水分析化学实验混合式教学设计及创新人才培养策略研究_黄贵琦.pdf
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1、第 51 卷第 2 期2023 年 1 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.2Jan.2023水分析化学实验混合式教学设计及创新人才培养策略研究黄贵琦,陈春燕,刘亚敏,杨 晶,刘 倩,李思敏(河北工程大学能源与环境工程学院,河北 邯郸 056038)摘 要:水分析化学实验是给排水科学与工程专业的基础课程,对大学生构建知识体系立体化、培养实验操作能力,提高创新科研素质具有重要导向作用。根据当前给排水专业基础教育的发展趋势,提出了水分析化学实验课程教学改革的初步方案,力求满足当代大学生的个性化需要,为新时代下培养合格的给排水专业创新人才奠定坚实
2、的基础。关键词:水分析化学实验;教学改革;创新人才;课程思政中图分类号:G642.0 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)02-0273-03 基金项目:河北工程大学教育教学改革研究与实践项目(XN1200130806)。第一作者:黄贵琦(1989-),男,博士,讲师,主要从事环境污染物痕量分析及测定研究。通讯作者:李思敏,男,博士,教授,主要从事水污染控制技术。Study on Mixed Teaching Design and Innovative Talent TrainingStrategy of Water Analytical Chemistry Experime
3、ntHUANG Gui-qi,CHEN Chun-yan,LIU Ya-min,YANG Jing,LIU Qian,LI Si-min(School of Energy and Environmental Engineering,Hebei University of Engineering,Hebei Handan 056038,China)Abstract:Water Analytical Chemistry Experiment is a basic course for Water Supply and Drainage Science andEngineering major,wh
4、ich plays an important guiding role in constructing three-dimensional knowledge system,cultivatingexperimental operation ability and improving innovative scientific research quality for college students.According to thecurrent development trend of basic education of water supply and drainage special
5、ty,a preliminary teaching reform schemefor Water Analytical Chemistry Experiment course was put forward,which tried to meet the individual needs ofcontemporary college students and laid a solid foundation for training qualified innovative talents of Water Supply andDrainage specialty in the new era.
6、Key words:Water Analytical Chemistry Experiment;teaching reform;innovative talent;course education水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量及其分析方法的一门学科,是给排水科学与工程专业指导委员会指定的十门骨干课程之一1。该课程在国民经济各个领域肩负着重要使命,尤其在日趋严重的水环境污染治理和环境监测中起到“眼睛”和“哨兵”作用。与其他课程相比,水分析化学是一门实践性比较强的课程,实验课程是其必不可少的教学环节,它不仅能够加强学生对基础知识的理解,同时也可以培养本专业学生的实践技能和数据
7、处理能力。因此,在新时代工科背景下,如何提高学生学习的积极性、主动性和创新思维,塑造肩负着缓解水体环境污染和建设生态文社会责任的给排水专业高素质创新人才,已成为水分析化学实验教学模式改革的重要课题。1 水分析化学实验教学存在的主要问题1.1 学生主动性不足、试剂浪费严重学生对水分析化学实验课程重视程度不够,普遍认为理论知识更重要,做实验主动性不足,实验前大部分学生没有预习,仅凭实验老师课堂授课内容,并不能真正理解实验目的和原理,也不清楚实验的关键性操作步骤,实验过程中往往出现“一人操作,多人围观”的现象。其次,多数学生没有严格按照所需实验剂量和正确步骤进行操作,造成化学试剂严重浪费2-3。比如
8、为了实验方便,有些学生将过量的试剂直接倒入烧杯中带回自己实验台位,而认真做实验的同学却没有试剂做实验,此情况的发生使得指导老师只能在实验课上再次配置实验试剂以保证全部学生能完成实验。1.2 教学模式单一普通高校实验教学多采用“实验老师讲,学生听;老师演示,学生看,做完实验写报告”。实验前准备工作如水样采集及其预处理,标准溶液的配置及标定等工作均有实验老师完成或者研究生助管完成3。学生在实验课上仅是按部就班完成,如此被动的教学模式使得学生没有彻底理解实验目的,不清楚实验结果的实际含义,也不理解该课程在国民经济中的真正地位和作用。其次,每个实验均是独立实验,没有综合性实践调274 广 州 化 工2
9、023 年 1 月研活动,没有利用水分析实验知识参与过水质调研课题。在此种教学模式下,很难培养出具备从事相关实验分析工作能力的学生。针对传统的水分析化学实验教学中出现的问题,本文以我院 18 级和 19 级给排水专业为对象,按照教学规律进行了改革设计,将水分析化学实验课堂作为核心平台,以学生为主体,架建一种实验课堂、MOOC 在线课堂、文献检索课程、实践调研和学科竞赛的“五位一体”实验教学模式。该教学模式既可以发挥高校课堂教学的引导性,又能转换课堂的主体为学生,还可以实现专业课程间的连通。重要的是可通过以目标性引导为基本、兴趣激发为本质、自主学习和讨论为目的的实验教学模式,从根本上突破现有实验
10、课堂的局限性。2 水分析化学实验教学改革的探索2.1 教学团队建设、课程交叉联动我院水分析化学实验教学老师共 2 位,其中 1 位是从事教学十几年,具有丰富经验的老教师,另 1 位是具有丰富科研经验、基础扎实的年轻博士老师。两位老师相互促进,取长补短,尤其是博士老师将该课程相关的科研实例注入相关实验内容,让实验教学变得更加活力和生机。此外,该年轻老师还教授 文献检索和科技写作 以及 大学生创业基础 两门课程。在文献课中教师可引导学生通过学校图书馆数据库检索近5 年的生态环境部发布的 中国生态环境状况公报 以及 中国环境统计年鉴。在以学生为主的学习和查阅过程中,学生不仅可以了解了我国水资源短缺、
11、水环境污染的现状,也逐渐认识到水质分析的重要性和必要性以及水分析化学实验在环境监测和水环境污染控制过程中扮演的角色。其次,在 大学生创业基础 课堂中,该教师给学生介绍怎么利用水分析化学实验知识去参加各项学科竞赛和实践调研活动,激发学生科研兴趣和创新意识,锻炼学生创新思维,拓展学生利用水分析化学的基本原理和实验技能解决水环境问题。2.2 构建“线上+线下”混合式实验教学模式将现有的中国大学 MOOC 线上课堂引入水分析化学实验,构建“线上+线下”混合式实验教学模式,能够给学生提供更多的预习时间和学习机会。如:武汉大学林毅老师在 MOOC 上开设的分析化学实验课程,主要包括容量仪器的洗涤和标准溶液
12、的配置、分析天平的使用、酸碱滴定以及络合滴定等。然而,该课程中缺少水中的碱度(硬度)的测定、水中 Cl-的测定以及 Fe3+的测定、COD 以及 BOD5的测定等重要的水分析化学实验。基于此,本课程以学生为主体,充分调动学生积极性,通过课堂选拔和分组实验比赛,让实验操作优秀的学生将MOOC 中缺少的实验章节提前录制好,放到我院开设的公众号“我爱科创”上。学生可通过“MOOC”以及公众号“我爱科创”在课前进行切换预习和学习,这种新颖的混合式实验教学模式,能使学生更加深入地理解实验原理和实验关键步骤,增加学生对水分析化学实验的熟悉程度。2.3 注入课程思政、实现立德树人水分析化学这门课程蕴含着丰富
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