陳聯(lián)梅,韋萬(wàn)麗,李紅梅,漆文勝
1成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,成都 610000
2貴州師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,貴陽(yáng) 550001
分析化學(xué)是一門(mén)實(shí)踐應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,在資源勘探、生產(chǎn)控制、食品安全、環(huán)境保護(hù)、藥品檢測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用[1]。因此,在分析化學(xué)教學(xué)中,可以將理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能與實(shí)踐應(yīng)用充分結(jié)合,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力,從而實(shí)現(xiàn)高等教育培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。分析化學(xué)是化學(xué)、化工、材料、食品、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課,一般在大學(xué)一年級(jí)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)。本課程開(kāi)設(shè)的時(shí)間較早,對(duì)于大學(xué)生人生觀、價(jià)值觀、世界觀的形成,具有極其重要的地位[2,3]。
然而,目前分析化學(xué)教學(xué)中普遍存在一個(gè)問(wèn)題——“重知識(shí)和技能傳授,輕能力培養(yǎng)和價(jià)值引領(lǐng)”。由于很多高校設(shè)立了實(shí)驗(yàn)中心,理論課和實(shí)驗(yàn)課大多分開(kāi)教學(xué),無(wú)法有效契合。理論課教師負(fù)責(zé)把知識(shí)點(diǎn)講清楚講透徹;學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)和接受,缺乏主動(dòng)性和驅(qū)動(dòng)力。理論教學(xué)中基本不涉及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,也很少觸及應(yīng)用實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)課上,指導(dǎo)教師先講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和演示操作技能,然后學(xué)生“照葫蘆畫(huà)瓢”操作即可。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程波瀾不驚,幾乎沒(méi)有意外,也就缺乏思考??梢?jiàn),目前的分析化學(xué)教學(xué)沒(méi)有充分體現(xiàn)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“緊密相連、相互促進(jìn)”的特點(diǎn),也沒(méi)有充分培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的能力,更沒(méi)有將學(xué)到的知識(shí)和技能去創(chuàng)造性地實(shí)際解決問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
我國(guó)著名化學(xué)家、教育家戴安邦指出,“只傳授化學(xué)知識(shí)和技術(shù)的化學(xué)教育是片面的,全面的化學(xué)教育要求,既傳授化學(xué)知識(shí)與技能,又訓(xùn)練科學(xué)方法和思維,還要培養(yǎng)科學(xué)精神和品德?!薄秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》中提出,要改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式,培養(yǎng)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才。因此,每位高校分析化學(xué)教師,有責(zé)任去思考在分析化學(xué)教學(xué)中如何來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力[4-6]。在長(zhǎng)期的教學(xué)中,我們探索了一種新教學(xué)模式——將理論知識(shí)(Theory)、自主實(shí)驗(yàn)(Experiment)與實(shí)踐應(yīng)用(Practice)進(jìn)行融合教學(xué),簡(jiǎn)稱TEP模式。在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,充分挖掘所蘊(yùn)含的思政內(nèi)容,并巧妙融入到教學(xué)活動(dòng)中,達(dá)到傳授專業(yè)知識(shí)、能力培養(yǎng)與價(jià)值引領(lǐng)的同向同行,實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”的人才培養(yǎng)目標(biāo)(見(jiàn)圖1)。
圖1 TEP教學(xué)模式的示意圖
TEP教學(xué)模式包括三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),它們之間緊密相連、相互促進(jìn)。(一) 理論課上,首先提出本章將要完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)踐應(yīng)用任務(wù),找出完成這些任務(wù)必須要解決哪些問(wèn)題?掌握哪些知識(shí)點(diǎn)?讓學(xué)生帶著任務(wù)和問(wèn)題去學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn),激起大家學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。(二) 實(shí)驗(yàn)課上,學(xué)生利用已學(xué)的理論知識(shí)、參考實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)技能微視頻,自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的能力,教師一定要做好監(jiān)管和指導(dǎo)。(三) 學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)和技能,去獨(dú)立完成有意義有挑戰(zhàn)性的任務(wù),教師在必要時(shí)才給予指導(dǎo)。在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中,學(xué)生需要查閱文獻(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自己配液,完成實(shí)驗(yàn),撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,制作PPT,最后與全班同學(xué)分享交流。實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)起著畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用;然而在目前的分析化學(xué)教學(xué)中往往被忽略,或者只是做1-2個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)。因此,我們提出的TEP教學(xué)模式,就是將實(shí)踐應(yīng)用充分融入到理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中巧妙地融入思政內(nèi)容(如愛(ài)國(guó)情懷、哲學(xué)思想、科學(xué)素養(yǎng)、環(huán)保意識(shí)、安全意識(shí)等),實(shí)現(xiàn)“立德”和“樹(shù)人”有機(jī)統(tǒng)一。
以“酸堿滴定法”教學(xué)為例,闡述TEP教學(xué)模式實(shí)施的具體過(guò)程(見(jiàn)圖2)。從整個(gè)教學(xué)過(guò)程來(lái)看,TEP教學(xué)模式通過(guò)“任務(wù)”這條主線,構(gòu)建了一個(gè)由易到難的遞進(jìn)式教學(xué)體系。
圖2 TEP教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程
在學(xué)習(xí)酸堿滴定分析法之前,首先提出本章將要完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)。向?qū)W生展示一些生產(chǎn)生活中常見(jiàn)食品、藥品、肥料的圖片,比如白醋、檸檬酸、純堿、奶粉、阿司匹林、氮肥等,從它們的說(shuō)明書(shū)中找出主要成分是醋酸、檸檬酸、碳酸鈉、蛋白質(zhì)、乙酰水楊酸、銨鹽,這些主要成分的含量都可以用酸堿滴定法來(lái)檢測(cè)。本章學(xué)完后,學(xué)生將自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)“白醋中醋酸含量的測(cè)定和混合堿的含量分析”;再獨(dú)立完成實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)“商品檸檬酸純度的測(cè)定和氮肥中氮含量測(cè)定(蒸餾法)”。通過(guò)讓學(xué)生完成生活中熟悉的食品、藥品、肥料等的檢測(cè)任務(wù),一方面激起大家的興趣、熱情、求知欲,另一方面激起學(xué)生的責(zé)任心和擔(dān)當(dāng)意識(shí),要把自己視為質(zhì)檢員,學(xué)好知識(shí)和技能,為人民群眾把好質(zhì)量關(guān)[7]。
然后,找出完成這些任務(wù)需要解決哪些問(wèn)題和掌握哪些知識(shí)點(diǎn)。(1) 這些物質(zhì)能否直接用NaOH或HCl標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)滴定?必須學(xué)習(xí)酸堿滴定原理知識(shí),掌握酸和堿能被直接滴定的條件。如果不能直接滴定,可否想辦法間接滴定?(2) 選擇什么指示劑?需要學(xué)習(xí)指示劑的變色原理和選擇原則。指示劑的選擇需要根據(jù)滴定曲線和滴定突躍來(lái)選擇。(3) 如何繪制滴定曲線和找出滴定突躍?滴定曲線的橫坐標(biāo)是加入滴定劑的體積(或者滴定分?jǐn)?shù)),縱坐標(biāo)是溶液的pH,因此必須學(xué)習(xí)各種溶液中[H+]的計(jì)算。(4) 如何計(jì)算各種溶液的[H+]?以前無(wú)機(jī)化學(xué)中已經(jīng)學(xué)了溶液的[H+]計(jì)算,那么分析化學(xué)中的計(jì)算和無(wú)機(jī)化學(xué)中的計(jì)算有何異同?(5) 在滴定過(guò)程中,溶液pH在不斷變化,如何計(jì)算各組分在不同pH的分布分?jǐn)?shù)和濃度呢?需要學(xué)習(xí)分布分?jǐn)?shù)的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)層層抽絲剝繭,找出完成任務(wù)需要解決的各個(gè)問(wèn)題,也就闡明本章主要知識(shí)點(diǎn)和它們之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。古人云:“學(xué)起于思,思起于疑,行成于思,思成于惑”。巧妙恰當(dāng)?shù)脑O(shè)問(wèn)是很重要的教學(xué)手段和教學(xué)藝術(shù)中的高級(jí)智慧。
接下來(lái),學(xué)生帶著任務(wù)和問(wèn)題去學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)目的很明確,學(xué)生就會(huì)積極參與課堂教學(xué),主動(dòng)尋求答案,因此學(xué)習(xí)的興趣和熱情大大提高。在學(xué)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí),教師要有意識(shí)地將知識(shí)點(diǎn)和任務(wù)聯(lián)系起來(lái),為后面自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)和獨(dú)立完成應(yīng)用任務(wù)奠定理論基礎(chǔ)。比如學(xué)習(xí)溶液[H+]計(jì)算時(shí),考查學(xué)生是否掌握了HAc、NaAc、Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2SO4、氨水等溶液pH的計(jì)算。學(xué)習(xí)酸和堿能被直接滴定的條件時(shí),讓學(xué)生判斷HAc、Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2SO4、氨水、乙酰水楊酸等溶液是否能夠被直接滴定?如果不能,能否采用返滴定和間接滴定方式進(jìn)行測(cè)量?學(xué)習(xí)指示劑時(shí),讓學(xué)生選擇滴定HAc、Na2CO3、NaHCO3、(NH4)2SO4、乙酰水楊酸溶液時(shí)所需要的指示劑。學(xué)習(xí)多元酸的滴定原理時(shí),掌握一步滴定和分步滴定的條件,為后面完成應(yīng)用任務(wù)商品檸檬酸(三元有機(jī)酸)純度的測(cè)定打下基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容是理論知識(shí)的直接應(yīng)用,相對(duì)比較簡(jiǎn)單。學(xué)生已經(jīng)在理論課上學(xué)習(xí)了相關(guān)原理知識(shí),又有實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)技能的微視頻作為參考,不再需要教師冗長(zhǎng)地講解,完全有能力自主完成實(shí)驗(yàn)。自主完成實(shí)驗(yàn)的具體過(guò)程見(jiàn)圖3。在此環(huán)節(jié),學(xué)生為主,教師為輔,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的能力。
圖3 自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的具體過(guò)程
課前教師將課件和實(shí)驗(yàn)技能視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),并有針對(duì)性地提出一些關(guān)于滴定原理、計(jì)量點(diǎn)的pH、指示劑的選擇、數(shù)據(jù)處理等方面的問(wèn)題。學(xué)生仔細(xì)閱讀教材、課件和觀看實(shí)驗(yàn)技能視頻后,寫(xiě)好詳細(xì)的預(yù)習(xí)報(bào)告,認(rèn)真思考教師提出的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)課上,教師要嚴(yán)格檢查預(yù)習(xí)情況,讓學(xué)生來(lái)演示實(shí)驗(yàn)操作技能。自主實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,肯定會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題,啟發(fā)學(xué)生自己思考解決。教師時(shí)刻監(jiān)管,發(fā)現(xiàn)操作不正確的同學(xué),督促其再次觀看實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)技能視頻后予以改正。實(shí)驗(yàn)完成后,教師仔細(xì)檢查每位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差大,必須要求學(xué)生找出其原因后重做。沒(méi)有了教師冗長(zhǎng)地講解,學(xué)生就有充裕時(shí)間來(lái)做實(shí)驗(yàn)和思考,還有足夠時(shí)間來(lái)討論和反思。剛開(kāi)始實(shí)施自主實(shí)驗(yàn),學(xué)生缺乏自信,總擔(dān)心實(shí)驗(yàn)做不好。幾次實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生就慢慢養(yǎng)成了自主學(xué)習(xí)和思考的習(xí)慣,能夠自主高效地完成實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn),需要教師付出更多責(zé)任心和精力,但是對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的能力很重要。
當(dāng)學(xué)生已掌握基本理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能之后,他們就能夠完成有意義有挑戰(zhàn)的實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)。古人云:“紙上得來(lái)終覺(jué)淺,絕知此事要躬行?!蓖ㄟ^(guò)實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié),讓學(xué)生真正感受到知識(shí)的重要性,開(kāi)拓學(xué)生的視野,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié),讓學(xué)生明白,學(xué)習(xí)知識(shí)和技能的目的不是為了考試,而是為生產(chǎn)生活服務(wù);知識(shí)和技能是否真正掌握的標(biāo)準(zhǔn),不是能做考試題,而是能應(yīng)用它們?nèi)?chuàng)造性地解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題。
在本章,我們?cè)O(shè)計(jì)了兩個(gè)有意義有難度的任務(wù)。
任務(wù)一是商品檸檬酸純度的檢測(cè)。設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)的原因有四個(gè)方面:① 檸檬酸用途廣泛。它不僅是食品飲料中的重要添加劑,還是安全的金屬清洗劑(如水垢清洗劑)。檸檬酸與我們的生活密切相關(guān),學(xué)生很感興趣。② 在理論書(shū)和實(shí)驗(yàn)教材中沒(méi)有檸檬酸的相關(guān)知識(shí),需要去查閱文獻(xiàn),將學(xué)生的視野拓展到書(shū)本外的廣闊領(lǐng)域。③ 檸檬酸是三元酸,要比實(shí)驗(yàn)教材上測(cè)定一元酸的難度更大;但沒(méi)有超出理論課的知識(shí)范疇,因?yàn)槔碚撜n上已經(jīng)介紹了多元酸的測(cè)定原理。④ 加深對(duì)本章各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用。
任務(wù)二是用蒸餾法測(cè)氮肥(如銨鹽)中的氮含量。設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)的原因有四個(gè)方面:① 蒸餾法測(cè)氮的應(yīng)用非常廣泛,可以測(cè)氮肥(如銨鹽)和有機(jī)氮(如蛋白質(zhì))中的氮含量,這些物質(zhì)與我們的生活密切相關(guān)。② 實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有測(cè)氮儀,鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易裝置。此任務(wù)具有很大挑戰(zhàn)性。大一學(xué)生基本沒(méi)設(shè)計(jì)過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置,但在實(shí)際生產(chǎn)生活或者科研中,往往需要自己來(lái)設(shè)計(jì)搭建一些簡(jiǎn)易裝置。通過(guò)此任務(wù),既鍛煉學(xué)生靈活應(yīng)用的知識(shí)能力,也鍛煉動(dòng)手動(dòng)腦能力。③ 裝置的設(shè)計(jì)必須考慮安全性,培養(yǎng)安全意識(shí)。④ 利用實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的玻璃儀器來(lái)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的定氮裝置,往往查不到文獻(xiàn),可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
完成實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)的具體步驟見(jiàn)圖4。首先,學(xué)生先查找文獻(xiàn),設(shè)計(jì)好方案,交給教師檢查是否可行。然后,小組成員一起完成實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)。在完成任務(wù)過(guò)程中,肯定會(huì)遇到各種困難和問(wèn)題,需要大家團(tuán)結(jié)協(xié)作才能解決。完成過(guò)程中允許失敗,在失敗中反思,直至成功。任務(wù)完成后,書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,并做成PPT。教師組織大家交流討論,分享實(shí)踐過(guò)程的失敗與成功經(jīng)驗(yàn)。不同小組之間相互學(xué)習(xí),相互啟發(fā)。
圖4 完成實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)的具體過(guò)程
完成實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)的時(shí)間需要合理安排。相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用任務(wù),可直接同實(shí)驗(yàn)任務(wù)一起完成。比如商品檸檬酸純度測(cè)定,可以和白醋中醋酸含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)一起完成,無(wú)需另占時(shí)間。比較難的應(yīng)用任務(wù),如蒸餾法測(cè)銨態(tài)氮肥中的氮含量,視為綜合實(shí)驗(yàn),專門(mén)安排時(shí)間完成。因此,需要調(diào)整分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,適當(dāng)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加這種有實(shí)際意義有難度的綜合實(shí)驗(yàn)。任務(wù)完成后,交流討論可以安排在晚自習(xí)進(jìn)行。
TEP教學(xué)模式的實(shí)施,需要課程組教師們的統(tǒng)籌規(guī)劃。最好的方式是理論課和實(shí)驗(yàn)課都由同一位教師擔(dān)任,這樣有利于理論內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)踐應(yīng)用充分融合。如果理論課和實(shí)驗(yàn)課是由不同教師擔(dān)任,那么兩位教師需要充分交流溝通。理論課教師要主動(dòng)了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將其融入理論教學(xué)中;負(fù)責(zé)實(shí)踐應(yīng)用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)課教師要了解學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)情況,不再作冗長(zhǎng)的重復(fù)講解;充分了解實(shí)踐應(yīng)用項(xiàng)目的內(nèi)容,并指導(dǎo)學(xué)生完成。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中,擔(dān)任理論課和實(shí)驗(yàn)課的兩位教師一定要加強(qiáng)交流,充分配合。
分析化學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課中蘊(yùn)含豐富的思政內(nèi)容(如愛(ài)國(guó)情懷、哲學(xué)思想、科學(xué)素養(yǎng)、環(huán)保意識(shí)、安全意識(shí)等)。充分挖掘這些思政元素,并巧妙地融入到理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐應(yīng)用中,實(shí)現(xiàn)“立德”與“樹(shù)人”的有機(jī)統(tǒng)一。
理論教學(xué)中,發(fā)掘分析化學(xué)史上中國(guó)科學(xué)家及其成就,以他們的優(yōu)良品德作為價(jià)值引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和民族自信。比如在講到混合堿的測(cè)定時(shí),引入我國(guó)化工奠基人侯德榜先生“制堿救國(guó)”的艱辛歷程,學(xué)習(xí)侯老為國(guó)為民奮發(fā)圖強(qiáng)的精神。在講到克氏定氮法測(cè)奶粉中的蛋白質(zhì)時(shí),引入“三聚氰胺奶粉事件”,和學(xué)生一起探討事故產(chǎn)生的多方面原因,以及怎樣才能避免食品安全事故再次發(fā)生,給學(xué)生上一堂生動(dòng)的關(guān)于監(jiān)管、法律、道德、誠(chéng)信及檢驗(yàn)方法的綜合課,有利于學(xué)生形成正確的人生觀和價(jià)值觀。在講指示劑時(shí),可以引入波義爾意外發(fā)現(xiàn)石蕊指示劑的故事。從中可看出,很多研究成果是建立在偶然發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,但是必須要重視偶然,對(duì)偶然現(xiàn)象要深入研究,養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。在課程教學(xué)中,把馬克思主義哲學(xué)思想與分析化學(xué)的基本原理知識(shí)進(jìn)行耦合,有利于學(xué)生形成正確的思想觀和方法論。比如通過(guò)滴定過(guò)程的滴定曲線,可以清楚地看到量變到質(zhì)變的規(guī)律。“共軛酸堿對(duì)的關(guān)系”體現(xiàn)了對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。計(jì)算溶液中[H+]時(shí),要分清楚主要矛盾和次要矛盾,根據(jù)實(shí)際條件選擇相應(yīng)的計(jì)算公式;不能處處都用精確公式,也不能處處都用近似公式。緩沖溶液中加入少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和水時(shí),具有緩沖能力;但是加入大量的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和水后,就不再具有緩沖能力,因此任何時(shí)候都要掌握好“度”。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和工匠精神,加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和安全意識(shí)。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)試結(jié)果有著嚴(yán)格的準(zhǔn)確度和精密度的要求,因此可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的“量”的概念、良好的實(shí)驗(yàn)技能、細(xì)致的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和精益求精的工匠精神,這些是以后從事科研工作和日常工作必備的基本素養(yǎng)。測(cè)試結(jié)果超出誤差范圍,一定要找出問(wèn)題的癥結(jié)所在,讓學(xué)生體會(huì)到“細(xì)節(jié)決定成敗”。在使用實(shí)驗(yàn)試劑時(shí),要厲行節(jié)約。能回收利用的藥品,決不能丟棄。比如無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中粗鹽提純產(chǎn)品NaCl、制備的高錳酸鉀產(chǎn)品,可用作分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中莫爾法、高錳酸鉀法的測(cè)試樣品。比如潤(rùn)洗移液管和滴定管的AgNO3溶液,可以回收利用。切記廢液不能直接倒進(jìn)下水道,必須倒入廢液桶去做無(wú)害處理。打碎的玻璃儀器要專門(mén)回收,不要傷害到他人。處處都要嚴(yán)格要求,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。實(shí)驗(yàn)室里會(huì)接觸到有毒、易燃、腐蝕性藥品,需要使用玻璃儀器、酒精燈、電爐等,極易引發(fā)安全事故。因此,每次實(shí)驗(yàn)都要進(jìn)行安全教育,嚴(yán)格執(zhí)行本次實(shí)驗(yàn)的安全措施,時(shí)刻牢記安全高于一切。
實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立做事的能力。在這個(gè)環(huán)節(jié),學(xué)生會(huì)遇到困難,會(huì)面臨挫折和失敗,容易氣餒,教師要耐心鼓勵(lì)他們。每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中,一定要經(jīng)歷挫折和失敗。只有不畏挫折,敢于嘗試,敢于探索,才能成為學(xué)習(xí)和生活的強(qiáng)者。
為了使TEP教學(xué)模式有效實(shí)施,必須將實(shí)踐應(yīng)用納入理論課和實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)考核中。分析化學(xué)考核內(nèi)容包括平時(shí)成績(jī)(50%)和期末考試(50%)。平時(shí)成績(jī)包括課堂小測(cè)試(20%)、每章總結(jié)和習(xí)題(30%)、每章測(cè)試(30%)、實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)的方案設(shè)計(jì)(20%)。在每次課的教學(xué)內(nèi)容講完后,留下幾分鐘來(lái)完成課堂小測(cè)試。小測(cè)試內(nèi)容包括本次課的重要知識(shí)點(diǎn);題型有填空題、選擇題、判斷題;測(cè)試方式可在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)完成,便于批改和統(tǒng)計(jì)。利用課堂小測(cè)試,既總結(jié)了本次課的重點(diǎn)內(nèi)容,又及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。每章學(xué)完后,要求學(xué)生用思維導(dǎo)圖來(lái)梳理總結(jié)本章知識(shí)點(diǎn),建立自己的知識(shí)體系。每章的練習(xí)題設(shè)計(jì)成一份試卷,題型和期末考試卷一致,內(nèi)容包括本章主要知識(shí)點(diǎn)的直接應(yīng)用和靈活應(yīng)用,具有一定的難度。試卷要嚴(yán)格批閱給分。每章結(jié)束后要進(jìn)行單元測(cè)試,可以把所有重要知識(shí)點(diǎn)都設(shè)計(jì)成選擇題,一般在25分鐘完成,在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行。每章測(cè)試后,一定要與表現(xiàn)差的同學(xué)深入談話,幫助其找出原因,給予更多的關(guān)心、鼓勵(lì)和監(jiān)管。實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)的方案設(shè)計(jì)考查內(nèi)容包括文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)原理、裝置設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理、注意事項(xiàng)、安全措施等方面。
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查內(nèi)容包括每次實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)和完成情況(50%)、實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)的完成情況(20%)、實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)考查(30%)。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況包括預(yù)習(xí)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)和回答問(wèn)題的正確性。實(shí)驗(yàn)完成情況包括實(shí)驗(yàn)態(tài)度是否認(rèn)真、操作是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度、誤差分析、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)等方面。實(shí)踐應(yīng)用任務(wù)的完成情況包括溶液配制、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度、注意事項(xiàng)、PPT制作、班組交流等方面;此環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)方式有教師評(píng)價(jià)、小組內(nèi)自評(píng)和小組之間互評(píng)[8]。實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)考查內(nèi)容包括本學(xué)期所有實(shí)驗(yàn)的基本操作、實(shí)驗(yàn)原理、結(jié)果計(jì)算、方案設(shè)計(jì)等方面。
TEP教學(xué)模式旨在將“理論知識(shí)-自主實(shí)驗(yàn)-實(shí)踐應(yīng)用”進(jìn)行融合教學(xué)。通過(guò)“任務(wù)”這條主線,構(gòu)建一個(gè)遞進(jìn)式教學(xué)體系。在理論教學(xué)中,先提出本章要完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)踐應(yīng)用任務(wù),找出完成這些任務(wù)必須要解決哪些問(wèn)題,采用“任務(wù)和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)”,激起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要求學(xué)生自主完成相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的能力。在實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié),要求學(xué)生獨(dú)立完成有意義有難度的任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中巧妙地融入思政內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)“立德”與“樹(shù)人”的有機(jī)統(tǒng)一。為了使TEP模式有效實(shí)施,還需做好課程的教學(xué)評(píng)價(jià),將實(shí)踐應(yīng)用納入理論課和實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)考核。從近幾年來(lái)的教學(xué)反饋看,學(xué)生越來(lái)越喜歡分析化學(xué)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,綜合素養(yǎng)明顯提高,深切體會(huì)到知識(shí)和技能的重要性,領(lǐng)悟到應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的重要性,更具有責(zé)任心和擔(dān)當(dāng)意識(shí),很多學(xué)生愿意在課余時(shí)間進(jìn)入教師的實(shí)驗(yàn)室參與科學(xué)研究。