蔣德敏，陳書鴻，趙東鋒，黃美英

（重慶三峽學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，重慶萬州404100）

“分析化學(xué)實驗”是分析化學(xué)課程的重要組成部分[1]，“分析化學(xué)”是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，在企業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、醫(yī)療健康等領(lǐng)域中起著重要的作用[2]。因此，“分析化學(xué)實驗”是化學(xué)、化工、藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科和專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[3]，同時，很多高校在化工類人才培養(yǎng)方案中，“分析化學(xué)實驗”單獨開設(shè)課程教學(xué)，彰顯“分析化學(xué)實驗”在實驗教學(xué)中的重要地位?！胺治龌瘜W(xué)”作為培養(yǎng)化工類學(xué)生實踐能力、操作技能和科學(xué)素養(yǎng)的重要手段，發(fā)揮著在其他教學(xué)環(huán)節(jié)與課程無法替代的作用[4]。然而，由于近年來因互聯(lián)網(wǎng)游戲和自媒體的快速發(fā)展，給各階段學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境帶來了革命性的變化，導(dǎo)致學(xué)生對書本和課堂理論知識的學(xué)習(xí)積極性降低[5-7]。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程[8]中以教師講為主、學(xué)生完成驗證性實驗為輔的教學(xué)模式不再適應(yīng)新形勢下化工類人才培養(yǎng)的要求。近年來，各高校在有關(guān)“分析化學(xué)實驗”的教育改革作了大量探索[9-11]，涌現(xiàn)出大量新的實驗教學(xué)模式，如開放式[12]、翻轉(zhuǎn)課堂[13]、“課證賽”融合[14]等。開放式教學(xué)模式[15]重點培養(yǎng)學(xué)生自主動手實踐能力；翻轉(zhuǎn)課堂[16]讓學(xué)生從填鴨式的教學(xué)中回歸到以學(xué)生為主體、讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生交流的教學(xué)活動中；“課證賽”融合的教學(xué)模式[17]更加重視學(xué)生應(yīng)試技能的培訓(xùn)。“分析化學(xué)實驗”的教學(xué)過程中不但需要訓(xùn)練學(xué)生的動手實踐操作技能，還需要培養(yǎng)學(xué)生分析工作的嚴(yán)謹(jǐn)習(xí)慣和態(tài)度，所以這些教學(xué)模式不適宜在“分析化學(xué)實驗”的教學(xué)過程中推廣。同時，有關(guān)“分析化學(xué)實驗”考核與考試的教學(xué)改革少見，期末考試仍然采用與理論課類似的筆試作為考核模式[12,18]。在普通本科院校轉(zhuǎn)型背景下，為滿足我校培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型化工類專業(yè)人才的需要，對我校化工專業(yè)的“分析化學(xué)實驗”的教學(xué)和考試作了探索討論，教學(xué)過程中強(qiáng)化了對學(xué)生實踐操作技能的訓(xùn)練，根據(jù)技能訓(xùn)練的規(guī)律提出了“四層次”教學(xué)模塊，同時將實踐訓(xùn)練考核與期末考試相結(jié)合，能夠有效防止學(xué)生平時不學(xué)習(xí)、期末突擊過關(guān)的現(xiàn)象出現(xiàn)。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與考核過程

1.1 優(yōu)化實驗內(nèi)容

參照武漢大學(xué)主編的《分析化學(xué)實驗》和四川大學(xué)與浙江大學(xué)聯(lián)合主編的《分析化學(xué)實驗》教材，結(jié)合我?；ゎ悜?yīng)用型人才培養(yǎng)方案，對我?；I(yè)基礎(chǔ)化學(xué)“分析化學(xué)實驗”的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與優(yōu)化。以學(xué)生為中心，倡導(dǎo)綠色分析化學(xué)實驗的教學(xué)理念，將有毒有害、強(qiáng)刺激性等容易使學(xué)生產(chǎn)生不愉快心情或者抵觸情緒的內(nèi)容刪除，增加部分有關(guān)生活中的相關(guān)產(chǎn)品與物質(zhì)的分析，教學(xué)素材更多來源于生活，教學(xué)過程更加貼近生活，使教學(xué)過程更具有調(diào)動學(xué)生參與思考問題的實用性，同時提高學(xué)生對我院化工類相關(guān)專業(yè)的熱愛度?；谶@種教學(xué)理念，我們建立了“四層次”教學(xué)模塊，從難易程度按“知道怎么做-實際會做-能夠熟練變通操作-達(dá)到實戰(zhàn)創(chuàng)新”四個層次推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，布置如圖1 所示。

圖1 實驗教學(xué)層次與目標(biāo)

根據(jù)“分析化學(xué)實驗”的“四層次”教學(xué)模塊的目標(biāo)，將實驗教學(xué)內(nèi)容作了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。我校化工類專業(yè)開設(shè)的“分析化學(xué)實驗”教學(xué)課時為48 學(xué)時，為了使“四層次”在教學(xué)過程中能夠有效實施，對實驗教學(xué)題目和內(nèi)容都做了一定的調(diào)整。調(diào)整后的“分析化學(xué)實驗”教學(xué)內(nèi)容遵循從易到難的教學(xué)規(guī)律，學(xué)生掌握一定的基礎(chǔ)知識后進(jìn)一步提高實驗難度，在知識傳遞、技能訓(xùn)練與能力培養(yǎng)中起到了較好的銜接作用。優(yōu)化前的教學(xué)內(nèi)容中有部分實驗具有強(qiáng)刺激性、強(qiáng)揮發(fā)性甚至具有致癌性物質(zhì)，易于使學(xué)生產(chǎn)生化學(xué)類實驗恐懼心理。例如，鐵礦中全鐵含量的測定實驗教學(xué)中由于需要使用濃鹽酸溶解礦石粉，因濃鹽酸揮發(fā)性很強(qiáng)，導(dǎo)致實驗教學(xué)環(huán)境惡化，同時，采用重鉻酸鉀作指示劑易于粘教師和學(xué)生的皮膚上從而對師生健康有害。“分析化學(xué)實驗”教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化后，將有毒、有害、有揮發(fā)性組份的實驗刪除，新增綠色環(huán)保教學(xué)實驗。其中，基礎(chǔ)性知識教學(xué)主要通過講授完成的有“分析化學(xué)實驗基本知識”和“實驗操作技能、安全與健康”；對學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)分析方法與態(tài)度訓(xùn)練的基本操作實驗有“分析天平稱量練習(xí)”“滴定練習(xí)和容量器皿的校準(zhǔn)”“常見溶液的配制”和“常見標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定”；培訓(xùn)學(xué)生對基本技能應(yīng)用的低難度綜合實驗有“自來水中氯含量的測定”“檸檬果維生素含量的分析”和“光度法測定鐵的條件試驗”；綜合能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的開放性實驗有“不同方法分析自來水中鈣鎂含量”和“電解精鹽水組份分析”。

表1 實驗教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化前后對照情況

1.2 教學(xué)過程考核與考試相結(jié)合

目前，有大部分同學(xué)對實驗實踐教學(xué)過程不感興趣，在平時的教學(xué)過程都以完成任務(wù)的心態(tài)，導(dǎo)致“分析化學(xué)實驗”教學(xué)效果較差。為了提高學(xué)生平時實驗教學(xué)內(nèi)容與操作過程學(xué)習(xí)的重視程度，將平時教學(xué)實驗給予考核分值，并計入期末總的綜合成績中。根據(jù)優(yōu)化后的實驗教學(xué)內(nèi)容的難易程度和實驗過程的任務(wù)量給予不同的分值?；A(chǔ)驗證性實驗是實驗輔導(dǎo)教材的內(nèi)容，基礎(chǔ)驗證性實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的操作動手能力，重過程輕結(jié)果，在驗證性教學(xué)過程中逐漸培養(yǎng)學(xué)生分析問題、研究問題和解決問題的能力。開放性、創(chuàng)新性實驗室以驗證性實驗改進(jìn)而得到，用新方法解決相同的問題，例如：水硬度的測定，實驗教材大多采用絡(luò)合滴定法，在創(chuàng)新實驗教學(xué)中，可以采用置換連續(xù)滴定法、分光光度法等多種教學(xué)方法，同時引導(dǎo)學(xué)生查閱國內(nèi)外研究文獻(xiàn)，讓學(xué)生了解當(dāng)前研究現(xiàn)狀。

為了保證學(xué)生實踐操作得到有效的培養(yǎng)鍛煉，基礎(chǔ)化學(xué)分析實驗教學(xué)過程適宜小組教學(xué)，每組學(xué)生人數(shù)不宜超過15 人，實驗指導(dǎo)教師能夠全方位地監(jiān)管學(xué)生學(xué)習(xí)和操作情況，并按學(xué)生的操作情況給予相應(yīng)的分值。同時在教學(xué)過程中，取消以往寫預(yù)習(xí)報告這一環(huán)節(jié)，增加問題問答和方案設(shè)計環(huán)節(jié)，并給予適當(dāng)?shù)目己朔种?。實驗結(jié)束后，學(xué)生按照指導(dǎo)教師的要求撰寫實驗報告，并對實驗數(shù)據(jù)作出分析，指導(dǎo)老師根據(jù)實驗報告的完成情況和實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性打分。單個實驗在評分時按100 分制，單個實驗在總成績分值中按100 分制對應(yīng)的分值比重計。平時實驗教學(xué)分值分配如表2 所示，將每項分值考核根據(jù)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的完成情況分成了五個檔次，根據(jù)形式不同的完成情況合理考核分值。

表2 實驗分值分配情況（滿分：100 分）

實驗實踐教學(xué)和理論課教學(xué)有較大差異，實踐課程很難像理論課那樣采用期末試題考試來考查學(xué)生對實踐技能的學(xué)習(xí)掌握情況，實踐課程的考核應(yīng)當(dāng)注重考查學(xué)生對基本原理、操作技能以及分析問題和解決問題的能力，所以給實驗考試帶來了很大的難度，導(dǎo)致很多老師在教學(xué)考試中仍采用筆試或者無考試環(huán)節(jié)，加之部分教師在平時的教學(xué)過程中對學(xué)生的監(jiān)控和考核不嚴(yán)，絕大多數(shù)學(xué)生都是走過場后都能及格。久而久之后實驗實踐教學(xué)的教學(xué)效果越來越差，同時導(dǎo)致學(xué)生在實踐課程中的學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣也隨之變差。為了加強(qiáng)“分析化學(xué)實驗”實踐課程的考核力度，以實踐操作考試促進(jìn)教學(xué)效果。選擇合適的實驗題目，能夠全面考查學(xué)生所學(xué)的實驗基本知識和實踐操作技能等，所以“分析化學(xué)實驗”考試題目要求具有稱量、溶液的配制、移液管的使用、滴定等常規(guī)分析儀器的使用，同時融合當(dāng)前前沿科學(xué)研究，以便學(xué)生查閱文獻(xiàn)，綜合考查學(xué)生對問題的分析能力、判斷能力和解決能力等。結(jié)合考核指標(biāo)，學(xué)生更加了解分析化學(xué)在實踐生活中的應(yīng)用情況。我們設(shè)計了一些來自生活題材的考試題目，例如：“泡菜鹽中鈣含量的測定”，給學(xué)生的預(yù)習(xí)任務(wù)是：①泡菜鹽中鈣元素可能存在的形式有哪些？如何鑒定？②目前國內(nèi)外鈣含量的分析檢測方法有哪些？各自的優(yōu)缺點是什么？③結(jié)合你對分析化學(xué)理論課和本學(xué)期的分析化學(xué)實驗課的學(xué)習(xí)，選擇合適的實驗方法，擬定實驗方案、操作步驟以及需要的儀器設(shè)備等，學(xué)生在實驗操作考試之前提交實驗方案。以“泡菜鹽中鈣含量的測定”為例，考試實驗的考核指標(biāo)主要包括實驗方案的設(shè)計和實驗操作兩部分。實驗方案的設(shè)計主要考查學(xué)生對新問題的辨別、分析能力，對文獻(xiàn)的查閱狀況和實驗方案的可行性等；實驗操作過程中考查學(xué)生基本操作規(guī)范性、準(zhǔn)確性等情況。借鑒化學(xué)分析檢驗工職業(yè)技能鑒定考試的經(jīng)驗，分析化學(xué)實驗的期末考試以實踐操作考試為主，其考核分值如表3 和表4所示，表3 對學(xué)生實驗方案的完成情況進(jìn)行了分類并對其考核分值，同時根據(jù)學(xué)生在實驗操作中容易出現(xiàn)的一些問題，對實驗操作考試作出了詳細(xì)的操作考試考核分值扣分指標(biāo)（表4）。實驗方案和考試操作的相關(guān)考核重在考察學(xué)生的操作過程，具有重過程輕結(jié)果的考核特點，能夠有效防止以考試論高低的教學(xué)過程中的不足之處。

表3 實驗方案的考核分值分配情況

表4 實驗操作考試考核分值

續(xù)表4

2 結(jié)束語

結(jié)合近年來“分析化學(xué)實驗”教學(xué)過程中出現(xiàn)的一些常見問題，對我校化工專業(yè)的“分析化學(xué)實驗”教學(xué)與考核作了探索討論。以提升學(xué)生的實踐技能和綜合能力為出發(fā)點，融合綠色化學(xué)實驗教學(xué)的理念，教學(xué)過程中強(qiáng)化對學(xué)生實踐操作技能的訓(xùn)練和分析問題的能力培養(yǎng)，建立了“四層次”教學(xué)模塊，教學(xué)內(nèi)容從易到難，按“知道怎么做-實際會做-能夠熟練變通操作-達(dá)到實戰(zhàn)創(chuàng)新”的梯度安排教學(xué)內(nèi)容。為了防止學(xué)生平時不學(xué)習(xí)、期末突擊過關(guān)的現(xiàn)象出現(xiàn)，在教學(xué)過程中將平時教學(xué)考核與期末考試相結(jié)合，能夠起到提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。經(jīng)過三年的實踐教學(xué)分析，“四層次”教學(xué)模塊的教學(xué)與考核能明顯提高學(xué)生操作實踐能力和學(xué)習(xí)的積極性。