分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與改進(jìn)*

張葉臻，柳文敏，孫瑞雪，孫亞南，吳國(guó)政

(南陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河南　南陽(yáng)　473061)

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分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與改進(jìn)*

張葉臻，柳文敏，孫瑞雪，孫亞南，吳國(guó)政

(南陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河南南陽(yáng)473061)

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在分析化學(xué)教學(xué)中占有很大的比例，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用分析化學(xué)知識(shí)的能力以及動(dòng)手操作的能力。針對(duì)當(dāng)前分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的一些問(wèn)題，提出切實(shí)可行的改進(jìn)方案和方法，并在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中付諸實(shí)踐。特別是將微課引入到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，取得了很好的效果，這為分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了借鑒與參考。

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；微課

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為高校化學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是聯(lián)系分析化學(xué)理論知識(shí)和動(dòng)手操作能力的紐帶和橋梁[1]。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)不僅可以鞏固和加深學(xué)生對(duì)分析化學(xué)理論知識(shí)的理解，而且能夠提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基本操作的訓(xùn)練，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，尤其是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中探索精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生以后的工作和學(xué)習(xí)有很好的指導(dǎo)意義[2]。然而，由于受傳統(tǒng)教育模式的影響，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在諸多問(wèn)題，比如：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)驗(yàn)儀器陳舊，學(xué)生對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)缺乏興趣，并且在培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新和動(dòng)手能力方面也比較薄弱。因此，有必要引入新的教學(xué)模式，對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革，使分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芨蠒r(shí)代的步伐，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正能達(dá)到培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦以及創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的目的。

1　實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器的更新和增多

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，落后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器已經(jīng)難以滿足分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。比如：定量分析中最常用的稱量?jī)x器-天平，部分學(xué)校使用的是半自動(dòng)電光天平，該天平需要半機(jī)械加碼，使用起來(lái)十分麻煩，并且已經(jīng)在公司企業(yè)中淘汰。目前企業(yè)使用最多的是便捷、準(zhǔn)確的電子天平，所以像半自動(dòng)電光天平這類陳舊、落后的儀器應(yīng)該及時(shí)淘汰，結(jié)合學(xué)校的實(shí)力，與時(shí)俱進(jìn)地購(gòu)買(mǎi)一些先進(jìn)的儀器設(shè)備供學(xué)生實(shí)驗(yàn)課使用，保證學(xué)生的知識(shí)及時(shí)更新。

同時(shí)，隨著高等教育的不斷普及，有機(jī)會(huì)讀大學(xué)的學(xué)生越來(lái)越多，而原有的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備數(shù)量有限，往往需要兩個(gè)或者多個(gè)學(xué)生共用一臺(tái)儀器和設(shè)備，加之有部分同學(xué)不自覺(jué)，只觀看同組同學(xué)操作，自己不動(dòng)手練習(xí)，結(jié)果眼高手低，并不能達(dá)到應(yīng)有的效果。尤其像氣相色譜儀、高效液相色譜儀、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)等常規(guī)大型儀器，應(yīng)保證學(xué)生有親自動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。這對(duì)學(xué)生以后的就業(yè)十分有利，尤其是在應(yīng)聘一些質(zhì)檢方向的工作上。同時(shí)，對(duì)選擇讀研讀博的學(xué)生也意義重大，對(duì)這些常規(guī)儀器的熟練操作，可以使他們以后的研究工作更加順利。南陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，在廣泛調(diào)研和評(píng)估的基礎(chǔ)上，購(gòu)進(jìn)了一批先進(jìn)的分析化學(xué)儀器，同時(shí)在原來(lái)使用的基礎(chǔ)上增購(gòu)一批常規(guī)儀器，并將實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了裝修和改造，保證每位學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。在一定程度上提高了學(xué)生的就業(yè)率和考研率。

2　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改進(jìn)

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本上都是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，并不能將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，同時(shí)也不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。而在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)展一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，則可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。比如，在酸堿滴定一章，我們對(duì)酸堿能否準(zhǔn)確滴定以及如何準(zhǔn)確滴定進(jìn)行了詳細(xì)講解。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，就要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)“HCl-NH4Cl混合液中各組分含量測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)方案。在絡(luò)合滴定一章，對(duì)于利用EDTA準(zhǔn)確滴定金屬離子進(jìn)行了講解，就要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)“胃舒平中鋁鎂含量的測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)方案。這些設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是利用課堂知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題，可以在強(qiáng)化理論課知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。學(xué)生在接受任務(wù)后，認(rèn)真查找和搜集相關(guān)資料，復(fù)習(xí)理論課上的知識(shí)，并與任課老師認(rèn)真探討設(shè)計(jì)方案的可行性。往往一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，會(huì)出現(xiàn)多種思路，在此過(guò)程中，學(xué)生對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)有了更深的理解，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)教師對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握水平有了進(jìn)一步的了解，也可以拓寬自己的思路，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的效果。實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂效率顯著提高，學(xué)生的分析和解決問(wèn)題的能力大大提高，創(chuàng)新能力也得到了很好的培養(yǎng)。

3　教學(xué)方法的改進(jìn)和探索

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“填鴨式”教學(xué)，在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上，教師往往是將實(shí)驗(yàn)的目的、原理、內(nèi)容和注意事項(xiàng)，事無(wú)巨細(xì)的講解一遍，學(xué)生則比照課本和老師的講解“依葫蘆畫(huà)瓢”做一遍，敷衍了事，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣和熱情。同時(shí)，“黑板+粉筆”式的教學(xué)模式，不形象、不生動(dòng)，效率低，比如：關(guān)于滴定管的使用注意事項(xiàng)以及分光光度計(jì)的使用等基本操作需要講解的內(nèi)容比較多，課堂知識(shí)容量大[3]，并且需要展示操作細(xì)節(jié)，僅靠老師的現(xiàn)場(chǎng)示范是不夠的。學(xué)生往往聽(tīng)一遍或者看一遍后印象不深刻，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中仍然出錯(cuò)。針對(duì)以上問(wèn)題，需要將新的教學(xué)方法和模式引入到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中[4-6]，探索改進(jìn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

3.1將微課引入到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

微課，是新興的網(wǎng)絡(luò)課程資源，是以視頻為主要載體，將教師對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)(重點(diǎn)、難點(diǎn)等)或者教學(xué)環(huán)節(jié)開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)記錄下來(lái)的全過(guò)程[7]。隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，筆記本電腦、智能手機(jī)以及平板電腦等互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品迅速得到普及，在線學(xué)習(xí)和移動(dòng)學(xué)習(xí)成為趨勢(shì)。這些為學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的微課學(xué)習(xí)提供了機(jī)會(huì)和可能。可以將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)制成微課，比如：移液管使用的規(guī)范和注意事項(xiàng)，對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷等。這些微課視頻，往往更形象、更生動(dòng)，增加了課堂的直觀性，便于學(xué)生快速掌握操作重點(diǎn)和方法要領(lǐng)，同時(shí)學(xué)生可以隨時(shí)隨地反復(fù)觀看，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有自主性。

3.2將教師的科研工作引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

近些年，隨著南陽(yáng)師范學(xué)院大批博士的引進(jìn)，教師整體的科研水平和能力都有了大幅度的提高。同時(shí)，學(xué)校為教師提供了很好的科研平臺(tái)，購(gòu)買(mǎi)了電化學(xué)工作站、透射電子顯微鏡等儀器。有部分教師的研究方向是生物小分子分析、藥物分析等等。實(shí)驗(yàn)課上給學(xué)生簡(jiǎn)單介紹一下這些老師的研究方向，部分感興趣的學(xué)生可以課下與相關(guān)教師交流，利用課外時(shí)間跟著這些教師做實(shí)驗(yàn)，或者利用教師的科研平臺(tái)，自己通過(guò)查文獻(xiàn)設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)研究。這種“參與式”的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生經(jīng)歷了從自己準(zhǔn)備試劑、試樣，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案到完成分析實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，使學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)[8]。這種模式本身具有一定的探索性和創(chuàng)新性，實(shí)驗(yàn)中有可能碰到預(yù)料之外的結(jié)果，學(xué)生需要通過(guò)查閱資料或者和教師討論，解決遇到的問(wèn)題。通過(guò)這樣不斷積累經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到觸類旁通的效果，起到了培養(yǎng)學(xué)生科研能力和創(chuàng)新精神的作用。

總之，通過(guò)以上幾點(diǎn)對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的嘗試和探索，提高了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)學(xué)生對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的興趣和自主學(xué)習(xí)能力明顯增加，課堂實(shí)驗(yàn)效果顯著改善。相信通過(guò)教師和學(xué)生的共同努力，對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革進(jìn)行進(jìn)一步的探索，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生由知識(shí)到能力的轉(zhuǎn)變，提高學(xué)生在社會(huì)上的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]莫運(yùn)春,許金生,馮泳蘭,等.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)化與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué),2006,21(1):24-26.

[2]李英敏,劉艷,黃慧,等.關(guān)于改革分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試[J].高等理科教育,2005(6):30-31.

[3]趙桂欣.淺談分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2005,23(20):98-99.

[4]陳廣余.微課,讓化學(xué)教學(xué)更具個(gè)性化[J].化學(xué)教學(xué),2014(5):25-28.

[5]崔鳳靈,謝建平,靳建華,等.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與改革的初步探討[J].周口師范學(xué)院學(xué)報(bào),2007,24(2):69-72.

[6]許晶,徐寶榮.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2010,13(1):33-35.

[7]吳玉萍.微課,傳統(tǒng)化學(xué)課堂的好幫手[J].化學(xué)教與學(xué),2014(11):49-51.

[8]林洪,郭紅,張群,等.在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生智能的嘗試與思考[J].玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào),2004,20(12):63-64.

Research and Improvement of Analytical Chemistry Experiment Teaching*

ZHANG Ye-zhen,LIU Wen-min,SUN Rui-xue,SUN Ya-nan,WU Guo-zheng

(College of Chemistry and Pharmacy Engineering,Nanyang Normal University,Henan Nanyang 473061,China)

Analytical Chemistry Experiment occupies a large proportion in analytical chemistry teaching.Its purpose is to cultivate students’ comprehensive ability of utilizing the learned knowledge on Analytical Chemistry and to train the students’ handling ability.In view of the common problems in Analytical Chemistry Experiment teaching,some feasible improvement scheme and method were put forward and further put into practice in the experimental teaching.Especially,introducing the microlecture into the experiment teaching had achieved very good results,which gave some enlightenment on the reformation for Analytical Chemistry Experiment teaching.

Analytical Chemistry Experiment;teaching reform;microlecture

河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(No:15A150022)；河南省教育廳2014年度教師教育課程改革研究項(xiàng)目(No:2014-JSJYZD-047)。

張葉臻(1984-)，女，主要從事微生物燃料電池和電分析化學(xué)方面的研究。

O651

B

1001-9677(2016)04-0146-02