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摘 要 文章针对材料专业分析化学课程教学过程中存在的问题,根据课程内容及学科特点,从教学内容优化、教学方法改革及针对性地开设实验等几个方面对分析化学课程进行了教学改革探讨.把专业特点与课程内容有机结合,可增加学生学习的兴趣,提高教学质量,为材料类专业的分析化学教学改革提供有益的借鉴与参考.
关 键 词 材料专业 分析化学 创新教学
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.ki.kjdks.2015.04.045
On Materials Analytical Chemistry Curriculum Innovative Teaching
HE Xiulan, ZHENG Wei, QI Shuyan, WANG Jihua
（Materials Science and Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin, Heilongjiang 150040）
Abstract Aim at existing problem of analytical chemistry course of materials major, the tranormation of education of analytical chemistry course is carried through optimizing teaching content, reforming teaching method and establishing experiment specifically on the basis of course content and subject characteristic. The student's interest is increased and teaching quality is improved with anic bonding course content and subject characteristic, and helpful reference and consult are provided for tranormation of education of analytical chemistry course of materials major.
Key words Materials major, Analytical chemistry, creative teaching
分析化学是化学的一个重要分支,主要是鉴定物质化学组成、测定组分含量、确定物质的结构及存在形态.①分析化学是哈尔滨理工大学材料类专业的一门重要的专业基础课程,主要讲述定性与定量分析、误差与分析数据处理及各种滴定分析等内容.材料学专业是研究材料的组成与结构、工艺及使用性能之间相互关系的学科,发展前景广阔.②③分析化学是材料专业目前开设的课程体系中不可缺少的学科基础课程之一,对学生专业知识的学习起着承前启后的作用,与学生的毕业设计、生产实习及就业等方面都有重要联系.因此该课程的学习对培养人才的思维模式及知识体系的构建起着重要的作用.④目前,我校材料类专业分析化学课程还存在着一定的问题.
1.分析化学课程目前存在的问题
（1）教学内容与人才培养需要脱节.目前分析化学的教学内容与不同专业人才的培养需求不适应.比如我校材料专业中有机高分子专业与无机非金属专业,两个专业分析化学课程的理论教学内容与开设的实验基本相同,未能与各自的专业特点有机结合,学生“学”“用”明显脱节,导致学生缺乏科学思维分析实际问题.
（2）实验缺乏针对性.分析化学的实验教学是整个课程教学中的重要环节,理论教学的大部分知识点及相关原理,在实验内容中会有所体现.但目前所开设的分析化学实验均是以完成教学为目的,未针对不同的专业特点开设不同实验,学生做实验积极性差,学生只是机械性地完成实验,未认真思考实验原理,甚至连实验报告也不认真总结,只是完成这个学习任务而已.因此,目前开设的分析化学实验对提高理论教学效果不明显,学生学以致用的能力也未能有所提高.
（3）教学方法枯燥.分析化学课程的基础原理与基本理论较多,化学反应繁多,各类滴定曲线及滴定原理复杂,在授课过程中,与相关的材料专业知识很难融合.按传统的授课方式,过分强调授课教师的主导作用,在课程的讲解过程中会使学生感觉课程内容枯燥乏味,束缚学生的思维,导致学生缺乏学习的主动性及趣味性,不但学生学习效果差、效率低,也降低了教师授课的积极性.
（4）评价方法单一.目前我校分析化学课程的考核基本上还是采用期末闭卷考试来评定学生学习效果,通过一张期末测试卷很难全面、公正、真实地反映学生的学习状况.部分学生在临考前突击背笔记、做练习题,即可侥幸过关,不利于培养学生良好的学风.
为激发材料专业学生学习分析化学课程的学习兴趣,提高该课程教学效果,培养学生发现问题、分析问题及解决问题能力,提高学生的动手能力及创新能力,针对分析化学课程教学中存在的问题以及专业特点,对该课程进行了创新性教学改革.
2.分析化学课程创新教学
2.1 根据专业特点优化教学内容
对于不同专业,分析化学的教学内容、教学大纲及教学计划学时的安排应有所不同.首先,针对同层次、不同专业的学生,应先统一界定基本的理论教学内容（此部分占整体知识点的70%左右）,这部分内容要求所有学生必须掌握,以保证该门课程的基本原理、基本知识点的教学要求,也方便日后考核.其次,根据不同专业特点,教师可对部分教学内容实行自主性教学（占整体知识点的30%左右）,结合各专业的特点界定教学侧重点,精细安排教学内容,使学生在掌握基本原理与知识点的基础上,能拓宽专业知识面,激发学生学习兴趣. 例如,第二章误差、可疑值的处理这部分内容涉及计算,公式多且繁杂,单纯依靠讲解例题授课,学生会感觉枯燥.在授课过程中,可将相关专业知识引入.例如,学生将来做毕业设计及技能训练等时,均会遇到数据处理,某些实验中不可避免地会出现可疑数据.如在测量试样的抗弯强度时,需要5～6个试样进行测定并取平均值,某些存在缺陷的陶瓷样品获得较低的抗弯强度,此时可以利用分析化学的四倍法与Q值法进行可疑数据的处理,培养学生对实验结果处理的能力,又提前了解部分专业知识,提高学生学习的兴趣.我校材料专业分析化学课程均在大学一年级开设,很多学生对自己的专业方向了解很少,在此阶段学生的思维模式、学习态度及今后的职业规划是非常重要的,因此在给这些学生授课时,结合分析化学课程内容及专业特点,给学生更多的专业指导是非常必要的.
2.2 有针对性地开设实验
分析化学的基本原理与知识点可通过实验来验证和巩固,在有限的学时内,不能将所有的分析化学实验都开设.为提高学生专业素质培养效果,在分析化学教学改革中,根据专业特点,对开设的实验进行了大胆改革.根据现有实验室条件,有针对性地将所有的实验项目与专业特点结合起来,尽可能地让所开设的实验与专业有联系,提高学生动手能力、培养创新精神.
例如,吸光光度法这一章的分光光度计相关实验对于无机非金属专业是十分重要的,可以利用分光光度计测量无机非金属光催化材料的吸光度.通过开设此类实验,使学生掌握分光光度计的基本原理及使用方法,为学生将来做毕业设计奠定良好的理论与实践基础.配位滴定法涉及高分子专业的知识点较多,因此相关的实验高分子专业一定要开设.通过有针对性地开设实验,将分析化学知识与专业实践有机结合,在丰富学生专业知识的同时,提高学生的实验动手技能,培养学生的创新能力,使学生对专业知识产生兴趣,也提高了分析化学理论的授课效果.另外,在实验过程中,注重培养学生实验数据的处理能力,比如在绘制标准曲线时,可教会学生利用Origin或Excel软件进行曲线的线性拟合,提高学生微机应用能力及分析数据的准确性,有利于学生综合素质的提高.
2.3 课堂教学方法革新
课堂教学方法创新不但可以提高教学效果,也有利于创新型人才的培养.分析化学教学方法的改革主要包括如下三方面：首先,分析化学基本理论与原理在实际工业中的应用比较广泛,因此在授课过程中,教师可以结合自身的专业特长,与生产实际相结合.⑤比如,提出无机非金属专业学生分析陶瓷粉体质量检测的问题,并列出解决方案,这里应用了沉淀滴定、氧化还原滴定等分析化学原理,采用学生分组讨论形式,提高学生解决问题能力,活跃课堂气氛,增加师生课堂互动,激发学生学习兴趣,调动学生学习主动性与积极性.其次,制作分析化学课程课件,采用现代化教学手段,制作出分析化学课程的课件,利用多媒体进行该课程理论教学,通过图片、动画、音频等丰富课程内容.通过多媒体上课,不但可以加大传授知识的信息量,开拓学生的视野,还有利于教师及时更新授课内容,方便教师授课.
2.4 建立灵活多样的综合考评体系
分析化学课程的考查主要是通过期末考试闭卷方式进行考核（占总成绩的60%）.另外,由于该课程的基本原理与知识点均可通过实验来加深学生印象,因此该课程的实验尤为重要,实验成绩根据实验动手能力、实验报告等进行考核（占总成绩的20%）.另外,平时成绩由任课老师给出（占总成绩的20%）,这部分成绩主要包括出勤、作业、课堂讨论三个方面,尤其是课堂讨论部分,主要根据是学生查阅资料整理资料,在课堂上分组讨论,理解知识,在讨论中培养团队精神、思考能力及综合表达能力.通过以上几方面的综合成绩,建立公平、合理的综合考评体系.
3.结语
分析化学是非化学专业学生必修的一门重要基础理论课程,是学生后续课程的基础,学生掌握其基本原理与内容,提高发现问题、分析问题及解决问题的能力,对其综合素质的培养具有非常重要的意义.针对目前对材料类专业人才素质的要求,哈尔滨理工大学材料学科在分析目前的教学状况及专业特点的前提下,对传统的分析化学课程进行了创新性教学改革,注重专业知识与化学知识的有机结合,不仅使学生掌握了基本的分析化学基础内容,而且使学生对本专业产生浓厚的兴趣,为高等院校材料类专业分析化学课程教学改革进行了有益探索,并提供了一定的参考及借鉴.
基金项目：哈尔滨理工大学教育教学研究项目（项目编号：C201300018）
注释
① 黄昊文.分析化学课程教学改革与实践探析[J].当代教育理论与实践,2011（3）：42-44.
② 顾佳丽,马占玲.在分析化学实验中发挥学生的主体作用[J].中国电力教育,2011（213）：147-148.
③ 赵明,白丽明,张文治.“Seminar”教学模式在本科化学教学中的应用[J].教育探索,2014（1）：56-57.
④ 徐铮,周雪.“分析化学”理实一体化教学改革探索与实践[J].中国电力教育,2012（28）：92-93.
⑤ 吴艳波,李浙齐,邹恩义.化学化工专业生产实习多元化实践教学探索[J].教育探索,2009（12）：55-56.