改革分析化學實驗教學 反哺分析化學理論教學

楊紹明 丁紹卿 李玲玲 查文玲

摘要：分析化學實驗教學在培養(yǎng)學生的整體化學專業(yè)知識構(gòu)成、實驗基本技能的掌握和創(chuàng)新能力的提升方面具有重要的作用，它不僅與理論教學具有同等重要的地位，且對理論教學具有反哺功能。本文闡述通過“以教材為基礎(chǔ)，以主講教師為主導，以層次性實驗內(nèi)容為核心，以閉環(huán)量化考核為重點”的改革分析化學實驗教學的主要方式，大力保證和提升分析化學實驗和理論課程教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：分析化學實驗；教學改革；分析化學理論；反哺

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0281-02

分析化學是化學類專業(yè)本科生的重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，分析化學的教學質(zhì)量的好壞在培養(yǎng)化學類專業(yè)本科生方面具有舉足輕重的作用。分析化學實驗是以實驗操作為主的技能課程，其在分析知識的靈活應(yīng)用和分析技術(shù)的訓練方面起到重要的作用，是理論聯(lián)系實際的橋梁。經(jīng)過學習分析化學實驗課程，學生能加深對基本知識如“量”與誤差的理解，熟練掌握分析化學實驗技能和基本操作，提高觀察、分析和解決問題的能力，養(yǎng)成良好的實驗習慣、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的工作作風。

我校分析化學于2007年獲得碩士學位授權(quán)并開始招生，近年來分析化學方向獲得過省部級獎勵3次，承擔國家自然科學基金項目9項、省部級項目6項、廳級項目10多項，申請專利10多項，發(fā)表論文100多篇。針對我校十三五發(fā)展規(guī)劃，即從教學為主的高校逐步轉(zhuǎn)向以教學研究為主的高校，改革教學質(zhì)量的任務(wù)也迫在眉睫。因此，筆者在在分析化學實驗教學的實踐中進行了包括實驗教材、實驗內(nèi)容、教學方法、考核方法等方面的大量探索，以強化了學生的理論知識和實際動手能力，同時通過實驗教學反哺分析化學理論課程的教學改革和建設(shè)，全方位提升分析化學實驗和理論課程教學質(zhì)量。

一、精心選擇實驗教材，理論主講教師參加實驗課教學

分析化學理論教材和實驗教材均選自武漢大學編著、高等教育出版社出版的《分析化學》（第五版）和《分析化學實驗》（第五版），是高等教育出版社百門精品課程教材之一。筆者作為分析化學理論主講教師，一直參加實驗課教學，從而便于開展理論聯(lián)系實際的教學方法，便于發(fā)現(xiàn)學生理論學習和實踐操作方面的問題并及時解決問題。比如筆者根據(jù)學生用間接碘量法測銅合金中銅含量和絡(luò)合滴定法測定自來水硬度的實驗，將分析化學理論課內(nèi)容穿插在在實驗內(nèi)容中，使學生對相關(guān)知識的掌握理解加深，同時通過實驗課教學，使學生認識到樹立“量”的正確概念的必要性和正確性。

二、合理設(shè)計實驗教學內(nèi)容，體現(xiàn)層次性和實用性

以實驗教材為基礎(chǔ)，根據(jù)高等教育改革方向要求和我校教學研究型學校的發(fā)展要求，建立了“基礎(chǔ)型實驗、綜合設(shè)計型實驗、開放創(chuàng)新型實驗”的多層次實驗教學內(nèi)容體系，激發(fā)學生學習興趣，提高學生分析技能，突出創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。

基礎(chǔ)型實驗是夯實學生實驗基礎(chǔ)、培養(yǎng)學生實驗基本操作實施能力的關(guān)鍵，因此針對基礎(chǔ)型實驗，教師應(yīng)對學生的基本操作訓練進行全程指導，在天平稱量、溶液配制、滴定和重量分析等基本操作方面對學生進行專題訓練。讓每個學生都能規(guī)范和熟練地掌握上述基本操作。

綜合設(shè)計型的實驗是以綜合性、設(shè)計性分析化學實驗為主，結(jié)合分析化學的前沿技術(shù)和方法，體現(xiàn)系統(tǒng)性、前沿性和全面性，要求學生結(jié)合多種實驗操作技能、前沿技術(shù)和多個理論知識制定詳細的研究方案，設(shè)計具體的實驗路線，選擇合適的實驗操作儀器，以期提升學生對分析化學實驗中問題的分析能力和解決能力，注重學生的能力培養(yǎng)，以養(yǎng)成良好的科學素質(zhì)，基本掌握化學研究的一般方法。我們在綜合型實驗中開設(shè)了如“混合堿組成的測定”和“食用米醋中總酸量和氨基酸氮含量的測定”等實驗項目，聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，既讓學生真切體會到化學實驗和生活息息相關(guān)，又培養(yǎng)了其利用理論知識解決實際問題的能力。

開放創(chuàng)新型實驗通過“挑戰(zhàn)杯選拔賽”和教師的科研課題而設(shè)計，依托學校開放實驗室平臺實現(xiàn)，引導學生進入學術(shù)領(lǐng)域，促進學生的本科教學課程知識與學科科研的互動，調(diào)動學生學習該課程的主動性和積極性。通過“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽華東交通大學選拔賽”平臺，學生根據(jù)自己的興趣和指導老師的科研課題情況，自主撰寫項目申請書、項目方案設(shè)計和完成項目實驗內(nèi)容，從而啟發(fā)、激勵學生的創(chuàng)新思維，使學生進一步夯實分析化學理論基礎(chǔ)和實驗技能基礎(chǔ)，同時也使學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得到發(fā)展。指導老師在評審挑戰(zhàn)杯項目申請書時，主要側(cè)重項目申請書有無獨特的見解、有無新穎的設(shè)計思路和有無現(xiàn)實可行性等，篩選出優(yōu)秀的挑戰(zhàn)杯項目參加“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽華東交通大學選拔賽”。例如篩選的層層組裝法構(gòu)筑碳納米管修飾電極及其應(yīng)用和無試劑型分子印跡電化學傳感器的研制和應(yīng)用均獲得“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽江西賽區(qū)”三等獎。同時，筆者以科研為驅(qū)動力，帶動學科建設(shè)和實驗教學，每年從科研工作中抽取部分成果編寫實驗項目，確保實驗內(nèi)容與時俱進且具有較高的創(chuàng)新性。

三、建立閉環(huán)量化考核體系，提高教學效果

為充分調(diào)動學生積極性、自覺性、提高教學質(zhì)量，并使成績能夠客觀地反映學生對知識和操作技能的掌握程度，我們建立了“實驗學習前（預習考核）+實驗學習中（平時考核）+實驗學習后（期末考核）”的閉環(huán)量化考核體系，并對各個環(huán)節(jié)的考核進行了具體量化（如表1所示）。

實驗預習考核能督促學生了解實驗的原理，明確實驗的難點、關(guān)鍵步驟，做到“有備而來”，帶著問題上課，發(fā)揮學生的主觀能動性。平時考核占比達到50%，注重延伸和累計效果，有利于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膽B(tài)度。期末考核由筆試和操作考核兩部分組成，筆試主要考查分析化學實驗原理、實驗后的問題解決和重要實驗條件的把控等內(nèi)容，這些內(nèi)容與分析化學理論教學緊密相關(guān)，反哺理論教學；操作設(shè)計考核在考查學生基本實驗方案設(shè)計、操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和實驗報告撰寫能力的同時還通過附帶思考題的方式考查學生的創(chuàng)新科研能力。

四、結(jié)語

實踐表明，分析化學實驗教學不僅是培養(yǎng)學生的基本實驗操作能力、解決實驗問題的思維能力和設(shè)計新型實驗項目的創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是幫助學生牢固掌握分析化學理論，反哺理論教學的重要手段。通過實驗教學的改革，我們能明顯地感覺到學生在實驗積極性、理論知識掌握及實驗動手能力和創(chuàng)新能力方面的很大提高。為適應(yīng)學校發(fā)展方向和社會發(fā)展需要，我們將不斷探索如何將分析化學實驗教學與理論教學、前沿科學、實際生產(chǎn)和現(xiàn)實生活需要更緊密結(jié)合，有效激發(fā)了學生學習興趣和熱情，提高學生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新實踐和科研能力。

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