水分析化學實驗教學改革的實踐與思考

摘要：現代社會對畢業生提出動手能力強，上手快，專業素質高的要求。舊的人才培養模式已經滿足不了現代社會的需求，實驗教學亟須改革。本文從兩個方面詳細闡述了水分析化學實驗教學改革的實踐過程。

關鍵詞：水分析化學；實驗教學；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0243-02

隨著我國社會經濟的快速發展，水資源嚴重短缺，水污染日益加劇，水危機已成為制約我國經濟社會發展的重要因素。給水排水工程專業方向已從傳統的城市上下水道工程向實現水的良性循環和水資源可持續利用的方向發展。社會對給排水專業人才從數量和質量上都提出了更高要求。用人單位要求畢業生動手能力強，上手快，專業素質高。舊的人才培養模式已經滿足不了現代社會的需求，這些新的要求成為給水排水工程專業教育體制改革的原動力。作為學生實踐能力培養途徑之一的實驗教學環節，是培養學生動手能力和創新能力的有效手段，實驗教學改革已迫在眉睫。

水分析化學是給水排水工程專業的一門專業基礎課，課程實驗學時18學時，占教學學時總計劃的1/3，是一門實踐性很強的課程，這門課程對培養給水排水工程專業學生的實踐能力具有非常重要的作用。水分析化學的主要任務是使學生了解天然水體水質及污染水體的形成、變化規律，通過學習分析化學的基本理論、分析方法和實驗技能，樹立準確的“量”的概念，并能把這些知識用于“水”這個分析對象上，從而具備解決水質問題的能力。水分析化學實驗教學的主要內容包括多種常用水質指標的測定，涉及到各種最基礎、最常用的化學分析操作，對學生后續專業課程的學習及日后科研工作的開展都會產生至關重要的影響。但是長期以來，水分析化學實驗教學過程中存在各種各樣的問題，如：受實驗教學從屬于理論教學觀念的影響，學生不重視實驗，沒有主動性，學生課前不預習、課上不思考、課后互相抄；實驗課程仍是填鴨式、驗證式實驗教學，課上老師先講一遍實驗步驟、注意事項，然后學生照貓畫虎，照葫蘆畫瓢。這種教學模式對學生的能力培養起不到應有的作用，很難激發學生的積極性、創造性；實驗教材內容陳舊單調，沒有及時更新；實驗過程中實驗方法、手段與時代脫節，現代儀器設備缺乏等等。這些問題嚴重影響了學生實踐能力的培養，因此，結合我校的實際情況，我嘗試進行了水分析化學實驗教學改革。水分析化學實驗教學改革采用一種嶄新的實驗教學模式：口頭提問與動手實驗。在口頭提問部分，先給學生預留一星期左右的自主預習時間，預習內容為實驗指導書上的所有內容，要求學生在這段時間內，自己反復閱讀實驗指導書，看懂實驗原理、實驗器材設備、實驗步驟等內容，不需死記硬背，理解即可，并能用自己理解的方式回答老師的提問。在口頭提問時，老師只提問一個問題，每組（倆人）同學只有一次機會，老師隨機指定組中的一人來回答問題，若回答不上來則認為該組預習沒有通過，他們就不能參加實驗，需要重新預習、提問。這種方式旨在督促學生認真閱讀實驗指導書，真正理解實驗原理，明白實驗流程，弄懂具體實驗操作步驟。這種預習要求徹底顛覆了預習實驗的形式主義，以往要求學生手寫預習報告，結果往往是90%的學生寫完之后都不知道寫了些什么，做實驗時腦中一片空白，跟沒寫一樣，還浪費了學生不少寶貴的時間。實驗結果顯示這種以口頭提問的形式檢查預習效果的模式，能夠使學生真正有效地預習實驗，而且通過學生的口頭回答，又使學生對實驗的理解更進一步，加深了印象。通過和學生實驗現場的溝通交流以及調查問卷可以看出這種口頭提問的形式得到大部分學生的認可。大家紛紛表示這種方式可以有效避免懶惰心理，強迫自己學到更多的知識。以口頭提問方式來檢查預習效果的預習模式是本次實驗改革的亮點之一。

在口頭提問的過程中也發現了一些問題：（1）因為學生是第一次接受這種檢查方式，很多學生情緒緊張，無法準確表達自己對實驗內容的理解。（2）不少人實驗看懂了，但是說不出來，需要別人提醒。（3）也有少部分學生因為口頭表達能力不足，不得不采取死記硬背的方式。針對改革中出現的這些問題，在提問時若遇到學生回答不上來，就適時更換提問問題。有時會對部分小組的兩個成員都進行提問，但這樣導致提問階段嚴重超時，平均每個班用三個小時，大大增加了老師的工作量。本次實驗的亮點之二是把這門課的10個實驗項目有機結合起來。實驗時每組只用一個污水樣品，學生測定該水樣的各項水質指標，水樣由學生自己去取，如果當天來不及，可提前一天取好后放實驗室冰箱內。通過自己取水樣，不但提高了學生對采樣的理解和應用，還激發了學生的實驗興趣，提高了學生實驗的積極性和主動性。水分析化學實驗所規定的十個實驗項目分別是分析儀器的講解操作練習及洗滌、分析天平的稱量練習和碳酸鈉標準溶液的配制、濁度的測定、鹽酸溶液的配制、標定及水樣堿度的測定、水中氯離子的測定、EDTA溶液的標定及水樣硬度的測定、碘量法測定水中溶解氧、污水生化需氧量BOD5的測定、污水化學需氧量CODcr的測定、分光光度法測定水中六價鉻的含量。水分析化學實驗課涉及到8項水質指標的測定：濁度、堿度、氯離子含量、硬度、溶解氧、五日生化需氧量、化學需氧量、水中六價鉻含量；還涉及到電子天平、濁度計、生化培養箱、分光光度計、COD消解爐等常用儀器設備及實驗室常見玻璃器皿的使用；涉及到稱量、溶液配制、滴定等最基本的操作。在以往的實驗教學模式之下，10個實驗項目隨課進行，兩學時一個實驗項目，整個水分析化學實驗會進行兩三個月之久，學生往往顧此失彼。學期結束時，很多人對實驗內容會忘記大半，但是通過集中連做的方式，就使很多基本操作能在短時間內重復加強，從而在學生大腦中留下深刻的印象。另外，在本次實驗改革中，讓學生自己去采集水樣，這樣不僅調動了學生的積極主動性，還大大降低了化學藥品的使用，節約資源。以往學生所使用的水樣是老師用純凈水加入化學試劑配制而成的，大量化學試劑的使用不僅耗費教學經費，還會造成環境污染。通過實驗改革，有效減少了這種情況的發生，同時讓學生接觸到最真實的測試樣品，實現了學校教學與現實生活的零距離對接。在這次實驗教學改革過程中，由于實際情況的限制，還有很多想法未能付諸實施，我們將在以后的實驗教學過程中進行更加深入的改革，如：將實驗課程單獨進行考核，進一步探索合理有效的考核機制；充分利用多媒體教學手段，使學生更加直觀生動地看到標準的基本實驗操作；采用實驗專用周，有效解決學生時間緊張、水分析化學實驗課與其他課程有沖突的問題；實驗采取每人一組，分批進行，解決實驗室內擁擠，指導教師指導不過來的情況；在實驗條件允許的情況下，要求學生查閱國家標準測定方法，并按國標要求進行玻璃儀器洗滌準備、試劑制備、方法測定、數據記錄處理及標準評價等，使學生職業技能綜合能力得到有效提高；引入大型精密儀器設備和先進的檢測方法手段，使學生了解最新的儀器及檢測方法手段。

總之，本次改革取得了一些成果，解決了過去填鴨式、驗證式實驗教學所存在的某些弊端，同時也發現了一些新的問題，我們將進一步研究探索，將改革進行到底，去尋找更加適合當今社會人才培養需求的實驗教學方法、手段，從而實現培養高素質、高質量人才的目標。

參考文獻：

[1]陳忠.高職分析化學實驗的現狀及改革[J].科技信息，2007，（5）.

作者簡介：王麗華（1977-），北京建筑工程學院環能學院實驗中心，實驗師。