地方高校分析化學實驗教學改革與實踐

肖錫林 廖力夫　王宏青　聶長明　劉文娟

[摘 要]為提升畢業生的培養質量，針對不同“核”專業的具體特點而進行分析化學實驗教學改革是一個良好的途徑和有效措施。應針對本科分析化學實驗教學存在的不足之處，開展全方位的教學改革。改革以緊密結合學生、學校和專業特點為主要特征，對現有的分析化學實驗教學內容、教學方法等相關方面進行改革實踐，建立新的開放式實驗教學新模式，為培養建設社會主義的高級專門人才打下良好的基礎。

[關鍵詞]地方高校 分析化學實驗 教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）16-0128-02

非省會城市的地方高校教學資源相對缺乏，但是緊密結合地方經濟建設，深入開展本科人才培養與改革，取得了一系列的成績，具有鮮明的教學科研特色。

近年來，隨著核電大開發對核專業高級專門人才的迫切需求以及社會對畢業生素質要求的高標準，具“核”特色相關專業本科生的課程建設和培養模式等也必須發生相應的改革與變化。[1]為提升畢業生的培養質量，針對不同“核”專業的具體特點而進行分析化學實驗教學改革是一個良好的途徑和有效措施。

分析化學是以實驗為基礎的一門自然學科。分析化學實驗對課程教學來說具有特別重要的地位，但分析化學實驗課的課程內容并不完全等同于學生的化學實驗。學生的化學實驗只是分析化學實驗課程內容的一個方面，而分析化學實驗課程內容的另一方面，則是化學實驗技術與方法，化學實驗技術與方法包括實驗技術理論、實驗技術操作和實驗技術方法。三者是相互聯系的有機整體，缺一不可。[2]本文作者根據學生的實際情況和創新能力培養的要求，結合所在高校“核”特色進行教學，力求改革分析化學實驗課程體系建設達到培養學生創新能力的目的，逐漸創建了新的教學模式。這種模式在近幾年的教學中，取得了較好的教學效果，經過此種教學模式培養的學生有多人次在省化學實驗競賽中獲得佳績和獲得省大學生研究性創新計劃項目資助等。

一、分析化學實驗課改革的主要內容

在教學內容上，根據學校科研和教學特色，增加含鈾等核素復雜樣品前處理和分析的相關教學內容。對于色譜和光譜分析等章節實驗部分，則通過一些實際教學案例，使學生能夠根據待測目標物質的性質，選擇而建立合適的檢測分析方法。通過這樣的訓練，可以增強學生自主學習的能動性，提高學生的學習興趣，為將來所從事的職業打下良好基礎。

在輔助課程安排上，針對不同生源本科生可能在實踐操作技能方面存在差異、處理實際問題的能力有所欠缺等特點，特地開設了“放射分析實驗”自編課，由在此領域從事專門研究的教師授課。在實驗教學內容的選擇方面，著力于培養學生的綜合能力，在實驗教學內容安排上也是由易到難的，使整個學習有一定的梯度，方便循序漸進。

另外，為提高學生的獨立操作能力，在此基礎上，還根據學生具體的不同特點，如性別、興趣愛好及成績等因素，對上分析化學實驗課的學生進行科學的分組，組內學生的各種指標大致平衡，并且規定每個分析化學實驗小組都必須至少獨立完成一個完整的創新型研究實驗，體驗一個完整的分析過程。在這樣的實驗教學模式中，參與學生體驗了一個完整分析化學過程及數據處理方法等。這使學生經過良好的科學訓練，知識掌握較完整，因為針對實際案例，學生也不易忘記，并且這樣的實驗教學內容與方法在改革課程中占有一定的比重。

在授課方法上，盡量應用多媒體教學。多媒體結合研討的教學方式，均是以學生為中心，授課教師只起引導或指導作用，引導學生如何去思考、分析問題。多媒體課件能形象而快速地向學生展現實驗教學內容，在具體而客觀的事件中，容易引發本科生對某種科學研究問題的熱烈討論。在研討中，教師與學生可以相互啟發，甚至共同學習，這樣的教學方式下，可以強化本科生對重要知識點的理解或掌握，遇到學生的模糊認識或錯誤認識，教師還可及時糾正。對于某些放射性大、對身體危害大的實驗還開設有模擬仿真實驗。學生可以通過網絡功能設置，方便地體驗實際實驗過程，充分理解和掌握具“核”特色的分析化學實驗。這樣的教學改革，提高了學生的學習能力，教學的有效性和針對性也得到加強，從而激發了學生的學習興趣。

除此之外，基本操作技能型實驗部分和創新研究型實驗部分均采用不同的授課方法。例如，在基本操作技能型實驗部分，主要強調學生的獨立性，要求每個學生對于每一個具體的實驗教學內容和過程均需掌握，可以隨機選擇某個學生負責實驗材料的準備與演示等。通過這樣的實驗教學訓練，學生不僅都能達到該實驗環節的教學目的和要求，并且學生的綜合能力還得到了鍛煉。創新研究型實驗強調的主要是開放性和引導性。[2，3]在這類實驗教學中，首先，實驗教學內容的提出是開放性的。具體操作是在教師的指導下，學生根據專業的“核”特色提出實驗方案，如某同學在老師的指導下提出應用離子色譜檢測鈾的新方法研究。另外，實驗教學過程也是開放的，將充分發揮學生的學習主觀能動性。教師僅為本科生預設問題情境，為其研究項目的開展打下基礎，或提供一些實驗材料及場地等，其他大部分實驗過程均由學生自主完成，這樣本科生會對實驗研究問題具有強烈的好奇心，進一步開發，可加強學生對科學問題的探索精神等。[4]在整個創新研究型實驗教學過程中，要注意給參與學生留出思考的機會、時間或空間。比如說實際案例分析中，涉及對含鈾混合體系中某成分的準確分析，而文獻或國家標準方法中，一般強調用偶氮胂III分光光度法，這也是分析檢測的最常用方法。但是對于科學研究，不能停留在這個層面，我們可以通過查閱文獻，結合光譜學和化學計量學數據處理方法，如果數據結構可行，就可應用數學分離代替化學分離，普通的光譜學技術也可直接對含鈾混合體系待測成分進行目的分析。創新研究型實驗教學全過程中都由學生獨立完成，教師僅起引導作用。另外，充分利用大學化學省級示范實驗室教學平臺為“核”特色分析化學實驗服務，學生可以根據自己的興趣愛好和時間安排，按計劃自行安排實驗進度。

將“核”專業特色結合起來，在分析化學實驗教學中進行創新研究型實驗教學改革，對提高學生的綜合素質方面會多有裨益。而經過此系列實驗改革訓練的本科生其解決實際問題和運用所學知識的能力得到了鍛煉，有的甚至還學會了如何去探索一些客觀實際問題，自我感覺良好。經過系列教學，本科生的綜合能力和素質得到了明顯提高，說明達到了實驗課程教學改革的預期目標，同時教學效果也是令人滿意的，因此本實驗課程的改革與建設是成功的。本實驗課程的創新實踐將增強學生的自信心，磨礪學生的意志。因為，一定會有很多預料不到的困難和阻礙在實驗教學過程中出現，一部分本科生可能甚至想中途放棄。這個時候，起引導作用的教師需要做一些心理工作，提供一些有力的幫助，讓學生重新拾起信心，將實驗進行到底。另外，本實驗教學模式的改革與建設將有助于讓本科生養成良好的工作習慣，例如學生會在實驗工作前做好細致準備，實驗中也會操作更認真，仔細觀察，規范實驗記錄，及時整理和處理實驗數據等。

二、改革面臨的問題

根據調查，在目前的核電大發展形勢下，總的來說，我國還處于起步階段。具備扎實核專業基礎的技術人才明顯不足，相應的培養“核”專業人才的師資和學習條件等，也較缺乏。針對全校所有涉“核”專業學生開設的分析化學實驗教學體系，不易在教學內容上滿足所有專業本科生的學習興趣或要求。比如說有些本科生已掌握了一定核專業知識，因為其家庭成員來自于核工業生產部門或相關企業，在其父母言傳身教下，甚至還會掌握一些操作技術，但另外一些本科生卻從未沒有接觸過核，沒有任何核專業知識，甚至還有些學生來自于文科背景，連基本的化學知識都沒有接觸過。還有些本科生不習慣獨立自主的實驗教學方法，甚至沿襲高中階段的學習方法，死記硬背，特別是創新型實驗教學改革進行初期時，本科生遇到了困難通常會感到受挫或焦慮，習慣性地把問題交給老師，希望老師來解決問題，對教師的依賴性還會比較大。

從目前的“核”特色分析化學實驗教學的改革來看，其有助于培養和提高學生以創新能力為核心的綜合能力和總體素質。在師生的共同努力下，目前存在的一些問題一定會得到圓滿解決，學生的培養質量將會更上一層樓。

[ 注 釋 ]

[1] 宋繼梅，胡剛，李勝利，等.優化課程體系培養創新人才[J].大學化學，2009（5）：42-45.

[2] 丁長江，李政，李宏斌，等.整合實驗化學課程內容創新實驗化學課程體系[J].實驗室研究與探索，2010（3）：91-94.

[3] 王麗波，徐雅琴.農業院校應化專業有機化學課程改革與實踐[J].高等理科教育，2012（2）：126-128.

[4] 廖力夫，謝水波，楊靜，等.酸度-光譜雙線性數據矩陣秩消失因子分析法定量分析混合物中的鈾[J].核化學與放射化學，2007（3）：156-160.

[責任編輯：鐘 嵐]