淺談分析化學實驗教學的改革

分析化學實驗是一門與分析化學理論課相輔相成的實驗課程，是理論課的延續和提高；分析化學實驗課程對培養學生的動手能力，以及發現問題、分析問題和解決問題等能力都起著重要的作用。

面對21世紀教育教學改革的總體要求，分析化學實驗課程教學應將學生從過去單純的專業知識學習和簡單技能訓練的培養模式轉向理論與實際的結合；從單純的知識傳授轉向能力培養，特別是創新能力的培養。其主要目的是激發學生的學習熱情和興趣，調動學生學習的積極性，從而提高學生在實驗中的主動性，培養有科學思維方法和創新能力的人才。

一、目前分析化學實驗教學中存在的問題

目前我國大學化學實驗教學同國外高水平大學相比，差距主要是在實驗教學上缺乏主動性和創造性，而以分析化學實驗方法和實驗技能為載體的知識能力培養直接影響學生在高年級或畢業后的工作能力。

目前分析化學實驗教學中普遍存在的問題主要有：(1)學生的實驗操作能力較薄弱，缺乏主動性和積極性；(2)課堂的實驗教學內容較陳舊，缺乏新意；(3)學生的理論聯系實際能力較低，缺乏創新能力。

產生這些問題的主要原因是：(1)學生對知識掌握得不夠牢固，綜合運用知識的能力不足。分析化學無論是理論課還是實驗課都與其他學科知識有較強的交叉性，有的學生學習時采用死記硬背的方法，并沒有正確理解及掌握所學的知識；也有的學生忽視了所學各科知識間的有機聯系，無法熟練掌握實驗方法原理及技巧，以至于在出現異常現象時不知所措。(2)實驗教學安排與生活實際的相關性少，內容枯燥，難以調動學生的學習興趣和積極性。(3)學生知識面狹窄，缺乏相近學科知識內容上的聯系。分析化學主要是為其他學科及各個應用領域解決分析測試問題，需要其他相關學科的知識來充實和完善；另外，因課堂教學時間有限，在選擇完成教學任務和開拓學生知識面時，教師往往把重點放在完成教學任務，而學生通常也缺乏自學、尋根問底和探索學科間關聯的積極性。

二、分析化學實驗教學的改革探索

1.教學理念的更新

21世紀高等教育的主要目的是培養具有創新思維和創新能力的高素質人才。教育必須以人為本，即以學生為根本，把學生作為教育的主體，而不是客體。這就要求教師必須將教與學統一，在分析化學實驗教學的各個環節貫徹以學生為主體的原則，通過各種不同教學手段來培養學生的創新精神和創造力。只有通過對教學理念的更新，使教師主觀上重視對學生創造力的培養，才能在客觀上達到培養具有創新型人才的目的。

2.實驗內容的整合

將分析化學實驗按照功能性和目的性不同分為操作性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗和探究設計性實驗(表1)。調查指出，除了讓學生掌握必要的分析方法和步驟之外，還必須拓寬他們的知識面，了解環境科學、材料科學和生命科學等領域的一些常識，在實驗對象上可安排一些與實際生活聯系密切的實驗內容，這樣對端正學生實驗課學習態度、明確實驗目的和激發實驗興趣都有著重要的作用。可使學生在掌握實驗技能的同時，分析問題及解決問題的能力也得到一定的提高；并可以更好地培養學生嚴謹細心的工作態度。

3.教學方式的改進

(1)以學生為主體，充分發揮學生的主觀積極性。要將照方抓藥式的被動實驗改為主動實驗，鼓勵學生交互討論。在實驗課程中組織學生對各種實驗方法的特點及應用范圍進行討論，可采用學生討論教師總結，教師提問學生答辯及學生提問教師答辯等多種形式進行實驗教學。如樣品中鐵含量的測定可以采用多種分析方法，如配位滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法和分光光度法等，讓學生通過討論和比較分析，自己總結不同分析方法的適用對象。

(2)把實驗的主動權交給學生。長期以來，實驗教學基本上都采取傳授與灌注為主的教學方式，忽視了學生的學習自主性。應提倡學生自主地參與學習，通過主體的實踐活動來完成教學，并促進個性發展。輔導應以學生為中心，教師不要直接解決學生提出的實驗問題，而是采用啟發的方法，讓學生自己獨立思考，分析原因，自己解決問題。對于綜合設計性實驗，要求學生在查閱和收集有關資料及信息的基礎上，根據不同的樣品和測定的準確度，自己擬定從樣品的預處理到分析方法的確定、數據處理及結果分析整個實驗過程的方案。允許學生設計的實驗方案存在不足，以使學生能夠在實驗中發現、探討和解決問題，及時總結實驗過程中的經驗教訓。如地表水中化學耗氧量(COD)測定，學生自己擬定取樣地點及取樣方式，并分析不同的取樣地點及取樣方式對實驗結果的影響及實驗結果與環境狀況的關系。又如鈣制劑中鈣含量測定實驗，由于有多種形式的鈣制劑樣品，因此該實驗的重點是在樣品的預處理方法選擇上，要求學生分析預處理方法與樣品形態以及測定結果之間的關系，得出各種樣品所適宜的處理方法，還要求學生查閱文獻資料，了解不同制劑中鈣存在形態與人體吸收的程度關系。再如茶葉或茶飲料中茶多酚含量的測定實驗，除了讓學生選擇實驗對象、設計實驗方案外，還要求學生就茶葉茶飲料的制作方式與其中茶多酚含量的關系進行分析，這樣可以拓展學生的知識面，提高學生對各種不同知識關聯性的認識。學生普遍反映這類實驗收獲較大。

要鼓勵學生積極參與教師的科研。科研工作中完整的分析測試過程是為學生提供理論聯系實際的好機會，可激發學生的學習興趣，促使學生鞏固所學的知識，有利于培養學生的綜合能力和初步的科研素質。

(3)在實驗教學中引入計算機輔助教學(CAI，ComputerAssistedInstruction)和網絡輔助教學。充分利用現代化教學技術，進行多手段教學，如利用幻燈片、VCD、多媒體技術、仿真技術等，積極推進實驗教學中CAI課件的應用，讓學生得到更多的現代信息。特別是在課時數較少的情況下，很多內容都可以通過網上交流以彌補課時的不足。學生可以在網上查找有關資料并擬定實驗方案，然后通過網絡提交，教師也可通過網上平臺隨時與學生交流。

將教學內容通過聲音、圖像、文本與動畫的形式呈現出來，使教學內容更加直觀、生動，變抽象為具體，變靜態為動態，這些方式有助于加深學生對知識點的認識和理解。我們還利用現有資源制作標準操作的立體動畫，在實驗課堂或網上平臺中將實驗步驟形象地演示出來，同時配有分步講解及注意事項，在課前讓學生觀看，了解基本操作的重點和難點，教師在上課時只進行必要的強調，這樣，即可節約課時又有助于學生培養實際操作能力，使學生感興趣、印象深。

計算機輔助教學還可用于演示一些大型的或是實驗室暫時無法提供儀器設備的實驗，這樣可以在一定程度上彌補化學實驗教學中因設備不到位所帶來的缺憾。

4.實驗與實際生活相結合

與國外高水平大學的分析化學實驗相比，國內大學的探索性實驗相對較少，與現代科技及生活密切相關的實驗也較少，這些都是今后進行分析化學實驗改革應注意的方向。對此，我們應參考國內外最新的實驗教材，根據實驗室的實際條件，在教學中適當增加能反映現代化學新進展、新技術以及與工業應用、日常生活密切相關的實驗內容。

三、實驗考核方式的改革

在傳統的教育模式下，教師對學生掌握知識情況的檢驗只能采用書面應試的方法，在考核方法上存在如下不足：一是多采用閉卷考試，開卷考試少；二是多采用筆試的方法，而口試與答辯的方式少；三是理論性試題多，實驗技能的操作與實踐能力的考察少。對學生實際實驗水平的判斷往往是一卷定論，這樣很難對學生的綜合能力與實際操作水平做出正確判斷。另外，這種傳統的考試模式也容易引導學生采取死記硬背，被動學習和應試突擊的學習方法，容易束縛學生的學習積極性，不利于學生創新精神與創新意識的培養。

教育創新離不開思想解放，要真正培養學生的創新精神，就應該充分考慮對學生考試、考核的導向，按照不同實驗類型結合每個實驗要達到的目的，采用相應的教學手段和考核方法。如可采用開卷考試、操作考核、口試及讀書報告、小論文、交互討論等多種形式(圖1)。

實驗教學改革既要體現專業特點又要符合實際教學條件和實驗條件；改革的根本點是以人為本，從學生實際出發，激發學生的學習主動性；改革的目的是為了培養學生更好地適應信息時代的需要，達到對學生綜合素質和創新能力的培養。

參考文獻：

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[2]李新年，張建華，耿汝波，實驗教學與創新能力[M]，南京：南京大學出版社，2000

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