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应用化学专业综合实验的设计与教学实践

2018-03-31

山东化工 2018年24期
关键词:应用化学实验报告分析方法

(武汉工程大学 化学与环境工程学院,湖北 武汉 430205)

实验是理论教学的延伸和拓展,是理论知识转化为实践能力的重要手段,也是理工科专业实践教学的重要环节[1]。应用化学专业综合实验是本校应用化学专业开设的一门应用型综合实验课程[2]。应用化学专业高年级学生在学习完四大化学及相关专业基础课程后完成综合实验,在专业性、综合性方面的进一步得到凝练和提高,有利于提升学生实验操作技能、巩固基础理论知识,培养学生提高观察能力、操作能力,分析问题和解决问题能力,培养高素质应用化学人才[3]。通过专业综合实验课程,学生可以学习和体会到科研的方法和过程,也将为后期毕业论文打下良好的基础。

专业综合实验不同于基础实验,它是多学科知识点的交叉与融合,也更强调学生的自主性和选择性。因此在实验内容的设计上,我们强调"学生为主体,老师为导向"的教学原则[4]。结合应用化学专业特点,我们设计了“果汁中总酸度、总糖及维生素C含量的测定”这一综合实验,将分析应用到食品中。实验对象来自身边随处可见的物质,则实验结果将会给学生留下较深刻印象。

1 实验内容设计

实验要求学生自行将实验对象处理至可分析状态,通过一系列操作处理,学生也会深刻体会到样品前处理是分析测试中至关重要的一环,前处理的好坏也决定了整个工作的效率并直接影响到结果的可靠性。同时实验还要求学生必须采用经典滴定分析方法[5],并将结果与食品包装上的标注结果作对比,探讨与标注结果存在差异的原因。实验中维生素C的测定则要求使用不止一种分析方法,对比不同分析方法测定结果的差异并分析其原因。实验所采用的滴定方法涵括了酸碱滴定、氧化还原滴定两大类滴定分析方法,而加热条件下的还原糖滴定分析又对学生的滴定操作技能提出了较高的要求,进一步巩固和提升了实验操作技能。还原糖测定中斐林试剂的配置和使用,滴定温度和速度的控制都是实验的关键点,不同的操作会出现不同的实验现象,要求学生发现问题分析问题再解决问题。实验贴近生活以及不同实验现象的原因探索,都将在一定程度上激发学生的实验兴趣,“兴趣是最好的老师”,在兴趣中实验,效果有了明显提升。

2 实验教学组织形式

2.1 分组协同实验

基础实验教学中,实验内容与时间完全固定,实验操作一人一组,强调学生独立完成实验项目。专业综合实验中,我们将一个班分成几个小组,每组2~3人,每一小组合作查阅相关资料,确定相应的实验方案交老师评阅其可行性。小组成员取长补短,互通有无,这在一定程度上培养了学生的团队协作性,增强了合作交流的意识。

2.2 自行统筹实验进度

在实验时间的安排上,我们针对实验总体情况,限定了实验的总天数,但每天的实验进度由学生根据自己设计的实验方案自行安排,如维生素C经典滴定分析方法中,标准溶液极易氧化需现用现配,而染料2,6二氯酚靛酚需放置后过滤使用,学生需合理安排实验进度,这在一定程度上提高了学生统筹规划的能力和对实验的掌控程度,也充分发挥了他们的主观能动性,提高了实验的积极主动性。

3 实验考查模式

3.1 论文形式书写实验报告

实验的考查模式,仍以实验报告的形式呈现,但要求以论

文的形式书写专业综合实验报告。报告内容包括各部分内容的简要综述、实验意义、实验材料和实验方法、实验结果与讨论、结论,还可以加上实验中遇到的问题分析及实验心得体会等。以论文形式书写专业综合实验报告,在一定程度上让学生学习和体会了科研论文的书写模式。

3.2 小组答辩提升实验效果

专业综合实验考查引入了答辩环节,即实验结束后,学生以组为单位进行实验答辩,内容包括实验原理与现象,实验过程中的现象分析与探讨,小组间结果对比与分析。答辩环节有助于学生对实验整体回顾总结,提升实验效果。老师则将根据答辩情况,结合实验结果对小组及小组中各成员给出量化评价,答辩环节的分数结合实验总结的分数共同构成该实验的总分。

4 实验效果评价

学生根据实验目的和要求自行设定实验方案,完成实验项目,发挥了学生的主观能动性,同时发现问题分析问题解决问题的能力得到了提高。分组协同实验,取长补短互通有无,学生的团队合作意识得到了增强。自行统筹实验进度,提高了学生统筹规划的能力和对实验的整体掌控程度。论文形式书写实验报告,答辩环节的引入,既让学生学习和体会了科研的方法和过程,也为后期毕业论文以及以后的工作都打下了良好的基础。

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