考),對沒有預(yù)習(xí)報告的學(xué)生實行緩做實驗。為便于查閱預(yù)習(xí)報告,預(yù)習(xí)報告的格式要統(tǒng)一。其基本內(nèi)容包括實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢襟E、注意事項等。為避免學(xué)生簡單抄襲應(yīng)付且簡化書寫,要求學(xué)生用框圖或流程圖等形式表達實驗步驟。
六、實驗講解
根據(jù)實驗的基本內(nèi)容(實驗?zāi)康摹嶒炘怼x器與試劑、實驗步驟、注意事項等)進行具體講解。需要重點強調(diào)的是實驗操作及注意事項,如玻璃儀器(燒杯、錐形瓶、滴定管、移液管、容量瓶等)的名稱、規(guī)格、性能、用途、使用方法及注意事項;儀器設(shè)備(分析天平、分光光度計等)的基本性能、使用方法、注意事項。要使學(xué)生明確,在分析實驗過程中,始終堅持的基本原則是規(guī)范操作,減少誤差,逐步建立起“定量”的概念;除了要認真規(guī)范的做好每一步實驗外,還要處理好每步操作之間的銜接關(guān)系。講解時,要以演示為主,講解為輔。講解力求目的明確,重點突出,條理清晰,簡明扼要。為提高演示效果,可結(jié)合多媒體技術(shù)進行講解與演示。
七、實驗指導(dǎo)
實驗指導(dǎo)是保證實驗教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。指導(dǎo)實驗的基本原則是熱情輔導(dǎo),嚴格要求。在實驗過程中,要求學(xué)生的基本操作一定要規(guī)范、正確,對不規(guī)范或錯誤的操作,及時加以指導(dǎo)糾正;對違反實驗紀律的學(xué)生堅決處理,不留情面;要始終在實驗現(xiàn)場進行手把手的指導(dǎo),對學(xué)生提出的問題耐心解答,并注意與學(xué)生的互動,以不斷提高實驗指導(dǎo)的感召力,使學(xué)生積極主動地去完成實驗。同時,為有效把握學(xué)生的整體實驗情況,避免顧此失彼,盡量增加巡視頻率。對于學(xué)生在實驗過程中的表現(xiàn)(實驗態(tài)度等)及存在的問題,要用專用的學(xué)生實驗指導(dǎo)記錄單(在實驗之前根據(jù)實驗名單順序制出)進行記錄,為評定實驗成績提供依據(jù),也為今后有針對性地指導(dǎo)學(xué)生實驗積累經(jīng)驗。
八、檢查驗收
學(xué)生實驗結(jié)束、離開實驗室前,必須對學(xué)生的實驗操作、實驗數(shù)據(jù)、儀器試劑、環(huán)境衛(wèi)生等進行全面、嚴格的檢查。檢查合格并經(jīng)指導(dǎo)老師在學(xué)生原始實驗記錄上簽名確認后,才能離開實驗室,否則,需要學(xué)生重做實驗直至檢查合格后方可離開實驗室,以培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真、善始善終的良好實驗習(xí)慣。
九、實驗報告
為使學(xué)生對實驗情況進行系統(tǒng)總結(jié)并鍛煉學(xué)生書寫實驗報告的能力,學(xué)生必須按要求寫出實驗報告并及時上交。其中實驗報告必須附有指導(dǎo)教師簽名的實驗原始數(shù)據(jù)。教師要及時批改實驗報告,并做好批改記錄。對實驗報告中存在的問題或錯誤進行歸納、總結(jié),及時向?qū)W生反饋。一般情況下,要在下次實驗之前,向?qū)W生反饋上次實驗報告的批改信息,使學(xué)生及時了解自己在實驗中存在的問題與錯誤,并加以解決和改正。實驗報告成績在整個實驗成績中占有較大比例。因此,批改實驗報告、確定實驗報告成績一定要公平合理。嚴禁抄襲或他人實驗報告現(xiàn)象發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象,該門實驗課按零分計。
十、實驗考試
實驗考試既是對學(xué)生實驗情況的考核,也是對教師教學(xué)效果的檢驗,又是促使學(xué)生平時做好實驗的動力。要合理確定考試內(nèi)容,要使考試內(nèi)容具有系統(tǒng)性和代表性。參考理論考試,將考試內(nèi)容以試卷的形式發(fā)給每一個學(xué)生。試卷要明確實驗內(nèi)容和具體要求,可以采用多種試卷或同種試卷進行考試。實驗考試時,要盡可能多配備監(jiān)考教師,做到每位教師監(jiān)考的學(xué)生數(shù)不超過10名,以便教師全面把握每個學(xué)生的實驗信息。與實驗指導(dǎo)記錄一樣,要有相應(yīng)的實驗考核記錄,以作為評定實驗成績的依據(jù)。
十一、實驗成績
實驗成績包括單一實驗成績和實驗總成績。影響單一實驗成績的基本因素包括:實驗預(yù)習(xí),實驗態(tài)度,實驗紀律,實際操作、實驗報告等。其各種影響因素影始終貫穿在每個實驗的整個實驗過程中。因此,教師只有平時盡量把握每個學(xué)生實驗各方面的具體情況,才能使實驗成績?nèi)妗⒖陀^,防止僅據(jù)實驗報告確定實驗成績的錯誤做法。單一實驗成績?yōu)榫C合考慮了影響實驗成績的各種因素后的綜合得分,即:單一實驗成績=預(yù)習(xí)(5%)+操作(50%)+態(tài)度(5%)+紀律(10%)+報告(30%)平時實驗成績?yōu)樗袉我粚嶒灣煽兊目偤停ā茊我粚嶒灣煽儯┏詫嶒瀭€數(shù)(n),即所有實驗成績的平均值:平時實驗成績=∑單一實驗成績÷實驗個數(shù)n實驗總成績由平時成績與考試成績(成績確定方法同單一實驗成績)兩部分組成,即:實驗總成績=平時成績(50%)+考試成績(50%)實驗成績確定后,要及時向?qū)W生公示,接受查詢。
十二、實驗總結(jié)
關(guān)鍵詞: 分析化學(xué)實驗 實驗教學(xué) 體會
分析化學(xué)實驗是化學(xué)各專業(yè)必修的重要基礎(chǔ)課程之一,與分析化學(xué)理論課程緊密相連。分析化學(xué)實驗的實踐性很強,在整個分析化學(xué)中占有很大的比重。正如古詩云:“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。”要真正地學(xué)好分析化學(xué)就必須理論聯(lián)系實際,結(jié)合實驗不斷加深和拓展分析化學(xué)的理論知識。學(xué)生通過分析化學(xué)定性部分的實驗學(xué)習(xí),可以更深刻地認識元素及其化合物的相關(guān)性質(zhì),提高認識事物的準確性;通過分析化學(xué)定量部分的實驗學(xué)習(xí),可以逐漸建立起準確的“量”的概念,培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度和認真嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng);通過不斷地實踐操作和訓(xùn)練,可以鍛煉動手能力,培養(yǎng)觀察和分析實際問題的能力,為后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。
1.分析現(xiàn)狀
目前的分析化學(xué)實驗教學(xué),更多的是教師把實驗步驟一步一步地講授給學(xué)生,學(xué)生處于被動接受的地位,很多時候連預(yù)習(xí)報告都不寫,就算寫也是照抄教科書,根本不經(jīng)大腦思考,完全依賴老師和教材。如果教師不講操作步驟和實驗流程的話,很多學(xué)生既不愿看教科書,又不查相關(guān)資料,就完全不知道實驗該從何入手。很多學(xué)生做完實驗不愿結(jié)合理論,學(xué)著處理數(shù)據(jù)、分析結(jié)果等。有時候?qū)嶒炇×耍膊恢鲃诱以颍环治鰡栴}所在,純粹走走過程而已。而在當今社會,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,分析化學(xué)作為化學(xué)分析的基本手段,需要全面發(fā)展的高素質(zhì)人才,對分析化學(xué)實踐技能提出了更高的要求。實驗教學(xué)是高等院校中重要的組成部分之一,“實踐是檢驗真理的唯一標準”,加強實驗教學(xué)的力度,提升實驗教學(xué)的高度,通過實驗教學(xué),鞏固理論知識,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),磨煉學(xué)生的意志,提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。
2.提出建議
由于目前仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,即基本理論由老師講授為主,實驗教學(xué)以教師示范為主,課程考核以書面成績?yōu)橹鳎@在很大程度上降低了學(xué)生做實驗的積極性,限制了學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為此,我結(jié)合自身分析化學(xué)實驗教學(xué)談幾點建議。
2.1優(yōu)化實驗條件及內(nèi)容
學(xué)校應(yīng)重視分析化學(xué)實驗教學(xué),從硬件和軟件兩方面給予支持。對硬件方面而言,加大資金的投入,引進先進的實驗設(shè)施,如分析天平的購買應(yīng)適應(yīng)科學(xué)的發(fā)展,從半自動機械加碼過渡到全自動機械加碼,進而引進電子天平。增加實驗室,改善和提高實驗條件,如改進通風(fēng)櫥條件。軟件而言,增加和優(yōu)化實訓(xùn)教師,如給教師提供進修或培訓(xùn)機會,提高教師的業(yè)務(wù)水平;優(yōu)化實驗教材即結(jié)合學(xué)校的培養(yǎng)目標,選擇針對性強的實驗參考書,甚至編寫適合自己學(xué)生的實驗指導(dǎo)書。
選擇的實驗內(nèi)容應(yīng)涵蓋定性分析、定量分析、儀器分析的基本內(nèi)容;同時刪除原教材中陳舊的、重復(fù)的實驗內(nèi)容,精選具有代表性的實驗項目;增加貼近生活的項目,如水中需氧量的測定、乳粉滴定酸度的測定等,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;增設(shè)微型實驗,既可以節(jié)約藥品,又能減少試劑對環(huán)境的污染;增加綜合性和設(shè)計性實驗,不但能培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,還能提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,而且能培養(yǎng)學(xué)生獨立開展科研工作的能力。
2.2合理安排實驗教學(xué)過程
2.2.1實驗前充分準備
實驗前,應(yīng)結(jié)合理論課認真地講解相關(guān)知識點,重點分析實驗原理和方法,讓學(xué)生領(lǐng)會原理,了解實驗的操作步驟和注意事項,做到心中有數(shù)。只有在熟悉原理的基礎(chǔ)上做實驗,才能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,才能拓展學(xué)生的思維和眼界。實驗接觸的是化學(xué)藥品,開展實驗的同時要注意學(xué)生的安全并采取相應(yīng)的防護措施。要求學(xué)生認真預(yù)習(xí)并寫好報告冊上的部分內(nèi)容,查閱相關(guān)的資料,列好記錄表格以便實驗過程中及時記錄數(shù)據(jù),列出計算公式,以便于及時處理數(shù)據(jù)。
2.2.2實驗中規(guī)范操作
實驗時,嚴格要求學(xué)生規(guī)范操作。應(yīng)盡量讓學(xué)生多動手,如試劑的配制,可以讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)著配制,加深對實驗的理解。實驗儀器的調(diào)節(jié),也盡量讓學(xué)生結(jié)合儀器的原理和構(gòu)造,自行學(xué)著調(diào)節(jié)。如分析天平水平氣泡的調(diào)節(jié),讓學(xué)生通過觀察,結(jié)合分析天平理論,充分開動大腦,輕而緩地旋轉(zhuǎn)天平板下的兩個升降螺絲,調(diào)節(jié)天平兩側(cè)的高度,直到水平氣泡移到圓圈的中央為止。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題的能力,以及分析問題和解決問題的能力。
具體操作時,要規(guī)范操作,養(yǎng)成良好的習(xí)慣,及時糾正學(xué)生的不規(guī)范動作,如分析天平的使用,移液管的使用,酸式滴定管的排氣,等等。對實驗基本操作技能不規(guī)范、不熟練的學(xué)生,要多關(guān)心,多鼓勵,多指導(dǎo),讓學(xué)生多練習(xí),進而達到“熟能生巧”。學(xué)生要善于思考,運用所學(xué)的理論知識解釋實驗現(xiàn)象,分析實驗過程中遇到的問題,從而拓寬知識面。如稱量氫氧化鈉固體(NaOH)時,用的是小燒杯而不是硫酸紙,是因為它有強腐蝕性。配制氫氧化鈉溶液時,要用新煮沸而冷卻的蒸餾水,是為了趕走水中溶解的二氧化碳(CO2)。由于氫氧化鈉溶于水時放出大量的熱,配制其溶液要用冷卻的水,并用玻璃棒不斷攪拌,防止液體飛濺。實驗數(shù)據(jù)應(yīng)正確而及時地進行記錄,如分析天平稱量的數(shù)據(jù)應(yīng)保留四位小數(shù),滴定管的讀數(shù)為兩位小數(shù)。
2.2.3實驗后認真總結(jié)
實驗后,認真書寫實驗報告,反思實驗過程,側(cè)重于數(shù)據(jù)的處理、誤差分析和問題的討論。通過具體的分析化學(xué)實驗,能鞏固和深化相關(guān)的理論知識。通過實驗操作,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)實驗過程中的不足,下次實驗加以改進,提高其實踐技能。鼓勵學(xué)生多用Word、Excel等工具處理數(shù)據(jù),為后續(xù)的儀器分析奠定相應(yīng)的基礎(chǔ)。學(xué)生結(jié)合實驗中遇到的問題,運用相關(guān)理論知識進行分析,鍛煉其分析問題的能力。鼓勵學(xué)生大膽地對實驗提出改進意見,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。
2.3加強實驗考核
教師要合理而科學(xué)地對分析化學(xué)實驗進行考核,除卷面成績,還應(yīng)包括平時的實驗操作和實驗報告,同時增加實驗操作技能的考核。平時的實驗操作應(yīng)包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,實驗操作的規(guī)范,現(xiàn)場做的實驗結(jié)果。實驗報告包括實驗的預(yù)習(xí),實驗報告的書寫,以及對問題的分析和討論。這樣有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生處理數(shù)據(jù)和分析問題的能力。實驗操作技能的考核,規(guī)定實驗的內(nèi)容,讓學(xué)生查閱資料,設(shè)計合理的方法,在規(guī)定的時間內(nèi),規(guī)范地做完實驗并當場交實驗數(shù)據(jù)。這樣可以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、獨立思考的能力,同時督促學(xué)生更為規(guī)范地進行操作,考查其綜合能力。
根據(jù)學(xué)生的不同層次,還可以開展分析化學(xué)實驗基本操作競賽,如分析天平的稱量,并進行相應(yīng)的課程培訓(xùn),對獲獎的學(xué)生給予一定的獎勵,并計入實驗考核中。通過競賽給學(xué)生提供了一個展現(xiàn)自我的舞臺,增強了學(xué)生的自信心,鼓舞了學(xué)生的實驗熱情。
2.4提高教師的專業(yè)素養(yǎng)
教師要從思想和行動上重視實驗教學(xué)。“師者,傳道授業(yè)解惑也”。教師應(yīng)加強師德修養(yǎng),不斷提高自身的綜合素質(zhì)。同時教師應(yīng)優(yōu)化知識結(jié)構(gòu),與時俱進,不斷豐富專業(yè)知識,提升自身的專業(yè)素養(yǎng)。只有這樣,教師才能對學(xué)生所做的實驗改進是否合理進行分析,才能對學(xué)生的創(chuàng)新和不足加以評定。更重要的是,教師要具有強烈的事業(yè)心和責任心,刻苦地鉆研教材,充分地準備實驗教學(xué),認真地對待教學(xué),耐心地指導(dǎo)學(xué)生,對學(xué)生嚴格要求,及時地糾正學(xué)生在實驗操作中的錯誤。教師還應(yīng)充分地利用多媒體教學(xué)資源,搜集與分析化學(xué)相關(guān)的圖片和視頻等,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效率。對于實驗中基本的操作技能,如分析天平的使用,容量瓶的操作,等等,教師除讓學(xué)生觀看視頻課程外,還應(yīng)親自進行演示。只有嚴格要求,才能督促學(xué)生更加認真地學(xué)習(xí)。
優(yōu)化實驗條件及內(nèi)容,合理安排實驗教學(xué)過程,加強實驗考核和提高教師的專業(yè)素養(yǎng),能較好地開發(fā)學(xué)生的實驗潛力,提高其實踐技能,培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度和工作作風(fēng),為學(xué)生今后的工作和學(xué)習(xí)打好堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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論文摘要:分析化學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能和創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié)。文章分析了職業(yè)學(xué)校傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗教學(xué)模式,并闡述了對其改革的必要性,最后提出若干改革的基本措施。
《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中明確提出:大力發(fā)展職業(yè)教育,職業(yè)教育要著力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)技能和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力。職業(yè)教育以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,推進教育教學(xué)改革。實行工學(xué)結(jié)合、校企合作、頂崗實習(xí)的人才培養(yǎng)模式。
分析化學(xué)是石油化工類學(xué)校工業(yè)分析、化工工藝、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門實踐性很強的學(xué)科,其中實驗占有較大的比例。學(xué)生要在實驗技能方面取得成功,必須付出艱苦勞動。通過分析化學(xué)的學(xué)習(xí),可以培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神,培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際的能力及創(chuàng)新精神,提高其分析和解決問題的能力。但長期以來,受傳統(tǒng)的重理論、輕實踐思想觀念的影響,實驗教學(xué)一直處于教學(xué)體系中的弱勢地位,傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗教學(xué)無論從實驗內(nèi)容上還是教學(xué)方式上,都沒能使該學(xué)科的特點很好地顯現(xiàn)。當今社會科技迅猛發(fā)展,為了使學(xué)生適應(yīng)當代社會的需要,必須改變傳統(tǒng)的分析化學(xué)的教學(xué)模式。筆者結(jié)合工作實際情況,在分析化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)方法、實驗教學(xué)手段、完善實驗評價體系等方面,對分析化學(xué)實驗教學(xué)改革提出了一系列設(shè)想,并逐步付諸實施。
1.擾化實驗教學(xué)內(nèi)容,編寫合適的校本教材。現(xiàn)行的中職學(xué)校分析化學(xué)教材大多是大學(xué)教材的簡單縮寫,與中職學(xué)校學(xué)生的實際水平有許多不相符合的內(nèi)容。中職學(xué)校學(xué)制早就由原來的四年制改為三年制,生源質(zhì)量也大幅下降,但教材卻基本沒變。這其間的固有矛盾,就自然而然地顯現(xiàn)出來。如原先四年制時的工藝專業(yè)把《有機化學(xué)》專門作為一門學(xué)科,在一年時間內(nèi)學(xué)完。現(xiàn)在是把《無機化學(xué)》、《有機化學(xué)》、《物理化學(xué)》三門課融為一門《化學(xué)基礎(chǔ)》,在一年時間內(nèi)學(xué)完。但大多專業(yè)課內(nèi)容除了比改革前簡單了,沒什么大的調(diào)整。因此,許多相關(guān)聯(lián)的課程之間出現(xiàn)了脫節(jié)現(xiàn)象。如分析化學(xué)中出現(xiàn)的一些內(nèi)容,在有機化學(xué)中根本沒有學(xué)過,導(dǎo)致許多學(xué)生分不清有機酸、有機堿和有機鹽類,計算公式就更不知道代哪個了。因此,編寫合適的校本教材尤為重要。編寫教材時除了解決以上問題外,還要注重實驗內(nèi)容與社會實際相結(jié)合,為社會培養(yǎng)優(yōu)良的應(yīng)用型人才。石油化工類學(xué)校學(xué)生畢業(yè)后大部分走向工廠和企業(yè),編寫教材時應(yīng)選取與實際相接近的綜合實驗和設(shè)計實驗。如硅酸鹽水泥中主要成分分析,工業(yè)純堿中碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉的聯(lián)合測定,水質(zhì)成分分析,煤、石油、天然氣分析等。這些實驗貼近我省陜北化工能源基地的實際,又能綜合利用不同化學(xué)和儀器分析方法進行分析,一部分作為實驗自選項目,另一部分可作為必做實驗項目,滿足不同層次學(xué)生的需求。
另外,編寫教材時不能忽視插圖的潛在功能。課程資源的開發(fā)和利用,包括課堂教學(xué)資源和課外學(xué)習(xí)資源,教材中的插圖是最重要的課堂教學(xué)資源之一。插圖能以直觀的方法讓師生理解教材所敘述事物的形態(tài)及變化規(guī)律,使其內(nèi)容表達得更合理、更完善。教師在化學(xué)教學(xué)實踐中應(yīng)重視挖掘插圖的潛在教育教學(xué)功能,充分發(fā)揮其獨特的資源優(yōu)勢,引導(dǎo)學(xué)生認識和領(lǐng)悟插圖這一“特殊的藝術(shù)語言”,從中捕捉所隱含的豐富的化學(xué)信息,對提高分析化學(xué)課堂教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生能力,都具有十分重要的意義。這一點筆者在多年的分析化學(xué)教學(xué)中體會頗深。目前,在一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的職業(yè)學(xué)校,最好的教學(xué)模式就是將實驗教學(xué)和實驗安排在同一實驗綜合教室,這樣可以一邊教學(xué),一邊演示,學(xué)生可以很直觀地感受到實驗結(jié)果,可以對實驗部分理論的理解得更加深刻,教學(xué)效果也可以大大提高。然而在廣大西部欠發(fā)達地區(qū)的學(xué)校往往達不到這樣的條件,只能想辦法創(chuàng)造條件,可以充分利用圖片的作用。在分析化學(xué)中,滴定分析部分占了多一半的內(nèi)容,筆者在講四大滴定時,每次都要將滴定分析的簡單的示意圖畫在黑板,雖然畫得不怎么標準,但總能起到事半功倍的作用。比如,在講鹽酸堿標定時,將碳酸鈉和甲基橙指示劑標在錐形瓶中,鹽酸溶液標在滴定管中,這樣看起來整個反應(yīng)就更加直觀,學(xué)生也更容易理解。如果在新教材中能插人必要的圖片,教學(xué)中就能挖掘教材插圖這一重要的課堂教學(xué)資源,充分發(fā)揮教材插圖的潛在教學(xué)功能。
此外,在新編教材過程中,應(yīng)盡量做到實驗內(nèi)容的綠色化,改進有嚴重污染性的實驗方法,減少污染的排放和減少對人體的危害。增加少量的微型實驗項目,可以節(jié)約實驗試劑、實驗經(jīng)費和時間,減少試劑對環(huán)境的污染,提高學(xué)生的環(huán)保意識,并且具有良好的經(jīng)濟效益。
2.轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)方式,發(fā)揮學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的作用。職業(yè)教育改革的教學(xué)原則之一就是要面向全體與個別指導(dǎo)相結(jié)合。要求教學(xué)面對全體學(xué)生,加強個別指導(dǎo)。要用正確的學(xué)生觀、人才觀看待學(xué)生,真誠地期望每一個學(xué)生都能成功,為他們創(chuàng)造成功的機會并及時給予激勵,成為他們的知心朋友。職校教師應(yīng)把教學(xué)的重點定位于對學(xué)生能力的培養(yǎng),教師的角色則由教學(xué)的中心轉(zhuǎn)變成教學(xué)的組織者、輔導(dǎo)者。
雖然現(xiàn)在很多企業(yè)都使用全自動分析天平,但作為分析化學(xué)的基本操作,學(xué)生還應(yīng)掌握半自動天平的基本操作。第一次練習(xí)天平時,總有個別學(xué)生操作很困難,而有一部分學(xué)生卻能很快掌握。遇到教師輔導(dǎo)不過來的時候,就可以讓他們相互輔導(dǎo)。學(xué)生之間的溝通在某種程度上要更容易些,這樣就發(fā)揮了學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的作用。因此,在新的實驗教學(xué)模式下,可形成以學(xué)生為中心的開放式實驗教學(xué)模式,實現(xiàn)以學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)方法和手段,能激發(fā)他們的求知和創(chuàng)新欲望。
3.在實驗教學(xué)中應(yīng)重視教師的示范作用。首先是基礎(chǔ)訓(xùn)練實驗,要求學(xué)生掌握基本操作技術(shù),熟練使用分析化學(xué)實驗常用的儀器,為綜合實驗奠定堅實的基礎(chǔ)。分析化學(xué)實驗要求學(xué)生嚴格樹立“量”的概念,加強學(xué)生實驗操作基本功的訓(xùn)練,是分析化學(xué)實驗的關(guān)鍵。因此,對分析天平的稱量,滴定管,容量瓶,移液管等定量容器的洗滌、使用、讀數(shù)必須按操作規(guī)程反復(fù)嚴格訓(xùn)練,以便讓他們養(yǎng)成尊重實驗現(xiàn)象、尊重實驗數(shù)據(jù)、實事求是和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度與習(xí)慣,為今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。此外,學(xué)生實驗操作時,教師要不斷查看實驗情況,嚴格要求學(xué)生,必要時要對相關(guān)實驗加以演示。對于初學(xué)者來說,教師演示是分化實驗必不可少的一個環(huán)節(jié)。如在用甲基橙作指示劑,碳酸鈉作基準物標定鹽酸的實驗中,學(xué)生一開始很難掌握終點的橙色,如果教師能將橙色準確地演示給他們,就不用逐個解釋終點是否正確,學(xué)生只要將兩個終點一比就可以判斷終點是否到達。這樣,通過教師的引導(dǎo)與示范,教會學(xué)生怎樣去發(fā)現(xiàn)問題、分析解決問題、優(yōu)化實驗操作過程。
4.更新實驗教學(xué)手段,增加課堂的趣味性。分析天平的使用、容量器皿的操作、分光光度計的使用等基本操作的講解內(nèi)容多,時間緊張,有些操作需要展示操作細節(jié),僅靠實驗教在現(xiàn)場示范是遠遠不夠的。如果將這些內(nèi)容制成課件可以反復(fù)播放,對滴定終點的判斷可以緩慢展示變色過程,并呈現(xiàn)出逼真的終點顏色,這樣增加了課堂的直觀性,便于學(xué)生快速掌握要領(lǐng)。筆者講碘量法這節(jié)時,將用重鉻酸鉀作基準物標定硫代硫酸鈉溶液的實驗中,依次出現(xiàn)的碘溶液的紅棕色、近終點的淺黃綠色、加淀粉后的藍色,以及終點鉻離子的亮綠色,通過動畫這種直觀的形式加以演示,增加了課堂的趣味性,學(xué)生在輕松愉快的氛圍中接受了新知識,改善了教學(xué)效果。
5.優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容。作為學(xué)科教學(xué)的重要組成部分,分化實驗大多是照方抓藥式的單純驗證性實驗,鑒于學(xué)生普遍動手能力差、缺乏創(chuàng)新意識,我們對實驗項目進行整合,精選驗證性實驗,增加生活化、設(shè)計性實驗。如除了測定自來水的水硬度、水中氯含量,還組織學(xué)生以小組合作的形式,對學(xué)生家里的井水、化肥的各項指標、食用堿面中的微量鐵進行測定。整個研究過程以這樣的模式進行:問題—設(shè)計方案—實驗—表達與交流—反思與評價。學(xué)生在所有的實驗探究活動中都表現(xiàn)出極大的熱情,這更能調(diào)動他們的積極性、培養(yǎng)了其合作精神。學(xué)生一致認為“收獲很大,希望今后能多組織此類實驗。”此類實驗的開展在一定程度上能彌補他們對理論知識的理解與掌握的不足,為今后走向工作崗位打下堅實基礎(chǔ)。這種探究性實驗的開設(shè),可以提高學(xué)生獨立開展科研工作的能力和創(chuàng)新意識。
6.建立新的分析化學(xué)實驗測量與評價體系。分析化學(xué)實驗?zāi)芰Φ臏y評應(yīng)成為分化教學(xué)測量與評價的重要組成部分。如何客觀、公正、合理地評價學(xué)生的實驗課成績,直接影響他們做實驗的積極性,對其實驗態(tài)度、實驗技能也起著重要的導(dǎo)向作用。建立促進學(xué)生全面發(fā)展的實驗評價體系,主要包括對分析化學(xué)實驗知識與技能、實驗探究能力、情感態(tài)度與價值觀的評價。
關(guān)鍵詞 高職醫(yī)學(xué)院校 分析化學(xué)課程 實驗教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
分析化學(xué)實驗課程不僅可以鞏固理論知識,最主要的是使學(xué)生掌握了實驗的操作技能,學(xué)會了對“定量”概念的理解,對培養(yǎng)學(xué)生們的嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度很重要。醫(yī)學(xué)院校面對的是人這個最高級的生物體,這種的能力就顯得尤為的重要。
1 我校分析化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
(1)學(xué)校對實驗課程重視程度不夠,在整體的教學(xué)中,實驗的教學(xué)環(huán)節(jié)還是比較薄弱。實驗的考核力度和管理方式存在較大的漏洞。包括老師在內(nèi),都認為實驗是理論知識的附屬品,沒有重視起來,沒有起到真正的教學(xué)目的。
(2)學(xué)生們對實驗課程的態(tài)度不端正。很多學(xué)生總認為實驗課不重要,遲到、曠課的現(xiàn)象比較嚴重。有一部分學(xué)生根本就沒有做實驗,抄襲別人的實驗報告。這樣根本就不能提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。
(3)實驗教學(xué)過程安排不合理。上課時,老師往往一口氣全部講完,死板地將實驗內(nèi)容板書在黑板上,沒有給學(xué)生們發(fā)揮的空間。實驗過后,學(xué)生們對實驗的重點和難點并沒有掌握,印象不深刻,動手能力和分析問題的能力沒有得到任何的提高。
(4)分析化學(xué)實驗儀器少,不能滿足兩人一組去開展實驗。
2 分析化學(xué)實驗教學(xué)的改革和創(chuàng)新
2.1 精選實驗內(nèi)容,選擇合適的實驗教材
高職醫(yī)學(xué)院校注重實用型人才的培養(yǎng),在實驗內(nèi)容的選取方面,自編一些適合我校實際情況的實驗教材。分析化學(xué)包括兩部分的實驗內(nèi)容及化學(xué)分析實驗和儀器分析實驗。在化學(xué)分析實驗中,可以安排一些注重實驗操作能力的實驗,使學(xué)生能夠掌握分析天平、滴定管、移液管等的使用。在儀器分析實驗中要結(jié)合本校的實際情況安排實驗內(nèi)容,可以增加一些綜合性實驗的開展,提高學(xué)生們分析技術(shù)的綜合運用能力和解決問題的能力。筆者在近幾年的實驗內(nèi)容的選取上遵循著這個原則,設(shè)計了一些與醫(yī)學(xué)相關(guān)的小課題,如唐河梔子中梔子苷含量的測定,讓他們從資料查詢確定方案準備實驗完成實驗總結(jié)評價等這幾個方面進行研究。
2.2 加強實驗教學(xué)與專業(yè)的銜接,注重理論知識在實驗中的指導(dǎo)作用
高職醫(yī)學(xué)院校中藥學(xué)、中藥、檢驗、影像等專業(yè)開設(shè)了分析化學(xué)的課程。分析化學(xué)課程在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為目標,優(yōu)化實驗內(nèi)容,在內(nèi)容的選取上要和各專業(yè)相銜接,實驗的基本技能可以是相同的,但在提高型實驗訓(xùn)練的側(cè)重點不同。例如藥學(xué)專業(yè)主要在藥物的提取分離,藥效成分的分析檢測等為實驗教學(xué)的重點;檢驗專業(yè)主要是水質(zhì),蔬菜、水果和生物大分子物質(zhì)的分析檢驗,實驗重點就是無機物和蛋白質(zhì)、糖、脂類物質(zhì)的檢測的方法和手段。與此同時,還應(yīng)注重理論知識對實驗教學(xué)的指導(dǎo),通過實驗將分析理論進行實踐,加深學(xué)生對理論知識的理解。例如,理論上要求“操作的相對誤差小于0.1%”,那么在實際的稱量過程中采用減重法,質(zhì)量絕對不可低于0.2克。
2.3 培養(yǎng)學(xué)生實驗意識,養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣
實驗教學(xué)是通過學(xué)生的親身體驗實踐,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性的一個過程。在實驗過程中不能照本宣科,而是要教會學(xué)生怎樣去發(fā)現(xiàn)問題,怎樣去解決問題。在實驗的過程中,要讓學(xué)生認真觀察實驗現(xiàn)象,總結(jié)實驗規(guī)律,并與實際生活中的例子能夠聯(lián)系在一起。這樣,學(xué)生的思維能力會慢慢增強,大大激發(fā)了學(xué)生們的實驗意識和做實驗的興趣。
在實驗的進行中也要有良好的實驗習(xí)慣。不能再一味地依靠老師,要成為教學(xué)過程中的主體。課前要復(fù)習(xí)好實驗,了解實驗的目的、要求,熟悉實驗的步驟;上課時要多問多動手;課后要多思考,認真完成實驗報告。
2.4 考核方法的改進
在課程的考核方面,為確保學(xué)生實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng),建立了多元化的實驗考核方法。我們把實驗成績分為三部分:平時成績(60%)、期末實驗操作考核(20%)和綜合設(shè)計實驗方案(20%)。平時成績的考核包括學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、當堂操作、實驗現(xiàn)象的觀察與記錄、數(shù)據(jù)的處理與分析、結(jié)論的合理性等。期末實驗操作考核我們擬定幾套題目,比如分析天平的操作,酸堿滴定管的使用,移液管的使用,PH計的使用,721型分光光度計的使用,高效液相色譜儀的使用等。學(xué)生現(xiàn)場抽簽選擇考試項目,按簽上的要求進行操作。教師根據(jù)制定好的詳細具體的操作規(guī)則和評分標準量化地評定操作成績。綜合設(shè)計實驗方案考核是由教師選定幾個實際樣品,學(xué)生選其中的一個,在規(guī)定時間內(nèi),查閱文獻資料,結(jié)合所學(xué)的知識,設(shè)計出分析方案,包括:實驗原理、所需儀器及試劑、樣品處理方法及實驗步驟、結(jié)果計算公式等。教師根據(jù)其合理性、正確性、嚴密性、可行性、創(chuàng)新性給出成績。
2.5 提供開放實驗室
為了進一步增強學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,強化學(xué)生的綜合能力,充分利用實驗資源,我們對學(xué)生開放實驗室。高校教師都有一些科研的課題,但教師的時間比較緊張,可以輔導(dǎo)幫助一些學(xué)生來老師搞科研。學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣和知識儲備,結(jié)合實驗室條件,自行立題。通過查閱資料,寫出實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒炦^程、實驗儀器和試劑材料、實驗時間、實驗注意事項等,制定出實驗方案,實驗教師給出指導(dǎo)意見后由學(xué)生獨立完成實驗。
2.6 加強實驗教師隊伍建設(shè)
分析化學(xué)是一門應(yīng)用性很強的一門學(xué)科,它的發(fā)展日新月異,新的分析技術(shù)及檢測手段也不斷與時俱進,要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才,自然對教師也提出了更高的要求。我們要不斷學(xué)習(xí)新的知識,了解本學(xué)科的最新動態(tài),還要主動參加各種形式的進修,學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)知識,提高我們自身的實驗技能和思維能力。
分析化學(xué)實驗是一項細致的工作,學(xué)生是主體,如何培養(yǎng)學(xué)生嚴格的實驗意識,應(yīng)該從多方面去抓。我們要將過去的“要學(xué)生們做實驗”轉(zhuǎn)變成“學(xué)生要做實驗”。通過分析化學(xué)實驗課程的教學(xué)改革,提高了教學(xué)質(zhì)量,加強了理論和實踐的聯(lián)系,培養(yǎng)了實用型人才。當然分析化學(xué)實驗課程教學(xué)質(zhì)量的提高,需要我們教師不斷地總結(jié)、完善、探索和嘗試,培養(yǎng)適應(yīng)社會的新型人才。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:分析化學(xué);PBL教學(xué);應(yīng)用
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)22-0268-02
在醫(yī)學(xué)院校的本、專科課程中,分析化學(xué)是主干課程之一,也是門非常重要的基礎(chǔ)課程。分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容分為理論和實驗兩部分。由于分析化學(xué)實用性較強,其主要是通過在課堂上對教師對理論課程的降解,在實驗教學(xué)中加強對理論知識的驗證和知識點的鞏固,也是對學(xué)生在動手能力與創(chuàng)新性思維能力方面加以培養(yǎng)。分析化學(xué)傳統(tǒng)的實驗教學(xué)手段片面注重通過實驗內(nèi)容的傳授,從而驗證理論教學(xué)中強調(diào)的知識點。這種教學(xué)手段更傾向于填鴨式,往往較少考慮到學(xué)生在實驗過程中面對問題如何解決,由此容易伴隨一些不良的教學(xué)結(jié)果。基于這種現(xiàn)狀,我們嘗試將PBL教學(xué)法應(yīng)用于分析化學(xué)實驗教學(xué)中,以“熒光分析法測定復(fù)合維生素B片中維生素B2的含量”為例,通過啟發(fā)式教學(xué)來促進學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握以及對思維能力的進一步提升,加強解決問題能力及自主學(xué)習(xí)能力。
一、應(yīng)用情況
選擇藥學(xué)專業(yè)本科學(xué)生作為實驗對象,根據(jù)分析化學(xué)實驗手冊,并根據(jù)教材內(nèi)容提出以下問題,包括什么類型的化合物能夠用熒光分光度法進行分析。教師通過布置這幾個問題,要求學(xué)生查找的相關(guān)資料熟悉并掌握該類藥物的定量分析方法。這種課前布置作業(yè)的方法目的讓學(xué)生帶著這些問題去開啟實驗教學(xué),并且課前的文獻查閱與對問題的思考及接待,最后帶教老師應(yīng)觀察學(xué)生對問題或者文獻查閱的方法及時給予適當?shù)囊龑?dǎo)。最后由教師進行點評,并對相關(guān)內(nèi)容進行系統(tǒng)簡單講述。因此,實驗課前,教師先以理論基礎(chǔ)的知識點進行啟發(fā)學(xué)生,這種形式教學(xué)能夠引導(dǎo)學(xué)生回顧理論課上的知識,同時可以有效地引入即將進行動手操作的實驗內(nèi)容。
二、PBL教學(xué)法實施過程
1.PBL教學(xué)法的概念。以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)(PBL)源于醫(yī)學(xué)教育,其以學(xué)生為主體、以問題為中心,教師為主導(dǎo),采用問題提出―假設(shè)建立―資料搜集―論C假設(shè)―課后總結(jié)五個階段的教學(xué)模式。在教師的指導(dǎo)下,合理引導(dǎo)學(xué)生進行主動學(xué)習(xí)、主動思考、主動解決問題,并對問題進行討論總結(jié)。
2.情景創(chuàng)設(shè)、提出問題。PBL教學(xué)的核心是提出問題,學(xué)生根據(jù)問題在學(xué)習(xí)的過程中進行探討并逐一解決。因此,在實施PBL教學(xué)時候,帶教老師向?qū)W生交代實驗最終的要求、目前現(xiàn)有的實驗條件、實驗過程所需的相關(guān)儀器以及實驗過程中安全等;并且以實驗內(nèi)容為主體,合理設(shè)計一些問題,主要特點是難易程度適中,又結(jié)合當今熱點或生活常識等,從而引導(dǎo)學(xué)生主動查找問題的答案并能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。例如:復(fù)合維生素B片有哪些藥理作用?在臨床上主要應(yīng)用于哪些疾病的治療?維生素B2的結(jié)構(gòu)?有哪些藥理活性以及鑒定手段?針對這種方法,教師可以安排學(xué)生每8人一組,針對問題,在實驗進行提前一周進行布置,讓學(xué)生根據(jù)理論課相關(guān)背景知識,結(jié)合《中國藥典》和查閱資料后,每組學(xué)生進行單獨實驗設(shè)計。并且鼓勵學(xué)生進行組內(nèi)討論,同時做好討論記錄。隨后,教師針對每組學(xué)生的實驗設(shè)計,對于選擇使用同一個實驗方法的組歸類,并進行審閱、歸納,同時指出學(xué)生實驗設(shè)計中的創(chuàng)新之處和設(shè)計中的不足之處。然后帶教老師再組織學(xué)生進行分組討論,合理地引導(dǎo)學(xué)生自主地修改實驗設(shè)計。最后每個實驗組通過修改后,逐步形成一個完善、合乎邏輯的實驗設(shè)計,如其中可以通過熒光分析法進行復(fù)合維生素B片中維生素B2的含量測定。
3.圍繞問題、開展實驗。在實施實驗的過程中,教師安排學(xué)生每2人一組,根據(jù)修改完善實驗流程,圍繞分組討論的一些原理性的問題或者操作過程中意疏忽的細節(jié),帶著問題開展實驗操作,在實驗操作過程中尋找答案。教師要求學(xué)生按照實驗設(shè)計,獨立完成整套過程,包括樣品的前期處理,含量測定用的標準溶液配制等。
4.解決問題、實驗總結(jié)。當出現(xiàn)操作的不規(guī)范引起的實驗誤差,實驗過程中的錯誤操作等引起的實驗結(jié)果的不準確,教師可以允許學(xué)生重做。同時也要對這種情況的學(xué)生進行合理的引導(dǎo),培養(yǎng)他們實事求是的科學(xué)態(tài)度以及科學(xué)獲取數(shù)據(jù)、節(jié)約試驗耗材等理念。實驗結(jié)束后,教師組織學(xué)生進行課內(nèi)討論,并對已經(jīng)解決的問題以及尚未解決的問題進行一一討論,并引導(dǎo)學(xué)生認真思考,總結(jié)經(jīng)驗,同時指導(dǎo)學(xué)生按照試驗整個過程總結(jié)實驗報告或者撰寫相關(guān)論文。并且要求實驗報告或者論文目的明確,邏輯合理,思路清晰,數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析要實事求是,結(jié)論簡單明確,問題與討論要簡明扼要。
5.拓展試驗,增加設(shè)計性實驗。根據(jù)分析化學(xué)實驗課本中的內(nèi)容,選擇類似的試驗方法,并根據(jù)社會熱點等,選擇合適的分析對象,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并獨立完成試驗。同時教師要對學(xué)生的實驗設(shè)計,實驗完成的整個過程進行把關(guān),保證實驗順利進行。拓展試驗?zāi)康氖窃谡麄€實驗過程,讓學(xué)生始終帶著問題和對問題的興趣進行開展實驗,從而能夠帶動學(xué)生的積極性以及開發(fā)創(chuàng)新能力。
6.根據(jù)效果、科學(xué)評價。對開展PBL教學(xué)改革的實驗班的效果進行客觀評價,評價內(nèi)容主要有以下幾方面:學(xué)生對該堂實驗課程中實驗內(nèi)容的理解程度(包括課堂討論、發(fā)言);實驗前的準備(包括儀器的調(diào)試等);實驗過程中的操作方法;實驗過程中面對問題的應(yīng)變以及解決問題;實驗結(jié)束后儀器的關(guān)閉、操作臺的清理;實驗報告的完成情況,以及統(tǒng)計實驗報告完成情況,還有特別是討論部分能否與平常實驗教學(xué)過程中的異同點。
三、PBL在分析化學(xué)實驗應(yīng)用中的優(yōu)勢
1.激發(fā)學(xué)生興趣。在實驗教學(xué)中引入PBL教學(xué)理念,既加強了學(xué)生動手操作能力也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)以教師為核心,事先為學(xué)生準備好試劑、藥品、材料,并要求學(xué)生根據(jù)實驗手冊或講義進行按部就班操作。至于本次實驗的目的,實驗方法的選擇,試驗操作步驟的設(shè)計,學(xué)生都不是了解特別清楚,這樣不利于學(xué)生獨立操作實驗的能力的培養(yǎng),也不利于學(xué)生的創(chuàng)新意識的開發(fā)。然而,通過PBL這種自主設(shè)計―自由討論―自行實驗的教學(xué)模式,不僅能夠激發(fā)了學(xué)生的興趣,還能夠啟發(fā)了思維,強化了科研創(chuàng)新的意識,培養(yǎng)了學(xué)生獨立完成實驗的能力。
2.鍛煉學(xué)生實驗O計能力。通過讓學(xué)生自主根據(jù)試驗大綱、《中國藥典》等教材,設(shè)計實驗,并且與帶教老師根據(jù)實驗設(shè)計環(huán)節(jié)進行討論。這使得學(xué)生根據(jù)課前復(fù)習(xí)的實驗內(nèi)容、新資料查詢以及方法可行性的討論得到了充分的發(fā)揮,充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性。這一改革措施有助于學(xué)生在今后的工作,或者進一步學(xué)習(xí)深造過程中,面對新的知識點有利于提高學(xué)生的理解能力及動手設(shè)計、邏輯思維能力。
3.提高學(xué)生解決實驗中問題的能力。與傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗教學(xué)的理念“老師帶著走”相比,PBL教學(xué)更注重以學(xué)生為中心,以充分理解知識點為基礎(chǔ),始終保持主動學(xué)習(xí)、主動解決問題的狀態(tài)。
四、分析化學(xué)實驗教學(xué)過程中實施PBL教學(xué)需要注意的問題
分析化學(xué)是醫(yī)學(xué)生或藥學(xué)生的基礎(chǔ)必修課,課程內(nèi)容多,課時數(shù)有限,學(xué)生數(shù)量也多,這對開展PBL理論教學(xué)造成一定的困難。但是實驗課程教學(xué)多數(shù)是小班制,這樣創(chuàng)造PBL教學(xué)法開展的條件。對于開展PBL教學(xué)的同學(xué),能夠從資料的查詢、能夠解決實驗過程中可能出現(xiàn)的問題、能夠處理及總結(jié)實驗數(shù)據(jù)。因此,通過這種教學(xué)手段,加深了學(xué)生對知識點的深刻記憶,效果反應(yīng)較好。PBL教學(xué)法還能夠轉(zhuǎn)變學(xué)生與教師的角色,加強了學(xué)生與教師的溝通;通過小組討論等方式,強化了團隊協(xié)作的重要性,將問題的出現(xiàn)變被動接受為主動學(xué)習(xí),提高了學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)了他們的責任感。然而PBL教學(xué)過程中,出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的問題有以下幾個方面:PBL教學(xué)改革需要對學(xué)生的實驗設(shè)計進行討論,歷時較長,這對于教學(xué)課程時間安排提出了新要求。這要求學(xué)生在設(shè)計實驗過程中,提高效率,避免重復(fù)環(huán)節(jié)。同時對于教師要求討論過程中,把握主要方向,合理規(guī)劃討論時間。PBL教學(xué)實驗過程中,學(xué)生實驗操作是否規(guī)范,特別是水、電等有安全隱患的地方要尤其注意。
五、結(jié)語
將PBL教學(xué)改革應(yīng)用于分析化學(xué)實驗教學(xué)課程中,將有利于改變教與學(xué)的主動與被動,改變老師與學(xué)生之間的教與被教的關(guān)系,整個課堂環(huán)境中緊張而又寬松,活潑而又嚴肅,并且又能保證整個教學(xué)過程的順利進行,最終提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量,并進行推廣和實施。
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PBL Teaching Method in Analytical Chemistry Experimental Teaching Reform
SONG Fang-ming
(Research Centre for Regenerative Medicine,Guangxi Medical University,Nanning,Guangxi 530021,China)