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传统分析化学实验主要包括两大部分,第一,定量分析,没有很强综合性的实验内容,不能充分了解和反应实际分析检验的情况。第二,定性分析以硫化氢为主线,存在很多复杂内容,是验证性实验,无机化学中已经对许多离子反应进行了实验。传统实验方式比较重视菜谱式操作,教师完成所有试验仪器的调试和药品的配制,甚至交代清楚所有试验注意事项以及实验细节,学生仅仅只是依据实验课本进行操作就可以,完成称量、标定、测定的基本操作后,甚至不进行实验也可以完成报告。上述教学方式缺少创造性和思维训练的影响和激励,导致学生不能充分认识实验操作和内容实用性以及重要性,导致学生对化学实验不感兴趣,形成不规范的基本操作,学生分析、解决问题的能力和动手实践操作能力不是很高,不能及时解决岗位工作中出现的问题。近年来,国家开始大力改革分析化学实验实践教学,主要就是不断培养学生能力和技能,已经获得了一定的改革经验,但是从理论到理论、从课堂到课堂还是会出现问题。高等院校不断扩大招生范围,学生之间存在很大差距,主要目标就是培养应用人才,为保证能够学以致用,逐渐朝着应用型人才方向改革分析化学实验教学。
二、分析化学实验教学的问题
传统分析化学实验教学主要模式是教师讲课,学生操作,教师指导,教师会讲解好试验中需要的一切事宜,一般都是验证性试验,很少进行综合实验和设计实验,单一、机械的实验方式,学生只能得到单一的结果,不能激发学生积极性,限制学生发展和培养创造性思维,并且也会限制教学师资力量和教学力量,大大降低实验课时,导致实验项目和内容都相对简单,学生实际操作机会很少,不少学生不能充分认识实验的重要性,不能激发学生学习兴趣和实验能力,实验的时候不规范、不严谨的操作,解决问题、分析问题的能力不是很高,不少学生在考试的时候还不具备基本操作技能,不能满足社会发展和企业实际岗位需求。如,不少学生实验的时候不能规范使用天平,天平里散落药品、称量时不关天平门、随处乱记数据;不少学生在实验的时候不能正确使用锥形瓶和滴定管,锥形瓶不摇晃就实验;读取滴定管数据的时候,学生不能在垂直地面的时候从滴定架上取下滴定管行读数。不少学生不清楚有效数字的概念,试验中实际应用的时候,不能正确记录滴定管数据;分光光度实验的过程中,分组进行,不少学生不亲自实验操作,或只进行一次试验,促使不能合理应用实验设备等,此外,不完善的实验考核制度,评定学生实验成绩的方法比较简单,考核学生成绩的时候,存在很大主观性,不能全面考核每一个学生。
三、分析检验岗位的分析化学实验实训教学改革措施
(一)开设单独实训课程,提高实验实训教学内容和学时
对于现阶段分析化学实验教学中存在比较少的实验项目和实验学时,不能符合设计职业需求以及社会发展需求。不少大学开始大力改革应用化工技术的学科,在不降低教学内容和分析化学实训项目的前提下,单独开设化学检验职业技能实训课程,包括三种实训课和三十学时理论课,从而提高教学实训内容和学时,教师授课的时候尽可能选择具备双师素质的教师,对实训教材内容进行精选,单独对实验内容进行考核,为进一步研究和获得分析检验职业证书和学生技能提供基础,为学生创造就业条件。
(二)加强实训过程控制以及基本技能操作训练
分析化学实验实训教学中最重要的就是三周实训,提高实训过程控制和训练基本技能的力度,需要教师不断规范基本操作技能,精心辅导、亲自示范、严格要求,并且对试验中可能会出现的错误及时进行修正,技能训练始终贯穿在实验中。为了能够提高学生规范实验操作的能力,快速掌握实训技能,在教学过程中老师可以把实验中容易出错的部分变成顺口溜,边朗读、边操作,从而有效提高和方便学生记忆以及实际操作。如,滴定操作的时候基本口诀是,右手拿瓶,左手握塞,肘部固定,转腕摇晃。操作移液管的时候,右手持管按食指,吸取溶液先润洗,放溶液45度器壁,放完再停15秒。依据上述操作口诀学生可以通过观察、模仿以及反复练习来逐渐完成试验的基本操作,并且实验中需要正确记录试验数据,如在分析万分之一天平的时候,需要在小数点第四位记录称量数据,记录常用滴定管数据的时候,需要在小数点第二位进行记录[5]。实验过程中由于学生思维能力、心理素质、知识水平以及操作技能等存在一定差距,促使教师实际教学中需要合理控制实训过程,并且分别指导学生不规范实验操作行为,集中分析和点评学生共性问题,保证可以在课堂上解决学生的问题。教师需要启发和引导解决问题的时候应用理论,激发学生敢于质疑、善于思考的能力,从而培养学生创新能力、独立思考、主动学习的技能。完成实验以后需要及时总结和分析学生的错误操作,对课堂知识进行巩固,避免以后出现类似错误。
(三)全过程分析检测实训,增加学生的创新能力
基本完成实验实训操作规范以后,还需要全过程分析学生化学实验实训的内容,从而可以有效增加学生创新能力,保证学生可以完全符合岗位实际需求。基本的方式就是,实训中对所有学生进行分组,正式实验之前把实验需要的题目分给每组,学生需要依据每组的实际题目来查阅相关文献和标准,独立设计化学检验方案,主要有分析试剂、分析实验方法、分析仪器、分析计算公式、分析步骤,等老师修改审批一会,实际对实验进行具体全程操作和检验,对比分析老师的计算结果和每组学生的计算结果,看哪组拥有更高准确率和小的误差,通过试验中学生的表现和结果,来合理、公平、客观的分析和评价,不仅能够激发学生的主动性和积极性,还能够提高学生创新能力。
(四)树立量的准确概念,培养学生诚信敬业、严谨求实的作风
树立量的准确概念,学生诚信敬业、严谨求实的作风,不断规范、正确的记录化学实验数据是分析实验实训的基本目的。所以,教师需要培养学生准确记录试验数据的习惯,不可以随意记录,并且还需要老师确认和签字,要求一些不符合误差规范的学生重新进行实验,此外,培养学生敬业和诚实精神,保证具备真实可靠的处理数据,不能为了实验对数据进行造价。报告中需要合理分析和讨论实验现象,准确分析实验结果和误差原因。
(五)量化考核制度,提高通过率
二、教学方法的优化
在课程的整体教学设计中,可以根据每堂课的具体教学目标灵活运用多种教学方法。分析化学课程中既有理论又有实践,在教学中应多采用将两者有机结合的理实一体化教学方法。演示教学法就是其中应用较广泛的一种。例如,药物检验工技能鉴定对规范性操作要求很严。以滴定操作为例(见表1)。学将规范操作动作采用录像、照片等直观的形式加以演示。在播放过程中随时按下暂停键,有针对性地进行重点讲解和现场示范,启发学生思考不规范操作可能导致的误差。而在实际操作练习中,要求两人一组,一人操作,一人观看,互相纠错,并鼓励同学们把在实训中出现的典型问题拍成录像,给予再现和纠正;也可以任命几个掌握得又快又好的同学为“小老师”,辅导其他同学的操作,这些措施增强了趣味性,满足了学生渴望参与的心理,从而有效地调动起学生训练的积极性和主动性,提高了学习成绩,进而形成一种良好的操作习惯和职业素养。收集与专业、课程相关的案例,关注社会热点事件,采用案例教学法组织教学。例如:每种分析方法都可以结合《中国药典》中的常用药物进行说明;在讲解配位滴定法时,引入《水的总硬度测定》这一案例,根据我国《生活用水卫生标准》结合当地水质和学生家乡水质进行教学;也可以在讲完化学分析法后,通过三聚氰胺事件组织学生进行课堂讨论。提前布置任务,要求学生以小组为单位查阅搜集相关资料,让学生成为教学过程的主体,通过调研、讨论、提出问题(为什么三聚氰胺可以在蛋白质含量测定中以假乱真);进而分析凯式定氮法优缺点(从而引申出化学分析法的特点、总结四大滴定的异同点);最后引导学生讨论解决方案(借此引申出仪器分析法的优点)。这种通过案例引导进行的探究式、发现式的学习,让学生了解两大类分析方法的同时,培养了学生对信息的识别、归类、解读、综合和表达的能力,小组学习形式又强调了学习过程的合作与交流,非常有利于其今后的职业发展。
三、技能水平的强化
2课程调研基本情况
2.1调研背景和意义
2.1.1课程发展历程
《无机及分析化学》是由《无机化学》与《分析化学》两门课程整合形成的[1]。《无机及分析化学》的发展经历了三个阶段:①整合前,《无机化学》与《分析化学》分别强调无机化学的理论性和基础性、分析化学的实践性。②整合后,《无机及分析化学》强调无机内容与分析内容的有机结合和融汇贯通。③工学结合、行动导向下的《无机及分析化学》课程教学模式。
2.1.2工学结合人才培养的要求
2010年教育部、财政部联合下发的《教育部财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》即教高〔2010〕8号文件和教育部教高〔2006〕16号文件,明确提出“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革”。“加大课程建设与改革的力度,增强学生的职业能力。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。高等职业院校要积极与行业企业合作开发课程,根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准,改革课程体系和教学内容”[2-3]。因此,深入行业、企业调研,了解企业的岗位设置归纳岗位职业能力,找准课程定位,明确培养目标是我们亟待解决的问题。
2.2调研思路与方法
本课程的调研思路是:从生产实际出发,调研企业关于分析检验等岗位设置,人才的需求,并分析岗位与能力的需求关系,再基于工作过程设计课程的学习单元,制定课程标准。课程组到精细化学品生产企业、同类高职院校考察,采用问卷调查、座谈、专家探讨等形式对分析检验及相关岗位设置和人才能力等方面开展市场调研;收集整理调研及专家讨论的材料,分析职业岗位和职业能力,确定企业对人才质量的要求。
2.3调研企业
西安北方惠安化学工业有限公司、渭南海泰电子材料有限公司、江苏大和氯碱化工有限公司、陕西渭河煤化工集团有限责任公司、陕西宝塔山油漆股份有限公司、陕西天宏硅材料有限责任公司、宝鸡阜丰生物科技有限公司、甘肃银光化学工业集团有限公司、西安高科理化技术有限公司、西安唐星生物科技有限公司、西安彩晶光电科技股份有限公司、西安瑟福能源科技有限公司、西安万邦制漆有限公司、陕西工业职业技术学院、杨凌职业技术学院兰州、承德职业技术学院。
2.4调研内容
调研的内容主要包括:需要无机及分析化学知识和技能的岗位有哪些、需要具备的知识是什么、需要具备的能力有哪些、本课程主要欠缺的方面、学生取得相关职业资格证书的重要性、本课程的意见和建议等。
2.5调研对象和方式
与企业负责人、企业人力资源部门负责人、生产一线单位负责人、生产一线的技术人员、管理人员和生产人员、同类高校专业技术人员进行访谈;参观精细化学品生产企业现场,在精细化学品生产企业质量部顶岗实习,填写《无机及分析化学》课程调查表等方式了解企业基本情况、企业生产组织情况、岗位设置、人才需求情况以及对课程知识的要求等信息。共发放问卷139份,回收有效问卷128份,有效回收率为92.09%。
3课程调研结果与分析
通过行业企业调研,取得到了第一手调研资料,通过对这些调研资料的整理,掌握了课程岗位方向和能力需求。
3.1岗位对相关知识和技能的能力要求
通过调研,确定了生产操作、分析检验、质量管理三个岗位需要用到《无机及分析化学》相关知识和技能,如表1所示。
3.2胜任工作岗位需要的相关知识或技能
①气体和溶液性质;②化学反应速率和化学平衡;③物质结构;④定量分析基础;⑤酸碱平衡和酸碱滴定法;⑥重量分析法和沉淀滴定法;⑦氧化还原反应和氧化还原滴定法;⑧配位平衡和配位滴定法;⑨吸光光度法;⑩元素及其化合物。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:④、⑨、③、⑤、②、⑧、⑦、⑥、⑩、①。
3.3胜任工作岗位需要的相关技能
①滴定分析;②仪器分析;③无机物制备;④物质分离、鉴定;⑤其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:③、①、④、②、⑤。
3.4课程在培养目标的具体要求上的不足方面
①基础知识;②基本理论;③基本技能;④基本能力;⑤综合素质;⑥整体协调发展;⑦综合能力提高;⑧特长培养;⑨其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:⑤、⑥、⑧、⑦、④、③、②、①、⑨。
3.5在课程中加强实践性教学环节的最有效方式
①加强社会调查;②增大实践性教学环节比例;③增加实验、实训;④举办专题讲座;⑤增加现场实习;⑥开展技能竞赛;⑦举办相关知识竞赛;⑧教学做一体化;⑨其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:⑧、⑤、②、③、①、⑥、④、⑦、⑨。
3.6课程改革应主要从哪些方面进行
①加强课程整合;②使课程模块化;③搭建课程平台;④使课程“小”学时化;⑤加强实践性教学环节;⑥增设专题讲座。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:②、⑤、③、④、⑥、①。
3.7实训内容安排
①让学生自己设计,分组讨论,确定实训方案,老师归纳总结,任务实施;②保持现有模式;③任务驱动,学生自主完成,老师检查辅导。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:③、①、②。
3.8在学习中哪些教学资源对你帮助最大
①主教材;②辅导教材;③实验教材;④参考资料;⑤直播课堂;⑥网络课程;⑦CAI课件;⑧网上动态资源。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:①、⑧、⑦、⑥、⑤、③、②、④。
3.9在学习中哪些方面可以提高你的学习动力
①老师的表扬;②同学的认可;③疑问解决时的快乐;④无论怎么样都不喜欢学习;⑤其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:③、①、②、④、⑤。
3.10学生学习评价应该怎样确立
①老师根据平时表现自主确定;②老师和部分同学讨论后共同确定;③其他。以所选项目的数量按降序进行排列,依次为:②、③、①。
3.11对《无机及分析化学》课程的意见或建议
经对128份有效问卷进行统计分析,有以下几点建议:1)课程主要欠缺和应增强的方面是实际的动手操作能力,查阅一般无机及分析化学书刊、选择分析方法以及正确判断和表达分析结果的能力也有待加强。2)《无机及分析化学》课程应该增强专业基础理论知识、专业实操技能、实践检验的数据处理能力。3)建议《无机及分析化学》课程将实践内容大幅增加,理论与实践有效结合,同时采取更丰富的教学手段和教学方法,使课堂内容更加生动有趣。4)通过本课程和后续相关课程的学习,取得中级分析工职业资格证书是必要的。调研结果表明:《无机及分析化学》是精细化学品生产技术专业的基础课程,该课程的教学对学生掌握精细化学品生产技术的基本知识与技能起到重要的作用,是精细化学品生产技术专业学生职业能力培养和职业素质养成的重要部分,是衔接学校教育与精细化学品生产企业人才要求的关键课程。课程应在课程的定位以及课程目标的确定、更新教学内容、加强学生的实践动手能力的培养、选择合适的教材及教学手段等方面加强建设,通过建设,将本课程建设成为教学理念先进,教学方法和教学手段灵活有效,高等职业教育教学特色鲜明,工学结合的示范性精品课程。
4《无机及分析化学》课程建设建议
4.1课程的定位以及课程目标的确定
4.1.1课程定位
《无机及分析化学》是一门专业基础课,其中分析化学内容更强调实践性,偏向于专业岗位技能的拓展[2-3]。本课程主要包括无机化学和分析化学两门分支学科的基本内容,是一门阐述无机化学和分析化学基本理论、基本知识和应用性的综合性基础课程。
4.1.2课程性质
《无机及分析化学》是精化专业进行岗位能力培养的一门基础课程,本课程针对精化人才需求组织教学内容,按照工作过程设计教学环节,为化工分析岗位需求提供职业能力,为培养高素质技能型专门人才提供保障。
4.1.3课程任务
通过本课程的学习,使学生了解近代物质结构理论的基本知识;掌握化学变化及水溶液中四大平衡的基本规律;熟悉常见元素及化合物的性质与作用;掌握滴定分析的基本原理与方法及在相关岗位中的应用。培养学生具备认真、严谨、务实的职业素质,为取得《化工分析工》职业资格证书打下良好的基础。
4.2优化课程设置,更新教学内容
在素质教育的前提下,构建全新的课程方案,完善学生的知识结构;以岗位能力培养为主线,开发教学项目;加强实训教学,充分调动学生的学习兴趣;在教学中努力培养学生自主学习能力,为学生未来可持续发展奠定基础[4-5]。
4.3加强学生的实践动手能力的培养
充分利用我院教学资源,进一步改革、完善、充实实训内容。重点培养学生动手能力,充分发挥“教、学、做”一体化教学职能。
4.4选择合适的教材
在教材的选择上充分考虑岗位任务、岗位能力的要求,选择按照项目化教学改革编写的教材,如果没有合适的则建议在教学实践中自行编写相关教材。
4.5改进教学手段
4.5.1多媒体教学手段
尽量采用现代化教学手段。多媒体教学手段及现代教育技术的应用,能有效提高教学质量和效果[6-7]。多媒体技术所展示的图、文、声、像并茂,生动活泼,具有强烈的感染力和吸引力,能激发学生兴趣,活跃思维。
4.5.2网络教学手段
课程教学中教师制作该课程的电子课件、电子教材、习题、教学素材库、试卷库等教学资源,形成网络课程,使之具备助教系统、助学系统、自测系统。教师利用助教系统进行网上备课、网上教学、网上答疑。学生利用助学系统进行课后复习、完成作业、网上答疑、进行学习测试等。这一教学手段的应用将提高学生课后灵活学习、自主学习的积极性。
高等职业教育的培养目标是以岗位要求的技能、知识为出发点,按照社会人才市场的要求,以训练职业能力为本的教育,其最大的特点是注重对学生操作技能的培养。水分析化学实验是高职给排水专业的必修课。水质监测、分析作为给排水专业学生就业岗位方向之一,决定了水分析化学实验课就应以培养水质分析化验的实际工作能力作为教学目标。把培养学生职业技能作为水分析化学实验教学目标时,应从实际出发选择教学内容,更加注重实验教学环节,注重学生综合职业技能能力培养,实现课程与岗位对接零距离的要求。本文结合我院当前水分析化学实验教学存在的不足,谈谈对高职水分析化学实验教学改革的几点思考。
一、水分析化学实验教学目前存在的问题
1、基本操作实验内容过少
实验内容一般以常规检查项目设定,且所用实验试剂、实验仪器均由实验室教师准备好,实训工作面铺开不广,基本操作也得不到充分训练,造成学生实验时出现操作不规范、测定速度较慢、误差较大等现象,且体现不出学生综合技能操作能力。
2、激励机制在考核方法上得不到体现
受实验教学从属于理论教学观念的影响,实训考核没有得到重视,主要以学生预习、实验操作规范化和试验报告三方面内容进行考核,考核主观性大,不利于学生重视该门实训教学。
3、实验教学手段单一
现在水分析化学实验普遍存在这样一种教学模式:内容原理步骤操作要点注意事项学生操作教师巡回指导总结填写实验报告。教师讲实验“照本宣科”,没有新意,学生操作“照方抓药”,存在实验兴趣不高,实验作风不严谨等现象。
4、实验班次人数较多,教师难以全面指导
每班次基本上都为50人左右,教师的巡回指导难以全面纠正隐蔽的操作错误。课末小结时,由于学生认知水平和动手能力的差异,难以在规定的时间内同步完成,提前做完的想走不愿听,未做完的来不及听,想听的也受他人干扰未必听得清楚,总结难达预期目的。
5、不适应现代科学发展的需要
现代分析仪器设备缺乏,实验项目开设主要以经典分析为主,主要涉及四大滴定分析和吸光光度法,学生对现代大型精密分析仪器感到陌生,不利于工作后的进一步掌握。
6、实验室教师素质水平难以适应教学发展要求
实验室教师很多都是从学校到学校,学历偏低,几乎没有参与相关工作实际操作的经历,很难要求他们能够传授给学生很多的操作经验,以及分析比较新仪器新方法的优劣,深入阐述各类实验参数的理论影响和实际作用。
二、改革水分析化学实验教学的途径和策略
1、教材的选择和教学内容的取舍
教材是教学的基础,故选择教材十分重要。一般来说,按教材的内容,编排及适应性来选择。针对专科给排水专业学制较短、学时有限等局限,首先须对现有教材内容及其编排进行必要的调整。加大水分析化学实验教学内容改革,在实验内容安排上应由浅入深,由部分向整体逐步展开,在保证学生操作规范的基础上,开展职业技能训练,提高学生综合职业技能素质。从高职教育培养目的出发,实验、实训教学内容应以“需用为准,够用为度,实用为先”为原则,因此在实验内容安排上应重视基础性、普及性和体现职业岗位综合技能性。实验内容大体可分为三个部分进行,一是分析基本操作的训练,如玻璃仪器洗涤、药品称量、试剂配制、移液、定容、终点标定训练等;二是方法掌握训练和认识,要求掌握滴定分析、分光光度分析、电位分析方法及认识大型紧密仪器法(如原子吸收光谱法,气相、液相色普法等);三是按职业岗位要求完成水质指标测试全过程操作,即教师提供的是需测定的水样(可为自来水厂的水源水),可选择的测定项目(如COD、碱度、氯含量、硬度、铁含量、溶解氧等[2])、所需的仪器、药品和实验场所,要求学生通过查阅国家标准方法选择测定的方法,并进行玻璃仪器洗涤准备、试剂制备、方法测定、数据记录处理及标准评价等的全过程。通过这样层层深入的技能要求训练,并将学生置于职业岗位角色,使学生职业技能综合能力得到提高。2、充分利用多媒体教学手段,提高实验水平
充分利用多媒体教学,开展多手段实验教学,这不但能减轻老师的工作强度,改善授课环境,又能使教学直观,简单明了,缩短学生理解消化的时间,大大增强学生学习信心和提高学习热情。在传统的课堂演示教学中,往往受空间分布影响,造成音效或视觉不够清晰。通过利用多媒体课件及演示录像的演示,可以多角度进行,还可以放大、回放等,使演示的效果得到大大的改善,也可以减少学生每次实验进行的时间,便于实验教学的安排。在制作、播放安排上,充分利用多媒体信息量大,音、图、文并茂的特点,有针对性的制作和使用多媒体课件。如实验课前组织学生观看实验基本操作和安全知识相关的课件,向学生讲解正确操作的理由和违反操作对个人和环境的危害,使学生做到操作规范,减少不必要的浪费及对环境的污染;又如原子吸收光谱仪,气相、液相色普仪等,这些仪器较为贵重和精密度要求高,难以满足学生普及使用,通过多媒体的演示教学,可以使学生认识这些大型精密仪器及其操作方法,为今后进一步掌握提供有利的条件。
3、改革实验教学考核办法,完善实验评价体系
水分析化学实验进行单独考核,考核内容可分两部分进行,一是平时实验表现(学生预习、实验操作规范程度和试验报告)占40%,二是综合实操考核占60%。按实验内容的安排,基本操作训练和方法掌握训练按固定的时间安排进行分组训练;按职业岗位技能要求选择水质指标的测定要求至少进行两项,一项作为平时的训练,一项作为综合实操考核内容,具体项目可通过提前抽签获得,采取开放实验进行,即学生们在限定时间内准备好,然后跟实验指导老师约时间进行,每次十六人进行(所配试剂以够用为准,尽量少配的原则进行配备)。考核水样采用自来水厂源水进行,制定评分表根据不同的操作步骤和测定结果进行分项评分,适当增加考核的难度,引起学生的重视并加强平时操作的自我管理能力,保证学生综合技能操作水平的真正提高。
4、重视实验指导教师队伍的建设,使教师的指导真正到位
高职教育要实现“产、学、研”结合,实验室教师应该成为中坚力量。一个高素质的实验室教师,除了完成日常的实验室管理工作,上所开设的已有实验课外,还应该主动熟悉和开发现有仪器的其他功能,研究在本实验室的配备条件下,如何增加新的实验内容,而不应该墨守常规,数十年不变。但当前实验室教师属教辅人员之列,并不受重视,实验室教师存在层次比较低以及难以获得出去进修或培训机会的情况,获得晋升的机会少,导致实验师资队伍综合素质及地位降低,队伍难于稳定,使得实验教学真正与社会接轨存在一定的距离,因此应该加大鼓励实验室教师进修和培训的力度,或有计划地聘请公司、企业实验能力强的专家指导实验室工作,积极鼓励和引导实验室人员掌握新知识、新技术和最新研究成果,参与“产、学、研”,参与新技术的应用和推广,从而提高实验教学水平。另外还可以借鉴东北大学的做法:拟聘有较高学术造诣、教学经验丰富的教授担任实验中心负责人,且规定三分之一的教授、副教授从事实验教学工作。这样也为实验室的项目研发提供了充分的人力资源,促进实验教学团队的不断学习和发展,进而使实验教学水平得到提高。
【参考文献】
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)05-0121-02
根据教学大纲确定的教学目标进行考核和评价,是教学工作中不可缺少的一环,实验是化学教学的重要组成部分,又是一项实践性很强的教学活动。实验教学的目标,不仅是要让学生掌握有关实验的知识,而且要使他们学会规范的实验操作技能,以解决一定的分析化学实际问题,使学生具备一定的实验能力。分析化学具有较强的实践性和操作性,因而开展实践性的教学考核,提高分析化学实验教学的水平,特别是对于当前的教学改革、高等医专实施的素质教育和培养合格的医药卫生技术人才具有十分必要的意义。如何实施常规性、实践性的实验考核呢?笔者所在教研室立足于探索和发展,通过了近七年的实践,证明实验考核是可行的,必要的。而且,收到了良好的教学效果。现将内蒙古乌兰察布医学高等专科学校(以下简称“我校”)分析化学实验考核的一些做法,简要地介绍如下。
一、选择实验考核的内容
由于实验考核是阶段性的,目的是检查学生阶段学习之后的知识和技能的综合运用能力。因此,实验考核应结合前段所学的内容,并尽可能反映出实验操作质量的实验。例如:在定性分析实验中,选择几种常见阴阳离子混合液的分离和鉴定。将分析化学实验的实验一和二中的已知改为未知,但可以指定一定范围,适当降低实验考核难度。再如:在分析天平与称量的实验中,可以将笔试与称量练习相结合,既考核学生的理论知识掌握情况,又注重学生的实际操作技能的培养。笔试知识点可以选择:①分析天平的性能测定(分析天平的结构、主要部件的名称和作用,天平性能的检测方法,天平的使用和保管规则共三部分的内容);②分析天平常见故障及排除方法;③分析天平的使用规则(包括天平室的规则和分析天平的使用规则);④分析天平的称量方法(直接称量法、递减称量法和固定质量称量法三种基本方法);⑤进入实验实训环节,完成“实验四分析天平的称量练习”;⑥课后两天上交完整规范的实验实训报告。实验考核的内容应该从一般的简单实验到较难的综合实验慢慢过渡,逐步提高。
二、公布实验考核的内容和要求
笔者认为,实验考核应让学生在有准备的情况下进行,事先将实验考核的内容和具体的要求印发给学生,等到考试时,再临时抽签,以确定每个人的具体实验考核项目。一般是在相近的分组内容中,相邻或相对的实验台选择不同的试题。例如:在定量分析中,从四大滴定中,各选择一组实验题。将分析化学实验的实验六至二十三作为内容。教师从基本操作技能,仪器的使用、药品的配制与取用,实验步骤的安排、书写,关键注意事项,实验数据的记录,误差处理,实验报告的正确书写,课后实验思考题的完成情况等几大方面进行详细要求。
三、仪器药品的准备及收集结果
为了保证每个学生的实验考核处于等同的条件下进行,实验用品必须做好充分的准备。这样根据实验结果所作出的评定,才能反映各人完成实验的能力。依据公平原则制定统一的评定标准。让每位教师最多看两名学生,只有这样的纪律保证,才能使学生的实验努力完成。例如:在定量分析中,误差是评定实验结果这一成绩的重要指标。实验完成后,及时收集“实验结果”。实验数据的记录必须做到及时、准确、清楚,坚持实事求是的科学态度,严禁随意拼凑和伪造数据,尽可能采用列表法做原始记录。实验原始数据经监考教师检查签字后方可有效。而且允许学生实验报告回去再做,然后统一交来。对实验中出现的现象与问题,应加以分析和讨论,总结经验和教训。特别要在实验过程中注重培养学生和年轻教师提高分析问题和解决问题的能力。
四、成绩评定
这是一项综合的、较复杂的工作,要制定出合理的科学的评分标准,可参照分析化学实验附录三:分析化学实验基本技能考核项目与评分细则,宜采用等级制评分(5分制)。从分析天平的称量操作,容量瓶、移液管的使用与定容、移取溶液的操作,滴定管的使用与滴定操作,分析天平、分光光度计、酸度计等精密仪器的操作。这四大方面,制定评分细则,超时扣分,应采用百分制较公平。对于定性分析、定量分析和仪器分析三部分内容的评分细则,逐条逐项给出评分标准,并在今后的实验考核中逐步完善。这样,既突出了考核内容的整体性,又把握了评分标准的可操作性。最后,任课教师从实验态度、实验基本操作能力、实验报告、实验综合能力素养等几个方面展开考核,对学生的实验总成绩进行评定。最后,将实验成绩按百分比例记入学期总分。
五、考核后的分析讲评
通过考核,使学生真正认识到实验的重要性,教师公开讲评,及时指出每个人的长处和不足之处。逐步培养学生独立分析问题、解决问题的能力,从而具有勤奋好学和科学严谨的作风,为进一步学习医学基础课和专业课打下坚实的基础。
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2013)21-0097-02
应用化学基础是高职高专食品营养与检测专业的一门重要的专业基础课。从食品的开发研制到市场销售的各个环节,都需要应用化学基础知识、原理和技能作支撑。将应用化学知识内容模块化,积极进行教学内容、教学手段和教学方法的改革。从食品行业的需求出发,教学的主题以典型事例为主,按照学习目标将课程整合、细分成多个操控性强的项目,以具体项目为核心,教师做主导,学生为主体,使学生在教师的带领下能够自愿、自由地选择自己感兴趣的内容和学习形式。进行项目化教学是目前许多高职院校正在积极探索的一种教学方法,促使学生在完成工作任务的过程中获得知识和技能的提升。
1 课程设计思路
通过社会调研和邀请行业专家,对食品营养与检测专业所涵盖的岗位群进行任务与职业能力的分析,本着为新疆经济区域服务的原则,结合《中华人民共和国食品检验工职业技能鉴定标准》,围绕企业的化验员、品控员与质检员等岗位需要的能力、知识、素养,将无机化学和分析化学内容进行归纳,搭建出围绕能力训练来设计课程内容,按照模块和项目来组织教学的课程标准。课程教学中以能力为本,以后续课程为导向,以项目为框架确定课程结构,把应用化学基础课程渗透在食品营养与检测专业中,设计出理论与实践一体化的课程。
对课程中要求掌握的基本技能进行分析并化解成多个项目,借助实训引入相关的专业知识,倡导学生在“做中学”,积极参与、勤于探究、乐于动手。在实训过程中加深对化学基础知识的理解和技能的应用,将素质教育渗透于其中,开发学生职业能力拓展的潜力,满足学生职业生涯规划的需要。
2 建立项目化教学目标
课程以职业能力为宗旨,以项目化教学为切入点,突出课程的实用性和技术性,使学生获得从事食品检验职业岗位工作所必备的基础知识、基本操作技能、熟练规范的操作手法,具备一定的实验数据采集和分析能力。树立食品质量安全意识,注重提升学生的专业素质,培养学生具有一定的分析与解决问题的能力、化验工作的安全防护能力、实验室的管理能力。同时使学生具备工作作风严谨、职业道德良好、创新能力增强、团队合作意识强烈,为后续的专业课程、企业顶岗实习打下扎实的基础。
3 探索教学内容
在准确分析食品行业各职业岗位群应具备的化学知识、技能的基础上,对无机化学、分析化学进行优化整合。其内容包括对食品检测和生产反应所必需的化学反应原理知识、物质结构与性质知识、化学滴定分析方法、重量分析方法的原理和技能。打破传统的章节排序,将课程内容模块化、项目化。
经过课程的整合与优化后重点清晰突出,内容充实精炼,可以解决应用化学基础课时数相对比较少、内容多的矛盾。课程内容的内在层次是:够用的化学知识与原理;必需的化学分析方法与手段。课程内容的选取原则为:以必需为准,加强针对性;以够用为度,加强实用性。
4 改革教学方法
4.1 教学情境
学院的应用化学基础实训室是教、学、做一体化学习场所,学习环境与工作环境融为一体,让学生处于仿真职场的情境中。实训仪器设备与企业标准化验室同步,实训室有黑板与投影设备。教学过程中,教师根据教学内容采用多种方法,或“先讲后练”或“边讲边练”或“先练后讲”,师生互动有助于学生主观能动性的增强。
4.2 确定项目
在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。选择项目时既要包含无机化学和分析化学的基本知识和基本实验技能,又要从日常生活、食品行业的生产实际出发。设计的实训项目之一“水中硬度的测定”研究对象是“水”,实验室用水配溶液、洗涤器皿等;食品行业最常见的产品有纯净水、矿泉水等,水与人们的生活、学习非常紧密,学生对此也有比较浓厚的兴趣。
对“水中硬度的测定”这一实训项目进行细化,使之分解成一系列的任务:任务之一,制定“污水、自来水中硬度测定”的方案;任务之二,配制EDTA标准溶液、缓冲溶液等;任务之三,确定实验方法,进行污水、自来水中的硬度测定;任务之四,正确完成实验报告。任务分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料。只有这样才能调动学生探究问题的积极性,在项目情境中使学生提高协作能力、交往沟通能力和职业能力。
4.3 实施项目
项目化教学的关键阶段是实施项目,引导学生积极、正确地利用应用化学基础实训室的实训条件开展实训项目。在实施“水中硬度测定”的实训项目过程中,先带领学生到新疆雪白真实业有限公司的分析检测中心参观,使学生了解水厂水的检测项目和检测方法,建立感性认识;回到课堂后,结合《纯净水的国家标准》,各组派代表讲述所制订的方案,并在教师的引导下进行讨论;在讨论中,教师通过对学生的指导使其学习相关分析方法的原理、测定条件,引导学生对方案进行修改和完善,最终师生共同归纳总结制订出实施方案。学生通过实训环节,亲自动手测定实验室水的pH值、氯离子含量、电导率等指标。
这种看、教、学、做相结合的教法集知识传播、素质教育、能力培养为一体,使学生既能学到专业知识提高专业技能,又能提高团结合作能力和口头表达能力;有效调动了学生的学习兴趣,促进学生积极思考与实践,有利于培养学生发现、分析和解决问题的能力。在实施过程中,学生会遇到各种问题,教师则要适当地指导,鼓励学生多思考,独立地完成实训项目。因此,项目化教学是一个注重实践与应用相结合,以真实的工作任务为载体进行教学的过程。
5 项目化教学的特点
项目化教学法目的明确,充分调动了学生学习的兴趣和主动性。从实施的总体效果来看:大多数学生从开始时的项目方案上交、技能训练被动地进行,逐步向主动查阅资料、积极设计项目以及技能提升的方向转变。项目化教学的实施不仅全面提高了学生的专业技能,而且也提高了学生的信息与事务处理能力、团队合作与沟通能力、自我学习和创新能力,还要说明的是在完成项目任务的工作过程中逐渐培养了学生的职业岗位意识和责任意识,促进高职的学生能可持续发展。对于教师而言,更新了教育教学理念,提高了职业教育教学能力和实践能力,积累了课程改革的经验和方法。
6 对项目化教学的思考
通过“项目引领,任务驱动”的项目化教学方法,能将无机与分析化学的理论知识和实训操作有机地结合在一起,使教师、学生真正地做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。实施过程中有3个主要问题需要及时解决。
6.1 进一步改善实训教学条件
为保障项目实施能顺利进行并达到预期目标,良好的实训条件是提高实训教学水平的重要保证。实训仪器和设备应该满足学生人数的需求,保证每个学生都能充分动手,提高他们独立操作的能力。
6.2 不断完善学习资源
项目化教学对学院图书馆的建设及其藏书量、网络资源及其教学资源平台是否完善提出更高要求,只有良好的学习环境才能满足学生的需要,保证项目化教学顺利推进。
6.3 不断提高教师的素质
教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解食品行业相应职业岗位的要求;项目的确定难易适中,既能基于书本的教学内容,又能结合生产实际;从容应对项目化教学过程中学生遇到和提出的各种问题。
总之,应用化学基础课程通过模块化、项目化教学模式的实施,将学生的学习目标与工作岗位的需要结合在一起,设计的项目内容由易到难、螺旋递进,技能训练从单一到综合,操作手法由生疏到娴熟,不仅提高了教学质量,而且提升了学生的职业素质,符合当前食品行业对食品营养与检测专业高职技能人才的需求。积极推行项目化教学,使应用化学基础课程教学与新疆社会经济发展形成良性互动,为社会、为食品企业输送更多、更优秀的专业技术人才。
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中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)03-0083-03
分析化学是中职和高职都开设的一门专业基础课。在内容体系上都是以四大滴定学科体系构建的,只不过理论深度不同而已。高职的分析化学课,理论体系仍沿用与本科分析化学一样的四大滴定学科体系,只是对理论部分进行压缩,所以它只是本科分析化学的一个“压缩版”。近年来,高职分析化学也不断推出新教材,有高职高专化学教材编写组编的《分析化学》、黄一石等编的《定量化学分析》、邹明珠等编的《化学分析》、湖南大学编的《化学分析》、赵泽禄主编的《化学分析技术》。同时,分析化学这门传统的课程也在不断进行着课程改革。
高职分析化学教材改革回顾与问题分析
国内高职分析化学课程改革,大致可以分成三个阶段。
第一阶段是压缩阶段。根据教育部关于制定高职教育课程教学大纲原则,对理论部分按“必需、够用”原则进行压缩,同时把实验部分进行充实,其结果是大学分析化学的压缩版或者精简版。这是目前高职分析化学普遍的一个版本,并没有显著突出高职特点,主要问题是重理论、轻实践。这与高职要求的“必需、够用”原则是完全不相符的,理论上基本仍以学科体系进行统讲。分析化学本身的体系则一贯沿用四类滴定法分章讲述,四大滴定分为四章分别讲述,理论陈旧,并且重复严重,虽然处理方法各章有不同之处,但总体上都是先介绍平衡,再讲滴定曲线、指示剂,内部的重复也不少,使得学生难以建立起完整、系统的平衡概念和处理方法,在学习过程中有凌乱感,不好掌握及应用。高职学生实际遇到的化学分析问题主要是应用与操作,而对理论平衡体系的分析几乎没什么用途,可是目前的教材《分析化学》或者《定量化学分析》都在每一种滴定中花费大量篇幅来讲平衡理论。另外这部分与《无机化学》又存在重复,所以高职分析化学的这部分内容必须改革。
第二个阶段是分化阶段。仪器分析在发展的同时,也逐步脱离分析化学体系,独立成了一门课程。另外,分析化学的定性分析部分被合并到了无机化学中。在这个阶段,实质上把分析化学变成了真正的“化学分析”,正如黄一石等编的《定量化学分析》。
第三阶段是课程体系重构阶段。这一阶段是高职分析化学课程改革攻坚阶段,许多职教专家提出了课程改革方法,最典型的模式是“基于工作系统过程”和“项目教学法”。但从近年来新出版的高职分析化学教材看,提出的各种改革方案大多数是从教学方法与手段上进行改革,特别是在分析化学实验上做的文章较多,而在教学内容与课程体系上的改革较少。有部分教材把沉淀滴定与重量分析合并起来,这两部分内容合起来有点道理,但又不属于两种不同的分析方法。薄新党、朱东方主编的《分析化学》是一本按项目教学编写的教材,但在内容体系上仍未脱离传统的分析化学学科体系。罗杨合提出了模块化分析化学内容体系的设计与实施,将定量分析化学教学内容整合优化为基础知识、滴定分析法、重量分析法、吸光光度法4个知识模块,每个知识模块又分为基础、提高、拓展3个进阶式教学层次。对于这种体系整合,主要的创新是把四大滴定整合为一个模块,且根据不同专业进行分层教育。但这种整合,仍然没有彻底打破传统四大滴定学科体系,只是对四大滴定一个压缩式的整合。当然这里面的原因是多方面的,一个最大障碍是教师习惯了传统的分析化学学科体系,不能跳出课程看课程。那么,怎样做才能遵守“必需、够用”原则,打破传统的学科体系进行项目化教学,或者基于工作系统过程来编写系统化教材呢?
目前分析行业的发展趋势,从分析方法上看,是化学分析向仪器分析发展;从分析对象方面看,由无机分析向有机分析发展。面对这种情况,分析化学课时会越来越少。所以,我们必须对传统分析化学体系进行改革。
高职分析化学模块化体系构建
基于以上原因,结合我院学生实际情况,我们提出了创新分析化学模块化体系的教改项目,打破传统分析化学学科体系(如图1所示),以滴定反应原理分章,对分析化学有关内容进行模块化重构。
在创建新模块化课程体系时,主要基于课程目标,按照姜大源提出的基于项目导向构建新的分析化学模块化体系。打破了原来按滴定分析方法编排章节的体系,将分析化学中的化学平衡集中到一章统一处理,将四大滴定分析技术统一集中到滴定分析一个模块处理(如图2所示)。
在处理这个核心模块时,基于滴定分析的工作过程,按统一的思路处理下来,以滴定原理为核心,滴定标准溶液为基础、滴定分析应用为重点,统一的形式贯穿各种类型的滴定体系,把四大滴定中标准溶液、滴定曲线、滴定计算分别整合在一个模块中。例如,在滴定曲线模块中,通过讲清酸碱滴定曲线(pH-V),接着可以比较和理解配位滴定曲线(pM-V)、氧化还原滴定曲线(V-a%)、沉淀滴定曲线(pCl-a%)。这种处理可使学生在理解一个滴定原理的基础上,通过对比与类推方法分别理解其他滴定分析原理,这样便于突破难点,并节省教学时间,同时,减少教材的篇幅。
开发的教科书在我校使用效果较好,缩短了课程的教学学时,有利于学生掌握四种类型滴定的基本理论计算,锻炼了学生的自学能力和综合分析问题、解决问题的能力。
高职分析化学模块化教材特点
基于以上探究,我们提出了模块化课程体系,并将经过反复酝酿编写的教材首先作为教科书在我校使用,发现实践效果较好。该教材打破了原来按滴定分析方法编排章节的体系,将分析化学的四大化学平衡与四大滴定集中到一起统一处理,以滴定工作过程为核心,进行模块化整合与重构。
新编《化学分析技术》教材的主要特点:
一是把传统的四大滴定等四大章内容重构为一个模块,其中把四大滴定理论部分进行整合与删减。把四大滴定理论集中一块进行模块化后,减少了重复部分,节约了课时,提高了教学效率。
二是实现了“淡化理论教学,强化实践”的目的。首先,大大减少了理论内容,特别是与无机化学重复的内容,在其他滴定理论中,努力体现“必需、够用”基本思想。其次,强化了工程应用,主要表现在对标准溶液配制与滴定分析应用进行强化,列举各类分析方法及在生产实际中的应用实例。减少传统理论教学内容后,可加大实验课时,真正把传统理论课变为理论与实践并重的课程,达到理论与实验课时基本平衡。
三是模块化后,把四大平衡理论整合到同一模块后,便于进行对比教学。讲清一个滴定曲线,并与其他三类滴定曲线对比,就能达到举一反三、触类旁通的效果。除此之外,为了对比方便,教材把相关(类同)的内容总结归纳成表格,一方面,降低了有关理论教学的难度,有利于难点的突破,便于学生掌握;另一方面,避免了重复,降低了篇幅。总之,通过打破传统分析化学体系,按照滴定分析工作过程进行模块化整合,把传统理论课程“分析化学”变为了“化学分析技术”工程技术课程。
新教材在编写过程中力求简明扼要、重点突出,每一模块首先归纳出能力目标、知识目标和素质目标,把专业外语和职业素养渗透在教学内容中,在每一模块后进行归纳小结,同时配有目标检验(并附有答案),供检查学习效果使用,并有《化学分析实训》教材配套。
为了扩大影响,我们将新教材交付化学工业出版社正式出版,于2011年秋季开始公开发行。目前,高职课程改革可以说日新月异,项目化教学、基于工作过程系统化课程开发都在进行。本教材的出版,虽不能说一定会产生理想的教学效果,但至少是一种尝试,为高职分析化学课程改革起到抛砖引玉的作用。
参考文献:
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中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)09-0137-02
高等职业技术教育以培养高层次、技能型人才为宗旨,强调的是岗位适应能力和综合实践技能的培养。分析化学是一门以实验为基础的学科,它是食品、药品、化学化工、环保、生物等专业检验类岗位人员(如食品检验员、工业品分析员、药品分析员等)的必修基础课。分析化学实验作为分析化学教学的重要组成部分,不仅仅是让学生学会仪器的使用、掌握一些操作技能,更重要的是要结合检验岗位特点,培养学生严谨的科学态度,使学生学会依照标准规范地操作、规范地记录、规范地处理数据、规范地编写报告等,同时注重培养学生职业素养以及观察、分析、判断、解决问题的能力,为学生毕业后在检验类岗位工作打下坚实基础。分析化学分为化学分析和仪器分析两部分,以下笔者仅对我校在化学分析实验中的改革进行总结。
分析化学实验教学改革举措
以职业能力需求为导向,改革教学内容,与职业资格证书有效衔接 获取与专业相关的中级以上职业资格证书已成为国内各高职院校学生毕业的必须条件之一。职业能力的需要决定教学内容。以化学分析工为例,国家职业标准对化学分析工(中级)的基本技能要求是:能够明确检验方案(包括读懂检测方法、标准和操作规范);正确准备实验用水、溶液和设备;能应用化学分析、仪器分析方法对样品进行分析检测;测试后能进行数据处理、校核原始记录、填写检验报告以及分析检验误差的产生原因。要想取得化学分析工资格,除后续专业检验课学习之外,分析化学是前导和基础。因此,检验岗位职业能力要求,就应在分析化学开始渗透,教学内容与岗位、职业资格证书直接衔接。为此,我校优化分析化学实验项目,依照从简到繁、循序渐进的原则,建立了“基础操作训练—综合能力训练—岗位能力训练”三模块教学体系。其中综合能力训练、岗位能力训练模块可根据专业特点,自行选取学习情境,表1是食品营养与检测专业分析化学实验教学内容。实践证明,通过与岗位、专业直接对接的教学内容学习,极大地激发了学生求知欲望,并为后续专业课学习、职业资格证书考试打下厚重基础。
将国家标准、行业规范内化于课程教学中,形成标准化的课程内容体系 作为一名分析检验人员,应具备依据分析方法,规范完成从抽样、样品处理、分析检测到填写报告全过程的能力。这里所说的分析方法就是国家标准、行业规范,乃至国际标准,它是检验工作的方法依据。为直接与检验岗位对接,分析化学实验方法也必须选取国家标准。例如在讲到标准溶液的制备一节中,就将GB/T 601-2002《化学试剂 标准滴定溶液的制备》引入,并在实验中引导学生逐条解读国家标准,了解实验中应遵从的原则、数据处理方法等等,做到与实际岗位紧密相连。我校分析化学实验课全部选用国家标准,使学生岗位适应能力大大加强,学有所用。
改革教学方式,师生角色转变 分析化学实验教学的重点是培养学生的职业能力,教师在不同的阶段需扮演不同层次的角色。例如,在基础操作训练模块中教师是主导者,学生是接受者。学生在教师的讲授、示范下,规范操作仪器设备、解读标准方法、完成实验基本操作、规范填写数据记录、处理数据以及书写实训报告等等;在综合能力训练模块中,教师是组织者和辅助者,学生在教师的引导下,读懂标准,并完成项目任务。而在岗位能力训练阶段,学生是主体,是一名企业的准检验员,根据教师给出的项目任务,自己查阅标准、选择分析方法、准备实验、分析检测,并独立完成数据处理、报告分析结果。在岗位能力训练中,教师提供一份样品,全班学生分析检测。实验结束后,每位学生的数据、实验评分细则全部粘贴在白板上,每位学生都要按数据取舍原则,评判每组数据的有效性,最后报出分析结果的精密度和准确度,学生互评分数。在这种实验教学模式下,学生不再是单纯的操作者,而是实验的构思者和控制者,极大地激发了学生的求知和创新欲望,受到学生的一致好评。
运用多媒体辅助教学设备,丰富教学方法 分析化学强调量的概念,因此培养学生规范操作十分重要。为了让学生能够熟练和规范操作,采用多媒体课件、录像、动画等展示,无疑是最好的方法。例如,重量法实验操作过程复杂、时间长,在有限的时间内,教师很难面面俱到地讲解,但是,借助操作录像,学生可具体、细致地了解整个操作过程,教师就是演示过程中的解说者和引导者。采用开放式、启发式、讨论式等多种教学方法开展教学。在教学安排上,要求学生课前完成预习报告,做到有备而来;实验中,由教师点评录像、学生实物操作、小组讨论、教师示范;学生开始实验后,教师要加强巡视,及时纠正错误或进行有针对性的指导;实验完成后,学生将实验结果写在黑板上,教师现场总结、点评。教师在实验过程中始终起着引导作用,实验完成后根据学生预习报告、实验操作的正确与熟练程度、原始记录是否规范、实验结果的准确度和精密度、实验中卫生习惯及实验报告的书写情况、实验态度等方面进行评分,提高学生学习自觉性、积极性及动手操作能力。2006年,我校分析化学课程成为国家精品课程,目前,授课录像、多媒体课件等已全部向学生开放,为学生自主学习提供了丰富的资源。
建立客观、合理的实验考核评价体系 实验考核是实验教学评价的重要手段,客观、公正、合理地评价学生的实验技能,直接影响学生学习的积极性,对学生的学习方法、学习态度也起着重要的导向作用。分析化学实验考核分为平时考核和期末考核两部分,所占比例分别为30%和70%。平时考核包括课前预习报告、实验记录、单元操作、数据处理、实验报告、职业素养6个方面,注重学生学习过程考核。期末考核则是重点考查学生的实际操作能力和实验技能水平。通常在考试前3周就将考核项目下达给学生,由学生自行准备实验试剂和设备,学生也可自行到实验室模拟练习,考试则是按照职业资格证书考试评分细则由除主讲教师外的分析化学课程组的其他教师担任考评员,并实行现场评分。期末考核注重操作、记录、计算是否规范,分析过程是否掌握等,关注分析结果的精密度,结果准确度仅作为参考。由于采取了教、考分离,开放式考试方式,激发了学生主动学习的热情,学习效果显著提高。
加强素质教育,培养实事求是的科学态度 分析化学实验特别是定量分析化学实验对分析测试结果的要求是准确、可靠,对学生的职业素养要求很高,科学求实是基本职业道德。实验过程中要让学生认识到误差是客观存在的,必须认真完成每一次操作,实时真实记录数据,才能获得精密准确的实验结果。杜绝对测定数据随意修改和编造现象,坚持实事求是的原则,并列举伪造数据的危害,逐步培养学生良好的实验操作习惯。
开放实验室,为学生自主学习搭建平台 分析化学实验强调对学生动手能力的培养。在有限的教学时间内,学生很难熟练掌握实验操作方法。多年来,学校为满足教学需要,与时俱进,不断添置实验设备,保证了实验教学的顺利进行。目前,实验室为学生全方位开放,学生可提前预约,利用课余时间到实验室进行预习、补做实验,开展创新工程以及赛前训练,等等。每年4月校庆,学校都会举办大型分析检验技能大比武,欢迎每位学生参赛,同也有市级赛、国家级赛,通过考核、大赛,学生学习积极性大大提高,形成良好循环。
分析化学实验教学改革的效果
分析化学实验教学改革在我校实施后,起到的作用有目共睹:实验教学改革与职业岗位能力需求直接对接,学生学习积极性提高,与后续专业课学习、职业资格证书考试有效衔接,历年学生考取检验类证书一次性通过率均在90%以上;由于结合职业能力需求,采用进阶式模块化教学法,学生独立操作能力、分析解决问题能力、职业素养普遍提升,增强了学生的就业竞争力,不少学生在检验岗位实习期间就被企业聘用,用人单位满意,学生心里踏实;实验教学改革也促进了学生学风明显好转,学生从过去的被动学习变为主动学习,并相信成功的背后一定是辛勤的汗水;实验教学改革也促使教师加强学习,教学相长,教师要更多深入企业学习,了解新技术、新方法,适应教学工作;实验教学改革也促进了实验室建设,学校建设了体现职业氛围的实验室,以满足实境教学的需要。
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分析化学实验是分析化学课程的重要组成部分,与化学相关学科(特别是分析化学理论课)教学紧密结合.通过学习分析化学实验课,有助于加深学生对化学等相关学科理论知识的掌握和理解,培养学生分析和解决实际问题的能力,为创新能力的提升、药物分析等专业课的学习及未来工作打下坚实的基础[1].我国的化学先驱,清代学者徐寿曾说过:“考质求数之学,乃格物之大端,而为化学之极致也.能精熟焉,则凡天下熟物俱能详考其原质,而深求其准数.遂使法有证据,而理得显明.若欲精究其事以造其极,则有三者为要:其一,通晓化学;其二,手法灵便;其三,专心笃好.”这里,考质求数即为现在的定性和定量分析.即定性和定量分析是物质科学的主体,是化学的最高境界.他特别提到了学好分析化学的关键是:在专心笃好的基础上,要做到通晓化学和手法灵便.这个观点涉及到目前大学分析化学教学中各化学学科间的有机结合、教学内容的完善和学科的科学设置.为此,本文从通晓化学和手法灵便这个角度探讨大学分析化学的实验教学改革.
1大学分析化学实验教学的现状
1.1化学学科间的课程衔接不够连贯
作为基础课的有机化学和无机化学是专业基础课分析化学的基础,更是药物分析等专业课的基础.有的学校,同一个院(系)的不同教研室分别承担无机化学、有机化学和分析化学的教学任务;有的学校,如我校,基础医学院承担无机化学和有机化学的教学任务,药学院承担分析化学的教学任务.不管是在相同的院(系)还是不同的院(系),目前各学科间的课程设置大多考虑本学科的情况,较少考虑不同学科间的相互要求和需要.这样的问题在国内很多院校都存在.基础课的重要性不言而喻,但基础课与专业基础课和专业课的课程衔接不够连贯,忽视了化学相关知识连续性的渗透,使得基础课教学中缺乏专业应用的实例,而专业课教学中又往往缺少基础课相关理论的指导,影响了学生综合实力的提高[2].集体备课多以本教研室为单位进行,缺少学科间的融合与沟通,也较少进行学科间的交叉听课.一般根据本学科的实验室、实验仪器来安排实验教学任务,较少考虑与其他学科的关系.因此,实验有重复,甚至缺少递进关系.如何让学生在有限的学习时间内做到通晓化学,化学学科间课程的有效衔接是基础.
1.2实验内容与教学方法不合理
目前,分析化学实验内容多为验证性实验,研究性、设计性实验少;以章节内容为基础的实验多,缺少章节间融合或学科间整合的综合性实验;实验内容未及时更新与完善,能够反映学科前沿的实验较少[3].分析化学实验课在教学方法上多延续着传统模式[4],实验员准备实验仪器和试剂,教师按照黑板或PPT上的实验内容,讲解实验目的、原理、仪器试剂、方法步骤、数据处理等,演示实验仪器的操作.学生“照方抓药”,无需思考在实验过程中可能出现的问题、产生的原因及解决的办法.因此,在验证性实验中,学生多能按照教师的要求顺利地完成实验并提交实验报告,但多数学生看重的是实验成绩,一些学生更是为不逃实验课而做实验.由于未能全身心地投入到实验中,所以无法领会实验本身的科学精神和科学内涵,更无法“享受”实验带来的乐趣.在这种固化的教学模式中,在“学生能顺利地完成实验”背后隐藏的实验内容与教学方法不合理,是需要我们深思的.由于这些没有生机的实验教学,学生机械地操作,课后抄写实验报告等因素的存在,导致学生处于被动的学习状态,缺少实验兴趣,缺乏实验动力与激情,实践能力很难提高,更谈何手法灵便呢?
2大学分析化学实验教学改革办法
2.1加强化学学科间的有效沟通,为通晓化学创造条件
通过加强学科间的有效沟通,实现化学学科间实验课程的有效衔接,进一步促进在课程设置,集体备课,相互听课等方面的交流.2013年6月28日,我校药学院分析化学所在的药物分析学教研室与基础医学院的化学教研室结对共建.在此基础上,进行课程设置的整合,共同进行集体备课,相互听课.与基础医学院的化学教研室共同编写出版了《药学实验技能训练与指导》[5],该书以普通高等教育“十二五”国家级规划教材为基础,结合基础学科和专业学科的实际情况,介绍了无机化学、有机化学、分析化学等基础化学学科和药物分析等专业学科的知识与技能,促进学科融合和实验资源的整合,避免实验重复设置,强化实验递进关系.以该教材作为全国医药院校药学/中药学大学生实践技能大赛的指导用书,对参赛学生进行系统培训,得到了教师和学生的好评和认可,发挥了积极的作用.首次参加第四届全国医药院校药学/中药学大学生实践技能大赛,两位同学分别获得了一等奖和二等奖.这种学科间的有效沟通可更充分地发挥学科互补优势,促进学科建设的发展和深度合作,有效利用教学时间,实现资源共享,为化学各学科的有机融合奠定基础.
2.2树立与时俱进的教学观,为提高学生的实验技能夯实坚实的基础
第一,授课信息量的增加与扩展.近年来,随着国家经济实力的增强,精密仪器的使用率和普及率大幅提升,各种新方法与新技术不断涌现,为药品质量标准的修订与完善提供了更坚实的保障.面对药品质量标准的国际化与现代化的迫切需要,作为分析化学实验课的授课教师,要立足于教材,但不局限于教材,要向学生传授当前分析技术与方法的前沿信息,树立与时俱进的教学观,为提高学生的实验技能夯实坚实的基础.如在讲授分析化学实验《HPLC法测定替硝唑溶液中替硝唑含量》时,不但讲授仪器的使用,还要实际演示流动相的过滤、脱气,样品的处理和进样,以及数据的处理等,也对目前HPLC仪器的发展状况,色谱柱的现状与发展趋势等加以说明,特别是我校有一位2008级药学专业的毕业生考入上海交通大学从事色谱新方法与新技术的研发工作,该同学的研发经历和目前的研究工作为在校学生的学习提供了动力.因此,在教学中有必要针对性地介绍一些研究进展、前沿理论,让学生更好地了解分析化学这门学科的发展动态,“知新”、“识新”才可能“创新”[6].第二,新成果的引入与融合.将教学与科研相结合,以科研促进教学是对分析化学实验最有益的补充.如在讲授《氧化还原滴定法》中的亚硝酸钠法时,不仅要讲授其含量测定方法,还要对其定性的鉴别-即芳香第一胺反应加以说明,特别是由于过量的亚硝酸会和β-萘酚反应呈猩红色,使定性鉴别结果出现假阳性,现已采用加入脲来消除此假阳性的干扰等.在《HPLC法测定替硝唑溶液中替硝唑含量》的色谱实验中,利用保留时间对替硝唑溶液中的替硝唑峰进行定性鉴别,是《分析化学》教材上的方法,也是目前常用的方法.那么,如果有两个色谱峰都和替硝唑对照品色谱峰的保留时间非常接近时,又如何作出合理的判断呢?当提出这个问题时,同学们会有针对性去认真思考.在此基础上,向同学们讲解对照品加入法、渐进窗口正交投影法等用于色谱峰匹配的新方法与新技术,提高学生们学习的积极性,使他们深知,这些新方法和新技术是在基础实验上的一个延伸和扩展,是把一些更先进的原理融合到这些基础实验中,是一个多学科间的有机结合.通过这些基础实验的升华,使同学们在认识到基础知识重要的同时,更要懂得知识创新的可贵.第三,教学方法的改进与提高.“教是为了不教.”陶行知先生的这句话时刻在提醒着我们教育工作者,特别是在当前大学大众化教育的背景下,更有着深刻的含义.在分析化学实验中,若采用传统的教学方式,缺少一个自由探索的空间和思想创新的环境,学生很难做到勤于动脑,善于动手.因此,必须从实际出发,联系实际,大力进行教学方法的改革与创新,调动学生的主观能动性[7],使学生能够主动融入实验并在实验中积极思考,达到“教是为了不教”的目的.如《碘量法测定维生素C的含量》,大多以维生素C原料药或有关制剂为测定对象,而我们选择校园内的药用柚子作为测定对象.同学们自己采集柚子样品,按照自己设计好的实验方案进行待测样品的制备,采用碘量法对柚子中的维生素C进行测定并对实验结果进行分析.通过这种教学方式,学生会对实验怀着更多的好奇和更浓厚的兴趣,会由单纯的“听做而得”的实验配角转换为“思做有得”的实验主角,角色的转换增强了学生的责任感,激发了完成实验的动力和激情.他们在实验中会遇到问题,但会迎难而上;在实验中会遇到挫折,但会勇敢面对.通过这样的实验,同学们有了更多的交流与合作,在实验中更会有新发现和新收获.
2.3科学设置实验课程,为手法灵便创造条件
分析化学是药学学科的专业基础课,分析化学实验教学在药学学科中担负着承上启下的作用[8,9].因此,分析化学实验课要科学设置.一是实验项目的合理设置.分析化学实验不是孤立的实验课,其设置要立足院校实际,在知识点上要注重与有机、无机基础实验的衔接,更要面向药物分析等专业课实验的需要.在知识面上,重基础、练技能是根本要求,既要重视称量、量取等基础操作,也要注重化学分析与仪器分析的有机融合.二是实验方法的创新.通过分析化学实验方法的创新,在验证理论课的基本原理、基本方法的同时,使分析化学实验课成为理论教学的最有力的补充和完善.三是实验室管理模式的改革[10].现代的教学方法要求改革实验室的管理模式.在提倡启发式教学、注重学生实践能力培养的环境下,实验室要开放运行管理模式及运行机制,实现开放共享,切实提高实验教学质量.教研室是学校最基层的教学组织和科研单位,也是教学活动的具体执行部门.因此,立足并扎根于教研室的开放实验室才会更有生机和活力.在实验室开放过程中,引导学生养成良好的实验习惯,逐步增加开放实验内容,鼓励学生自行设计实验、参与教师科研课题.自2016年起,我院每学期在已有实验课的基础上,增加了50学时的开放性药学综合实验课.学生以开放的实验室为平台,充分利用实验室的资源,完成自主设计的实验.在开放的实验室中,学生是主体,他们的思维模式不再是“你要我做什么?”,而是“我想做什么?”,“我如何做?”,学生的主观能动性得到发挥,学生的潜能得以释放,学生独立思考问题和解决问题的能力得以培养.在开放的实验室中,学生们的团结协作精神也得到进一步锤炼,遇到问题大家会相互讨论,彼此间相互学习、相互借鉴、取长补短,教师会给予及时必要的指导,引导学生提出质疑,并和学生交流,讨论,共同提高[11],有效地避免“封闭式”教学模式和“垄断式”教学方法,丰富了实验教学[12].如2016年,在2014级药物制剂本科学生的开放性药学综合实验中,学生的自主设计有:阿司匹林的有机合成,鉴别(化学,红外),阿司匹林片的制备,阿司匹林原料及制剂的定量分析(容量法,HPLC法)(皖南医学院药学院在安徽省省级示范实习实训中心“药学实习实训示范中心”的基础上,于2014年建立了学生高效液相色谱分析实验室,现有15台LC-15C型和3台LC-20A型岛津高效液相色谱仪).通过学生的实验设计和实验过程,教师能及时发现文献查阅是否全面、实验设计是否合理、实验操作是否规范,实验结果是否可靠,使学生做实验时不仅要知其然,更要知其所以然,将“勤于动脑,善于动手”贯穿于实验设计和实验过程中,使他们思维灵活,富于创新性;手法灵便,富于创造性.
3总结
分析化学实验是高等院校药学专业学习的重要环节,是培养学生实践能力和创新精神的重要课堂.结合工作实际,通过对分析化学实验中所存在的问题进行深入分析,探讨问题解决的办法和对策.为适应未来药学学科发展对学生知识结构和能力的要求,培养能适应未来发展需要的药学人才,应注重分析化学实验内容的更新、教学方法的改革和教学手段的完善.在注重知识衔接的同时,要重点考虑学科间的交叉与互融互通,合理安排实验项目,加强实验内容间的内在联系.应高度重视实验教学和实践教学环节,在加大对实验室投入的同时,要注重实验室的管理改革,推进实验室开放,为学生自主实验提供场所;在全面系统提高实验教学水平的同时,更要注重学生科研个性的培养与发挥,使学生不但能通晓化学,而且能手法灵便,让高校实验室真正成为“知识创新的源头,人才培养的基地”.
作者:邹纯才 宗倩妮 鄢海燕 单位:皖南医学院药学院
参考文献:
[1]任春艳,马传利,吕海涛.分析化学实验教学改革的几点建议[J].化学教育,2015(22):42-44.
[2]王妙飞,张道英,黄浩,等.药学专业分析化学实验教学设计与改革[J].大学化学,2016,31(5):44-48.
[3]邢云.分析化学实验教学改革初探[J].安阳师范学院学报,2009(5):148-150.
[4]焦玉荣,弓莹,刘玲娜,等.分析化学实验教学改革探索[J].榆林学院学报,2016,26(2):68-70.
[5]邹纯才主编.药学实验技能训练与指导[M].第1版.合肥:安徽科学技术出版社,2015.
[6]蔡铮,夏笔军,刘中秋.议药剂学教学中三种意识的培养[J].教育论坛,2009,6(7):119,122.
[7]郭玮,侯琳琳.谈分析化学实验教学改革[J].安阳师范学院学报,2010(2):135-137.
[8]蓝海,王燕.PBL教学法在药学专业无机化学教学中的探索[J].大理学院学报,2013,12(6):81-83.
[9]汪应灵,晁淑军,刘振岭.药学专业分析化学实验的创新教学探讨[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2010,12(9):921-922.
在高职高专院校中,分析化学实验课程是分析检验及化工相关专业的重要实践课程。学生能否正确、熟练地掌握分析化学实验的基本理论及规范性操作,直接关系到课程的教学质量。因此,在分析化学实验基本操作技能的教学中,为了培养学生好奇求索、牵头主导及发散性思维等学习习惯以及自觉有序的规范性操作习惯,越来越多的实验教师都在潜心研究这项重要课题。通过一个学期的探索和试验,提出用“师生共参与”的新型教学模式(以下简称“新教学模式”)培育在校学习分析化学基本操作实验的学生。
一、新教学模式提出的背景
分析实验课程是以应用化工、环境监测、食品营养与检测及生化制药等专业为背景所开设的基础性职业能力课程。该课程不仅致力于满足化工、医药、食品等相关行业的操作性人才培养目标,也能够对在校学生的职业能力和职业素养的培养起到较好的促进作用。
分析实验课程设计的目的是以任务为导向、以培养学生实际操作能力为目标,按照实际工作过程需求进行课程及任务的优化组合,更有利于学生掌握分析技术的基本理论和操作技能。课程通过分析实验的训练提高学生分析问题和解决问题的能力,为学生后续胜任工作岗位打好基础,力争实现“零距离就业”。
一直以来,现代职业教育的理念层出不穷,多种教学方法也在不断的完善和改进之中。具体涉及分析化学实验课程的教学时,首先,明确以培养学生分析实验操作技术为重点,同时按照分析检验项目为主体设计教学内容;其次,始终坚持与行业动态同步,联合企业来设计和开展实训课程;最后,分析实验课程的开发应当体现其职业性、实践性和开放性的综合要求,让学生在完成课程的同时,能够把知识、技能、习惯、态度贯穿于实训练习始终,并在实验过程中形成良好的职业素质和道德素养。因此,结合日常实验课堂中的教学经验和个人对理论教学方法的思考和探索的前提下,我们尝试提出本文所提出的新教学模式。这种教学模式有利于学生提前接触实际工作中常见的“师带徒”形式,帮助学生更快地适应和融入未来工作岗位上的关系氛围。与此同时,引导学生在一种日常竞争机制中主动学习技能,高质量地汲取和传承指导教师的知识经验和操作技能,为日后的职业发展奠定基础,也更好地契合职业教育所倡导的“青出于蓝而胜于蓝”的殷切期望。
二、新教学模式的具体方法
由于普通日常教学与实际工作之间固有地存在一定的差别,因此,在实际教学中,需要根据岗位特点以及学生的能力选取教材。教学内容应当具体结合检测项目的国家标准对学生进行知识、技能和社会能力等方面的综合培养,对理论知识和操作知识进行任务化分解,让教师扮演学生未来工作岗位上的“师傅”,真正与实际工作岗位需求联系起来,使教学内容更加具有针对性和实用性。
由于不同的职业院校在其软硬件规格和水平上存在着良莠不齐的客观情况,本文所介绍的新教学模式的具体实施方案仍需要结合实际进行布置和安排。现将新教学模式中的主要关键环节和方法综述如下:
1.学生分组
实验的准备阶段,教师应对学生的基本知识和技能进行了解,根据实验教室的配置和仪器的数量,对学生进行分组。分组时应将动手能力和基础知识较强的学生与这两方面较弱的学生安排在同一组,充分发挥组内的影响互助,带动所有学生动手学习,并逐步培养学生的团队合作意识。最重要的是,教师应随堂作为“组员”身份参与到小组实验中去,与学生共同完成实验。
2.实验理论讲授
课堂实验操作开始之前,教师应对实验的原理和步骤等进行详细的讲解。在课程进行中,当部分学生出现注意力不集中的情况时,教师应针对当前实验的关键环节予以提问,引导学生回到课堂实验教学中。还可以让学生自己讲解实验原理和过程,激发学生对实验操作的重视和兴趣。在学生自主讲解的过程中,教师应仔细记录知识点的错误和缺漏,并以“组员”身份进行纠错和查漏补缺,既能提高学生的学习积极性,又能保证知识点传授的完整性和正
确性。
3.实验演示
对于实验规范操作,特别是分析基本操作,教师应充当实际工作场景中的“师傅”角色,为学生做规范演示。在实验过程中,充分利用CAI或操作录像等电子教学资源,由教师先给学生演示正确的操作步骤,再随机抽取学生重复演示操作步骤,让其他学生当场纠正操作错误并陈述理由,促使学生加深对规范操作的印象。
4.实验操作
实验原理和步骤传授清楚后,由教师安排学生按照分组开始实验。教师在学生准备实验时应先巡查实验相关试剂和仪器是否准备齐全,以“师傅”的角色随机参与实验组的实验工作,对学生提出的问题进行解答,及时纠正学生在实验当中的错误操作,并进行记录以便在实验结束时进行总结。同时,教师应以“组员”身份和学生同步实验,通过实验得出教师自己的实验数据。这样做的目的,一是能大大提高学生的参与积极性,认真完成实验;二是能为学生做出更准确的实验数据提供可对比的参考值。
5.实验报告
实验操作环节完成后,在有条件的情况下,学生应当堂完成实验报告并由教师现场批改和点评。首先,教师完成自己的实验报告,着重注意报告格式、数据记录与处理以及实验结果分析这三个重点内容。同时,教师需要监督每位学生独立完成报告,防止实验数据的抄袭。其次,教师拿到学生的实验报告后,和教师自己的实验报告进行对比,讲解不足之处并提出改进建议,同时返还给学生让其修改不足之处。最后,对学生正确的实验数据进行“一对一”的核对,根据实验过程中记录学生的错误操作和误差,向学生讲解误差形成的原因,用实例说明如何在实验操作中降低误差的影响,逐步改进学生的实验方法及操作。
6.实验总结
学生实验完毕后,对实验过程中大部分学生集中出现的问题进行统一的归纳总结,指出学生操作中最容易出错的环节。实验结束时需要清扫卫生,教师以“组员”身份随机分配到清扫小组中去,了解学生对于这一堂课的收获和感受,同时及时地实验器具的存
放和卫生清洁做出细致的要求,帮助学生养成良好的实验卫生
习惯。
对于分析实验课程来说,无论应用哪种教学方法,都是致力于提高学生的学习主动性和技能水平。针对高职院校学生自主学习积极性普遍不高的现状,经过一个学期“师生共参与”的新型教学模式的实践,我们注意到学生的主动性和发散性思维能力有一定程度的提高,同时加强了学生的规范性操作习惯,最终也有利于学生在学习和工作中加强团队合作意识,共同进步。
参考文献: