高慧穎 周陽修 李志勇 （華北電力大學(xué)科技學(xué)院）

伴隨著世界范圍內(nèi)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速進行，第四次工業(yè)革命正以指數(shù)級的速度展開，世界各國都想在第四次工業(yè)革命浪潮來臨前搶占制高點。在此背景下，我國也開始布局實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，推進“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“網(wǎng)絡(luò)強國”“一帶一路”倡議等重大戰(zhàn)略。為實現(xiàn)以上重大戰(zhàn)略部署，中國必須依托高校建設(shè)適合未來新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟的新工科，才能全面推進實施制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo)。[1-2]為推動、開展圍繞“新工科”建設(shè)與發(fā)展的教學(xué)研究及實踐活動，深化工程教育改革，2017 年2 月18 日教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會，達成了“復(fù)旦共識”；2017 年4 月8 日教育部在天津大學(xué)召開新工科建設(shè)研討會，會議討論通過“新工科”建設(shè)行動路線（天大行動）；2017 年6 月9 日教育部審議通過《新工科研究與實踐項目指南》（北京指南），提出新工科建設(shè)指導(dǎo)意見。復(fù)旦共識、天大行動和北京指南構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”，奏響了我國新工科人才培養(yǎng)的主旋律。同時提出更加注重理念引領(lǐng)，堅持立德樹人、德學(xué)兼修，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)應(yīng)用型人才，并強調(diào)把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程。[3-4]“新工科”建設(shè)開拓了我國工程教育與改革新思路，標(biāo)志著我國以新工科建設(shè)為主體的高等工程教育改革進入了一個新階段。

應(yīng)用化學(xué)是介于化學(xué)專業(yè)和化學(xué)工程與工藝專業(yè)之間的一個應(yīng)用學(xué)科。華北電力大學(xué)科技學(xué)院的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)則以能源電力化學(xué)為專業(yè)特色，立足服務(wù)電力生產(chǎn)，同時兼顧其他化學(xué)化工領(lǐng)域方向。要求培養(yǎng)學(xué)生針對復(fù)雜應(yīng)用化學(xué)問題開展系統(tǒng)分析并通過優(yōu)化設(shè)計提出合理解決方案的能力。該專業(yè)涉及廣泛，不僅與電力，還與環(huán)境、能源、材料、醫(yī)藥、石油化工、航空航天等眾多產(chǎn)業(yè)息息相關(guān)，直接影響這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展層次和水平。[5-6]

分析化學(xué)是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)必修的四大專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法及相關(guān)理論的一門科學(xué)。其課程體系包括課堂教學(xué)和實驗教學(xué)兩個方面，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握分析化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和實驗基本操作技能，并初步具備查閱文獻、選擇分析方法、進行數(shù)據(jù)處理和正確表達分析結(jié)果的能力，為解決生產(chǎn)工藝和科學(xué)研究中的實際問題打下基礎(chǔ)。同時，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣以及嚴(yán)謹(jǐn)細致、實事求是的科學(xué)作風(fēng)，使學(xué)生逐步具備科技人員的素質(zhì)。[7]因此，學(xué)好本門課程對培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)高質(zhì)量新工科人才起著至關(guān)重要的作用。

一、當(dāng)前分析化學(xué)課程教學(xué)存在的問題

（一）課堂教學(xué)模式被動，課堂效果差強人意

當(dāng)前，大學(xué)課程的授課普遍都是由任課教師來把握課堂節(jié)奏，教師決定學(xué)習(xí)的方式和內(nèi)容，學(xué)生是被動性的學(xué)習(xí)。簡單地說，就是“老師負責(zé)講、學(xué)生負責(zé)聽”。這種“填鴨式”的教學(xué)方式容易讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。分析化學(xué)的教學(xué)與之類似，是以教材內(nèi)容為主，以課件、視頻為輔助的形式進行授課，這樣往往導(dǎo)致我們忽略了引導(dǎo)學(xué)生對一門課程產(chǎn)生興趣的重要性。而且由于分析化學(xué)課程具有難度不大，但知識點多且瑣碎的特點，很多學(xué)生會陷入“只見樹木，不見森林”的學(xué)習(xí)困局，這樣就造成學(xué)生在學(xué)習(xí)中主動性不高，容易分心分神，導(dǎo)致課堂教學(xué)效果差強人意。

（二）教學(xué)內(nèi)容單調(diào)，書本理論知識講授過多

作為一門理論知識偏多的課程，很多任課教師由于個人精力及興趣的問題，只限于講解課本上的內(nèi)容，對分析化學(xué)的前沿發(fā)展和行業(yè)實踐的關(guān)注較少。這導(dǎo)致教師乃至學(xué)生的認(rèn)識過于局限和理論化，片面地認(rèn)為這門科學(xué)與實際生產(chǎn)生活缺乏聯(lián)系，且近年發(fā)展緩慢。比如沒有認(rèn)識到很多新興的二級和三級學(xué)科，如環(huán)境分析和監(jiān)測技術(shù)等，實際就是分析化學(xué)與其他學(xué)科交叉形成，并涉及大量當(dāng)前正在開展的熱點研究。而隨著計算機技術(shù)、新能源、新材料以及新技術(shù)的不斷研發(fā)和應(yīng)用，分析化學(xué)在相關(guān)行業(yè)的運用也發(fā)生了很大變化。認(rèn)識不到這些變化，就跟不上時代的腳步，也不可能更有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）實踐能力培養(yǎng)不足，創(chuàng)新理念匱乏

當(dāng)前理論知識的傳授仍普遍以課堂教學(xué)為主要方式，但分析化學(xué)更是一門強調(diào)動手能力、培養(yǎng)實驗操作技能的課程。平時忽略實踐能力的培養(yǎng)會導(dǎo)致學(xué)生在實驗操作、分析和解決實際問題方面都存在較大的不足。而這種重理論、輕實踐的傳統(tǒng)教學(xué)模式也導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以發(fā)揮主觀能動性，創(chuàng)新意識薄弱，不清楚自己所學(xué)理論知識在現(xiàn)實生活和生產(chǎn)中如何應(yīng)用。

（四）課程只重視自然科學(xué)知識的講述，缺乏思想政治方面的教育

分析化學(xué)是一門關(guān)于自然科學(xué)的課程，教師的著眼點通常是傳授教材上的知識或者教學(xué)大綱的內(nèi)容，而往往忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)動力的關(guān)注。學(xué)習(xí)態(tài)度是根本性問題，態(tài)度不端正就很難取得理想的學(xué)習(xí)效果和成績。有些學(xué)生對大學(xué)里要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)的認(rèn)知不夠；有些學(xué)生則是對所學(xué)專業(yè)不感興趣。智能化技術(shù)的快速發(fā)展更是給學(xué)生提供了一個放縱自我的借口，導(dǎo)致部分學(xué)生即使來到課堂也是手機不離手，終日沉迷游戲，這已經(jīng)成為當(dāng)前影響課堂教學(xué)效果的最主要因素。而這一切都源于部分學(xué)生本身缺少足夠正確的價值觀、人生觀和世界觀。

二、分析化學(xué)課程改革與探索

（一）采取主動教學(xué)模式

眾所周知，課堂教學(xué)時間占大學(xué)生在校學(xué)習(xí)時間的70%以上，其效果將直接影響學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。現(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為教學(xué)的主體是學(xué)生，教學(xué)的所有活動都應(yīng)該以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性為出發(fā)點，引導(dǎo)學(xué)生主動探索、積極思考，使每個學(xué)生都能得到充分、全面的發(fā)展。

改變傳統(tǒng)的“先教后學(xué)”的教學(xué)模式，采用現(xiàn)代以“先學(xué)后教”為核心思想的翻轉(zhuǎn)課堂形式，并輔以短視頻、自制PPT、大學(xué)慕課等新媒體手段提高教學(xué)效果。教師通過啟發(fā)、誘導(dǎo)的方式，根據(jù)分析化學(xué)各章節(jié)的知識點提出相應(yīng)的重點問題，并在課前布置這些問題，促使學(xué)生提前主動預(yù)習(xí)。在自主學(xué)習(xí)的過程中，會有一部分學(xué)生出現(xiàn)找不到答案、不知如何解答或能獲得答案但并不理解的情況，這些情況一方面能幫助學(xué)生了解自己學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，另一方面能幫助老師了解學(xué)生知識掌握存在難點的部分。正式上課時，學(xué)生在課堂上匯報自己的答題思路和預(yù)習(xí)的知識點，顯現(xiàn)出主體地位；教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，解答學(xué)生疑問并進行總結(jié)。同時，課上設(shè)置分組討論環(huán)節(jié)，以學(xué)生原有知識為基礎(chǔ)，以周圍生活中的實際例子為分析對象，向?qū)W生提出如“我身邊的分析化學(xué)”的討論課題，引導(dǎo)學(xué)生探討自己對在日常生活中所涉及的分析化學(xué)知識的理解，并結(jié)合課程中相關(guān)的知識點進行說明，提升學(xué)生課堂的參與度，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的欲望。課后布置幾個相關(guān)的研究課題，學(xué)生根據(jù)興趣進行選擇，教師通過聊天工具（如微信、QQ、郵件等）和線上教學(xué)平臺（如騰訊會議、課堂派、釘釘?shù)龋┒喾N形式與學(xué)生進行互動和交流，最終以小論文形式完成并提交，實現(xiàn)教學(xué)相長。

此外，教師還可以在班級中舉行小型競賽活動，通過比賽的形式來激勵學(xué)生更投入也更深入地進行學(xué)習(xí)。當(dāng)然競賽的形式可以不單單以筆試方式考查教材中的理論知識以及實驗中的原理和注意事項，還可以通過組織實驗競賽的形式考查學(xué)生的動手操作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。如學(xué)生做完酸堿滴定的實驗后，可進行工業(yè)醋酸含量測定的實驗操作競賽，考查學(xué)生酸堿滴定的規(guī)范操作、實驗速度以及數(shù)據(jù)處理過程，看誰能又快又準(zhǔn)確地測定工業(yè)醋酸的準(zhǔn)確濃度。既增加了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度，又調(diào)動了學(xué)生爭勝負的學(xué)習(xí)積極性。

（二）豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的主戰(zhàn)場，其中應(yīng)引入與教材內(nèi)容和教學(xué)過程相關(guān)的前沿性科學(xué)研究和各行業(yè)中的應(yīng)用實踐。教師要時刻關(guān)注并了解分析化學(xué)學(xué)科的前沿學(xué)術(shù)領(lǐng)域及發(fā)展動態(tài)與趨勢，在教學(xué)過程中補充傳授學(xué)科發(fā)展的最新知識，旁征博引，使學(xué)生獲得更厚實的知識，提升開放性的想象力與創(chuàng)造性思維的空間，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在講解完畢每部分理論知識后，結(jié)合各行業(yè)實際生產(chǎn)過程，著重介紹理論知識在相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用。如針對本校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)與電力行業(yè)關(guān)系緊密的特點，在學(xué)習(xí)分析化學(xué)課程過程中將專業(yè)學(xué)生穿插安排到本地?zé)犭姀S化學(xué)車間進行現(xiàn)場參觀的實習(xí)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生了解水質(zhì)不良對鍋爐乃至正常發(fā)電的影響和危害。通過電廠專業(yè)工程師對鍋爐補給水的離子交換處理以及水質(zhì)指標(biāo)的檢測過程的現(xiàn)場講解，讓學(xué)生認(rèn)識到合格的水質(zhì)對鍋爐安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行具有重要意義?，F(xiàn)場實習(xí)完成后，銜接常規(guī)水質(zhì)檢測的分析化學(xué)實驗內(nèi)容，包括水質(zhì)酸堿度、硬度等滴定分析的操作。通過這種“理論講授-現(xiàn)場實習(xí)-實驗操作”的混合教學(xué)過程，讓學(xué)生更深刻地體會學(xué)好分析化學(xué)理論知識的重要性，達到學(xué)有所用、學(xué)以致用、學(xué)用結(jié)合的目標(biāo)。

（三）加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

新工科建設(shè)提出要強化工程人才的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)，完善工科人才“創(chuàng)意-創(chuàng)新-創(chuàng)業(yè)”教育體系，提升工科學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。這就需要不斷完善創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程體系，通過創(chuàng)新實踐教育和科研立項等形式，積極鼓勵、指導(dǎo)和培訓(xùn)學(xué)生參與相關(guān)專業(yè)類競賽和教師的科研項目。一方面促使專業(yè)課教師積極申請各類教育教學(xué)和科研項目，不斷提高自己的教學(xué)和科研水平；另一方面學(xué)生通過參與各類項目，以賽促創(chuàng)，強化對學(xué)科的認(rèn)識和理解，鍛煉動手能力，提高學(xué)生的科研能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和工程意識，為適應(yīng)新工科建設(shè)培養(yǎng)所需要的人才。如在分析化學(xué)授課過程中，教師挑選實驗操作扎實且具有濃厚科研興趣的學(xué)生，指導(dǎo)他們參與到教師主持的科研項目中。利用課余時間引導(dǎo)學(xué)生實踐課堂上學(xué)到的理論知識，并將獲得的實驗成果轉(zhuǎn)化成文字性的總結(jié)報告，作為進一步申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學(xué)術(shù)論文發(fā)表和專利申請的基礎(chǔ)。同時，積極鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加校級、省市級等各級各類科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，如“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等。學(xué)生從比賽獲獎的過程中不僅能夠體會到知識帶來的成就感，也將極大地增加學(xué)生將課堂理論知識應(yīng)用于實際科技創(chuàng)新方面的信心，進而提高學(xué)生對分析化學(xué)學(xué)習(xí)的主動性，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（四）引入思想政治教育

《新工科建設(shè)北京指南》中提出：堅持立德樹人、德學(xué)兼修，強化工科學(xué)生的家國情懷、國際視野、法治意識、生態(tài)意識和工程倫理意識等，著力培養(yǎng)“精益求精、追求卓越”的工匠精神。

在分析化學(xué)課堂上必須引入思想政治方向的教育。一方面，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、世界觀和價值觀，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，為更好地學(xué)習(xí)打下思想基礎(chǔ)。如講解分析化學(xué)發(fā)展史時，通過學(xué)科發(fā)展歷程，比如分析對象數(shù)量級從常量-微量-痕量-分子水平的發(fā)展，讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的艱辛歷程，促使學(xué)生學(xué)習(xí)并追求鍥而不舍的執(zhí)著精神和勇于創(chuàng)新的開拓精神，從而引導(dǎo)他們樹立正確的科學(xué)觀念。再如講解誤差時，通過誤差是客觀存在的、不以主觀意志為轉(zhuǎn)移的授課內(nèi)容，讓學(xué)生體會馬克思主義的辯證唯物主義的現(xiàn)實意義；酸堿滴定分析中，有關(guān)滴定曲線的繪制涉及滴定突躍的過程，強酸堿的滴定體積0.04mL 的改變就會引起pH 4.30-9.70 的陡然變化，這就是由量變到質(zhì)變的過程。這些哲學(xué)思想的引入，不僅有助于引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的思維方式去分析和解決問題，更有利于其塑造正確的價值觀。另一方面，在教學(xué)過程中結(jié)合課本上的知識點，著重介紹我國科學(xué)家在相應(yīng)領(lǐng)域的貢獻和成就，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷。如在分析化學(xué)第一堂緒論課講解過程中，介紹著名分析化學(xué)家高鴻院士在祖國最需要的時候毅然回國，獻身祖國的科研事業(yè)，為分析化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展做出了杰出貢獻的事跡，讓學(xué)生感受老一輩科學(xué)家的科學(xué)獻身精神；在學(xué)習(xí)工業(yè)純堿滴定的時候介紹“侯氏制堿法”，這是侯德榜先生在我國深受帝國主義侵略時經(jīng)過艱苦探索發(fā)明的一項以中國人名字命名的制堿工藝。這一發(fā)明不僅實現(xiàn)了中國人自己制堿的夢想，也將世界制堿科學(xué)推向了一個新階段，大大滿足了當(dāng)時國內(nèi)外市場對純堿的需求。這樣的學(xué)習(xí)不僅能幫助學(xué)生獲取科學(xué)知識，也讓學(xué)生能真切感受到老一輩科學(xué)家們的人格魅力和愛國情懷，培養(yǎng)工程倫理意識，并樹立為國家和社會的和諧發(fā)展貢獻力量的信念。

綜上，依據(jù)本學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合河北省地方特色，建立具有專業(yè)特色和符合社會需求的創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)新模式，其詳細實施方案如圖1 所示。

圖1 分析化學(xué)教學(xué)改革框架示意圖

在新工科背景下，當(dāng)前很多院校的分析化學(xué)教學(xué)體系都不能完全滿足時代發(fā)展的要求?；诖?，本文立足華北電力大學(xué)科技學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的特色，根據(jù)本校發(fā)展定位和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，探討了分析化學(xué)教學(xué)體系存在的問題。通過改變教學(xué)模式、豐富教學(xué)內(nèi)容、加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和引入課程思政等教學(xué)改革手段，優(yōu)化了人才培養(yǎng)模式，有效提高了分析化學(xué)課程的教學(xué)效果，提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和綜合應(yīng)用能力，提高應(yīng)用化學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，為社會培養(yǎng)并輸出具有較強創(chuàng)新能力的應(yīng)用型技術(shù)人才。