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食品科学与工程专业化学实验教学思考

1分析化学实验传统教学中存在的问题

1.1实验教学内容相对单一

随着社会的发展对食品科学与工程应用型人才的需求加大,而传统的分析化学实验教学内容是根据分析化学理论课教学内容为中心,实验项目多以基础性、验证性实验为主,实验内容陈旧、重复、简单[3]。验证性实验对学生的要求并不高,仅要求其在规定时间内,学生按照老师讲的实验目的、原理、内容及步骤进行实验操作,这些重复机械性的基本操作技能训练,忽视了实验内容的综合性和创新性[4]。在整个实验过程中,学生一直处于被动状态,实验后不易留下深刻印象,使分析化学实验缺乏对学生足够的吸引力,这种教学不利于激发学生的创造性思维及培养学生的实践能力,导致学生缺乏创新意识,分析问题和解决问题的能力减弱,难以适应学科发展要求和社会人才要求。体现在见习过程中,学生连最常用的试剂都不会配制,最基本的仪器调试也不会,不知道从何下手独立开展实验。也无法满足社会对创新性、应用型人才的需要。

1.2教学方式程序化,学生缺少主动性

一般地,分析化学验证性实验都是教师拟定好实验题目,从实验目的、实验原理、实验材料与仪器到实验步骤,以教师讲授为主,学生是被动的听课者。往往就是学生根据老师的讲解机械的进行操作,记录实验数据,无需进行思考、改进和创新。这种教学方式虽然对培养学生严谨的科学学习态度和过硬的实验技能是必要的,但也严重地束缚了学生的想象力,削弱了学习的积极性和主动性,与培养食品科学与工程创新型、应用型人才是背道而驰的。

1.3实验内容未突出专业特色,不能满足食品科技发展需要

目前,分析化学实验主要由定量分析实验和定性分析实验组成。现行的分析化学实验教材对“仪器分析”涉及较少[5]。其实,随着食品科技的发展,教学内容应侧重对实用技术操作能力的培养。近年来许多先进的仪器设备如原子吸收光谱、原子荧光、气相色谱、液相色谱仪以及荧光分光光度计已经在食品分析过程中得到了广泛的应用。可以说,“仪器分析”已经成为现代分析化学学科的重要组成部分。但现有的分析化学实验教学内容与专业特色结合过少,还停留在培养操作技能的基础实验,学生不能及时了解本专业方向相关的典型测定或分析实验,及时了解先进的仪器,掌握其分析原理和分析方法。

1.4学生被动实验,热情和兴趣不高

传统分析化学实验一直都是教师的实验准备过分包办,造成学生一些基本知识和技能缺失。仅为实验而做实验,不能充分调动学生的实验积极性,且过分强调了基本技能、基本操作的正确性,不仅将许多学生带入机械操作的误区,而且还误认为是教师要求这样做的。使他们感到做实验就是机械的操作,每次均按早已编排好的程式进行,毫无压力,导致其轻视实验课,热情和兴趣不高。一学期下来,学生感到没学到多少东西,动手能力和分析问题的能力也难以提高。不少学生知道如何配制溶液但是不知道为什么这么配制溶液,一些实验操作,知道这样操作不知道为什么要这样操作,不知道如果不这样操作会出现什么结果,导致很多学生知其然不知其所以然。所以,这种教学模式限制了学生专业素质的提升,影响了学生就业能力,不利于培养适应时代要求、具有创新能力的高素质人才。

2分析化学实验课程的改革和建议

2.1更新实验内容,突出专业特色

传统的分析化学实验教学内容已经不能适应应用型人才培养的需求,同时食品科学与工程专业在人才培养方案上也有相应的要求,综合考虑必须对原来选取的实验内容进行适当修改调整。对部分经典实验内容予以保留,如“酸碱滴定”“金属离子的连续鉴定”“离子鉴定”“恒重称重法”等经典分析方法在整个实验课程内容要保留其重要地位。根据食品科学与工程专业对人才素质培养的要求,针对性地更新部分实验内容,如将“水果中还原糖的测定”“奶粉灰分的测定”“罐头或白酒的总酸度测定”“蔬菜中农药的残留分析”等训练型、提高型和设计型实验内容引入本专业的学习中。除此之外,我们应增加现代仪器分析实验的教学内容和教学课时,如利用高效液相色谱法确定化合物的含量、离子色谱仪检测饮用水中金属离子等。实验教学的目的不仅要使学生熟练掌握这些仪器分析实验的原理和操作方法,更要让学生清楚在实际工作中如何选择和使用这些仪器和分析方法。因此,应让学生及时了解先进的仪器,掌握其分析原理和分析方法,从而扩展学生的专业知识面,激发其探索科学的动力和兴趣[6]。这种方式促使学生夯实实验基础理论和技能,并做到学以致用,对学生专业实验水平的提高有明显的促进作用。

2.2改革教学方法,提高教学效果

分析化学实验涉及的操作细节多,知识繁杂,而传统教学方法大多是教师讲解理论,在实验前黑板上写满实验目的、原理、步骤等,教学方式往往比较单一,枯燥乏味,很难调动学生主动学习的积极性[7]。为了克服以上弊端,必须对教学方法进行改革。在分析化学实验教学中采用多媒体教学,播放实验操作标准化视频和课件,让师生双方边教、边学、边做,丰富课堂教学和实践教学环节,做到理实一体化,增强了实验教学的直观性,提高实验课教学效果。使用实验操作标准视频进行教学,可以对实验操作细节部分图像放大,并反复播放,因此能够有效的解决教师演示实验无法在课堂重复操作的问题,并且可以让学生们学习到的统一的标准化操作方法,有利于学生准确掌握标准化的实验技能。例如,在讲授盐酸标准溶液的配制和标定实验时,使用混合指示剂甲基红-溴甲酚绿进行酸碱滴定,需要控制滴定管放出四分之一滴溶液才能准确到达滴定终点。教师仔细讲解如何确定滴定终点的要点,并利用实验视频将终点前、近终点、终点、终点后的颜色变化展现给学生,这种理实一体化方式能够使得实验操作的关键技术点直观地展现给学生,能有效提高该课程的教学效果。

2.3开放实验室,培养学生的综合能力

以专业对人才素质培养的要求为目标,围绕学生创新精神与实践能力的培养,我们探索对食品科学与工程专业的分析化学实验课程采用开放式教学模式进行实践。开放式实验教学是一种以“学生为主体”的实验过程的开放性与学生参与的自主性为特点的实验教学模式[8]。根据实验项目、实验内容、实验课题采取不同层次的开放实验模式,在实验教学过程中,既培养了学生的定量分析基本技能和基本分析方法能力,又要达到培养学生的创新能力的目的[9]。为更好地利用实验室资源,对开放时间和实验项目进行一定的限制。(1)学生根据自身专业需要和课余时间,选择感兴趣的实验项目,向开放的实验室进行申请,经审批同意后在实验室定时开放的时间内去完成实验。(2)申报和参与大学生创新创业计划项目的学生,学生通过查阅资料,制定设计方案,经学校立项后,对实验室进行预约,在开放实验室内完成创新项目。(3)学生可以根据自己的实际情况参与一些教师的科研项目,根据课题要求和需要预约开放时间。(4)毕业班的学生可以在进行毕业论文的课题研究工作时,采用全天的开放实验模式,集中进行毕业论文课题的研究。同时,学生可以根据自己的实际情况参与一些科研项目,了解研究的过程,熟悉科研的环境,思考实验原理,达到培养学生实验技能、独立思考能力和创新能力的目标。开放实验室,为学生提供一个宽松的理论联系实践的空间,鼓励学生开展小型多样的课题研究,或与教师的科研课题相结合,或与学生的双创项目结合,将实验内容和他们感兴趣的课题结合起来,让学生充分发挥想象力和创造力,有目的、有步骤地去设计与完成实验任务。

3结语

分析化学实验教学与理论课教学相辅相成,是分析化学课程教学中非常重要的一个环节。在教学实践中,必须要紧紧围绕人才培养方案,不断总结和探索,转变传统的教育思想和观念,创新、优化教学方法和手段,才能提高实验教学质量和人才培养质量。通过开放实验室激发学生对实验课的浓厚兴趣,提高学生的综合素质,有助于学生创新意识和自主学习的培养。通过分析化学实验教学的改革能加强大学生实践能力的培养,但这是一项长期的工作。今后将继续深入对分析化学实验教学改革,围绕食品科学与工程专业的培养计划,更新实验教学内容,改进实验教学方法,加强对学生综合实践能力的培养,为培养既有扎实的专业理论基础,又有较强综合素质的应用型人才继续努力。

作者:蓝峻峰 方毅林 单位:广西科技师范学院

参考文献

[1]杨妍,包晓玉,张廉奉,等.“521”应用型本科《分析化学实验》教学改革的实践与思考[J].南阳师范学院学报,2016,15(3):55-57.

[2]林兴桃,王小逸,白广梅.提高实验教学质量推动创新人才培养[J].中国现代教育装备,2012,7:108-110.

[3]周华,周永恒.分析化学实验教学改革探讨[J].开封大学学报,2015,29(4):72-74.

[4]高雅.改革化学实验教学,培养大学生创新能力[J].山东化工,2017,46(2):91-92.

[5]李秀霞,葛永红,吕长鑫,等.基于创新型人才培养的现代食品检测技术课程教学模式改革研究[J].食品与发酵科技,2016,52(1):68-71.

[6]王桂霞,胡少强,杨红兵.对分析化学实验教学现状的一些思考[J].洛阳师范学院学报,2014,(2):51-53.

[7]熊志立,刘伟禄,秦峰,等.药学教育中分析化学实验规范化教学的改革与实践[J].实验室科学,2017,20(1):120-122.

[8]薛美香,陈建琴,林素英,等.物理化学实验开放式教学的探索与实践[J].广州化工,2013,41(10):236-237.

[9]谷祖敏,张杨,李修伟,等.应用化学专业开放式实验教学的实践与思考[J].实验室科学,2017,20(1):94-96.

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