高师应用化学专业化学教学改革与实践

本文为陕西省教育厅自然科学基金资助项目（No.2010JK894）、咸阳师范学院教学改革基金项目（No.200802034）阶段性研究成果

【摘 要】本文针对高师应用化学专业分析化学教学现状和存在问题,论述了理论课教学和实验课教学的改革策略,指出理论课主要从优化重组教学内容,改进教学方法方面入手,实验课从完善教学环节、考核方法以及调整教学内容等方面入手,全面提高教学质量.

【关 键 词】分析化学；应用化学；教学改革；实践

随着社会对人才的需求,各高等院校为了寻求良性发展,积极进行专业建设,改进人才培养模式.高师院校也顺应这一历史潮流,在原有的以师范教育为主的专业基础上,积极进行新专业的创办与建设.应用化学专业是介于化学与化工之间的应用型理科专业,以培养理工相结合的应用型化学人才为目标［1］,近年来纷纷诞生于各高类师院校.分析化学是应用化学专业的一门基础课,主要是向学生介绍分析化学的基本理论和基本分析技术.由于特色办学的历史原因,高师院校传统的分析化学教学体系,对以培养应用性人才为目标的应用化学专业来说,还存在一些缺陷.本文总结了几年来学校应用化学专业分析化学教学改革的部分措施及成效.

一、分析化学的教学现状与存在问题

1、理论课教学

（1）基础理论部分比例偏多,内容繁琐.高师传统的分析化学教学程体系由于受师范教育的影响,重视理论技术的深度以及知识的系统性,在基本理论的安排上占有很大的篇幅.对酸碱、络合、氧化还原以及沉淀四大反应的平衡理论以及滴定分析法原理,系统而又分别独立地介绍,内容重复,不利于学生掌握它们的共性.加上课堂教学过于深刻细致,公式推导繁琐,知识点分散,对应用性和实践性知识介绍经常重视不足,不容易激发学生的学习,甚至对分析化学产生厌烦情绪,更谈不上培养应用性人才的目的.

（2）教学手段单一,学生学习效果不理想.在传统的分析化学课堂教学中,教师常采用讲述和黑板展示的教学模式,学生绝大部分时间是在记笔记,思考的时间很少.这种机械式的教学方式使教师成了传递讲义的工具,课堂失去了化学学科的趣味性,严重阻碍了学生的思维发展,不利于学生创新能力的培养.

2、实验课教学

《分析化学实验》是以通过基本操作技能培养,提高学生分析问题解决问题能力为目的的实践性很强的课程.现行分析化学实验教学存在如下一些问题：（1）学生操作意识不强,训练不够规范,技能掌握不牢固.（2）考核方法不完善,成绩评定主要依据平时实验报告和实验考试结果,缺乏操作过程的评价.忽视了对学生实际操作技能的考核,造成学生轻视实验操作、考试抄袭数据、任意涂改实验结果的不良现象,最终导致学生在分析化学实验课中“高分低能”现象严重,达不到实验课的培养目的.

二、分析化学理论课教学改革

1、优化整合教学内容,建立统一的理论框架

随着培养计划的调整,各个专业基础课的课时都在不同程度的压缩.针对应用化学专业的培养目标,首先对教学内容进行精选、重组［2］.例如：四大滴定可以重组为统一的滴定分析理论体系.首先提炼共性知识进行综合介绍.其次,再介绍四大滴定分析法的个性知识.使学生形成对知识的共性与个性的完整统一.对酸碱、络合、氧化还原滴定部分内容进行精简,对沉淀滴定内容要压缩.对特别繁琐的公式,对应用化学专业来说,课堂可以略去推导,直接给出结论,其推导过程可以让学生自学了解.整个知识点的介绍以突出实用性为趋向.

2、改进教学方法,提高课堂教学效果

（1）注重新课的导入.“良好的开端是成功的一半”,第一节绪论课是关键,教师必须设法使学生对这门课产生兴趣.通过介绍分析化学对人类进步的巨大贡献,结合当今的社会热点问题,如能源、环境、食品安全、人类健康等问题,介绍身边具体的生产生活问题,如食用白醋的测定、自来水硬度的测定等等,让学生明白化学是从分析化学开始的,分析化学是最具应用性的一门学科,几乎遍及我们的衣、食、住、行.如果能引导学生从分析化学的角度来看待身边观察到的现象,就会使分析化学变得有趣.学生对分析化学一旦产生了兴趣,在授课中我们就能体现到分析化学向现实生活的倾向,那些枯燥无味的公式和理论也就成了学生揭示生活奥秘的工具,从而激发了学生的学习动力.

（2）灵活采用多种教学方式.运用多媒体教学,增加课堂信息量.对分析化学理论课来说,板书教学是多数教师常用的教学方式,特别是对于某些重要公式的推导,具有一目了然的效果.但对大学课堂来说,板书教学传递的信息量偏少,给学生创造记笔记机会的同时,也潜意识地削弱了学生在课堂上对知识的接受能力.借助多媒体教学,可以将某些用语言不好描述的内容,以图文并茂的形式展现出来.比如,滴定终点前后溶液颜色的变化、指示剂的变色范围等等,让学生一看就明白,并且印象深刻.还可以选用和生产生活实际相关的分析化学应用实例图片,能够有效激发学生兴趣,让学生感受到分析化学就在身边,人类生活离不开分析化学.

采用对比教学,求同存异,提高教学效果.笔者多年对学完分析化学的学生进行调查得知,大部分学生认为分析化学知识点多而分散,公式记不准,课堂听懂了,课后不会用.这就要求教师在讲相关问题时,要注意采用对比教学.例如四大滴定分析法本质上存在共性,但由于依据的滴定反应不同,而导致滴定体系量的不同.通过对比教学,对滴定曲线、滴定原理、以及终点误差计算等的共性及个性就容易理解和记忆了.再例如,络合滴定中的金属离子和EDTA的各种副反应系数的计算,看起来有4个独立的公式,其本质上可以按一个公式记忆：（被考察对象；为副反应影响因子；为络合比）.对例题的讲解也要使学生达到触类旁通的效果.否则,学生只会“一叶障目,不见森林”,分析问题解决问题的能力得不到提高.对比教学法有利于学生在掌握知识时求同存异、触类旁通,提高对知识的应用能力.

注重章节教学内容的及时总结.知识点多、公式多是分析化学课的特点,也是学习的难点.学生经常记公式不准确,知识点掌握不牢固,也是历来分析化学教学普遍存在的问题.除了课堂采用对比等教学方法提高教学效果外,教师还应带领学生对每一章节学完后的教学内容及时进行总结,将重要的公式、知识点罗列出来,理顺它们之间的联系,让学生沿一条线把它们串起来,由此及彼,加深印象,有利于学生课后的自主复习.

三、实验课的教学改革

分析化学是一门以实验为基础的科学,分析化学实验课是培养学生素质与实践能力的一个重要途径［3］.现行实验课由于在教学环节以及考核等方面不尽完善,对以基本技能掌握为必备能力的应用性人才的培养极为不利,改革势在必行.针对存在问题,笔者教研室进行了以下两方面的改革.

1、调整教学内容,引入实际应用性和综合设计性实验

分析化学是应用性很强的基础课程,分析对象在现实生产、生活中随处可见,将这些分析对象引入实验课教学,可以拉近学校理论教学和实际应用之间的距离.例如,白醋中HAc含量的测定,补钙制剂中钙含量的测定,工业混合碱的测定,废水中重金属铬的测定等实验项目,都是现实生活中大家较为关注的与生产、生活以及环境息息相关的问题,引入这些实验内容,既能激发学生的学习兴趣,调动学习积极性,又能使学生认识到理论到实践其实就是一步之遥.在实际样品分析中,学生除了要掌握相关的基础理论和正确的基本操作方法以外,更深刻的是学用结合,能够提高分析问题、解决问题的能力,对应用性人才的培养十分有效.由于在验证性实验中,学生按照操作步骤“照方抓药”,在教学中的主体作用不能得到充分发挥,不利于学生的独立思维能力、实践能力的培养［4］.因此,适当减少原有验证性实验项目,增加设计性实验.让学生自己独立设计实验方案,独立进行实验操作,在教师的指导下解决实验中出现的问题,充分发挥学生在实验中的主体作用,锻炼和培养学生的创新能力.并且学生通过设计和实际操作,可以发展多种综合素质.

2、完善教学环节,严把教学质量关,强化训练基本操作技能

分析化学研究物质的关键是准确获得物质的“量”,每一步实验操作的误差都会传递到分析结果中.因此,基本操作技能的规范性是关键,直接影响分析结果的准确性.据此,我们从完善实验课教学环节、严把教学质量关入手,突出强化基本操作技能训练.

首先采取实验课前,教师必须对每个实验认真进行试做,并给出验证性和综合性实验的试作结果.这样使教师不但能胸有成竹地及时解决学生实验中可能出现的突发现象,而且还为批改实验报告、评价实验课效果提供了数据参考.其次,实验课中,要从各方面强化学生的操作意识.包括台面的布局、仪器洗涤到样品的称量、溶解、转移、定容、滴定以及数据处理、结果报告等各个环节都严格按照实验操作规范要求进行规范化的训练,并将每一步的操作要领作为将来考核的知识点.要求学生一丝不苟,认真对待,任何一点疏忽就会使实验数据变得毫无意义,前功尽弃.同时教师要做好逐项检查工作,对难度大的实验,要反复演示指导,对动手能力差的学生要手把手指导,使学生的操作达到规范化.整个实验就是一个严谨的工作作风和实事求是的科学精神的培养过程.最后,教师在课后批改实验报告时要在学生的报告中写上本次实验的标准值（即教师的试做结果）,引导学生对本次实验进行自我评价和误差原因分析,培养学生严密的科学研究能力,为后续课程以及将来的实际工作打下良好的基础.

3、完善考核方法

针对分析实验考试中出现的考核内容不全面,学生重视不足等问题,我们从考试形式、考试管理以及成绩评定等三方面完善考核方法.（1）实验考试实行笔试+操作考试两种方式.笔试主要考核学生对实验基本常识、基本原理和基本方法的掌握程度.技能操作考试是实验考试的核心部分,以既突出考察基本操作技能又突出测定结果准确度为原则,实行每个学生各持不同的样品,杜绝传统考试中所有学生持同一总体来源样品而造成的抄袭和涂改数据的现象；在内容上选取操作技能要求高,操作项目较全的实验,分操作和实验结果两部分评定操作考试成绩.其中操作部分从仪器洗涤、天平称量、移液和转液、滴定操作等四方面去考核.每一环节都设定科学而又具体的评分标准,占到总操作成绩的40%；实验结果结合数据记录的科学性,按误差大小去评分.操作分+结果分即为操作考试成绩.（2）在考试管理上实行全员出动,共同参与,责任到人,标准到位.由原来教师一人负责,统管全班、全程的考试管理方法改为教研室全体任课教师、实验教师、实验工作人员共同参与,每人分包几个学生,严格按照规范标准对各个环节进行鉴定、监督和指导,指出问题所在.最后集体评定给出操作分.（3）实验课考试总成绩评定通过“操作成绩+笔试成绩+平时成绩”三方评价.操作成绩一般占总成绩的50%以上,结合笔试（30%左右）和平时成绩（20%左右）,全面客观真实地评价学生的实验成绩.

改革后的分析实验课考试方法,严密细致,考核内容全面,虽然增加了教师的工作量,但能够如实反映学生学习成绩,科学评价学习效果.同时也能引起学生对分析实验课的高度重视：“平时打好基本功,考试才能到高分”,确实能达到实验课的培养目的,学生的动手能力和对知识的应用能力得到了加强.该套考核方法曾得到本院其它实验课程的效仿和尝试.

四、成效及展望

通过这一轮的教学改革,极大地提高了学校应用化学专业分析化学的教学效果.学生学习分析化学的积极性和主动性得到提高.分析化学课堂不再存在学生缺勤现象；毕业论文设计中有关分析测试应用研究的选题率逐年增加；毕业论文的质量也比以前有所提高,相当一部分被后续正式发表；有关在分析化学专业方向考研的人数也逐年上升；在历届省级以上各类化学技能竞赛中,学院参赛学生屡次获奖.从用人单位对毕业生的评价中,反映了实施课程改革教学的毕业生工作实践能力强,成绩显著.这些足以说明了我们分析化学的教学改革取得了一定成效.

然而,对于高师新办的应化专业来说,教学改革是一个长期的过程,我们只是开始了万里长城第一步.在今后的教学中还需进一步促进教学手段的多样性和现代化.同时,要进一步加强实践课教学与理论的结合程度,为学生提供大量的参与实践活动的机会,真正做到在学校学习就和在工作岗位一样,也只有这样才能为我国经济发展培养合格的高素质的应用性人才.

【参考文献】

［1］钟平.高师应用化学特色专业的建设与实践［J］.江西化工,2010.3.

［2］潘路,王凤武,鲍霞,魏亦军.化学化工类应用化学本科专业复合创新型人才培养模式初探［J］.中国高新技术企业,2010.10:82.83.

［3］陈龙,亓昭鹏,王溪溪.化学化工类应用型本科专业学生实践能力培养初探［J］.科技信息,2010.11:433.434.

［4］宗水珍.应用化学专业分析化学实验课程改革的初步探索与实践［J］.常熟理工学院学报,2009.19(4):51.53.

【作者简介】

张萍（1977-）女,陕西华县人,讲师、博士,主要从事分析化学教学以及糖化学与糖生物学、天然产物有效成分的提取分离研究.