地方高校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

肖錫林 廖力夫　王宏青　聶長(zhǎng)明　劉文娟

[摘 要]為提升畢業(yè)生的培養(yǎng)質(zhì)量，針對(duì)不同“核”專(zhuān)業(yè)的具體特點(diǎn)而進(jìn)行分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)良好的途徑和有效措施。應(yīng)針對(duì)本科分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不足之處，開(kāi)展全方位的教學(xué)改革。改革以緊密結(jié)合學(xué)生、學(xué)校和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)為主要特征，對(duì)現(xiàn)有的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等相關(guān)方面進(jìn)行改革實(shí)踐，建立新的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，為培養(yǎng)建設(shè)社會(huì)主義的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才打下良好的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]地方高校 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）16-0128-02

非省會(huì)城市的地方高校教學(xué)資源相對(duì)缺乏，但是緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，深入開(kāi)展本科人才培養(yǎng)與改革，取得了一系列的成績(jī)，具有鮮明的教學(xué)科研特色。

近年來(lái)，隨著核電大開(kāi)發(fā)對(duì)核專(zhuān)業(yè)高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才的迫切需求以及社會(huì)對(duì)畢業(yè)生素質(zhì)要求的高標(biāo)準(zhǔn)，具“核”特色相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生的課程建設(shè)和培養(yǎng)模式等也必須發(fā)生相應(yīng)的改革與變化。[1]為提升畢業(yè)生的培養(yǎng)質(zhì)量，針對(duì)不同“核”專(zhuān)業(yè)的具體特點(diǎn)而進(jìn)行分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一個(gè)良好的途徑和有效措施。

分析化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門(mén)自然學(xué)科。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)課程教學(xué)來(lái)說(shuō)具有特別重要的地位，但分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課程內(nèi)容并不完全等同于學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的化學(xué)實(shí)驗(yàn)只是分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的一個(gè)方面，而分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的另一方面，則是化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法，化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法包括實(shí)驗(yàn)技術(shù)理論、實(shí)驗(yàn)技術(shù)操作和實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法。三者是相互聯(lián)系的有機(jī)整體，缺一不可。[2]本文作者根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求，結(jié)合所在高校“核”特色進(jìn)行教學(xué)，力求改革分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的，逐漸創(chuàng)建了新的教學(xué)模式。這種模式在近幾年的教學(xué)中，取得了較好的教學(xué)效果，經(jīng)過(guò)此種教學(xué)模式培養(yǎng)的學(xué)生有多人次在省化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽中獲得佳績(jī)和獲得省大學(xué)生研究性創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目資助等。

一、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革的主要內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容上，根據(jù)學(xué)?？蒲泻徒虒W(xué)特色，增加含鈾等核素復(fù)雜樣品前處理和分析的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于色譜和光譜分析等章節(jié)實(shí)驗(yàn)部分，則通過(guò)一些實(shí)際教學(xué)案例，使學(xué)生能夠根據(jù)待測(cè)目標(biāo)物質(zhì)的性質(zhì)，選擇而建立合適的檢測(cè)分析方法。通過(guò)這樣的訓(xùn)練，可以增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為將來(lái)所從事的職業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

在輔助課程安排上，針對(duì)不同生源本科生可能在實(shí)踐操作技能方面存在差異、處理實(shí)際問(wèn)題的能力有所欠缺等特點(diǎn)，特地開(kāi)設(shè)了“放射分析實(shí)驗(yàn)”自編課，由在此領(lǐng)域從事專(zhuān)門(mén)研究的教師授課。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇方面，著力于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排上也是由易到難的，使整個(gè)學(xué)習(xí)有一定的梯度，方便循序漸進(jìn)。

另外，為提高學(xué)生的獨(dú)立操作能力，在此基礎(chǔ)上，還根據(jù)學(xué)生具體的不同特點(diǎn)，如性別、興趣愛(ài)好及成績(jī)等因素，對(duì)上分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的分組，組內(nèi)學(xué)生的各種指標(biāo)大致平衡，并且規(guī)定每個(gè)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組都必須至少獨(dú)立完成一個(gè)完整的創(chuàng)新型研究實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)一個(gè)完整的分析過(guò)程。在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，參與學(xué)生體驗(yàn)了一個(gè)完整分析化學(xué)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理方法等。這使學(xué)生經(jīng)過(guò)良好的科學(xué)訓(xùn)練，知識(shí)掌握較完整，因?yàn)獒槍?duì)實(shí)際案例，學(xué)生也不易忘記，并且這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)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(yīng)用多媒體教學(xué)。多媒體結(jié)合研討的教學(xué)方式，均是以學(xué)生為中心，授課教師只起引導(dǎo)或指導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生如何去思考、分析問(wèn)題。多媒體課件能形象而快速地向?qū)W生展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在具體而客觀的事件中，容易引發(fā)本科生對(duì)某種科學(xué)研究問(wèn)題的熱烈討論。在研討中，教師與學(xué)生可以相互啟發(fā)，甚至共同學(xué)習(xí)，這樣的教學(xué)方式下，可以強(qiáng)化本科生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的理解或掌握，遇到學(xué)生的模糊認(rèn)識(shí)或錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，教師還可及時(shí)糾正。對(duì)于某些放射性大、對(duì)身體危害大的實(shí)驗(yàn)還開(kāi)設(shè)有模擬仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)功能設(shè)置，方便地體驗(yàn)實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程，充分理解和掌握具“核”特色的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)。這樣的教學(xué)改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，教學(xué)的有效性和針對(duì)性也得到加強(qiáng)，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

除此之外，基本操作技能型實(shí)驗(yàn)部分和創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)部分均采用不同的授課方法。例如，在基本操作技能型實(shí)驗(yàn)部分，主要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的獨(dú)立性，要求每個(gè)學(xué)生對(duì)于每一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程均需掌握，可以隨機(jī)選擇某個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備與演示等。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)練，學(xué)生不僅都能達(dá)到該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的和要求，并且學(xué)生的綜合能力還得到了鍛煉。創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)的主要是開(kāi)放性和引導(dǎo)性。[2，3]在這類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，首先，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的提出是開(kāi)放性的。具體操作是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)專(zhuān)業(yè)的“核”特色提出實(shí)驗(yàn)方案，如某同學(xué)在老師的指導(dǎo)下提出應(yīng)用離子色譜檢測(cè)鈾的新方法研究。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程也是開(kāi)放的，將充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。教師僅為本科生預(yù)設(shè)問(wèn)題情境，為其研究項(xiàng)目的開(kāi)展打下基礎(chǔ)，或提供一些實(shí)驗(yàn)材料及場(chǎng)地等，其他大部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程均由學(xué)生自主完成，這樣本科生會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)研究問(wèn)題具有強(qiáng)烈的好奇心，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)問(wèn)題的探索精神等。[4]在整個(gè)創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要注意給參與學(xué)生留出思考的機(jī)會(huì)、時(shí)間或空間。比如說(shuō)實(shí)際案例分析中，涉及對(duì)含鈾混合體系中某成分的準(zhǔn)確分析，而文獻(xiàn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法中，一般強(qiáng)調(diào)用偶氮胂III分光光度法，這也是分析檢測(cè)的最常用方法。但是對(duì)于科學(xué)研究，不能停留在這個(gè)層面，我們可以通過(guò)查閱文獻(xiàn)，結(jié)合光譜學(xué)和化學(xué)計(jì)量學(xué)數(shù)據(jù)處理方法，如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可行，就可應(yīng)用數(shù)學(xué)分離代替化學(xué)分離，普通的光譜學(xué)技術(shù)也可直接對(duì)含鈾混合體系待測(cè)成分進(jìn)行目的分析。創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過(guò)程中都由學(xué)生獨(dú)立完成，教師僅起引導(dǎo)作用。另外，充分利用大學(xué)化學(xué)省級(jí)示范實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)為“核”特色分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好和時(shí)間安排，按計(jì)劃自行安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。

將“核”專(zhuān)業(yè)特色結(jié)合起來(lái)，在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)方面會(huì)多有裨益。而經(jīng)過(guò)此系列實(shí)驗(yàn)改革訓(xùn)練的本科生其解決實(shí)際問(wèn)題和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力得到了鍛煉，有的甚至還學(xué)會(huì)了如何去探索一些客觀實(shí)際問(wèn)題，自我感覺(jué)良好。經(jīng)過(guò)系列教學(xué)，本科生的綜合能力和素質(zhì)得到了明顯提高，說(shuō)明達(dá)到了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的預(yù)期目標(biāo)，同時(shí)教學(xué)效果也是令人滿(mǎn)意的，因此本實(shí)驗(yàn)課程的改革與建設(shè)是成功的。本實(shí)驗(yàn)課程的創(chuàng)新實(shí)踐將增強(qiáng)學(xué)生的自信心，磨礪學(xué)生的意志。因?yàn)?，一定?huì)有很多預(yù)料不到的困難和阻礙在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)，一部分本科生可能甚至想中途放棄。這個(gè)時(shí)候，起引導(dǎo)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(xué)生重新拾起信心，將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到底。另外，本實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與建設(shè)將有助于讓本科生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，例如學(xué)生會(huì)在實(shí)驗(yàn)工作前做好細(xì)致準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)中也會(huì)操作更認(rèn)真，仔細(xì)觀察，規(guī)范實(shí)驗(yàn)記錄，及時(shí)整理和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。

二、改革面臨的問(wèn)題

根據(jù)調(diào)查，在目前的核電大發(fā)展形勢(shì)下，總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)還處于起步階段。具備扎實(shí)核專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的技術(shù)人才明顯不足，相應(yīng)的培養(yǎng)“核”專(zhuān)業(yè)人才的師資和學(xué)習(xí)條件等，也較缺乏。針對(duì)全校所有涉“核”專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，不易在教學(xué)內(nèi)容上滿(mǎn)足所有專(zhuān)業(yè)本科生的學(xué)習(xí)興趣或要求。比如說(shuō)有些本科生已掌握了一定核專(zhuān)業(yè)知識(shí)，因?yàn)槠浼彝コ蓡T來(lái)自于核工業(yè)生產(chǎn)部門(mén)或相關(guān)企業(yè)，在其父母言傳身教下，甚至還會(huì)掌握一些操作技術(shù)，但另外一些本科生卻從未沒(méi)有接觸過(guò)核，沒(méi)有任何核專(zhuān)業(yè)知識(shí)，甚至還有些學(xué)生來(lái)自于文科背景，連基本的化學(xué)知識(shí)都沒(méi)有接觸過(guò)。還有些本科生不習(xí)慣獨(dú)立自主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，甚至沿襲高中階段的學(xué)習(xí)方法，死記硬背，特別是創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行初期時(shí)，本科生遇到了困難通常會(huì)感到受挫或焦慮，習(xí)慣性地把問(wèn)題交給老師，希望老師來(lái)解決問(wèn)題，對(duì)教師的依賴(lài)性還會(huì)比較大。

從目前的“核”特色分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革來(lái)看，其有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生以創(chuàng)新能力為核心的綜合能力和總體素質(zhì)。在師生的共同努力下，目前存在的一些問(wèn)題一定會(huì)得到圓滿(mǎn)解決，學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量將會(huì)更上一層樓。

[ 注 釋 ]

[1] 宋繼梅，胡剛，李勝利，等.優(yōu)化課程體系培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].大學(xué)化學(xué)，2009（5）：42-45.

[2] 丁長(zhǎng)江，李政，李宏斌，等.整合實(shí)驗(yàn)化學(xué)課程內(nèi)容創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)化學(xué)課程體系[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（3）：91-94.

[3] 王麗波，徐雅琴.農(nóng)業(yè)院校應(yīng)化專(zhuān)業(yè)有機(jī)化學(xué)課程改革與實(shí)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(xiàn)性數(shù)據(jù)矩陣秩消失因子分析法定量分析混合物中的鈾[J].核化學(xué)與放射化學(xué)，2007（3）：156-160.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]