甘春芳　盛家榮

[摘 要]分析化學(xué)實驗改革中培養(yǎng)高師研究性實踐型人才，可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及實驗考核方式等方面探討分析化學(xué)實驗的改革。研究型教學(xué)模式對學(xué)生的培養(yǎng)是多方面的。在實驗課堂營造研究氣氛，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性，建立團(tuán)隊意識，培養(yǎng)了學(xué)生科研論文寫作能力。在化學(xué)實驗中培養(yǎng)研究性實踐型人才的模式值得推廣，同時也需要時間、實驗室、實驗內(nèi)容等具有開放性，促進(jìn)相應(yīng)管理制度的建立，在提高學(xué)生素質(zhì)的同時也讓教師得到進(jìn)一步拓展。

[關(guān)鍵詞]分析化學(xué)實驗 設(shè)計性實驗 研究性實踐型 教學(xué)模式

[中圖分類號] O65-4；C961 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）05-0111-03

進(jìn)入飛速發(fā)展的二十一世紀(jì)，對大學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)已成為首要任務(wù)。師范院校大學(xué)生的實踐能力已成為影響就業(yè)、適應(yīng)社會和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的重要因素。我?；瘜W(xué)專業(yè)以“厚理論、重實踐、輔創(chuàng)新”為總體指導(dǎo)思想，設(shè)定人才培養(yǎng)目標(biāo)為：精英引領(lǐng)，以點(diǎn)帶面，全面提升。所謂的精英引領(lǐng)其目標(biāo)是培養(yǎng)卓越教師；全面提升的目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)新課程改革的具有較強(qiáng)綜合素質(zhì)的合格教師。因此，在新課改背景下提出研究性實踐型人才的培養(yǎng)，對于提高高?；瘜W(xué)專業(yè)的辦學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

“研究性學(xué)習(xí)”是學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從自然、社會和生活中選擇和確定專題進(jìn)行研究，并在研究過程中主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動。研究性學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過探索實踐，增強(qiáng)自己探究問題的能力和創(chuàng)新思維。[1]化學(xué)實驗研究性學(xué)習(xí)是一種新型的學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)從學(xué)生自身的興趣和學(xué)習(xí)經(jīng)驗出發(fā)，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生主動學(xué)習(xí)或模仿科學(xué)研究的過程，體驗主動獲取知識、運(yùn)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生學(xué)會合作與分享，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識和科學(xué)品質(zhì)以及對社會的責(zé)任心和使命感，最終促進(jìn)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展與提高。

實踐能力是相對于認(rèn)知能力而言的，是運(yùn)用知識、技能解決實際問題的能力，主體參與式實踐活動是實踐能力形成的本質(zhì)。[2]

分析化學(xué)是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，分析化學(xué)實驗單獨(dú)設(shè)課，是高師化學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，其主要目的是加深對分析化學(xué)基本概念和基本理論的理解；正確熟練地掌握化學(xué)分析的基本操作，較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)分析實驗的基本知識，學(xué)習(xí)并掌握典型的化學(xué)分析方法；樹立“量”的概念，運(yùn)用誤差理論和分析化學(xué)理論知識，找出實驗中影響分析結(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，學(xué)會正確合理地選擇實驗條件和實驗儀器，正確處理實驗數(shù)據(jù)，以保證實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠；培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣和實事求是的科學(xué)態(tài)度，為將來參加工作打下良好基礎(chǔ)。[2]但是，目前實驗教學(xué)中存在諸多的弊端，如實驗內(nèi)容陳舊、老師教學(xué)方法滯后、學(xué)生缺乏探究能力、實驗評價單一等。下面，從幾個方面探討在分析化學(xué)實驗中培養(yǎng)研究性實踐型人才的思路和做法。

一、改革教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)模式中，教師是教學(xué)活動的主體，教師教什么，學(xué)生就學(xué)什么。即“注入式”的教學(xué)模式，教師按實驗步驟認(rèn)真地講解，學(xué)生按實驗要求完成實驗。這樣的學(xué)習(xí)方式不能激發(fā)學(xué)生實驗的積極性和主動性，造成學(xué)生學(xué)而不思的狀態(tài)，不利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

近年來由于對本科課程設(shè)置進(jìn)行改革，分析化學(xué)實驗的課時數(shù)由原來的108個課時削減為64課時，因此刪除了定性分析實驗部分，將其放在無機(jī)化學(xué)實驗中進(jìn)行。分析化學(xué)實驗要求快、精、準(zhǔn)，以往老式的全自動電光天平因磨損、老化被淘汰，引進(jìn)了電子天平，實驗操作簡單快速，稱量操作得到簡化。因此，安排稱量操作練習(xí)的課時也進(jìn)行了縮減。在教學(xué)中安排的實驗內(nèi)容盡量避免重復(fù)，并且根據(jù)各個專業(yè)的不同在實驗內(nèi)容上進(jìn)行調(diào)整。如我們所用的教材中“NaOH和HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定”“銨鹽中氮含量的測定（甲醛法）”以及“混合堿的分析（雙指示劑法）”三個實驗是分開的，學(xué)生在標(biāo)定完HCl后過兩周才進(jìn)行混合堿的分析，HCl放置的時間長，濃度不準(zhǔn)確，因此，將這三個實驗合并為“NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定與銨鹽中氮含量的測定”和“HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定與混合堿的分析”兩個實驗，還可以增加綜合性的設(shè)計實驗。環(huán)境專業(yè)的分析化學(xué)實驗的課時數(shù)為32個課時，所以我們選擇與其專業(yè)相關(guān)的實驗項目，如“水的總硬度的測定”“軟錳礦中MnO2含量的測定”等。

二、改進(jìn)教學(xué)模式

基本實驗技能是本科分析化學(xué)實驗教學(xué)的重要內(nèi)容，是從事分析化學(xué)實驗的基礎(chǔ)，在64學(xué)時的化學(xué)類本科專業(yè)分析實驗課中，我們安排了12學(xué)時用于基本操作技能的訓(xùn)練。經(jīng)過一系列的基本訓(xùn)練，使學(xué)生了解分析實驗室常規(guī)儀器以及試劑的性能、特點(diǎn)、維護(hù)方法及操作技術(shù)等基本知識與技術(shù)，學(xué)生需經(jīng)考核合格后方可進(jìn)入下一學(xué)習(xí)階段。

驗證性實驗是以經(jīng)典實驗為學(xué)習(xí)內(nèi)容，安排的實驗課時大概為32課時，這一階段是分析化學(xué)實驗基本操作部分。如“銨鹽中氮含量的測定”“鉛、鉍混合液中鉛、鉍含量的連續(xù)測定”“間接碘量法測定銅鹽中的銅”以及“鋇鹽中鋇含量的測定”等，這些驗證性實驗主要培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能和基本分析方法，進(jìn)一步加深學(xué)生對理論知識的理解，掌握基本分析方法，熟練使用各種玻璃儀器和滴定操作，養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣以及學(xué)會數(shù)據(jù)處理的方法，為以后的實驗打下堅實的基礎(chǔ)。

通過基本操作訓(xùn)練以及驗證性實驗，學(xué)生基本掌握了分析化學(xué)實驗的操作方法，接下來就是安排一些設(shè)計性實驗，由學(xué)生自主完成。實驗內(nèi)容一般有：（1）HCl+HAc；（2）NH3-NH4Cl；（3）HCl-NH4Cl；（4）Na2HPO4-NaH2PO4；（5）H2C2O4+H3PO4；（6）BaCl2+NaCl；（7）CaCl2+NaCl；（8）MgCl2+NaCl；（9）FeCl3+NaCl；（10）FeCl3+CaCl2以及一些單組份測定的實驗題目，如“維生素C藥片中抗壞血酸含量的測定”“雙飛粉中CaO的測定”“NaCl中微量鐵含量的測定”等等，這些題目涵蓋了分析化學(xué)基礎(chǔ)實驗的全部內(nèi)容，要求學(xué)生具備一定的綜合設(shè)計能力。[3]

這一階段是學(xué)生運(yùn)用分析化學(xué)的基本知識，了解實驗設(shè)計思想，形成創(chuàng)造性思維，將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)的關(guān)鍵時期。首先，我們選擇一些內(nèi)容讓學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計，以“HCl-NH4Cl混合液中各組分濃度測定”為例，首先要求學(xué)生進(jìn)行初步的資料查詢、查閱文獻(xiàn)、閱讀教材及其他書籍，設(shè)計出實驗方案。從學(xué)生通過查閱和設(shè)計的實驗方案來看，大概有3種。第一種方法是以甲基橙為指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HCl，然后加入適量甲醛，并以酚酞作指示劑滴定至溶液變色為終點(diǎn)，根據(jù)兩次消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積可求出HCl與NH4Cl混合溶液中各組分含量。第二種方案是先取一份溶液用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定，并以酚酞為指示劑，根據(jù)反應(yīng)過程中消耗的NaOH溶液的體積即可求出HCl的量；另取一份溶液用沉淀滴定法并以K2CrO4為指示劑，在中性或弱堿性溶液中，由于AgCl溶解度小于Ag2C2O4溶解度，因而AgCl沉淀完全后，過量的AgNO3溶液與C2O42-作用生成磚紅色沉淀，到達(dá)穩(wěn)定。根據(jù)Cl-的含量求出總量后，與前一份進(jìn)行比較，得到HCl與NH4Cl的總量。第三種方案是蒸汽法，即取一份混合溶液往其中加適量的NaOH溶液并加熱使NH4+全部轉(zhuǎn)化為NH3，再用過量的HCl吸收NH3，最后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液反滴定剩余的HCl。根據(jù)反應(yīng)過程中消耗的HCl和NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液即可求出NH4+的量；另取一份溶液用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定并以酚酞為指示劑，根據(jù)反應(yīng)過程中消耗的NaOH溶液體積即可求出HCl的量。

這些方案設(shè)計出來后，我們設(shè)置一些問題讓學(xué)生進(jìn)行思考與討論，如：這三種方案中各采用了哪些原理？哪種方法的誤差較??？操作難易程度如何？通過對這些問題的討論，讓學(xué)生了解各種方法的優(yōu)劣，比如，第一種方案就是采取實驗中常用的酸堿滴定法，HCl是強(qiáng)酸，首先用NaOH進(jìn)行滴定，以酚酞為指示劑指示終點(diǎn)，此時由于NH4Cl為弱酸并不參加反應(yīng)；然后加入甲醛強(qiáng)化質(zhì)子，繼續(xù)用NaOH進(jìn)行滴定直到終點(diǎn)，根據(jù)NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積可求出各組分含量。在這種方案里，只需標(biāo)定NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，方法簡單易行。在第二種方案中采用的是酸堿滴定法與沉淀滴定法相結(jié)合，同樣先把HCl的含量求出后，再用沉淀滴定法測定Cl-含量，在沉淀滴定法測Cl-含量時需要用到AgNO3，其價格昂貴，并且沉淀不完全，會使測定結(jié)果產(chǎn)生誤差。第三種方法是采用蒸汽法使NH4+全部轉(zhuǎn)化為NH3，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液反滴定剩余的HCl，HCl的測定方法同第一種方案。在這個方法里，采用氣化法使NH4+全部轉(zhuǎn)化為NH3，轉(zhuǎn)化不完全和吸收不完全都會產(chǎn)生較大誤差，并且該法步驟繁瑣。根據(jù)對三種方案的分析，決定采用第一種方案進(jìn)行實驗。

當(dāng)課堂討論結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出實驗路線，由學(xué)生根據(jù)自己對實驗內(nèi)容的理解寫出具體實驗步驟，設(shè)計相應(yīng)的表格，在規(guī)定的時間內(nèi)完成實驗。實驗完成后對實驗結(jié)果進(jìn)行誤差分析。在設(shè)計性實驗過程中，學(xué)生是主動學(xué)習(xí)的主體，教師的主要工作是對學(xué)生的引導(dǎo)，對實驗涉及的理論知識和實驗技術(shù)給予支持，起解惑答疑的作用。設(shè)計性實驗的實驗報告要求學(xué)生按照科研論文的格式來完成，讓學(xué)生感受到科研工作的氛圍，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，提高了運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力。

三、改進(jìn)考核方法

學(xué)生的實驗成績由平時成績、設(shè)計性實驗成績、期末考試成績?nèi)糠纸M成。平時成績由“實驗報告、基本操作、實驗預(yù)習(xí)和實驗操行”四個方面的表現(xiàn)綜合評定給出。設(shè)計性實驗根據(jù)“課前準(zhǔn)備、實驗技能、數(shù)據(jù)記錄與分析、實驗報告”的各項表現(xiàn)進(jìn)行打分。設(shè)計性實驗一般為分組實驗，選四個題目，將學(xué)生分成四組（4-6人 / 組），按照分工情況以及個人表現(xiàn)和實驗結(jié)果進(jìn)行評分。

在進(jìn)行實驗期末考試時，我們也進(jìn)行了改革，以往的考試是將分析化學(xué)實驗分為幾大部分：分析天平的基本操作、滴定分析的基本操作、重量分析的基本操作以及分光光度計的使用等，學(xué)生在考核之前抽簽決定考什么內(nèi)容，每個基本操作配備一個老師?？己说膬?nèi)容涵蓋了分析化學(xué)實驗基本操作的要點(diǎn)，但是這些考核方法存在局限性，并不能完全反映學(xué)生的真正水平，學(xué)生的創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)不能完全體現(xiàn)出來。在實驗內(nèi)容中增加了設(shè)計性實驗后，考核方法也進(jìn)行了改進(jìn)，將設(shè)計性實驗的成績所占比重加大，并且實驗考試的內(nèi)容由原來的分四大操作進(jìn)行考核變成了以完成一個實驗內(nèi)容作為考核。如：試樣中草酸含量的測定、鐵鹽中鐵含量的測定、試樣中CaO和MgO的測定等等。在考試之前由實驗員分批次稱好樣品，教師按照稱樣量和樣品純度初步進(jìn)行計算，然后進(jìn)行預(yù)實驗，確定樣品的含量及誤差范圍，將規(guī)范操作也一并設(shè)計在內(nèi)，設(shè)定評分標(biāo)準(zhǔn)。讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)（一般為3小時）完成實驗并計算出實驗結(jié)果。這樣一來，學(xué)生在完成實驗的過程中經(jīng)過了稱量、滴定實驗操作以及實驗數(shù)據(jù)的處理等，從完成實驗的情況來看基本能反映出學(xué)生在經(jīng)過一個學(xué)期的分析化學(xué)實驗教學(xué)后對實驗的掌握程度。

經(jīng)過改革的考核制度不但可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，客觀反映了學(xué)生的真實水平，也反映了學(xué)生的綜合運(yùn)用理論知識解決問題的能力。

四、結(jié)論

經(jīng)過一段時間的努力和探索，我們發(fā)現(xiàn)研究型教學(xué)模式對學(xué)生的培養(yǎng)是多方面的。[4] [5] [6] [7]

（1）在實驗課堂營造研究氣氛，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性。研究型設(shè)計性實驗是有一定難度的實驗，沒有現(xiàn)成的實驗步驟作參考，需要查詢相關(guān)資料，然后按要求寫出規(guī)范的設(shè)計實驗方案。在進(jìn)行實驗之前，師生共同探討各種實驗方案的可行性、存在的問題以及解決辦法，優(yōu)化設(shè)計方案。

（2）建立團(tuán)隊意識。每個小組的研究型實驗需要團(tuán)隊的配合，提出方案后小組進(jìn)行討論，在這樣的環(huán)境下，學(xué)生積極看書，查資料，實驗中相互配合，相互鼓勵，以同伴的信任為榮，表現(xiàn)出了良好的團(tuán)隊精神和協(xié)作意識。

（3）培養(yǎng)了學(xué)生科研論文寫作能力。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，學(xué)生完成的是實驗報告，而大部分實驗報告是將實驗教材中的內(nèi)容重抄一遍。在研究型設(shè)計性實驗教學(xué)中，學(xué)生要查閱相關(guān)資料并學(xué)會引用他人文獻(xiàn)，并且自己設(shè)計路線并實驗，在實驗過程中調(diào)整實驗方案，最終完成實驗報告。這個過程可以讓學(xué)生了解到科研的艱辛，培養(yǎng)刻苦鉆研的科研素質(zhì)。

因此，在化學(xué)實驗中培養(yǎng)研究性實踐型人才的模式值得推廣，同時也需要時間、實驗室、實驗內(nèi)容等具有開放性，促進(jìn)相應(yīng)管理制度的建立，在提高學(xué)生素質(zhì)的同時也讓教師得到進(jìn)一步拓展。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 張世勇，羅序中.基于學(xué)生實踐能力發(fā)展的化學(xué)實驗研究性學(xué)習(xí)探索[J].高師理科學(xué)刊，2011，23（4）：110-112，116.

[2] 何萬國，漆新貴.大學(xué)生實踐能力的形成及培養(yǎng)機(jī)制[J].高等教育研究，2010（10）：62-66.

[3] 甘春芳，馬建強(qiáng).淺談分析化學(xué)實驗考核改革與實踐[J].廣州化工，2012，40（6）：152-153.

[4] 康學(xué)軍，張建新，許茜，許洛盛，張印斗.分析化學(xué)實驗教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)實踐初探[J].大學(xué)化學(xué)，2005，20（4）：20-21，41.

[5] 李暐，陳英海，孫明禮，劉毓琪，胡樹林.研究型分析化學(xué)實驗課教學(xué)模式的探索[J].大學(xué)化學(xué)，2012，27（1）：19-22.

[6] 陳懷俠，蔡火操，黃建林，李躍英.研究型設(shè)計性分析化學(xué)實驗改革與探索[J].實驗室研究與探索，2007，26（8）：91-93.

[7] 鄧櫻花，劉永美，胡慶蘭，馬曉玲.“驗證性-綜合性-創(chuàng)新性”分析化學(xué)實驗教學(xué)模式的探索[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)報，2013，30（2）：93-95.

[責(zé)任編輯：羅 艷]