工科院校非化學專業分析化學實驗教學研究

劉智敏

摘要：工科院校非化學專業的學生化學基礎薄弱、興趣不高、實驗動手能力不強，且對分析化學實驗的要求各不相同。本文分析了工科院校非化學專業學生的專業特點，指出了教學中存在的問題，提出了提高工科院校非化學專業分析化學實驗教學效果的有效手段。

關鍵詞：分析化學實驗；實驗教學；工科院校

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0223-02

分析化學及其實驗課程是重要的基礎化學課程，旨在培養學生定量分析的基本思維和進行定量分析的基本操作和動手能力，在以化學專業為基礎的非化學專業中，普遍開設了分析實驗課程，擔負著培養和訓練學生掌握分析技能和操作規程的責任，還對分析化學理論知識的深化起到極其重要的作用[1]。分析化學實驗教學中，要求操作規范、計算準確、結果可靠合理，并且能夠對分析結果進行評價，其目的是培養學生“量”的概念，培養學生分析問題和解決問題的綜合能力[2，3]。在工科院校的分析化學實驗教學中，往往也存在一個教學大綱，不同專業一刀切的現象，由于不同專業的學生基礎情況不一樣、且對教學目標的要求也不一樣[4-6]，這樣就給教學帶來各種弊端。

一、工科院校開設分析化學實驗的專業特點

以昆明理工大學為例，分析化學實驗教學的專業包括化學、化工、冶金、材料、環境、食品、生物、制藥、醫學、建材等專業，這些專業對分析化學實驗的要求各不一樣，冶金和材料專業偏向于金屬離子的分析和應用，環境和化工偏向于水體分析和應用，醫學和建材專業要求相對較低，化學專業要求相對全面。從學時分布來看，化學專業一般64學時，環境專業48學時，冶金、材料專業32學時，化工、生物、制藥24學時，而建材、航空等專業一般16學時，從學時的分布大體也能看出各自專業對該實驗課程的要求和目標。從學生的基礎情況來看，冶金、材料、環境、建材等專業的學生基礎相對較好，但由于各自專業和化學實驗學科相差較大，學生表現出的主觀能動性相差也較大。因此，工科院校不同專業開設分析化學實驗課程還需要考慮學生的基礎以及實驗課程與專業的銜接。

二、工科院校非化學專業分析化學實驗教學中存在的問題

1.實驗內容單一、枯燥、陳舊。分析化學實驗的教學內容簡單、單一，除了常規的操作練習外，基本是驗證性實驗，如酸堿滴定、水中總硬度的測定、食醋中總酸度的測定等，教學內容陳舊，不利于調動學生的積極性和主動性，學生基本只需要預習、聽課、按流程操作，就可以得到考評分。而對于一些分組性的實驗，如分光光度法測鐵、選擇性電極測定水中微量氟、電位滴定法測定溶液中的氯離子等實驗，通常多人分成一個小組，少數同學甚至沒有參與到實驗操作中。這樣的情況使得部分學生難以主觀積極參與，有時甚至連目標都不清晰，這些都不利于完成基本的教學目標，更難達到培養學生的思考能力和創新能力。

2.學生操作能力差、照方抓藥。分析化學實驗的操作是有嚴格的規范，學生需要提前預習各項注意事項，在實驗課中鍛煉。但很多學生學習時重理論、輕實驗，操作能力差，甚至連基本的儀器都不認識、沒見過，在實驗過程中只能照方抓藥，變成了完成任務、演練一遍，難以達到預期的實驗教學目標[7]。這也表明了學生提前的預習工作不到位，思考問題也不全面，只好按照老師的演示實驗進行操作，或者模仿身邊同學的操作進行，實驗中難免出現各種錯誤。

3.教師的教學模式程式化。對于工科院校的學生，開設分析化學實驗課程，量大面廣，實驗教師的工作量巨大，教學過程難免程式化，包括既定的教學方法、教學過程、考評制度，實驗教師也難以個性化的提出新的教學方案。學生也會以現有的考評制度為導向，盡量爭取更高的分數：認真寫好預習、做好記錄、按部就班的完成實驗、進行分析和總結，但這樣完成任務式的過程，失去了實驗課堂的真正意義。

三、提高工科院校非化學專業分析化學實驗教學效果的有效手段

1.結合專業特點施教。工科院校非化學專業分析化學實驗教學不同于化學專業的教學情況，不僅基礎不一樣，而且對實驗內容的要求和側重點也不一樣，任課教師需要對教學大綱吃透的基礎上，了解各教學班級的特點和專業要求，從而在課程講解中抓住學生的興趣點和專業的結合點。例如：冶金專業的學生對金屬離子的準確滴定法十分感興趣，可以引導他們進行方法學的對比，包括原子吸收光譜法、原子發射光譜法、離子色譜法、重量法等，這樣可以引導他們課下做大量的文獻調研和比對，課上可以和教師進行交流；食品專業的學生對食醋中總酸度的測定十分感興趣，教師可以引導學生深入分析測定的酸的種類，以及如何對各種酸進行定性和定量。這樣的深入引導，不僅加強了學生的學習興趣，還讓學生進一步明白實驗科學解決實際問題的重要性。

2.理論與實驗相結合。分析化學實驗的很多實驗內容需要理論課內容的支撐，然而部分學生在理論課中學得并不扎實，對實驗的理解就變得困難，如果老師不正確地加以引導，教學的效果會適得其反，如果合理加以溫習鞏固，則會事半功倍。例如，鋅鋁混合離子的分步滴定實驗中，很多學生難以明白分步滴定的條件，也就是為什么可以分步滴定，實驗老師應該簡要而系統地介紹金屬離子分步滴定的條件、鋅鋁混合離子的分步滴定條件的控制，以及實驗中如何考慮細節問題，這樣的引導，不僅讓學生明白了實驗的內容和操作細節，還反過來鞏固了配位滴定的理論內容，并且兩者互為促進，強化學生對知識的理解和掌握，也做到了理論聯系實際和學以致用。

3.更新實驗教學內容。目前，分析化學實驗教材的版本眾多，很多學校甚至還有自己的實驗講義，但對于工科院校而言，應該適時更新實驗教材，不能只采用一種教材用到底。科學研究的發展速度很快，且各種新穎的成果很容易從圖書館下載獲得，因此，我們應該結合實際情況，將一些最新的科研成果編入到實驗教材中，讓學生可以自己動手進行實驗，同時也接觸到較為新穎的知識。例如：最近幾年出現的牛奶中三聚氰胺事件，是否可以考慮采用分析化學的實驗方法進行測定呢？基于這樣的社會背景，一定能夠調動學生投入實驗的興趣。再比如，采用絡合滴定法測定鈣離子，是否可以考慮測定雞蛋殼中的鈣離子呢？雖然只是更換了測定樣品的種類，但學生的興趣大增，實驗也會收到意想不到的教學效果。還有食品的有害色譜添加劑測定問題、地溝油的分析測定問題，這些都是很好的實驗題材，應該適時地進行整理，并寫入到實驗教材當中。此外，采用多種不同的分析方法對同一測定內容進行比對分析，例如：鋅鋁混合溶液的測定方法，可以采用選擇滴定法，也可以采用重量分析法，也可以采用離子色譜法進行分析，然而，在實驗過程中，難以突破現有教學內容和模式，新的教學內容和方法也難以得到應用。

4.實驗教學中加強交流。工科院校非化學專業的學生，對分析化學實驗課程的理解和要求與化學專業的學生是不一樣的，且學生的化學基礎薄弱。實驗過程中，學生會存在操作緊張、擔心失誤等情況，教師應給予鼓勵和正確引導，提出問題盡量不要針對個人，個性化的問題盡量單獨輔導，直接示范操作；鼓勵學生膽大心細，遇到困難或問題先獨立思考，學會討論、交流，確實不懂再請教老師。此外，實驗課程開始前，老師對學生進行調查、了解預習情況，詢問存在的困難，然后集中進行解答；實驗過程中，注意觀察班級的整體情況，對于共性的問題應該及時強調；實驗結束后，應該關心學生取得的收獲與得失，而不僅僅是給出一個分數或評價。這樣的指導過程更容易讓學生接受，同時消除了學生的各種擔心和顧慮，也使得師生的溝通交流更加順暢和諧。

5.開設公選課，強化自然科學通識課程的重要性。工科院校非化學專業的學生對化學課程的興趣不濃是一個共性問題，如何提高學生的認知、強化學生的興趣是教師應該努力的方向之一，開設公選課，以自然科學通識課程的形式讓學生多方位、深層次的了解化學學科知識，是十分有效的方式。例如：在化學通識課程中介紹有關諾貝爾化學獎、廣受關注的食品安全問題和常識、體育競技中的禁用興奮劑、艾滋病病毒與藥物、海洋環境與海洋資源化學、化學武器、化學在刑事偵查中的應用、煙草化學、中藥化學等。這些與化學相關的課題，學生不僅充滿了興趣，有些還與自己的專業知識具有相關性，學生接觸了這些有趣的化學知識后，自然而然的對化學學科充滿了好奇和興趣，為今后再深入學習化學課程打下良好的奠基，這樣的強化方式遠比老師的說教有效得多。

參考文獻：

[1]弓曉霞.加強高校分析化學實驗教學環節的探索與實踐[J].科技展望，2015，（16）：195.

[2]趙燕，程苑莉.分析化學實驗教學改革的研究與探索[J].實驗科學與技術，2015，13（2）：107-109.

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