分析化学实验课程教学改革措施

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摘要:分析化学是一门以实验为基础的学科。分析化学实验是分析化学学科的重要组成，主要培养学生的动手能力和实践能力。分析化学实验是化学化工专业的基础必修实验课程，然而目前的教学模式不利于培养学生的创新能力。本文针对分析化学实验教学中所存在的问题，提出了落实课程思政，改革教学方法，优化教学内容，完善考核方式，从而提高教学质量和学生的综合能力。

关键词:分析化学实验;实验课程;教学改革

分析化学是一门实践性很强的学科。分析化学实验单独设课，与分析化学理论课教学紧密结合，实践性更为突出，是高等院校化学、化工、材料、食品、生物、医药、环境及相关专业的必修基础课程［1－2］。通过分析化学实验课程的学习，使学生加深对分析化学基本概念和基本理论的理解，使学生掌握基本实验方法和基本实验技能，树立“量”的概念、“误差”和“偏差”的概念及“有效数字”的概念，熟练掌握电子分析天平、滴定管、移液管、容量瓶、称量瓶的正确使用方法和操作技能，掌握常规滴定分析基本实验方法与基本操作技能，了解并能掌握影响分析结果的主要因素和关键环节，合理地选择实验方法、实验条件、实验仪器，对实验现象能够细心观察和认真记录，运用所学的理论知识分析处理实验数据，以确保获得可靠的定量分析结果［3－4］。通过这些实验知识的学习和操作，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的科学态度、独立思考问题和解决问题的能力，和培养创新思维。以期为学生后续课程和将来参加的工作、科研打下良好的基础。《分析化学实验》是我校化学和应用化学专业本科生的一门专业必修课，我院分析化学教研室每年为200～300名本科生授课，开课学时为54学时，实验室总面积360m2。

1我院分析化学实验课教学的现状

当前，我院分析化学实验课的教学方法比较单一，以教师讲解和演示为主，学生再根据教师的讲授和教材上的实验方案，“照方抓药”式的开展实验内容，被动的接收知识。这样的教学方法不利于培养学生的独立思考和创新思维能力，不能充分发挥学生的学习主动性。总的来说，我院分析化学实验课的教学存在以下问题:(1)分析化学实验课开设的验证性实验较多，综合性和设计性的实验较少。目前，我院分析化学实验项目有17个，演示性实验1个，验证性实验13个，综合性和设计性实验3个。验证性实验较多，使得学生认为进入实验室就是按照老师和教材规定的内容去开展实验，并且一定能获得“正确”的实验结果。这种现象一方面造成学生预习不深入，敷衍了事，觉得进入实验室后，按照教材上的详细实验步骤按部就班就可以顺利完成实验内容，课堂效果较差;另一方面，实验内容相对枯燥，课程内容与实际生产生活联系不紧密，影响学生的学习积极性。(2)重理论，轻实验。教师讲解以实验原理为重点内容，侧重通过实验课的学习巩固理论课相关的知识点，对学生的基本实验操作技术要求不严格。存在少部分学生对实验步骤，实验现象理解不清晰，基本实验操作不规范，比如滴定终点颜色判断不准确，三种滴定速度方法未完全掌握，滴定管读数不准确，锥形瓶振摇不充分等等，最终都会影响学生对该实验传递的分析化学知识的深层次理解。此外，分析化学理论课是专业考试课，分析化学实验课是专业考查课。学生对实验课学习的重视程度不够。(3)分析化学实验课开课过早，使得学生在开展某些实验项目时，与其相关的理论课尚未讲授，学生预习实验的工作量和难度增大，对相关实验原理和知识体系比较生疏。(4)学生不重视实验前的预习工作，往往预习不充分。学生预习实验通常只看实验教材，对将要开展的实验原理和实验方案一知半解，不能做到理论联系实验，并指导实验工作。实验前，学生较少去翻阅分析化学理论课本，也不会主动借助网络信息平台来获取更多的学习资源，并加以整理和综合分析。我们滴定分析开展的第一次实验课是滴定分析的基本操作练习(一定浓度的HCl和NaOH互相滴定)，实验教材书上介绍的原理主要包括酸碱中和反应，滴定突跃和酸碱指示剂的变色范围。学生如果不预习和巩固滴定，化学计量点，滴定终点，终点误差，滴定突跃，滴定突跃范围，酸碱指示剂的变色原理，酸碱指示剂的选择原则等概念，就不能建立滴定分析实验相关的知识体系框架，不能将实验现象和理论知识相结合，对拟将开展的实验步骤以及基本实验操作技能的细节要求无法准确把握，无法深入理解分析化学强调“量”的概念。此外，由于该实验是分析化学实验课首次介绍酸碱滴定管的使用方法，滴定管使用方法需要注意的细节很多，每一个操作细节都会对滴定分析结果的准确性有着重要影响。如果学生不提前预习熟悉滴定管的使用，仅通过课堂教师的演示，很难记全滴定管的操作细节并在实验过程中规范基本操作。因此，要获得较好的实验课学习效果，学生在实验前充分预习是十分必要的。(5)两次实验课间隔时间较长，实验报告中存在的问题不能及时反馈给学生，过后学生容易遗忘相关实验内容，影响学习效果。(6)教师指导学生不到位，存在少部分学生基本操作不规范，某些实验细节有误，未能及时发现并一一纠正。(7)实验课成绩考核不科学，需要进一步完善过程考核细则。目前，实验报告的书写(内容是否完整，格式是否规范，实验数据的记录和处理是否正确)在实验成绩考核中占的比重偏大。当前的考核方式使得老师和学生将学习重心放在实验报告的书写上，忽视了基本操作技术的培养和训练上。规范书写实验报告是实验课的一项重要培养内容。实验报告反映了学生对实验原理的理解认识，对实验现象的细心观察，对实验数据记录与处理方法的掌握程度。但是，实验课成绩考核过多看重实验报告，会使得部分学生为了获得“好的”实验结果和实验成绩，刻意篡改实验数据，助长了弄虚作假的不良风气，不利于培养学生规范实验操作技术和严谨求实的科研态度。

2分析化学实验课的改革措施

针对上述分析化学实验教学中存在的问题，可采取以下一些改革措施，以期获得较好的教学效果。

2.1落实课程思政

当下，伴随互联网的普及与网络技术的广泛应用，网络信息量十分巨大，但是良莠不齐。这要求任课老师应具备坚定的理想信念和辨别信息真伪的能力，能够对错误的言论信息进行有力抵制和批判，并积极弘扬社会正能量。大学阶段，是学生世界观、人生观、价值观形成的关键时期。在开展专业课程教学过程中，将专业知识教育和思想政治教育相融合，充分发挥所有课程的育人作用，帮助学生抵制错误思想，从而全面提高学生培养质量，落实立德树人根本任务［5］。榜样的力量是无穷的，激励着我们每一个人不断前行。卢佩章院士是我国著名的分析化学家，也是我国色谱理论奠基人，可以向学生介绍卢佩章院士的光辉事迹。新中国成立初期，百废待兴，能源供应严重匮乏，卢佩章院士参与了国家从煤里制取石油这一国民经济急需的科研任务，承担了其中水煤气合成产品的分析任务，完成了“熔铁催化剂水煤气合成液体燃料及化工产品”项目，1953年获国家自然科学奖三等奖。为开创中国色谱学科，卢佩章院士开展了气相色谱及液相色谱理论、新技术发展及其应用方面的研究，他带领研究小组设计出我国第一台体积色谱仪，使分析石油样品的速度由原来30多小时缩短到不到1小时，并且需要的样品量是原来的千分之一，这项技术迅速在全国石油化工企业普及应用。20世纪60年代，卢佩章院士的研究方向转向为国防工业服务，在第一颗原子弹爆炸前，他和团队成员建立了真空熔融色谱法，测定了金属铀中痕量氩的含量，解决了国防工业的急需。卢佩章院士从事色谱研究工作60余年，将全部心血奉献给了我国分析化学事业，为国防科技事业的发展做出来重大的贡献。通过介绍卢佩章院士的爱国情怀和奉献精神，激励学生们树立崇高理想和远大志向，并为之努力奋斗。

2.2改革教学模式

目前，学生的预习报告流于形式。通常是根据实验教材，学生把实验目的、原理、试剂和步骤抄写一遍，应付老师的检查，达不到预习实验的目的。课前，教师会检查学生的预习报告和提问学生相关实验问题［6－7］。然而，由于实验课时有限，教师不能把所有相关的理论知识和实验操作全部讲解和演示一遍。所以目前的预习方式不能起到很好的学习效果。为了使学生更好的预习实验，达到掌握实验原理和实验步骤的要求，对实验方案知其然和知其所以然。教师可以要求学生不按照固定的格式书写预习报告，建议学生以流程图的形式将实验步骤和实验装置画出，并将相关的实验原理和理论知识，所需实验试剂和仪器在流程图上标记，能口述实验思路和实验方案。学生通过绘制实验流程图，可以更好的预习实验，指导实验，也培养了学生的独立思考和解决问题的能力。利用网络信息教学平台“雨课堂教学软件”，教师课前给学生布置与本实验相关的几个问题。学生通过查阅实验教材，理论教材，网上资源，以及分组讨论等途径，自己总结回答问题，并在这一学习过程中进一步掌握实验原理。对于学生在课堂上没看清或记不住教师的实验操作演示，教师可以利用“钉钉软件”提前录制相关实验操作视频，并建好群组，发送给学生，让学生提前预习实验操作技术。如果学生对基本操作技术细节不清楚，也可以利用钉钉群与老师互动讨论。以此为基础，教师还可以将“互动式”教学模式引入到了实验课，替代当前的“灌输式”的教学模式，充分调动学生的学习兴趣和积极性［8－10］。

2.3优化实验内容

我院现在开设的分析化学实验项目以验证性实验为主，偏重于与基本操作和知识验证，综合性和设计性实验偏少。应当对当前的实验项目进行了一些调整，删除了一些简单的、有环境污染的演示性和验证性实验项目。比如“分析天平的称量练习”实验是演示性实验。通常，在分析工作中使用的是电子分析天平，这种天平称量时间短并且操作简单，不需要单独设立课时，应该删掉本实验项目，把课时留给综合性实验项目。“铋、铅混合液中铋、铅含量的连续测定”实验中，要分析测定的铋、铅属于重金属，对环境有很大污染，并且实验产生的废液不好处理，所以这个实验项目应该删除。应当增加与生产生活紧密相关的综合性或设计性的实验项目。例如，增加“维生素C片剂中Vc含量的测定”作为综合性实验项目。一个完整的样品分析过程，包括样品的采集、分析前的样品处理、分析、数据处理及结果报告。整个分析过程中，样品前处理是最繁琐、最花时间的步骤，主要的分析误差也是来自样品前处理环节。这个实验要求学生掌握维生素C药片处理的操作技术，以及掌握直接碘量法测定维生素C的原理及方法，从而考查学生的综合能力。增加“混合碱分析”作为设计性实验项目。学生在实验开始前需要根据已学的理论知识，查阅相关材料，自己设计实验方案，包括选择基准物质去配制标准溶液，选择哪种指示剂，根据实验数据分析混合碱组成。这种立足于生产生活的实验可以充分调动学生的实验热情，能够让学生在实验中深入理解分析化学的基础知识和基本理论，有助于培养学生的独立思考和解决问题的能力。

2.4完善课程考核方式

对考核方式进行优化，具体方案为:本实验课程的考核由4部分组成:实验预习(占比10%)，实验操作(占比30%)，实验报告(占比20%，包括实验结果及小结)、期末考试(占比40%)，各项成绩和总成绩均以百分制计算。期末考试以设计性实验为主，让学生独立操作进行考核，考查学生的自主学习能力和解决问题的能力，也考查学生对实验技能的掌握情况。与我院旧版的考核方案对比，增加了实验预习和实验操作的分值比重，降低了实验报告的分值比重。新版考核方案细化和量化了各项评分标准，考核方式更加科学。科学的考核方式可以引导学生端正学习态度，培养学习兴趣，规范基本实验操作，养成良好的实验习惯，提高分析问题和解决问题的能力。

3结语

近几年，我院分析化学教研室一直致力于分析化学实验课程的改革研究。通过以上几点措施对我院的分析化学实验课程进行改革，激发了学生的学习兴趣，培养了学生严谨求实的科学态度，提高了学生的基本实验操作技能，学生的自主学习能力和解决问题的能力明显提升，课堂实验效果显著改善。我们将不断探索教学新模式和新思路，提高分析化学实验课程的质量，提高学生的综合素质，从而达到为社会培养优秀化学化工类专业人才的目的。

参考文献

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［10］王坤，廖爽，邓前军.《分析化学实验》翻转式课堂教学模式探索［J］．广州化工，2020，48(13):138－140.

作者：孙涛 李珂 单位：洛阳师范学院化学化工学院 洛阳师范学院食品与药品学院