大连工业大学 轻工与化学工程学院 大连 116034
摘要:结合无机及分析化学理论和实验的教学特点,将实操性强的理论知识与实验教学进行优化整合,解决理论教学和实验教学内容重复和脱节问题。在教学的过程中,润物细无声地融入思政元素,培养学生的家国情怀和环保意识。通过“理实一体化”教学模式,充分发挥学生的主观能动性,实现应用型人才的培养目标。
关键词:课程思政;理实一体化;无机及分析化学;教学研究
中图分类号:G64;O6 文献标识码:A
《无机及分析化学》和《无机及分析化学实验》是面向我校大学一年级学生开设的专业基础课程和学位课程。全校每年均有30多个教学班级,1200余人学习这两门课程。在最近修订的教学大纲中,两门课的学时分别为72学时和56学时。其中理论课的学时变化比较明显,从原来的88学时缩减为72学时,给教学带来了一定的难度。理论和实验教学分开进行,通常不是同一名任课教师,会造成理论和实验教学内容缺少连贯性。而且部分理论教学和对应的实验教学分属两个学期,时间跨度长,缺少衔接。此外,大多数同学在高中没有受到专业的化学操作训练,动手能力较差,也给实验教学带来了难度。因此,在原有的教学基础之上,将部分理论章节和实践环节进行优化整合,构建了无机及分析化学“理实一体化”的教学体系。
1 构建理实一体化的教学模式
1.1优化教学内容
根据本校学生的实际情况,分析原有无机及分析化学理论和实验教材的特点,将教学内容进行优化整合。如在滴定分析基本操作练习实验中,讲授理论教学内容:误差产生的原因以及减免误差的方法,同时结合滴定分析数据介绍有效数字及其运算规则、滴定分析的数据处理等相关教学内容。在《氢氧化钠标准溶液的标定》中重点讲述基准物的定义以及标准溶液的配制方法。在《酸碱标准溶液的配制与体积比较》中讲授E2.6.1强酸或强碱的滴定章节中的酸碱滴定曲线、滴定的突跃范围与指示剂的选择等知识点。根据“理实一体化”教学内容,书写相应的教学大纲和教案,明确每节课的教学重点和难点。
1.2 具体的实施过程
在教学过程中,根据教学内容可以采用“理-实-理-实”或者“实-理-实”等多种分段教学模式。这种“理实一体化”的教学模式便于学生深刻体会实验操作中蕴含的基本原理,让其知其然,更知其所以然[1]。在授课之前,让学生书写好预习报告和思考题,通过课堂提问、线上测试或让学生讲解ppt等多种形式考察学生的预习情况,然后有针对性地进行讲解[2]。同时,根据教学内容创设相关的情景,如在讲授《滴定分析基本操作练习》时,以古代的炼金术为切入点,引入分析化学的概念以及发展史;结合视频和图片形式,介绍环境监测、水质分析、新冠病毒检测以及血糖检测等方面的实际应用。
1.3 思政元素的融入
在“理实一体化”的教学中,润物细无声地融入思政元素,潜移默化引导学生。在讲述《碳酸钠的制备与纯度分析》时,可以与理论教材中E2.6.4酸碱滴定法的应用进行有机融合。在课堂上介绍侯氏制碱法以及背后的故事。通过我国著名科学家侯德榜的爱国事迹激发学生的家国情怀。还可以根据学生的专业方向引入相关的知识,如在讲述酸碱滴定法时针对葡萄酒工程专业、食品工程专业介绍发酵酒及配制酒、固态发酵食醋中酸度的测定。在讲解E4.4氧化还原滴定法的章节时,可以将教学内容中的碘量法知识与实验教材中的《硫代硫酸钠标准溶液的配制与标定》和《硫酸铜溶液中铜含量的测定》进行融合。同时介绍重金属离子废液的处理方式,培养学生的环保意识以及绿色发展观。
将教学内容与科研前沿相融合,根据所授学生的专业不同,将传统的无机及分析化学知识和前沿科学相融合,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新精神。此外,鼓励学生参加各种创新比赛,如辽宁省创新创业大赛、互联网+和挑战杯等多个大赛。通过这种大赛,既激发了学生的潜能,也促进了老师的教学[3]。
1.4信息化技术的应用
在“理实一体化”教学中,注重信息化技术的引入,丰富教学资源,以提高课堂教学效果。每个授课班级人数大致为30人,只有两名授课教师。在教学的过程中,对于重要的操作过程需要教师进行课堂演示,如移液管的使用、碱式滴定管排气泡、酸碱滴定管的操作等。为了保证教学效果,授课教师通常采用观看教学视频和课堂演示等教学方式。同时在学习通APP上传了实验微课,利于学生用碎片化的时间进行观看复习。此外,理实一体化实验《电势滴定法测定醋酸含量及解离常数》和《分光光度法测定工业盐酸中微量铁》为小组实验,两名同学为一个实验小组。实验之初,需要两名同学分配好各自的实验任务。整个实验过程需要小组同学分工协作,认真配合,共同完成。在实验的过程中既锻炼了学生的操作能力,也培养了学生的团队意识。老师在学生的实验过程中随时观察学生的实验情况,给出合理的指导。
1.5加强师资培训和实验室建设
对于“理实一体化”的教学,师资培训也是至关重要的。我校现有无机及分析化学理论和实验专任教师8人,其中正教授1人,副教授5人,讲师2人。我们的教师基本都是双师双能型教师,通过教师观摩、研讨等多种形式对教学内容进行探究、讨论,引发教师思考和思维碰撞,促进教师整体教学水平的提高。以工程认证建设为契机,对原有的实验室进行相关改造,加强软硬件建设,更换了实验仪器,如购置了移液枪、酸度计。同时每个实验室都配备了医务箱、防毒面罩等;实验台上的仪器配备了详细的使用说明书[4]。
2考核方式的探究
对于考核方式也进行了探索,在考核的过程中不仅仅是对实验结果的判定,也注重实验操作考核。实验态度是否端正、实验报告的撰写情况、课堂提问和讨论、实验操作的规范程度、产品的质量等均纳入实验考核中。根据学生的考核情况、课堂表现、实操等多个环节对实际教学效果进行反思。另外通过学生的评教系统也可以看到学生对于“理实一体化”教学的反馈,以便在后续教学中进行改进和优化。
3 结语
如何将理论和实验教学有机融合,已经成为当今无机及分析化学教学中亟待解决的问题之一。相比较传统的教学模式,“理实一体化”教学可以避免理论和实验教学的脱节,更加符合学生的思维习惯和教学规律,利于学生对于化学知识和实验技能的掌握,也是无机及分析化学教学中一种有益的探索。
参考文献
[1]刘刚.无机与分析化学课程“理实一体化”教学改革与实践[J]. 长春师范大学学报,2015,34(10):129-131.
[2]张小丽.“应用化学基础”课程理实一体化教学改革与实践-以“从茶叶中提取咖啡因”为例[J].山东化工,2018,47:92-94.
[3]黄梅,聂丽君,殷旭东,等.基于OBE理念的《水分析化学》理实一体化教学改革研究[J].广州化工,2023,51(8):212-214.
[4]符永康,蔡晓东,王瑞昙. 药物化学开展理实一体化教学的设计与思考[J].广东化工,2018,45(363):241.
第一作者:于智慧(1977-),女,副教授,主要从事无机及分析化学教学。
基金项目:大连工业大学课程思政示范项目(无机及分析化学);2023年大连工业大学本科教育教学综合改革项目;2021年“纺织之光”中国纺织工业联合会高等教育教学改革项目(互联网+视域下无机及分析化学教学改革与应用研究);2022年教育部产学合作协同育人项目(“智能教育”基础化学实验教学基地建设)