白 玲 盧麗敏 吳東平 高艷莎

(江西農業(yè)大學 化學與材料學院，江西 南昌 330045)

教材是課程教學的重要載體，教材建設是進行教學改革，提高教學質量的關鍵因素，是高等農林高校重要的基本建設之一。隨著現代“二維碼”數字化技術的不斷發(fā)展，“二維碼+紙質教材”的二維碼教材已逐漸成為高等教育教材建設的發(fā)展趨勢，已然成為教材建設的研究熱點。二維碼教材也稱為新型“紙網互動”教材，它是在教材內頁插入“二維碼”，掃碼可獲知更多“教輔資料和課外資料”。它能突破時間和空間上的限制，大大豐富紙質教材所不能容納的教輔和課外拓展知識內容，從而能較好地解決教材內容越來越多和教材越編越厚的矛盾。近年來，人們對二維碼教材的建設進行了大量探索研究和實踐[1-11]。研究表明，二維碼教材的應用已彰顯出“呈現形式多樣化、知識體系立體化、學習主動化和更新速度快速化”等優(yōu)勢。但仍存在 “講思想”、“講方法”和“講主線”的教材內容缺乏、特色不突出、發(fā)展與創(chuàng)新不足等問題。針對上述問題，如何優(yōu)化農業(yè)高校的《分析化學》教材“二維碼”材料，補齊只有“紙質教材”的短板，并使其和紙質教材內容有機融合，使得二維碼教材的功能最大化，探索編寫《分析化學》二維碼教材建設的核心要素，以期為《分析化學》二維碼教材建設提供可借鑒的經驗。

一、通過“二維碼”材料優(yōu)化《分析化學》 “整體觀、全局觀、發(fā)展觀、創(chuàng)新觀”的知識結構體系

《分析化學》 分為上下兩冊，一般上冊為《定量分析化學》，下冊為《儀器分析》，具有發(fā)展更新快、與物理、數學，計算機科學與技術等多學科交叉和相互滲透等特點。隨著現代科技的不斷發(fā)展，新的分析方法越來越多，為了保證分析化學教材的完整性和系統(tǒng)性，并處理好基礎與發(fā)展前沿的關系，如何選擇“二維碼”材料是關鍵?！岸S碼”材料主要有教輔材料和課外拓展資料兩大類，它涵蓋了知識體系的學習指導和課外拓展知識兩大部分。具體主要有章節(jié)講課視頻、原理動畫、各章節(jié)知識點框圖和總結、科學家簡介、課程發(fā)展史、單元自測題、典型案例、最新進展等，可根據《定量分析化學》和《儀器分析》教材的特點進行選擇。筆者選擇的“二維碼”材料及作用如表1所示。

表1 分析化學“二維碼”材料目錄及作用

由表1可見，《定量分析化學》和《儀器分析》的教輔材料一樣，但課外拓展資料側重點有所不同(見表1)。這是因為《定量分析化學》是分析化學的基礎，《儀器分析》是分析化學發(fā)展方向，代表分析化學的發(fā)展前沿。這樣選擇的“二維碼”資料，再加上與“紙質教材”內容的有機結合，一是有利于強調分析化學的化學“ 基礎學科” 的地位；二是有利于處理好基礎與超前的關系，既要“吐故納新”又要體現完整性、系統(tǒng)性；三是有利于處理好學科交叉滲透與學科發(fā)展的關系；四是有利于實現跟進儀器分析方法的發(fā)展前沿的動態(tài)更新模式。從而充分體現《分析化學》的 “整體觀、全局觀、發(fā)展觀、創(chuàng)新觀”的知識結構體系，達到“知識體系與認知規(guī)律相溶”的最佳培養(yǎng)目標。

二、通過“二維碼”材料體現《分析化學》的“講思想”、“講方法”和“講主線”學習目標

縱觀分析化學的發(fā)展史，它就是一部分析儀器和分析方法創(chuàng)新史，隨著相關科學技術的發(fā)展同步創(chuàng)新發(fā)展。分析儀器的發(fā)展就是由簡單到復雜、由低級到高級，它是現代科學、經濟和社會發(fā)展的重要基礎和推動力之一。其發(fā)展更新的速度可以與發(fā)展更新最快的計算機科學與技術相媲美，其最具代表性的就是近100多年來與分析儀器發(fā)明發(fā)展相關的28項諾貝爾獎榮獲者，它反映了儀器分析方法的里程碑式的科學發(fā)明和重大突破；同時《分析化學》也是應用和踐行馬克思主義哲學思想和黨的唯物主義思想路線“理論聯系實際”和“自然科學方法論”的典范，即用分析化學理論指導實踐，實踐檢驗理論是否正確，從而使設計的分析方案達到分析結果誤差最小，準確度、精密度和靈敏度最高的要求。因此，筆者以高等教育科學發(fā)展觀為指導、以分析化學史、新分析方法的不斷建立和分析儀器的重大突破和發(fā)明為創(chuàng)新主線，適當穿插于“二維碼”材料中?？梢酝黄啤凹堎|教材”中只講“知識點”、而且是“點到為止”、形不成“串”、缺“主線”、缺“思想”和缺“方法”的限制，達到體現《分析化學》的“講思想”、“講方法”和“講主線”的學習目標。常見主要分析方法的發(fā)展創(chuàng)新主線如表2所示。

表2 常見主要分析方法的發(fā)展創(chuàng)新主線

為了進一步深化《分析化學》的“講思想”、“講方法”和“講主線”內容。在學完分析化學后，還可以在“二維碼”材料中融入幾個問題交由學生思考。例如：①化學分析+光+電+色+熱+波譜，能否被相互取代，最后走向統(tǒng)一？②檢出限一直在降低，10-3→ 10-15→原子、分子水平，往何處去？③色譜分析法的發(fā)展創(chuàng)新主線(見表2)，其發(fā)展有無終點？它將有利于大幅度提高學生的思想素質和專業(yè)素質；同時有利于摒棄 “不用不學”的觀點和拓展學生的視野。

三、通過“二維碼”材料體現 “綠色分析化學”教育理念和突出農業(yè)高?！斗治龌瘜W》特色

1.通過“二維碼”材料體現 “綠色分析化學” 教育理念

在當今世界環(huán)境污染日趨嚴峻的大環(huán)境下，綠色分析化學研究方向是全球實現低碳經濟的大勢所趨，已成為綠色化學的核心學科之一。綠色分析化學是把綠色化學的原理使用在新的分析方法和技術的設計方面，是一門從源頭上阻止污染的分析化學[12]。它能使分析化學與環(huán)境和諧，對環(huán)境無害、友好，以滿足可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略對分析化學專業(yè)人才的需求。綠色分析化學的特征[13]和現代綠色樣品前處理技術及分析測試技術[13-16]如表3所示。因此，從以下兩個方面來選擇“二維碼”材料。一是理論課材料中融入綠色化學的理念，體現設計和創(chuàng)新綠色的分析方法的主線，同時穿插當今綠色樣品前處理技術和綠色分析測試技術(見表3)；二是實驗課材料中插入定量分析化學實驗基本操作視頻和常見分析儀器操作視頻；同時補充“綠色化”實驗案例和分析廢棄物的回收利用案例。這樣有利于培養(yǎng)學生的綠色分析化學和環(huán)保意識，將“綠色分析化學”理念根植于心中，為保護環(huán)境做出重要貢獻。

表3 綠色分析化學的特征和綠色樣品前處理技術及分析測試技術

2.通過“二維碼”材料突出 “農業(yè)高?！薄斗治龌瘜W》特色

《分析化學》課程是農業(yè)高校十分重要的專業(yè)基礎課之一，我校開設此課程的本科專業(yè)十分廣泛。其中《定量分析化學》教材主要在化學類本科專業(yè)(應用化學、材料化學)和非化學類本科專業(yè)(生物工程、生物技術、制藥工程、環(huán)境科學、環(huán)境工程、農業(yè)資源與環(huán)境、食品科學、食品工程、食品質量與安全、農學、園藝、植保、動植物檢疫、種子科學與工程、茶學、林產化工、林學、園林、動物科學、動物藥學、動物醫(yī)學、水產養(yǎng)殖學等22個專業(yè))中使用；而《儀器分析》教材主要在化學類本科專業(yè)(應用化學、材料化學)和非化學類本科專業(yè)(生物工程、生物技術、制藥工程、環(huán)境科學、環(huán)境工程、農業(yè)資源與環(huán)境、食品科學、食品工程、食品質量與安全、農學、植保、林產化工等12個專業(yè))中使用。因此，為了更好地結合“農業(yè)高校”各專業(yè)的實際，在“二維碼”材料中穿插和擴充各種分析方法應用于各專業(yè)相關的樣品分析測定案例中(見表4)。這些材料不但可以突出 “農業(yè)高?！薄斗治龌瘜W》特色，而且能大大提高學生的學習興趣和學習效率。

表4 與“農業(yè)高?！备鲗I(yè)結合的樣品分析測定應用案例

四、《分析化學》“二維碼”教材建設的實踐和效果

緊緊抓住通過“二維碼”材料來優(yōu)化《分析化學》的“整體觀、全局觀、發(fā)展觀、創(chuàng)新觀”的知識結構體系；體現 “講思想”、“講方法”和“講主線”內容；體現 “綠色分析化學” 教育理念和突出“農業(yè)高?！碧厣染帉懞诵囊兀?018年和2019年分別編寫出版了《定量分析化學》和《儀器分析》兩部二維碼教材，并于2019年和2020年上半年疫情期間在前述24個本科專業(yè)進行了應用，學生普遍反映此二維碼教材具有減少時空損耗，創(chuàng)建無縫學習環(huán)境，搭建學習支架，促進有意義學習，提高學習主動性，支持步調個性化，變封閉為開放，學習方式立體化等優(yōu)點，故而大幅度提高了教學效果。總之，一是培養(yǎng)了學生的“科學發(fā)展觀”、“創(chuàng)新型”和“綠色分析化學”理念，提高了學生“講發(fā)展、創(chuàng)新和環(huán)保等大主線”意識；二是全面地提高了學生運用“理論聯系實際”及“講特色”能力，豐富了學生的知識面；三是提高了學生的學習興趣與熱情及主動性，大幅度提高了學習效率，起到了事半功倍的效果。最終達到了提高學生的發(fā)展創(chuàng)新綠色型等綜合性素質與研究型學習能力的目的。同時也促進和提升了教師知識結構系統(tǒng)化和不斷發(fā)展更新的能力，提高了教師的思想和專業(yè)素質。