分析化学实验教学改革与实践

姚思童 张进

(沈阳工业大学理学院 辽宁沈阳110178)

分析化学实验教学改革与实践

姚思童 张进

(沈阳工业大学理学院 辽宁沈阳110178)

在教学实践中对分析化学实验教学进行了改革与探索。从提高学生基本素质、基本技能、综合实验能力出发，探索培养具有创新性的高素质、高质量社会需要人才的教学方式与方法。

分析化学实验是我校应用化学专业及环境工程专业的必修课之一，是一门理论性高、实践性强、应用性广的重要的学科基础课。通过分析化学实验教学，可以使学生掌握各种相关知识和基本操作技能，更好地理解分析化学理论知识。分析化学实验教学不仅能使学生学会科学方法和思维，培养学生独立分析问题和解决问题的综合能力，而且还可以培养学生严谨、认真、敬业、实事求是的科学精神［1］。

总结多年的分析化学实验教学工作，我们发现传统的教学方法存在着严重的弊端:重理论、轻能力;重知识、轻方法;重灌输、轻主动。学生普遍存在如下问题:实验态度不端正，不能严肃认真、实事求是地进行科学实验;实验基本操作不规范，得过且过，操作技能水平较低;理论与实践相结合的能力较差，实验中只会“照方抓药”式的操作，缺乏科学的想象和创意，对实验中出现的异常现象和问题不能进行深入的思考，应用所学知识解决实际问题的综合能力偏低。针对上述问题，我们从04级学生的分析化学实验教学开始，对分析化学实验的教学内容和方法进行了一些改革与探索。目的在于通过加强实验教学管理，改革教学体系，强化学生的技能训练，培养学生的基本操作动手能力、综合运用知识解决问题的能力、发挥个性主动创新的能力，提高实验教学质量。

1 编写与教学配套的实验教材

根据教学改革和创新型人才培养的需要，我们编写了与教学配套、更符合教学要求的《现代分析化学实验》［2］。该教材密切配合分析化学和仪器分析的课堂教学，既注重与课堂内容的衔接，又具备实验教材的完整性和独立性。在新教材的实验内容编写中，注重启发式和研究式，每个实验项目都将预习思考的内容列为首位，作为重点提示给学生，启发引导学生实验的预习方向，让学生带着问题预习，加强预习的目的性和针对性;使学生通过预习过程，明确实验中的某些关键环节以及操作中的注意事项。学生通过预习思考的内容，按照“查阅、看书、思考”的方式来完成预习过程，然后带着问题进入实验室去寻找答案。在编写本书的综合性、设计性、研究性实验内容时，注重启发式引导，对每个实验都给予一定的实验指导。通过这种方式培养学生独立思考问题、解决问题的能力和意识，为今后的学习和工作打下良好基础。

该教材的内容包括“定量分析化学实验”和“仪器分析实验”，对于既开设分析化学实验又开设仪器分析实验的学生来说，《现代分析化学实验》便于他们将定量分析与仪器分析建立联系，比较全面地掌握有关分析的知识和技能。另外，在编写过程中，通过一些实验将经典的化学分析内容与现代仪器分析内容相结合，更有利于学生掌握分析化学的方法和技术。例如在“空气中甲醛的测定方法研究”实验中，既包括溶液配制、浓度标定等内容，又有利用气相色谱、分光光度法进行分析的内容。书中还精选收录了10多种分析仪器的使用方法与注意事项，既能满足学生学习需要，又可作为学生完成综合设计性实验及专业课程学习的指南，而且还可以作为他们今后从事化学分析方面技术工作的参考。该教材已在我校05级、06级、07级本科生的分析化学实验及仪器分析实验等课程中使用，受到使用者的普遍好评。

2 改革实验教学内容

2.1 基本操作训练

基本操作训练阶段，侧重于学生实验基本操作技能的训练及掌握。作为社会需求的应用型技术人才，准确掌握基本操作技能尤为重要，因为分析测定基本操作是否熟练，决定着分析结果是否准确可靠。因此，在分析化学实验课程中必须首先对学生进行严格正规的分析基本操作技能的训练，让每位学生都能正确、熟练地掌握容量器皿的洗涤、试样称量、标准溶液的配制与标定、溶液的定量移取、滴定管的使用、容量瓶的使用、滴定及数据的记录等基本操作，为今后的实验及科学研究打下扎实的基础。

分析化学实验有着严格规范的操作要求，这是化学工作者获得准确分析结果的最基本保证。在基本操作训练阶段，教师应对学生严格要求，通过示范实验操作和个别指导的方式严格规范学生的实验基本操作技能。第一次实验课时，教师应将各种基本操作的正确方法演示给学生，要求学生正确掌握分析天平、酸碱滴定管、容量瓶、移液管、锥形瓶等的基本操作。待学生自行练习并较熟练后，教师应对每一个学生的操作进行逐一考核并指导纠正，最后以“酸碱标准溶液的配制和浓度的标定”实验作为此阶段的量化考核。在考核时，对学生操作中存在的错误，教师会进行纠正，并当场扣除学生的操作分数。这种在教学中对学生操作严格要求、管理的方式，有利于提高学生对实验教学的正确认识和对基本操作的重视，有助于提高学生的基本素质。

2.2 树立正确的量的概念

分析化学特别重视量的概念。通过分析化学实验教学可使学生养成一丝不苟、实事求是的科学态度，形成认真、求实的工作作风。因此，学生在分析化学实验中树立正确的量的概念是最基本、最重要的任务。例如要分清量筒与移液管的性质和区别;在取药时，在称量瓶中放入多少剂量的药较为适宜;在称量时，应选用台秤还是分析天平。对于这些问题，都需要学生明确掌握。

在建立量的概念时，要让学生掌握什么条件时应准确操作，什么条件时可近似操作。在实验教学中经常会出现这样的问题，有些学生实验前认真预习了，整个实验过程中也非常认真，但却难以在规定的时间内完成实验任务，其根本原因就是没有树立正确的量的概念，对于在何种条件下应选用何种操作方式(是准确操作还是近似操作)心中无数，因而造成实验过程中费时费力，甚至结果误差很大，不符合教学要求。

总结分析化学实验教学过程，建立正确的量的概念应遵循下面的原则:

(1)在称量药品时，应根据准确度的要求选择称量仪器，低准确度时用台秤，高准确度时(0.0001g)用分析天平。

(2)在量取液体时，应根据书中的语言叙述，对量取液体的量的准确度进行判断，从而正确选择量器。例如要求量取20mL溶液，可以直接用量筒量取;但如果要求准确移取25.00mL溶液，则必须用移液管或滴定管。

(3)用直接法配制溶液时，需用分析天平准确称取一定质量的物质，溶于水中，再转移到一定体积的容量瓶中。而用间接法配制溶液时，称量和量取都不需要十分准确，用台秤和量筒即可［3］。

总之，在分析化学实验中树立准确的量的概念，是正确完成称量、量取、配制等过程的前提，是正常完成实验任务、节约实验时间、提高实验效率的保障。

2.3 增加综合性、设计性、研究性实验

综合性、设计性、研究性实验是将学生已学的基础化学学科的理论及实验方法有针对性地融合后开设的实验。这类实验的目的不仅是为了提高学生综合运用各种实验方法和实验技能的能力，更重要的是引导学生在实验过程中不断思考问题，拓宽知识面，培养学生的科学思维能力和创新意识。

这类实验主要以学生为主，教师提前一周将相关题目及实验要求通知学生，鼓励学生通过查阅文献资料和学习相关学科理论来设计方案;教师对学生设计的方案只进行方向性的引导。在实验过程中要求学生认真观察实验现象，并引导学生通过实验现象发现问题，及时改进实验方案，最终完成整个实验，并按要求完成实验报告。

总结几年来的实验教学，我们深刻体会到，开设综合性、设计性、研究性实验有利于树立学生的研究精神、发现精神和探索精神;有利于调动学生的实验兴趣和学习积极性、创造性;有利于学生发挥潜能、大胆动手、勇于创新;有利于培养学生严谨、实事求是的科学实验态度;有利于提高学生的观察能力、思维能力;有利于培养学生的综合素质及用所学知识分析问题和解决问题的综合能力。我们将在今后的实验教学中，逐渐增加综合性、设计性、研究性实验的教学时数比例，以满足培养创新型人才的需要。

3 改革实验教学方法

以往实验学生比较依赖教师，主动性较差，只求完成任务，不求学有所获，为此，我们在实验教学中进行了改革。

3.1 加强预习环节

有些学生认为实验预习可有可无。但事实上，如果不预习就去做实验，往往不能达到预期的效果。所以我们要求学生在实验前认真预习，做到心中有数，思路清晰，以保证正确完成实验。加强预习环节可使学生转变被动学习的倾向，在实验教学中充分体现出学生的主体作用和教师的引导作用。

教育家叶圣陶说:“所谓教师的主导作用，盖在于引导启迪，使学生自奋其力，自致其知。非谓教师滔滔讲说，学生默默聆受”［4］。即教师的“教”重在给学生构建一个学习环境，提供必要的学习资源，充分调动学生的学习积极性，引导学生主动地学习。将学生视为教学活动的主体和中心，着重培养学生的思维能力和技能操作，使学生具有较大的独立性、自由性和探索性。改变教师在传统教学中的角色，由主体变为主导，明确教师的作用在于引导、启蒙和监督，及时、有效地对学生的学习过程给予帮助。教师上课时，只需向学生简单剖析实验原理、提出关键步骤及注意事项。

为强化预习环节，我们编写的实验教材中的每一个实验题目下都有预习思考，使学生能带着问题进行预习、思考，做到实验前心中有数。教师通过提问等方式检查学生的预习情况并计入成绩评定。这样既能缩短实验时间，又有助于培养学生的自学能力，调动学生学习的主动性和积极性。在教学中，我们还采用让学生上讲台的互动式教学方式，鞭策学生在实验前认真预习，使学生由被动接受转为主动参与。

3.2 传授学习方法

实验教学是学生亲身体验实践的过程。在这一过程中，不仅要让学生“学会”，更重要的是要让学生“会学”，能够自己去发现问题并解决问题，从而优化实验过程。学生在实验教学过程中所需要的帮助不只是传递和获得信息，而是把获得的信息转化为自己能够运用的知识和能力。而教师除了要研究如何传输自己掌握的知识，还要持续地更新和扩展自己的知识，分析和研究学生在实验进程中可能发生的种种问题，及时向他们传授有针对性的方法，从注重“教”转变到注重“学”。鼓励学生自主创新改进实验方案，激发学生的好奇心、求知欲，以培养学生的自主创新精神。

在教学中，教师的职责不仅在于传授了多少知识，更多的是以一个激励思考的引导者、一个交换意见的参加者、一个组织协调的服务者的角色出现在教学中。所以教师在教学过程中应着重让学生自学，以自学为核心，引导学生学习。基本操作实验可由自学与指导相结合的方式来完成，给学生一个掌握科学学习方法的空间。实验课教学必须重视课堂讨论，学生与教师、学生与学生之间平等地讨论问题，营造浓厚的学习气氛，在讨论中发现问题、解决问题，提高学生对知识点的理解、分析及综合应用能力。

3.3 注重效果导向

发现问题是解决问题的开始，所以我们在实验中首先引导学生认真观察每一个实验现象，启发学生积极思维，学会把实验事实与已知理论联系起来，激发学生的求知欲望和做实验的兴趣。有些学生在实验过程中遇到异常现象或问题时，往往会急于问老师“为什么”，而不是自己动脑分析，对于这种情况，我们通常采用循循善诱的方法去解决。即教师一般不直接告诉学生问题所在，而是与学生进行交流和分析，了解操作过程，共同讨论。这样可以启发学生自己去思考，引导他们找到问题出现的原因，并思考为什么会出现问题，应该怎样解决。

在实验教学过程中，我们针对一部分学生在实验中怕脏、怕累、怕火、怕酸碱等问题，在实验前对学生进行相关教育。首先是让学生清楚实验是必须亲自动手完成的学习过程，“脏”和“累”是过程中必须经历的环节，打消其不劳而获、拿来主义的意识，使其明确实验技能是通过实验过程中的动手操作才能培养和提高的，只有亲自操作才能发现问题，从而找到解决问题的方法;其次是加强对学生安全意识的培养，例如使用电炉时应注意哪些问题、取用酸碱时又应注意什么问题等，打消学生认为实验不安全的顾虑，告诉他们问题都是因为错误操作造成的，实验中必须严格执行正确的操作规程。

针对有些学生担心实验结果不准确影响实验成绩等问题，在实验教学中首先让学生明确开设实验的目的是让他们既动手又动脑，是培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力，实验结果不准确或实验现象不对的情况在学习过程中是在所难免的，纠正某些学生担心实验出现问题会影响实验成绩的片面认识。对于出现的异常现象，鼓励学生主动发现问题，多提几个为什么，分析探索问题产生的真正原因，提出解决方法并重新实验［5］。其次，通过实验让学生树立实事求是的意识，即不怕挫折，正确面对出现的问题，要究其产生的原因，吃一堑长一智，使学生明白实验课程注重的是实验过程和过程中所培养的能力，而不是最终的实验成绩，成绩只能说明一些问题而不是能力的全部。

21世纪是科学技术高速发展的时代。现代分析化学的快速发展，要求对分析化学实验教学不断进行改革与创新，这样才能满足培养高素质复合型创新人才的需要，才能实现培养创新性人才这个现代教育的重要目标。面对新形式下的新任务，作为21世纪高等学校的教师，我们有责任完成历史赋予的使命。高等教育教学改革任重道远，在教学实践中，我们要努力探索，锐意进取，不断创新，进一步深化教学改革，为实施素质教育、科教兴国、促进我国的教育事业做出自己的贡献。

［1］ 华东理工大学化学系，四川大学化工学院.分析化学.第5版.北京:高等教育出版社，2003

［2］ 姚思童，张进.现代分析化学实验.北京:化学工业出版社，2008

［3］ 张本杰.广东化工，2007，34(2):88

［4］ 叶圣陶语文教育论集(下册).北京:教育科学出版社，1980

［5］ 徐肖邢.常熟理工学院学报(教育科学版)，2007(6):110