“雙一流大學(xué)”建設(shè)中《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革與實(shí)踐

盧丹青 王文磊 謝練武 張 寧

基于《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》理論課程開設(shè)的《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》旨在加深學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)及分析化學(xué)基本理論的理解，更系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、理解無(wú)機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本操作和基本技能，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、?shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，初步掌握實(shí)驗(yàn)研究的方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和將來(lái)從事實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)[1-2]。然而，目前有的高校教師過(guò)于注重理論知識(shí)教學(xué)，反而忽視了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義，使得基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程流于表面[3-5]，比如：在某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的考核中，除了學(xué)生的課堂表現(xiàn)外，指導(dǎo)教師僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的優(yōu)劣評(píng)判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并給予分?jǐn)?shù)，這種評(píng)價(jià)方式過(guò)于簡(jiǎn)單和片面，難以真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。且對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，其課堂實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不需要思考，僅需按部就班完成實(shí)驗(yàn)流程，使得學(xué)生淪為了實(shí)驗(yàn)的“操作工”；其次，這樣的學(xué)習(xí)方式很難或者基本不能發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生的個(gè)性特征，更談不上“因材施教”；此外，學(xué)生不需要思考的結(jié)果就是思維的固化，知識(shí)面僅限于指導(dǎo)教師傳授和書本閱讀，相對(duì)來(lái)源較少，知識(shí)面狹窄；最后，實(shí)驗(yàn)的目的在于活躍學(xué)生的思維，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情并引發(fā)理論知識(shí)學(xué)習(xí)之后的深入思考，而這種方式培養(yǎng)下的學(xué)生很少能夠與指導(dǎo)教師產(chǎn)生思維上的碰撞，阻礙了學(xué)生視野的擴(kuò)展。此種情況下，以建設(shè)“雙一流大學(xué)”“雙一流學(xué)科”為目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生對(duì)《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的興趣和思考，改變目前學(xué)生思維固化，知識(shí)面狹窄的境況，提出針對(duì)當(dāng)前問(wèn)題的教學(xué)改革和實(shí)踐勢(shì)在必行[6]。具體方案如下。

1 線上預(yù)習(xí)，激發(fā)興趣

一般的實(shí)驗(yàn)課程要求學(xué)生按照書本填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理和心得體會(huì)等步驟填寫在預(yù)習(xí)報(bào)告本上就算完成了預(yù)習(xí)工作，上課之前指導(dǎo)老師檢查簽字即可。這種預(yù)習(xí)方式中，學(xué)生的知識(shí)來(lái)源主要來(lái)自書本的傳授，并不能直觀清晰地了解本次實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)驗(yàn)流程，因此，我們提出線上- 線下學(xué)習(xí)模式相結(jié)合，除了書本之外，指導(dǎo)老師將學(xué)堂在線、愛課程、學(xué)銀在線、中國(guó)大學(xué)MOOC(慕課)、雨課堂、超星爾雅學(xué)習(xí)通或者智慧樹等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)相同課程的慕課資源引入到課程體系中，并根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的特色推薦1- 2 個(gè)課程相關(guān)小視頻作為補(bǔ)充資料，以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)資料，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可以通過(guò)指導(dǎo)老師介紹進(jìn)入課程，觀看視頻，了解本次實(shí)驗(yàn)的具體流程，真正做到課前就“心中有數(shù)”。比如《鄰二氮菲測(cè)定鐵》這一實(shí)驗(yàn)中，需要用到紫外可見分光光度計(jì)，并通過(guò)分光光度法測(cè)定試樣中鐵離子的含量。在課程之前，學(xué)生普遍沒有見過(guò)紫外可見分光光度計(jì)，也很難理解儀器的操作，更不用說(shuō)使用光度計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。根據(jù)這種情況，指導(dǎo)老師推薦了中國(guó)大學(xué)MOOC 的相關(guān)課程，引入了網(wǎng)絡(luò)上儀器操作視頻資料，學(xué)生在觀看視頻后對(duì)紫外可見分光光度計(jì)的工作原理、使用注意事項(xiàng)以及樣品的制備有了初步的認(rèn)識(shí)后，再進(jìn)入課程聽指導(dǎo)老師更深入的講解以及答疑，對(duì)儀器的使用以及測(cè)量的原理會(huì)有進(jìn)一步的了解。

2 增加開放實(shí)驗(yàn)，探索未知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

只讀書而不思考，就容易被誤導(dǎo)；只思考而不動(dòng)手，就難以有成效。作為一門實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》不僅要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作相關(guān)儀器并聯(lián)系理論知識(shí)獲得結(jié)論的能力，更要注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思考能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在這種培養(yǎng)目標(biāo)下，指導(dǎo)老師在固有的實(shí)驗(yàn)安排以外，也增加了具有設(shè)計(jì)性、綜合性、實(shí)用性的開放實(shí)驗(yàn)。開放實(shí)驗(yàn)是融合綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和探索實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)于一體的一種較為全面的實(shí)驗(yàn)方式。例如，《食醋中醋酸含量的測(cè)定》實(shí)驗(yàn)中，指導(dǎo)老師不再推薦相關(guān)學(xué)習(xí)課程或者視頻，教材中也沒有針對(duì)本實(shí)驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)，這就要求學(xué)生自己主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的前、中、后整個(gè)過(guò)程，并始終充當(dāng)“探索者”的角色，從查閱資料、設(shè)計(jì)方案及步驟到獨(dú)立操作、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等都獨(dú)立完成。在實(shí)驗(yàn)試劑方面，指導(dǎo)老師提前提供一份試劑請(qǐng)單給學(xué)生，請(qǐng)學(xué)生盡量在已有試劑中進(jìn)行選擇。若實(shí)在需要，也可單獨(dú)為其購(gòu)買，為學(xué)生的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行提供保障。除此之外，學(xué)生也可以根據(jù)指導(dǎo)教師提供的某些研究方向，選擇自己感興趣的一個(gè)操作或一個(gè)特定問(wèn)題進(jìn)行深入研究，針對(duì)當(dāng)前實(shí)際存在的問(wèn)題，與指導(dǎo)教師一起探討、設(shè)計(jì)確實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案并付諸實(shí)踐。這也屬于開放實(shí)驗(yàn)的范疇，是科學(xué)研究和探索創(chuàng)新性質(zhì)的開放性實(shí)驗(yàn)，與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相比具有突出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的自主性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的未知性、實(shí)驗(yàn)方法和手段的探索性等特點(diǎn)。

3 聯(lián)系理論，深入探究

在以往的課程中，學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是在完成預(yù)習(xí)報(bào)告和整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的基礎(chǔ)上，添加實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理以及心得感想填寫于實(shí)驗(yàn)報(bào)告本中。這其中就存在學(xué)生預(yù)習(xí)報(bào)告與實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)不符合、抄襲他人的數(shù)據(jù)、或編造數(shù)據(jù)等不良現(xiàn)象。有了這樣的教訓(xùn)后，指導(dǎo)老師不再將實(shí)驗(yàn)原理、步驟、數(shù)據(jù)記錄的空白表格以及數(shù)據(jù)處理方式公布于板書中，而只是將個(gè)別重點(diǎn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)在醒目處板書提醒學(xué)生。在課程上，由指導(dǎo)老師提出問(wèn)題，隨堂點(diǎn)名由學(xué)生口頭回答來(lái)檢查預(yù)習(xí)情況后，指導(dǎo)教師隨機(jī)抽取幾名學(xué)生演示部分或全部實(shí)驗(yàn)相關(guān)儀器的操作與使用過(guò)程。演示后，另外抽取幾名學(xué)生對(duì)剛才的演示進(jìn)行回顧和評(píng)價(jià)，說(shuō)出演示中的亮點(diǎn)和不正確的地方，以備其他學(xué)生改進(jìn)。在完成學(xué)生總結(jié)后，指導(dǎo)教師聯(lián)系理論知識(shí)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行最后的總結(jié)和糾錯(cuò)，以及給予每位參與的學(xué)生單獨(dú)點(diǎn)評(píng)。最后，根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作情況、數(shù)據(jù)處理情況和課后思考總結(jié)等綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，并當(dāng)場(chǎng)給出分?jǐn)?shù)或?qū)嶒?yàn)評(píng)級(jí)（如 A+，A，A-，B+，B 等）。

總之，在“雙一流大學(xué)”建設(shè)背景下，通過(guò)上述幾種方式對(duì)《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革與實(shí)踐，摸索出真正適用于林業(yè)院校化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，為培養(yǎng)高水平人才添磚加瓦。