淺談分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合改革與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)

連琰 何春萍 張莉 楊興華 梁春華

摘要：依據(jù)多年的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合國(guó)務(wù)院頒布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》，探討了分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性改革的必要性，以實(shí)現(xiàn)化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。并從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面開展了教學(xué)改革與創(chuàng)新的實(shí)踐，目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。特別是將一些新的教學(xué)手段如MOOC、SPOC及微信群討論等引入到教學(xué)實(shí)踐中，課程考核結(jié)果表明這些教學(xué)改革與實(shí)踐是行之有效的。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；創(chuàng)新人才

中圖分類號(hào)：O651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-9324（2018）17-0270-03

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高?；瘜W(xué)、化工、制藥、環(huán)境、材料、生物等相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一，也是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的紐帶。通過(guò)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不僅能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，還能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，更能提高學(xué)生的分析和解決問(wèn)題的能力。學(xué)生在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不但要?jiǎng)邮植僮?，還要細(xì)心觀察，更要深入思考，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論，所有這些都是培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新能力的最佳途徑與方法。由此可見(jiàn)，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生重要的基礎(chǔ)學(xué)科與能力培養(yǎng)及能力拓展的基礎(chǔ)課程，具有重要意義。

一、教學(xué)模式的改革

教學(xué)改革是教學(xué)發(fā)展中一個(gè)永恒的主題。教學(xué)改革的核心內(nèi)容是教學(xué)模式的改革。高等學(xué)校分析化學(xué)的主要教學(xué)場(chǎng)所無(wú)外乎教室與實(shí)驗(yàn)室。傳統(tǒng)的教學(xué)模式屬于單純的灌輸式，這種模式已經(jīng)極不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。在這種模式中，教師是教學(xué)活動(dòng)的中心，既是教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者同時(shí)也是教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施者，學(xué)生被動(dòng)地接受教師單向灌輸?shù)闹R(shí)。這種模式在過(guò)去由于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，因此，能夠向?qū)W生高密度地傳輸知識(shí)。曾經(jīng)對(duì)分析化學(xué)知識(shí)快速傳播起到了積極作用。但在知識(shí)大爆炸的今天，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)“好玩”的東西太多，而傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，導(dǎo)致課堂教學(xué)極其單調(diào)乏味，難以激起學(xué)生的注意和興趣，學(xué)生也無(wú)法接受到知識(shí)的灌輸。因此改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式迫在眉睫。針對(duì)灌輸式的教學(xué)模式過(guò)于重視知識(shí)的傳授、課堂氛圍單調(diào)乏味，且不能有效地向?qū)W生傳授知識(shí)等問(wèn)題，我們?cè)谡n堂上引入了多元教學(xué)模式，這種模式既能有效地向?qū)W生傳播知識(shí)，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。多元教學(xué)模式結(jié)構(gòu)圖如圖1。多元教學(xué)模式主要包括四種模式：師生互動(dòng)式教學(xué)、案例式教學(xué)、團(tuán)隊(duì)互助式學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)模式。這種教學(xué)模式下，教師不再是教學(xué)的主體，學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中處于主體地位。這種模式靈活多變，也能吸納新的技術(shù)手段服務(wù)于教學(xué)工作。如師生互動(dòng)模式既可以是課堂上的互動(dòng)，也可以是課后應(yīng)用現(xiàn)代信息工具與軟件進(jìn)行互動(dòng)，這些工具與軟件包括智能手機(jī)、平板電腦、微信群、QQ群等各種網(wǎng)絡(luò)終端與即時(shí)通訊軟件。同樣，團(tuán)隊(duì)互助模式中也可以應(yīng)用到以上信息工具與軟件。多元教學(xué)模式不僅吸納了多種教學(xué)模式，而且具備高度的靈活性，能夠適應(yīng)現(xiàn)代大學(xué)生專注力嚴(yán)重下降的特點(diǎn)，滿足大學(xué)分析化學(xué)的教學(xué)要求，使學(xué)生充分掌握分析化學(xué)核心知識(shí)與分析化學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生拓展能力、創(chuàng)新能力的目標(biāo)。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

除了改革教學(xué)模式這一核心之外，教學(xué)改革的重點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容的改革。大學(xué)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)以往是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，而且多采用有限的幾種玻璃儀器，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容過(guò)于陳舊，不能將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，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。然而，當(dāng)前化學(xué)分析檢測(cè)相關(guān)機(jī)構(gòu)及企、事業(yè)單位的生產(chǎn)實(shí)踐中傳統(tǒng)化學(xué)分析方法使用比率低，而儀器分析方法被廣泛的采用。因此，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與項(xiàng)目的改革。如設(shè)計(jì)一些比較“高、大、上”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，特別是在綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)K中設(shè)計(jì)幾個(gè)使用中大型分析儀器的實(shí)驗(yàn)，改變分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中大面積局限于“瓶瓶罐罐”的局面，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力。教學(xué)改革是教育工作永恒的主題。教學(xué)改革的重點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容的改革，其次是教學(xué)方法與手段的改革。然而對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的改革，改革的空間總是有限的。而且大面積的內(nèi)容改革也是不可取的，也會(huì)帶來(lái)諸多負(fù)面問(wèn)題，如教學(xué)工作的不連貫、教學(xué)投入加大及教師工作量的劇增。但是進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的微調(diào)與部分替換還是可行的，也是應(yīng)該做的，否則過(guò)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容必然降低教學(xué)效果，達(dá)不到教學(xué)的預(yù)期目的。在本人十多年分析化學(xué)教學(xué)中，對(duì)于維生素C含量的測(cè)定，我們就進(jìn)行過(guò)多次改革，從最初的維生素C藥片的測(cè)定改為柑橘中Vc的測(cè)定，再到后來(lái)的菠菜中Vc的測(cè)定，這些內(nèi)容的改革都是基于I2氧化還原滴定法。對(duì)于這樣的實(shí)驗(yàn)，我們完全可以將氧化還原滴定改為紫外光光度分析法。把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改為湘西椪柑中維生素C的紫外分析，這樣，增加了紫外光譜分析儀器的操作與使用，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也使學(xué)生學(xué)到了更加貼近生產(chǎn)與生活實(shí)際的知識(shí)。此外，也可以增加果蔬中維生素B2的分子熒光分析。這樣的微調(diào)與增加就能在基礎(chǔ)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中增加中檔儀器的使用，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)中檔儀器的操作應(yīng)用，提高了他們的綜合能力，實(shí)現(xiàn)了更高層次的教學(xué)目標(biāo)，能夠更好地滿足未來(lái)的就業(yè)需求。

三、教學(xué)方法改革

除了教學(xué)模式與內(nèi)容外，教學(xué)方法也是教學(xué)改革的重要方面。傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法主要是：前一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束后，教師口頭通知學(xué)生預(yù)習(xí)下一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，然后課堂上教師講授實(shí)驗(yàn)步驟與演示實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容與教師的演示獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用這種方法開展分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)本人十多年的教學(xué)實(shí)踐與觀察，教學(xué)效果一年不如一年。究其原因，本人認(rèn)為有三個(gè)主要原因：（1）隨著社會(huì)進(jìn)步，人們的生活水平也越來(lái)越高，學(xué)生越來(lái)越受到父母更多的寵愛(ài)甚至嬌縱，從而學(xué)習(xí)自覺(jué)性也一屆不如一屆，因此能夠按教師要求做到課前預(yù)習(xí)的幾乎是鳳毛麟角；（2）部分學(xué)生從智能手機(jī)出現(xiàn)前的沉迷于網(wǎng)吧電子游戲到現(xiàn)在沉迷于手游（手機(jī)游戲）；（3）落后的教學(xué)方法本身無(wú)法吸引學(xué)生的專注力。由于以上原因?qū)е聦W(xué)生沒(méi)有預(yù)習(xí)，課堂上也不認(rèn)真聽講，盡管教師在實(shí)驗(yàn)課堂上孜孜不倦地值守與操作指導(dǎo)，但是收效總是不盡如人意。因此，教學(xué)方法改革也是迫在眉睫。近年，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)方法上進(jìn)行了如下改革。

（一）改變預(yù)習(xí)方法，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)的課前有效學(xué)習(xí)與了解

由于傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)方法是讓學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，學(xué)生預(yù)習(xí)起來(lái)十分枯燥乏味，一次兩次他們或許還能接受，但是想要他們能認(rèn)真預(yù)習(xí)所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，那是很難實(shí)現(xiàn)的事。因此，針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)，我們將引入微課、微視頻及MOOC等方式，特別是將我們制作的一些實(shí)驗(yàn)視頻上傳入班級(jí)微信群與QQ群中，讓學(xué)生自行觀看。同時(shí)教師也在空閑時(shí)段參與到相關(guān)即時(shí)通訊群里的討論，對(duì)部分同學(xué)進(jìn)行在線提問(wèn)，以便檢查他們的預(yù)習(xí)情況。通過(guò)這一改變，我們發(fā)現(xiàn)預(yù)習(xí)效果非常好，也深受學(xué)生歡迎。

（二）課堂教學(xué)方法的改革，提升教學(xué)質(zhì)量

以往的課堂教學(xué)是“填鴨式”，特別是在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上，教師將實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟、數(shù)據(jù)記錄及操作要點(diǎn)與細(xì)節(jié)都詳細(xì)地講解一遍。學(xué)生則按照教材與教師的講解“照葫蘆畫瓢”過(guò)一遍，至于最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何毫不在意，嚴(yán)重缺乏實(shí)驗(yàn)熱情。如果出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)意外現(xiàn)象也不會(huì)產(chǎn)生學(xué)術(shù)性的思考與質(zhì)疑。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)因課堂知識(shí)點(diǎn)多，操作煩瑣，只是教師現(xiàn)場(chǎng)演示是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，加之學(xué)生主動(dòng)性與積極性也大大降低，往往導(dǎo)致許多同學(xué)實(shí)驗(yàn)不成功，數(shù)據(jù)測(cè)量誤差大。因此我們引入“微課”等教學(xué)手段，將特定的操作片段制作成視頻材料，學(xué)生可以在任意時(shí)間觀看，也可以在任意操作過(guò)程中觀看相應(yīng)的操作要點(diǎn)與細(xì)節(jié)。比如，滴定管的滴定操作、半滴滴定操作與四分之一滴操作、滴定終點(diǎn)的判斷等小視頻文件，這些微課視頻材料能生動(dòng)、形象地教授學(xué)生如何準(zhǔn)確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這既能保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功，也能保證學(xué)生精準(zhǔn)地掌握相關(guān)的操作重點(diǎn)與要領(lǐng)。此外，學(xué)生還可以自主進(jìn)行課后學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)知識(shí)點(diǎn)在學(xué)生腦海中的固化。

四、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型和技術(shù)技能型人才。這無(wú)疑對(duì)人才培養(yǎng)要求提高到了一個(gè)嶄新的高度。為了實(shí)現(xiàn)國(guó)家中長(zhǎng)期教育規(guī)劃的目標(biāo)，我們分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革對(duì)培養(yǎng)化學(xué)相關(guān)行業(yè)的創(chuàng)新人才起到關(guān)鍵性作用。由于化學(xué)是直接影響到我們的衣、食、住、行的重要學(xué)科，在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防與科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化中具有極其重要作用。特別是化學(xué)創(chuàng)新人才對(duì)我國(guó)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)做出了巨大貢獻(xiàn)，如屠呦呦獲得諾貝爾獎(jiǎng)，不但提高了我國(guó)在世界科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的地位，更表明化學(xué)創(chuàng)新人才是國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

五、結(jié)語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)國(guó)家“十三五”規(guī)劃遠(yuǎn)景，為了實(shí)現(xiàn)教育部關(guān)于《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》的目標(biāo)，我們結(jié)合我校的辦學(xué)條件、師資力量及生源特點(diǎn)，通過(guò)加強(qiáng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合改革，包括教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段的改革與探索，加強(qiáng)化學(xué)專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。從近兩年的教學(xué)改革與教學(xué)效果來(lái)看，已取得了一定的成效，主要表現(xiàn)在學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了培養(yǎng)、創(chuàng)新能力有了大幅提高，特別是學(xué)生畢業(yè)論文的廣度與深度都有了很大的提高，論文選題也更新穎。但是化學(xué)專業(yè)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)是一個(gè)綜合、長(zhǎng)期的過(guò)程，不能簡(jiǎn)單地依靠分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一門課程就能實(shí)現(xiàn)。只有在大學(xué)階段的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中認(rèn)真貫徹啟發(fā)式教學(xué)，并把教師的科研也融合到教學(xué)中來(lái)，讓學(xué)生參與教師的研究，使學(xué)生“研”與“學(xué)”并舉且相輔相成，才能事半功倍。

參考文獻(xiàn)：

[1]何春萍.加強(qiáng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合改革探討[J].懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，35（2）：117-120.

[2]李雪璨.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].吉林教育：綜合，2016（45）.

[3]肖萍，劉嬌嬌.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀與改革探究[J].時(shí)代教育，2016（10）：105-105.

[4]何曉燕，南光明，張?jiān)旅?，?本科化學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與實(shí)踐[J].化學(xué)教育，2016，37（16）：27-30.