“项目导向、任务驱动”教学法在化学分析技术课程中的应用探究
2018-05-08,,,,
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(甘肃中医药大学定西校区,甘肃 定西 743000)
我国蓬勃发展的高等职业教育,为现代化建设培养了大批高素质技能型人才,高职教育不断深入发展过程中,机遇与挑战并存,其挑战之一就是教学改革势在必行。教法改革成为各高职院校在技能型人才培养过程中的重要一环,高职专业建设应当以职业岗位分析为基础。当前高职专业教学模式多侧重于传授理论知识,忽略了对学生学习主动性、实践技能操作及人文素质的培养,使学生进入实际工作岗位后,无法适应岗位要求,也无法将所学知识有效运用于工作实践中。因此,目标有效的高质量课堂教学是高职教学顺利进行的有效前提和根本保证,同时也是学生日后学习和工作的重要参考和信息。所以,高职专业人才培养模式设计,必须与对口行业职业领域和工作过程相适应,提高专业教学水平,深化教育教学改革,全面推进素质教育。
化学分析技术是药品生产技术专业重要的必修专业基础课,理论性和实践性都较强,主要培养学生的化学分析能力,技术含量高,专业性强,要求学生既要掌握知识原理,更加注重生产和实际应用环节。因此化学分析技术课程应采用“项目导向、任务驱动”的教学模式,以“实用为主,够用为度”,主要以滴定分析工作过程为主线,对传统理论体系进行重构整合,进而形成具有职业化特点的模块化知识体系。组织实施中,模块下设计项目,项目下分解设计工作任务,围绕完成工作任务和实际项目学习基本理论,训练技能,培养职业素养。
1 “项目导向、任务驱动”教学法的相关概念
“项目导向”是学生在教师指导下完成一个完整工作项目的各个环节,从而体验和学习相关知识的教学方法,是将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕项目组织开展教学,使学生直接全程参与学习全过程的教学方法。项目导向教学法的根本目的是在课堂教学过程中将理论知识与实践教学想结合,在培养学生操作能力的同时培养其创新能力,从而全面提升其综合素质。围绕职业岗位能力的形成,选择和科学设计项目。以完成一个个完整的项目所需要的知识、能力和素质结构设计教学方案。按照一个完整的项目的操作流程组织实施教学,在完成项目的过程中达到培养目标要求。通过一系列项目的实施,也使学生了解和把握了完成项目各个环节的基本要求与整个过程的重点和难点。
“任务驱动”是指学生在教师所设计的各类学习任务驱动下,通过发挥各自的创造性和积极性,自主探究,寻找解决问题的方法,让学生在解决任务的过程中提高学习能力,掌握新的知识。任务驱动的特征是围绕任务展开教学,因此,设计与编写任务尤其重要。教学中教师以鼓励学生完成任务的方式来培养其动手能力及相关技能。即在整个教学过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕预先制定好的共同任务,将教学知识目标、课程理论及实践内容、课程作品融于一体,并贯穿于课程的“教、学、做”之中。学习过程中学生通过自主学习、相互协作、完成任务来学习课程核心知识与技能。
运用“项目导向、任务驱动”教学法教学时,教师课前预先将任务下发给学生,即将传统教学内容变为任务或问题交给学生,给学生以足够的准备时间,使其自行思考解决问题的方法以及行动的方案。学生成为学习实践的主体,通过实施项目,既掌握了基本理论,又提高了自身处理问题的能力、培养了道德情操,亲身体验了项目完成的艰辛和乐趣。教学中将一个个精心设计的、具有实用性和岗位针对性的项目任务交给学生独立完成,教师起到咨询、指导与答疑解难的作用。通过项目目标性和教学情境的创设,让学生带着真实任务探究学习,符合探究式教学,有利于发掘学生创新潜能,提高独立分析和解决问题的能力。引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列项目,从而得到清晰的思路、方法和知识脉络,在完成项目的过程中,激发其学习的积极主动性,培养提高其解决实际问题的综合实践能力。
简言之,“项目导向+任务驱动”是“教”与“学”的有机结合,直接将“教”与“学”融合,激发学生的学习兴趣,学习由消极被动变为积极主动,也使学生既善于学习,更乐于学习,培养了其可持续发展的能力,收到良好的教学效果。教学过程以大纲、问题、学生为中心,不同于以课堂、课本、教师为中心的传统教学。该方法既强调了学生的认识主体作用,又充分发挥了教师的主导作用。
2 化学分析技术教学项目与任务设计
“项目导向、任务驱动”教学法的关键之一是学习项目与工作任务的分析设计。根据笔者参加分析检测技术企业顶岗国培,在青岛中润监测中心和山东省食品有害物质监督检验中心两个月工作体验和培训专家报告,以及听取药品生产、食品加工、化工、环保等相关行业、企业专家的意见和建议;分析“化学分析技术”适用的工作领域及相应工作岗位,如食品药品监督岗位、产品分析检验岗位、产品质量监督岗位、动植物检疫岗位、环保检测岗位、测土施肥岗位等,并对工作任务与职业能力进行分析,选择能够培养学生职业能力、创新能力和创业精神的基本理论知识和技能作为教学内容;以实际应用的工作过程为导向,遵循学生职业能力培养的基本规律,突出课程教学和人才培养的针对性和适用性,将理论知识与实践技能相结合,选择、整合课程内容,得到包括定量分析基础、称量分析技术、滴定分析基础、滴定分析技术、常用分离技术5大模块。侧重选择实用、成熟的项目,项目间密切衔接,如前面项目配制的酸碱溶液用于后续项目的实际测定,既完成了实验操作训练,又突出了知识的连贯性和实验操作技能的实用性和实效性,还能培养学生节约意识和环保理念。[如在模块3项目4中的NaOH和HCl标准溶液浓度的标定,之后进行模块4的项目5中的任务11、12、13药用NaOH含量测定、食醋中总酸量测定、纯碱中Na2CO3含量测定等,用配制标定好的溶液进行实际测定,既避免药品和试剂的浪费,保护环境,又突显了工作任务的实践性、实用性和职业针对性]。由简到繁、由易到难,设计了定量分析基本操作训练、误差与分析数据的处理、重量分析技术、滴定分析基本操作、酸碱滴定技术、沉淀滴定技术、配位滴定技术、氧化还原滴定技术、离子交换分离技术、萃取分离技术等10个实训项目,进行整个课程的教学。在10个项目的教学实施中,进一步分解成25项学习型工作任务,突出课程内容的实用性和岗位针对性,具体工作任务见表1。
表1 “化学分析技术”课程教学模块、项目和学习任务
3 “项目导向、任务驱动”教学法组织实施
3.1 “项目导向、任务驱动”教学法基本流程
“项目导向、任务驱动”教学法的另一关键是项目的组织实施。“项目导向、任务驱动”教学法的基本流程一般为:确定项目任务→任务分解→拟定计划→执行计划→项目验收评价→项目总结。六大环节中,“确定项目任务”主要由教师在走访相关企业,进行专家咨询,多方调查研究后,针对适用的工作领域及相应的工作岗位,以及实际工作中的典型应用,确定的富有代表性的项目,以学生的认知规律为依据,由浅入深,循序渐进地安排项目顺序。“任务分解”由教师根据项目内容合理分解,形成典型具体的可操作性的任务,任务还可以根据情况分解为若干个子任务。“拟定计划”教师事先给学生提出任务,引导学生自行通过阅读教材、上网查询资料,进行分组讨论后制定实验方案,再指导学生对各组的方案做认真研究和讨论,选择出最优实践方案。“执行计划”由学生进行实验准备,独立完成实验任务,同时教师适时地规范学生的实验基本操作,督促其养成良好的实验习惯,并及时纠正错误操作。实验结束后,指导学生对分析数据加以计算,分析,最终得出结论,认真撰写实验报告。“项目验收评价”为师生共同参与,对整个实验进行的总结评价。主要包括实验方案评价、实验结果评价、学生自我评价、小组内自评和小组间互评,以及师生评价等。“项目总结”即最后进行项目小结和知识点回顾,通过教师的总结和回顾,及时查缺补漏,让所有的学生都能全面掌握知识点,达到教学要求。结果评价中教师应当事先清楚项目实施后的最终结果,如此即可客观的对学生所得结论作出判断评价。“项目总结”教师针对学生实验操作和最终的结果,帮助学生总结项目的重点、难点及其突破情况,总结成败得失,使学生在项目的完成中得到更多收获。
3.2 “项目导向、任务驱动”教学法实施实例
笔者在本校16级药品生产技术专业教学班尝试了“项目导向、任务驱动”法教学。在此以模块3滴定分析基础中的项目4. 滴定分析基本操作的工作任务9 NaOH和HCl标准溶液浓度的标定为例,说明“项目导向、任务驱动”教学法的实施过程。
3.2.1 首先应明确任务 教师将任务“NaOH和HCl标准溶液浓度的标定”分解为两个子任务:①0.1 mol·L-1NaOH和0.1mol·L-1HCl溶液的配制;②0.1 mol·L-1NaOH和0.1 mol·L-1HCl溶液的标定。事先将任务下发给学生,让学生课前提前准备,自行思考解决问题的方法及行动的方案。并指定某组学生提前完成NaOH和HCl溶液的配制。课堂上,在教师的指导下,学生分组学习。先选派课前完成NaOH和HCl的粗配任务的小组代表发言,说出NaOH和HCl的粗配全过程,浓盐酸和NaOH固体取用量与整班NaOH和HCl溶液耗用量的计算等。期间其余各学习小组的学生随时就粗配过程进行提问,课堂气氛活跃,学生学习的积极性很高。学生提出的问题有①为什么盐酸和氢氧化钠不能直接配制标准溶液?②配制NaOH和HCl溶液主要需要哪几种仪器?③NaOH和HCl溶液怎样保存等。之后各小组学生畅所欲言,争先恐后上前说明如何完成标定任务。此时学生又提出①为什么基准物质要预处理?②为什么必须用分析天平称量基准物质?③标定碱和酸溶液常用的基准物质各有哪些?④如何计算称取基准物质的质量范围?⑤溶解基准物质时加入20~30 mL水,是用量筒量取,还是用移液管移取?为什么?⑥实验中所用的移液管、容量瓶、滴定管、锥形瓶是否需要干燥?为什么?⑦碳酸钠作为基准物质标定HCl时为什么不用酚酞做指示剂?⑧标定过程终点前后溶液颜色如何变化?学生有问有答,学习劲头十足。讨论中教师适时点评,解答共性问题,及时补充学生的不全面答案,或鼓励学生用实验数据来检验真理,并将好的问题写在黑板上,让大家进一步对重点知识消化理解吸收。其次,分析问题,拟定计划。在各组同学代表展示小组拟定的计划后,师生共同讨论确定,将成熟,操作性强的计划方案名称及主要步骤写到黑板上:名称分别为①以邻苯二甲酸氢钾为基准物质,酚酞为指示剂标定NaOH,②以碳酸钠为基准物质,以甲基橙指示剂标定HCl。见于邻苯二甲酸氢钾价格比较贵,标定后的废液对环境可能造成污染,为了突出实验的实用性、经济性和环境友好性,引导学生将最终实验方案变更为,先用碳酸钠作为基准物质标定盐酸,再用已标定的盐酸比较标定NaOH。并根据最终实验方案的将具体的实验操作步骤进行调整和修改。
3.2.2 任务准备和计划执行 学生按照师生讨论后拟定的计划和分析步骤,准备实验仪器及试剂,小组各成员分工合作,进行NaOH和HCl溶液的浓度标定。同时教师适时地进行相关实验操作的演示,检查规范学生的实验基本操作并及时纠正操作错误,同时督促学生形成良好的实验习惯,规范学生实验数据的记录。如,分析天平的规范操作,酸、碱式滴定管排气泡方法,滴定管和移液管的润洗操作方法和习惯,移液管移液的正确操作、滴定管读数方法,滴定操作中左右手的分工,终点的准确判断,结束滴定的半滴操作等等。实验结束后,教师指导学生对实验数据进行分析处理,计算出NaOH和HCl溶液的准确浓度(强调必须是四位有效数字),并计算相对标准偏差,最终得出结论,指导和要求认真撰写实验报告。
3.2.3 项目验收和结果评价 各小组经过分析后提交测定结果,先由学生对自己的测定结果进行自我评估,再由教师进行检查评分。根据学生的分析结果,包括浓度数值,相对平均偏差,实验数据的记录、实验过程的表现,师生共同讨论,结合学生自评,小组互评等,对各学习小组整个任务完成的情况进行总结评价。
3.2.4 项目总结 教师针对学生实验操作和最终的结果,帮助学生总结项目的重点、难点及其突破情况,总结成败得失,使学生在完成任务的同时也较好地掌握了相关的理论知识及实践操作技能,培养了学生的职业能力,在项目的验收和评价中检验学生能力和知识的掌握程度,收获颇多。采用“项目导向、任务驱动”教学法,学生不仅对“每节课应该学什么”“要学会做什么”一目了然。学生还因为有了明确的学习目标,学习动力更强,学习兴趣更浓,最后变“要我学”为“我要学”。
4 结论
笔者以化学分析技术课程的教学为依托,进行了本教学法的探究与实践。包括以实践性和应用性为特点的项目和任务的确定,任务的分解、任务的组织执行,以及以任务实施过程为内容的教学活动的实施。结果表明,采用了该教学方法后,学生上课的积极性大有提高,课堂气氛活跃,杜绝了逃课、上课看手机、交头接耳、赶作业、打瞌睡等现象。学生的学习兴趣浓厚、学习动力十足、学习热情高涨,精神面貌也大有改观,做实验的认真程度大幅提高,实验操作的规范性也明显提高。同时因为采用本教学法学习活动基本都以小组合作为主,团队参与完成项目任务,因此,通过小组合作学习,学生的沟通协作的能力,团队精神和团队意识也得到了明显的锻炼,师生感情更加深厚。整个班级组织性、纪律性、凝聚力也有了明显的增强。“项目导向、任务驱动”教学法以其独特的优势,对提高学生自主学习本专业知识能力,提升其有效解决实际问题的能力以及适应实际工作环境的能力有较好的促进作用,可以使学生更好地掌握理论知识和实践操作技能,达到高效适用灵活的教学效果。