工科特色高等院校中分析化学课程的教学改革研究

党 媛 何盈盈* 孙小琴 汤洁莉

（西安建筑科技大学化学与化工学院 陕西·西安 710055）

西安建筑科技大学是一所以工程技术学科为主体，以土木建筑、环境市政、材料冶金等相关学科为特色的应用型工科高等院校。分析化学是我校环境、冶金工程、材料、矿资、化工等专业的通识核心课程之一，通过课程学习可为建立和实施生产过程监测和产品质量分析提供必备的基础知识。

在工科学科特色的大背景下，分析化学作为支撑我校环境工程、材料、冶金、化工等专业的一门重要课程，应具备多层次、综合性、开放性、灵活性的特点，以更好地适应不同专业的学习需求和不同学生的学习特点[1]。同时，革新教学手段，将最新的理论方法引入课程，与热点应用、科技前沿相结合，真正让分析化学成为科研生产的眼睛，为科研生产更科学、更有效的发展提供强有力的工具。

1 现有课程存在的问题

1.1 教材内容理论性过强

传统的分析化学课程内容以滴定分析为主，就平衡理论、滴定分析原理等基础理论展开大篇幅的讲授，内容过于强调理论性，占总学时比例高达80%；在有限的学时中，新兴的交叉学科、边缘学科以及新技术、新方法等内容无法体现，致使与工业实践和科研应用相关的内容缺失，课程内容脱离实际。而课程受众为环境工程、材料、冶金、化工等专业学生，往往缺乏坚实的化学背景知识，过于专业的理论知识使得学生对课程望而生畏，缺乏学习兴趣，学习效果不佳。

1.2 教学方式难以满足多学科发展需求

单一课堂面授的教学方式和教学手段，不能让学生在学习过程中有明确的获得感，不能在学习过程中明白所学与所用内容之间的关系，不利于提高学生的学习兴趣，因而也没有产生课外自主学习的动力。同时，考虑到我校分析化学课程多服务于与化学相关的其他工科专业，且不同专业对于课程的知识需求是不同的，在相同的基础教学内容和教学方式下，很难满足不同的专业需要，从而违背了其适应不同专业的初衷。

2 重组教学内容，实现模块化教学

与传统的单元式教学内容相比，模块化教学内容可以自主选择内容模块，具有多层次、综合性、开放性、灵活性的特点，更好地适应不同学生和不同专业的需求[2]。结合模块化教学的特点，以所服务的多学科需求为导向，将分析化学教学内容模块化整合为误差与数据的统计处理、滴定分析、电化学分析、光化学分析和色谱分析等五部分内容。同时，将教学内容层次化设计为必修、选修和拓展内容，其中必修部分用以满足培养方案的大纲要求，体现知识体系的完整性和实用性；选修内容注重原理深探，并体现学科差异；拓展部分强化前沿应用，引入相关知识在科学研究中的应用实例。模块化、层次化的教学内容设计，在保证分析化学知识体系完整性的同时，突显了各个知识内容之间的内在联系，让学生对分析化学有一个整体的认识；同时，有利于淡化课程的专业性，提高教学内容的适应性；通过设置不同的教学层次，可因材施教，满足不同学习水平学生的需求。

3 教学方式创新

3.1 建立线上课程平台，强化过程考核成绩

模块化、层次化教学内容的实施，离不开现代化辅助教学手段和线上课程平台。结合多学科发展的不同需求，我们依托《工科分析化学》中国大学MOOC平台，进行课程内容的整合和层次化设计。MOOC平台除包含必修、选修和拓展涉及的视频、文档外，还为学习者实录了一些专业分析检测实验的现场视频。借助线上课程平台，实现了课堂教学、课堂扩展、课后互动的一体化结合。同时，层次化设计的课程内容，可满足不同学科背景、知识层次学生对分析化学的需求，实现了不同专业的差异性教学。

课程考核是教学过程中的一个重要环节，对教学过程起着重要的引导和监控作用[3]。加大过程考核成绩的比重，通过线上的随堂小测、课后作业、阶段测试等全过程监测学生的学习情况，督促学生自主学习，加强师生之间的交流与互动，及时发现教学过程中存在的问题和不足。

3.2 探究式教学

探究式教学是实现课堂教学中“学生主体地位”的有效方式。将课程的拓展内容作为基本探究素材，结合必修内容的基础知识与实际应用，在教师的启发下，通过情境设定、验证等问题驱动，开展探究式教学模式。基本范式为：教师设计问题—建构知识框架—学生发现并提出问题—学生自主/小组探索，通过个人、小组、集体等多种形式，激励学生自主表达、探究、质疑、讨论问题，将所学知识付诸解决实际问题，实现学有所用。通过探究性教学，可实现“教”与“学”之间的平等交流，培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力，也充分锻炼了学生思维的应变能力、整合能力和创新能力，提升了学生的创造力。例如，在物质对光的选择性吸收部分，引入一段色彩丰富的多媒体视频，从实际生活角度出发，启发学生思考不同物质为什么呈现不同的颜色。以肉眼可辨的可见光为例，引导学生从物质结构的能级不连续特点、光的互补性、光子的能量方程式等角度，分小组去探究其中原因。对学生的答案进行总结分析，导出物质对光的选择性吸收的特点，从而去解释物质颜色与光吸收之间的关系。这一实践过程，有助于提升学生的学习兴趣与情感体验，让学生积极主动地参与到课堂中，并在问题的探索和讨论中完成对知识框架的建构。

3.3 强化应用，突出工科特色

结合我校以工程技术学科为主体的特点，在课程教学中坚持应用导向、专业导向的原则，将课程内容与实际应用紧密结合，使分析化学课程体系适应现代生产需求，同时学生获得学有所用的成就感。在不同专业学生的授课过程中，通过引入不同领域的实际应用实例，用所学知识去解释现有的一些“金标准”方法。例如，在讲授配位滴定法时，针对我校材料、矿资专业以建筑材料为主的研究特色，在授课时引入水泥化学成分分析的国家标准（GB/T 176-2008），节选其中氧化钙的EDTA标定法，引导学生对此国标方法进行原理解析，实现理论与实际的结合，提升此专业学生对分析化学课程的认可度。相同的教学内容在为环境工程专业学生讲授时，一方面结合课程内容对现存水质指标中水硬度或COD的国标测定方法进行分析，同时进行思政设计，激发学生用所学分析化学和专业知识去解决现有的环境问题的专业成就感和社会责任心。

3.4 聚焦前沿，培养创新思维

高校是培养创新型人才的平台，是教学改革和提高大学生创新创业能力的驱动力[4]。教师可将自己的科研成果及时引入到课堂教学中，让学生了解分析化学的研究前沿，可丰富课堂教学内容，拓展学生的知识视野，提高学生的学习兴趣，达到培养具有创新创业能力的应用型人才的目标。另一方面，结合自己的研究经历，在讲课中给学生穿插讲解科技创新过程中可能会遇到的问题，如何解决问题，引导学生建立科学研究的基本思维和实事求是的科学态度。例如，在讲授异常值的取舍时，告诫学生需要严格按照检验方法取舍数据，以保证实验结果的准确性和科学性。

4 结束语

在应用型工科高等院校中，分析化学课程的开展应以应用导向为原则，使分析化学课程体系适应现代生产的要求和未来科技发展的趋势。为此，在实际课程开展中，将知识内容以模块化的形式呈现，并将教学内容层次化设计为必修、选修和拓展内容，在体现知识体系的完整性和实用性的同时，借助选修内容进行原理深探，并体现学科差异，最大限度满足不同专业、不同背景学习者对分析化学的需求。在课程开展中，依托线上课程平台，革新课程考核方式，融入探究式教学模式，通过结合应用、科教融合，不断丰富教学内容，提高学生对课程的认可度，潜移默化中培养学生的科技创新能力，为创新、应用型人才培养奠定基础。