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分析化学实验探究式教学在应用型人才培养中的作用

更新时间:2009-03-28

随着我国经济的发展社会对应用型人才的需求越来越高。培养应用型人才是高校的职责,如何提高学生的实践应用能力和创新能力是目前高校重视的问题[1~3]

分析化学实验是高等学校化学专业必修的核心课程之一,具有实践性强的特点[4~6]

通过分析化学实验教学不仅能加深学生对基础理论知识的理解,还可以让学生掌握相关的基本实验操作和技能以及测定方法,测定原理。在实验教学实践过程中可以提高学生的动手能力,观察能力,分析问题和解决问题的能力。实验课程有利于培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度,为学生以后的学习,实际工作打下良好的理论和实践基础[7,8]

当前,我国正在大力倡导绿色理念。因此,在果树的防虫治虫的过程当中,同样可以将绿色理念融入其中。绿色防治方式在果树病虫害防治中的应用,不但可以对病虫害进行有效的防治,而且对周边环境起到环保的作用。基于此,果树管理人员需要当期对果园进行清理,例如果园当中的杂草、枯萎的树木、落叶等进行及时的清理,并将此部分的废弃物采取火烧的方式进行处理。不仅可以将病虫害进行消除,而且还极大的保持了果园的清洁度。

探究性教学是在教师指导下,通过以“自主、探究、合作”为特征的学习方式对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流,从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式[9]。探究式教学模式不仅有利于学生较好地掌握知识技能,更有利于培养学生创新思维与创新能力,即有利于创新人才的培养[10]。探究性教学模式的成功实施涉及“主导”、 “主体”两个方面,“主导—主体相结合”是这种教学模式的基本特征,在实验教学过程中教师要做好方引导、体现学生在学习过程中的主体地位[11,12]。本论文通过案例分析对分析化学实验教学过程中的探究式教学在提高学生实践能力中的作用进行讨论,并结合课程内容灵活设计探究式教学方面提出几点建议。

1 教学环节的整改建议

1.1 课程导入

在配制出铵盐标准溶液(目的,巩固标准溶液的配制相关的实验操作)量取规定体积的两份样品溶液,分别置于两个锥形瓶中,设计两组实验,一份样品溶液加入未处理的甲醛对含氮量进行测定,另一份样品溶液中加入预处理过的甲醛对含氮量进行测定,通过实验结果来进行对比并组内进行讨论,要求把讨论结果写到实验报告里。学生得到的实验结果如表1和表2所示。

1.2 讲授新课

(1)氢氧化钠标准溶液浓度的标定

通过观察实验数据学生发现,未预处理的甲醛加入量越多滴定中所消耗的氢氧化钠标准溶液的体积越多,样品中氮的含量也随着增大(让学生思考原因?为什么?要求把答案必须写到实验报告)。而加入预处理过的甲醛时随着甲醛的加入量被测定出的氮的含量也增大,可是加入到一定程度后被测得的氮的含量不再增大,反而有所下降(让学生思考原因?为什么?要求把答案必须写到实验报告)。

在教学大纲里“硫酸铵中含氮量的测定”的实验原理是这样叙述:由于铵盐中NH4+的酸性太弱(Ka=5.6×10-10),故无法用NaOH标准溶液直接滴定,但硫酸铵可以与甲醛作用定量的生成六次甲基四胺盐(Ka=7.1×10-6)和H+,可以用NaOH标准溶液直接滴定,酚酞为指示剂,滴定溶液呈现微红色记为终点。讲本实验原理时,结合直接准确滴定一元弱酸的可行性依据来解释用NaOH标准溶液不能直接滴定NH4+的原因,学生可以很容易接受。本实验中为了提高溶液的酸度加入甲醛,把被测物定量转换成能够与标准溶液进行反应的另一种物质,可以用实际例子解释滴定方式,让学生从实践中掌握理论知识,能够促进学生探究学习化学知识。另外,在理论课程讲滴定分析这部分内容时,建议教课老师按照四类滴定分析方法、四类滴定方式进行系统讲解,以免学生把滴定方式和方法混为一谈。

2 实践教学的整改建议

2.1 基本操作方面的整改建议

实验老师可以根据每堂实验课的实验步骤灵活设计一些教学环节来激发学生的兴趣,从而提高课程的效率。比如,“硫酸铵中含氮量的测定”实验中,所用的标准溶液氢氧化钠的浓度需要进行标定,一般待标定的氢氧化钠溶液是实验员老师课前配好的。根据大纲学生做标定操作时,称量一定量的基准物质邻苯二甲酸氢钾,把它放入锥形瓶中加适量水溶解然后进行滴定。这种实验教学模式就会导致学生养成只为了完成实验而做实验的习惯,收益不大。为了体现学生的主体地位,在本实验滴定用的氢氧化钠标准溶液应该让学生亲手配制,先让他们计算理论浓度。用标准的方法去配制基准物质邻苯二甲酸氢钾的标准溶液(虽然标定后对待标定溶液的浓度通过基准物质的质量可以计算,为了巩固配制标准溶液相关的实验操作要求学生在容量瓶中配邻苯二甲酸氢钾的标准溶液)然后对氢氧化钠的实际浓度进行标定,让学生计算氢氧化钠的理论浓度和标定后的浓度之间的差别,可以进一步加深学生对标准溶液的配制方法有关理论知识的理解,同时熟练掌握相关的基本实验操作。这种教学模式不仅可以提高学生的动手能力,还可以提高学生观察问题及处理问题的能力。

2.2 实验步骤的整改建议

下面是本人对硫酸铵中含氮量的测定实验项目进行整改后的教学过程和实验结果,供大家参考:

为了让学生“自主、探究、合作”的学习方式自主学习当前教学内容中的主要知识点,深入探究并进行小组合作和交流,实验老师要做好引导工作,让学生真正参与到实验实践当中,以便促进学生的创新思维与创新能力的形成与发展。实验课课中让学生只按照课本里的实验步骤完成实验,难以提高学生的创新能力和实践能力。比如,“硫酸铵中含氮量的测定”实验中,为了提高溶液的酸度要加入甲醛。 按照大纲,学生做实验时,先配制样品的标准溶液,取一定量放入锥形瓶中,再加入预处理过的甲醛10 mL,酚酞做指示剂,用氢氧化钠溶液进行滴定,溶液呈现微红色记为终点,即完成。学生按照课本里所叙述的步骤可以很快完成测定任务,可是容易忘记操作过程,达不到很好的教学效果。因此,实验老师可以根据实验项目设计一些创造性的实验步骤来补充此缺点。对于“硫酸铵中含氮量的测定”来说甲醛的加入量是关键的,甲醛加入量对实验结果有何影响,为什么对甲醛进行预处理,围绕这个问题可设计一些实验步骤,通过实验验证并找出区别,不仅有利于学生熟练基本实验操作,而且还有利于学生综合分析能力的培养。

老师讲课时要理论联系实际,激发学生的兴趣。比如,讲硫酸铵中含氮量的测定的实验内容时,结合实验内容补充讲解标准溶液的配制方法,基准物质,标定等相关内容。这种启发式地教学方法有利于学生巩固理论知识,培养学生运用所学的基础知识来解决科学研究中的问题。

(2)样品中含氮量的测定

按照由固体配制标准溶液的方法让学生亲手配制邻苯二甲酸氢钾标准溶液(目的,巩固标准溶液的配制相关的实验操作)和理论浓度为0.1 mol/LNaOH标准溶液。然后对氢氧化钠溶液的浓度进行标定并对其实际浓度进行计算,标定结果是,浓度为0.131 mol。(让学生思考原因?为什么?要求把答案必须写到实验报告)

(1)地表出露的斑岩为以岩脉、岩株形式产出并侵入香夼组地层以及南部的南庄组地层,并具有大致顺层的特征。另外,隐爆角砾岩多位于浅成—超浅成中酸性斑岩体顶部[13],Wolfe[21]认为形成隐爆角砾岩的浅成—超浅成斑岩体往往是与深部大隐伏岩体相连的沿着软弱带向上侵入的小岩株,推测深部存在较大的隐伏岩体,岩脉、岩株向下汇聚为花岗闪长斑岩体。

讲授每堂新课时导入环节是非常重要的,理论教学与实验教学是一个不可分割的体系。通过实验教学,可以加深学生对抽象理论的理解,巩固和加强对课程基本原理的掌握。比如,硫酸铵中含氮量的测定是通过酸碱滴定方法来完成的试验项目,导入课程的时候讲课老师可以结合实验课的内容把相关的理论知识回顾一遍,这种教学方式不仅可以提高学生对理论知识的理解,还可以让学生体会到酸碱滴定法的实际应用。

 

表1 未预处理的甲醛用量对测定结果的影响

  

实验次数甲醛的量/mLNaOH的用量/mL氮的含量/(%)113.12.69223.42.9532.53.73.21434.13.56544.43.82654.84.16765.44.69875.85.03986.25.38

 

表2 预处理过的甲醛用量对测定结果的影响

  

实验次数甲醛的量/mLNaOH的用量/mL氮的含量/(%)113.53.032243.4732.54.33.73434.53.90544.84.166543.47763.73.21873.53.02983.73.21

中国社会经济系统分析研究会主办的会刊《科学决策》杂志,系1994年12月创刊的国家一级综合类学术期刊,该杂志在学术研究领域一直得到好评。2015年7月,中国社会经济系统分析研究会官方网站正式开通,网站将提供研究会及专业委员会的研究活动,加强与专家学者和社会的沟通交流。

通过改革实践教学过程, 取得了一些成效。学生的配制标准溶液相关的基本操作和滴定操作更加规范了。通过设计一些探究性的实践环节激发了学生的兴趣,探究式教学方法初步见效,学生学会了正确记录实验数据、准确分析实验现象和结果。实验课的效果和实验报告的质量也明显提升了。学生对实验课有了新的认识,以前学生写预习报告只为了给老师看的,采用探究式教学方法后学生不仅认真做好预习,自己还学会了设计一些相关的实验步骤来深入理解与掌握抽象的理论知识和原理。

经过多年的改革与发展,我国农村金融体制逐步完善,农村金融业取得了很大的发展成就。经历了多次改革,我国逐步形成了由农业银行、农村信用社、农业发展银行、邮政储蓄银行、村镇银行和小额贷款公司等组成的农村金融体系。

3 结

通过灵活设计实验步骤可以调动学生的积极性, 拓宽学生的视野, 同时还能够提高学生灵活运用知识的能力。实践能力,创新思维与创新能力是应用型,创新型人才必要的条件。探究式教学在培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度方面起到重要的作用。探究式教学和教学改革在应用型人才的培养必不可少的。

有效推动分析化学专业实践教学建设,提高学生的实践能力和创新能力是非常必要的。因此在教育教学方面不断的进行改进,设计符合培养应用型人才模式的教育教学方法,结合实际教学内容在教学方法和手段方面不断创新,改革和优化教学内容及模式, 转变教学方式方法, 注重对学生综合应用能力的培养, 提高教学效果具有重大意义。

1)系统通过在运输车辆、公路沿线等地设置传感器节点等数据采集设备,为运输的果蔬绑定RFID 射频卡;建立了集成有线网络和无线传感网络的物联网系统,支持摄像头、通话器和RFID 等多种网络数据实时采集方式。

参考文献

[1] 刘婷. 基于培养应用型人才的高校教学管理研究[J]. 考试周刊,2014,(79):147.

[2] 陈玉爽,马敏娜. 基于民办高校学生实践与创新能力培养的路径研究[J]. 吉林省教育学院学报,2017,33(06):108~110.

[3] 张三英, 聂芹, 杨爱玉,等. 基于应用型人才培养模式下的分析化学实验教学改革探究[J]. 化工管理, 2017(23).

[4] 郑 革.高校分析化学教学内容改革现状及对策研究[J].长春理工大学学报,2012,7(8):203~204.

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[6] 葛佳. 分析化学实验教学改革探索[J]. 教育教学论坛, 2017(36):267~268.

[7] 韦庆敏, 罗志辉, 陈渊,等. 《分析化学实验》教学改革与培养学生创新能力探索[J]. 大众科技, 2017(4):93~94.

[8] 王萍萍,龙红,钟永科. 提高分析化学实验课教学质量的几点思考[J]. 科技创新导报,2017,14(22):225~226.

[9] 李理.化学探究式教学的基本类型及教学设计研究(硕士论文)

[10] 王绍云,唐文华,文正康. 探究式教学方法在分析化学实验课堂教学中的研究及应用[J]. 化工管理,2014,(21):20~21.

[11] 孙廷秀. 探究式教学在化学实验中的应用[J]. 中外交流, 2017(26).

[12] 黄承钟. 化学课堂有效教学的探究性教学模式[J]. 学周刊, 2017, 16(16):67~68.

 
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《化工时刊》 2018年第04期
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