加强分析化学课程的教研结合*

陈贝贝 何蔓 胡斌

(武汉大学化学与分子科学学院 湖北武汉430072)

分析化学课程不仅理论性强，而且与科研结合紧密，综合性和应用性也强，是化学专业本科生必修的四大基础课程之一。同时，现代分析化学融入了数学、物理、生物、环境和材料等多学科内容，呈现出多学科交叉融合的特点。并且随着现代科学技术的飞速发展和社会的不断进步，国家对分析化学专业人才的需求与日俱增。因此，一成不变的教学手段已经不能完全适应社会对分析化学人才培养的需求，必须与时俱进地思考和探索新型的教学方法［1-2］。武汉大学分析化学作为国家重点学科，一直有重视本科教学研究的传统，所编写的《分析化学》教材已接连出版至第5版［3-4］，被国内绝大多数高校所采用，有着较大的影响;在本科教学的不断探索中所积累的丰富教学经验已在我校分析化学学科教学梯队中一代一代地得到传承。

依循高等教育的发展趋势，按照国家中长期人才发展规划纲要和国家中长期教育和发展规划纲要的要求，本文旨在探讨如何强化分析化学课程教学与科研的结合，以培养具备科研能力的创新型人才。结合武汉大学分析化学在教学和科研上取得的经验，在满足教育部高等学校教学指导委员会《化学类专业规范》所规定的分析化学教学基本内容的基础上，考虑对教学内容进行调整，将分析化学基础知识与科研前沿有机结合，在教学内容上做到“少而精、精而新”，让学生及时接触学科前沿知识，在为学生打好基础的同时开拓学生的眼界;考虑从教学方法上进行改革，设计互动式教学，充分调动学生的主观能动性;在教学内容上融入分析学科科研的最新进展，培养学生的科研思维和创新能力;不断完善评价体制，全面评价学生综合能力及教改效果。

1 调整教学内容 注重知识点的融合

分析化学课程的内容包括经典化学分析的原理和方法，以及各种分析仪器的原理、结构和应用。随着分析化学相关科学研究的快速发展，不断涌现的新型分析方法与技术为分析化学教学提供了全新的知识和内容，同时也使分析化学的教学内容变得越来越繁杂。因此，在教学内容的编排上，我们根据分析科学学科研究的发展趋势，牢牢把握分析化学的重难点，融合知识点，做到“少而精、精而新”。知识点的融合主要遵循以下思路:1)采用“比较式教学”编排内容相关的章节的重难点，例如比较不同色谱方法在原理、仪器结构、分析性能和应用等方面的异同点;2)采用“联想式教学”关联不同章节的重难点，例如介绍色谱-质谱联用技术分析方法的特点;3)采用“交叉式教学”介绍与分析化学交叉融合的其他学科相关内容，开阔学生的眼界，引发学生的科研兴趣;4)采用“科普式教学”穿插对于分析科学家的介绍，加强学生的德育培养。表1列举了仪器分析具体教学内容的调整及知识点的融合。

表1 仪器分析教学内容的调整及知识点的融合

分析化学课程的内容繁复，课时有限。如何在有限的时间内充分传授分析化学相关知识，需要抽提融合相关知识点，设计“比较式”的教学内容。比如说原子光谱仪器包括原子发射光谱、原子吸收光谱和原子荧光光谱等，它们的仪器原理都涉及气态原子获得能量后由基态跃迁至激发态的过程，仪器组成主要都包含光源、原子化器、分光系统和检测系统等，分析对象都是无机元素。在课程内容设置上，我们通过比较式教学的方法讲授以上3种原子光谱仪的原理、构造和性能特点，不仅精简了教学内容及学时，同时也突出了重难点，让学生对这3种仪器的异同点有更深刻的认识。另外，在授课内容上不仅仅是传授知识点，更重要的是传授观察问题、提出问题、分析问题、解决问题的方法。只有让学生掌握了学习方法，才能培养学生的科研素养，促进学生发挥主动能动性，自主学习，举一反三。

虽然分析化学教材中各知识点独立成章，但是教学内容上要注重知识点的关联性，因此，需要设计“联想式”的教学内容。比如高效液相色谱分析和质谱分析属两种分析技术，在教材中是分章介绍的，但是高效液相色谱-质谱联用技术是分析化学的热点研究领域之一，是有机污染物检测、药物成分分析、蛋白质组学分析等研究的重要分析手段，因此在教学内容的编排上注意知识点的结合，也可以对学生的发散式科学思维模式进行引导和培养。

随着分析化学的快速发展，分析化学与生命科学、医学、环境科学、材料科学等领域的联系越来越紧密，分析化学与其他学科的交叉融合已成为现代分析化学发展的趋势之一。因此，需要设计“交叉式教学”，注意分析化学与其他学科内容的关联性。这就要求教师在备课过程中查阅大量文献和参考书，精心收集授课资料，保持头脑清晰，确保授课内容逻辑性强;注意引导学生将其他课程上所学的知识与分析化学相关联，激发学生的学习兴趣，锻炼学生的创新思维能力。比如，蛋白质组学是生命科学的重要研究内容，除了蛋白质印迹等常规生物学方法外，目前已涌现了多种高灵敏、高选择性的蛋白质定性/定量分析新方法。这就需要教师引导学生结合生物学和分析化学相关知识，深入思考如何将分析化学方法应用到生物分析中去。

在传授分析化学知识和学习方法的同时，不能忘了道德品质的熏陶。俗话说“先做人，后做事”，具备优良的学风和专业精神，是培养科研创新型人才的首要条件。因此，在教学过程中可以采用“科普式教学”，穿插对分析科学家的介绍，培养学生的学风和品德。在授课过程中，穿插相关分析科学家的事迹介绍，不仅可以使学生了解分析化学的发展历程和动态，还可以突显科学家坚持不懈、探索真理的治学态度与人生追求，以此潜移默化地感染学生。

2 改善教学方法 强化互动式教学

注重引发式课堂教学。抓住分析化学综合性和应用性强的特点，可以将分析化学与日常生活中的关注点(比如食品安全和环境污染问题等)关联起来，充分利用多媒体教学的趣味性和启发性;在新章节授课前，通过播放短视频等方式抛出关注点，引导学生思考其与分析化学的关联，激发学生的学习兴趣。例如，在讲授原子光谱分析这一章节之前，播放小段关于血铅中毒统计的视频引起学生关注，然后引导学生思考如何检测铅中毒。此时可以复习回顾经典化学分析中的EDTA络合滴定分析方法，然后引出即将要学习的原子光谱分析。这样不仅可以做到知识点的融合，还可以引发学生对即将要学习内容的关注。

尝试身份互换式课堂教学。对于学生可以自学的章节，提倡学生自学，在课堂上让学生变为老师，以“小老师”的身份给其他学生讲授该章节的内容，其他学生听完后给出意见和评价。最后教师进行总结，指出该章节内容应该把握的重难点，肯定学生讲得好的地方，指出在自学中应该改进的地方。通过这种方式让学生将内容讲出来，其他学生对所讲内容进行评价。这就要求教的学生对所讲内容完全把握，了解越透彻，讲出来的内容才会言之有物;学的学生如果不下功夫，则提不出好的见解与看法。再加上老师的总结，形成双重的教学相长，大大提高学生的主观能动性。

增加文献讨论环节。在学生掌握一定的分析化学知识后，让学生精读有代表性的英文分析化学科研文献，并做文献汇报。具体方式为将学生分成几个小组，每个小组阅读一篇文献，小组成员通过课下交流讨论的方式熟读文献，分析思考“为什么要做这个研究”、“这个研究解决了什么问题”、“这个研究怎么解决的问题”、“这个研究还存在什么问题”等问题。然后每个小组派代表在课堂上进行文献汇报，并在全班开展讨论。这种方式能有效提高学生的科研素养，了解“提出问题—分析问题—解决问题”这一经典科研过程，并激发学生的创新思维能力，调动其主动思考的积极性。

增加实践参观环节。我院分析化学的科学研究工作覆盖了现代分析化学中光分析、电分析和分离科学等领域;而且结合生命科学、环境科学、材料科学，不断开拓新的研究领域，具有交叉学科研究特色。我们可以充分发挥我院分析化学学科优势，在课程的最后阶段，带领学生参观分析化学相关各课题组，使其直观了解分析化学学科的研究情况和研究者的研究状态，为他们进一步的科研学习奠定基础。

3 完善评价体制 注重对学生综合能力的考察

好的评价体系可以检验出学生能力是否有所提高。单一的评价模式无法客观地反映出学生综合能力的提高，唯有合理采用多种考核模式才能够评价学生的综合能力和创新能力。一是注意对学生平时的考核。在课堂讨论环节详细记录学生的表现，从基础知识掌握情况和思维拓展能力两个方面综合评价学生的课堂表现;课后作业除了教材习题外，可以布置一至两次文献阅读汇报，从作业了解学生的学习情况。二是注重期中考试和期末考试的考核方式，同样要注意对学生综合能力的考察。在出题时应避免过多的客观题，增加主观性问题和开放性问题，强调将所学的分析化学知识点相互结合来解决实际分析问题，或者设计实验方案，有意识地锻炼学生的科研头脑和创新思维能力。

4 结束语

伴随着分析化学学科的快速发展，分析化学的教学也需要与时俱进，适时调整教学内容、改善教学方法、丰富考核形式，让学生清楚认识到为什么要学分析化学，分析化学学什么，分析化学能解决什么问题，并且要充分调动学生学习的主观能动性，培养学生的科研素养，激发学生的创新思维。我们通过强化分析化学课程教与研的结合，以加强学生对分析化学的基础理论及科学前沿的理解和认识，最终的实施效果是令人满意的。通过学生打分，本课程的教师评价和课程评价均在95分以上，且学生总体反映授课老师教学计划和目标明确，授课条理清晰，教学方式多样，能充分与学生沟通解疑答惑。

据统计，2006～2011年，我院81篇学士学位论文获湖北省优秀学士学位论文;我院2006～2011届本科毕业生在读期间发表科研论文63篇;2007～2013年，获批国家大学生创新实验项目24项，校内大学生科研项目立项88项;2006～2013年，本院本科生在各类学习科研竞赛中，获湖北省大学生化学学术创新成果报告会、湖北省普通高校大学生化学实验技能竞赛、湖北省大学生优秀科研成果奖，以及挑战杯等各类奖项78项。

综上所述，本文介绍的教学改革不仅有利于提高学生的科研意识，培养学生的科研能力，有利于国家需求的创新型人才的培养，还可以有效地促进教学工作的推进，切实提高教师的教学素养和教学质量，为进一步完善分析化学本科教学培养体系积累经验。

［1］俞汝勤.大学化学，2008，23(5):1

［2］李克安，赵凤林，焦书明，等.大学化学，2003，18(1):26

［3］武汉大学.分析化学(上册).第5版.北京:高等教育出版社，2005

［4］武汉大学.分析化学(下册).第5版.北京:高等教育出版社，2005