分析化學教學問題及對策

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摘要:《分析化學》是環境類專業的專業基礎課程，理論性強而繁雜，科學可行的教學行為是提高教學質量的保證。本文以喀什大學環境類專業為例，從教師隊伍、教學內容、教學手段及授課對象等方面出發，分析了環境專業開設分析化學課程中存在的問題及其原因，提出體現專業特色、提高教學質量的切實可行的具體對策。

關鍵詞:環境類專業;分析化學;教學質量

《分析化學》是高校化學化工類、環境類、藥學類等專業的專業基礎課之一，它理論性高、實用性很強、應用性廣的一門課程［1］。它包括理論課和實驗課。理論課授課內容包括常用陰陽離子的定性分析、誤差與實驗數據的處理、四大滴定分析方法、重量分析法、吸光光度法，試樣的采集與制備等，其中以滴定分析和數據處理為重點［2］。通過該課程的學習培養嚴謹的科學態度、分析問題和解決問題能力，為學習后續課程和將來從事科研工作打好基礎。環境專業是20世紀70年代末發展起來的新興的綜合性學科，它是一門運用環境科學、工程學和其他相關學科的理論和方法，研究保護和合理利用自然資源，控制和防治環境污染，以改善環境質量［3］。為了控制環境污染，應該找出造成環境破壞的因素，必須對污染物的性質、來源、含量等進行研究和分析。化學物質是造成環境污染的主要原因之一，環境類專業學生在《分析化學》中能夠學到化學物質的性質、種類及含量測定有關的方法和原理，有助于理解周圍的自然環境，培養學生分析問題的思維。同時，本課程所學的知識，對環境類專業在之后開設的《有機化學》、《儀器分析》，《環境化學》、《環境監測》等課程的學習和理解中起到很重要的作用。受社會大環境的影響，各所高校非化學專業學生中普遍存在著偏愛專業課程，對專業基礎課不夠重視，學習積極性不高，認識不到化學專業基礎課對他們專業課和專業發展的重要性的情況［4－5］，我校的環境類專業的學生也不例外。此外，因為分析化學是實用性很強，講述的基本理論嚴密、系統，是一門很強的理論與生產生活實際相結合的一門課程，要求學生有一定的理論思維能力和動手實踐能力，這些因素也給教學帶來一些困難。因此，怎樣才能上好、教好“分析化學”課程，如何提高學生的積極性，如何讓學生對專業基礎課形成正確的態度和認識，使他們感到學有所用、學以致用，是我們每一位任課老師需要思考和解決的問題，也是《分析化學》教學改革的重點。本文以我校環境科學、環境工程專業為例，分析了環境專業開設“分析化學”課程中存在的問題，提出改善“分析化學”教學質量的一些具體解決措施，期待能為本課程的教學改革提供一定的參考。

1教學中存在的問題

教學內容、教師隊伍、教學對象和教學手段等是教學行為的主要內容，本文從這4個方面分析我校環境類專業的《分析化學》教學中存在的問題及其產生原因。1.1學習態度不端正，對化學課不重視。環境專業的學生認為自己所學的專業并不是化學，所以對于化學理論課及實驗課都抱著無所謂的態度，認為只要期末考核能勉強及格就行了。還有學生認為化學知識乏味，學習是浪費時間，不如將專業課程學習好。同時，學生學習的主動性差，存在遇到問題不思考、簡單應付。這種想法導致了學生不認真聽課，對理論部分掌握不深入。理論中所學的主要分析方法和原理的掌握程度直接影響到學生在分析實驗操作的規范和成敗。實驗過程中因常常采用小組合作的方式，許多同學混水摸魚，敷衍了事，課后抄襲小組其他同學的實驗數據，完成相應的實驗報告。因此，如何提高學生的學習興趣，使他們意識到學基礎課的重要性，是教學方法改革的重點。1.2教學改革帶來的壓力。環境類專業是綜合性科學，高校環境類專業人才培養方案中，所開設的專業相關的學科門類較多。因此，受到本科教學改革的影響，環境類專業的化學基礎課進行了改革，比如課時減少、部分課程合并或調整等。如我校環境科學、環境工程專業的分析化學課為54學時，而化學專業的72學時，環境工程專業的實驗課為18學時。《分析化學》中涉及到的內容包括化學的基本概念、基本公式和計算方法等，理論性強而繁雜，教師也有可能沒有舍去把課本知識不分專業都要講。這種只顧講課而側重點不突出的講授法，使學生容易產生困惑，出現上課積極性低落，造成教學質量降低。因此，如何在有限的時間內把再復雜的內容講得簡單易懂，是本課程教學內容的重點。1.3缺乏專業針對性的教學內容。各個高校非化學專業包括環境專業的化學課程，一般由化學本專業的教師承擔是一種常態。這時往往會出現，在環境專業的化學課程內容構建中，存在將化學專業的分析化學課和實驗課刪除簡化重新組合等現象，而缺少環境科學、環境工程等專業的特色，貼合性不夠強烈，缺乏針對性，缺乏學生利用本課程解決本專業問題和難點的能力。因此，如何將《分析化學》課程結合環境專業特色和學生特點，進一步研究教學內容，找出適合專業特色的方法和手段，成為提高教學質量的關鍵。1.4教師教輔人員素質需要不斷提高。對環境類專業開設《分析化學》及實驗課的目的，是通過本課程的學習培養學生在后續的在環境污染檢測、治理方面，大氣、水體、固廢樣品組分的分離與測定等方面會解決相關問題的能力。教學過程中，老師是起到橋梁的作用。為了激發學生的學習動力，提高課堂氣氛和教學質量，那么教師必須充分發揮自己的主觀能動性。要達到培養目的，作為《分析化學》課的教師，不僅要具有熟練的化學知識和技能，還要具備對環境類專業和學生要有了解，尤其是分析化學方法和原理在相關的具體環境問題中所起的作用和意義。我校目前師資缺乏，而且年輕老師較多，雖然專業基礎好但缺乏經驗，在對環境等非化學專業上課的時候，需要注重綜合素質的提高。

2提高《分析化學》教學質量的措施

教學質量的優劣不僅影響學生的學習態度、綜合能力，也直接關系到教學目的的實現。對如何提高《分析化學》課程的教學質量問題，提出以下幾點改進措施。2.1講好緒論是最關鍵。不管哪一門課程，講好第一節課即緒論是最重要的。其實課本中最難講的，也是最好講的都是緒論部分。通常第一節課的主要內容是對本課程的介紹，包括學科的發展、分類、應用和重要性，以及本課程和其他學科之間的關系等，這節課的成功率直接影響后期的課程教學，也是培養學習積極性和學習興趣的關鍵點之一［6］。在上《分析化學》的第一節課時，我們首先以歷史上發生的重大環境污染案例的分析和調查為例［7］，向學生介紹1955－1972年發生在日本的痛痛病事件的病因發現過程。造成痛痛病的主要原因是鋅鉛冶煉工廠排放的含鎘廢水污染了周圍地區水體，河水及用河水的農田的稻米食用后，導致痛痛病，其癥狀為腰、背、膝關節疼痛，骨骼嚴重畸形，骨脆易折。還有，世界性的公害事件還有水俁病、洛杉磯光化學煙霧、米糠油事件等，引起這些事件的污染物的發現都通過一些定性、定量的分析方法或儀器等手段來檢測和驗證，揭示了由于汞污染造成的嚴重危害。通過對典型污染物案例和身邊的具。體例子的講述使學生了解分析化學在環境樣品分析中的重要作用，能夠積極地引導學生思考和探究，激起學生學習的熱情。2.2加強教學團隊的素質，提高教學水平教師是媒介，教師要把教學內容成功地傳授給學生，應該綜合利用各種先進的教學手段。因此，更應該重視培養他們綜合利用現代化教學手段的能力，從而提高教學水平。一方面，我校與南開大學、華中師范大學等內地院校在教學、科研方面建立了良好的合作關系。多年來我院教師在國內各所高校和科研院所已培養的博士研究生已有12名，其中絕大部分從事化學教學工作，從我校層面來說，我院教師隊伍學位層次較高，有較好的優勢。他們在外面學習過程中，不僅加強了科研能力，還學習了對方院校良好的教學方法和手段，向優秀教授學習和交流，積累了成功的經驗［8－10］。另一方面，《分析化學》課程的教師除掌握化學專業知識外，還要加強政治素質，將政治帶入到專業課中。黨的十八大中明確指出，將生態平衡納入到中國的國策。將提出的“綠水青山，就是金山銀山”理念融入到教學中，使環境專業的學生將環境、化學、數學、統計、政治等各門課程的內容有效的結合，提高學生綜合素質，培養他們解決相應的專業問題的能力。同時，“分析化學”教師要不斷了解更多的環境專業知識和環境專業的學科特點，多跟相關的師生交流，并將相關內容有效的引入到教學中，還要注重講解化學和環境專業間的內在聯系，加強課程的針對性，引起學生的學習興趣，提高教學效率。2.3采取有效的教學方法，提高教學效率。教學手段是平臺。主要的教學方法有活動體驗法、實驗探究法、問題教學法、案例分析法、練習法、比較法、歸納總結法、情境法、分組討論法、全班討論法、辯論法等，還可以適當采用“互聯網+教學”模式。在不同的課程或同一門的不同章節，依據教學目的和任務、教材內容、學生的實際情況、教學環境條件等合理選用教學方法。因化學是實驗科學，涉及到一些抽象的內容比如分子式、化合物結構、實驗裝置等，而多媒體教學課件能夠解決這一問題，使復雜的內容更形象生動，能夠達到良好的教學效果。比如，在講解酸堿滴定法中，將部分內容如酸堿指示劑、滴定過程、緩沖溶液的作用、計量點前后溶液顏色的轉變、前面所舉的各種環境污染事件等用相應的多媒體課件或視頻來講解，更能夠生動、形象的達到教效果，重要的是讓學生易懂記牢。問題教學法在我校老師在課堂講授過程中，也得到了比較大的收益。在分析化學教學中引入問題意識能夠在一定程度上激發學生的自主學習意識，鍛煉學生獨立思考、分析和解決問題的能力［9］。比如，酸堿滴定法中酸度和酸的濃度的概念，絡合滴定中穩定常數和形成常數的區別，分析試樣的采集的那一章中，某礦山采樣，如何采可得到分析試樣?又比如，要分析我校新泉校區的水質，應該怎么分析?如何采樣?等等問題的提出，引發學生先思考，讓他們帶著問題聽課，激發學生的興趣，使課堂變得更活躍，使學生從課堂上能夠真正學到實際的知識。運用在線課程的相關技術不僅用于公共基礎課，還可以用于部分專業課。MOOC(massiveopenonlinecourses)大型開放式網絡課程;SPOC(smallprivateonlinecourse)小規模限制性在線課程;微課(microlearningresource)等［11］現代教學方法更適用于化學實驗課。因為化學實驗室里存放著大量儀器設備和藥品，開放性實驗有許多的不確定性和潛在的危險，對學生的操作要求較高的，再加上實驗者的實驗水平、操作能力參差不齊，將會給實驗室和實驗的安全帶來隱患。將SPOC［12］等教學方法與實驗室開放結合起來，既能降低實驗過程中的安全隱患，又能降低實驗教師的工作強度。進而達到加強學生對實驗知識的理解和實驗技能的掌握，培養學生動手能力、思維能力、創新能力的目的。2.4發展興趣，養成態度。學生是教學過程的主體。理論課教學提供基本知識，實驗教學驗證相關理論，兩者結合培養學生化學概念和思維，以及嚴謹的科學態度和基本操作能力，為專業課學習和以后的工作奠定基礎［13］。針對不同層次的學生可以采取不同的方法。如化學基礎薄弱的學生，利用好課外時間，倡導在化學教育中引入“思維導圖法”［14］。該方法的好處是，學生可以自主梳理學習內容，了解不同知識點之間內在關系，系統的總結和掌握每一章的內容。對學習好的學生，更加注重理論實踐相結合。根據他們的愛好，可以提前選題，比如大學生創新創業項目或選老師的科研課題，盡早接觸和了解學科前沿知識，強化學生的動手能力和專業基礎知識。在實踐環節，針對環境類專業部分學生動手能力差的問題，開設了實驗培訓課。給學生介紹最常用的實驗設備，要求他們熟練掌握常用設備的名稱、用途、使用方法、注意事項、主要的操作技能等，從而培養學生的基本操作能力。因此，要提高學生的興趣，應該更多的了解學生，根據他們的專業特點、愛好選用針對性的措施，才能得到有效的教學效果。2.5課程內容要體現專業特色。《分析化學》課內容豐富，理論知識和公式較多，我校環境類專業《分析化學》課每周3學時，所以教學大綱中要體現化學、應用化學和環境類專業的區別，合理的安排好各章節。同時要保證所選的內容符合學生的能力，既不出現因時間短而膚淺難懂，也不能光講最簡單的部分。因我校教學過程中采取的是民漢混合編班，同一個班中學生層次不齊，講課的時候要避免部分學生吃不飽，而另一部分消化不了的現象的發生。老師應該保證把基礎知識講清楚的同時，還留給相關的思考題，讓學習優秀的學生課下繼續討論思考，也積極跟老師交流，加深理論知識的強化。因此，作為老師應該善于發現學生的特點和反應，靈活利用課堂，使學生從課堂上受益。2.6課堂上引入“安全”意識目前，雖然各地高校非常重視對科學研究的投入，而對實驗室安全相關的硬件設施的投入卻比較少，導致實驗室用房相對緊張，安全消防報警，監控，救援等設施的建設也不完善［15］。實驗室一旦發生意外事故，后果不堪設想，按標準建設實驗室安全管理機制是當前急需落實的任務。實驗室的通風裝置，下水道裝置，以及應急處理裝置需要定期檢查和維修。非化學專業的學生包括環境類專業的學生，對于實驗室安全防范意識相對較弱，所以在平時的教學任務中，應當將增強師生安全意識作為重中之重［16］。理論課中講好常用元素、有毒物質或元素的物理化學性質、用途處理方法及注意事項等內容，因為化學藥物使用不當會帶來各種危險的后果，尤其是環境類專業的部分學生化學基礎較薄弱，這些常識的反復講解是很有必要。每一次實驗開始之前，教師都必須強調本次實驗需要注意的事項，避免發生意外事故。實驗室的各類器材都應該發揮它本身的作用，不應該因為怕學生損壞而禁止使用，形同虛設，但前提是學生做好功課，掌握儀器使用方法和技巧，在教師的指導下完成實驗，體驗先進儀器帶來的科技創新成果。提高學生安全意識的途徑除了教師講授，還可以將危險儀器和藥品上貼二維碼，二維碼中附有文字和視頻說明，通過掃碼可以了解當前儀器和藥品的使用方法和注意事項。例如苯，甲苯，二甲苯，吸入蒸氣會產生眩暈，頭疼，惡心的癥狀，長時間置于含有這些氣體的氛圍中可能產生血液病。有些藥品雖然不至于當時對人體產生毒害，但是長時間接觸，會對人體產生潛移默化的不可知影響。所以日常加強化學知識的了解是十分有必要的。

3結語

《分析化學》是環境類專業的專業基礎課程，通過教學質量的改善可以為學生的專業發展提供有力支撐。本文以我校環境科學、環境工程專業為例，介紹了“分析化學”教學中存在的問題及原因，對如何提高環境類專業《分析化學》教學質量，提出相應的對策。筆者主要就講好第一節緒論部分、加強教學團隊的素質、采取有效的教學方法、課程內容要體現專業特色、發展學生興趣，養成態度、課堂上引入“安全”意識等教學方法和手段拋磚引玉。這些對策的想法只是宏觀指導，需要針對具體情況和問題進行具體調整和進一步精細化。

作者:阿迪拉•阿布都熱西提 楚剛輝 單位:1.喀什大學化學與環境科學學院 2.新疆特色藥食用植物資源化學自治區重點實驗室