時偉杰 宋少芳 苗延虹

摘? ? 要：文章通過整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革傳統(tǒng)教學(xué)模式、科學(xué)處理實驗數(shù)據(jù)、加強師資隊伍建設(shè)、全方位開放實驗室及優(yōu)化考核評價體系等措施，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、思維能力和理論與實踐相結(jié)合的能力，提高學(xué)生實驗技能和實驗素養(yǎng)，有效實現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的新途徑。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)實驗;應(yīng)用型;創(chuàng)新人才;教學(xué)改革;教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1002-4107（2021）05-0017-02

隨著我國社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，培養(yǎng)具有一流創(chuàng)新素質(zhì)和實踐能力的應(yīng)用型創(chuàng)新人才已成為當(dāng)今高等教育改革的主題。實現(xiàn)這一目標(biāo)必須對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行全面改革，以達到在教學(xué)中既注重創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，又兼顧其應(yīng)用能力的塑造。“分析化學(xué)實驗”是化學(xué)化工類專業(yè)的核心課程之一，是分析化學(xué)學(xué)科教學(xué)體系中的重要環(huán)節(jié)。它不僅能幫助學(xué)生加深對理論知識的理解，訓(xùn)練學(xué)生的實驗操作技能，更重要的是能培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識，為學(xué)生以后參加相關(guān)領(lǐng)域的研究及應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)[1]。因此，對“分析化學(xué)實驗”課程進行教學(xué)改革，是高校開展素質(zhì)教育、提高知識向能力轉(zhuǎn)化、培養(yǎng)合格應(yīng)用型創(chuàng)新人才的必要途徑[2]。

一、“分析化學(xué)實驗”教學(xué)現(xiàn)狀

目前，不少高校對“分析化學(xué)實驗”課程教學(xué)進行了改革和探索，并通過更換實驗內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)模式、重視學(xué)生興趣培養(yǎng)等措施，使學(xué)生掌握的化學(xué)知識和技能與時代發(fā)展同步[3-4]。然而，“分析化學(xué)實驗”教學(xué)中仍存在一些問題，如教學(xué)內(nèi)容單一，缺乏應(yīng)用性和創(chuàng)新性;教學(xué)方法和教學(xué)手段落后;實驗課時不足，學(xué)生缺乏驗證錯誤的機會;開放實驗教學(xué)不完善以及考核體系不夠全面等。因此，積極探索適合農(nóng)林院?；瘜W(xué)類專業(yè)的“分析化學(xué)實驗”課程教學(xué)的新模式，勢在必行。

二、“分析化學(xué)實驗”教學(xué)改革

（一）整合優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建“分層次、漸進式”新型實驗課程體系

目前開設(shè)的實驗大多是經(jīng)典的驗證性和綜合性實驗，創(chuàng)新性實驗較少，且實驗項目與生產(chǎn)、生活的實際相關(guān)性較小，缺乏與時俱進的教學(xué)內(nèi)容。這就導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性不強，限制了學(xué)生的綜合運用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

針對上述問題，我們對實驗教學(xué)內(nèi)容進行了改革，構(gòu)建了新型的“分層次、漸進式”“分析化學(xué)實驗”課程體系。首先將實驗內(nèi)容整合優(yōu)化為基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性三個層次?；A(chǔ)性實驗如分析天平稱量練習(xí)、移液管和容量瓶的使用、滴定分析操作練習(xí)等，主要訓(xùn)練強化學(xué)生的基本操作技能，為綜合性和創(chuàng)新性實驗打下堅實基礎(chǔ)。綜合性實驗涉及到樣品預(yù)處理、標(biāo)準溶液的配制、滴定分析測定等內(nèi)容。這類實驗需要學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)理論知識理解實驗內(nèi)容，正確地選擇儀器和藥品，獨立完成實驗，并準確記錄和處理數(shù)據(jù)，有利于學(xué)生思維能力及綜合運用知識能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新性實驗，則需要學(xué)生通過查閱文獻，自主選題、自主設(shè)計和完成實驗，同時在實驗過程中要善于發(fā)現(xiàn)問題并進行解決。選題時，可與教師的科研項目或企業(yè)急需解決的問題相結(jié)合，使實驗教學(xué)邁向?qū)W科前沿并適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的要求，如針對造紙廠排放的造紙廢液中木質(zhì)素的提取及成分分析等問題設(shè)計相應(yīng)的實驗方案。這類實驗鼓勵學(xué)生參與生產(chǎn)實踐和社會服務(wù)，可有效實現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”的結(jié)合。

（二）改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師講解實驗原理、步驟及注意事項，學(xué)生根據(jù)要求按部就班地完成實驗。這一教學(xué)方法導(dǎo)致學(xué)生被教師設(shè)定的模式所局限，失去自我探究、自我驗證的積極性。此外，由于實驗教學(xué)手段落后，教師演示實驗時，部分學(xué)生無法觀察到操作細節(jié)，影響了實驗的教學(xué)效果。

考慮到傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，我們依托在線課程平臺，建立了“分析化學(xué)實驗”課程慕課，制作了包括課程介紹在內(nèi)的實驗講解視頻和實驗操作演示視頻。對于較為簡單的基本操作和實驗原理部分，學(xué)生可通過課前觀看視頻進行細致深入的了解。由于視頻展示具有可視、直觀及生動形象的特點，學(xué)生通過視頻學(xué)習(xí)，能夠快速有效地掌握操作要點，提高自主學(xué)習(xí)的效率。學(xué)生進入實驗室后，教師可簡明扼要地就教學(xué)重點和難點進行提問總結(jié)，一些重要的基本操作由學(xué)生當(dāng)堂演示，其他同學(xué)進行評價，以使學(xué)生留下深刻印象。這種教學(xué)模式將學(xué)生由傳統(tǒng)課堂上的“觀眾”變成現(xiàn)代教學(xué)模式下的“主角”，強化了以學(xué)生為中心的教學(xué)活動，大大發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。在課堂討論中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生明確實驗過程中的安全問題和綠色環(huán)保問題，使學(xué)生深刻體會到化學(xué)也可以是綠色的、可持續(xù)的。教師還可結(jié)合實驗內(nèi)容，穿插本學(xué)科的前沿知識和我國著名化學(xué)家的感人事跡，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，培養(yǎng)學(xué)生克服困難、不斷探索和勇于創(chuàng)新的精神，實現(xiàn)“分析化學(xué)實驗”課程的育人目標(biāo)。

（三）重視實驗數(shù)據(jù)的記錄及處理，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度

定量分析是“分析化學(xué)實驗”的主要內(nèi)容，在實驗過程中，要使學(xué)生正確理解“量”的概念。如配制標(biāo)準溶液時，要引導(dǎo)學(xué)生分清直接法和間接法的區(qū)別;量取體積時，使學(xué)生明確量器應(yīng)選擇量筒還是移液管;稱量樣品時，確定是否需用分析天平等。對“量”的概念清晰后，學(xué)生進行實驗時，才會選擇合適的儀器，并對實驗結(jié)果進行正確的記錄和計算。

實驗數(shù)據(jù)處理及評價也是“分析化學(xué)實驗”的重要組成部分，教師可引導(dǎo)學(xué)生在實驗中利用Microsoft

Excel和Origin等軟件進行數(shù)據(jù)處理。例如，在鄰二氮菲分光光度法測定鐵的條件實驗和樣品中微量鐵含量的測定實驗中，由于探討的實驗條件包括酸度、顯色劑用量、測量波長等多個參數(shù)，確定好測量條件后，還要配制一系列鐵標(biāo)準溶液，繪制標(biāo)準曲線，并對未知鐵樣品中的鐵含量進行測定。因此，得到的實驗數(shù)據(jù)比較多。如用傳統(tǒng)的方法手動描點作圖處理，費時費力，且誤差較大，而采用Origin軟件處理數(shù)據(jù)，完成作圖，既可提高數(shù)據(jù)處理的效率和準確性，又可培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)化的思維，為今后從事科研和生產(chǎn)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

（四）加強教師隊伍建設(shè)，建立高素質(zhì)師資隊伍

高水平的師資隊伍是提升“分析化學(xué)實驗”教學(xué)水平的必要條件[5]。目前，“分析化學(xué)實驗”課程教學(xué)團隊共有教師5人，其中教授1人，副教授3人，講師1人。5位教師長期從事無機及分析化學(xué)理論教學(xué)，具有扎實的理論基礎(chǔ)，可將理論知識和實驗內(nèi)容靈活自如地融會貫通，并結(jié)合自己的課題進行適當(dāng)?shù)匮由?，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。部分學(xué)生課下還參與了任課教師的科研課題，達到了實驗基本知識同科研創(chuàng)新及應(yīng)用的有效結(jié)合。此外，課程組教師還通過實驗預(yù)試、教師交流、觀摩教學(xué)、課前預(yù)講等措施，不斷提升自身業(yè)務(wù)能力和教學(xué)水平，提高教學(xué)質(zhì)量。

（五）全方位開放實驗室，充分利用實驗室資源

為彌補實驗課時的不足，并給學(xué)生提供獨立進行創(chuàng)新性實驗的機會，學(xué)院將一部分實驗室分時段開放給學(xué)生，以便學(xué)生根據(jù)自身的時間、需求和興趣，以創(chuàng)新小組為單位，申請使用實驗室。學(xué)生須通過廣泛查閱資料，設(shè)計好實驗方案，并由指導(dǎo)教師審核通過后，方能進入實驗室開展實驗。實驗室的開放本著“實驗資源最優(yōu)利用，實驗儀器最大循環(huán)”的原則，將儀器試劑類似的實驗集中到同一實驗室，解決儀器試劑需求大，存儲空間有限等問題。通過對實驗室及其儀器設(shè)備資源的科學(xué)有效管理，達到“實驗室開放時間長，開放范圍及覆蓋面廣，實驗效果好”的實驗室建設(shè)目標(biāo)。

（六）建立科學(xué)合理的考核體系，實現(xiàn)對學(xué)生的

真實評價

實驗考核采用過程性評價體系，多角度、全方位考查學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果?？己朔椒ㄈ缦拢簩ⅰ胺治龌瘜W(xué)實驗”成績分為平時成績（70%）和考試成績

（30%）兩大模塊。平時成績包含兩部分，一部分為線上學(xué)習(xí)（20%），通過學(xué)生觀看視頻的時間、進度以及章節(jié)測驗的完成情況綜合得出;另一部分為線下實驗（50%），根據(jù)學(xué)生在課堂實驗中的表現(xiàn)，包括預(yù)習(xí)報告、實驗操作、實驗報告和創(chuàng)新性探究等情況考查評定。期末考試則改變了傳統(tǒng)的筆試方法，給出綜合性實驗的測試題目，由學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論知識和實驗方法，自主選擇合適的儀器進行測定，從而得到最終結(jié)果。整個過程既考查了學(xué)生對實驗原理的掌握，又考查了其實驗操作技能和分析處理數(shù)據(jù)的能力，可較為完整地反映出學(xué)生的總體水平?？己梭w系改革后，學(xué)生對實驗課程非常重視，課上認真練習(xí)，課后反復(fù)觀摩視頻進行鞏固，學(xué)習(xí)效果得到有效改善。

三、結(jié)語

針對農(nóng)林院?；瘜W(xué)專業(yè)目前開設(shè)的“分析化學(xué)實

驗”情況，通過優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容、改革實驗教學(xué)方式、完善實驗考核體系以及產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合等策略建立了“分層次、漸進式、一考核”的“分析化學(xué)實驗”教學(xué)新模式。同時將現(xiàn)代化教學(xué)手段引入實驗課堂，強化了以學(xué)生為中心的教學(xué)活動，實現(xiàn)了知識向能力轉(zhuǎn)化的提升，為應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。

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