食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)《無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革研究

陳尚龍 巫永華 張建萍

（1.徐州工程學(xué)院食品工程學(xué)院，江蘇 徐州221111；

2.徐州工程學(xué)院江蘇省食品與生物工程實(shí)驗(yàn)中心，江蘇 徐州221111)

無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)入大學(xué)最先接觸的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，之后會(huì)陸續(xù)接觸有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，通常分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)被安排在第三學(xué)期。由于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有重復(fù)部分，如溶液的配制、酸堿平衡、酸堿指示劑等；同時(shí)在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，老師需要占用部分時(shí)間去復(fù)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)[1]。為了合理安排教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果，2010年我院將無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)這2門(mén)實(shí)驗(yàn)課整合成一門(mén)實(shí)驗(yàn)課，即無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，且安排在第一學(xué)期。該實(shí)驗(yàn)課在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占有極其重要的地位，對(duì)培養(yǎng)食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的操作技能及其分析、解決問(wèn)題的能力具有重要的意義[2]。如何進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型人才，是我校教育工作者一直研究的課題。筆者和同事通過(guò)多年的無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，針對(duì)教學(xué)中存在的問(wèn)題，進(jìn)行了一些探索和改革。

1 無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足

無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式都是老師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生按照老師要求機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)步驟，強(qiáng)調(diào)對(duì)理論知識(shí)的補(bǔ)充、驗(yàn)證和說(shuō)明，缺乏對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[3]，在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)了以下問(wèn)題。

1.1 學(xué)習(xí)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少

無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)融合了無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)這2門(mén)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，學(xué)習(xí)內(nèi)容沒(méi)有減少，而實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)減少了一半，僅為原來(lái)的一半。

1.2 學(xué)生的重視度不夠

由于大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課是理論課的附屬部分，況且一般都是考查，并不單獨(dú)考試，所以學(xué)習(xí)的積極性不高，重視程度不夠[3]。

1.3 學(xué)生人數(shù)多，老師少

我院食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)每年6個(gè)班，同時(shí)開(kāi)設(shè)無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，為了保證教學(xué)質(zhì)量，學(xué)院規(guī)定每批學(xué)生人數(shù)不得超過(guò)24人，即使這樣，每批學(xué)生人數(shù)還是偏多，并且大一新生剛剛接觸化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出錯(cuò)的操作較多，出錯(cuò)的學(xué)生也很多，導(dǎo)致1位老師很難做到及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生更正錯(cuò)誤或不規(guī)范操作，難保證教學(xué)質(zhì)量。

1.4 污染嚴(yán)重

傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染較為嚴(yán)重，一直被人們所忽視。雖然每個(gè)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的污染物的數(shù)量很少，但是由于學(xué)生人數(shù)多，實(shí)驗(yàn)數(shù)量大，每學(xué)期所產(chǎn)生污染物的數(shù)量很大，若處理不當(dāng)，實(shí)驗(yàn)室將是一個(gè)重要的污染源[4]。

1.5 缺少綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊且單一，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，綜合性實(shí)驗(yàn)較少；經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)較多，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少[5]。導(dǎo)致學(xué)生缺少實(shí)驗(yàn)興趣，很難發(fā)揮主觀能動(dòng)性，使得他們的發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題的能力較為欠缺[3]。

2 無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革措施

2.1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高課堂效率

在無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃中，首先需要?jiǎng)h除重復(fù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，之前由于無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程各自安排，造成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在內(nèi)容上重復(fù)，如酸堿滴定分析實(shí)驗(yàn)在這2門(mén)實(shí)驗(yàn)課中都有；其次需要?jiǎng)h除過(guò)時(shí)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如分析天平的使用，隨著科技的發(fā)展，萬(wàn)分之一的電子天平已經(jīng)取代分析天平，成為實(shí)驗(yàn)室最常規(guī)的稱(chēng)量工具，由于電子天平使用簡(jiǎn)單且在其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中都被廣泛使用，因此沒(méi)有必要單獨(dú)開(kāi)設(shè)電子天平的使用這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)中，只需要很少時(shí)間講述電子天平的使用及注意事項(xiàng)即可；第三根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，調(diào)整某些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容，如食品科學(xué)與工程的學(xué)生常常需要測(cè)定食品中維生素A、B、C的含量，作為評(píng)價(jià)食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，根據(jù)這樣的專(zhuān)業(yè)需求，將“鐵的比色測(cè)定”改為“分光光度法測(cè)定維生素的含量”，一方面可以提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，另一方面有助于學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)及畢業(yè)后盡快地適應(yīng)工作[2]。

2.2 完善考核制度，加強(qiáng)學(xué)生的重視程度

作為一所應(yīng)用型大學(xué)，我校尤其重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。對(duì)于食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)而言，無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為一門(mén)與理論課并重的必修課程，單獨(dú)考試，再也不是理論課的附屬部分?，F(xiàn)階段，無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)由2部分構(gòu)成，即平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)，各占50%。其中平時(shí)成績(jī)由課堂紀(jì)律，技能操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告這3個(gè)部分構(gòu)成，分別占10%、60%和30%。課堂紀(jì)律成績(jī)考察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否遵守紀(jì)律；技能操作成績(jī)主要考查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作是否規(guī)范以及對(duì)其掌握的程度；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)主要包括4個(gè)方面，即實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、書(shū)寫(xiě)、數(shù)據(jù)處理和思考題的作答；期末考試是以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，考查學(xué)生的操作、對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)掌握程度及相關(guān)注意事項(xiàng)。這樣既能考核學(xué)生，又能促使他們把整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作和知識(shí)點(diǎn)再溫習(xí)一遍，以考代學(xué)，有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率[3]。

2.3 至少2位老師在場(chǎng)指導(dǎo)、更正

根據(jù)我院實(shí)際情況，院領(lǐng)導(dǎo)將6個(gè)班的無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課全部安排給我們3位老師，我們主動(dòng)成立無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)組，一起制定教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。為了提高課堂效率，我們一起做預(yù)實(shí)驗(yàn)，一起討論學(xué)生容易出錯(cuò)的操作，做到心中有數(shù)，第一次帶實(shí)驗(yàn)的老師，必須上交首開(kāi)實(shí)驗(yàn)記錄，由實(shí)驗(yàn)室主任負(fù)責(zé)檢查。為了及時(shí)更正學(xué)生錯(cuò)誤或不規(guī)范操作，我們決定每節(jié)實(shí)驗(yàn)課至少2位老師在場(chǎng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作有誤或不規(guī)范的地方，及時(shí)做到一對(duì)一的指導(dǎo)、更正，有利于讓學(xué)生記住出錯(cuò)的地方，避免以后再犯，進(jìn)而提高課堂效率[6]。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)研究素養(yǎng)，正確掌握實(shí)驗(yàn)技能，起著舉足輕重的作用。

2.4 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)只注重訓(xùn)練學(xué)生的技能操作，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，一般按照“先污染后治理”的方針來(lái)處理實(shí)驗(yàn)造成的污染。新興的無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)提出綠色化學(xué)，其目標(biāo)是“從源頭上阻止污染的產(chǎn)生”，既能夠充分利用資源，又能夠?qū)崿F(xiàn)防止污染。

首先，實(shí)驗(yàn)規(guī)模的綠色化改造，即微型實(shí)驗(yàn)，它以盡量少的化學(xué)原料和試劑獲取盡量多的化學(xué)信息，是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的一個(gè)重要途徑。與傳統(tǒng)常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比，微型實(shí)驗(yàn)的試劑用量節(jié)約90%以上，時(shí)間縮短1/2左右，同時(shí)還有利于強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維、樹(shù)立綠色化學(xué)觀念、增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。

其次，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綠色化改造，在保證學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能得以訓(xùn)練的前提下，盡可能開(kāi)設(shè)對(duì)環(huán)境友好的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；選擇低毒、污染較少、價(jià)格相對(duì)便宜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；刪除或修改傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)環(huán)境污染大、毒性大、危險(xiǎn)性大和三廢后處理困難的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[7]。如在沉淀實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，選擇無(wú)毒的Cu2+、Fe3+作為沉淀離子代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的Pb(NO3)2、AgNO3，選擇無(wú)毒的NaOH作通過(guò)毛細(xì)作用，攜帶著鹽分上升到地表，為沉淀劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的K2CrO4，這樣就避免了有毒重金屬離子Pb2+、Cr6+排放到水中，對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染[4]。

2.5 合理增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，建設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室

現(xiàn)階段，我院食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)擁有1個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，隨著教學(xué)條件的不斷完善，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量還會(huì)增加，5年之內(nèi)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量至少增至3個(gè)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通常是指導(dǎo)老師給出多個(gè)題目，學(xué)生根據(jù)意愿選擇其中一個(gè)，選擇相同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)生可以自愿組成實(shí)驗(yàn)小組，通過(guò)自己查閱文獻(xiàn)資料和小組討論，確定實(shí)驗(yàn)方法，通常理論上可行的方法不止一個(gè)，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際能提供的儀器設(shè)備以及這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最終的實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線和具體的實(shí)驗(yàn)步驟，最后在指導(dǎo)老師的協(xié)助下完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這樣有利于提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性、培養(yǎng)創(chuàng)新力[3]。

我院開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室正在建設(shè)之中，現(xiàn)階段已經(jīng)完成門(mén)禁系統(tǒng)的建設(shè)，部分專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)對(duì)學(xué)生做到完全開(kāi)放，但無(wú)機(jī)與分析化學(xué)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室正在建設(shè)中，爭(zhēng)取2年內(nèi)建好，完全對(duì)學(xué)生開(kāi)放。要的是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。我們只有與時(shí)俱進(jìn)，不斷地積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極創(chuàng)新，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，才能達(dá)到教學(xué)改革的目的。

3 結(jié)論

近年來(lái)，我們?cè)跓o(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革中取得了一些成績(jī)，但是教學(xué)改革還需要繼續(xù)深化，目的不僅要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，更重

［1］王潤(rùn)霞.整合教學(xué)內(nèi)容 實(shí)施無(wú)機(jī)與分析化學(xué)教學(xué)改革[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育,2004(5):44-45.

［2］李祥,黃寧選.無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革探討[J].大學(xué)化學(xué),2003,18(6):16-18.

［3］陳尚龍,巫永華,李超.食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)《儀器分析實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革研究[J].中國(guó)科技信息,2012(14):156,163.

［4］黃良仙,顧玲,李俊國(guó),等.實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的探索與實(shí)踐[J].化學(xué)試劑,2010,32(2):186-188.

［5］馬全紅,路春娥.無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)合二為一的構(gòu)想[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2000(3):28-31.

［6］劉莉,王文昌.無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索[J].廣州化工,2013,41(4):189-190.

［7］鐘國(guó)清,蔣琪英.無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2010,29(9):150-153.