环境类专业《分析化学》教学中的问题及对策

阿迪拉·阿布都热西提，楚刚辉

(喀什大学化学与环境科学学院，新疆特色药食用植物资源化学自治区重点实验室，新疆 喀什 844007)

《分析化学》是高校化学化工类、环境类、药学类等专业的专业基础课之一，它理论性高、实用性很强、应用性广的一门课程[1]。它包括理论课和实验课。理论课授课内容包括常用阴阳离子的定性分析、误差与实验数据的处理、四大滴定分析方法、重量分析法、吸光光度法，试样的采集与制备等，其中以滴定分析和数据处理为重点[2]。通过该课程的学习培养严谨的科学态度、分析问题和解决问题能力，为学习后续课程和将来从事科研工作打好基础。

环境专业是20世纪70年代末发展起来的新兴的综合性学科，它是一门运用环境科学、工程学和其他相关学科的理论和方法，研究保护和合理利用自然资源，控制和防治环境污染，以改善环境质量[3]。为了控制环境污染，应该找出造成环境破坏的因素，必须对污染物的性质、来源、含量等进行研究和分析。化学物质是造成环境污染的主要原因之一，环境类专业学生在《分析化学》中能够学到化学物质的性质、种类及含量测定有关的方法和原理，有助于理解周围的自然环境，培养学生分析问题的思维。同时，本课程所学的知识，对环境类专业在之后开设的《有机化学》、《仪器分析》，《环境化学》、《环境监测》等课程的学习和理解中起到很重要的作用。

受社会大环境的影响，各所高校非化学专业学生中普遍存在着偏爱专业课程，对专业基础课不够重视，学习积极性不高，认识不到化学专业基础课对他们专业课和专业发展的重要性的情况[4-5]，我校的环境类专业的学生也不例外。此外，因为分析化学是实用性很强，讲述的基本理论严密、系统，是一门很强的理论与生产生活实际相结合的一门课程，要求学生有一定的理论思维能力和动手实践能力，这些因素也给教学带来一些困难。因此，怎样才能上好、教好“分析化学”课程，如何提高学生的积极性，如何让学生对专业基础课形成正确的态度和认识，使他们感到学有所用、学以致用，是我们每一位任课老师需要思考和解决的问题，也是《分析化学》教学改革的重点。本文以我校环境科学、环境工程专业为例，分析了环境专业开设“分析化学”课程中存在的问题，提出改善“分析化学”教学质量的一些具体解决措施，期待能为本课程的教学改革提供一定的参考。

1 教学中存在的问题

教学内容、教师队伍、教学对象和教学手段等是教学行为的主要内容，本文从这4个方面分析我校环境类专业的《分析化学》教学中存在的问题及其产生原因。

1.1 学习态度不端正，对化学课不重视

环境专业的学生认为自己所学的专业并不是化学，所以对于化学理论课及实验课都抱着无所谓的态度，认为只要期末考核能勉强及格就行了。还有学生认为化学知识乏味，学习是浪费时间，不如将专业课程学习好。同时，学生学习的主动性差，存在遇到问题不思考、简单应付。这种想法导致了学生不认真听课，对理论部分掌握不深入。理论中所学的主要分析方法和原理的掌握程度直接影响到学生在分析实验操作的规范和成败。实验过程中因常常采用小组合作的方式，许多同学混水摸鱼，敷衍了事，课后抄袭小组其他同学的实验数据，完成相应的实验报告。因此，如何提高学生的学习兴趣，使他们意识到学基础课的重要性，是教学方法改革的重点。

1.2 教学改革带来的压力

环境类专业是综合性科学，高校环境类专业人才培养方案中，所开设的专业相关的学科门类较多。因此，受到本科教学改革的影响，环境类专业的化学基础课进行了改革，比如课时减少、部分课程合并或调整等。如我校环境科学、环境工程专业的分析化学课为54学时，而化学专业的72学时，环境工程专业的实验课为18学时。《分析化学》中涉及到的内容包括化学的基本概念、基本公式和计算方法等，理论性强而繁杂，教师也有可能没有舍去把课本知识不分专业都要讲。这种只顾讲课而侧重点不突出的讲授法，使学生容易产生困惑，出现上课积极性低落，造成教学质量降低。因此，如何在有限的时间内把再复杂的内容讲得简单易懂，是本课程教学内容的重点。

1.3 缺乏专业针对性的教学内容

各个高校非化学专业包括环境专业的化学课程，一般由化学本专业的教师承担是一种常态。这时往往会出现，在环境专业的化学课程内容构建中，存在将化学专业的分析化学课和实验课删除简化重新组合等现象，而缺少环境科学、环境工程等专业的特色，贴合性不够强烈，缺乏针对性，缺乏学生利用本课程解决本专业问题和难点的能力。因此，如何将《分析化学》课程结合环境专业特色和学生特点，进一步研究教学内容，找出适合专业特色的方法和手段，成为提高教学质量的关键。

1.4 教师教辅人员素质需要不断提高

对环境类专业开设《分析化学》及实验课的目的，是通过本课程的学习培养学生在后续的在环境污染检测、治理方面，大气、水体、固废样品组分的分离与测定等方面会解决相关问题的能力。教学过程中，老师是起到桥梁的作用。为了激发学生的学习动力，提高课堂气氛和教学质量，那么教师必须充分发挥自己的主观能动性。要达到培养目的，作为《分析化学》课的教师，不仅要具有熟练的化学知识和技能，还要具备对环境类专业和学生要有了解，尤其是分析化学方法和原理在相关的具体环境问题中所起的作用和意义。我校目前师资缺乏，而且年轻老师较多，虽然专业基础好但缺乏经验，在对环境等非化学专业上课的时候，需要注重综合素质的提高。

2 提高《分析化学》教学质量的措施

教学质量的优劣不仅影响学生的学习态度、综合能力，也直接关系到教学目的的实现。对如何提高《分析化学》课程的教学质量问题，提出以下几点改进措施。

2.1 讲好绪论是最关键

不管哪一门课程，讲好第一节课即绪论是最重要的。其实课本中最难讲的，也是最好讲的都是绪论部分。通常第一节课的主要内容是对本课程的介绍，包括学科的发展、分类、应用和重要性，以及本课程和其他学科之间的关系等，这节课的成功率直接影响后期的课程教学，也是培养学习积极性和学习兴趣的关键点之一[6]。在上《分析化学》的第一节课时，我们首先以历史上发生的重大环境污染案例的分析和调查为例[7]，向学生介绍1955-1972年发生在日本的痛痛病事件的病因发现过程。造成痛痛病的主要原因是锌铅冶炼工厂排放的含镉废水污染了周围地区水体，河水及用河水的农田的稻米食用后，导致痛痛病，其症状为腰、背、膝关节疼痛，骨骼严重畸形，骨脆易折。还有，世界性的公害事件还有水俣病、洛杉矶光化学烟雾、米糠油事件等，引起这些事件的污染物的发现都通过一些定性、定量的分析方法或仪器等手段来检测和验证，揭示了由于汞污染造成的严重危害。通过对典型污染物案例和身边的具体例子的讲述使学生了解分析化学在环境样品分析中的重要作用，能够积极地引导学生思考和探究，激起学生学习的热情。

2.2 加强教学团队的素质，提高教学水平

教师是媒介，教师要把教学内容成功地传授给学生，应该综合利用各种先进的教学手段。因此，更应该重视培养他们综合利用现代化教学手段的能力，从而提高教学水平。一方面，我校与南开大学、华中师范大学等内地院校在教学、科研方面建立了良好的合作关系。多年来我院教师在国内各所高校和科研院所已培养的博士研究生已有12名，其中绝大部分从事化学教学工作，从我校层面来说，我院教师队伍学位层次较高，有较好的优势。他们在外面学习过程中，不仅加强了科研能力，还学习了对方院校良好的教学方法和手段，向优秀教授学习和交流，积累了成功的经验[8-10]。

另一方面，《分析化学》课程的教师除掌握化学专业知识外，还要加强政治素质，将政治带入到专业课中。党的十八大中明确指出，将生态平衡纳入到中国的国策。将习近平总书记提出的“绿水青山，就是金山银山”理念融入到教学中，使环境专业的学生将环境、化学、数学、统计、政治等各门课程的内容有效的结合，提高学生综合素质，培养他们解决相应的专业问题的能力。同时，“分析化学”教师要不断了解更多的环境专业知识和环境专业的学科特点，多跟相关的师生交流，并将相关内容有效的引入到教学中，还要注重讲解化学和环境专业间的内在联系，加强课程的针对性，引起学生的学习兴趣，提高教学效率。

2.3 采取有效的教学方法，提高教学效率

教学手段是平台。主要的教学方法有活动体验法、实验探究法、问题教学法、案例分析法、练习法、比较法、归纳总结法、情境法、分组讨论法、全班讨论法、辩论法等，还可以适当采用“互联网+教学”模式。在不同的课程或同一门的不同章节，依据教学目的和任务、教材内容、学生的实际情况、教学环境条件等合理选用教学方法。

因化学是实验科学，涉及到一些抽象的内容比如分子式、化合物结构、实验装置等，而多媒体教学课件能够解决这一问题，使复杂的内容更形象生动，能够达到良好的教学效果。比如，在讲解酸碱滴定法中，将部分内容如酸碱指示剂、滴定过程、缓冲溶液的作用、计量点前后溶液颜色的转变、前面所举的各种环境污染事件等用相应的多媒体课件或视频来讲解，更能够生动、形象的达到教效果，重要的是让学生易懂记牢。

问题教学法在我校老师在课堂讲授过程中，也得到了比较大的收益。在分析化学教学中引入问题意识能够在一定程度上激发学生的自主学习意识，锻炼学生独立思考、分析和解决问题的能力[9]。比如，酸碱滴定法中酸度和酸的浓度的概念，络合滴定中稳定常数和形成常数的区别，分析试样的采集的那一章中，某矿山采样，如何采可得到分析试样？又比如，要分析我校新泉校区的水质，应该怎么分析？如何采样？等等问题的提出，引发学生先思考，让他们带着问题听课，激发学生的兴趣，使课堂变得更活跃，使学生从课堂上能够真正学到实际的知识。

运用在线课程的相关技术不仅用于公共基础课，还可以用于部分专业课。MOOC(massive open online courses)大型开放式网络课程；SPOC(small private online course)小规模限制性在线课程；微课(micro learning resource)等[11]现代教学方法更适用于化学实验课。因为化学实验室里存放着大量仪器设备和药品，开放性实验有许多的不确定性和潜在的危险，对学生的操作要求较高的，再加上实验者的实验水平、操作能力参差不齐，将会给实验室和实验的安全带来隐患。将SPOC[12]等教学方法与实验室开放结合起来，既能降低实验过程中的安全隐患，又能降低实验教师的工作强度。进而达到加强学生对实验知识的理解和实验技能的掌握，培养学生动手能力、思维能力、创新能力的目的。

2.4 发展兴趣，养成态度

学生是教学过程的主体。理论课教学提供基本知识，实验教学验证相关理论，两者结合培养学生化学概念和思维，以及严谨的科学态度和基本操作能力，为专业课学习和以后的工作奠定基础[13]。

针对不同层次的学生可以采取不同的方法。如化学基础薄弱的学生，利用好课外时间，倡导在化学教育中引入“思维导图法”[14]。该方法的好处是，学生可以自主梳理学习内容，了解不同知识点之间内在关系，系统的总结和掌握每一章的内容。对学习好的学生，更加注重理论实践相结合。根据他们的爱好，可以提前选题，比如大学生创新创业项目或选老师的科研课题，尽早接触和了解学科前沿知识，强化学生的动手能力和专业基础知识。

在实践环节，针对环境类专业部分学生动手能力差的问题，开设了实验培训课。给学生介绍最常用的实验设备，要求他们熟练掌握常用设备的名称、用途、使用方法、注意事项、主要的操作技能等，从而培养学生的基本操作能力。因此，要提高学生的兴趣，应该更多的了解学生，根据他们的专业特点、爱好选用针对性的措施，才能得到有效的教学效果。

2.5 课程内容要体现专业特色

《分析化学》课内容丰富，理论知识和公式较多，我校环境类专业《分析化学》课每周3学时，所以教学大纲中要体现化学、应用化学和环境类专业的区别，合理的安排好各章节。同时要保证所选的内容符合学生的能力，既不出现因时间短而肤浅难懂，也不能光讲最简单的部分。因我校教学过程中采取的是民汉混合编班，同一个班中学生层次不齐，讲课的时候要避免部分学生吃不饱，而另一部分消化不了的现象的发生。老师应该保证把基础知识讲清楚的同时，还留给相关的思考题，让学习优秀的学生课下继续讨论思考，也积极跟老师交流，加深理论知识的强化。因此，作为老师应该善于发现学生的特点和反应，灵活利用课堂，使学生从课堂上受益。

2.6 课堂上引入“安全”意识

目前，虽然各地高校非常重视对科学研究的投入，而对实验室安全相关的硬件设施的投入却比较少，导致实验室用房相对紧张，安全消防报警，监控，救援等设施的建设也不完善[15]。实验室一旦发生意外事故，后果不堪设想，按标准建设实验室安全管理机制是当前急需落实的任务。实验室的通风装置，下水道装置，以及应急处理装置需要定期检查和维修。非化学专业的学生包括环境类专业的学生，对于实验室安全防范意识相对较弱，所以在平时的教学任务中，应当将增强师生安全意识作为重中之重[16]。

理论课中讲好常用元素、有毒物质或元素的物理化学性质、用途处理方法及注意事项等内容，因为化学药物使用不当会带来各种危险的后果，尤其是环境类专业的部分学生化学基础较薄弱，这些常识的反复讲解是很有必要。每一次实验开始之前，教师都必须强调本次实验需要注意的事项，避免发生意外事故。实验室的各类器材都应该发挥它本身的作用，不应该因为怕学生损坏而禁止使用，形同虚设，但前提是学生做好功课，掌握仪器使用方法和技巧，在教师的指导下完成实验，体验先进仪器带来的科技创新成果。

提高学生安全意识的途径除了教师讲授，还可以将危险仪器和药品上贴二维码，二维码中附有文字和视频说明，通过扫码可以了解当前仪器和药品的使用方法和注意事项。例如苯，甲苯，二甲苯，吸入蒸气会产生眩晕，头疼，恶心的症状，长时间置于含有这些气体的氛围中可能产生血液病。有些药品虽然不至于当时对人体产生毒害，但是长时间接触，会对人体产生潜移默化的不可知影响。所以日常加强化学知识的了解是十分有必要的。

3 结 语

《分析化学》是环境类专业的专业基础课程，通过教学质量的改善可以为学生的专业发展提供有力支撑。本文以我校环境科学、环境工程专业为例，介绍了“分析化学”教学中存在的问题及原因，对如何提高环境类专业《分析化学》教学质量，提出相应的对策。笔者主要就讲好第一节绪论部分、加强教学团队的素质、采取有效的教学方法、课程内容要体现专业特色、发展学生兴趣，养成态度、课堂上引入“安全”意识等教学方法和手段抛砖引玉。这些对策的想法只是宏观指导，需要针对具体情况和问题进行具体调整和进一步精细化。