應(yīng)用型本科院校分析化學(xué)實驗教學(xué)改革

謝 冬，李 健

（合肥師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 合肥 230061）

應(yīng)用型本科院校分析化學(xué)實驗教學(xué)改革

謝 冬，李 健

（合肥師范學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 合肥 230061）

為適應(yīng)應(yīng)用型本科教育的標(biāo)準(zhǔn)和要求，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為宗旨，在實驗教學(xué)中加強培養(yǎng)學(xué)生社會實踐能力.對分析化學(xué)實驗教學(xué)進行研究和改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和動手能力.實驗教學(xué)改革適應(yīng)實踐性應(yīng)用型人才培養(yǎng)的發(fā)展需要，同時也為學(xué)生創(chuàng)造更好的科研與就業(yè)機會.

應(yīng)用型人才；分析化學(xué)；實驗教學(xué)改革

0 引言

化學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，實驗占有及其重要的地位，是應(yīng)用型理工科人才實踐能力培養(yǎng)的主體性教學(xué)環(huán)節(jié)，而應(yīng)用型本科院校專業(yè)一個顯著的特征就是在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力［1］.分析化學(xué)實驗是理工科類本科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，是提高學(xué)生思維能力和動手能力的重要實踐環(huán)節(jié).通過分析化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)既能培養(yǎng)學(xué)生仔細觀察并分析判斷實驗現(xiàn)象、正確記錄實驗結(jié)果以及分析處理實驗數(shù)據(jù)，并運用統(tǒng)計方法分析實驗誤差的能力，又能鍛煉學(xué)生分析誤差產(chǎn)生的原因，對實驗提出自己的改進意見或建議.分析化學(xué)實驗在完善應(yīng)用性人才知識結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)實踐創(chuàng)新能力中起到重要作用，也有利于后續(xù)專業(yè)課程的可持續(xù)性學(xué)習(xí).

現(xiàn)階段，實際分析工作的狀況是樣品的預(yù)處理，在整個分析過程中要占一半以上的時間，另外對同一個樣品的分析測定，可以有多種分析方法可供選擇，關(guān)鍵要找到最佳的方法.社會生產(chǎn)中實際樣品的檢測方法具有很大的復(fù)雜性和不確定性.但是目前分析化學(xué)實驗在教學(xué)中與社會實踐對接并不充分，這就使得學(xué)生在分析化學(xué)實驗課程中缺乏解決各種實際樣品檢測的能力，即學(xué)生在學(xué)校被教授的課程訓(xùn)練與社會生產(chǎn)的要求之間還有較大差距.基于分析化學(xué)實驗教學(xué)中實際存在的突出問題，結(jié)合生產(chǎn)實踐對分析化學(xué)實驗教學(xué)進行改革，在實驗教學(xué)中基礎(chǔ)與實踐兩手抓，重點加強社會實踐能力的鍛煉，把解決實際問題的能力放在第一位，為其畢業(yè)設(shè)計和未來的科研與就業(yè)打下良好的工作基礎(chǔ).

1 教學(xué)中存在的問題

1.1 實驗內(nèi)容

現(xiàn)階段的實驗教學(xué)內(nèi)容簡單，大部分都是偏基礎(chǔ)性的實驗，缺乏一些與地方經(jīng)濟及企業(yè)實際相結(jié)合的實驗項目，內(nèi)容實用性不強，學(xué)用脫節(jié)，不能及時反映當(dāng)今社會的發(fā)展.學(xué)生只需要按課本及教師課堂要求的步驟進行實驗，根本不去查閱實驗相關(guān)知識、深入研究，久而久之，學(xué)生就會失去對實驗課的興趣，這嚴(yán)重影響學(xué)生在實驗中創(chuàng)造性、積極性的發(fā)揮，也不利于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的分析問題和解決實際問題能力［3］.

另外，化學(xué)師范、制藥工程、化學(xué)工程與工藝、材料化學(xué)等四個專業(yè)開設(shè)的實驗內(nèi)容基本上一致，缺乏對具體專業(yè)需求的考慮，很明顯已經(jīng)不能適應(yīng)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)方案.部分實驗項目還容易造成資源浪費及環(huán)境污染，如間接碘量法測定銅鹽中銅含量、可溶性氯化物的測定等實驗中產(chǎn)生的重金屬離子會對環(huán)境有嚴(yán)重的污染，不符合現(xiàn)在所提倡的綠色化學(xué)理念.

1.2 實驗教學(xué)方法

實驗教學(xué)模式單一，主要是以掌握基本操作、驗證待測物的含量為目的.本著“灌注式”的教學(xué)理念，沿襲教師現(xiàn)場講解實驗內(nèi)容，然后學(xué)生簡單、機械地完成實驗，基本上很少有人再去深入研究實驗原理、方法，只知其然，而不知其所以然.學(xué)生在這種被動的教學(xué)模式中也極易產(chǎn)生應(yīng)付差事、渾水摸魚的思想，所以培養(yǎng)出來的學(xué)生常常只會按圖索驥，應(yīng)用能力不足，缺乏實踐意識，很難達到培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目的，以至于在以后的工作崗位上獨立操作和解決實際問題時都會受到嚴(yán)重影響［4］.

同時，在實驗教學(xué)中，由于課時的限制，所以測定的樣品教材上多選用模擬樣品，這樣的樣品成分簡單，實驗操作難度大大降低，實驗結(jié)果也容易得到，而在實際工作中，樣品成分一般都很復(fù)雜，需要繁瑣的前處理步驟，但是教師在實驗教學(xué)中往往忽略這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使得學(xué)生對實際的分析檢測工作缺乏了解，甚至?xí)寣W(xué)生產(chǎn)生輕視分析化學(xué)實驗的想法，影響以后對待實驗的態(tài)度.

1.3 實驗教材

分析化學(xué)實驗是化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院各專業(yè)學(xué)生的一門必修基礎(chǔ)課，同時也是生命科學(xué)學(xué)院各專業(yè)學(xué)生的一門公共基礎(chǔ)課程，另外高等師范院校學(xué)生還有師范生和非師范生之分，在這么多專業(yè)甚至是不同院系的學(xué)生實驗教學(xué)中僅使用同一部教材，并沒有針對具體的專業(yè)設(shè)置選擇教材，同時對現(xiàn)有的教材研究也不充分，使得實驗教學(xué)成效也大打折扣.

2 分析化學(xué)實驗課程的改革和探索

2.1 實驗內(nèi)容的更新

陳舊的實驗教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，同時不同專業(yè)在人才培養(yǎng)方案上也有相應(yīng)的要求，綜合考慮必須對原先選取的實驗內(nèi)容進行適當(dāng)修改調(diào)整，對部分經(jīng)典實驗內(nèi)容予以保留，更新部分實驗項目，增設(shè)一些與企業(yè)生產(chǎn)實際相結(jié)合的實驗項目.

對不同專業(yè)有針對性的開設(shè)部分實驗.師范專業(yè)的學(xué)生以后大部分要面對中學(xué)教育，而且現(xiàn)行新課程改革下中學(xué)化學(xué)對于實驗的設(shè)計性更加重視，作為中學(xué)教師要能培養(yǎng)中學(xué)生舉一反三的能力，采用多種方法完成目標(biāo)實驗，所以在師范專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)具備一定實驗基本技能的前提下，每學(xué)期開設(shè)2～3個設(shè)計性實驗，這些實驗在內(nèi)容和方法上涉及四大滴定，主要的特點就是強調(diào)設(shè)計不同的方法完成目標(biāo)物的測定，如酸堿滴定設(shè)計實驗：NH3-NH4Cl混和溶液中NH3與NH4＋的測定；絡(luò)合滴定設(shè)計實驗：硫酸鋁中鋁硫的測定；氧化還原滴定設(shè)計實驗：HCOOH與HAc混和液中各組分含量的測定等.

對于制藥工程、化學(xué)工藝類專業(yè)的學(xué)生由于以后面對的是藥企、研究所等相關(guān)部門，需要增加與制藥檢驗、化工生產(chǎn)相關(guān)專業(yè)的實踐內(nèi)容，所以化工制藥類專業(yè)的分析化學(xué)實驗有針對性的選擇部分與藥物分析或化工檢驗相關(guān)的實驗，如：阿司匹林藥片中乙酰水楊酸含量的測定、胃舒平藥片中Al（OH）3和MgO含量的測定、間接碘量法測定銅合金中銅含量、補鈣制劑中鈣含量的測定等.

改革后的實驗內(nèi)容貼合專業(yè)培養(yǎng)要求，緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，綜合基本操作訓(xùn)練和實驗技能的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合解決實驗問題的能力，使學(xué)生真正參與到實驗教學(xué)體系中.

此外，還在實驗內(nèi)容的選擇上注重傳導(dǎo)綠色化學(xué)理念，開發(fā)綠色化學(xué)，改進部分污染大的實驗內(nèi)容，減少試劑用量，讓學(xué)生在實驗中認識綠色化學(xué)，增進環(huán)境保護意識［5］.如：在間接碘量法測定銅鹽中銅含量實驗中，將配制基準(zhǔn)物質(zhì)重鉻酸鉀的方法由原來的每人稱取1.5 g左右溶解定容在容量瓶里改為稱取3份0.15 g左右分別溶解在3個錐形瓶里，在一定程度上減少六價鉻的污染；在可溶性氯化物的測定實驗中實行微量化滴定，將所有試劑尤其是硝酸銀的稱取量縮小十倍，極大減輕銀離子的廢液回收處理工作，對環(huán)境也減輕污染.

2.2 實驗教學(xué)方法改革

改革實驗教學(xué)方法和手段以實現(xiàn)教學(xué)理念從“授魚”到“授漁”的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生從被動灌輸知識變?yōu)橹鲃訁⑴c實驗教學(xué)過程，逐步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)-研究-解決問題的能力，真正樹立“學(xué)為主導(dǎo)、教為輔導(dǎo)、綜合訓(xùn)練”的教學(xué)方法［6］.

為了解決教材多次選用模擬樣品作為待測樣的問題，在實驗教學(xué)的初期，教師會增加每個實驗章節(jié)課本上沒有的背景知識講解，在教學(xué)過程中，適時地補充科技前沿知識，使學(xué)生認識到課本上的實驗與各專業(yè)與社會生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，真正意識到學(xué)習(xí)的重要性.以一個經(jīng)典的分析實驗為例：在硫酸銨中含氮量的測定實驗中，課本上只是簡單地給出強堿滴定弱酸鹽的實驗原理，解釋銨根離子不能直接滴定的原因，但是經(jīng)過改革，在上課前首先拋出一個問題：同學(xué)們，有誰知道化肥袋子上有兩個熟悉的字是什么？尿素.這個時候?qū)W生心里會產(chǎn)生疑問，尿素和今天的硫酸銨實驗有什么關(guān)系.此時教師在黑板上寫下尿素的分子式，將關(guān)于化肥生產(chǎn)以及有關(guān)尿素（目前使用量最大的氮肥）的背景知識詳細地為學(xué)生講解，指出尿素出廠時一定要送檢驗室檢測其含氮量是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，使用的檢驗方法就是今天課本上的甲醛法，最后簡述尿素的前處理過程，先轉(zhuǎn)化為銨根離子，再用堿滴定.對學(xué)生闡明書上的硫酸銨樣品只是一個替代物，就是為模擬實際尿素處理過后的樣品，今天的實驗實際上就是尿素廠檢驗室檢測尿素含氮量過程的第二步驟，每一個同學(xué)都是檢驗員，認真檢測化肥里的含氮量到底合不合格，決定其能不能流入社會.這樣才真正讓學(xué)生成為實驗的主體，體會到強烈的社會責(zé)任感，刺激學(xué)生的成就感，此時的學(xué)生又怎能不主動參與到實驗中去呢，甚至最后幾個實驗可以讓學(xué)生主動上臺講解實驗背景.同時，也盡可能的把社會生產(chǎn)較前沿領(lǐng)域的一些新技術(shù)、新方法以及部分科研成果的轉(zhuǎn)化反映到實驗教學(xué)中去.這種全方位、立體化培養(yǎng)模式的創(chuàng)新和實踐，使得培養(yǎng)的學(xué)生符合社會對應(yīng)用型人才的需要.

另外，所選擇的專題設(shè)計性實驗只提供實驗主題、背景知識，讓學(xué)生實驗前充分預(yù)習(xí)，完全由學(xué)生獨立進行文獻檢索獲取相關(guān)信息，要完成的實驗?zāi)繕?biāo)、實驗方法的選擇、實驗條件的確定、選擇實驗儀器試劑、實驗設(shè)計和論證，最后制訂出詳細的實驗方案，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱，并在此過程給予學(xué)生一些意見或建議，包括給學(xué)生傳授進行調(diào)查和獲取資料的方法，引導(dǎo)學(xué)生對資料進行選擇和分析，協(xié)助學(xué)生做好實驗準(zhǔn)備工作，然后由學(xué)生獨立或相互合作進行實驗操作，完成該專題實驗項目.

教師自身也應(yīng)該加強學(xué)習(xí)，積極走出校門，走進企業(yè)，積極與企業(yè)接觸，通過企業(yè)研修，才能在實驗課講解上進一步拓寬學(xué)生的知識面，在今后的教學(xué)過程中怎樣幫助學(xué)生實現(xiàn)校企過渡，在傳授專業(yè)知識過程中加強實踐教育，使教學(xué)改革具有明確的理論指導(dǎo)和清晰的運作思路.筆者曾全程參與中藥飲片企業(yè)兩次GMP認證的檢查，深刻感受到認證中關(guān)于實驗室檢驗部分?jǐn)?shù)據(jù)及其他實驗室參數(shù)記錄的嚴(yán)謹(jǐn)性、溯源性，結(jié)合分析化學(xué)實驗中的數(shù)據(jù)記錄與處理，講解給學(xué)生，讓學(xué)生能夠切實感受到分析化學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn).通過這種聯(lián)系實踐的方式講解，跟學(xué)生自身的利益結(jié)合，這樣容易提起學(xué)生的興趣，生動形象，學(xué)生更能理解其中的道理.

和企業(yè)實驗結(jié)合講解開設(shè)的實驗課程，重量分析法實驗和企業(yè)中藥材灰分的測定結(jié)合，氧化還原實驗和中藥材中殘留二氧化硫的測定結(jié)合以及山楂的含量測定中用氫氧化鈉標(biāo)液滴定其有效成分有機酸（枸櫞酸），比現(xiàn)行實驗書上單純的用鄰苯二甲酸氫鉀代替有機酸的測定要更加貼近生產(chǎn)實際，學(xué)生也更容易理解.

2.3 實驗教材的改進

為使實驗教學(xué)內(nèi)容適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求，在內(nèi)容和形式上更加重視體現(xiàn)專業(yè)建設(shè)、教學(xué)方法和內(nèi)容以及實驗應(yīng)用等方面的先進性.按照化學(xué)與化工學(xué)院不同專業(yè)選擇不同的教材，師范專業(yè)選用北京師范大學(xué)等五所師大編寫的《分析化學(xué)實驗》（第5版）；制藥工程專業(yè)選用武漢大學(xué)等編寫的《分析化學(xué)實驗》（第5版）；化學(xué)工程與工藝專業(yè)選用安徽師范大學(xué)等編寫的《化學(xué)實驗》（第2版）；材料化學(xué)專業(yè)選用南京大學(xué)等編寫的《無機及分析化學(xué)實驗》（第4版）.另外，針對生命科學(xué)學(xué)院各專業(yè)的公共基礎(chǔ)課選擇筆者參編的《基礎(chǔ)化學(xué)實驗》作為教材.

3 結(jié)語

綜上所述，在教學(xué)實踐中，只有不斷總結(jié)和探索，轉(zhuǎn)變教育思想和觀念，創(chuàng)新、優(yōu)化教學(xué)方法和手段，才能提高實驗教學(xué)質(zhì)量，為提高學(xué)生綜合能力提供一個很好的平臺，有利于應(yīng)用型本科院校的可持續(xù)發(fā)展.

實驗的教學(xué)改革激發(fā)學(xué)生對實驗課的濃厚興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識和自主學(xué)習(xí)的培養(yǎng).2016年在安徽省首屆普通高等學(xué)校大學(xué)生化學(xué)競賽（包括實驗部分）中，我院學(xué)生取得二等獎3項、三等獎5項的優(yōu)異成績.實驗教學(xué)的改革加強大學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，取得一定的成效.但這是一項系統(tǒng)長期的工程，今后將繼續(xù)深入實驗教學(xué)改革，改進實驗教學(xué)方法，更加注重對學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)，以切實提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，為培養(yǎng)既有扎實的理論基礎(chǔ)，又有較強動手能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才繼續(xù)努力.

［1］楊妍，包曉玉，張廉奉，等.“521”應(yīng)用型本科《分析化學(xué)實驗》教學(xué)改革的實踐與思考［J］.南陽師范學(xué)院學(xué)報，2016，15（3）：55-57.

［2］劉海燕，孫紅梅，王廣慧，等.應(yīng)用型本科高校實驗教學(xué)體系的研究與探索［J］.長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2009，30（1）：72-73.

［3］張必清.淺析應(yīng)用型本科院校實驗教學(xué)的問題與對策［J］.高校實驗室工作研究，2008，98（4）：8-10.

［4］孫芹英，丁愛琴，吳纓，等.應(yīng)用型本科院?！痘A(chǔ)化學(xué)》實驗教學(xué)改革探索［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（25）：14164-14165.

［5］彭夢俠，陳梓云，郝洪慶，等.適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗改革［J］.嘉應(yīng)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，30（2）：86-89.

［6］王迎春，歐陽玉祝，李志平，等.基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索與實踐［J］.實驗科學(xué)與技術(shù)，2010，8（2）：120-122.

Research on the Teaching Reform of Analytical Chemistry Experiment in Applied Undergraduate Colleges

XIE Dong，LI Jian
（School of Chemistry and Chemistry Engineering，Hefei Normal University，230061，Hefei，Anhui，China）

In order to adapt to the application type undergraduate education standards and requirements，this paper applied talents for the purpose of strengthening the methods of cultivating students′ability of social practice in the experimental teaching，research and analysis on the reform of chemistry experiment teaching，to improve the students′learning initiative and ability.The results show that the reform of experimental teaching is suitable for the development of practical applied personnel training，and also for the students to create better research and employment opportunities.

applied talent；analytical chemistry experiment；experimental teaching innovative

G 642.0

C

2095-0691（2017）01-0093-04

2017-01-10

安徽省高校質(zhì)量工程教學(xué)研究項目（2012jyxm429）

謝 冬（1983- ），男，安徽合肥人，實驗師，本科，主要從事分析化學(xué)方面的研究.