張翠忠，連 歡， 楊 薇， 曾振芳，諸葛文鳳，黃 青，張繼艷，蔡錦源

(1 廣西民族師范學院，廣西 崇左 532200；2 廣西柳州工學院，廣西 柳州 545005)

化學是一門理論和實驗并蒂的綜合性學科，而實驗教學在化學及相關學科的人才培養(yǎng)中具有重要作用[1]。分析化學實驗是化學類專業(yè)的基礎課程之一，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，儀器分析的作用和地位不斷崛起[2]，分析化學實驗也被設立成兩門獨立的課程，分別是化學分析實驗和儀器分析實驗。其中，化學分析實驗在大一或大二學年開設，它的主要任務是加深學生對分析化學理論知識的理解和運用，掌握分析實驗的基本知識和基本操作技能，為大二或大三學年開設儀器分析實驗打下扎實的定量分析基本功，以保證實驗結(jié)果的可靠性。

廣西民族師范學院是崇左地區(qū)唯一一所本科院校，學校定位為應用型民族院校，辦學初衷是培養(yǎng)具有創(chuàng)新、實踐等能力的應用型技術(shù)人才，為少數(shù)民族區(qū)域和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供持續(xù)服務。然而，民族院校由于地方財政匱乏對教育教學投入少、學校實驗設備相對簡陋、學校師資力量短缺、學生生源基礎能力薄弱等原因，限制了教育教學改革緊跟時代互聯(lián)網(wǎng)的步伐，與發(fā)達地區(qū)的高校存在一定差距，因此，創(chuàng)新教育教學改革，尤其對實驗課程要進行思考、設計和改革，培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新、實踐等能力的應用型技術(shù)人才，才能與應用型學校發(fā)展目標相契合。

1 化學分析實驗教學中存在的問題及其原因

1.1 學生對實驗課程不夠重視，投入精力不足

我校學生大多來自廣西本地，民族生源居多，學生在初中或高中階段參與實驗練習的機會較少，一方面實驗動手能力不強，另一方面潛意識地賦予實驗并不重要的錯覺。例如，課前，實驗課程老師都會布置學生提前預習新內(nèi)容，并寫好預習實驗報告。雖然90%的學生都會在課前交預習實驗報告，但是幾乎一個版本，機械式照抄課本，并沒有體現(xiàn)出個性化學習特點。課中，學生按照課本提供的步驟和量逐步進行，但是若實驗現(xiàn)象未出現(xiàn)或?qū)嶒灛F(xiàn)象與課本描述有差別，學生就束手無策。學生不會從個人操作的方式或速度等方面找原因，也不會考慮實驗過程中pH或溫度是否引起色變等差異，更不會思考是否是哪種反應物引起了中間產(chǎn)物(絡合物)的生成導致實驗現(xiàn)象異常，故缺少分析并解決問題的意識和能力。此外對于平行實驗，有一小撮學生易受第一組數(shù)據(jù)和現(xiàn)象干擾，對于第2、3組實驗容易偷懶，在記錄和判斷過程逃不出思維定式，有時候計算出較好的重現(xiàn)性數(shù)據(jù)，但是準確度并不高，也耽誤了實驗操作能力的客觀練習，故缺少實驗興趣和耐心。課后，95%學生能按時提交實驗報告，但有些實驗報告一模一樣，存在照抄嫌疑，有些學生的計算過程、結(jié)果及單位等表達不規(guī)范，故理論知識薄弱。

1.2 實驗教學和理論教學進度不統(tǒng)一，學習熱情受到打擊

近幾年，我校人才培養(yǎng)方案和教學大綱沿用以前的修訂版本，受知識模塊和實踐學時的限制，化學分析實驗32學時，而每個實驗項目占3學時，如果按照正常排課時間上課，前半學期就可以結(jié)課，而理論課共48學時，每周開展一次，一直到期末才可以結(jié)課。當實驗老師和理論老師非同一人時，授課進度和授課任務就很難協(xié)調(diào)，很多時候?qū)嶒炦M度超出理論進度。實驗老師如果花大量時間講實驗的相關理論，導致實驗不能在3學時內(nèi)完成，實驗老師只能化繁為簡地講相關知識點，但基礎薄弱的學生對實驗原理和理論不知所云，在課后做計算處理環(huán)節(jié)無從下手，學生很難保持學習熱情，這也可能是造成部分實驗報告高度相似的原因。

1.3 評價考核體系不科學，造成學生重成績輕平時練習

我院基礎實驗課考核采用平時成績(30%)和期末實踐操作成績(70%)的結(jié)構(gòu)比例打分。從分值比例上體現(xiàn)出期末考試是關鍵，成績分值占比誤導學生在平時實驗中漫不經(jīng)心，不能嚴以律己；此外，期末考試內(nèi)容僅考操作能力，題型簡單、內(nèi)容單一、操作時限較短，這種考核體系不客觀，無法體現(xiàn)出學生對化學分析專業(yè)知識、實驗內(nèi)容、原理以及數(shù)據(jù)處理的全面性。

上述各種現(xiàn)象直接影響著教學質(zhì)量和培養(yǎng)人才的合格情況，是我們亟待解決的問題。

2 化學分析實驗教學效果提升的改進措施

2.1 修訂培養(yǎng)方案和教學大綱，明確課程目標要求和畢業(yè)素養(yǎng)要求

培養(yǎng)方案要立足學校的定位，行業(yè)和社會的需求，通過調(diào)研和回訪，修訂培養(yǎng)目標和教學大綱，使課程培養(yǎng)目標與學生畢業(yè)所具備的能力明確化。針對我院化學分析實驗每個項目 3學時，擬調(diào)整4學時。實際教育教學中，不管授課方式是翻轉(zhuǎn)課堂還是傳統(tǒng)教師講授為主，對于理論或基礎知識的講解約1學時，而正式實驗得2～3學時，實驗結(jié)束，為了避免某些學生過渡依賴他人成果，要求當堂計算實驗結(jié)果，并將計算過程寫在預習報告冊，老師檢查后方可離開實驗室。針對我院化學分析實驗項目偏驗證性實驗較多的情況，將天平的稱量、滴定的操作練習，標液的配制這些基礎知識和基本功不單獨設立為實驗項目，使其穿插在其他實驗項目中，由此空出的課時可以安排少量的國標檢測實驗，加強職業(yè)實踐應用能力，力求畢業(yè)即可勝任檢測方面的工作。如pH標準緩沖溶液的配制(GB國家標準)，EDTA滴定法測定鈷的含量(GB國家標準)，乙酰丙酮分光光度法測定工業(yè)廢水中的甲醛含量(GB國家標準)等。表1為修訂后的課程目標要求和畢業(yè)素養(yǎng)要求。

表1 修訂后的課程目標要求和畢業(yè)素養(yǎng)要求Table 1 Revised training objectives and graduation ability requirements

2.2 加強在線教學資源建設，設置課前準備和課后提高環(huán)節(jié)，改革課中教學模式

目前市面上發(fā)展有多款智慧教學平臺，每個平臺擁有大量的優(yōu)質(zhì)在線資源，如“學堂在線+雨課堂”和“超星+學習通”等，這種平臺相互彌補，能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享化、校內(nèi)課堂電子化、教學活動云端化、教學過程數(shù)據(jù)化等功能[3-4]。2020年春季學期，我校將這種智能化平臺引入教學中，其中有少數(shù)教師應用于實驗教學，不過當時受疫情影響，只能采用完全在線教學方式授課，畢竟實驗教學貴在實踐，僅靠虛擬實驗和PPT課件等講解，并不能鍛煉學生的動手能力，教學效果沒有完全體現(xiàn)出來。結(jié)合民族院校的本土情況，對于實驗課，如化學分析實驗，可能采用線下授課為主體，線上教學為補充或輔助手段比較適合。因此，加強在線實驗教學資源建設，通過推送事先建好的實驗課程，按實驗項目推送相關資料和下放任務點，提倡課前任務式預習和課后實驗報告的原創(chuàng)性；課中以翻轉(zhuǎn)課堂為教學方法進行授課[5]，以老師為授課中心的模式逐漸過渡到以學生為主導，給予每個學生一定的學習壓力，促進生生互動、鍛煉語言表達能力，刺激學生有目的、有質(zhì)量地完成任務，培養(yǎng)學生的實踐應用能力和創(chuàng)新能力。如圖1所示，為教學活動實施環(huán)節(jié)，根據(jù)實際情況，可以參考和靈活調(diào)整。

圖1 教學活動實施環(huán)節(jié)Fig.1 Implementation link of teaching activities

2.3 增加設計性實驗，選修綜合性實驗，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和對學科交叉性知識的應用能力

完善教學大綱，增加設計性實驗，如葡萄糖酸鈣口服液含量的測定，學生掌握基本理論和方法后，可以靈活選擇氧化還原滴定和絡合滴定法，設計檢測方案測定鈣含量。此外，鐵礦石中全鐵含量的測定，維生素C制劑及果蔬中抗壞血酸含量的測定，植物或肥料中鉀含量的測定，使用不同的實驗原理和實驗方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。設置綜合性實驗，供部分有興趣的學生做探究性研究，不是必要的任務項目，通過無機、有機的前制備/前處理過程與后續(xù)分析任務銜接，主要鍛煉學生的學科交叉理解能力和應用能力。如室內(nèi)空氣中甲醛含量的測定，蔬菜中天然色素的提取和薄層色譜分離，微波輔助萃取-分光光度法測定銀杏葉中總黃酮等。

2.4 培養(yǎng)良好的實驗室工作習慣和科學態(tài)度，加強學生的安全意識、環(huán)保意識和科學意識

分析測試要求工作人員具備扎實的分析化學實驗基本知識與技能，如常用試劑的規(guī)格及試劑的使用和保存、分析天平及其稱量方法、滴定管及其滴定分析基本操作、移液管/吸量管的正確使用、重量分析基本操作以及量具的校正等，樹立正確的科學態(tài)度，提高嚴謹?shù)目茖W意識。此外，專項學習和測試實驗室安全知識，培養(yǎng)學生的安全意識；本著節(jié)能減排、厲行節(jié)約的原則，合理使用實驗蒸餾水/自來水、藥品/試劑用量，實驗結(jié)束后回收未被污染的試劑，正確處理實驗垃圾、固廢-液廢的排放，培養(yǎng)良好的環(huán)保意識。

2.5 優(yōu)化評價體系，科學性打分激發(fā)學生學習動力

鑒于當前的考核方式和考核體系得出成績的不客觀和不全面現(xiàn)象，故建立全過程、多層次考核評價體系，注重學習過程的考核并加大平時學習環(huán)節(jié)的分值比(60%)，降低期末總成績分值比(40%)。平時成績包括視頻觀看(5%)、小結(jié)測試題(5%)、預習實驗報告成績(10%)、正式實驗報告成績(10%)、課堂表現(xiàn)+學生授課+成果展示+學生互動/互評(20%)、資料查閱(5%)、考勤(5%)。平時成績通多分層次/多環(huán)節(jié)約束，使學生逐漸明白“冰凍三尺非一日之寒”的思政理念，激發(fā)學生學習的積極性。期末總成績分值比(40%)包括理論試卷分值比(15%)和實踐考試分值比(25%)，其中理論采用定時在線考核提交，實踐設置考場，學生從3個備選實驗試題中抽題，老師隨機叫號進入對應的考場，考試結(jié)束現(xiàn)場計算實驗結(jié)果并提交紙質(zhì)版試卷，老師現(xiàn)場打分。期末考試增加基礎知識考試，加強學生對基礎知識、安全知識、環(huán)保知識、理論知識等方面的復習和鞏固，實踐考試考核了學生通過一學期的練習，是否掌握了相關儀器的操作要領、實驗原理、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果的計算等化學分析方面的能力。使得學習成績的組成更全面，科學地考察學生的綜合素質(zhì)。

3 結(jié) 語

化學分析實驗是一門重要的基礎化學實踐課程，目的是傳授化學知識和基礎化學實驗操作技能，培養(yǎng)嚴謹?shù)膶嶒炞黠L、科學觀念和數(shù)據(jù)處理能力，鍛煉滿足業(yè)務需要的文字表達能力和語言表達能力，樹立珍愛生命和財產(chǎn)的安全意識，節(jié)能減排的環(huán)保意識，實驗試劑的節(jié)約使用意識。教學通過線上教學資源加強有效預習，通過課后提高環(huán)節(jié)拓展個性化能力，通過翻轉(zhuǎn)課堂教學方法改革傳統(tǒng)授課模式，加強學生主導的上課方式，以全過程、多層次培養(yǎng)學生的自主學習意識，調(diào)動學生學習的積極性，提升學生動手和動腦能力。