以学生为主体的分析化学实验教学改革

刘爱丽 沈燕 刘楠楠 缪谦

摘要：在分析化学实验课堂教学活动中牢固树立以学生为主体的教学思想，通过实施课堂“学生助教”制、实验设计探究、建立科学的评价体系等多方面改革，大大提高了学生的学习兴趣和学习效果，培养了学生科学的思维方法和创新意识。

关键词：分析化学实验；学生助教；实验探究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）07-0122-02

分析化学实验是高等院校化学、生物、环境等相关专业的主要必修基础课程之一，是一门和理论紧密结合、应用性很强的课程。从培养人才可持续发展的战略出发，分析化学实验教学应该成为融分析化学知识、科学思维、实践技能、创新能力的综合培养与训练为一体的课程体系。

目前各个高校在分析化学实验的教学过程中都比较注重基本技能的规范训练和“四大滴定”基本分析化学知识的掌握，但有一个普遍现象是大部分学生只是“照方抓药”——即按现成的实验步骤完成操作的层面，学生感觉分析化学实验基本上就是“称量—标定—测定—写报告”式的过程。实验过程缺乏科学的思维训练和创造性的激励，学生学习主动性较差，独立思考和应用所学理论知识解决实际问题的能力相对较弱。究其原因，分析化学实验课堂教学中主要有以下几个问题。

1.教学模式较单一。几十年来，我们习惯于以教师为中心，学生基本上按照指导教师的讲解和演示，不加思考地“顺利”把实验做完。学生对原理缺乏理解和思考，缺乏创新能力和解决问题的能力。

2.学生学习兴趣引导不够。分析化学实验内容以验证式实验为主，对于实际生活案例和拓展性内容缺乏引导。这种“标准方法”的实验内容，难以激发学生对化学的兴趣和学习主动性，更难激活学生的创新思维。

3.评价体系不完善。分析化学实验需要处理的数据较多，对实验结果的准确度和精密度要求高，但是对学生的预习、实验操作过程、学生创新意识等方面缺乏科学系统的评价。

基于多年分析化学实验教学过程发现的问题，我们提出了科学的改革思路，在课堂上积极实施改革，取得了非常好的教学效果，提高了学生的學习兴趣、实践能力、思维方法。

一、改革理念和思路

1.以学生为本，参与课堂。“最好的学习就是教别人！”改变以教师为中心的授课模式，鼓励学生参与课堂教学，开展“学生助教”制。教师和报名助教学生共同预做实验，发现问题；课堂上让学生来参与教学和指导整个实验，充分提高学习主动性和对知识的理解能力。

2.从“接受式”学习走向“探究式”学习。注重传授方法，探究实验设计思路，让学生明白做每个实验的实际意义和生活中的应用。实验设计的理论知识，出现问题如何解决，并提供多媒体资料和文献查阅方法，引导学生积极拓展学习。

3.建立综合的考评体系，鼓励创新和发现问题。实验评价时不仅注重基本技能和结果的准确度，同时每个实验增加附加分，包括学生助教、本实验发现的问题及解决方案、独到的见解和建议，鼓励学生对实验进行质疑和设计其他方法。

总之，想方设法在分析化学实验课上充分调动学生们的学习兴趣，提高解决问题、发现问题的能力，学之有用、学之会用。

二、改革内容和方法

（一）实施“学生助教”制

改变以教师为中心的授课模式，开展“学生助教”制，鼓励学生参与和管理分析化学实验课堂教学，充分提高学习主动性和对知识的理解能力。

1.根据学时安排，在掌握了基本操作技能后，选择4—6个合适的实验，由学生自主报名参加“学生助教”。每个实验报名3—4名学生助教，每个学期每班约20名学生参与，通过网络平台发布具体实施安排和注意事项等内容。

2.实验课前一周和教师约定时间预做实验，掌握整个实验的内容、关键、注意点、出现的问题。预试过程中教师指导规范的实验操作，共同解决预试过程中出现的问题。

3.助教课前试讲，吃透本实验涉及的理论，指导学生如何讲解，进行操作的演示。上课时，实验内容由学生助教讲解，教师补充。

4.实验过程教师和学生助教一起指导学生，记录实验情况，指导完毕后总结，完成《学生助教记录表》，提出收获和建议，考核时也计入学生助教工作的附加分。

近几年，我们在应化、化本（师范）等不同班级陆续开展了“学生助教”制，从四大滴定方法中选择《天然水总硬度的测定》《化学需氧量测定》《粗盐中氯含量的测定》《吸光光度法测铁含量》等实验让学生参与课堂教学，取得了相当好的效果，尤其对于师范类班级，学生积极性很高，课堂变得活跃！参与助教的学生认为在知识理解和综合技能方面都获益匪浅！

（二）实验设计探究教学

注重传授方法，探究实验设计思路，让学生明白做每个实验的实际意义和生活中的应用。

1.讲解实验意义时，联系国家等相关标准方法、质检的实际样品案例等内容使学生充分理解实验的实际应用价值，重视基础实验和基本技能的培养。引出“如果你拿到这样一个实际样品该如何分析和评价？”

2.通过探究样品处理—定量分析方法选择—滴定剂、指示剂、滴定条件（体系温度、酸度、催化剂、干扰）、标准溶液等内容引导学生一步步设计实验思路，明确解决问题的方法，举一反三。充分激发和调动学生的积极性，让学生在预习的基础上进一步对实验的原理与过程设计有更为科学的理解和全面的认识。

3.对实验过程中出现的异常现象和疑问，鼓励学生查阅资料，在理解的基础上尝试自行设计并完成实验。“失败是正常的，不失败那不叫实验，但要找方法，解决问题！”让学生以积极的心态对待实验，鼓励创新和发展。

4.课堂中加入和本实验相关的考研、化学学科竞赛、科研训练项目、质检等知识的内容，留给学生思考和拓展的知识，鼓励学生查阅数据库和文献，提出自己的方案，充分拓展实验的课外内容。

（三）改革评价体系

考核是教学过程中的重要环节，合理的考核体系有利于学生养成严于律己、实事求是的科学态度，是正确引导和激励学生的学习积极性、监督和检查学生学习效果及应用能力、提高实验教学质量的有效手段。

（一）完善《定量分析数据处理系统》

分析化学实验中需要对大量的实验数据进行处理，计算工作量非常大，而学生定量分析数据结果的准确度，往往是学生实验能力的重要考核依据。我们分析化学实验教学团队已经自行开发了一套《定量分析数据处理系统》，主要功能有学生数据输入、实验报告评分、实验结果分析。经过多年的使用，该系统性能稳定可靠、操作简单。近年来不断完善这套定量分析处理系统，增加实验内容，完善数据输入组数，合理安排精密度和准确度评分比例，更加科学地评价学生的分析实验结果。

（二）注重过程，鼓励创新，综合考评

近年来，我们一直在进行考试评价系统的改革研究，使考试方式从实验基本操作技能和知识的评价向知识、能力、素质综合评价转化。

实验期末总评成绩分平时实验成绩占60—70%，期中实验操作考试成绩占30—40%，附加分占10%。平时单次成绩为100分制，其中验证型实验预习报告10分，实验报告10分，操作技能30分，结果精密度和准确度50分（由课题组研发的定量分析数据处理系统统计）。综合设计型实验评价时侧重资料查阅、设计方案的合理性和创新性、对实验结果的思考和讨论。另外每个实验附加分，包括学生助教、本实验发现的问题及解决方案、独到的见解和建议、鼓励学生对实验进行质疑和设计其他方法。

三、结语

以学生为本，教学相长。分析化学实验课堂教学通过引入“学生助教”、探究实验设计思路、改革评价体系等内容，让学生真正参与到分析化学实验的课堂教学中来，引导帮助学生逐渐养成严谨求实的实验态度、规范的实验技能、科学的思路方法，提高学生质疑问题、分析问题、解决问题的能力，开发学生思维方法和创新意识。

参考文献：

[1]武汉大学.分析化学实验（第六版）[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]陈海春，王宏.分析化学实验教学改革探索[J].大学教育，2018，（4）：84-86.