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摘要:綜合實驗教學是培養高職學生發現問題、分析問題、解決問題能力的關鍵。工業分析技術專業“硼酸的質量鑒定”綜合實驗項目設計從教學環節、實驗方式、實驗內容、教學評價方式等方面進行改革創新,重點關注學生的主體性發展,確立學生的主體地位,有效地調動了學生自主學習的積極性,提高了學生實驗的興趣和能力。
關鍵詞:綜合實驗;能力;創新
一、綜合實驗教學的意義
目前,高職教學已逐步從知識傳授轉向能力培養,從注重理論講授轉向注重實踐探索,逐步引導學生向自主思考、自主創業、創新方面轉化[1]。從高職發展初期的實驗、實訓、認識實習、生產實習,發展到產學合作、職業技能鑒定、訂單培養以及高職教育的“溫州模式”、學徒制、校企合作、工學結合、頂崗實習等多種形式,不斷推動職業教育向內涵式發展,職業技能的培養方式也從比較單純的專業技能培養向綜合技能方向發展,展示出高職教育其自身特有的優勢;近年來高職創業教育的“溫州模式”,體現出高職教育適應國家經濟整體轉型,謀求創新發展的獨特魅力,引領高職教育的發展趨勢[2]。工業分析技術專業綜合實驗教學在整個教學中具有承上啟下功能,是非常重要的關鍵環節;綜合實驗教學過程是對已學專業基礎課和專業課知識的綜合運用,是培養學生發現問題、分析問題并最終能解決問題能力的關鍵所在。是學生逐步從理論走近實踐、從課堂走近生產、從校園走近社會的綜合演練。
二、工業分析專業綜合實驗的現狀
當前工業分析技術各專業課教材體系建設比較完整,各專業課所涉實驗內容也豐富多彩,專業課縱向的深度和廣度已經足夠當前高職學生的學習需求。然而專業課之間條塊分割嚴重,缺乏有機的橫向聯系。例如《儀器分析》教材更多地講述原理、使用方法和應用;《工業分析》教材主要講解如何分析檢驗煤、石油、農藥等工業產品。兩專業課之間的聯系于無形中被割裂。在實驗過程中學生只是照方抓藥,機械式的進行操作,雖然可以得到分析結果,但學生知其然而不知其所以然,在學生頭腦中沒有形成如何進行綜合分析檢測的總體思路。在大眾創業萬眾創新的新形勢下,為提高高職畢業生的綜合技能,有必要對綜合實驗的內容和項目進行創新開發,引入具有自主性、探究性的行為向導教學方法,逐步建立起以學生為中心、教師咨詢指導為輔的新型實訓教學模式,引導學生自主學習和探索,發揮每個實驗小組成員的主體作用,進而提升學生的專業綜合能力與創新意識。在工業分析技術專業綜合實訓模塊實踐中,進行各種單項的、成熟的分析檢測、鑒定實驗項目很多,但綜合設計性實驗卻少見,在實驗實訓教學中很難使各專業課程之間的知識相互融合,做到舉一反三,達到學生能熟練掌握各種專業技能,提高綜合能力的目的[3]。
三、“硼酸的質量鑒定”綜合實驗項目設計
依據丹東地區硼資源占全國70%的突出地位,市場近年來對高純硼酸的需求的增加以及企業有對于硼資源有深度開發,提升品級的需求;依托遼寧地質工程職業學院與丹東某化工企業進行的《硼酸提純技術》橫向課題的研究,結合學院的現有實驗設備和場地,運用行為向導教學方法中項目教學原理,以學生作為學習的行動主體、強調學生自我構建行動過程為學習過程的核心理念,以培養工業分析技術綜合能力為目標,設計了“硼酸的質量鑒定”綜合實驗項目[4],如圖1所示:
四、“硼酸的質量鑒定”綜合實驗項目的實施
在教學環節上設計項目籌備、方案論證、實驗驗證和教學評價四個階段來保證綜合實驗項目的具體實施。實習教師對硼酸的質量鑒定項目的立意、檢測的樣品、檢驗項目等關鍵內容進行說明后,按教學流程四個環節開始教學活動。
1.項目籌備
以實驗小組為基本單位,自主選擇優等品、分析純、化學純、電子級中的二個硼酸樣品進行分析,每個樣品選擇硼酸含量檢測方法二種,氯離子或硫酸根離子的檢測方法二種,根據所選擇產品設計實驗方案及對比評價。要求學生查閱硼酸生產的工藝流程,明晰氯離子及硫酸根離子產生的根源。檢索硼酸在化工、食品、化妝品、電子工業、核能發電等領域的應用以及相應的不同質量標準。各實驗小組根據選擇的方法編寫硼酸及氯離子、硫酸根離子的檢測分析及對比評估方案。實驗方案中必須涵蓋實驗目的、實驗原理、試劑與儀器、實驗步驟、數據記錄與處理等內容,對比評估方案中應包涵方法的優點、缺點、適用范圍及選擇的依據。鼓勵學生根據所學專業基礎知識和查閱的文獻資料獨立設計出新的實驗方法。通過查閱、整理硼酸生產及應用的相關文獻資料、小組成員共同設計實驗方案的體驗,極大地調動學生自主學習的積極性、培養獨立思考、正確判斷的意識,提升了學生的綜合專業能力,對于創新意識的形成,具有積極的引導意義。
2.方案論證
針對各實驗小組的實驗方案,指導教師與各組成員進行充分討論分析。了解各組的設計思路,把握其實驗的核心,提醒方案中隱藏的風險,增加實驗方案成功的可能性。對于國家標準方法及新方法的科學論證、可行性認證,既要鼓勵學生的創新意識也要提醒學生尊重科學事實,避免出現不合理的檢驗方法。在討論過程中教師應對分析檢測中的樣品選取、樣品處理、實驗測量、數據處理等基本流程和關鍵環節給予提示,并給出實驗方法設計的模板,強調設計分析方案的完整性和可靠性,并對檢測方法對比中的分析方法的繁簡和速度、方法的準確性、重現性、樣品特性、現有條件、實驗成本等主要指標進行必要的提示,加深學生對專業知識的綜合化、系統化理解,增強學生綜合分析問題的能力。
3.實驗驗證
為最大可能調動學生體驗分析檢測的全過程感受,實現綜合實驗項目設定的目標,強化以下各項工作:首先對于各組實驗方案中所涉藥品的配制或標定全部由各組自行準備完成。通過實踐表明學生對于實驗準備工作的繁雜,有了進一步的認識和理解;指導教師對于全過程加以監督,確保安全。其次對于實驗中所涉的各種儀器使用、校驗,在指導教師的監控下進行,并對有些關鍵環節加以提示,保證儀器設備的正常運行并對可能出現的故障及時處理。教師參與并不主導。第三實驗記錄的完整性,加強對學生實驗過程記錄及數據統計處理的督促檢查,要求學生科學地、規范地記錄原始數據,培養學生良好的記錄習慣。數據的處理要對準確度和精密度進行計算并對比。要求在保證精密度前提下提高準確度。第四分析檢測方法綜合評價,各組分析檢測后對于方法的評價對比,盡可能全面客觀,對于優缺點、適用范圍都要明確結論。學生通過分析對比,對于各種方法的使用原則能夠有一定的認識和理解。要求各組根據各自選擇的硼酸樣品等級,結合國家標準里各項指標及相關要求,書寫出實驗綜合報告,并根據報告,給出各自選定的硼酸產品分析檢測的科學合理的方法。第五要求學生對于硼酸綜合實驗項目進行自我總結,分析在實踐過程中的得失。此項目更貼近生產實際,通過查閱資料、討論分析設計方案學到了很多以往在課堂上沒有學到的東西,學生探求未知的興趣提高了,同時也提升了分析問題、處理問題的能力,加強了團隊協作意識,促進了專業知識的綜合運用,提高了專業技能。第六硼酸產品檢測最佳方法的確定。由指導教師組織,將各組的分析結論綜合在一起,帶領同學進行討論,最終確定四種硼酸產品分析檢測的最佳方法。
4.教學評價
設計科學、合理的教學評價機制是激發學生學習主動性的關鍵。考核項目包括三部分內容:一是實驗設計、實驗方法評價,二是實驗過程的評價,三是實驗結論(報告)、學生自我評價的考核。各部分權重比如下表1:實驗設計、實驗方法評價:主要考核設計科學性,特別是自主設計的分析方法。方法評價:主要考核選擇方法的合理性。如化學純硼酸如果選擇用原子吸收光譜法或質譜法;電子純硼酸選擇用重量法進行分析是不合理的。實驗過程的評價:重點考核在實驗過程中基本操作規范的正確性、儀器的使用方法、實驗報告中記錄是否規范、數據處理正確與否。實驗結論的考核:主要考核實驗結論論證是否科學合理、準確及學生自我總結。考慮到學生做綜合性實驗少,主要考核在前二個項目,對于結果論證權重相對較少。學時安排,主要利用第四學期,集中實訓時間,為30~40學時,實習教師3~4人。教學實踐表明,學生對于“硼酸質量鑒定”項目的積極性明顯高于一般單項實驗,完整實現實驗方案組別達75%,在調查問卷中學生對于實驗項目支持率達71%。“硼酸質量鑒定”項目的教學實踐有很大的收獲:首先是教師在教學活動中的角色,由傳統的單純的傳授者,變成“主持人”,控制教學活動的過程,提供咨詢;教師對可能應用到的儀器設備、實驗原理需要有全面的掌握。其次以實驗小組進行項目實踐,體現了以學生為中心的教學理念,充分發揮學生的主體作用,學生自行收集資料和信息并設計實驗方案,使學生學會學習,展示工作能力;團隊合作完成工作,體現了協作精神的重要性。這些都提高了學生分析問題、思考問題和解決問題的能力,使學生掌握了較高的專業技能和綜合能力。
參考文獻:
[1]俞仲文.高等職業技術教育研究(第一版)[M].北京:清華大學出版社,2004:49-65.
[2]張振,張靜.“中國制造2025”呼喚高職轉變教學理念[N].中國教育報,2017-06-13(11)
[3]孫麗萍,趙輝,李強.以科研促進“化學綜合實驗”教學模式改革的探索與實踐[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2017,(06):1-2.
[4]金悅,陳曉南,楊培林.綜合創新性實驗中的學習引導[J].高等工程教育研究,2012,(02):152-155.
[5]廖曉燕,邱國福,肖玉秀,等.藥學綜合實驗教學的實踐與思考[J].藥學教育,2010,(04):57-58.
[6]范芳.高校實驗教學評價體系現狀與分析[J].實驗科學與技術,2016,(08):173-174.
作者:吳北辰 單位:遼寧地質工程職業學院