分析化学课程理论与实验课改进思考： 基于现存教学存在的问题

魏婕，刘欣欣

(1.江苏大学化学化工学院，江苏 镇江 212013；2.广东省石油和化学工业协会，广东 广州 510030)

0 引言

随着国家对高校高质量发展的要求日趋严格，学生作为高校主体，学生良好发展是高校高质量发展的基石和保证。化学是自然科学中与物理、材料、生物、制药、建筑等其他学科紧密联系的基础科学，分析化学是四大化学中最特殊的一门主修课程。它不同于无机化学、有机化学、物理化学这三门课程的理论深度，它的应用性更强，目前课程中穿插的课程思政还是较少。

本文通过近几年的教学积累，尝试提出一些方法、方案，促进这门课程的创新教育[1]。通过将创新教育加入分析化学授课中，将有助于化学专业相关学生能够更加深入理解化学科学探索中的过程，了解化学科学发展的艰辛与困难，促进学生将化学科学理论与其日常学习、科研、生活进行融合，更加深入、学习掌握化学的基础知识，应对不同场景下的化学基础知识需求。

1 分析化学课程存在的问题

分析化学在大一的第二学期或大二第一学期开课，开课课时为理论课96课时，实验课48课时。前置课程为无机化学。从应用化学专业培养体系来看，高中化学的基础知识在大学化学教学中有着举足轻重的作用。目前分析化学课程存在以下几个主要问题：

(1)教学设计陈旧。许多应用化学专业学生在高中阶段没有学过化学，其化学知识仍停留在初中阶段。在进行教学设计时，不考虑知识的衔接及由浅入深的过渡，直接进行难度较大的新知识讲授，学生的接受程度较低[2]。另外国内外的分析化学学科发展与进步很快，分析方法和设备也在不断升级，所使用的教材更新不及时，相关教学内容具有局限性，需要在教学过程中，对教授学生有效的方法进行补充和完善。

(2)教学理念不完善。在学习化学专业课时，由于课程难度及专业基础等问题，学生在学习时，很容易产生畏难情绪。老师的教学理念中，没有考虑授课的实际情况及学生的情绪问题，老师只是为了完成教学大纲中的教学内容而进行课程设计，不对同学进行鼓励及思政教育。

这种情况在后续专业课会持续恶化，导致有机化学、物理化学等专业课的学习更加难以进行。这些问题可通过改进教学设计及教学理念，通过引入课程思政教育对课程授课质量进行改善。如老师可适当从初中及高中的化学基础知识中导入现有的知识，使得知识结构框架具有延续性。在讲授这些知识过程中，适当地引入课程思政内容，疏导学生的不良情绪，对学生的学习会有较大的帮助。同时，在此过程中，学生的学习能力会逐渐加强，对于其发展有着诸多好处。

2 开展分析化学创新教案的思考

课程思政的引入可从理论教学、实验教学、创新教学三方面着手。

2.1 理论教学方面

分析化学课程共有96学时理论课加48学时实验课，一般分2个学期进行[3]。上册主要为分析基础，包括分析样品的采集与处理、误差与数据处理、质量保证与质量控制、样品前处理等，及几种经典的分析方法，包括：酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、重量分析法、吸光光度法等。下册主要为仪器分析，包括光谱分析法(原子发射光谱、原子吸收光谱、X射线光谱、原子质谱、电子能谱、离子能谱、荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱、激光Raman光谱法)、核磁共振波谱法、电分析方法(电位分析法、电解和库仑法、伏安法、极谱法)、色谱法(气相色谱、液相色谱)、热分析法、流动注射分析及微流控分析法等。上册内容主要为学生打好基础，理论方法较多，并且需要的前置化学基础较多。所以在课程中，特别是导论部分，讲述分析化学的发展历史，可以多引入课程思政的内容。如在介绍化学开端时，引入我国古代的冶炼技术、酿酒技术等，这些技术在当时都是领先于世界的，可增强学生的民族认同感和自豪感。在介绍现代分析技术中，可多花费时间介绍在分析化学领域为世界作出杰出贡献的中国科学家。如在药物分析领域的周同惠院士，解放前去美国深造，学成后，在1955年冲破重重阻力毅然回国，为我国药物分析领域作出突出贡献，特别是在色谱分析和电化学分析领域，建立了许多用于分析有机药物与中草药分析的分析方法。在介绍完院士成就后，可以再花费几分钟给学生进行这些分析方法的基础介绍。这样可提高学生的学习兴趣。

在上册的每章教学前，可设置一个介绍该领域中国科学家成就的小环节，时间控制在5～10 min。这部分内容可以以视频和PPT的形式。如第二章分析试样的采集与处理，可以以视频的形式介绍最新的前处理工艺，如二维柱切换系统以及其应用于全血免疫抑制剂的快速检测，而后引出这一章的样品的采集及前处理。那么学生在接受基础知识的时候，能够联想到它的应用，这样学生在学习过程中，能明确知识的用途，提高其接受度。同时，在章节授课结束后，可邀请学生参与前沿科研调查。以这一章节的重点内容为导向，在网上搜集整理这个领域最新的应用，在下次上课时，给同学们分享。这样学生可以从“填鸭式”的被动教学，转为“互动式”的主动教学。同时，知识的连贯性从背景、发展、应用、前沿均会有体现，同学们在知识的广度和深度上有所提升。那么在后续每一章的教学过程中，如果能坚持这种教学模式，学生对每一块知识的掌握程度，比直接的理论教学效果提高明显。另外在理论教学的同时，尽量能同步配合实验教学，这样学生在动手的过程中能很快消化理论知识，达到巩固理论知识，提高实验技能的双重效果。

在下册的仪器分析部分，如果学校有条件的情况下，对每章的仪器进行现场教学。在讲述仪器原理时，学生可以上手操作，一边根据仪器原理、仪器构造进行讲解[4]。学生可以很好的吸纳知识，再结合应用实验，学生即可从原理、实验、应用等多角度深入学习仪器。这种教学方法比完全的口述教学优势明显，学生在学习时，兴趣十足。在学习完后，可给学生布置简单的创新实验。如进行液相色谱教学时，首先可以在黑板上进行基本原理的介绍，介绍完基本原理和基本构造后，即可到液相色谱仪器前进行现场教学。将仪器可拆解的部分进行拆解教学，学生们拿着构造图现场对照学习仪器组成。同时把所需的理论知识融入其中，讲授柱效时，可以强化同学们分离原理，色谱柱的分离特性等知识点，通过对比毛细管柱和填充柱，加深对色谱柱的认识。同时可以设置探索环境，让同学们分组探索现在能源、医药、材料等领域液相色谱的应用，并做专题课进行分享。这样反复的多途径的知识强化手段，可以开发同学对于液相色谱相关知识的兴趣，强化对相关知识点的理解与掌握，从而提高学生自主学习能力。学校可根据实际情况，进行相关教学的设定，尽量让学生能在真实接触仪器的同时，学习相关的知识，这种多角度知识反馈途径会让学生能更好地掌握相关知识，提高教学效率。

2.2 实验教学方面

分析化学实验课程的实验部分是对理论知识的应用，可让学生深入掌握分析化学理论中的典型方法以及这些方法在实际应用中的设计步骤和基本原则等。目前实验课程教学中主要存在以下问题：

(1)实验设计过程基本是按照课本上提供的具体参数按部就班完成，结果也是与实验课本的结果对照，学生完全没有锻炼实验设计的能力，导致同学对实验的重视程度不够[5]。

(2)实验教学与理论教学脱节。实验教学与理论教学的老师往往是不同老师，同时授课安排的时间往往没有实验与理论同步，导致很多知识没有办法及时吸纳掌握。

(3)实验考核不完善。很多实验课程没有期末考核，导致学生没有强化实验技能的意识，这样对培养实验动手能力基础是非常不利的。

在实验教学方面，实验技能的基础是学生后续进行专业实验的前提，在实验操作时，对学生严格要求以及反复练习是最基本的。同时，实验的数据处理也要认真对待。另外，实验教学和理论教学一定要同步进行，这对授课老师及同学都是有好处的，理论知识和实验知识可以融会贯通，方便系统构建知识网络。每个实验的考核以及期末考核应该制定严格的考核方法，不是简单的一张试卷就解决问题。在此基础上，设计实验也是非常重要的教学环节。在分析化学实验课本中也是有设计实验部分的，但是往往因为课时量、试剂、教学条件等问题，没有精选其中的实验为学生强化实验技能。这一部分应该得到重视，如设计学校自来水、湖水、附近水库等水质的综合分析检测，结合学校成熟的实验条件，运用多种分析方法综合分析水质，学生在这一过程中，能尝试设计实验，同时强化取样、样品处理、样品分析的各个步骤的综合能力，在样品分析时，可以使用先进的分析仪器。这样，学生可把基础知识、实验技能、仪器操作等紧密结合起来。

2.3 创新教学方面

尽管分析化学课程是一门化学类专业的基础学科，但是课程对于后续课程的衔接作用明显。学生在学习书本知识外，还应该多汲取更多的相关知识[6]。老师应在授课过程中，帮助学生逐步建立一定的自主学习能力和科研思维。老师首先要对学生进行前沿文献调研能力的初步培养，可系统介绍文献调研的方法和渠道，介绍目前常用的数据库及使用方法，学生根据课题进行相关文献调研及学习，并思考课题的解决方法，促进学生掌握文献调研和思考问题的方法，培养学生的独立思考能力。在学习好基本方法后，老师可具体设定一些实际问题让学生思考，如分组调研思考并讨论新冠病毒的快速检测方法。抛出这一问题后，要求学生能够对最新的前沿文献进行调研、归纳和分享。这种教学形式的完成可较好地锻炼学生调研前沿知识、归纳整理素材、形成知识网络的能力，同时提高学生独立思考及解决问题的能力。

3 结语

分析化学在培养化学类本科生过程中尤为重要。然而，当前阶段分析化学课程的相关教学成果仍然难以满足现代发展的需要。通过总结最近几年对该课程创新教学建设模式的探索，本文从理论、实验、创新教学等方面提出一系列改善教学内容的改革思路，对未来的教学设计和实践提出自己的看法，期望通过这些改革思路，提高学生的知识吸纳能力及自主学习能力，同时提高教学质量，取得教学成果。本文提出的课程改革思路有望对类似课程的改革提供一定的思路和参考。