分析化学实验多元化教学的改革探索

陈漫霞，贺锦灿，颜戊利，邹志辉，白 研

(广东药科大学公共卫生学院卫生检验与卫生化学系， 广州 510310；△通讯作者)

《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》指出课程建设要提升高阶性，课程目标要坚持知识、能力、素质有机融合，培养学生解决问题的综合能力和高级思维；课程内容要强调广度和深度，突破习惯性认知模式，培养学生深度分析、勇于创新的精神；教学内容要体现前沿性与时代性；教学方法要体现先进性与互动性，引导学生进行探究式与个性化学习。

实验教学是高等教育重要教学活动之一，是实现知识与能力相结合、理论与实际相结合的重要环节[1]。实验教学相对于理论教学，具有较强的观察性、操作性和理论实践融合性等特点[2]。通过实验教学，训练学生熟练掌握基本实验操作技能，锻炼学生分析和解决问题的能力，培养学生的科学思维和创新能力[3]。分析化学实验课是卫生检验与检疫专业、预防医学专业的必修专业基础课，主要教学目标是学生通过该课程的学习，加深对分析化学理论知识的理解，掌握定量分析实验的基本操作技能，建立“量”的概念，培养严谨、实事求是的科学态度和科学素养，提高动手能力和解决问题的能力，为后续课程的学习及今后实际工作打下良好的基础[4]。

随着现代信息技术高速发展和应用，人们接受知识的渠道更加多元化。以教师讲授为主的传统课堂教学模式难以满足学生日益多样化的学习需求，以微视频为基础的翻转课堂、线上线下混合式教学等新型教学模式更易于被大学生所接受[5,6]。为紧跟高等教育改革和社会发展的步伐，我们结合我院实际对分析化学实验教学进行了积极的改革和探索，旨在培养学生的自主学习能力和创新思维，提高人才培养质量。

1 分析化学实验教学中存在的主要问题

1.1 学生预习不充分、缺乏主动性

分析化学实验课前要求学生预习，写好预习报告，但大部分学生的预习流于形式，只是按照实验教材机械地抄写实验原理和步骤，对实验原理和实验过程一知半解，根本不研究实验原理及实验过程出现的现象，无法做到用理论知识来解释实验现象，预习应付了事。其中主要原因是学生对这些文字性或图片式的实验教材阅读积极性不高和缺乏有效的预习监督机制。

1.2 教学模式传统单一、缺乏创新性

传统实验课教学模式多数是教师在实验前讲解实验原理、实验步骤、注意事项、演示实验操作，然后学生根据实验内容进行照方抓药式的实验操作，整个教学过程学生基本处于被动学习状态、学而不思、不能理解相关理论知识、不能解释实验现象。这种以教师为主体的教学模式，强调了教师对知识的讲解、忽略了学生的独立思考和参与度，缺乏启发性和创新性，不利于学生独立思考和创新能力的培养。

1.3 实验成绩考核方式单一、缺乏科学性

以往分析化学实验成绩主要以实验报告和期末操作考试为评分依据，考核方式过于简单，主要侧重于实验报告的书写、数据记录和结果计算，对实验过程、操作能力、科学思维等方面的评价极少。这种缺少过程考核的评价方式导致学生重结果、轻过程，不能反映学生的实际学习情况，不利于考查学生的综合能力，不利于激发学生的学习主动性。

2 分析化学实验教学改革探索

2.1 微视频、线上线下相结合的预习模式

在实验开课前一周，教师根据教学目标，设置明确的预习任务，将学习资料和任务点(操作视频、实验讲义、实验操作注意事项、预习测试题、预习思考题等)发布到超星学习通平台。学生通过观看操作视频、学习实验教材、完成预习测试题、预习思考题等完成预习任务。操作视频主要包括实验课所涉及的基本操作演示，如移液管和滴定管的使用等。相较传统教材，操作视频更加生动、直观、形象，更能引起学生的兴趣，使学生根据自身掌握情况反复观看学习[7]，很好地弥补课堂上教师演示时间有限、学生对操作细节的观察不够细致等缺点；而且可以摆脱时空的限制，满足学生个性化学习需求。

教师将实验原理、试剂的配制、仪器的选择、基准物质的选择、“量”的概念和知识拓展等方面编制成预习测试题，让学生在预习阶段通过回答问题来思考隐藏在问题背后的知识点，通过实验现象加深对理论的理解，实现理论和实验相结合。教师根据预习测试题得分，可了解学生对实验原理和实验过程的掌握情况，对共性问题进行归纳整理并在课堂上重点讲解，有效提高课堂教学效率。教师可随时在平台上查看学生任务点完成情况、视频观看时长、预习测试题得分等，及时提醒未完成或完成质量差的同学，并将这些具体的学习过程数据化，作为学生实验课成绩考核的一部分。通过线上线下相结合的预习方式、合理的预习考核机制，学生逐步养成了预习习惯，培养自主学习能力和思维能力。

2.2 以问题为导向和课堂讨论为主的授课模式

教师将实验原理、实验可能出现的现象、指示剂的选择、干扰离子的影响、误差来源等设计成思考题，以问题为导向来引导教学。学生经过全面、深入的预习，对实验原理、实验内容已有一定的认识，课堂上教师围绕思考题随机抽取学生来回答、待其回答完毕其他同学进行补充或提出不同见解并就此展开讨论，讨论结束后教师进行点评和总结；最后，教师对重要的知识点进行梳理和强调，并设计问题引导学生在实验过程中进行思考。整个授课环节以学生回答和讨论为主、教师起引导作用；同时鼓励学生大胆发表个人见解，提高学生的课堂参与度。

学生进入实验操作环节，教师主要关注以下几点：①教师巡回指导，及时指出并纠正学生的不规范操作，解答学生疑问、引导学生利用理论知识解释实验现象；②教师检查实验数据记录是否规范清晰，如有异常情况，要求学生找出其可能的原因并重做，学生操作完毕后教师检查数据并签名；③教师关注实验安全，培养学生安全意识，督促学生保持实验台面整洁，养成良好的实验习惯；④课后学生撰写实验报告，对实验的成败进行总结和反思。实验课堂上以学生为主体的教学模式有利于引导学生积极思考，提高学生课堂参与度，锻炼学生的科学思维和探索精神。

2.3 增加实验趣味性和实验设计

为提高学生对实验课程的兴趣，教师试图让经典的实验内容更贴近生活，以增加学生的自主参与性。例如配位滴定法测定水硬度实验，学生可根据自己的兴趣自带水样检测，可以是宿舍楼的直饮水、饭堂用水，也可以是井水、珠江水等。当然不同水样其前处理方法会有所不同，这恰好可以引导学生自主学习、自行设计，以培养学生的创新思维。

设计性实验的教学目的是培养和提高学生综合运用所学知识的能力及创新实验能力。教师提前两周布置实验题目(酸碱滴定、氧化还原滴定、配位滴定各一项)。学生查阅文献设计详细的实验方案，其内容包括：实验原理(原理和主要反应式)、所需仪器(名称、型号、数量)和试剂(浓度、用量、配制方法)、实验步骤(标准溶液的配制与标定、试剂浓度和用量、基准物质的选择及其取样量、指示剂的选择、操作步骤等)、实验注意事项、数据记录表格、结果计算公式等。学生将设计好的实验方案提交教师审阅、反馈，再修改整理，最终确定实验方案。

2.4 完善评价机制、建立过程性考核体系

实验考核是保障实验教学效果的重要环节，具有引导作用[8]。实验考核是规范实验教学的重要组成部分，是反映学生实际操作能力的有效手段，直接影响学生学习积极性，对学生的学习也起到重要的导向作用[9]。为改变实验考核方式单一的问题，我们需建立全过程、多元化的实验考核评价体系，激发学生的学习动力。具体考核标准如下。

课程总成绩由平时成绩(70%)和期末成绩(30%)组成。平时成绩根据过程考核评定，分别从课前预习、课堂讨论和实验操作、课后实验报告、出勤和纪律卫生等四方面设置不同比例，分别为20%、40%、30%和10%。课前预习主要考查学生任务点完成、视频观看时长、预习测试题得分、预习报告书写情况等。课中主要考查课堂回答问题、参加讨论的次数和质量、实验态度、操作技能和数据记录、观察能力等。课后实验报告主要考查数据处理(如有效数字等)、结果计算、结果的准确度和精密度、思考题的作答、对实验的反思及归纳总结等。出勤和纪律卫生主要考查出勤率、仪器的整理归位、实验台面卫生、值日情况等。期末成绩包括实验设计和操作考试两方面，各占50%。考核项目是学生自行设计并已确定实验方案的三个题目，现场抽签确定考核题目并独立完成实验操作。通过设计实验方案并独立完成操作，既可以考查学生灵活运用专业知识的能力、实验操作技能的掌握情况，还可以考查学生的自主学习能力和解决问题的能力。建立全过程、多元化的实验考核体系，引导学生端正学习态度，扭转学生重结果、轻过程的实验课程学习观念，激励学生在实验过程中发挥主观能动性，有利于培养学生的专业技能和创新思维。

以微视频、线上线下相结合的预习模式、以问题为导向和课堂讨论为主的授课模式、建立全过程多元化实验考核体系，真正体现了以学生为中心、教师为引导的教学理念。该教学模式不仅强调培养学生的实验操作技能，还激发了学生的学习主动性，切实提高了学生自主学习能力和创新思维能力，提升了实验教学质量。在今后的教学实践中，我们仍需要结合实际不断改革分析化学实验教学，创新适合时代发展的教学模式，以提高人才培养质量。