探索地方特色的教学改革与实践

一、教学内容的改革

（一）按照创新型人才培养模式构建课程建设平台

课程内容设置，遵循分析化学基本知识框架的构建目标。先学习分析化学概论，了解分析化学的任务、定量分析的过程及滴定分析的一些基本知识，再学习试样的采集与制备、分析化学过程中的数据处理，然后以分析方法为单元，学习各种分析方法的建立条件、原理、特点、测定条件以及方法的应用范围等。面对实际样品组成的复杂性和痕量组分的分析，再学习物质的分离富集知识。这一知识主线，有利于学生的学习从简单到复杂再到简化，从整体到局部再到整合，从经典到现代再到融合，从接受到求证再到创新，走出了一条创新型人才培养的新模式。

（二）整体优化课程内容，重组课程结构

在酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定和重量分析中，以溶液平衡理论为切入点，由浅入深，全面铺开。在滴定分析中，主要研究滴定的可行性、滴定剂的选择、准确滴定的条件、滴定终点的确定、分析方法的准确度和应用范围等；重量分析则主要研究沉淀剂的选择、沉淀完全的条件、如何获得易于过滤和洗涤的纯净沉淀物等；吸光光度分析，从朗伯比尔定律入手，讨论显色条件和测定条件的选择，方法的应用范围、分光光度计的构造和使用方法等。为了提高学生对实际样品的分析能力，还强化了以下知识的学习：1.加强了分析试样的采集与制备、误差和分析数据处理等内容的教学，旨在让学生建立起准确的“量”的概念，明确只有正确的采集和处理样品，选择合适的分析方法，认真正确地进行实验，才能获得准确的分析结果。在分析化学中，着重学习有效数字、系统误差和随机误差、准确度和精密度、有限次测量数据的统计处理等知识，以满足学生最基本的处理实验数据和分析结果的要求。在专业选修课《数理统计在分析化学中的应用》中，再讲授分析实验的设计与优化、分析校正理论、分析测量中的信号处理、人工神经网络等设计和处理实验数据的最新方法，提升学生利用化学计量学知识进行科研创新的能力。2.强化了化学分离和复杂样品的分析方法的教学，旨在培养学生处理实际问题的能力。重点学习沉淀分离法、萃取分离法和离子交换法等分离知识，同时介绍超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、微波萃取等目前较先进的分离分析技术，以开阔学生的视野。3.增加分析化学中的质量保证与质量控制及有关国家分析化学学科发展战略的介绍，旨在让学生建立起标准化的概念，了解分析化学学科发展的趋势。让学生了解分析化学在诸如建立食品安全保障体系等有关国民经济建设和国家安全、稳定等方面的重要作用，以及在生化分析、环境分析等方面的作用，增强责任感和紧迫感。整个课程体系用发展的、联系的和整体的观点去理解和认识各种分析方法的建立和应用，在掌握相关专业理论的同时，再通过实验，学习分析化学的基本操作技能，从而能独立进行实验设计、实验过程并对结果进行准确处理和分析。

二、教学方法与手段的改革

《分析化学》是应用化学专业的重要专业基础课程之一，为了提升该课程的教学质量，课程组在教学方法与手段上进行了多方面的探索与尝试，使教学适应现代科技发展需要，符合地方综合性院校应用化学专业教育规律、教学要求和特点，构建全面提高学生素质，培养学生创新能力和实践能力的现代教学体系。为此，课程组提出了“教师为主导、学生为主体、实践为主线、能力为主旨”的新型教学原则，将多种教学方法结合在一起，形成了讲授、讨论、实验、自学相互补充的教学体系。课堂讲授运用启发式、探究式、综合式以及实际案例分析等教学方法，激发学生的自主性学习和研究性学习；通过课外作业，让学生带着问题学会查阅文献资料和参考书，加强自学能力的培养，扩大学生的专业知识面；通过课堂讨论，激发学生的学习热情，加深对课程重点、难点的理解；通过实验课，精心安排实验内容，培养学生的动手能力和创新思维；通过实训、实习课，精心挑选实训、实习内容，培养学生理论联系实际的应用能力。

（一）教学方法的改革与实践

1.启发式教学法实践。教师讲授：主要讲授本课程的基本概念和基本理论，以及分析化学基本分析过程，同时向学生介绍科学的学习方法以提高学生的学习兴趣与效率。即时提问：讲述过程中若涉及到已经讲过和学过的知识，通过提问引起学生回忆，促使其将知识串联起来，温故而知新，以便更好地理解新学的知识。课堂讨论或辩论：对于学生感兴趣的某些章节内容，组织学生课下准备专题讲座，并在课堂上进行讲授、讨论和辩论，然后教师讲评，学生兴趣盎然，而且对培养学生的分析、概括能力有很大的帮助。自学：对分析化学中的经典基础内容、相对简单的内容或前期课程已涉及过的内容，教师列出预习提纲，引导学生自学。2.比较教学法实践。各定量分析方法既有区别，又有必然的联系，因此，我们将比较教学法在分析化学教学中广泛运用。在内容选择上简明扼要、重点突出，并抓住主要矛盾；在手段运用上，将不同的定量分析方法、原理、重点公式、滴定曲线等进行比较讲授，突出特性，对应类比，既找出不同之处，又找出相似点，这样不仅把内容讲深讲透，而且提高了学生的综合分析和辨别判断能力。比如，酸碱滴定法原理与络合滴定法原理的比较，强酸滴定强碱与强碱滴定强酸的比较，强碱滴定弱酸与强酸滴定弱碱的比较，四种滴定分析（酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定）曲线的比较，酸碱滴定法的终点误差公式与络合滴定法的终点误差公式的比较，醋酸、草酸、磷酸、EDTA（乙二胺四乙酸）各型体分布分数曲线的比较，酸碱缓冲溶液与金属离子缓冲溶液的比较等。通过比较，学生对各种定量分析方法原理、公式、规律性曲线与影响因素，清晰明了、记忆深刻。3.讨论教学法实践。课程组大力推行“以学生为中心的双向讨论式教学”，使教师与学生建立商讨式的平等双边关系，教师可根据课程有关内容设计教学问题，诱发学生的思考；允许学生在课堂任意打断教师的讲述，陈述自己的意见。将不明白和有疑惑的想法告诉教师，由教师进行现场解答。这样做，一方面，一些与教师的讲述相关教师又没考虑周全，但学生可能存在疑惑的地方能够当场解决，不留死角；一些科技发展至今尚未解决的问题则也可由此暴露，引起学生的求知欲和好奇心，促进他们设计好的思路，培养从不同的角度解决问题的能力；另一方面，也促使教师充分备课，充分了解本学科的相关新进展，以避免经常被学生问住而自己又不懂新进展的尴尬场面。平等、商讨式的双边关系，减小了师生间的距离；讨论教学法的实施，使学生认识层次逐步递进，并能勇于质疑和评判权威，增强了主动探索能力。4.案例教学法实践。分析化学和社会生产、生活与科研工作密切相关，有许多活生生的现实案例。在很多教学场景中，我们以生动的案例作为某一定量分析方法的开端。例如，在讲解酸碱滴定法时，引入工业纯碱的测定、食醋中醋酸含量的测定、阿司匹林药片有效成分测定、含氮肥料中含氮量的测定、传统的蛋白质含量测定的弊端、“三聚氰胺事件”发生的根源等问题，然后把各种酸碱滴定法的原理、滴定过程、影响因素、指示剂的选择及误差来源等讲解清楚，学生记忆深刻；另外，在讲解络合滴定法时引入自来水总硬度的测定、胃舒平中有效成分含量测定等，在讲解氧化还原滴定法时引入化学需氧量的测定、铁矿石中铁的测定、水果中维生素C的测定等等。案例教学法既增强了学生求知欲望，拓宽了学生的思维空间，增加了《分析化学》课程学习的盎然生趣，提高了学生学习的主动性和积极性，还培养了他们解决问题的思维能力、判断能力、决策能力和综合素质。

（二）教学手段的改革与实践

1.多媒体教学。课程组自制了与教学大纲相配套的内容翔实而简明的CAI多媒体电子教案和课件。充分利用各种网络资源，利用图片、动画、录像的直观性，实现“人机互动”、“师生互动”，把学生的眼、耳、脑充分调动起来，改变了原有教学方式不够生动、直观、信息量太少等缺点，使教学内容生动、形象地展现在学生面前，提高了学生的感性认识，极大地加强了学生的学习兴趣和主动性，加深了对理论的理解，获得了很好的教学效果。2.网络辅助教学。充分利用网络资源，使学生随时随地都可以进行本课程的学习。分析化学理论课程全程由主讲教师进行了精心录像，学生可上网随时听讲，而且还可通过网络实现教与学的互动，扩展学生知识面。在网络教学平台实现电子教案、教学课件全部上网；课程素材库、公共素材库、案例库、参考资料库、共享资料库、参考网址库都在网络得以展现。目前正在进行网络教学平台升级，逐步实现网上答疑讨论、课程作业处理、网上模拟测试，使网络的功能在教学过程中发挥到极致。3.教学科研有机结合。本课程组教师将自己与本课程相关的科研成果引入课堂，引起了学生的强烈兴趣，取得较好反响，部分本科生积极要求参加本课程组的科研工作，改变了学生认为专业基础课枯燥、没兴趣的状况。定期安排分析化学系列学术讲座活动。近几年，先后邀请了国家自然科学基金委分析化学科主任庄乾坤教授、山东师范大学副校长唐波教授、法国皮埃尔教授、美国南密西西比大学缈伍建教授、中国海洋大学化学系主任包木太教授、旅美学者刘春峰教授等国内外著名学者给本科生介绍分析化学前沿知识或讲授分析化学双语课，专家们结合自己的科研成果和成长历程，进行生动、趣味、有感染力的讲解，拓宽了本科生知识视野，使广大本科生及时了解分析化学学术动态及学科发展，增强了对分析化学课程学习的重视程度，提高了今后从事科学研究的兴趣。

三、实践教学改革，提高创新能力

组织各种形式的分析化学课题研究活动，通过对地方水质的综合评价、校园内养鱼池水质的综合分析和评价、植物组织中有害元素与大气污染关系等具体的学生科研活动，使学生的综合素质得到全面提高，增强了团队合作意识。教学中注意联系身边的生产、生活实际和国民经济的发展需要，如引导学生利用节假日到临沂市质检所、化肥厂、水泥厂、泡花碱厂、食品厂、纸板厂、陶瓷厂、环境监测站等校外实习实训基地进行实地考查，了解分析化学在实际生活、生产中的应用。在授课时，顺便向学生介绍这些单位都开展哪些分析工作，各单位目前的仪器情况和科研情况等，使学生亲身感受自己所学知识的实用性，学习上有了使命感和紧迫感。建立“开放实验室”，鼓励学生积极参与教师的科研项目研究，指导学生参加大学生挑战杯、科技作品竞赛和创新创业计划项目，激发其学习热情，培养探索精神，提高科研能力和创新能力。

四、结语

从2008年起，我校《分析化学》课程组针对《分析化学》课程的教学改革已经五年多了，改革后的课程教学对学生知识、能力和素质的培养达到了既定的教学目标，受到校内外专家、行业企业专家、尤其是学生的一致好评。但课程改革也还有不尽人意之处：一是对教学方法与手段的研究尚待加强，教学中的成功经验和做法没有及时整理和发表，教学的传承就显得不够系统，主编教材的工作亟待加强；二是缺乏与兄弟院校同类课程间的面对面交流，对课程同仁们教学改革经验缺乏直接的了解。不足之处也是我们课程组今后的努力方向，经过我们今后的不懈能力，我校的《分析化学》课程教学改革会更加合理和完善。

本文作者：徐文军庄会荣朱化雨王爱香刘晓泓工作单位：临沂大学