基于分析化学实验培养创新人才的探索

发表时间:2021/3/3   来源:《中国建设信息化》2020年21期   作者:李晶
[导读] 分析化学属于基础化学学科,是一门研究分析化学理论及方法和训练学生掌握分析操作技术的课程,是化学、化工、材料、生命科学、环境科学、医学、药学、农学等专业的重要基础课程之一。
        李晶
        凯莱英生命科学技术(天津)有限公司,天津 300457
        摘要:分析化学属于基础化学学科,是一门研究分析化学理论及方法和训练学生掌握分析操作技术的课程,是化学、化工、材料、生命科学、环境科学、医学、药学、农学等专业的重要基础课程之一。文中对分析化学实验培养创新人才的有效措施就行了分析。
        关键词:分析化学;实验创新;人才培养模式
        1导言
        “分析化学”是化学、材料化学等专业的必修专业课程,也是非化学类理工科专业的基础化学课程的主要内容。分析化学是一门实践性很强的学科,实验课程在分析化学教学占有重要地位,甚至可以说没有实验就没有分析化学。分析化学实验是基础化学实验的一部分,实验教学在整个化学教学环节中占有特殊的地位,通过实验教学过程,一方面有助于学生理解和掌握理论知识,另一方面可以促进学生的动手能力和综合素质的提高,能够充分培养学生的创造能力、科学素养、分析和解决问题等综合能力。
        2分析化学实验教学现状
        创新性人才培养是本科教育的一项重要的任务,然而纵观传统的分析化学实验教学模式仍存在诸多问题:首先在教学内容方面,多为经典的验证性实验,综合性、设计性和创新性实验项目很少甚至没有,不利于学生创新能力和综合应用能力的培养;在教学方法方面,缺乏现代教育技术和网络技术的应用,还停留在一块黑板一支粉笔的实验原理讲授及学生“围观”式的实验演示上,难以激发学生的学习兴趣,严重束缚学生创新思维能力,导致教师对学生的指导效果差,学生也容易产生懒惰和依赖情绪;在实验成绩评定考核方面,往往过于偏重实验结果,片面地根据平时实验报告和实验考核时的结果进行评分,而对实验过程和实验技能的考核重视不够,也忽视了对学生的创新能力的考核,因此不能真实有效地反应学生的水平。此外,分析化学实验课程的教学学时的被缩减也给课程改革提出了新要求,如何在有限的教学时间里,既能够指导学生系统地掌握教学大纲所要求的内容,又能够培养学生的综合能力,是分析化学实验课程改革的难点和着力点。如果实验课程的教学时间过于仓促,往往导致学生对实验的重视程度不够,抱着“为完成任务而实验”的心态去做实验,因而实验的效果不佳,也达不到实验教学的预期目标。另一方面,随着学校新开设部分理工科专业,导致分析化学实验课程的学生人数激增,这也给分析化学实验教学带来了巨大压力,如果继续沿用传统落后的教学模式,不仅教师的教学负担重,还严重地降低了教学效率,教学质量也难以保证。
        3分析化学实验培养创新人才的有效措施
        3.1注重分析化学实验学习培养动手能力
        某校化学专业在大一下学期至大二上学期开设分析化学实验共计64学时,分为二个学期完成,每学期32学时。分析化学实验内容由验证实验和设计实验组成,验证实验涵盖酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定及重量法分析的经典实验;设计实验通常由教师给出多个题目供学生选择、学生确定设计实验题目后撰写实验方案、配制实验试剂、完成实验。
        3.1.1通过验证实验掌握分析化学实验基本操作技能
        学生通过验证实验加深对分析化学基本理论、基本概念的理解,做到理论和实践相结合;其次通过验证实验学习分析化学实验常规仪器正确使用方法、强化基本操作技能、培养良好的动手能力。
        3.1.2通过设计实验具备初步决解决问题的能力
        设计实验题目由一级题目、二级题目、三级题目组成、对应的是单组分、双组份以及三组分成分的分析。大多数学生选择二级题目(双组份)设计实验方案、配制试剂、完成实验、撰写实验报告四个环节完成设计实验内容。学生通过设计实验进一步加深了对分析化学基本理论、基本概念的学习,锻炼阅读专业文献能力,具备初步解决实际问题能力,为从事科学研究奠定基础。
        3.2鼓励学生参加大学生创新实验
        3.2.1大学生创新实验项目的准备
        某校在大二上学期组织学生申报大学生创新实验项目。

作为大学生创新实验的指导教师在大一学生入学后就及时联系学生讨论创新实验的相关问题。例如:创新实验题目的选择、文献的查阅、实验方案的设计、实验方案的可行性论证及通过初步试验确定创新实验的可行性,为大学生创新实验申报做好准备。
        3.2.2大学生创新实验项目的申报
        大学二年级上学期组织学生参加创新实验的申报,由三位化学专业本科学生组成创新实验团队。在前期探索实验的基础上,学生对申报课题有了进一步的理解和认识。由于学生是第一次独立参加课题申报、会遇到很多问题及困难、指导教师必须对课题申报环节及时指导,例如课题申报书的撰写、PPT的制作、答辩时间的掌控、答辩问题的准备等细节问题,让学生通过课题申报环节提高自身的科学素养,具备独立撰写申报书、参加课题申报的能力。
        3.2.3指导学生独立完成创新实验使学生树立创新精神
        创新实验立项后,学生们利用课余时间进行实验工作。从文献的查找阅读、实验方案的确立、完成实验及实验数据的分析处理、实验论文的撰写及发表、课题结题报告的撰写均有学生独立完成。作为指导教师及时与学生们沟通、了解课题的进展情况、对实验中存在的问题采用“启发式”的教学方法给予指导,鼓励学生们对课题提出自己的想法、敢于实践,克服实验中遇到的困难,在困难中学会成长、树立自信心和创新意识。创新实验从大二上学期立项到大四下学期结题经历三年的时间,学生们的科学研究能力得到提升,具备了独立从事科学研究能力。
        3.3探索创新人才的培养模式
        3.3.1注重学生综合能力的培养,敢于“动手”
        学生们从大二申请创新实验项目、进入实验室完成实验内容就注重他们能力的培养:安全实验意识的培养,尽管学校各层面都重视安全教育的环节,当学生进入实验室工作前,指导教师仍然对学生们进行安全教育,强化安全实验的理念,确保实验顺利进行;强化实验动手能力培养,通过分析化学实验的学习,学生们具备了从事科学研究的能力,要完成创新实验工作还需要强化实验仪器使用技能,从实验仪器的洗涤,常用仪器的正确使用及摆放等重要节点,指导教师必须给学生讲清楚,让他们真正做到独立完成实验任务;自学能力的培养学生们进入实验室后、要求他们在实验中经常查阅文献,提高阅读文献的能力,结合实验要求他们自学一些课程,提高知识储备,为实验数据处理、实验论文的撰写打下良好的基础。
        3.3.2注重学生身心健康使他们快乐成长
        大一入学开始要求三位同学重视基础课、专业基础课学习,与他们交流学习方法、帮助他们解决学习生活中遇到的困难;使他们明确学习目的,通过基础课、专业基础课的学习具备从事科学研究的能力;帮助他们融入大学的学习生活,引导学生们树立正确的世界观、人生观及价值观,使他们身心健康,快乐成长。
        3.3.3创新人才的培养模式探索
        从大学一年级至大学四年级,基于分析化学实验为基础,依托大学生创新实验开展创新人才培养模式的探索。通过本科生大学生创新实验,学生们发表学术论文1篇、申请发明专利1项,参加竞赛获得优秀奖1项;使他们具备了专业知识,树立创新意识,具备独立从事科学研究能力,为他们今后的学习及工作打下坚实的基础。
        4结束语
        总之,正确合理的选择实验内容是上好实验课的先决条件,科学合理的组织安排实验教学是顺利完成实验课的关键环节,通过改革实验教学形式,增设设计型实验和开放实验室,可以为学生提供个性发展、独立思考、科学创新以及提高综合实验技能的平台。
        参考文献
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        [2]王晓艳,任笑红,张悦,等.分析化学实验教学改革探索[J].教育现代化,2019,83(10):74-75.
        [3]赵文广,李娜,朱婕,等.化学化工类本科生创新创业能力培养研究[J].广东化工,2020,48(1):205-207.
        [4]陈水生,乔瑞,张淑萍,等.科研创新实验对学生综合知识体系的构建[J].大学化学,2019,29(6):53-56.
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