新工科背景下的地方高校“分析化学实验”教学模式探究

刘国成，陈勇强，张 众，张 莹，李晓慧

（1.渤海大学 化学与材料工程学院，辽宁 锦州 121013；2.晋中学院 化学化工系，山西 晋中 030619）

目前，国内外科技创新和产业革命的步伐日益加快，新工科理念应运而生。“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等诸多共识的达成，为我国高校教育改革和人才培养指明了方向［1］。新工科人才培养的核心理念包括立德树人理念、塑造未来理念、继承与创新理念、交叉与融合理念、协调与共享理念、多元化和创新理念等［2］。上述理念对高校人才培养提出了新要求。应用化学不能严格地界定为理科或工科，属于理工结合的应用性学科。注重对知识的应用和实践以及多学科多领域的交叉融合是其专业特色［3］。“分析化学实验”是为应用化学专业本科生开设的一门必修课。课程内容涵盖食品、医药、环境、农业等不同学科领域的分析检测，应用特性突出［4］。因此，探索新工科背景下适合新时代高教改革的“分析化学实验”教学新模式与新经验，提升学生课堂知识与未来工作的有效衔接具有重要意义。一些重点大学不断进行培养模式改革、培养方案调整、课程设置优化等以实现该目标［5］。虽然一些国家重点大学的应用化学专业学生的实际应用能力得到显著提升，但是由于普通地方院校在本科生培养方法、培养模式、师资力量、实验条件等方面的不足，普通地方高校的应用化学专业本科生的分析化学应用能力培养效果仍然有限［6］。渤海大学为省属“双非”地方高校，化学与材料工程学院的应用化学专业从2007年开始招生，每届招生30～60人不等。“分析化学实验”为第二学期课程，1学分。本文以化学与材料工程学院应用化学专业学生为实验对象，对“分析化学实验”课程进行尝试性改革，将一些特定的实验内容与国家标准检测方法和市场需求相结合，在保证基础知识和技能训练的同时，重点培养学生的实际应用能力，以实现应用化学专业的本科生有效地与市场接轨，探索新工科背景下人才培养的有效途径，旨在提升化学化工类本科生的学习热情和培养质量，为国家分析检测培养高素质人才。经过十余年的探索与实践，学生的实际应用能力得到了显著提高。该培养模式为地方化学类专业本科生的实际应用能力的培养提供了一定的借鉴。

一、地方高校应用化学专业“分析化学实验”课程现状

（一）学生对课程的认可度不足

虽然应用化学专业以应用型人才培养为主要目标之一。但是对于地方高校，尤其是综合类的地方高校，受到地域、办学背景、师资队伍等因素的影响，应用化学专业办学特色不明显，办学定位不清晰，这导致学生在上学的时候，不知道自己将来的就业去向，不清楚自己学习的主要方向。在进行“分析化学实验”课程学习时，不明确课程学习对自己未来工作的重要意义，不能领会课程学习的出发点。综合各方面因素，是学生对课程的认可度不足。

（二）任课团队对课程的认知度不足

作为地方高校，师生比例一般都不理想。教师的数量仅仅是刚好达到办学数量的底线，部分教师团队还是靠“七拼八凑”实现的。这导致教师的教学工作量比较大，甚至部分教师每学年要求达到300学时以上。年龄稍大或者身体条件不好的教师只愿意完成学校要求的额定工作量的下限，这导致教师对一些选修课或者实验课的任课热情不高，所以出现“分析化学实验”课程教学由多个教师共同完成。而其中相当一部分教师不是分析化学专业的教师，因此为“分析化学实验”任课的部分教师没有“分析化学理论”课的教学经历。虽然这些教师可以通过观摩学习、备课等完成基本的“分析化学实验”教学任务，但是他们对“分析化学实验”课程的认知度不足，不能很好地将理论课的知识与实验课进行有效衔接。此外，由于地方高校人才引进困难，为了争取优质博士毕业生来校工作，在引进条件中含有解决配偶工作的条款。这产生了一个现象，实验员是博士家属的天堂，工作热情不足。在一些人看来，实验员工作强度不大，工作环境安全，没有考核压力。部分相近专业的博士家属也加入了实验员行列，部分实验员的专业素养不高。一旦博士完成服务期，对目前的工作单位不满意，跳槽到别的单位，作为博士家属的实验员也会跟着离开，这导致实验员队伍的人员稳定性不高。总之，综合各方面的因素，无论是“分析化学实验”的任课教师还是对应的实验员教师，对“分析化学实验”课程的认知度不足。

（三）单位对课程的重视度不够

“分析化学实验”虽然是应用化学专业的必修课。但是，无论是学校还是二级学院对其普遍重视度不够。在学分配置方面设置为1学分。这导致整体设置的学时一般在10个实验单元，每个实验单元配备只有3学时。在学院看来，分析化学实验属于应用化学专业的基础性实验教学内容。因此多采取大班型上课。每个实验组一般为15人左右，甚至有30人一组同时上课的现象。受到新冠病毒感染疫情影响，线下的实验课程开设越发艰难。为了赶课时或者配合学校整体管理等，实验时间和上课人数甚至调整得更为极端。实验室配备方面，分析化学实验室一般要承担应用化学专业以及相关的化学师范、食品、药学、环境等多个相近专业的课程任务。这导致实验室资源紧张、专业性不强、管理混乱、特色模糊不清等。应用化学专业对“分析化学实验”课程也不够重视，认为“分析化学实验”的部分内容过于简单，与社会需求和市场应用相脱节，应该压缩学时或与无机化学实验合并，不用单独开设实验课程。总之，学校、学院以及专业都存在对“分析化学实验”重视度不够的问题。

二、“分析化学实验”课程教学建议

（一）在课程教学的各个环节设计思政元素以提高“分析化学实验”教学质量

高校不仅要培养有知识、有技能的人才，更要承担立德树人的重要任务。大学时期是学生树立正确的世界观、人生观、价值观的黄金期。“分析化学实验”课中蕴含了大量优秀的课程思政元素。通过对这些思政元素的挖掘，可以有效激发学生对课程的学习热情、主动性和积极性，发掘自身潜力以达到事半功倍的学习效果。“分析化学实验”的专业性和专业特色明显可以在以下方面进行思政映射点和融入点的凝练与探索（见表1）。

表1 “分析化学实验”课程思政映射点和融入点

（二）引入应用性鲜明的教学内容以提升“分析化学实验”课程教学质量及学生的社会竞争力

作为地方高校，将应用化学专业办出特色是该专业生存和发展的有效途径。“分析化学实验”的教学内容要突显应用特色。将应用性鲜明的教学内容引入“分析化学实验”课程教学中可有效提升学生的社会竞争力。无机化学的实验教学已使学生了解到相关标准溶液的配制和标定实验，故不再单独设立标准溶液的配制与标定基础模块实验内容，在综合类和开放类实验中包含基础训练模块。每个模块设立可选项，学生可选做其中至少一项实验内容，感兴趣的学生可申请多选。重点突出对学生设计实验方案、开展实验、总结实验一体化综合能力的培养，不苛求涵盖分析化学所有实验内容，坚持少而精思想。具体如表2所示。

表2 “分析化学实验”课程选课内容和培养点

（三）打造针对任课教师、实验员以及学生的三维一体化实验学习考核评价模式

在部分地方高校的实验课中，实验员把实验所需物资准备好后，变成了实验课的局外人。学生来到实验室，自己做试验，很多知识一知半解，实验对于学生来说食之无味，弃之可惜。部分任课教师在上课前，能够来实验室提前了解一下实验室的准备情况。上述现象都严重影响了实验课的质量，影响了人才培养的效果。因此，我们打造了一套由任课教师、实验员、学生“全过程、全环节、共参与”的上课和互评模式。任课教师、实验员、学生需要共同参与从实验内容的选择、实验方案的设计、实验材料的采购和准备、实验室的准备、实验可行性的预演、实验环节和实验方案的调整优化、实验课的正式开始、实验报告及相关总结和讨论、实验成绩的评定、参与实验的三方互评的所有环节。在整个教学流程中，学生是主体，具有选择选和主导权，自主提出问题和解决问题的办法，任课教师和实验教师只是协助学生完成实验流程与规范实验技能的辅助人员。学生可以借助网络、与高年级同学沟通、文献查阅、预约实验室、与教师讨论沟通等环节完成自身任务。总之，学生成为真正意义上的实验的第一完成人。

结语

应用化学专业学生人数虽然不多，但是涉及经济、民生、国防等广泛领域。地方高校师资力量一般，软硬件条件有限，对学生实际工作能力培养面对许多困难。但是，只要学校、学院、任课教师、实验员、学生等能够充分合作，深度挖掘自身、单位、学生、网络和社会潜力资源，地方高校应用化学专业的“分析化学实验”课程学习效果定能取得显著提高。地方高校应用化学专业的课程学习应当具有专业特色，紧盯社会需求的人才，培养打造订单式人才。“分析化学实验”课程学习需要不断优化、不断完善教学过程，任课教师和相关管理者需要不断探索和实践。