1、基于“项目导向、任务驱动”教学法的分析化学教学改革的思考 李芳蓉 孙彦坪 赵明 刘凤霞 童丹 甘肃中医药大学定西校区 摘 要： “项目导向、任务驱动”教学法在高校教学中应用较为广泛。在探讨分析化学课程教学现状及存在问题的基础上, 提出基于“项目导向、任务驱动”教学法的分析化学教学改革的一些设想。关键词： “项目导向, 任务驱动”; 分析化学; 教学改革; 基金：2015 年定西师范高等专科学校校级重点项目“项目导向、任务驱动下的人才培养模式改革研究与示范” (DSZD1501) 分析化学是关于测定物质的质和量, 获取物质的化学组成、形态、含量和结构等信息的科学1, 是衡量一个国家科学技术水平的
2、重要标志之一, 在国民经济、科学研究、医药卫生、高等教育方面都起着重要作用。现代科技飞速发展, 分析测试新技术不断涌现, 新仪器和新技术层出不穷, 分析化学教材内容不断增加, 但在高校教学计划中的教学课时却越来越少, 因此, 教学改革势在必行。分析化学是医药院校各类专业重要的必修基础课, 为后续课程如药物化学、中药鉴定学、天然药物分析等提供直接理论和实验基础。“项目导向、任务驱动”教学法是近年来教学改革的重要形式之一, 分析化学课程很适合采用此教学模式, 以提高课堂教学质量, 提高专业教学水平2。1 分析化学课程教学现状及存在的问题1.1 教学内容方面(1) 试样的采取及预处理和分离及富集的方
3、法等内容较少。在实际分析工作中, 试样采集、制备、分解、分离和富集等步骤最困难、最复杂, 且极其重要和关键, 直接影响分析结果的代表性和准确性。随着科学发展、分析手段的智能化, 这些步骤更显重要。这些内容偏少会造成学生分析化学理论的缺失, 不利于其综合能力的培养。(2) 四大滴定分章介绍, 滴定分析篇幅多且重复。四大平衡理论在无机化学中已重点涉及, 分析化学则应侧重于其应用, 即四大滴定分析。按化学反应类型而分类的四大滴定, 其基本原理相通有很多共性, 所以若分章进行介绍, 既重复, 又不利于学生掌握其共性和触类旁通, 而且还浪费大量课时。(3) 削弱定性分析的地位和作用, 甚至取消定性分析内
4、容。一般因四大滴定分章介绍, 耗费课时多, 很多高校都减少了定性分析课时, 但定性分析极其重要, 其学习既可加深学生对常见离子性质与化学反应的理解, 掌握基本分析和分离的方法与实验技能, 而且对药品生产、食品加工、环境保护、食品和药品安全检测等行业工作人员来说, 都必须掌握。(4) 对“量”的概念强化不够。一般继无机化学之后开设分析化学, 学生对“量”的概念理解不深, 导致出现该粗略的时候准确、该准确的时候却粗略的现象。如:实验时不能准确选取合适精度的仪器, 有些学生稀释浓硫酸时用移液管准确移取浓硫酸, 或用移液管精确移取 NH3-NH4Cl 缓冲液调节 p H, 或配制0.1 molLNa
5、OH 时, Na OH 固体用万分之一的分析天平准确称取等。但在标定或滴定操作中反而用量筒量取标准液或待测液等1, 数据记录和处理时对有效数字的保留较为随意等。(5) 无机分析的内容偏多, 有机分析的内容偏少。现行的分析化学教材主要内容多侧重于无机分析, 但是现实生活中遇到的分析对象或样品却多以有机物为主, 其分析属有机分析。例如食品及药品安全检测项目、药物成分分析等多以有机物的分析为主。像食品添加剂“苏丹红”、奶粉中的“三聚氰胺”, 染色馒头、瘦肉精、地沟油等。(6) 验证性实验偏多, 综合性和设计性实验偏少。现行的分析化学实验教材中的实验项目, 大多数实验是验证性实验, 综合性和设计性实验
6、较少。如第 IIV 组阳离子分析, 分析天平称量练习, Na OH、EDTA、高锰酸钾等标准溶液配制和标定, 如混合碱分析 (双指示剂法) 、食醋中总酸量测定、水的总硬度测定、可溶性氯化物中氯含量测定、过氧化氢含量测定、有机化合物紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响等。1.2 教学方式方面(1) 以讲授为主的教学方法充分调动学生的能动性。现阶段, 分析化学课程教学主要采用传统教学方法, 实验时教师讲解原理与演示操作, 学生练习操作或验证实验内容, 教学过程学生基本上不用思考, 虽能大量向学生传授书本知识, 但却抑制了学生的学习积极性。同时, 大班授课方式势必忽视学生的主体性, 无法有效顾及每
7、名学生的求知欲望。此外, 教学管理欠科学, 理论知识讲授和实践操作脱节。理论课与实验课教师各自为政, 缺少沟通与配合, 导致学到的理论知识与实践难以有效结合。学生不能适应实际工作岗位的要求, 也无法将所学知识有效运用于工作实践中。(2) 成绩的评定方式不完善。传统的分析化学教学, 学生的最终学科成绩包括平时出勤、实验成绩和考试成绩, 考试成绩所占比重超过 50%, 因此, 学生只要在考试前夕进行突击性记忆, 就能取得较为理想的成绩, 学期总评成绩就不会太低。这种成绩评定方式无法充分全面地反映学习情况。而且, 平时和实验成绩因缺乏客观的评分标准, 导致学习状况的评定存在不公平性, 且因学生较多,
8、 教师无法对每名学生的实验操作状况进行全面评定。因此, 实验成绩仍主要从实验报告反映, 这对实验操作能力强、有研发能力的学生不公平3。2“项目导向、任务驱动”教学法的特点运用“项目导向、任务驱动”教学时, 教师在课前预先将任务下发给学生, 即将传统教学内容变为学习型任务或问题交给学生, 给学生足够的准备时间自行思考解决问题的方法以及行动的方案。通过师生共同实施一个个完整的项目任务而进行教学, 从收集信息、设计与实施方案, 到完成后的评价, 都由学生具体负责, 全程参与。教学过程以大纲、问题、学生为中心, 不同于传统教学的以课堂、课本、教师为中心。教师在项目设计时, 充分考虑学生的主体作用, 激
9、发学生的学习兴趣和动机, 培养学生的实践能力、技术应用能力和可持续发展能力, 使专业课教学更接近社会需求, 最终能实现学生与企业就业岗位零距离对接。因此, “项目导向、任务驱动”教学法的典型特点是以教师为主导、学生为主体, 教师在教学过程中只起咨询、指导与答疑解惑作用, 能够充分调动学生的主观能动性, 培养学生分析和解决问题的能力。3 基于“项目导向、任务驱动”教学法的分析化学教学改革的思考3.1 模块化整合课程内容, 根据人才培养的针对性和适用性设计学习型项目任务根据笔者二十多年的教学经验和参加分析检测技术企业顶岗国培的企业工作体验以及听取药品生产、食品加工、化工、环保等相关行业、企业专家的
10、意见和建议, 选择能够培养学生职业能力、创新能力以及创业精神的基本理论知识和技能作为教学内容。以实际工作过程为导向遵循学生职业能力培养的基本规律, 突出课程教学和人才培养的针对性和适用性, 将理论知识与实践技能相结合, 整合课程内容, 将其整合为知识模块, 针对模块设计学习型项目任务。将化学分析部分分为误差和分析数据处理、滴定分析法 2 个知识模块;仪器分析部分分为光谱分析、色谱分析和电化学分析 3 个知识模块, 侧重选择实用、成熟的项目任务, 项目任务间紧密衔接, 由简到繁、由易到难, 设计化学分析部分的定量分析基本操作、误差与分析数据的处理、重量分析、四大滴定分析、离子交换与萃取分离技术等
11、实验项目。实验项目既涵盖主要化学分析和仪器分析知识, 又有针对性地将所有实验项目都与实践相联系4-5。再以实际应用工作过程为依据, 采用“项目导向”设计, 形成一系列综合性和实践性的学习型工作任务, 将一个个完整的学习任务交由学生来解决6。工作任务有:中药芒硝中 Na2SO4的含量测定, 纯碱中 Na2CO3含量测定, 枸橼酸钠含量测定 (非水滴定) , 氯化钠注射液含量测定 (莫尔法) , 自来水总硬度测定, VC 中抗坏血酸含量测定, 电位滴定法测定水样中阴离子洗涤剂含量, 原子吸收光谱法测定奶粉中的钙, 红外光谱法测定车用汽油中的苯等综合性实验7。项目皆为相关专业及对应行业实例, 通过完
12、成针对性的实验项目, 将理论知识与专业实践有机结合, 培养应用所学知识解决实际问题的能力, 初步学会科学研究的过程和方法8。3.2 充分考虑各种因素, 解决分析化学教学中存在的问题设计学习项目任务和选择教学方式时, 充分考虑各种因素, 克服和避免分析化学教学现状中存在的各种问题, 力求做到事半功倍。3.2.1 教学内容方面兼顾分析试样采取及预处理及分离和富集的方法等内容, 适当涉及定性分析内容, 结合滴定分析的共同点、滴定突跃、滴定曲线、指示剂的变色原理、滴定条件等, 并适当合理压缩滴定曲线分析等重复内容, 然后引导学生通过对比找出异同。适当涉及质量管理与控制的内容, 促使学生树立起准确的“量
13、”的概念以及相应思维方式和专业理念, 并在实验过程中强调实验数据的记录与处理, 加深学生对有效数字及应保留小数位数的理解和记忆。仪器分析教学力求与时俱进, 删旧增新, 突出讲解各类方法的基本原理、技术基础及应用需要, 让学生充分认识基础研究的重要性, 结合学科发展前沿, 对现代分离分析方法的新理论、新方法、新技术和新成果等仅做简要介绍或让学生自学, 以提问或写学习心得的方式检查自学效果。学习型项目任务设计尽量接近实际生活, 涉及有机物, 如车用汽油中苯含量测定、原料乳中三聚氰胺快速检测、蔬菜中拟除虫菊酯类农药残留量测定等。减少验证性实验, 增加包括分析化学全过程的综合设计性实验项目, 比如土壤
14、中全磷含量测定、鲜牛奶中钙含量测定, 这类实验包括各种试样采样、分解、分析测定、数据处理和分析结果的评价等步骤。3.2.2 教学方式方面(1) 采用多样化课堂教学手段, 将传统板书与多媒体教学有效结合。分析化学中部分内容以传统教学手段讲解费时费力, 难以展开, 而多媒体技术可将抽象的理论及反应过程、复杂仪器结构部件、工作原理和测试操作过程等进行模拟, 使学生对仪器的构造有更直观的认识, 更易于理解、接受、熟悉和掌握测试操作规程, 并通过完成学习型项目任务在实验中得以熟练、巩固和加强9。如仪器分析部分紫外可见吸收光谱法、原子吸收分光光度法、高效液相色谱和气相色谱等。利用多媒体教学还可大大增加课堂
15、教学容量, 提高教学效率。特别是对一些难以实现又需要掌握的教学内容通过对真实情景模拟, 将视频、动画、图片、图表和实物投影等有机结合, 使教学内容和教法灵活多样, 结合字体、字号和颜色的变化, 给学生营造愉悦的学习氛围, 使学生既掌握相关内容, 又激发学生的求知欲望。同时, 采用计算机模拟化学仿真实验有效减少废弃物排放, 特别是药品消耗量大或易燃易爆、操作不易控制及必须使用较多有毒有害试剂的实验, 则更显其优越性。也可利用专业化学软件 Chem.Draw 对实验原理、仪器、药品、实验过程及实验现象等进行详尽描述, 并加以图示、声音、动画等效果, 让学生既感觉身临其境, 又可在轻松愉悦、安全的环
16、境中掌握化学原理和实验方法, 而且自始至终不危害身体健康和环境安全10。同时在教学中指导学生使用 Excel、Origin 等软件, 增强其使用计算机处理实验数据的综合能力。当然, 采用多媒体教学必须科学地分配多媒体教学所占比例, 灵活地运用多媒体, 但不过分依赖。(2) 多样结合的考核与评价方式。“项目导向、任务驱动”教学法通常以团队合作为基础, 学生主动地参与项目任务, 相互交流合作, 使整个项目任务协调有序完成。考核评价是教学过程的重要组成部分, 良好的评价考核体系具有导向、激励、促进教学的功能, 对课程的实施起着重要的导向和监控作用。教学中需采用兼顾质与量的过程性评价与终结性评价相结合
17、的课程考核方式, 多种形式考查学生的学习情况。分析化学属于实践性非常强的课程, 考核内容包括综合操作技能、团队合作和职业素养 3 个方面, 课程学习总评包括平时成绩 (课堂表现和作业完成情况等) 、实训项目成绩和期末成绩。各部分成绩所占比例可根据不同专业或授课内容灵活调整11。综上所述, 分析化学是一门实践性极强的专业基础课程, 基于对“项目导向、任务驱动”教学法的研究, 笔者提出了分析化学课程教学改革的设想, 通过优化课程体系, 改进教学方法和手段, 改革考核方式, 不断提高教学质量, 达到提高学生综合素质的目的。参考文献1刘晓娟.高校分析化学教学改革探索J.教育教学论坛, 2016 (33
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19、学模式改革探析J.承德石油高等专科学校学报, 2013 (6) :57-60. 7傅昕, 张何.卓越背景下项目导向教学法在分析化学课程中的研究J.广东化工, 2017 (5) :208-209. 8于春梅, 奚汉清.医学院校分析化学教学改革刍议J.辽宁医学院学报, 2010 (4) :29-31. 9王海波.分析化学教学改革的几点思考J.广州化工, 2015 (3) :161-162. 10李芳蓉, 张建民, 刘凤霞, 等.高校化学实验室废水污染防治对策J.实验室研究与探索, 2014 (11) :308-312. 11戴险峰, 蔡婷.项目导向教学化学分析技术课程考核模式探索J.广州化工, 2015 (15) :231-233.
