融合专业特色的分析化学教学探索

＊王一平

（北京化工大学化学学院 北京 100029）

引言

分析化学作为化学的一个分支学科，是研究物质化学组成的分析方法及相关原理的科学[1]，其在各个理工科专业中都具有重要地位，是化学、材料、生物、环境、医药、农学、地学等专业的必修课程。以北京化工大学为例，分析化学是化学、化学工程、材料科学与工程、生命科学与技术四个学院的本科生公共基础必修或专业必修课程，全校有近半本科生需要学习分析化学课程。分析化学课程在多个理工科专业的开设，充分说明其在不同专业中的重要性和必要性。通过分析化学的学习，可以使学生树立准确的量的概念，培养严谨的科学态度，了解各种分析方法的基本原理和测定技术，正确掌握有关的科学实验技能，提高分析和解决问题的能力[1]，为后续专业课程的学习、日后进一步深入专业实践和科学研究打下坚实的基础。

目前，大多数院校开展分析化学教学工作时，为了课程体系的系统性和完整性，没有针对不同专业的培养目标、专业特色等进行差异化教学，很难满足不同专业人才的培养需求，缺乏针对性和实际应用性，也容易导致非化学专业学生对分析化学的学习热情和动力不足[2]。此外，在分析化学的学习过程中，需要熟练记忆大量的原理、公式等理论知识，这些内容相对枯燥、抽象，导致一些学生产生畏难和抵触情绪，从而难以有效提高分析化学的教学效果[3]。针对上述问题，本文提出开展融合专业特色的分析化学教学，进行具有专业特色的教学内容补充和完善，以满足不同专业人才的培养需求并激发学生的学习兴趣。

1.融合专业特色的分析化学教学

分析化学是面向大一学生的公共基础必修或专业必修课程，为了保持教学的广泛性和完整性，不应过分放大不同学科专业背景下教学内容的差异[4]。在教学大纲和教学内容的安排上需要坚持“广”的原则，主要内容包括误差与分析数据的处理、酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法、沉淀重量法、沉淀滴定法。因此，在保持主体教学大纲基本不变的前提下，开展融合专业特色的分析化学教学。具体实施策略如下：

(1)设计具有专业特色的案例分析

针对不同学科专业，将分析化学课程内容与其专业背景联系起来，适当引入与专业相关的典型案例，并介绍应用分析化学理论或方法的最新研究成果。以案例为载体加强理论知识的传授，使学生认识到所学知识的重要性和应用价值，帮助学生更好地理解和应用所学知识[5]。在设计案例时，需要注意是否与专业实践贴近，要考虑学生的接受程度，选择大一学生容易理解的案例作为切入点。

考虑到讲授分析化学的教师大多为化学专业出身，缺乏对材料、生物、医药、环境等其他专业的深入了解。因此，有必要组织与所教专业的学科负责人/老师进行研讨和交流，以更好地理解不同专业的培养方案及其对分析化学课程的教学需求和要求，明确分析化学在不同专业体系的地位和作用及学生学习分析化学的目标和需求。这样可以帮助授课老师更好地把握不同学科专业的特点和教学需求，更准确地设计和调整分析化学课程的内容和教学方法。同时，通过研讨形成一批针对不同专业的典型教学案例，加强授课内容与相关专业的衔接，为学生学习后续的专业课程奠定基础。如表1所示，总结了材料、生物、医药、环境类专业与分析化学相关的后续课程，以及在授课过程中的潜在结合点。

表1 与分析化学相关的后续课程及潜在结合点

例如，针对医药专业的同学，在讲授第二章误差与分析数据处理中的显著性检验相关内容时，可以以评价某种药物对治疗某疾病是否有效为例进行讲解。通过这个案例，使学生掌握在进行实验数据处理时，需要采用Q检查舍弃可疑值，然后通过F检验确定两组数据之间是否有系统误差，最后进行t检验判断两组数据之间是否有显著性差异，从而判断药物的有效性。通过与专业相关的实际案例讲解，使学生更好地理解和运用分析化学中的数据统计处理方法，可以提高教学的实际效果和学生的学习动力。

例如，针对环境专业的同学，在讲授络合滴定时，可以通过举例说明在治理含有某种重金属的电镀废水之前，需要检测重金属的含量是多少，进一步讲解几种典型的重金属如何通过络合滴定法进行测定。此外，在讲授沉淀重量法时，可以引入农田重金属污染治理的实际案例，指导学生如何利用重金属离子的化学特性，通过生成沉淀的方法降低重金属向农作物的迁移[6]；同时，以此为例让学生计算生成不同类型沉淀时相应重金属离子的溶解度。将基础理论知识与本专业的实际问题相结合，帮助学生更深刻地体会到分析化学的重要性和实际应用价值，有助于激发学生对本专业中分析化学应用的思考，提高他们的学习兴趣。

(2)设置专业特色实验

实验教学是分析化学教学中非常重要的一环，有助于加强学生对理论知识的理解和掌握，培养实验技能，激发学生的学习兴趣。与理论课的教学内容设置类似，目前大多数高校的分析化学实验课的教学内容也未根据不同专业的需求进行特色实验的设置。为满足不同专业人才的培养需求，可以采用“基础实验+专业特色实验”的模式（图1），让学生切实体会到分析化学在所学专业领域的应用，增强学习的实际性和可操作性。

基础实验包含常用仪器如滴定管、容量瓶、移液管的使用方法，溶液配置与标定等基本实验操作技术，四大滴定方法的基础应用。通过这些基础实验，学生更好地掌握实验技能和基本原理，为后续的专业学习打下基础。在专业特色实验方面，可以根据不同专业的特点和需求，设计与学生所学专业相关的实验内容。例如，针对环境专业的学生，设计测定苏打盐碱地土壤中碳酸根和碳酸氢根离子浓度的专业特色实验，加强学生对酸碱滴定中双指示剂法测定混合碱浓度的掌握；设计城市生活污水中化学需氧量测定的实验，加强学生对氧化还原滴定法在环境领域实践应用的掌握[7]。

图1 分析化学实验教学模式

通过“基础实验+专业特色实验”的模式，把分析化学知识与分析实际、专业实践紧密联系，可以更好地满足不同专业学生的培养需求，既能使学生提高实验技能和应用能力，又帮助他们将分析化学的理论知识与所学专业相结合，更好地理解分析化学在实际工作中的运用[8]。这样的实验教学模式不仅丰富了教学内容，还能激发学生的学习兴趣，为将来的科研和专业发展奠定坚实的基础。

2.教学资源的整合与拓展

为了提升教学质量和效果，除开展融合专业特色的教学模式外，还需要整合各类教学资源如教材、电子教学资源、讲座等，为不同专业学生提供多样化的学习资源。北京化工大学的分析化学课程采用的教材是《分析化学：定量化学分析简明教程》第四版，这本教材章节安排合理、理论逻辑性强，突出了难点、重点内容，并对分析方法原理进行了清晰而透彻的讲解。在电子教学资源方面，北京化工大学建设了北化在线教育综合平台，便于教师上传教学课件、相关学习视频等资料，有利于学生开展课前预习和课后复习巩固；学校还引进了智慧教学系统，教师在授课过程中全称录播，无法进入教室的学生也可以“身临”课堂，与同学们同步学习，课后还可以复习回看录制的课程视频。

在此基础上，进一步利用电子教学资源进行混合式教学，将雨课堂嵌入教学课件中，课堂提问如分析化学与所学专业间有哪些联系，学生通过雨课堂发弹幕方式给出自己的回答，进一步组织讨论，学生在讨论中分析和思考，自我认识到学习分析化学的重要性，形成学习的内驱力；同时利用雨课堂进行随堂知识检测，实时统计并及时反馈学生对知识点的掌握情况，有针对性地加强某些知识点的讲解。此外，还可以邀请相关行业的专家学者开展专题讲座或辅导，使学生了解不同专业领域中分析化学的最新进展和应用，拓宽学生的视野，激发学生的学习兴趣和动力。

3.教学效果评价与改进

评价和改进教学效果是教学探索和实践中非常重要的一环。为了评价融合专业特色的教学模式的效果并进行改进，可以采取以下措施：

(1)学生反馈调查与评估

通过调查问卷的形式收集学生的反馈，了解他们对教学模式的满意度、学习成效及建议。问卷调查内容可以包括教学方法的可行性、专业特色实验设计的有效性、与所学专业的衔接程度等。学生的反馈将为教师提供有关教学效果的重要信息，并指导改进教学模式。

(2)教师观察与记录

授课老师可以在教学过程中进行观察和记录，关注对相关概念的理解、实验操作的掌握程度、学生的参与程度等方面，以发现问题和改进点。这样可以得到有关教学效果的直接反馈，并相应地调整教学策略和方法。

(3)教师研讨和专业交流

积极推进和强化分析化学教研组相互听课、集体评课和备课，在此过程中交流和讨论如何将理论知识与实际案例相结合等教学经验，探讨分析融合专业特色的教学模式是否切实提高了分析化学教学质量和效果；此外，定期与所教专业老师进行研讨和交流，评估分析化学课程学习及其融合专业特色的教学模式是否切实有助于不同专业的学生学习后续课程；针对教学中存在的不足之处共同探讨改进策略，进一步激发教师们对教学的思考。

4.结论

分析化学作为理工科的重要基础课程，能够为后续课程学习以及日后深入专业学习和科学研究奠定基础。为进一步提高教学质量和效果，本文提出了一种融合专业特色的分析化学教学模式。在保持分析化学主干教学大纲基本不变的前提下，通过设计具有专业特色的案例分析和设置专业特色实验等策略，并整合拓展教学资源，及时进行教学效果评价与改进。这种教学模式有利于激发学生的学习兴趣和主观能动性，培养学生的综合素质和实践能力，提升学生在未来学习和工作中将分析化学知识应用于解决实际问题的能力。