在分析化学实验单元教学法

1、附件1在分析化学实验“单元教学法 ”中，“创新型”设计性实验是一个重要的教学环节。该教学环节是建立在完成基本操作训练与综合实验训练基础上的。设计课题来源：教师给出与学生自拟相结合；课 题 内 容： 与课程和学过知识相关的生产生活中分析课题；组 织 形 式： 学生34人自愿结合，自主选题；管 理 方 法： 模拟科研管理-课题组长负责制；评 分 方 法： 按课题组长、骨干、一般成员，不同比例。 在教师指导下，由学生完成资料查阅、方案设计、实验实施与总结的全过程。05级分析化学“创新型”设计性实验自拟课题汇总序号课 题 班级课组成员备注1新居室内甲醛含量的测定05084401许军朋等4人关键是取样2

2、关于方便面中磷含量的测定05084401李晓虎 等4人改用他法3绿茶中镁和铁含量的测定05084401唐强 等4人可行4废旧碱性电池成分研究与成分分离05084401兰学成等4人可行5测定汾水中磷的含量 05084401何金旺等4人可行6水中总硬度的测定05084401李欣等4人可行17食盐中碘含量的测定05084401仝振亚等4人可行8酸奶饮料pH测定及是否掺假05084401王忠华等4人可行9牙膏与饮用水中氟含量的测定05084401李俊会等5人可行10我校排放水中化学需氧量的测定05084401李典涛等4人可行11水中氨氮的测定05046401周剑伟等4人缺碘化汞12废干电池的综合利用

3、王培功等6人可行13不同电池中汞含量的比较范然等4人可行13水果中维生素C含量的测定杨博超等4人可行15紫外分光光度法测定饮料中防腐剂姜兆等3人缺苯甲酸16柑子中维生素C含量的测定及分析朱舒燕等4人可行17废水中酚类的测定方法李滋生等5人可行18饮料中咖啡因含量的测定向俊峰等4人难度偏大19加碘食盐中碘含量的分析吴志欣等4人可行20我校深井水的水质检测赵毅波等6人可行21汾河水中溶解氧的测定05046402柴旺等4 人可行22高钙奶与纯牛奶含钙量的比较徐林燕等4 人可行23常用洗衣粉中磷含量的测定陈雪芳等5人可行24几种水果中维生素C含量测定韩燕等4 人可行25鸡蛋蛋清中蛋白质的含量奥志华等3

4、人可行26几种含氟牙膏中氟含量的测定姚尧等4人可行27植物叶片中Mg、Fe的分离与鉴定及含量测定汪应民等3人28分光光度法测市售食盐中碘含量 王志华等4人可行29维生素C的定量测定（2，6-二氯酚靛酚滴定法李肃等5 人可行30阿司匹林的制备及纯度测定张郑贞等5人可行31汾河岸边土壤速效磷的测定王慧泽等4 人可行32检测油条中铝的含量 05046403陈红贲等5人改用其他方法33牙膏中氟的含量 郝晓霞等4人可行34我校土壤pH的测定及游离氧化铁的提取与分析孟萌等4人可行35测水果的总酸度及其维生素C含量武润平等4人可行36废旧干电池的回收利用方案设计 李中敏等4人可行37卵磷脂的提取及其组分鉴定

5、 刘磊等4 人可试38聚合硫酸铁的制备及处理废水效果徐涛等5人难度偏大39茶叶中微量元素的鉴定与定量测定 赵丽等5人可行40我校及周边地区生活用水硬度的测定以及其它组分的鉴定 高文强等5人可行41酸奶以及果品总酸度测定陈广等4人可行42茶叶主要成份分析 05041401王鹏等5人可行1、343奶粉中Cu和Zn微量元素测定 刘彤等5人可行44分光光度法测定漏芦中痕量铬与镉 江文文等5人药品不全45废电池的回收利用 刘东等5人可行46茶叶中咖啡因提取及含量的测定 傅云霆等4人难度偏大47叶绿素a和b含量的测定赵方超等5人可行48土壤分析调查唐全武等5人项目多可选做49汾河水中微量铬的测定 0504

6、5401付新国等4人可行50维生素C的定量测定 王焱等5人可行51汾河不同地段河水的pH测定 刘晓东等4人可行52比色法测定梨中维生素C的含量 曾瑶等6人可行53食用白醋中醋酸含量的测定 周光强等4人题目太简单54松花蛋中铅含量的测定 王建萍等3人55二龙山土壤中磷含量的测定张宇光等4人可行56铝合金中铝含量测定汪思华等3人可行57洗衣粉中磷含量测定郑会昌等4人可行58胃舒平药片中铝含量的测定时少华等3人可行59酱油中总酸量（度）和氨基氮的测定 05045402王晓露等4人可试60硫酸亚铁铵的制备及其纯度测定郝渺等3人可行61食盐中碘含量的测定白梅等4人可行62测市售味精中谷氨酸与NaCl的含

7、量 罗群等3人可试63康师傅橙汁与统一鲜橙多Vc含量比较 王香娟等4人可行64蛋白样品中蛋白质含量的测定陈皓等4人可行65用吸光光度法测食堂豆浆中铝含量殷伯东等4人可行66猪血中铁含量的分析张凯凯等4人可行67关于我校周边地区水质氟含量测定雷卫平等4人可行68分光光度法测纯牛奶中钙含量李山萌等5人缺乙二醛双缩附件2：项目编号 项目代码B0309中北大学 高等教育教学改革结题材料 材料名称 设计性实验认定标准与效果检验方法课题名称： 设计性实验教学与管理方法的研究申报人： 贾素云申报日期： 2003.9 结题日期 2005.5 一、研究“设计性实验标准认定”量化方法的目的 实验教学是理工科高校教

8、学的重要组成部分，对于培养学生的科研能力、创新精神等综合素质起着重要的作用。教育部关于加强高等学校本科教学工作 提高教学质量的若干意见的文件（即4号文件）明确指出“高等学校要重视本科教学的实验环节，保证实验开出率达到本科教学评估合格标准。”实验教学中的验证性实验、综合性实验和设计性实验，是学生掌握实验技能、理论联系实际和提高综合运用知识能力的三步循序渐近的环节。目前在高等院校的实验教学中，虽然都承认“设计性”实验的重要性，但在实际教学中又往往难以推行。究其原因，主要在两个方面。一是，对设计性实验缺乏统一与量化的认定标准；二是，对从事相应工作的教师与实验室工作人员的劳动得不到应有的肯定。这对于设

9、计性实验深入开展，形成极大的障碍。根据教育部4号文件的精神和我校基础化学实验室多年开展设计性实验的经验教训，我们认为制定一个统一的、易于操作的设计性实验认定标准和教学工作量的合理计算方法，是确保设计性实验健康开展的关键问题。本材料主要针对设计性实验标准认定方法进行探讨。二、“设计性实验标准”的量化方法研究思路教育部高教司关于普通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行）文件中明确定义：“设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以完成的实验。”剖析这38字的定义，包括对于“师”与“生”两方面的四项基本要求。概括讲：1、教师给出的“实验目的要求”是否明确并符合学科的培养目

10、标； 2、实验室能否提供充足与必要的仪器、药品、空间与时间； 3、学生的实验方案是否属于“自行设计”； 4、是否由学生自主独立地完成实验全过程。根据这四项基本要求，课题组将其分析后进行分解，可细化为10点细则，先制定如下量化的设计性实验评价认定计分表（见附表0）。此表在三个年级学生中试用，按此表上的各项要求对基础化学实验室开展的设计性实验进行评价。经测算按基本均在80分以上。所以可以认为80分，作为横量认定为设计性实验的标准。虽然此表给出了具体的分数，但学生使用后，反映表内容偏多，分数的尺度好不把握。 经研究和征求有关管理部门的意见，将设计性实验标准认定与教学效果检查分为两表进行。这样作为认定

11、的专家和管理部门用表1、作为对教学效果验证的学生用表2，其内容针对性相对更强些。三、调查表的使用方法各欲开“设计性”实验课程，应先提交申请报告在教务处实验科和系教学办备案；在设计性实验开课时和结束后，可由教务处或各系组织按表1 项目进行认定评估验收，认定人员应在3人以上。表1项目中1、2、6是必备项目，其余项目可再满足3项，即可认定该课程所开实验属于“设计性”实验。“设计性”实验教学效果的检验，可由各系组织采用座谈会或问卷形式。人员可由各开课班学生自愿参加。重点了解实验目的是否明确、实验条件是否能满足、是否是独立完成实验，收获大小等。也可制成表2、3形式问卷，表2评分在85分以上，表3中1、2

12、、5、6是重点，其余再满足3项，即可认为教学效果是好的。表1 “设计性”实验认定标准 课程名称实验学时指导教师仪器套数序号评 价 项 目 内 涵是否1教师是否给出明确实验目的和要求2实验条件是否具备（仪器与耗材）3实验室是否能全天或预约开放4是否有学生自拟课题且能实施5是否要求学生查阅资料并自拟方案6是否要求学生独立完成实验全过程7是否要求学生撰写实验开题报告8是否要求学生撰写实验总结报告9实验中学生组织分工是否明确合 计系认定意见认定人签字 年 月 日教务处认定意见认定人签字 年 月 日表2 “设计性”实验评价认定计分表评价项目内涵优（109分）良（87分）一般（65分）小计×权重

13、教师给出的实验目的要求是否明确并符合学科方向符合明确基本符合不明确×1.0教师给出的示例课题数目与更新性更新题目不少于5个更新题目不少于3个基本重复过去题目×1.0实验室提供的实验仪器药品充足程度完全满足需要基本满足比较缺乏×1.2实验室开放时间全天开放预约开放定时开放×0.8学生自拟课题数目占总课题数目的比例大于30不少于20不少于10×0.8学生是否查阅资料必须有查阅过程可以不查×0.8学生的方案是否自拟有无开题报告有完整的开题报告有实验方法无开题报告全部用现成的方法×1.2实验完成过程全部独立完成基本独立完成需帮助完成

14、×1.4组织形式是否规范 分工是否明确 合作与否小组负责明确分工小组成员基本参加小组成员忙闲不均×0.6实验结论的正确性正确基本正确错误较多×1.2总 分表3 学 生 对 教 学 评 价 调 查课程名称实验学时指导教师仪器套数序号评 价 项 目 内 涵是否1教师给出实验目的和要求你是否明确2实验条件是否具备（仪器与耗材）3实验室是否能对学生全天或预约开放4你的实验课题是否是自拟的5你是否通过阅资料自拟的方案6你是否是独立完成实验全过程7在实验过程中教师是否对你有指导8你是否用学过的知识解决实验问题9从设计性实验中你感觉收获大吗合 计系认定意见 认定人签字 年 月

15、日教务处认定意见 认定人签字 年 月 日附件3：项目编号 项目代码B0309中北大学 高等教育教学改革结题材料 材料名称 设计性实验教学工作量计算折算方法课题名称： 设计性实验教学与管理方法的研究申报人： 贾素云申报日期： 2003.9 结题日期 2005.5 一、改革“设计性实验中教师与实验员工作量计算方法”的目的通过多年的教学改革实践，证明了设计性实验对提高学生的动手、动脑、运用知识的能力和创新意识具有很强的实际作用，是深受学生欢迎的。开设设计性实验不仅仅是教学评估的需要，更是提高教学质量的措施。因此对于设计性实验，也必需有相应的教学与管理方法，才能确保设计性实验健康、顺利开展。设计性实验

16、在教学与管理方法上不同于验证性和综合性实验，尤其是对于化学、化工、环境和材料类专业。教师与实验室工作人员（包括学生在内）都要付出更多的心血与劳动。但在现行的实验教学大纲上却与普通实验编排在一起，在教学工作量的计算与经费支持上没有什么区别，这显然是不合适的。二、设计性实验中教师与实验员工作量计算方法在进行设计性实验期间，学生查阅资料和制定方案都安排在课外时间。在实验室完成课题的时间，根据班级多少不等，至少都在2周以上。虽然进入实验室做实验的学生在时间和人数上随机性很大，但从几年的统计规律看，基本人数在日均一个班左右。指导教师在“实验要求与目的”的布置、学生初拟方案讨论、实验过程中的必要指导和对学

17、生实验结果的评价等方面，需要付出相当的辛劳；而实验室工作人员的仪器与药品的准备工作也随学生自拟课题的增加，难度比普通实验大得多。鉴于上述考虑设计性实验教学工作量应包括以下五部分内容：1、 实验任务的布置；2、实验方案的讨论；3、实验室准备；4、实验指导；5、实验报告的批改与总结。参考原工作量核算中的一些规定和相关的课程设计等工作量计算方法，这五部分工作量可这样计算：1、 实验任务的布置与总结：此环节在课堂上统一讲，可按理论课授课工作量计N1=4×1+0.5(n-1);2、 实验方案的讨论：此环节是分班和小组与教师讨论，每班按2 学时计 N2=2n;3、 实验室准备：由于实验课题多，实

18、验室准备工作量大，每班按4学时计 N3=4n;4、 实验指导：每天实验8学时，指导系数按0.5计，N4=8×0.5n×Q×D/n（p+q）;5、 总工作量N总=Ni 将上述各项加合，即得下式各式中：N总 设计性实验的总工作量；n - 实验班数=实验总人数÷35（35人为1个班编制）；4、2、8、-为学时数；p - 协作工作量比例,取0.4；q - 指辅工作量（包括实验报告批改）比例，取0.6；Q - 难度系数（按学生自拟课题比例大于50的取1.5，少于20取1.2）；D - 全部班完成实验的总天数例如：以分析化学设计性实验为例，3个班（人数均按35人计）

19、参加实验，实验总天数为9天； 难度系数Q =1.5 上述公式计算 其他条件不变，难度系数Q =1.2 按上述公式计算 N总=69.2 仍以上例，若按现行工作量计算方法计算：仪器3大类套，每组4 人1、 准备实验工作量N11=0.42×实验学时×实验班级人数÷35 N11=0.42×5×35÷12=6.1252、仪器维护工作量N12=0.015×配套组数×实验学时×重复次数 重复次数=实验班级人数÷每次人数（在规定实验学时数内完成实验的学生人数） N12=0.015×3×5&#

20、215;35÷12=0.65633、 协作实验工作量N13=0.2×实验学时×实验班级人数÷35 N13=0.2×5×35÷12=2.91674、 指辅导实验工作量N14= (0.4×实验人数÷35 + 0.3×实验人数÷每次人数)×实验学时 N14= (0.4×35÷35 + 0.3×35÷12)×5=6.3755、 批改实验报告工作量N15=0.015×学生人数N15=0.015×35=0.525 故3

21、个班实验总工作量N1=16.596×3=49.79同样3个班的设计性实验的总工作量N总=49.79 这与教师与实验员的实际工作时间与工作量差距太大。长期下去，必然会挫伤从业人员的积极性。新拟定的工作量计算方法与原计算方法相比，在相同条件下工作量可提高近40；难度大的，可提高60。但从管理方面考虑，再搞一套计算方法并不方便。通过上面计算可以看到，采用在现有的计算方法的基础上，为确定是设计性实验的部分再奖励4060工作量，基本与新方法计算的工作量相当。作者认为无论是从鼓励实验课中多开展设计性实验，提高教学质量；还是从考虑对教师与实验人员的实际付出的褒奖，对现行工作量的计算方法的改进与政策

22、的倾斜都是完全必要的。通过多年的教学改革实践，证明了设计性实验对提高学生的动手、动脑、运用知识的能力和创新意识具有很强的实际作用，是深受学生欢迎的。开设设计性实验不仅仅是教学评估的需要，更是提高教学质量的措施。因此对于设计性实验，也必需有相应的教学与管理方法，才能确保设计性实验健康、顺利开展。 附件4：项目编号 项目代码B0309中北大学 高等教育教学改革结题材料 材料名称 设计性实验教学与管理课题名称： 设计性实验教学与管理方法的研究申报人： 贾素云申报日期： 2003.9 结题日期 2005.5 设计性实验的教学与管理在分析化学实验课中实行的是“单元教学”的模式，在完成基本操作训练单元、综

23、合训练单元训练后，学生已基本具备了独立操作的实验技能和相关的理论知识，便可转入进行设计性实验。在设计性实验阶段模拟科研管理方式，让学生自愿组成若干设计小组，从题目选择、方案设计、实施的全过程，实行全方位“开放”，便于培养学生的“团队”意识和自主创新精神。教师在该阶段处于指导性教学地位。分析化学设计性实验经过多年的探索，有些粗浅的体会。总结起来，主要抓了以下环节：1、 题目的选择与难度的把握为了使设计性实验达到预期的目的，题目的选择是十分重要的。题目要有一定理论意义与实用价值，还应注意适当的难度和学生的“个性”。在充分听取学生意见后，在拟题上，采取教师推荐与学生自拟相结合；在定题时，实行了学生自主选题。为了调动学生的“参与”热情，在评分标准上对于自拟题目的起评分要高于同类推荐题目。由于采取了上述措施，大大提高了学生的积极性，在每年的设计性实验中都有学生提出的有相当研究与实用价值的课题。如“市售洗涤剂中磷含量的测定及对汾河水体营养化的贡献”、“上兰地区果园中土质对果品质量的影响”等，这些题目丰富了