新形势下“水分析化学”课程教学改革与探索*

李 香，杨宝军，耿富云, 伍 培，曾国明

(1 重庆科技学院建筑工程学院，重庆 401331; 2 重庆华数机器人有限公司，重庆 400714;3 重庆科技学院马克思主义学院，重庆 401331)

给排水科学与工程专业是土木大类核心专业之一。该专业本科毕业生应具备市政及工业给排水、建筑给排水、水资源规划与保护和水污染控制等方面的基本知识，能够运用所学理论知识解决专业相关的实际工程及研究问题。鉴于给排水工程的特点，专业知识覆盖面较为广泛，毕业生能够在水化学、水生物学、水力学及工程力学基础上形成复合型的知识结构，适应性强，就业面广。

《水分析化学》是本科院校给排水专业开设的一门专业核心基础课程。该课程是在《大学化学》、《分析化学》、《大学化学实验》及《物理化学基础》等通识基础课程后设置的专业针对水的分析来设置的一门专业基础课。通过该门课程的学习，要求学生能够将化学分析中的理论知识运用到水的分析中来，最终能够运用水质分析原理和技术去解决实际工程中的复杂水体的分析研究。随着社会的发展，水体污染组成越发复杂，随之涌现水分析的新内容和技术。为了满足新时代水分析人才需求，迫切需要对《水分析化学》课程传统的教学模式进行改革和创新以提高教学效果，适应专业发展和社会对给排水专业人才的需求。

给排水专业学生与水分析相关的就业去向大体上可以分为：企事业单位中高级水质分析工程师和高校继续深造。企事业单位中级水质分析工程的日常工作比较简单都是一些重复性的工作，因此对其能力要求较低，只需要掌握常规水质指标的测定原理、操作和计算即可。对于从事复杂水体水质分析的工程师来讲，其能力要求相对来讲就比较高了，不光要掌握常规水质指标分析，还应能根据实际的工程情况制定合理的分析测试方案以获得准确，具有代表性的水质情况。对于继续深造的专业学生来讲，其对这门课程的理论知识和实践能力的掌握要求也是比较高的，对于这类毕业生来讲，尤其注重实践动手及方案设计的能力。因此，可见该门课程是理论与实践并重的一门专业基础课，实践能力显得尤为重要。

1 教学内容改革

增加仪器分析教学内容比例：根据高等学校教指委指导性规范，《水分析化学》的教学内容主要包括水分析测量的质量保证、水的化学分析法(四大滴定分析)、水的仪器分析(主要是电化学分析和分子吸收光谱分析)[1]。随着仪器科学的快速发展，仪器分析法由于其快速、灵敏、衡量等优点，其在水质分析中的地位越发重要，逐渐取代部分传统的化学分析法，成为当前水质分析中的主要分析方法。因此，在传统的以化学分析法为主的授课安排显然已不能满足当前形势的要求。此外，随着人民生活水平的提高和工业的快速发展，水污染加剧，水体中的污染组成也越来越复杂，水体中不断涌现出新的污染物，如饮用水中衡量邻苯二甲酸酯的发现。对于水体中的这类衡量污染物，显然采用常量测定的化学分析法来进行测定是不行的，而只能依靠灵敏的仪器分析法来进行测定。因此，在《水分析化学》的授课安排上，应适当调整化学分析法和仪器分析法的学时比例，加重仪器分析法理论知识及应用的课堂讲授。但鉴于高校分析仪器数量少且价格昂贵的普遍性特点，在课程教学中应着重讲授仪器分析的原理，并开展一系列的小组演示实验。

理论教学与实验教学的同步：《水分析化学》除理论课堂授课外，还应设置至少5个课带实验(10个学时)。根据给排水教指委本科教学指导规范指导意见，对于本门课程应设置的课带实验如下：

表1 《水分析化学》课程课带实验设置

5个课带实验均是围绕理论课堂重要知识点来进行设置的，其目的在于使学生除了能够进一步巩固课堂学习的重要理论知识点(即实验对应水质分析方法)外，还能锻炼学生的实操技能，获得科学研究的初步训练的同时提高其发现问题、分析和解决问题的能力[2]。课带实验环节是理论课堂教学的重要补充，两者具有同等的重要性。给排水科学与工程专业为土木专业大类下的一个分支学科，也是该大类学科下唯一一个涉及化学分析的专业，且本专业一般都是设在土木类二级学院，而土木类学院一般不会因为本专业而配置与之对应的化学分析实验室。因此，许多高校为了资源的整合利用，一般会将水分析化学相关课带实验安排在其它二级学院，比如化工学院的化学基础实验室进行授课。这样的授课安排会导致理论教学和实验教学的脱节，使本来实践性很强的水分析化学教学变得枯燥无味，学生学起来没兴趣，知识掌握起来也有一定难度，实验时无思考。为避免理论课与实验课脱节。实验课应仍由理论课老师进行讲授。在理论课学习完成后，则进行课带实验集训，从而使实验课与理论课不脱节，使知识掌握得扎实、灵活、从而激发学生的学习兴趣，培养学生的独立操作能力。

2 教学模式改革

随着社会的进步，人们生活水平的提高，现在的学生已然没有或者少有危机意识感，课堂主动式学习逐渐被动式学习取代。实践证明，“教师台上讲，学生台下听”的传统填鸭式教学模式，不仅不能达到预期的教学效果，反而容易使学生疲倦，并由此产生厌学心理，传统的教学模式受到极大的挑战，课堂教学模式和内容调整势在必行。针对《水分析化学》课程特点，尤其是在课堂讲授四大滴定法的平衡反应式和滴定反应影响因素时，可以运用比较思维原理，进行对比讲解和记忆的方式，可以加强学生对知识点的理解与掌握。同时在四大滴定课堂教授环节，还可以采用专题讨论的方式调动学生的积极性，提高学生学习热情。专题讨论的具体实施方案可以是，在教师讲授每种滴定原理后，让学生分组收集对应滴定分析法的应用实例，形成专题报告，最后进行课堂讨论。在专题收集实例和课堂讨论整个专题环节，应注意教师与学生的互动，通过互动式启发式教学提高课堂效率[2]。

此外，针对给排水科学与工程专业的专业特点以及其他高校专业课程目前存在的不足，可以采用微课与案例式(项目式)教学的模式来提高教师的教学效率、培养学生的创新及独立思考能力，提高该专业毕业生的专业综合素质[3-4]。在微课与案例式(项目式)教学有机结合的过程中，需充分发挥这两种教学模式的优点。以内容精炼、主题突出、具有精彩表现形式的微课来加深学生对课本重要知识点的理解与掌握，然后再用能够充分发挥学生主体地位和综合评价学生专业素质的项目式教学法来提高学生综合运用课本知识解决实际问题的能力。

为了进一步提高教学效果，在教学过程中应充分发挥网络资源。教师应积极建设网络课程资源，包括课程视频、试题库、作业库和案例库等[5-6]。上课视频应根据课程知识点进行拆分上传。上新课前，要求学生预习并观看相关视频，回答相应设定的预习问题，并记录疑难点；课堂上，为增加学生互动，通过学习通或者雨课堂等网络方式进行点名、抢答和讨论等；下课后，要求学生再次观看课程视频进行复习巩固所学新知识，作答课后作业。

3 课程考核改革

除了在教学内容组织方式和教学方式改革上进行改革外，这门课程的考核方式也在传统考核方式的基础上有所改变。本门课程应注重过程考核，成绩占比:期末理论闭卷占30%，平时课堂讨论占20%，课带实验占30%，非标考核占10%。期末试卷考核采取传统的闭卷考试的方式，占总评成绩的30%，题型包括填空题、选择题和计算题，内容覆盖课堂讲授主要知识点；平时课堂讨论为专题讨论形式进行，成绩评定包括个人评分(10%)、组间评分(30%)、组内评分(20%)和教师评分(40%)；课带实验为5个主要水质指标的测定(总评分的6%/每个实验)，实验成绩评分包括预习分(10%)、操作得分(40%)和实验报告得分(50%)；非标考核试题为给定某实际环境水体，让学生根据所学进行分析方案的设计，设计内容包括根据污水来源进行污染源调查、取水安排(取样点选择、取样频率确定等)、主要分析指标的确定、分析指标测试方案的安排等。

4 结 语

给排水科学与工程专业《水分析化学》课程知识点的掌握是该专业学生能否学好后续课程的关键点之一。因此，该课程的实施应密切结合专业特点，做到合理组织教学内容、应用实践教学来提高学生学习兴趣、充分利用多媒体教学、引导学生研究型学习、强化实验教学、强化技能训练等，为培养给排水专业学生较强的实践操作能力打下坚实的基础。