以學(xué)生創(chuàng)新模式為背景下的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

苗芳芳，羅蒨，鄭燕英，王 燕，滑 靜

（北京農(nóng)學(xué)院 生物與資源環(huán)境學(xué)院，北京 102206）

隨著我國教育教學(xué)的深入改革和創(chuàng)新優(yōu)化的不斷推動(dòng)，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容也發(fā)生了很大變化，內(nèi)容也較為豐富，分析化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科，與其他幾個(gè)學(xué)科之間相互影響、相互滲透。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作對于后續(xù)學(xué)生科研和課題研究也有著深遠(yuǎn)的影響價(jià)值。《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》是一門以分析化學(xué)理論操作實(shí)踐為基礎(chǔ)的學(xué)科，在正確及熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作及原理和技能的同時(shí)，對“量”“誤差”和“有效數(shù)字”的概念要求比較嚴(yán)格，數(shù)字必須精準(zhǔn)，這些基本操作和基礎(chǔ)知識(shí)可以使學(xué)生能夠正確認(rèn)識(shí)到影響分析結(jié)果的主要因素和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生區(qū)別定性和定量的實(shí)驗(yàn)效果和應(yīng)用，也能使得學(xué)生正確掌握定量的應(yīng)用和意義。分析實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果的可靠性是分析實(shí)驗(yàn)處理數(shù)據(jù)關(guān)鍵步驟。而分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要目的也是期望在各種操作中奠定學(xué)生操作扎實(shí)基礎(chǔ)。然而，在滿足當(dāng)前分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)具體要求的前提下，在相應(yīng)的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科研精神，幫助學(xué)生掌握科學(xué)的分析手段，為我國培養(yǎng)出更多的棟梁之材，也是目前科技社會(huì)對當(dāng)代青年的強(qiáng)烈要求。

化學(xué)定性分析和定量分析作為經(jīng)典化學(xué)的重要內(nèi)容，在早期高校分析化學(xué)教學(xué)中具有舉足輕重的地位。隨著科學(xué)技術(shù)的快遞發(fā)展及學(xué)科間的交叉，使得分析化學(xué)在化學(xué)專業(yè)學(xué)科中的地位逐漸被削弱和忽視，學(xué)科的課時(shí)也被相應(yīng)削減，主觀造成分析化學(xué)的地位被降低。有些高校甚至將分析化學(xué)取消，取而代之的是無機(jī)分析化學(xué)，以無機(jī)為主的該門課程，勢必造成分析化學(xué)的內(nèi)容被削減，學(xué)生實(shí)際獲得將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以往的教學(xué)知識(shí)。即使被保留，定性及定量的分析化學(xué)，也在一定意義上進(jìn)行了課程改革。如何將分析化學(xué)的作用發(fā)揮，就必須響應(yīng)時(shí)代的號(hào)召，從根本上將之作為一門有效學(xué)科進(jìn)行推廣，這是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的挑戰(zhàn)。

1 高校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀分析

1.1 課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)狀

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為經(jīng)典化學(xué)的重要內(nèi)容，在高校化學(xué)類專業(yè)教學(xué)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和各個(gè)學(xué)科間的互相滲透，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用趨于被削弱，然而各個(gè)高校的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是分析化學(xué)理論課的配套課程，是化學(xué)類專業(yè)學(xué)生的必修課程。在我國教育教學(xué)的不斷改革下，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容雖然發(fā)生了質(zhì)的變化，其定性分析等模塊依然占據(jù)了主要地位。尤其是定性分析已經(jīng)成為化學(xué)科學(xué)體系中的構(gòu)成部分，但是冗繁的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容及多組平行實(shí)驗(yàn)，雖然可以使學(xué)生對相關(guān)元素以及性質(zhì)的掌握牢固，能夠培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)定性和定量分析能力，但是對于學(xué)生創(chuàng)新能力的拓展和研究還是稍微匱乏，因而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有效設(shè)置，對學(xué)生的全面發(fā)展有著重要意義。

1.2 實(shí)驗(yàn)教材現(xiàn)狀

“教材建設(shè)是教學(xué)改革的先導(dǎo)”，加強(qiáng)教材建設(shè)，修改課程大綱，緊隨教學(xué)改革的步伐和時(shí)代科學(xué)技術(shù)的需求，是推進(jìn)教學(xué)改革的基礎(chǔ)和前提。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新和學(xué)科間的相互滲透對分析化學(xué)教學(xué)目標(biāo)提出了新的要求，“基礎(chǔ)扎實(shí)、靈活運(yùn)用、學(xué)科交叉”，這就要求高校的教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容要適應(yīng)時(shí)代需求。隨著科技信息技術(shù)的發(fā)展，“創(chuàng)新性，多元性，自主性”，已經(jīng)開始貫穿新時(shí)代的要求，因此，分析化學(xué)的培養(yǎng)模式要緊隨時(shí)代大數(shù)據(jù)的發(fā)展。應(yīng)該更多地與材料、能源、信息、生命、環(huán)境等關(guān)鍵領(lǐng)域相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合和應(yīng)用，積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、科學(xué)精神、創(chuàng)造精神，讓學(xué)生深刻地感受到化學(xué)同人類生活息息相關(guān)，在保留經(jīng)典化學(xué)分析內(nèi)容的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加現(xiàn)代儀器分析和生物學(xué)分析方法的內(nèi)容。

1.3 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展趨勢

現(xiàn)代分析化學(xué)已經(jīng)突破了純化學(xué)領(lǐng)域，它將化學(xué)與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)及生物學(xué)緊密結(jié)合起來，發(fā)展成為一門多學(xué)科性的綜合科學(xué)。

由于科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，分析化學(xué)不再單單從定量和定性上滿足社會(huì)發(fā)展的需求，而是從社會(huì)需求和科技發(fā)展等綜合性考慮，吸收當(dāng)代科技發(fā)展新技術(shù)要求和社會(huì)對人才的需求，建立分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)新技術(shù)和新方法，來適應(yīng)和滿足各方面需求。

2 以學(xué)生“創(chuàng)新模式”下的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革教學(xué)研究思路

2.1 落實(shí)“一個(gè)理念”

新型教學(xué)模式應(yīng)提倡以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，課堂要真正圍繞學(xué)生需求和教學(xué)改革的號(hào)召，不能延續(xù)傳統(tǒng)教學(xué)中的滿堂灌，灌輸式的教學(xué)模式。完全以教師引導(dǎo)，學(xué)生配合的常態(tài)教學(xué)，并不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造意識(shí)，對學(xué)生思維的拓展和激發(fā)甚至?xí)斐山d。新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式則是讓學(xué)生先自學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自己發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)問題，再進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練和操作，這樣才能促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.2 實(shí)現(xiàn)“兩項(xiàng)搭配”

微實(shí)驗(yàn)的制作，體現(xiàn)在時(shí)間短、內(nèi)容精致、有趣味性，涵蓋知識(shí)面新穎。能夠?qū)⒖菰锓ξ兜恼n程教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生喜歡和樂意學(xué)習(xí)的視頻教學(xué)。同時(shí)，學(xué)生可以利用課下時(shí)間學(xué)習(xí)，直觀性強(qiáng)。學(xué)生可以反復(fù)學(xué)習(xí)和觀摩。從而達(dá)到易學(xué)、樂學(xué)的學(xué)習(xí)效果。有助于幫助學(xué)生掌握操作要領(lǐng)和節(jié)省教師在課堂上的講解和答疑時(shí)間。

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得微信平臺(tái)和各種APP 客戶端占據(jù)了主導(dǎo)地位，因而對這些電子平臺(tái)的利用，可以讓新型創(chuàng)新模式下的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和生活隨時(shí)結(jié)合，進(jìn)而打破學(xué)生對教學(xué)僅限于課堂上的傳統(tǒng)模式，教師科研錄制各種分析化學(xué)小實(shí)驗(yàn)視頻和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和原理講解，發(fā)送在各個(gè)客戶端，實(shí)現(xiàn)和學(xué)生的互動(dòng)和交流，也方便學(xué)生隨時(shí)下載和觀看。甚至可以提供學(xué)生端口，發(fā)散學(xué)生思維，分享實(shí)驗(yàn)趣聞和上傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠使學(xué)生就實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行分析討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，加強(qiáng)師生互動(dòng)，提高學(xué)生的主體性和實(shí)驗(yàn)效率。

2.3 多維實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)操作的基礎(chǔ)，也是理論和實(shí)踐相結(jié)合的橋梁，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論，理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在定量和定性上的操作，指導(dǎo)了交叉學(xué)科對之的應(yīng)用和生產(chǎn)。但是大量實(shí)驗(yàn)的操作，以及安全系數(shù)的升級，也導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)的操作結(jié)果，在微量上難以被完全操作成功，因而借助模擬實(shí)驗(yàn)，先進(jìn)科技和電子技術(shù)的應(yīng)用，可以將之通過虛擬的動(dòng)畫演示和互動(dòng)操作，能夠方便學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作流程和注意事項(xiàng)，可以利用 Power Point、Flash、Video 等合成軟件，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求和學(xué)生專業(yè)需求，進(jìn)行儀器分析的模擬和操作，既可以2D模式，也可以實(shí)現(xiàn)3D 的操作，使實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)操作直觀易懂，對需要注意的問題和關(guān)鍵的操作步驟進(jìn)行著重解釋和說明，包括文字旁白或者語音解說，虛擬的實(shí)驗(yàn)既可以仿真也可以以動(dòng)畫形式呈現(xiàn)，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論有直觀的認(rèn)知和熟悉。

2.4 重點(diǎn)利用

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一就是實(shí)驗(yàn)室的利用，實(shí)驗(yàn)室對于學(xué)生參與或獨(dú)立開展科研活動(dòng)至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)室的利用可以讓學(xué)生真正將理論進(jìn)行落地，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)真知。但是實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化管理也必不可少，學(xué)生在利用實(shí)驗(yàn)室的同時(shí)，參與實(shí)驗(yàn)室的“管理”和維護(hù)，才能真正提高對實(shí)驗(yàn)室的利用率，這對培養(yǎng)學(xué)生的科研思維、動(dòng)手能力和管理能力有促進(jìn)作用。

2.5 數(shù)字教學(xué)

普通意義上的教學(xué)，已經(jīng)不能滿足低課時(shí)下，完成分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，數(shù)字化時(shí)代應(yīng)運(yùn)而生，可以依托MOOC等教學(xué)理念下，以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立分析問題，解決問題，養(yǎng)成獨(dú)立自主探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，這才能從根本上扭轉(zhuǎn)局面，將分析化學(xué)為之所用，解決現(xiàn)階段高校教學(xué)改革面臨的難題。因此，研究如何擺脫陳舊實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念的束縛，對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母镅芯浚呀?jīng)成為當(dāng)前分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的研究熱點(diǎn)。而現(xiàn)代分析化學(xué)的主要目的是在以最短的時(shí)間、精力等條件下，得到更加科學(xué)的化學(xué)分析方法。只有將這一目的得以實(shí)現(xiàn)，該學(xué)科朝著更遠(yuǎn)的方向發(fā)展，才能培養(yǎng)應(yīng)用型人才。只有為了滿足當(dāng)前分析化學(xué)的具體要求，在相應(yīng)的教學(xué)中能夠培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的分析手段，才能為我國培養(yǎng)出更多的棟梁之材。

3 結(jié)束語

積極拓展分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多元化形式，讓分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠與社會(huì)、科技接軌，能夠獲得開放性、自主性、創(chuàng)新性的應(yīng)用和發(fā)展，不僅要與社會(huì)生產(chǎn)結(jié)合，培養(yǎng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才；也要與科研需求結(jié)合，開拓分析化學(xué)在科研領(lǐng)域的廣泛作用；更要與學(xué)生興趣結(jié)合，全面延伸分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)類的地位和作用，能夠真正地實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)、課堂外的價(jià)值。更多地給予學(xué)生多元化的探索渠道和平臺(tái)。教師更應(yīng)當(dāng)積極關(guān)注多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不能始終延續(xù)傳統(tǒng)教學(xué)模式，要及時(shí)有效地注入新鮮“血液”，將課堂與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和最新的科技動(dòng)態(tài)、科研動(dòng)態(tài)、社會(huì)發(fā)展需求相結(jié)合，與生活應(yīng)用結(jié)合，讓分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)真正落到實(shí)處、掌握到實(shí)處、應(yīng)用到實(shí)處。不能僅限于課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)、考查、考核。而是更好地學(xué)習(xí)文化知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)操作原理和技術(shù)，為科研學(xué)術(shù)發(fā)展和培養(yǎng)社會(huì)需要型人才，更多地注入力量。

綜上所述，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)化需要緊跟教育教學(xué)改革的創(chuàng)新步伐，并綜合科技、社會(huì)、人才的綜合發(fā)展和需求，從而真正實(shí)現(xiàn)高校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式優(yōu)化，切實(shí)增強(qiáng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新性和實(shí)效性，全面提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新精神，提高分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作能力和技術(shù)水平。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該將二者有機(jī)結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)高校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的長遠(yuǎn)發(fā)展。主要從高校分析化學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革現(xiàn)狀以及高校分析化學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革對策進(jìn)行了研究，并提出一些見解，旨在促進(jìn)分析化學(xué)教學(xué)的改革可以得到進(jìn)一步的發(fā)展。