環境專業無機及分析化學實驗教學模式創新研究

李利華 ，郭豫梅，夏冬輝， 王 芹

(陜西理工學院 化學與環境科學學院 ， 陜西 漢中 723000)

環境專業無機及分析化學實驗教學模式創新研究

李利華*，郭豫梅，夏冬輝， 王 芹

(陜西理工學院 化學與環境科學學院 ， 陜西 漢中 723000)

分析了環境專業無機及分析化學實驗課程的教學現狀及存在的問題，對該實驗課程的內容與教學模式的改革進行了探討，旨在提高無機及分析化學實驗課程的教學質量和教學效果，增強環境專業學生的實踐能力和和創新思維能力。

無機及分析化學實驗； 環境專業； 教學改革

環境專業是一門由多學科組成的新興邊緣交叉學科，它與自然科學、社會科學和技術科學相結合，是人類進一步認識和改造自然的表現[1-2]。近年來，全國許多高校依靠自身優勢及相關背景學科相繼建立了環境工程、環境科學等專業。無機及分析化學實驗是環境專業一年級新生進入大學的第一門必修實驗課，主要是培養學生掌握基本的實驗操作技能和方法，加深學生對無機化學和分析化學基本理論和概念的理解，為后續的專業課程的學習打好基礎。本文針對環境專業特點及目前教學現狀，對我校環境專業的無機及分析化學實驗教學模式進行了一系列創新研究和實踐，以實現學科交叉，突出環境專業的特色，增強學生的實踐能力和和創新思維能力。

1 無機及分析化學實驗教學現狀及存在問題

1.1 項目設置簡單、陳舊，與專業銜接不緊密

包括我校在內的大多數高校環境專業所開設無機及分析化學實驗項目幾乎都源自化學類專業的有無機化學實驗及分析化學實驗項目，教師選擇的實驗項目延續了化學類專業課程的特點，多數為基礎實驗及驗證性實驗，與專業內容未能真正結合，學生在學習和操作過程中感覺到該門課程與所學專業聯系不緊密，因此缺乏學習的熱情。

1.2 對實驗的重視及創新不夠

無機及分析化學實驗常被認為是理論課的補充，實驗計劃學時數相對不足，整個實驗過程壓縮在較短的時間內完成，造成實驗質量不高；且目前環境專業無機及分析化學實驗主要為基本操作及驗證性實驗，缺乏綜合性和設計性實驗，在實驗過程中學生只是機械地按照教材中的實驗步驟進行，缺少思考、見解及創新。學生的綜合能力和創新能力得不到鍛煉，很難達到培養高素質創新人才的目標。

1.3 未能發揮學生的專業特點，學生缺乏環保意識

為了使實驗現象和結果明顯，學生在實驗過程中取用試劑和藥品時總會認為“多多益善”，過多取用實驗試劑和藥品；實驗結束后，就會產生大量的廢液，廢渣等，而這些廢液、廢渣和廢氣沒有經過回收處理就直接排放；學生沒有發揮其專業特長，缺乏廢液處理和回收意識。

2 無機及分析化學實驗教學模式創新改革措施

2.1 優化實驗內容，增加專與業聯系

現行的環境專業無機及分析化學實驗項目較為陳舊，主要為基本操作實驗和驗證性實驗，缺少綜合、設計性實驗與創新性實驗內容。這類實驗多數學生根據理論知識就能知道實驗現象和結果，很難激發學生的實驗興趣和主觀積極性。因此，我們首先在環境專業的無機及分析化學實驗中適度調整、壓縮單獨的基本操作實驗項目，將基本操作訓練實驗、簡單的無機制備實驗和分析化學實驗三部分內容優化整合，設計成綜合性實驗項目，使學生形成套完整系統的理論及實踐結合的實驗過程，培養學生的創新能力。

2.2 設計特色實驗，激發學習興趣

緊扣環境專業特點聯系實際生產生活，在實驗內容中增加與環境專業相關的內容，激發學生的課程學習興趣。例如，水中鈣、鎂、氯離子含量測定、化學需氧量(COD)的測定實驗水樣選取附近水域的自來水、污水等進行檢測，達到對實際水質進行分析；維生素C含量的測定實驗，實驗材料選用新鮮的蔬菜、水果進行測定；酸堿滴定實驗利用醋酸、小蘇打、氨基酸等的酸堿性進行滴定；葡萄糖含量的測定實驗，選取日常食物如：饅頭、米飯等進行測定。通過這些實驗，學生能夠將所學知識靈活地應用于實際生活中，也讓學生領悟到環境與化學的密切關系，從而激發學生的學習興趣，提高學生的主觀積極性。

2.3 引入綠色實驗概念，增強環保意識

對于環境專業的學生來說，把綠色化學的理念融入教學，在化學實驗中減少環境污染, 增強學生的綠色環保意識，是化學實驗課程改革的新方向。具體到無機及分析化學實驗的教學上，首先，在實驗項目的篩選中，根據教學大綱，應該在保證學生應有的實驗技能得以訓練的前提下，盡可能選擇毒性小、污染少、實驗成本低的實驗項目。同時改進實驗方法，在保證實驗教學效果的前提下，使用及微量、半微量的實驗模式來進行實驗。其次，對于在實驗過程中會產生一些廢棄物，要求學生結合所學專業知識，自己設計方案合理有效地處理這些的廢棄物。例如：實驗過程中產生的酸堿廢液，可將廢酸、廢堿溶液分別集中回收存放，通過酸堿中和反應進行處理；含重金屬Cr(Ⅵ )的廢液可通過加入硫酸亞鐵和石灰法進行處理，使Cr(Ⅵ )轉化為不溶物Cr(OH)3除去[3]；含Pb2+的廢液先加入石灰乳做沉淀劑，使Pb2+轉化為不溶物Pb(OH)2，再進一步吸收空氣中的CO2氣體后，轉化為溶解度小的沉淀PbCO3除去[4]；含Hg2+的廢液可先將廢液的pH值調至偏堿性，再加入過量的Na2S，使Hg2+以HgS沉淀析出，最后再將沉淀分離、提純后再利用[5]。對于成分復雜、處理難度較大的的廢液，可以鼓勵學生申報“大學生創新項目”，從而進行更深層次的研究。通過以上舉措，不僅有效控制了實驗造成的環境污染，同時也為后續開設的專業課程如：污染控制等的教學提供了具體實例，激發了學生的學習興趣。

2.4 教學中引入現代化教學手段

目前，借助多媒體、視頻軟件等現代化的教學手段，能夠將圖像、文字、視頻、聲音等多種信息融為一體，對傳統的實驗教學起到了很好的輔助作用，能夠有效地提高實驗教學的質量和效果[6]。鑒于目前環境專業無機及分析化學實驗課時量較少、內容較多、信息面寬的特點，課前播放多媒體演示可以首先為學生提供感性認識，在實驗過程中學生再結合自己的觀察、分析，就能夠準確地得出結論。例如，對于基本操作實驗，在實驗前播放相關實驗的視頻影像資料演示實驗內容和規范化操作要點，有利于提高實驗課的教學效率和質量。對于驗證性實驗，通過實驗視頻演示，能夠加深學生對實驗的理解，對實驗教學起到輔助和補充作用。針對綜合性、設計性實驗，教師在對實驗原理和方法講解的同時也可借助多媒體，使整個實驗過程更加形象和直觀。

2.5 完善實驗考核體系，合理評價學生成績

為了客觀合理地反映學生的實驗水平，改革實驗教學質量監控和質量評價體系，建立按平時成績、實驗結果和實驗考試等內容相結合的實驗考核體系，使學生在知識、能力和素質等方面協調發展。實驗成績可以按照平時成績(60%)、操作考試(20%)、筆試成績(20%)三個方面進行綜合評定，全面考核和測試學生掌握的專業知識和實驗技能，這種做法比較客觀、合理，可以極大調動學生對平時操作的重視程度和積極性。

3 結束語

對環境專業無機及分析化學實驗教學模式進行改革，優化實驗內容，設計特色實驗，引入綠色實驗概念，突出環境專業的特色，并且在教學過程中引入現代化的教學手段，完善實驗考核體系，積極有效地調動學生的學習積極性，為學生后繼課程的學習打下堅實的基礎。

[1] 王 焱,胡 蓉, 劉國東. 中國環境專業學科發展探討[J].環境科學與管理, 2007, 32(3):1-4.

[2] 李 焰. 環境科學導論[M].北京: 中國電力出版社, 2000: 63-113.

[3] 沈曉君, 華德尊, 李春燕. 高校實驗室廢水處理及污染防治措施研究[J].環境科學與管理, 2007, (10): 107-108.

[4] 彭 實, 田曙堅, 吳良莉. 關于學校化學教學實驗廢液量及廢液管理狀況的調研報告[J].環境保護科學, 2009, 35(6): 14-15,16.

[5] 王 芳, 曹曉群, 楊榮華, 等. 高校化學實驗廢液處理及回收利用方法研究[J].中國現代教育裝備, 2014, 35(7):34-35.

[6] 史 娟, 葛紅光. 培養創新型人才的環境專業有機化學教改探[J].廣東化工, 2012, 40, (19):141-142.

(本文文獻格式：李利華，郭豫梅，夏冬輝，等.環境專業無機及分析化學實驗教學模式創新研究[J].山東化工，2016，45(02)：112-113.)

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Study on Experimental Teaching Reformation of Inorganic ang Analytical Chemistry of Environment Speciality

Li Lihua, Guo Yumei, Xia Donghui, Wang Qin

(Chemical and Environmental Sciences, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi)

In this paper, the situation and problem existing in teaching of the course of inorganic and analytical chemistry experiment of environment speciality was analysed, and the reformation of teaching content and pattern of the course was studied. The reformation can improve the teaching quality and efficiency and strengthen the practical ability and innovative thinking ability for the undergraduates on environmental speciality．

inorganic and analytical chemistry experiment; environment speciality t; teaching reformation

2015-12-02

陜西理工學院教學改革資助項目(XJG1525)

李利華(1977—)，女，碩士，高級實驗師，研究方向：天然產物有效成分的分析、檢測。

G642.0

A

1008-021X(2016)02-0112-02