分析化學(xué)課程理論與實(shí)驗(yàn)課改進(jìn)思考：基于現(xiàn)存教學(xué)存在的問(wèn)題

分析化學(xué)課程理論與實(shí)驗(yàn)課改進(jìn)思考：基于現(xiàn)存教學(xué)存在的問(wèn)題魏婕，劉欣欣

(1.江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212022；2.廣東省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)，廣東廣州510030)

0引言

隨著國(guó)家對(duì)高校高質(zhì)量發(fā)展的要求日趨嚴(yán)格，學(xué)生作為高校主體，學(xué)生良好發(fā)展是高校高質(zhì)量發(fā)展的基石和保證?；瘜W(xué)是自然科學(xué)中與物理、材料、生物、制藥、建筑等其他學(xué)科緊密聯(lián)系的基礎(chǔ)科學(xué)，分析化學(xué)是四大化學(xué)中最特殊的一門(mén)主修課程。它不同于無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)這三門(mén)課程的理論深度，它的應(yīng)用性更強(qiáng)，目前課程中穿插的課程思政還是較少。

本文通過(guò)近幾年的教學(xué)積累，嘗試提出一些方法、方案，促進(jìn)這門(mén)課程的創(chuàng)新教育[1]。通過(guò)將創(chuàng)新教育加入分析化學(xué)授課中，將有助于化學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)學(xué)生能夠更加深入理解化學(xué)科學(xué)探索中的過(guò)程，了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展的艱辛與困難，促進(jìn)學(xué)生將化學(xué)科學(xué)理論與其日常學(xué)習(xí)、科研、生活進(jìn)行融合，更加深入、學(xué)習(xí)掌握化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景下的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)需求。

1分析化學(xué)課程存在的問(wèn)題

分析化學(xué)在大一的第二學(xué)期或大二第一學(xué)期開(kāi)課，開(kāi)課課時(shí)為理論課96課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課48課時(shí)。前置課程為無(wú)機(jī)化學(xué)。從應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)體系來(lái)看，高中化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)在大學(xué)化學(xué)教學(xué)中有著舉足輕重的作用。目前分析化學(xué)課程存在以下幾個(gè)主要問(wèn)題：

(1)教學(xué)設(shè)計(jì)陳舊。許多應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在高中階段沒(méi)有學(xué)過(guò)化學(xué)，其化學(xué)知識(shí)仍停留在初中階段。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不考慮知識(shí)的銜接及由淺入深的過(guò)渡，直接進(jìn)行難度較大的新知識(shí)講授，學(xué)生的接受程度較低[2]。另外國(guó)內(nèi)外的分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展與進(jìn)步很快，分析方法和設(shè)備也在不斷升級(jí)，所使用的教材更新不及時(shí)，相關(guān)教學(xué)內(nèi)容具有局限性，需要在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)教授學(xué)生有效的方法進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

(2)教學(xué)理念不完善。在學(xué)習(xí)化學(xué)專(zhuān)業(yè)課時(shí)，由于課程難度及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)等問(wèn)題，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，很容易產(chǎn)生畏難情緒。老師的教學(xué)理念中，沒(méi)有考慮授課的實(shí)際情況及學(xué)生的情緒問(wèn)題，老師只是為了完成教學(xué)大綱中的教學(xué)內(nèi)容而進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，不對(duì)同學(xué)進(jìn)行鼓勵(lì)及思政教育。

這種情況在后續(xù)專(zhuān)業(yè)課會(huì)持續(xù)惡化，導(dǎo)致有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)更加難以進(jìn)行。這些問(wèn)題可通過(guò)改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)理念，通過(guò)引入課程思政教育對(duì)課程授課質(zhì)量進(jìn)行改善。如老師可適當(dāng)從初中及高中的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)中導(dǎo)入現(xiàn)有的知識(shí)，使得知識(shí)結(jié)構(gòu)框架具有延續(xù)性。在講授這些知識(shí)過(guò)程中，適當(dāng)?shù)匾胝n程思政內(nèi)容，疏導(dǎo)學(xué)生的不良情緒，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)會(huì)有較大的幫助。同時(shí)，在此過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力會(huì)逐漸加強(qiáng)，對(duì)于其發(fā)展有著諸多好處。

2開(kāi)展分析化學(xué)創(chuàng)新教案的思考

課程思政的引入可從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、創(chuàng)新教學(xué)三方面著手。

2.1理論教學(xué)方面

分析化學(xué)課程共有96學(xué)時(shí)理論課加48學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課，一般分2個(gè)學(xué)期進(jìn)行[3]。上冊(cè)主要為分析基礎(chǔ)，包括分析樣品的采集與處理、誤差與數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制、樣品前處理等，及幾種經(jīng)典的分析方法，包括：酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法、重量分析法、吸光光度法等。下冊(cè)主要為儀器分析，包括光譜分析法(原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、X射線光譜、原子質(zhì)譜、電子能譜、離子能譜、熒光光譜、紫外-可見(jiàn)吸收光譜、紅外吸收光譜、激光Raman光譜法)、核磁共振波譜法、電分析方法(電位分析法、電解和庫(kù)侖法、伏安法、極譜法)、色譜法(氣相色譜、液相色譜)、熱分析法、流動(dòng)注射分析及微流控分析法等。上冊(cè)內(nèi)容主要為學(xué)生打好基礎(chǔ)，理論方法較多，并且需要的前置化學(xué)基礎(chǔ)較多。所以在課程中，特別是導(dǎo)論部分，講述分析化學(xué)的發(fā)展歷史，可以多引入課程思政的內(nèi)容。如在介紹化學(xué)開(kāi)端時(shí)，引入我國(guó)古代的冶煉技術(shù)、釀酒技術(shù)等，這些技術(shù)在當(dāng)時(shí)都是領(lǐng)先于世界的，可增強(qiáng)學(xué)生的民族認(rèn)同感和自豪感。在介紹現(xiàn)代分析技術(shù)中，可多花費(fèi)時(shí)間介紹在分析化學(xué)領(lǐng)域?yàn)槭澜缱鞒鼋艹鲐暙I(xiàn)的中國(guó)科學(xué)家。如在藥物分析領(lǐng)域的周同惠院士，解放前去美國(guó)深造，學(xué)成后，在1955年沖破重重阻力毅然回國(guó)，為我國(guó)藥物分析領(lǐng)域作出突出貢獻(xiàn)，特別是在色譜分析和電化學(xué)分析領(lǐng)域，建立了許多用于分析有機(jī)藥物與中草藥分析的分析方法。在介紹完院士成就后，可以再花費(fèi)幾分鐘給學(xué)生進(jìn)行這些分析方法的基礎(chǔ)介紹。這樣可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在上冊(cè)的每章教學(xué)前，可設(shè)置一個(gè)介紹該領(lǐng)域中國(guó)科學(xué)家成就的小環(huán)節(jié)，時(shí)間控制在5～10min。這部分內(nèi)容可以以視頻和PPT的形式。如第二章分析試樣的采集與處理，可以以視頻的形式介紹最新的前處理工藝，如二維柱切換系統(tǒng)以及其應(yīng)用于全血免疫抑制劑的快速檢測(cè)，而后引出這一章的樣品的采集及前處理。那么學(xué)生在接受基礎(chǔ)知識(shí)的時(shí)候，能夠聯(lián)想到它的應(yīng)用，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，能明確知識(shí)的用途，提高其接受度。同時(shí)，在章節(jié)授課結(jié)束后，可邀請(qǐng)學(xué)生參與前沿科研調(diào)查。以這一章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容為導(dǎo)向，在網(wǎng)上搜集整理這個(gè)領(lǐng)域最新的應(yīng)用，在下次上課時(shí)，給同學(xué)們分享。這樣學(xué)生可以從“填鴨式”的被動(dòng)教學(xué)，轉(zhuǎn)為“互動(dòng)式”的主動(dòng)教學(xué)。同時(shí)，知識(shí)的連貫性從背景、發(fā)展、應(yīng)用、前沿均會(huì)有體現(xiàn)，同學(xué)們?cè)谥R(shí)的廣度和深度上有所提升。那么在后續(xù)每一章的教學(xué)過(guò)程中，如果能堅(jiān)持這種教學(xué)模式，學(xué)生對(duì)每一塊知識(shí)的掌握程度，比直接的理論教學(xué)效果提高明顯。另外在理論教學(xué)的同時(shí)，盡量能同步配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣學(xué)生在動(dòng)手的過(guò)程中能很快消化理論知識(shí)，達(dá)到鞏固理論知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)技能的雙重效果。

在下冊(cè)的儀器分析部分，如果學(xué)校有條件的情況下，對(duì)每章的儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。在講述儀器原理時(shí)，學(xué)生可以上手操作，一邊根據(jù)儀器原理、儀器構(gòu)造進(jìn)行講解[4]。學(xué)生可以很好的吸納知識(shí)，再結(jié)合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，學(xué)生即可從原理、實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用等多角度深入學(xué)習(xí)儀器。這種教學(xué)方法比完全的口述教學(xué)優(yōu)勢(shì)明顯，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，興趣十足。在學(xué)習(xí)完后，可給學(xué)生布置簡(jiǎn)單的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。如進(jìn)行液相色譜教學(xué)時(shí)，首先可以在黑板上進(jìn)行基本原理的介紹，介紹完基本原理和基本構(gòu)造后，即可到液相色譜儀器前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。將儀器可拆解的部分進(jìn)行拆解教學(xué)，學(xué)生們拿著構(gòu)造圖現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照學(xué)習(xí)儀器組成。同時(shí)把所需的理論知識(shí)融入其中，講授柱效時(shí)，可以強(qiáng)化同學(xué)們分離原理，色譜柱的分離特性等知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比毛細(xì)管柱和填充柱，加深對(duì)色譜柱的認(rèn)識(shí)。同時(shí)可以設(shè)置探索環(huán)境，讓同學(xué)們分組探索現(xiàn)在能源、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域液相色譜的應(yīng)用，并做專(zhuān)題課進(jìn)行分享。這樣反復(fù)的多途徑的知識(shí)強(qiáng)化手段，可以開(kāi)發(fā)同學(xué)對(duì)于液相色譜相關(guān)知識(shí)的興趣，強(qiáng)化對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握，從而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況，進(jìn)行相關(guān)教學(xué)的設(shè)定，盡量讓學(xué)生能在真實(shí)接觸儀器的同時(shí)，學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，這種多角度知識(shí)反饋途徑會(huì)讓學(xué)生能更好地掌握相關(guān)知識(shí)，提高教學(xué)效率。

2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)部分是對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用，可讓學(xué)生深入掌握分析化學(xué)理論中的典型方法以及這些方法在實(shí)際應(yīng)用中的設(shè)計(jì)步驟和基本原則等。目前實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中主要存在以下問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程基本是按照課本上提供的具體參數(shù)按部就班完成，結(jié)果也是與實(shí)驗(yàn)課本的結(jié)果對(duì)照，學(xué)生完全沒(méi)有鍛煉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，導(dǎo)致同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度不夠[5]。

(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)脫節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的老師往往是不同老師，同時(shí)授課安排的時(shí)間往往沒(méi)有實(shí)驗(yàn)與理論同步，導(dǎo)致很多知識(shí)沒(méi)有辦法及時(shí)吸納掌握。

(3)實(shí)驗(yàn)考核不完善。很多實(shí)驗(yàn)課程沒(méi)有期末考核，導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能的意識(shí)，這樣對(duì)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力基礎(chǔ)是非常不利的。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)是學(xué)生后續(xù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的前提，在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求以及反復(fù)練習(xí)是最基本的。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理也要認(rèn)真對(duì)待。另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)一定要同步進(jìn)行，這對(duì)授課老師及同學(xué)都是有好處的，理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)知識(shí)可以融會(huì)貫通，方便系統(tǒng)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)的考核以及期末考核應(yīng)該制定嚴(yán)格的考核方法，不是簡(jiǎn)單的一張?jiān)嚲砭徒鉀Q問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課本中也是有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)部分的，但是往往因?yàn)檎n時(shí)量、試劑、教學(xué)條件等問(wèn)題，沒(méi)有精選其中的實(shí)驗(yàn)為學(xué)生強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能。這一部分應(yīng)該得到重視，如設(shè)計(jì)學(xué)校自來(lái)水、湖水、附近水庫(kù)等水質(zhì)的綜合分析檢測(cè)，結(jié)合學(xué)校成熟的實(shí)驗(yàn)條件，運(yùn)用多種分析方法綜合分析水質(zhì)，學(xué)生在這一過(guò)程中，能?chē)L試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)強(qiáng)化取樣、樣品處理、樣品分析的各個(gè)步驟的綜合能力，在樣品分析時(shí)，可以使用先進(jìn)的分析儀器。這樣，學(xué)生可把基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能、儀器操作等緊密結(jié)合起來(lái)。

2.3創(chuàng)新教學(xué)方面

盡管分析化學(xué)課程是一門(mén)化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科，但是課程對(duì)于后續(xù)課程的銜接作用明顯。學(xué)生在學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)外，還應(yīng)該多汲取更多的相關(guān)知識(shí)[6]。老師應(yīng)在授課過(guò)程中，幫助學(xué)生逐步建立一定的自主學(xué)習(xí)能力和科研思維。老師首先要對(duì)學(xué)生進(jìn)行前沿文獻(xiàn)調(diào)研能力的初步培養(yǎng)，可系統(tǒng)介紹文獻(xiàn)調(diào)研的方法和渠道，介紹目前常用的數(shù)據(jù)庫(kù)及使用方法，學(xué)生根據(jù)課題進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)調(diào)研及學(xué)習(xí)，并思考課題的解決方法，促進(jìn)學(xué)生掌握文獻(xiàn)調(diào)研和思考問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。在學(xué)習(xí)好基本方法后，老師可具體設(shè)定一些實(shí)際問(wèn)題讓學(xué)生思考，如分組調(diào)研思考并討論新冠病毒的快速檢測(cè)方法。拋出這一問(wèn)題后，要求學(xué)生能夠?qū)ψ钚碌那把匚墨I(xiàn)進(jìn)行調(diào)研、歸納和分享。這種教學(xué)形式的完成可較好地鍛煉學(xué)生調(diào)研前沿知識(shí)、歸納整理素材、形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力，同時(shí)提高學(xué)生獨(dú)立思考及解決問(wèn)題的能力。

3結(jié)語(yǔ)

分析化學(xué)在培養(yǎng)