大學(xué)本科分析化學(xué)實驗課教學(xué)改革實踐

[摘要]通過對幾年來分析化學(xué)實驗課教學(xué)改革的回顧，筆者總結(jié)了本科分析化學(xué)實驗教學(xué)中普遍存在的問題，就教學(xué)模式、教學(xué)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(xué)模式。

[關(guān)鍵詞]分析化學(xué) 實驗教學(xué) 教學(xué)改革

分析化學(xué)是研究物質(zhì)化學(xué)組成的分析方法及相關(guān)理論的學(xué)科，是一門實踐性很強的學(xué)科。在分析化學(xué)中，實驗教學(xué)和理論教學(xué)具有同等重要的地位，是相輔相成的關(guān)系。分析化學(xué)實驗教學(xué)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，使學(xué)生牢固樹立量的概念，正確分析和認(rèn)識影響分析測試質(zhì)量的各種要素，并在實驗的各個環(huán)節(jié)加以控制，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。本課程除訓(xùn)練分析基本操作外，分析結(jié)果質(zhì)量也是衡量實驗教學(xué)效果和實驗準(zhǔn)備質(zhì)量的重要因素。但是，隨著科技發(fā)展，傳統(tǒng)的以化學(xué)分析為主的分析化學(xué)實驗已不能滿足現(xiàn)代分析技術(shù)的要求，分析化學(xué)實驗教學(xué)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(xué)實驗教學(xué)進行了總結(jié)。

一、傳統(tǒng)分析化學(xué)實驗教學(xué)模式的內(nèi)容

1)傳統(tǒng)分析化學(xué)實驗教學(xué)模式主要以驗證性實驗為主，學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)，按照實驗指導(dǎo)書(實驗教材)所設(shè)計的實驗步驟、實驗方法，對理論教學(xué)知識進行驗證，然后按照規(guī)定的格式，撰寫實驗報告。學(xué)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(guī)范；

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

3)傳統(tǒng)分析化學(xué)實驗課程內(nèi)容設(shè)置主要以酸堿滴定、絡(luò)合(配位)滴定、氧化還原滴定和重量分析為主；

傳統(tǒng)教學(xué)模式在特定歷史時期具有重要的意義，可在有限的經(jīng)費、簡陋的設(shè)備條件下，最大可能地起到鍛煉學(xué)生的作用，學(xué)生可以從實驗中獲得感性認(rèn)識，理解和應(yīng)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(shù)據(jù)分析和處理方法，以及獨立撰寫實驗報告。

二、傳統(tǒng)分析化學(xué)實驗教學(xué)存在的缺點

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

2)學(xué)生創(chuàng)新意識弱，分析解決問題的能力不強，很難適應(yīng)社會需求；

3)教學(xué)手段單一，沒有充分運用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，沒有利用聲音、影像等手段，與現(xiàn)代教學(xué)模式脫節(jié)；

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

針對以上問題，我們在保證教學(xué)大綱教學(xué)的基礎(chǔ)上，對實驗教學(xué)進行了改革，以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰瓦壿嬎季S能力、分析問題和解決問題的能力和科研素質(zhì)，以使分析化學(xué)實驗教學(xué)能夠滿足社會需求為最終目標(biāo)。

三、改革后的分析化學(xué)實驗教學(xué)模式

1)教學(xué)方案的重新設(shè)計。在分析化學(xué)實驗教學(xué)的建設(shè)中，我們突破局部教學(xué)改革和建設(shè)的觀點，在研究分析化學(xué)實驗教學(xué)與認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出“基礎(chǔ)、綜合、研究創(chuàng)新”多層次的分析化學(xué)實驗教學(xué)體系。將整個分析化學(xué)實驗教學(xué)過程分解成多個階段，不再局限于分析化學(xué)實驗課所在學(xué)期，而是通過各種方法，使分析化學(xué)實驗技能在整個大學(xué)過程中都得到鍛煉和提高。

首先作為基本要求的基礎(chǔ)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(xí)等，這是一項基礎(chǔ)工程，要求指導(dǎo)教師牢牢把關(guān)，嚴(yán)格要求學(xué)生按照操作規(guī)范和實驗規(guī)程做實驗，著重學(xué)生的基本操作訓(xùn)練和基本知識的學(xué)習(xí)，著重實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)性，并且要反復(fù)練習(xí)，做到人人過關(guān)。同時培養(yǎng)學(xué)生撰寫實驗報告的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，只有熟練掌握了這些最基本的東西，才能為后續(xù)實驗研究奠定堅實的基礎(chǔ)，才能談及加深和拓寬。此外，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把設(shè)計性實驗納入基礎(chǔ)課實驗教學(xué)。指導(dǎo)教師提出一些項目。學(xué)生根據(jù)要求查閱有關(guān)書籍和參考資料，設(shè)計出包括實驗原理、儀器、試劑、實驗步驟和結(jié)果處理、注意事項等內(nèi)容完整的實驗方案，學(xué)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(shè)，可大大提高學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)知識的能力，自學(xué)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(jīng)過實踐，取得了很好的效果。由于是自己設(shè)計的實驗方案，改變學(xué)生依賴實驗講義做實驗的現(xiàn)象，給學(xué)生營造了一種科學(xué)研究和創(chuàng)新探索氛圍，大大增加了低年級學(xué)生的“成就感”，對學(xué)生創(chuàng)新意識的萌發(fā)起著至關(guān)重要的作用。

其次建設(shè)綜合化學(xué)實驗課程，培養(yǎng)綜合實踐能力。現(xiàn)代化學(xué)已經(jīng)發(fā)展到了各學(xué)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(xué)中有意識地把基礎(chǔ)化學(xué)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(shè)綜合實驗，探索新的實驗內(nèi)容和形式，著重于創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。它具有以下特點：實驗技能的綜合性(應(yīng)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(xué)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(xué)生可以選擇自認(rèn)為最合適的方法進行)。為了縮短教學(xué)與實際的距離，開設(shè)了與實際生活相關(guān)的實驗，使學(xué)生認(rèn)識到所學(xué)習(xí)的化學(xué)知識與自己實際學(xué)習(xí)和生活的環(huán)境有著十分密切的關(guān)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(xué)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(shè)立對照實驗，實驗方法的探索，總結(jié)優(yōu)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(xué)設(shè)計，使學(xué)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(shù)和化學(xué)研究方法，而且通過引導(dǎo)，加強對學(xué)生獲取知識與信息的能力的培養(yǎng)，達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的目的。

2)教學(xué)方法的改革。教學(xué)形式立體化，將傳統(tǒng)教學(xué)形式和多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)形式進行綜合使用，有效地運用多媒體技術(shù)，綜合使用各種教學(xué)手段，達到最佳教學(xué)效果。特別在講授儀器原理、構(gòu)造等，利用影像、動畫等手段，模擬工作流程，讓學(xué)生從感官上有了直接的認(rèn)識，一改傳統(tǒng)教學(xué)模式中，學(xué)生只識其外，不知其內(nèi)，理論和實際脫節(jié)的情況。

3)實驗室管理模式的改革。傳統(tǒng)分析化學(xué)實驗教學(xué)過程中，采用一堂課一個實驗的方法，在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段，由于實驗教師跟堂上課，可以隨時答疑，糾正學(xué)生的不正確的操作等，具有顯著的優(yōu)點。但在開設(shè)綜合實驗時，問題就暴露出來，學(xué)生選擇綜合實驗題目不同，所需設(shè)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(xué)的最后二周，實驗室全天對學(xué)生開放，學(xué)生根據(jù)自己的實際情況，完成綜合實驗。從硬件上為提高學(xué)生獨立自主的科研創(chuàng)新能力創(chuàng)造條件。

4)實驗教學(xué)與學(xué)生未來相結(jié)合。開展把實驗與分析測試中高級資格職業(yè)證書的考核結(jié)合起來，建立起分析測試?yán)碚搶W(xué)習(xí)的實驗技能培訓(xùn)的方案、實驗條件和考核標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)能達到國家的分析測試高級職業(yè)技能證書的要求和取得國家的分析測試等高級職業(yè)技能證書。使學(xué)生在分析化學(xué)實驗課程教學(xué)完成后，能夠在分析化學(xué)技能上得到進一步的鍛煉和提高，將學(xué)生學(xué)習(xí)與日后工作聯(lián)系起來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的進一步提高。

四、結(jié)語

經(jīng)過五年多的實踐表明，我們所采取的實驗教學(xué)改革措施在提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，在培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力方面取得了顯著成效，大大提高了分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)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(xué)生儀器操作技能有著越來越高的要求，但由于學(xué)校經(jīng)費、教學(xué)場地、教學(xué)時間等的限制，如何通過多種手段，將儀器分析的部分內(nèi)容引入分析化學(xué)實驗教學(xué)中，使學(xué)生能夠在綜合素質(zhì)方面得到進一步提高，尚需教學(xué)改革的進一步深化。