加强应用型人才培养的分析化学实验教学综合改革探讨

何春萍

(怀化学院 化学与材料工程学院， 湖南 怀化 418008)



加强应用型人才培养的分析化学实验教学综合改革探讨

何春萍

(怀化学院 化学与材料工程学院， 湖南 怀化 418008)

摘要：地方本科高校化学化工类专业的分析化学实验课程存在教学内容陈旧、教学方式方法落后、考核方法片面等问题，难以适应应用型人才培养的要求，需要对其教学内容、教学方式方法、考核方法等进行综合改革。提出地方本科高校的分析化学实验课程改革必须突出应用导向、强化学生的实践能力和创新能力培养，具体来说，以增强综合性、创新性和应用性为目标改革教学内容,以强化学生主体作用为目标改革教学方式方法,以加强学生能力考核为目标改革考核内容和方式。

关键词：分析化学；实验教学；教学改革；应用型人才

近年来，随着我国经济结构的深刻调整，产业转型升级步伐加快，社会文化建设不断推进，特别是创新驱动发展战略的提出和实施，地方本科高校特别是新建地方本科高校逐步确立了建设地方性应用型大学的办学定位，努力向应用型高校转变，大力推进生产、服务一线紧缺的应用型人才培养[1]。要实现应用型人才培养目标，关键是要加强学生的实践能力和创新能力的培养，这就需要对地方高校的人才培养体系进行深度改革创新，其中以突出应用导向、强化学生实践能力和创新能力培养为目标的专业课程的教学内容、教学方法、考核方法的改革是十分重要的基础性改革工作[2]。

分析化学是一门实践性、应用性很强的学科，是化学化工类专业的专业基础课程，也是非化学化工类专业的基础化学课程的主要内容。分析化学实验教学在整个分析化学课程教学中占有很重要的地位，它不仅能使学生加深对分析化学的基本知识、基本概念和基本理论的理解,培养学生的分析化学实验技能,更重要的是能培养学生的科学思维方法、创新意识和创新能力[3]。在怀化学院的化学、材料化学等专业中，“分析化学实验”单独开课，共51学时、12个实验项目。然而，多年来我们对分析化学实验教学改革不够重视，分析化学实验教学跟不上高等教育改革及科技与社会飞速发展的步伐，难以适应应用型人才培养的要求，因此对我校分析化学实验教学进行综合改革势在必行。本文从分析我校分析化学实验教学存在的问题着手，根据加强应用型人才培养的要求，探讨分析化学实验的教学内容、教学方式、教学方法和考核方法的综合改革。

一、分析化学实验教学存在的主要问题

(一)教学内容陈旧，应用导向不明显

一是经典的验证性实验多，综合性、设计性实验少，创新性实验没有开设。目前，在我校单独开课的分析化学实验课程中，验证性实验项目超过一半，而且验证性实验项目主要为滴定分析,基本实验过程大致相同,即称量→标定→测定→数据处理。这样的实验项目开设对学生的综合运用能力和创新能力的培养明显不足。二是实验项目与生产、生活的实际相关性不强，应用导向不明显，内容枯燥，难以激发学生的学习热情和兴趣，难以调动学生学习的积极性和主动性，导致学生理论联系实际、分析和解决实际问题能力较差。

(二)教学方式方法落后，学生主体作用不突出

一是采用教师讲解→示范→学生实验的传统实验教学模式，学生实验前,教师详尽地把实验原理、操作要点及实验中可能出现的问题都告诉学生，然后学生按照教师和实验指导书的要求“照方抓药”进行实验。这样的教学方式,学生参与少、主动思考少，易造成学生的依赖心理，不利于学生的创新意识和创新能力培养。二是教学手段落后，没有充分利用现代信息技术辅助教学，实验教学还停留在“一个教师、一本教材、一块黑板、一间教室”的封闭式教学模式，限制了学生的创新思维和创新能力培养，教学效率也不高。例如，教师的实验示范还沿用传统的“围观”式，教师边演示边讲解，学生围成一圈观看，尽管教师耗费了大量精力，但因为只能让前排部分学生详细观察到操作细节，演示效果差，严重影响了部分学生的学习兴趣和实验效果。三是由于人力、经费不足及机制不健全等原因，开放实验教学不够，多数情况下学生是被动实验，难以培养学生独立思考和创新工作的能力，实验室的资源条件也没有得到充分利用。

(三)考核方式片面，对实验过程的考核薄弱

一是考核只注重看实验结果，评价项目不全面，学生成绩仅是根据平时实验报告情况和期末实验考核结果评定，缺乏对学生实验过程和每项实验技能掌握情况的考核，因而考核的结果不能完全反映学生的能力提高情况。因为缺乏对实验过程的考核，难以对学生的实验效果和实验技能的掌握有全面、客观、公正的评定，难以充分调动所有学生的学习积极性，不可避免地会出现少数学生实验不认真、蒙混过关的现象。二是没有建立起一套针对基础实验、综合性实验、设计实验等不同实验项目的考核方法，更缺乏对学生创新能力的考核。

二、分析化学实验教学综合改革的思路与措施

(一)以增强综合性、创新性和应用性为目标改革教学内容

分析化学实验教学内容的改革主要是要增加综合性、设计性和创新性实验项目，建立由基本操作实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验、创新性实验项目组成的多层次的实验教学内容体系[4-6]，同时增加实验项目的应用性、实用性，做到既加强分析化学基本技能训练，促进对所学理论知识的巩固，又强化综合运用所学实验方法和技能分析、解决实际问题能力及创新能力的培养。

基本操作实验项目包括定量分析常用仪器操作练习、电子天平的称量练习、酸碱滴定操作练习等3个，旨在使学生熟练地掌握分析化学的基本操作技能和基本分析方法，培养学生规范撰写实验报告的能力以及严谨的科学态度。扎实的分析化学实验基本操作技能是后续分析测试实验成功的保证，也是今后从业的基础。

验证性实验项目包括食用白醋中醋酸含量的测定、自来水总硬度的测定、氯化物中氯含量的测定、邻二氮菲分光光度法测定微量铁的测定等4个，旨在验证酸碱滴定理论、配位滴定理论、沉淀滴定理论和朗伯比尔定律等分析化学基础理论，强化称量、滴定等基本操作，熟悉紫外分光光度法这一仪器分析基本方法，着重培养学生观察实验现象,提高分析问题和解决问题的能力。对于验证性实验项目的选择，注意删除重复、陈旧的部分，以节约课时用于开设“三性”实验。

综合性实验包括维生素C片剂中抗坏血酸含量的测定、铁矿中全铁含量的测定和硫酸四氨合铜的制备及组成分析等3个。这些实验涉及到样品预处理、分析测定、数据处理等过程，其中的分析测定过程涉及到滴定分析与重量分析的综合、滴定分析与仪器分析的综合以及多种滴定分析的综合等分析方法的综合运用(其中维生素C片剂中抗坏血酸含量的测定还是对氧化还原滴定原理的验证)，可以有效提高学生的分析化学知识、方法、技能的综合运用能力。

设计性实验包括胃舒平药片中Al2O3和MgO含量的测定和牛奶酸度和钙含量的测定等2个。在前一实验中要求运用配位滴定理论的基本原理设计测定Al3+和Mg2+的方法路线，后一实验要求运用酸碱滴定理论和配位滴定理论的基本原理设计测定混合物的方法路线，在两个实验中都要求分析干扰因素，设计干扰的消除方法。设计性实验可以激发学生的学习兴趣，很好地培养学生的创新精神和独立运用所学知识及技能分析和解决问题的能力。

创新性实验项目因课时等因素的限制安排在课外进行，学生在经历了前面几个层次的实验项目之后，根据自己的兴趣和实验室现有条件，通过查阅文献，自主选择一个课题，自主设计实验方案，自主完成实验，最后撰写出研究小论文。通过创新性实验，可以进一步激发学生的创新意识，充分调动学生学习的主动性和创造性，培养学生运用所学知识、方法、技能解决实际问题的能力和严谨的科学态度，为学生做毕业论文和以后做科研工作打下良好基础。

在验证性、综合性、设计性和创新性实验项目中，要做到大部分的测定样品选择与工农业生产和日常生活密切相关的实际试样，立足于解决生产、生活的实际问题，以增加实验内容的应用性、实用性，增强人才培养与社会需求的适应性，让学生感受到学有所用、学以致用，激发出浓厚的学习兴趣。创新性实验的选题可与教师的科研课题研究相结合，还可与大学生研究性学习和创新性实验项目的实施相结合。

(二)以强化学生主体作用为目标改革教学方式方法

在分析化学实验教学中要强化教师是主导、学生是主体的教育理念，改变“照方抓药”的教学方式，通过针对不同类的实验项目采收不同的教学方式、让学生参与到教师的实验准备、强化预习要求、加强实验前和实验后的交互讨论、实行实验室全面开放等措施，充分调动学生学习的积极性和主动性，促进学生实践动手能力和创新能力培养。同时，充分发挥计算机辅助教学和互联网技术的作用，提高实验教学的效能。

对不同的实验项目应采取不同的教学方式[4]。对于基本操作实验，学生先进行预习，然后由教师示范并详细解说相关基本操作的要领，并对相应实验的精密度、准确度提出具体要求。改变以往的称量练习、溶液的配制和酸碱滴定练习只安排在有限的课时内训练的状况，设立分析化学实验基本技能训练周，期间将实验室开放，安排教师和优秀学生进行指导，专门训练学生称量、滴定、溶液配制等基本操作的规范性、熟练性和准确性，确保每位学生都能正确、熟练地掌握分析测定的基本操作技能[5]。对于验证性实验，应要求学生提前预习，教师主要是引导学生认真观察实验现象,启发学生用分析化学的理论解释实验中的问题,提高学生对关键实验步骤所涉及的理论问题的辨析能力，以达到学生加深对所学理论知识的理解的目的。应尽可能采用实验的方法解释学生的疑问,将理论的思考留给学生。对于综合性实验，应要求学生提前预习实验指导书及查阅相关参考资料，做到在实验前对实验所涉及的综合知识和技能胸有成竹；让学生按指导书的要求自主进行实验操作，观察实验现象，解决实验中出现的问题，分析和处理实验数据得出实验结果，在实验过程中教师要做必要的启发和指导。对于设计性实验，教师根据教学目标提出实验目的和实验要求，并给出实验室所能够提供的仪器设备、药品、试剂等实验条件，然后让学生通过查阅资料并结合已学理论知识设计实验方案、拟定实验步骤、选定试剂和仪器，教师对学生的设计方案进行审核，纠正实验方案的不合理之处及排除实验中可能存在的安全隐患，之后让学生独立完成样品的预处理、样品分析、数据记录与处理、实验报告等。对于创新性实验，则更应发挥学生的主动性和创造性，让学生独立设计实验、完成实验、撰写小论文，教师加强对学生选题的指导，并在学生开展实验的过程中进行必要的检查和指导，确保学生实验顺利进行、结果可靠。

在当今互联网+教育的时代，要彻底改变“教师+黑板+粉笔”的讲授方式，充分采用多媒体课件等现代教育技术进行实验教学，特别是要运用“微课”方式加强实验操作示范教学。微课作为具有完整的教学设计环节、突出课堂教学某个学科知识点、以视频为主要内容、时长5-8分钟、适合在线学习和移动学习的新型教学方式，特别适合用于分析化学基本操作实验的示范教学。分析化学实验需要制作和使用的微课程包括：滴定分析中用的“电子天平的使用”、“常用仪器(移液管、滴定管、容量瓶、锥形瓶)的使用”、“滴定操作”，分光光度法用的“系列标准液的配制”、“分光光度计的使用”，数据记录和处理用的“数据记录格式”、“有效数字的记录及运算”、“误差的计算”等。教师通过自导自演把这些基本操作和要求(特别突出各种细微的动作要领)拍成微视频，制作成微课程，上传至网上，在课前让学生通过计算机或手机观看以达到预习的目的，在课中通过投影机和学生的手机反复播放以达到对学生实验操作的精确指导，在课后播放可达到帮助学生复习巩固的目的。分析化学实验的“微课程”化，让教学更加直观化，学生看得真切、感觉亲切，极大地激发学生的学习的热情，促进学生规范的实验操作技能培养,同时，也会较大地减轻教师的负担，提高教学效率，达到事半功倍的效果。

分析化学实验教学还要加强实验预习和实验后的总结、讨论[4,5]。加强预习环节能够使学生做到心中有数、思路清晰，变被动学习为主动学习。对学生的预习要提出明确的要求，并且要求写出预习报告；除要求学生认真阅读实验指导书外，对于基本操作实验还要布置学生进行相应的微课学习，对于验证性实验还应要求学生认真复习相关理论课知识；对学生的预习要采取课前提问等方式进行检查，以督促他们做好预习。每次实验前轮流安排几名学生参与实验药品的准备既是一种加强实验预习的方式，也是促进学生主动实验、培养学生动手能力的有效措施。加强对学生实验的总结、讨论，有助于及时发现学生实验中存在的问题，促进学生巩固所学知识和技能，提高学生分析问题和解决问题的能力。可在每次实验结束后增加讨论环节，让学生对实验中出现的问题进行讨论，分析问题产生的原因，找出解决这些问题的办法，讨论后要求每个学生在课后写出实验体会，内容包括自己实验中出现的问题、原因分析及改进办法等，可附在实验报告后面，作为实验报告的重要部分。

开放实验室是加强学生动手能力和创新能力培养的保障措施[7]。要努力实现分析化学实验室在实验时间、实验内容和实验设备上的全方位开放，为学生的基本操作技能的训练、补做实验以及设计性和创新性实验的开展提供必要的条件。实验室的开放需要建立有效的管理机制，不能放任自流；需要教师和实验室工作人员付出更多的时间和精力用于开放期间的实验室管理和对学生实验的指导，因此需要解决好他们的工作报酬等的问题；还会增加仪器设备的损耗，因此需要增加相应经费的投入。通过设置勤工俭学、科研助手岗位等，组织高年级或同年级的成绩优秀学生参与开放实验的管理和实验指导是一种有效的加强开放实验室管理的办法。

(三)以加强学生能力考核为目标改革考核内容和方式

分析化学实验的考核改革，应该主要是通过加强对学生实验过程的考核以及完善期末实验考试，实现对学生实验能力的全面、客观评价，形成正确有力的导向，充分调动学生学习的积极性[4-6]。在成绩评定中平时考核和期末考试可各占50%。

加强实验过程的考核，关键是克服原来主要或仅仅依据实验报告评定平时成绩的做法，对每个学生平时的实验情况进行全面综合考核和评定。平时考核应该包括实验预习、实验操作、实验报告等部分，可分别占平时成绩的20%、30%和50%，其中实验操作考核包括平时实验的操作情况和基本操作技能过关考试。基本操作技能过关考试采取抽题的形式进行，学生抽取题目现场进行操作，教师观察整个过程并进行现场打分。该考试宜在基本技能训练周之后进行，这样可以促使学生尽快熟悉和掌握基本分析化学实验技能，为后续实验提供可靠保证。对学生平时操作情况的考核比较难，工作量大，可以采取抽查的方式进行，每次实验抽查一部分学生。对学生的实验报告的考核，要特别注意采取措施防止学生抄袭他人的数据，确保每个学生的实验数据的真实性。教师可在实验的指导和巡视中，在每个学生数据记录纸上及时用红笔勾出关键的原始数据并签字，要求学生将此记录纸贴于正式报告之后，作为实验报告中原始数据的依据，这样做可以很大程度上保证学生实验结果的真实可靠，可以促使学生养成严谨认真的科学态度。平时考核还要注意针对综合性、设计性、创新性等不同类型的实验采用相应的方法进行动手能力和创新能力的考核。

实验的期末考试包括笔试和实验操作考试。笔试是考查学生对做过实验的原理、步骤、习题的掌握情况，可占期末考试的30%；实验操作考试则是对未知试样进行测定，可占期末考试的70%，学生通过抽签确定要测试的样品并完成测试，教师对学生的实验操作情况(其中包括桌面摆放、卫生安全、实验操作、实验结束等环节)、数据记录及处理、测定结果的准确度等进行评分，考查学生的操作能力和对实际样品测定的能力。

三、结语

地方本科院校的应用型人才培养目标定位必然要求对分析化学实验课程进行改革。我们以加强应用型人才培养作为课程改革目标，探讨了地方本科高校分析化学实验课程的教学内容、教学方式方法和考核方法的综合改革。我们正在按照这些改革思路、措施对我校化学、材料化学专业的分析化学实验课进行改革，并已取得初步的成效，表现在充分调动了学生的学习积极性和主动性，加强了学生动手能力和创新能力的培养，增强了教学的社会适应性和职业针对性。我们期待通过2至3轮教学改革实践，不断完善思路、措施，建立起适应应用型人才培养的完善的地方本科院校分析化学实验课程教学体系。

参考文献：

[1]唐景莉,刘志敏.高校转型:重构高教核心价值——访国家教育咨询委员、中山大学原校长黄达人[J].中国高等教育,2015(7):24-35.

[2]佘朝文，宋克慧，杨吉兴，胡滨.基于能力导向的地方本科院校应用型人才培养体系的创新与实践[J].商洛学院学报，2015,29(S):88-94.

[3]邓春燕，司士辉.浅析分析化学实验教学改革及学生创新能力的培养[J].广州化工，2011，39(5):177-178.

[4]郝玉翠,艾智,孟丽军.分析化学实验教学改革与实践[J].大学化学,2012(4):20-22.

[5]李松栋,周激,吴跃焕,张翠红,张颖.分析化学实验教学改革与探索[J].实验科学与技术,2012(3):90-92.

[6]马志玲,黄滨,邹小勇,陈焕光.以培养创新型人才为目标的分析化学实验教学改革[J].大学化学,2003(5):15-18.

[7]韩得满，贾文平，梁华定.分析化学“开放式实验”教学模式探索与实践[J].台州学院学报，2009，31(3):83-85.

Comprehensive Teaching Reform of Analytical Chemistry Experiment for Strengthening the Cultivation of Applied Talents

HE Chun-ping

(CollegeofChemistryandMaterialEngineering,HuaihuaUniversity,Huaihua,Hunan418008)

Abstract：The analytical chemistry experiment,an undergraduate course of Chemistry majors in local universities,has shortcomings in teaching,including outdated teaching content,ineffective teaching methods,and one-sided evaluation method.It is difficult to meet the demand of the cultivation of applied talents and needs to be reformed comprehensively from the three aspects of teaching content,teaching methods and examination methods.The author of this paper proposes that the reform of analytical chemistry experiment of local universities should highlight the application guide and strengthen students’ training of practice ability and innovation ability,specifically,to reform the teaching content by enhancing the comprehensiveness,innovation and application and to reform the teaching methods by stressing the role of students as the main body,and to reform the examination methods by strengthening the evaluation of students’ ability.

Key words：analytical chemistry;experiment teaching;teaching reform;applied talents

中图分类号：G642.0

文献标识码：A

文章编号：1671-9743(2016)02-0117-04

作者简介：何春萍，1964年生，女，湖南醴陵人，副教授，研究方向：天然药物化学。

基金项目：怀化学院教学改革重点项目(2015-09)。

收稿日期：2016-01-10