材料專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程創(chuàng)新教學(xué)

何秀蘭 鄭威 亓淑艷 王繼華

摘 要 文章針對(duì)材料專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，根據(jù)課程內(nèi)容及學(xué)科特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法改革及針對(duì)性地開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)等幾個(gè)方面對(duì)分析化學(xué)課程進(jìn)行了教學(xué)改革探討。把專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，可增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，為材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的分析化學(xué)教學(xué)改革提供有益的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞 材料專(zhuān)業(yè) 分析化學(xué) 創(chuàng)新教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ??DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.04.045

On Materials Analytical Chemistry Curriculum Innovative Teaching

HE Xiulan， ZHENG Wei， QI Shuyan， WANG Jihua

（Materials Science and Engineering， Harbin University of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract Aim at existing problem of analytical chemistry course of materials major， the transformation of education of analytical chemistry course is carried through optimizing teaching content， reforming teaching method and establishing experiment specifically on the basis of course content and subject characteristic. The student's interest is increased and teaching quality is improved with organic bonding course content and subject characteristic， and helpful reference and consult are provided for transformation of education of analytical chemistry course of materials major.

Key words Materials major; Analytical chemistry; creative teaching

分析化學(xué)是化學(xué)的一個(gè)重要分支，主要是鑒定物質(zhì)化學(xué)組成、測(cè)定組分含量、確定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及存在形態(tài)。①分析化學(xué)是哈爾濱理工大學(xué)材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，主要講述定性與定量分析、誤差與分析數(shù)據(jù)處理及各種滴定分析等內(nèi)容。材料學(xué)專(zhuān)業(yè)是研究材料的組成與結(jié)構(gòu)、工藝及使用性能之間相互關(guān)系的學(xué)科，發(fā)展前景廣闊。②③分析化學(xué)是材料專(zhuān)業(yè)目前開(kāi)設(shè)的課程體系中不可缺少的學(xué)科基礎(chǔ)課程之一，對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用，與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及就業(yè)等方面都有重要聯(lián)系。因此該課程的學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)人才的思維模式及知識(shí)體系的構(gòu)建起著重要的作用。④目前，我校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程還存在著一定的問(wèn)題。

1 分析化學(xué)課程目前存在的問(wèn)題

（1）教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)需要脫節(jié)。目前分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容與不同專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)需求不適應(yīng)。比如我校材料專(zhuān)業(yè)中有機(jī)高分子專(zhuān)業(yè)與無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)，兩個(gè)專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程的理論教學(xué)內(nèi)容與開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)基本相同，未能與各自的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，學(xué)生“學(xué)”“用”明顯脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏科學(xué)思維分析實(shí)際問(wèn)題。

（2）實(shí)驗(yàn)缺乏針對(duì)性。分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，理論教學(xué)的大部分知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)原理，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中會(huì)有所體現(xiàn)。但目前所開(kāi)設(shè)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)均是以完成教學(xué)為目的，未針對(duì)不同的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)開(kāi)設(shè)不同實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)積極性差，學(xué)生只是機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)，未認(rèn)真思考實(shí)驗(yàn)原理，甚至連實(shí)驗(yàn)報(bào)告也不認(rèn)真總結(jié)，只是完成這個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)而已。因此，目前開(kāi)設(shè)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)提高理論教學(xué)效果不明顯，學(xué)生學(xué)以致用的能力也未能有所提高。

（3）教學(xué)方法枯燥。分析化學(xué)課程的基礎(chǔ)原理與基本理論較多，化學(xué)反應(yīng)繁多，各類(lèi)滴定曲線(xiàn)及滴定原理復(fù)雜，在授課過(guò)程中，與相關(guān)的材料專(zhuān)業(yè)知識(shí)很難融合。按傳統(tǒng)的授課方式，過(guò)分強(qiáng)調(diào)授課教師的主導(dǎo)作用，在課程的講解過(guò)程中會(huì)使學(xué)生感覺(jué)課程內(nèi)容枯燥乏味，束縛學(xué)生的思維，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及趣味性，不但學(xué)生學(xué)習(xí)效果差、效率低，也降低了教師授課的積極性。

（4）評(píng)價(jià)方法單一。目前我校分析化學(xué)課程的考核基本上還是采用期末閉卷考試來(lái)評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)效果，通過(guò)一張期末測(cè)試卷很難全面、公正、真實(shí)地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。部分學(xué)生在臨考前突擊背筆記、做練習(xí)題，即可僥幸過(guò)關(guān)，不利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)。

為激發(fā)材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣，提高該課程教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力，針對(duì)分析化學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題以及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，對(duì)該課程進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)改革。

2 分析化學(xué)課程創(chuàng)新教學(xué)

2.1 根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

對(duì)于不同專(zhuān)業(yè)，分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)的安排應(yīng)有所不同。首先，針對(duì)同層次、不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，應(yīng)先統(tǒng)一界定基本的理論教學(xué)內(nèi)容（此部分占整體知識(shí)點(diǎn)的70%左右），這部分內(nèi)容要求所有學(xué)生必須掌握，以保證該門(mén)課程的基本原理、基本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求，也方便日后考核。其次，根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，教師可對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容實(shí)行自主性教學(xué)（占整體知識(shí)點(diǎn)的30%左右），結(jié)合各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)界定教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，精細(xì)安排教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在掌握基本原理與知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，能拓寬專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

例如，第二章誤差、可疑值的處理這部分內(nèi)容涉及計(jì)算，公式多且繁雜，單純依靠講解例題授課，學(xué)生會(huì)感覺(jué)枯燥。在授課過(guò)程中，可將相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)引入。例如，學(xué)生將來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)及技能訓(xùn)練等時(shí)，均會(huì)遇到數(shù)據(jù)處理，某些實(shí)驗(yàn)中不可避免地會(huì)出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)。如在測(cè)量試樣的抗彎強(qiáng)度時(shí)，需要5～6個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)定并取平均值，某些存在缺陷的陶瓷樣品獲得較低的抗彎強(qiáng)度，此時(shí)可以利用分析化學(xué)的四倍法與Q值法進(jìn)行可疑數(shù)據(jù)的處理，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的能力，又提前了解部分專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。我校材料專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程均在大學(xué)一年級(jí)開(kāi)設(shè)，很多學(xué)生對(duì)自己的專(zhuān)業(yè)方向了解很少，在此階段學(xué)生的思維模式、學(xué)習(xí)態(tài)度及今后的職業(yè)規(guī)劃是非常重要的，因此在給這些學(xué)生授課時(shí)，結(jié)合分析化學(xué)課程內(nèi)容及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，給學(xué)生更多的專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)是非常必要的。

2.2 有針對(duì)性地開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)

分析化學(xué)的基本原理與知識(shí)點(diǎn)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證和鞏固，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，不能將所有的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)都開(kāi)設(shè)。為提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)效果，在分析化學(xué)教學(xué)改革中，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，對(duì)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了大膽改革。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件，有針對(duì)性地將所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，盡可能地讓所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)與專(zhuān)業(yè)有聯(lián)系，提高學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

例如，吸光光度法這一章的分光光度計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)是十分重要的，可以利用分光光度計(jì)測(cè)量無(wú)機(jī)非金屬光催化材料的吸光度。通過(guò)開(kāi)設(shè)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握分光光度計(jì)的基本原理及使用方法，為學(xué)生將來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定良好的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。配位滴定法涉及高分子專(zhuān)業(yè)的知識(shí)點(diǎn)較多，因此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)高分子專(zhuān)業(yè)一定要開(kāi)設(shè)。通過(guò)有針對(duì)性地開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)，將分析化學(xué)知識(shí)與專(zhuān)業(yè)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，在豐富學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)產(chǎn)生興趣，也提高了分析化學(xué)理論的授課效果。另外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力，比如在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)時(shí)，可教會(huì)學(xué)生利用Origin或Excel軟件進(jìn)行曲線(xiàn)的線(xiàn)性擬合，提高學(xué)生微機(jī)應(yīng)用能力及分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

2.3 課堂教學(xué)方法革新

課堂教學(xué)方法創(chuàng)新不但可以提高教學(xué)效果，也有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。分析化學(xué)教學(xué)方法的改革主要包括如下三方面：首先，分析化學(xué)基本理論與原理在實(shí)際工業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，因此在授課過(guò)程中，教師可以結(jié)合自身的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。⑤比如，提出無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)學(xué)生分析陶瓷粉體質(zhì)量檢測(cè)的問(wèn)題，并列出解決方案，這里應(yīng)用了沉淀滴定、氧化還原滴定等分析化學(xué)原理，采用學(xué)生分組討論形式，提高學(xué)生解決問(wèn)題能力，活躍課堂氣氛，增加師生課堂互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。其次，制作分析化學(xué)課程課件，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，制作出分析化學(xué)課程的課件，利用多媒體進(jìn)行該課程理論教學(xué)，通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)、音頻等豐富課程內(nèi)容。通過(guò)多媒體上課，不但可以加大傳授知識(shí)的信息量，開(kāi)拓學(xué)生的視野，還有利于教師及時(shí)更新授課內(nèi)容，方便教師授課。

2.4 建立靈活多樣的綜合考評(píng)體系

分析化學(xué)課程的考查主要是通過(guò)期末考試閉卷方式進(jìn)行考核（占總成績(jī)的60%）。另外，由于該課程的基本原理與知識(shí)點(diǎn)均可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)加深學(xué)生印象，因此該課程的實(shí)驗(yàn)尤為重要，實(shí)驗(yàn)成績(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等進(jìn)行考核（占總成績(jī)的20%）。另外，平時(shí)成績(jī)由任課老師給出（占總成績(jī)的20%），這部分成績(jī)主要包括出勤、作業(yè)、課堂討論三個(gè)方面，尤其是課堂討論部分，主要根據(jù)是學(xué)生查閱資料整理資料，在課堂上分組討論，理解知識(shí)，在討論中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神、思考能力及綜合表達(dá)能力。通過(guò)以上幾方面的綜合成績(jī)，建立公平、合理的綜合考評(píng)體系。

3 結(jié)語(yǔ)

分析化學(xué)是非化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)重要基礎(chǔ)理論課程，是學(xué)生后續(xù)課程的基礎(chǔ)，學(xué)生掌握其基本原理與內(nèi)容，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，對(duì)其綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有非常重要的意義。針對(duì)目前對(duì)材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才素質(zhì)的要求，哈爾濱理工大學(xué)材料學(xué)科在分析目前的教學(xué)狀況及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的前提下，對(duì)傳統(tǒng)的分析化學(xué)課程進(jìn)行了創(chuàng)新性教學(xué)改革，注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)與化學(xué)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合，不僅使學(xué)生掌握了基本的分析化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容，而且使學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣，為高等院校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行了有益探索，并提供了一定的參考及借鑒。

基金項(xiàng)目：哈爾濱理工大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：C201300018）

注釋

① 黃昊文.分析化學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐探析[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2011（3）：42-44.

② 顧佳麗，馬占玲.在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮學(xué)生的主體作用[J].中國(guó)電力教育，2011（213）：147-148.

③ 趙明，白麗明，張文治.“Seminar”教學(xué)模式在本科化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育探索，2014（1）：56-57.

④ 徐錚，周雪.“分析化學(xué)”理實(shí)一體化教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012（28）：92-93.

⑤ 吳艷波，李浙齊，鄒恩義.化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)多元化實(shí)踐教學(xué)探索[J].教育探索，2009（12）：55-56.