龍 威,陳曼玲,康新平,江伊依,金 烈
(廣東石油化工學(xué)院化學(xué)學(xué)院,廣東茂名 525000)
單質(zhì)或化合物由元素組成,元素是物質(zhì)組成的重要基礎(chǔ),元素分析相關(guān)的實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的重要部分[1].無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,元素分析的實(shí)驗(yàn)較多,特別是不同樣品中微量元素的定量檢測(cè),如食品、藥品、人體或動(dòng)植物等,是當(dāng)今社會(huì)的科技應(yīng)用熱點(diǎn)[2-3].對(duì)于應(yīng)用化學(xué)、食品工程和環(huán)境科學(xué)等專(zhuān)業(yè)的本科生,熟練進(jìn)行微量元素實(shí)驗(yàn)分析應(yīng)是其必備專(zhuān)業(yè)技能.目前,高等教育關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革一直沒(méi)有確定的標(biāo)準(zhǔn)或方案[4-5],本文將嘗試從微量元素含量分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn).
食品中,茶葉的微量元素檢測(cè)最為常見(jiàn)[6],將茶葉的微量元素分析放入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,對(duì)于食品、材料和環(huán)境類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大一本科生來(lái)說(shuō),是非常有意義的工作,這也屬本科教育的重要實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),在當(dāng)代高校人才培養(yǎng)模式中有重要地位,作用不可忽視[7].火焰原子吸收光譜法和分光光度法是茶葉中微量元素Fe檢測(cè)的常用方法,前者選擇性好、精密度高和分析速度快,缺點(diǎn)是制樣復(fù)雜、操作難度高且費(fèi)用昂貴[8],后者制樣和操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉和測(cè)定快速等.因此,分光光度法更適合在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用.利用分光光度法分析食品中微量元素含量,是無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)2個(gè)學(xué)科的綜合技能實(shí)驗(yàn),其有利于低年級(jí)本科生拓展實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)興趣愛(ài)好、鍛煉獨(dú)立思考及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用灌輸式或照搬實(shí)驗(yàn)教材的常規(guī)教學(xué)法,學(xué)生被動(dòng)式接受知識(shí)和一味模仿,缺少思考與創(chuàng)新,雖能及時(shí)完成任務(wù)但能力未真正提高.
茶葉中Fe的測(cè)定實(shí)驗(yàn)改革,國(guó)內(nèi)報(bào)道大多集中在實(shí)驗(yàn)方法本身的改進(jìn)上,如蒯世定和史建高[9]通過(guò)分光光度法測(cè)定茶葉中的Fe、Al等,豐富了實(shí)際樣品在教學(xué)中的應(yīng)用,激發(fā)了學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索物質(zhì)組成的興趣;喬金鎖等[10]通過(guò)以濃酸先后處理茶葉粉末,加飽和硫氰酸鉀(KSCN)溶液,定性鑒定茶葉中的 Fe、Ca的存在;孫永躍[11]提出分光光度法測(cè)定含F(xiàn)e量的數(shù)據(jù)可用excel軟件完成吸光度曲線繪制,可增強(qiáng)excel的電化學(xué)教學(xué)效果,也對(duì)分光光度法測(cè)定Fe的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行拓展延伸;黃莉婷等[12]使用鄰二氮菲(C12H8N2)分光光度法測(cè)定雞腦髓含F(xiàn)e量,得到吸光度與濃度的線性曲線,進(jìn)一步拓展了分光光度法的實(shí)驗(yàn)教學(xué);肖雪梅等[13]在分光光度法檢測(cè)Fe的化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中提出,應(yīng)改變常規(guī)的學(xué)生遵循教材思路,拓寬實(shí)驗(yàn)條件,激發(fā)學(xué)生的求知欲及實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的創(chuàng)造力,倡導(dǎo)將分光光度法測(cè)定Fe的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面革新.
已有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革報(bào)道傾向強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)方法改革,未有立足于師生共同體上,對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、內(nèi)容、組織與實(shí)施進(jìn)行變革.分析廣東石油化工學(xué)院化學(xué)學(xué)院無(wú)機(jī)分析化學(xué)教研室2017—2019學(xué)年學(xué)生的此實(shí)驗(yàn)完成情況,顯示:茶葉中Fe的定量測(cè)定耗時(shí)較長(zhǎng),從茶葉的預(yù)處理到數(shù)據(jù)處理,大部分學(xué)生1 d內(nèi)無(wú)法完成;茶葉中Fe的檢測(cè)處理的實(shí)驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),數(shù)據(jù)重復(fù)性不理想;實(shí)驗(yàn)涉及的儀器操作多且復(fù)雜,教師工作量大,學(xué)生接受難度高;影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素過(guò)多,逐個(gè)因素探究任務(wù)重;茶葉中Fe的定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)分組難控制,實(shí)驗(yàn)失敗的概率高;茶葉中Fe含量受不同種類(lèi)及品質(zhì)茶葉影響較大;實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析可比性較差,學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ脑u(píng)價(jià)難度增加等.這些充分表明,茶葉中Fe的測(cè)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)從設(shè)計(jì)、組織和內(nèi)容等應(yīng)進(jìn)行改革,以順應(yīng)當(dāng)代高等教育人才實(shí)踐技能培養(yǎng)的需要.
因此,本文擬以分光光度計(jì)法測(cè)定多種茶葉中Fe含量為研究對(duì)象,從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或環(huán)節(jié)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、學(xué)生參與方式進(jìn)行創(chuàng)新,提出采用“單個(gè)必做”和“組隊(duì)選做”相結(jié)合模式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué),希望降低實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)的概率,提高學(xué)生的基本技能,提升學(xué)生的主觀能動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作興趣,提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力.本文爭(zhēng)取從設(shè)計(jì)、內(nèi)容和組織形式上掙脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛,蘊(yùn)育出新的、適應(yīng)當(dāng)代大學(xué)生培養(yǎng)的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式.
Fe的測(cè)量:取一定體積Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液于容量瓶中,加入 HAc?NaAc緩沖溶液調(diào)節(jié)至 pH 2.2~2.8,再加 10.0% NH2OH·HCl將 Fe3+全部還原成 Fe2+,加入一定體積1.2‰C12H8N2溶液并定容,形成紅色絡(luò)合物(紅色深淺與濃度大小有關(guān)),其原理如圖1所示.取少許上述溶液于分光光度計(jì)上反復(fù)測(cè)定3次吸光度(A)求平均值,找出最適宜吸收波長(zhǎng).將待測(cè)樣品在最適宜的吸收波長(zhǎng)下反復(fù)測(cè)定3次,計(jì)算不同濃度(c)下A的標(biāo)準(zhǔn)曲線.取一定量的茶葉,依次進(jìn)行干燥、研磨、灰化、溶解、過(guò)濾和制樣,再次在相同條件下測(cè)量實(shí)際樣品,推算茶葉中的Fe含量.
圖1 鄰二氮菲與鐵離子形成的不同顏色絡(luò)合物
為了更好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn),將36名學(xué)生分為2個(gè)批次,每批次6個(gè)小組,每3名學(xué)生自動(dòng)組成1個(gè)小組,按照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的興趣愛(ài)好進(jìn)行分組,實(shí)驗(yàn)安排8學(xué)時(shí),各小組同時(shí)展開(kāi)實(shí)驗(yàn).采用“單個(gè)必做”和“組隊(duì)選做”相結(jié)合模式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué),其中:?jiǎn)蝹€(gè)必做實(shí)驗(yàn)指每位學(xué)生均需進(jìn)行吸光度測(cè)量及A?c曲線繪制實(shí)驗(yàn),包括稱(chēng)量、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、待測(cè)樣品溶液的配制和A的檢測(cè)等;組隊(duì)選做實(shí)驗(yàn)指學(xué)生自行組隊(duì),進(jìn)行影響因素的探究實(shí)驗(yàn),每種因素由2組學(xué)生并行完成,可現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比與分析,每班選擇相同探究方向的數(shù)據(jù)有4組,分析比較組間數(shù)據(jù).
本次教學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間安排為:教師布置實(shí)驗(yàn)問(wèn)題及任務(wù)(15 min),教學(xué)演示相關(guān)儀器操作方法(25 min),樣品制備(90 min),樣品檢測(cè)(30 min),分組實(shí)驗(yàn)(150 min),數(shù)據(jù)記錄及處理等(30 min).整個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)間大約為6 h.
設(shè)定茶葉中Fe的定性、定量分析因素探究實(shí)驗(yàn)主要包括:溶液pH、灰化溫度和不同品種茶葉Fe含量及其他未知因素的影響探究等.
溶液pH:以鴨屎香茶茶葉為研究對(duì)象,灰化溫度為300℃,控制實(shí)驗(yàn)體系在酸性(pH 1.4~3.2),分析茶葉中Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶液pH關(guān)系;灰化溫度:以鴨屎香茶茶葉為研究對(duì)象,溶液pH 2.4,灰化溫度為200~550℃,分析茶葉中Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)與灰化溫度關(guān)系;不同品種茶葉:以12種茶葉(鴨屎香茶、碧螺春、鐵觀音、紅茶、青茶、綠茶、黃茶和黑茶等)為研究對(duì)象,灰化溫度為300℃,溶液pH 2.4,分析不同品種茶葉含F(xiàn)e質(zhì)量分?jǐn)?shù);其他因素:完成以上實(shí)驗(yàn)后,圍繞茶葉的干燥時(shí)間、研磨程度、其他微量金屬離子的干擾、NH2OH·HCl和 NH3·H2O 添加量等因素,學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分析其與茶葉中Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)課堂時(shí)間有限,實(shí)際開(kāi)展中可保留樣品和相關(guān)儀器到周末.
以廣東石油化工學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)160名學(xué)生(4個(gè)班級(jí))為調(diào)查對(duì)象,為了科學(xué)完整地評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)依據(jù)設(shè)定為:實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)的清潔衛(wèi)生和態(tài)度,各部分成績(jī)滿(mǎn)分分別為20、40、30和10分,共100分.部分環(huán)節(jié)成績(jī)教師現(xiàn)場(chǎng)記錄,突出重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程的表現(xiàn)和參與.統(tǒng)計(jì)改革前和改革后不同模塊所有學(xué)生得分平均值和不同分?jǐn)?shù)段學(xué)生人數(shù).
為了評(píng)價(jià)改革效果,依據(jù)每個(gè)學(xué)期學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)方法原理,制作調(diào)查問(wèn)卷,通過(guò)雨課堂互動(dòng)評(píng)價(jià)問(wèn)卷的方式,由任課老師進(jìn)行推送,主要包括實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、思路、現(xiàn)象、操作難度和數(shù)據(jù)分析等,由學(xué)生給予很好、好、一般和差的評(píng)價(jià),統(tǒng)計(jì)改革前和改革后各等級(jí)人數(shù),進(jìn)行分析比較.
與改革前相比,改革后,學(xué)生均能在6 h內(nèi)完成所有的實(shí)驗(yàn).其中所有學(xué)生均完成了單個(gè)必做實(shí)驗(yàn),所測(cè)吸光度的最適宜波長(zhǎng)為(510.00±0.02)nm,對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)吸光度曲線的線性關(guān)系為A=0.177 43c+0.007 38,R2=0.997 4,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間的控制、實(shí)驗(yàn)誤差和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)科學(xué)性分析等較佳;98.0%的學(xué)生都能組隊(duì)完成選做實(shí)驗(yàn)部分,95.0%的學(xué)生均可測(cè)出鴨屎香茶茶葉的最佳pH 2.4、最佳灰化溫度為300℃,12種茶葉的含 Fe質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(141.34±0.04)~(364.71±0.03)mg/kg.學(xué)生在隊(duì)內(nèi)分工配合良好,目標(biāo)性強(qiáng),無(wú)論選做哪個(gè)因素的實(shí)驗(yàn),隊(duì)員團(tuán)結(jié)、充滿(mǎn)信心、誤差減少和有限時(shí)間內(nèi)完成順利.其他未知因素的影響探究,60.0%的學(xué)生完成上述實(shí)驗(yàn)后,完成了其他未知因素測(cè)量,結(jié)果顯示這些因素對(duì)吸光度影響不大,遠(yuǎn)不及上述討論中的pH、灰化溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,但作為完整精準(zhǔn)的定量探究性實(shí)驗(yàn),培育全面考慮、綜合分析的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)非常重要,也體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的創(chuàng)新性.
分析和對(duì)比教學(xué)改革前后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成質(zhì)量情況,學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性等,統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)改革前后學(xué)生的實(shí)驗(yàn)不同模塊得分情況,如表1所示.與改革前相比,改革后學(xué)生在4個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的平均得分均得到一定程度提高,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)的清潔衛(wèi)生和態(tài)度與總成績(jī)分別提高了5、10、6、1與22分.
表1 實(shí)驗(yàn)改革前后學(xué)生不同實(shí)驗(yàn)?zāi)K平均成績(jī) 分
學(xué)生在各個(gè)分?jǐn)?shù)段的得分人數(shù)也有了較大的變化(表2).與改革前相比,改革后 90~100、80~89和70~79分的學(xué)生人數(shù)分別增加了21、24和22名,對(duì)應(yīng)分別增加了13.1%、14.9%和13.8%;60~69、50~59和0~49分的學(xué)生人數(shù)分別減少了27、28和12名,對(duì)應(yīng)分別降低了16.8%、17.5%和7.5%;學(xué)生及格率由72.5%增加至97.5%,增幅達(dá)25.0%.
表2 實(shí)驗(yàn)改革前后不同分?jǐn)?shù)段學(xué)生人數(shù)變化情況
實(shí)驗(yàn)改革前后學(xué)生的評(píng)價(jià)及滿(mǎn)意度結(jié)果如表3所示.與改革前相比,學(xué)生給予“很好”評(píng)價(jià)的百分比由7.5%增加到27.5%,給予“一般”評(píng)價(jià)的百分比由40.6%下降到20.6%;學(xué)生滿(mǎn)意度由74.4%上升至95.0%,增幅達(dá)20.6%.
表3 實(shí)驗(yàn)改革前后學(xué)生評(píng)價(jià)及滿(mǎn)意度調(diào)查結(jié)果
茶葉中Fe含量的測(cè)定曾是工業(yè)分析中開(kāi)設(shè)的必做實(shí)驗(yàn).然而,該實(shí)驗(yàn)處理環(huán)節(jié)多,操作時(shí)間長(zhǎng),數(shù)據(jù)存在不一致等原因,部分高校無(wú)機(jī)或分析實(shí)驗(yàn)中,將茶葉中Fe含量的定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)改為含F(xiàn)e溶液的分光光度法測(cè)定.分析可能原因,一方面是Fe含量以實(shí)際樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)于新生來(lái)說(shuō)難度較大,可能不利于學(xué)生興趣的培養(yǎng);另一方面是實(shí)驗(yàn)操作太耗時(shí)難以展開(kāi),需要組隊(duì)團(tuán)結(jié)協(xié)作,適當(dāng)簡(jiǎn)化.近年來(lái),陶濤等[14]提出了項(xiàng)目牽引、案例啟發(fā)、虛擬仿真、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐和多媒體云共同組建的以學(xué)生為本的“五位一體”創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,獲得了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成功;李照等[15]提出了現(xiàn)代儀器分析課程應(yīng)從問(wèn)題導(dǎo)入、知識(shí)形成、應(yīng)用遷移和課堂反思4個(gè)方面進(jìn)行綜合創(chuàng)新與改革,能有效地提高學(xué)生的積極性、獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力.從食品化學(xué)和微量元素的檢測(cè)意義上來(lái)說(shuō),茶葉中Fe含量的檢測(cè)是一個(gè)非常好的實(shí)驗(yàn)主題,筆者收集多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)情,認(rèn)為無(wú)論是設(shè)計(jì)還是效果上,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革均收到了較滿(mǎn)意的結(jié)果.
實(shí)際樣品茶葉中Fe含量的測(cè)量,影響因素較多,為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn),在降低實(shí)驗(yàn)難度的同時(shí)又能提升學(xué)生進(jìn)行實(shí)際樣品的檢測(cè)能力,本文將探究影響因素部分引入到分組實(shí)驗(yàn)中,將學(xué)生分為3人/組,每組選擇某一影響因素展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究,均進(jìn)行茶葉的制樣和定量分析,即“單個(gè)必做”和“組隊(duì)選做”.如此,既培養(yǎng)了學(xué)生組內(nèi)團(tuán)結(jié)協(xié)作能力,又節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間.
本實(shí)驗(yàn)要求提前1周告知學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)和資料,完成如下準(zhǔn)備工作:(1)了解茶葉的有效成分,掌握微量元素的測(cè)量方法,實(shí)驗(yàn)原理及主要技術(shù)問(wèn)題;(2)理解并掌握分光光度計(jì)的使用原則,包括校正與正確的測(cè)試步驟,熟悉溶液的配制及重要性;(3)理解朗伯?比爾定律,理解最適宜吸收波長(zhǎng)及A?c的線性關(guān)系;(4)選擇感興趣的影響因素進(jìn)行分組與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),擬定初步實(shí)施方案,做好組內(nèi)人員工作分配與協(xié)調(diào)準(zhǔn)備.
為了避免學(xué)生模仿教材內(nèi)容,教師將講解內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)化,提出目標(biāo)和問(wèn)題,引導(dǎo)與鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶剿?同時(shí),為了實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展,強(qiáng)調(diào)學(xué)生必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)后才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,一方面掌握實(shí)驗(yàn)所必需的理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)原理,讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)所用到儀器的具體操作;另一方面要求學(xué)生自愿組隊(duì),選擇影響因素進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).同時(shí),本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)上預(yù)留較多的空白區(qū)域讓學(xué)生自主進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作.
改革后,學(xué)生在不同實(shí)驗(yàn)?zāi)K的平均成績(jī)均有提升,其中:實(shí)驗(yàn)操作模塊平均分增幅最大達(dá)10分;在高分分?jǐn)?shù)段(70~100分)的人數(shù)均明顯大幅度增加,低分段(0~69分)學(xué)生人數(shù)迅速減少;學(xué)生滿(mǎn)意度增幅比例達(dá)到20.6%,其中,學(xué)生給予很好評(píng)價(jià)的百分比增加了20.0%,給予一般評(píng)價(jià)的百分比下降了20.0%.這表明:通過(guò)實(shí)驗(yàn)改革,學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的自主準(zhǔn)備和認(rèn)識(shí)有了較大增強(qiáng)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)興趣大增,更加重視實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程訓(xùn)練,實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量也有了較好的提升;實(shí)驗(yàn)改革激發(fā)了學(xué)生內(nèi)心的學(xué)習(xí)潛能,整體上促進(jìn)了學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)興趣愛(ài)好的形成,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果良好且明顯;學(xué)生評(píng)價(jià)及滿(mǎn)意度數(shù)據(jù)的增加,表明本次實(shí)驗(yàn)改革是成功的,提升了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,順應(yīng)了當(dāng)今時(shí)代高等教育教學(xué)改革的推進(jìn)和發(fā)展[16].
通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,學(xué)生既能從教材上熟悉相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理,又能組隊(duì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與拓展實(shí)施,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性.通過(guò)組內(nèi)互相合作,從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)實(shí)施和結(jié)果分析等環(huán)節(jié),做到以學(xué)生為主體,讓學(xué)生發(fā)揮能動(dòng)性探索真理.
不同品種茶葉Fe含量測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),不僅開(kāi)闊了學(xué)生的眼界,而且鍛煉了學(xué)生查閱、整理資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分組協(xié)作展開(kāi)實(shí)驗(yàn)的能力.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,低年級(jí)本科生接觸認(rèn)識(shí)了鼓風(fēng)干燥箱、馬弗爐等加熱設(shè)備,加強(qiáng)了容量瓶的使用和過(guò)濾、洗滌、移液和溶液配制等基本操作技能,也熟悉了分光光度計(jì)的使用及數(shù)據(jù)處理,學(xué)會(huì)了計(jì)算微量元素Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù),分析影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素.
本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革,與“五位一體”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方法相比較[14],本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更多地強(qiáng)調(diào)了低年級(jí)本科學(xué)生的主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,提倡訓(xùn)練“團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,專(zhuān)注于茶葉含F(xiàn)e量的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)環(huán)節(jié)中;與現(xiàn)代儀器分析思維型教學(xué)模式相比較[15],本次實(shí)驗(yàn)避開(kāi)了大型現(xiàn)代儀器的分析,讓學(xué)生能從簡(jiǎn)單操作儀器中掌握準(zhǔn)確分析,突出脫離大型精密儀器也同樣能獲得較好實(shí)驗(yàn)效果的目的.這充分表明本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與目前國(guó)內(nèi)其他幾種實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是不同的,其更充分地結(jié)合了具體實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性與創(chuàng)新性,符合當(dāng)今時(shí)代大學(xué)生的心理和教育特點(diǎn),亦屬于地方院校在特色課程構(gòu)建與應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的先進(jìn)探索與實(shí)踐[17].
本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,通過(guò)分光光度法進(jìn)行茶葉中Fe含量的測(cè)定,結(jié)合“單個(gè)必做”和“組隊(duì)選做”相結(jié)合的模式,既鍛煉了學(xué)生的基本理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,又增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力,提高了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),訓(xùn)練了解讀譜圖、數(shù)據(jù)處理、分析和繪圖等能力.本實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案改革實(shí)施后,得到了教研室其他老師的贊同與認(rèn)可,讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi),能完成并收獲更多的知識(shí),讓復(fù)雜多變的實(shí)驗(yàn)體系變得簡(jiǎn)單明了又容易把控,得到了廣大本科學(xué)生的稱(chēng)贊.當(dāng)今社會(huì)是科技高速發(fā)展的社會(huì),高等教育的使命就是要緊跟科技、社會(huì)的發(fā)展需求,當(dāng)前的科技人才需要從低年級(jí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的理念與意識(shí).本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革也充分地體現(xiàn)了這個(gè)方面的能力培養(yǎng),希望能得到繼續(xù)發(fā)揚(yáng)與運(yùn)用.