以学生为中心的分析化学教学方法思考与实践

于永丽，赵 爽，陈明丽，杨 婷

(东北大学 理学院，辽宁 沈阳 110819)

在互联网高速发展的背景下，各种线上教学手段蓬勃发展[1-3]，传统的课堂教学(线下教学)方式受到挑战，越来越多的高校引入了线上线下相结合的教学模式[4-6]。在这种大背景下，在融入新的教学模式的同时，更需要不断改进和丰富教学内容和教学方式，使学生能积极主动地学习，能更加有效地接受专业知识，毕业后可以更好地适应社会的发展和需要。

分析化学课程是化学及其相关专业学生的必修课。近几年，在东北大学和东北大学理学院两级组织的支持下，分析化学学科的教师开展了分析化学课程教学改革，建设了分析化学MOOC(获得首批国家精品在线开放课程)和分析化学实验SPOC课程，同时，在教学中坚持以学生为中心，注意教学内容和教学方式的不断改进和丰富，以下是在教学实践中采取的一些措施和总结。

1 上好第一堂课，引导学生走进分析化学的大门

上好新学期开始的第一堂课，对于教师和学生都很重要。教师需要在第一堂课上抓住学生的兴趣点，使学生初步认识并喜欢学习这门课程。东北大学的学生是在大二时学习分析化学课程，学生在大一时已经学习了无机化学。因此，在对分析化学课程进行讨论之前，可以从回忆学生已学过的化学知识出发，开始对分析化学课程的介绍。

在绪论一章，要学习分析化学的定义、作用和任务；分析化学发展简史和发展趋势等。简单地说，分析化学的任务就是定性分析、定量分析和结构分析。定性分析要确定物质是什么、确定组成物质的化合物、基团或元素；定量分析是确定组成物质的化合物或元素的含量；结构分析是研究化合物分子的空间结构以及晶体结构等。世界是由物质组成，因此，学习分析化学就是学习认识物质、认识世界的各种方法和手段。可以向同学举例，超市中有各种功能饮料，如维生素功能饮料。那么，具体的，什么是维生素功能饮料？要回答这样一个问题，就必须要对这种饮品中的成分进行定性和定量的测定，这就是一个最简单、最基本的分析化学问题。以这样一种方式将分析化学介绍给同学，引起同学的好奇心和兴趣，激发学生的学习热情。

在介绍分析化学的作用时，可以向学生介绍分析化学在各行各业的应用。为了照顾到不同学生的兴趣点，主要介绍了分析化学在空气质量监测、城市河流水质监测、食品安全监测、新型材料制备和中国探月工程领域中的应用。以分析化学在空气质量监测中的应用为例，首先介绍了评价空气质量的指标：空气污染指数。然后介绍了确定空气污染指数的几个主要监测项目：PM2.5、PM10、臭氧、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫。对于以上监测项目，进一步介绍了基本的定量分析方法。通过以上介绍，让同学切实感受到分析化学在日常生活中的应用。在介绍分析化学在食品安全检测领域的应用时，可举例国内外近年发生的较大的食品安全事件：如三聚氰胺奶粉、苏丹红鸭蛋和地沟油事件等，对这些食品安全事件的定性必须要对涉事样品进行分析测定，同时也提示同学要具有食品安全意识。

在介绍分析化学的发展简史时，可以按照时间的顺序对于分析化学的发展进行简单的梳理。从古代的炼金术到第一台分析天平、直至今天各种大型智能化分析仪器的应用。同时介绍分析化学发展史上的著名人物和事件。在这个部分，可以辅以生动的图片进行介绍。

关于分析化学的发展趋势，教材上大多用提纲式的文字概况说明，如果用这种方式向学生讲解，会让学生感到空洞无味。在2018学年，在学习这部分内容时，教师向同学们介绍了《第十三届全国分析化学年会》的情况，介绍了作大会报告的专家学者及其学术报告的题目。这样一方面可以让学生对我国分析化学领域的领军人物有一个初步印象，同时向学生介绍了国内分析化学学科发展的前沿方向。这个介绍对那些毕业后有志于从事分析科学研究的同学具有一定的引导作用。

通过绪论一章的学习，目的是让学生对分析化学有一个初步的认识和了解，让他们感到学习分析化学是有用的，分析化学专业有着良好的发展前景。无论学生毕业后是直接工作还是继续开展科学研究，都能愿意并主动学习分析化学课程。

2 开展课堂分组讨论，培养学生自主学习能力

在当今科学技术飞速发展的大背景下，在大学教育阶段，培养学生主动学习、自主学习的能力，这要比教会学生某些知识点更加重要。为此，在分析化学的课堂教学中，在教师结束每章的讲授后，带领同学开展课堂分组讨论，让学生走上讲台。

以分析化学实验数据处理一章为例，在结束该章的讲授后，向同学布置了分组讨论课的题目，五个题目如下：⑴某同学用分光光度法测定自来水中铁含量，平行测定了六次，请说明应如何对实验数据进行处理？根据实验结果如何对该分析方法的分析性能进行评价？⑵以图表的形式作本章内容总结；⑶举例说明有效数字的计算；⑷举例说明分析化学实验中的误差及其计算；⑸举例说明显著性检验的步骤、目的和意义。以上5个题目的设计，第一题是考察学生将所学知识综合并用于评价和处理实际分析数据的能力；第二题考察的是学生对本章内容进行归纳总结、提炼重点的能力；第三、第四和第五题是本章中要求学生重点掌握的内容。

每次课堂讨论安排一个班的同学主讲，全班同学分为5组，每组人数少于6人。每个小组一个题目，指定一个同学以ppt的形式上讲台讲解，时间10分钟。针对教师布置的题目，同学可自由选择，自由组队，这样有利于调动学生学习的积极性。

学生的讲课成绩由听课教师和全体学生共同打分给出，被记为该组学生的平时成绩的一部分，在最后课程成绩中占比8%。学生的打分过程如下：在讲解完成后，全体同学给5组同学打分，且5个分数必须不同，分数即时通过手机发送到教师指定的邮箱。这种打分方式一方面可督促讲课的学生认真准备、听课的学生认真听课，同时也让每位学生参与到课程成绩的评定中，提高了学生在课程学习中的参与意识。

在教学实践中，讨论课的设置受到学生的欢迎。讲课的一组学生要互帮互助、分工协作，不但要学习梳理课程教材，还要上网查资料、制作PPT等。这一方面可以培养学生的团队合作精神，另一方面，锻炼了学生将所学的专业知识用于解决实际问题的能力，培养学生自主学习的能力。

3 利用线上资源，实行线上线下混合教学

在互联网高速发展的今天，各种线上教学网站蓬勃发展。线上教学具有灵活方便、课程内容可重复学习、长期学习的特点，线上线下相结合的混合式教学模式受到教师和同学的欢迎。东北大学分析化学慕课于2015年在中国大学mooc网站上线。在分析化学课程的学习中，要求学生线上预习和复习课程内容，学习相关的视频课件。为了解学生线上学习的情况，一方面，教师可以通过调取网站的数据，了解学生学习视频的时长和次数；另一方面，教师在线上答疑，以引导学生进行线上学习。为督促学生线上学习，要求学生在线完成每章的测试，教师记录测试成绩，线上测试成绩在最后课程成绩中占比12%。图1是应用化学专业学生在2018秋季学期重量分析一章的测试成绩统计，可以看到，成绩优秀以上的同学为88%(满分20分)，不及格人数为2.4%。对于成绩不好的学生，教师需和学生及时沟通，了解其学习中的问题，答疑解惑。

图1 重量分析法mooc测试成绩分布

对于学生而言，线上测试操作方便、可随时随地答题，不会有太大的压力；对于教师而言，不需要特别组织测试，不需要印刷纸质卷纸、不需要手动阅卷，提高了工作效率。进行章节测试可以促使学生注意平时的学习积累，不要拖拉到期中或期末再突击复习，这种给定平时成绩的方法也让学生信服。

4 引入分析化学实验视频，丰富教学手段

分析化学是一门实验性科学，分析化学理论课教学和分析化学实验课教学相辅相成，缺一不可。在讲授理论课时，经常会涉及到分析化学实验项目，如酸碱滴定法、络合滴定法和氧化还原滴定法等。如果单纯地用语言对实验项目进行叙述，学生的印象不深，许多实验操作也不能正确地理解。东北大学的分析化学实验于2018年在中国大学mooc网站以spoc的形式上线，课程内容包括分析化学实验基本操作视频、重点实验项目的操作视频以及实验项目测试等。因此，理论课授课中，教师可以方便地在相关的章节插入实验视频。

在讲授络合滴定法时，首先以EDTA测定自来水硬度的实验视频开始，使学生直观地看到络合滴定的过程和操作，引起学生的学习兴趣，进而从这个实验引出络合滴定一章要学习的主要内容。在络合滴定一章学习的最后部分，在讨论络合滴定法的应用时，教师再次播放测定自来水硬度的实验视频，并带领学生根据所学的理论知识设计该实验的实验方案，如反应适宜的pH范围、缓冲溶液的选择、指示剂以及掩蔽剂的选择等，使同学体会到理论知识在实际中的应用。教师对着视频讲解实验仪器和操作使学生很容易理解，同时也为后续学习分析化学实验课程起到了铺垫和引导的作用。

5 结语

当前，每位高校教师都面临着科研和教学的双重压力，教师发表科研论文是高校对每位教师的考核指标。在这种情况下，在工作中如何平衡好科研和教学的关系、如何做好教书育人是对教师的考验。认真上好每一堂课是对教师的基本要求，认真的同时，也要注意教学内容、教学方式的不断改进和更新。另外，在课堂上，可以通过形象比喻、旁征博引、幽默风趣的讲授最大限度地抓住学生的兴趣点和注意力，引导学生及时做好课后复习，保持教师和学生之间的有效沟通。在教学过程中，努力做到以学生为中心，为国家培养具有良好的人文素养和专业素养的人才。