大學本科分析化學實驗課教學改革實踐

[摘要]通過對幾年來分析化學實驗課教學改革的回顧，筆者總結了本科分析化學實驗教學中普遍存在的問題，就教學模式、教學方法、實驗室管理以及如何與社會需求接軌等方面進行了一些探索，初步形成了一套適合于時代需求的教學模式。

[關鍵詞]分析化學 實驗教學 教學改革

分析化學是研究物質化學組成的分析方法及相關理論的學科，是一門實踐性很強的學科。在分析化學中，實驗教學和理論教學具有同等重要的地位，是相輔相成的關系。分析化學實驗教學的主要任務是培養學生的操作技能，使學生牢固樹立量的概念，正確分析和認識影響分析測試質量的各種要素，并在實驗的各個環節加以控制，提高分析結果的準確性和可靠性。本課程除訓練分析基本操作外，分析結果質量也是衡量實驗教學效果和實驗準備質量的重要因素。但是，隨著科技發展，傳統的以化學分析為主的分析化學實驗已不能滿足現代分析技術的要求，分析化學實驗教學改革已具有一定的迫切性，本文對近些年來我們探索改革分析化學實驗教學進行了總結。

一、傳統分析化學實驗教學模式的內容

1)傳統分析化學實驗教學模式主要以驗證性實驗為主，學生在規定時間內，按照實驗指導書(實驗教材)所設計的實驗步驟、實驗方法，對理論教學知識進行驗證，然后按照規定的格式，撰寫實驗報告。學生在實驗過程中，需要掌握基本實驗室操作技能，實驗報告撰寫規范；

2)傳統分析化學實驗教學手段以示范性教學為主，由實驗老師進行實驗講解和示范；

3)傳統分析化學實驗課程內容設置主要以酸堿滴定、絡合(配位)滴定、氧化還原滴定和重量分析為主；

傳統教學模式在特定歷史時期具有重要的意義，可在有限的經費、簡陋的設備條件下，最大可能地起到鍛煉學生的作用，學生可以從實驗中獲得感性認識，理解和應用理論課中的概念、理論；掌握實驗的基本操作與基本技能；掌握基本的數據分析和處理方法，以及獨立撰寫實驗報告。

二、傳統分析化學實驗教學存在的缺點

1)教學方式上以教師講授為主，這種單向程式化的教學方式壓抑了學生的想象力和積極主動學習的意識，同時，實驗老師的語言能力、實際經驗對整體實驗教學質量有著很大的的影響；

2)學生創新意識弱，分析解決問題的能力不強，很難適應社會需求；

3)教學手段單一，沒有充分運用多媒體技術、網絡等現代教學技術，沒有利用聲音、影像等手段，與現代教學模式脫節；

4)與社會和企業需求脫節，幾十年基本內容都沒有變化，沒有根據實際情況對實驗內容進行更新。

針對以上問題，我們在保證教學大綱教學的基礎上，對實驗教學進行了改革，以培養和訓練學生的科學實驗能力和邏輯思維能力、分析問題和解決問題的能力和科研素質，以使分析化學實驗教學能夠滿足社會需求為最終目標。

三、改革后的分析化學實驗教學模式

1)教學方案的重新設計。在分析化學實驗教學的建設中，我們突破局部教學改革和建設的觀點，在研究分析化學實驗教學與認知規律的基礎上，提出“基礎、綜合、研究創新”多層次的分析化學實驗教學體系。將整個分析化學實驗教學過程分解成多個階段，不再局限于分析化學實驗課所在學期，而是通過各種方法，使分析化學實驗技能在整個大學過程中都得到鍛煉和提高。

首先作為基本要求的基礎實驗，是指那些最為基本的實驗，或者說是入門的實驗，如儀器的使用、安裝和操作練習等，這是一項基礎工程，要求指導教師牢牢把關，嚴格要求學生按照操作規范和實驗規程做實驗，著重學生的基本操作訓練和基本知識的學習，著重實驗內容的基礎性，并且要反復練習，做到人人過關。同時培養學生撰寫實驗報告的能力和嚴謹的科學態度，只有熟練掌握了這些最基本的東西，才能為后續實驗研究奠定堅實的基礎，才能談及加深和拓寬。此外，為激發學生的學習興趣，把設計性實驗納入基礎課實驗教學。指導教師提出一些項目。學生根據要求查閱有關書籍和參考資料，設計出包括實驗原理、儀器、試劑、實驗步驟和結果處理、注意事項等內容完整的實驗方案，學生自行進行實驗，解決實驗中遇到的各種問題。這種實驗的開設，可大大提高學生綜合運用基礎知識的能力，自學和查找參考資料的能力，觀察、分析和解決問題的能力以及獨立工作的能力。經過實踐，取得了很好的效果。由于是自己設計的實驗方案，改變學生依賴實驗講義做實驗的現象，給學生營造了一種科學研究和創新探索氛圍，大大增加了低年級學生的“成就感”，對學生創新意識的萌發起著至關重要的作用。

其次建設綜合化學實驗課程，培養綜合實踐能力。現代化學已經發展到了各學科分支間縱橫交叉、互相滲透和融合的程度，因此，我們在教學中有意識地把基礎化學的理論知識和各種實驗技能和實驗方法加以歸納、綜合，開設綜合實驗，探索新的實驗內容和形式，著重于創新實踐能力的培養。它具有以下特點：實驗技能的綜合性(應用多種實驗技能才能完成實驗的全部過程)；實驗操作的獨立性(學生自己查資料、訂方案，自行開展實驗)；實驗過程的可思考性(實驗進行有多種方法，學生可以選擇自認為最合適的方法進行)。為了縮短教學與實際的距離，開設了與實際生活相關的實驗，使學生認識到所學習的化學知識與自己實際學習和生活的環境有著十分密切的關系。如《植物中色素的提取、分離與含量測定》綜合實驗，色素的來源、提取、分離、測定方法有多種，學生可以選擇不同的試樣，然后參考文獻進行分離與測定方法的選擇，同時我們還給出了一些色素的提取和分離實驗方法改進參考，包含設立對照實驗，實驗方法的探索，總結優點，以及分離和提取手段的改進措施等，通過這樣的實驗教學設計，使學生在完成實驗的過程中不僅了解和掌握了多種色素提取、分離與含量測定的技術和化學研究方法，而且通過引導，加強對學生獲取知識與信息的能力的培養，達到培養學生創新意識和創新能力的目的。

2)教學方法的改革。教學形式立體化，將傳統教學形式和多媒體、網絡教學形式進行綜合使用，有效地運用多媒體技術，綜合使用各種教學手段，達到最佳教學效果。特別在講授儀器原理、構造等，利用影像、動畫等手段，模擬工作流程，讓學生從感官上有了直接的認識，一改傳統教學模式中，學生只識其外，不知其內，理論和實際脫節的情況。

3)實驗室管理模式的改革。傳統分析化學實驗教學過程中，采用一堂課一個實驗的方法，在基礎訓練階段，由于實驗教師跟堂上課，可以隨時答疑，糾正學生的不正確的操作等，具有顯著的優點。但在開設綜合實驗時，問題就暴露出來，學生選擇綜合實驗題目不同，所需設備、藥品不同，實驗時間不同，無法在一堂課中就完成，我們在實驗教學的最后二周，實驗室全天對學生開放，學生根據自己的實際情況，完成綜合實驗。從硬件上為提高學生獨立自主的科研創新能力創造條件。

4)實驗教學與學生未來相結合。開展把實驗與分析測試中高級資格職業證書的考核結合起來，建立起分析測試理論學習的實驗技能培訓的方案、實驗條件和考核標準，使學生通過學習能達到國家的分析測試高級職業技能證書的要求和取得國家的分析測試等高級職業技能證書。使學生在分析化學實驗課程教學完成后，能夠在分析化學技能上得到進一步的鍛煉和提高，將學生學習與日后工作聯系起來，提高學生學習的主觀能動性，實現教學質量的進一步提高。

四、結語

經過五年多的實踐表明，我們所采取的實驗教學改革措施在提高學生學習的積極性和主動性，在培養學生的獨立思考能力和創新能力方面取得了顯著成效，大大提高了分析化學實驗教學質量。然而實踐過程中仍需進一步完善，如目前各用人單位對學生儀器操作技能有著越來越高的要求，但由于學校經費、教學場地、教學時間等的限制，如何通過多種手段，將儀器分析的部分內容引入分析化學實驗教學中，使學生能夠在綜合素質方面得到進一步提高，尚需教學改革的進一步深化。