基于培养学生实践能力的分析化学实验教学方法研究

(唐山学院 环境与化学工程系，河北 唐山 063000)

实践能力即实际动手能力，大学生的实践能力是操作能力、数据处理能力、设计能力、科研能力等多种能力构成的体系，它是大学生综合素质的重要组成部分。目前，地方本科院校工科专业毕业生在进入工厂、企业，参与工业生产过程，面对产业升级调整，供给侧结构性改革时，普遍表现出所学理论知识难以运用到实际生产或工程中，实践能力不能满足社会发展的需要等问题。分析其原因主要是多数地方本科院校对实验、实训课教学环节重视程度不足，教学方法传统、单一，学生未能真正通过实验、实训环节提高动手能力。应认真优化上述课程的教学方法，突出其培养学生实践能力的特点。

分析化学课程是化工、环境工程、生物工程等专业学生必修的基础课，其中《分析化学实验》是该课程的重要组成部分。与其它化学学科相比，分析化学的实验教学所占比例较大[1]，是一门侧重于动手实践的课程，对于学生将理论知识深化为实践能力起着至关重要的作用。因此，应将该实验课程的教学目标确定为培养学生的基本操作能力、设计实验方案能力及实验结果的分析比较能力等综合实践能力，并按照上述培养目标优化教学方法。

1 分析化学实验课程教学中存在的主要问题

1.1 学时受限，学生基本操作训练不足

虽然分析化学课程是多数理工科专业学生的必修基础课，但对于非化学专业学生而言，实验学时普遍低于20学时，有些专科专业甚至仅有10学时，教师在讲授完理论课内容后仅能安排5～10个相关实验。实验学时安排不足势必会导致教师对实验室的基本介绍不充分，学生的实验基本操作训练不足。有些学生对电子天平的使用方法、药品的配置、滴定操作等均不熟练，甚至形成了错误的操作习惯，为日后工作中顺利进行实验操作埋下隐患。

1.2 照搬教材，学生缺乏参与实验主动性

传统的分析化学实验教学方法是教师从既定的实验教材中选取经典实验，如“NaOH和HCl标准溶液的配制与标定”、“水硬度的测定”等，按照教材内容讲解实验原理、步骤、预期结果和实验注意事项，而学生同样也是按照教材内容按部就班进行被动实验，对实验步骤的设计依据及设计思想没有深刻认识。这样的教学方法仅仅是使理论知识得到进一步验证，而未能充分发挥学生的主动性。以验证实验为主的传统分析化学实验教学培养模式难以让学生获得系统和完整的实验技能训练[2]，被动地接受知识，难以将知识应用到实践中去，更缺乏创造知识的能力[3]，不利于学生实践操作能力的培养。

1.3 只看过程，学生的数据处理和结果分析能力较差

学生在实验过程中，经常会出现实验失败、达不到预期效果或结果偏差较大的情况。当前的教育理念是重视教学过程，不应以实验的成败来判定学生的学习效果和实践能力的好与坏。“重视过程”的教育理念无可厚非，但有时会使教师因此忽视了指导学生对可疑数据进行取舍和对实验误差进行检测；学生也认为只要认真进行实验操作，最终的数据结果不太重要，甚至没有理解有效数字的概念及修约规则。这样的教学过程不能很好地培养学生数据统计处理能力与分析问题和解决问题的能力。

2 实验教学新方法的研究

针对分析化学实验教学过程中存在的上述问题，笔者在实际的工作过程中不断研究探索更适合、更有效的实验教学方法，克服传统教学方法中存在的弊端，以培养学生实践能力为目标，提高实验教学的教学效果。

2.1 障碍性实践教学法

障碍性实践教学法目前常被用于理工科研究生的课程教学中，通过教师在授课时为学生设置与其研究方向相关的问题障碍，学生在分析问题、解决障碍的过程中，完成了对理论知识的掌握及应用[4]。该法能有效促进学生学习的主动性，授课效果较好。

将障碍性实践教学法引入本科、专科学生分析化学实验教学中，并不是为学生设置他们无法解决的难题，而是在学生进行基本操作训练时设置简单的障碍，如：电子天平未经校正、限制减量法称量的时间、滴定管管口堵塞或有气泡、锥形瓶等容器被影响滴定结果的试剂污染等。通过上述障碍的设置可以引起学生对基本功训练的重视，使学生树立严谨的科学态度，若未能及时排除障碍将无法获得准确的实验结果。从校正电子天平、清洗玻璃器皿等操作开始进行训练，促使学生熟练掌握分析化学实验最基本的操作技能。

2.2 任务型教学法

任务型教学法在产生初期多用于语言教学，是一种以学生为中心，主张“在做中学”的教学模式。该教学方法主要是通过教师在教学中为学生安排具体的任务，使学生在完成任务的同时也完成了对相关知识的学习。

近些年，任务型教学法逐渐在非语言类专业学科教学中得到应用。实践表明，与传统的教学方法相比，任务型教学法提高了学生的学习兴趣，是一种有利于学生全面发展的教学模式[5]。

将任务型教学法应用于分析化学实验的教学中，最核心的问题是为学生设计既符合其知识水平又能提高学生实践能力、创新能力的任务。例如“水的总硬度的测定”是分析化学实验课程中常设置的实验项目。以往学生被动实验的教学方式，实验效果并不理想，实验结束后很多学生对钙指示剂、铬黑T的作用原理，甚至水硬度如何表示不甚理解。采用任务型教学法，为学生设置任务为：设计实验比较分析市面不同品牌矿泉水、纯净水的硬度。这样的任务与人们的日常生活和健康饮食联系紧密，学生的研究兴趣和主动性被激发。学生通过自行查阅资料、设计实验步骤，完成实验，教师仅需确定实验的可行性并针对该实验的关键操作进行指导。把教师由知识的讲述者转变成学生摄取知识的指导者[6]。通过上述设计任务的教学方法，学生动手操作的积极性提高了，同时还培养了学生自主学习的能力和解决问题的能力。

2.3 分析比较教学法

分析比较教学法不是传统意义上的比较教学法，而是注重培养学生分析实验数据的能力和比较实验条件、试剂、操作对结果产生影响的能力。常规的分析化学教学实验其结果相对固定，数据处理一般比较简单，这就导致教师忽视了对数据处理方法与结果分析的讲解。多数分析化学实验教学都忽视了学生实验后的结果分析与处理。

应用分析比较教学法可将以往经典实验进行优化或合并，设计成综合型对比分析实验。例如测定溶液中钙离子浓度的实验，一般选用EDTA标液来进行滴定。采用分析比较教学法，可将实验设计为配位滴定法和间接氧化还原滴定法分别测定溶液中的钙离子浓度，将学生分为两组，一组用EDTA标液进行滴定，另一组用高锰酸钾法进行测定。实验结束后，学生需认真处理好自己的实验数据，此后还要与不同组的实验数据进行比较，在教师的指导下分析不同方法产生的结果差异，这有利于培养学生数据处理与分析的能力。此外，由于综合型对比分析实验将学生划分了不同组，引导学生以更大的积极性动手实验，有利于锻炼和提高学生的综合实践能力。

3 结语

供给侧结构性改革背景下，社会各方对大学生实践能力提出了越来越高的要求，高等教育应该创造新供给，来释放或者满足社会的多元化、多层次需求。企业用人情况也充分表明，具有综合实践能力的大学毕业生能够迅速适应工作岗位。因此，加强对工科专业学生实践能力的培养有利于其提高专业技能和工程素质，使其具有较强的岗位竞争力和从业能力。

本研究讨论了分析化学实验课传统教学方法存在的弊端，提出了更有利于培养学生综合实践能力的新型教学方法，以期实现实验教学高效课堂。研究表明，通过对障碍性实践教学法、任务型教学法、分析比较教学法等多种新型实验教学方法的探索与综合运用，激发了学生亲自动手实验的兴趣，培养了学生自主学习的意识和严谨求真的科学态度。学生的实验基本操作能力、综合实验的设计能力和数据分析处理能力均得到较大程度的提高，能够更好的适应社会产业化发展。