環(huán)境專業(yè)無機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐

張 倩，高 琳，趙龍濤

(河南工程學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南 鄭州 450007)

環(huán)境工程、資源環(huán)境科學(xué)等環(huán)境類專業(yè)是一門由多學(xué)科交叉而成的，在保護(hù)環(huán)境、合理利用自然資源、可持續(xù)發(fā)展方面起到重要作用的專業(yè)，在人類認(rèn)識自然、改造自然中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[1]。環(huán)境類專業(yè)在普通高等院校中被廣泛設(shè)立，而化學(xué)類課程，尤其是無機(jī)與分析化學(xué)是環(huán)境類專業(yè)大一新生就會學(xué)習(xí)的課程，無機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程也是對所學(xué)理論知識進(jìn)行驗(yàn)證并培養(yǎng)基本的操作技能的課程，為以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐奠定基礎(chǔ)[2-3]。但是，無機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程存在一些問題需要改變。本文針對環(huán)境專業(yè)無機(jī)與分析化學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，先分析存在的典型問題，再對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果，增強(qiáng)了環(huán)境專業(yè)學(xué)生的知識、能力和創(chuàng)新意識。

1 無機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容簡單、陳舊，創(chuàng)新性體現(xiàn)不夠

在河南工程學(xué)院的環(huán)境專業(yè)無機(jī)與分析化學(xué)課程中，設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都比較簡單陳舊，多為無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)中的基本操作實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，如一些基本操作如稱量、重結(jié)晶、制備簡單化合物、容量分析如滴定等。各種滴定操作占的比重較大，與專業(yè)內(nèi)容結(jié)合不緊密，不能體現(xiàn)出專業(yè)特點(diǎn)，而且實(shí)驗(yàn)過程簡單枯燥。綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)比較少，創(chuàng)新性不夠，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果不夠好。

1.2 教學(xué)方法老舊，不能發(fā)揮學(xué)生主動性

在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，實(shí)驗(yàn)課與理論課一樣，都是采取老師講授，講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、操作步驟、注意事項(xiàng)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)的方法[4]。而且由于時間限制，教師不可能演示所有操作，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時經(jīng)常只是照著教材按部就班地進(jìn)行，即使這樣也會經(jīng)常出現(xiàn)一些問題。遇到問題后，學(xué)生不會自行解決，過分依賴?yán)蠋熃鉀Q，更有甚者連實(shí)驗(yàn)失敗都沒有注意到。在這種情況下學(xué)生的主動性得不到發(fā)揮，學(xué)習(xí)的積極性也會挫傷。

1.3 考核方法簡單，難以體現(xiàn)學(xué)生的能力

本校此課程的傳統(tǒng)考核方式通常由兩部分組成：平時成績(30%)和實(shí)驗(yàn)報告成績(70%)。平時成績主要是看出勤率，缺乏過程管理。實(shí)驗(yàn)報告成績占比過大，而且對其評價主要是看文字書寫是否整潔，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析是否準(zhǔn)確，以及思考題的解答是否正確，但難以對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行評估，尤其是有一些分組實(shí)驗(yàn)，同一小組的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告會互相參考，更加大了對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行評價的難度。

2 無機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要改革措施

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增加創(chuàng)新性

對原有的基本操作和簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整、壓縮、合并，整合成一些綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以讓學(xué)生覺得做實(shí)驗(yàn)的過程不是對指導(dǎo)書內(nèi)容的簡單重復(fù)，而是將理論和實(shí)踐相互結(jié)合和驗(yàn)證的過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如刪去課堂上滴定管、容量瓶、移液管的基本操作和電子天平稱量練習(xí)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)課之前的課下時間讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)基本操作，使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，而不需要占用寶貴的學(xué)時。將“高錳酸鉀法標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定”和“過氧化氫含量的測定”、“鈣鹽中鈣的測定”三個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合，讓學(xué)生對標(biāo)準(zhǔn)溶液的概念和標(biāo)定方法，直接法和間接法滴定的概念和應(yīng)用都有了非常深刻的認(rèn)識[5]；將“硫酸亞鐵銨的制備”和“吸光光度法測定鐵”進(jìn)行綜合，讓學(xué)生對無機(jī)化合物的制備和儀器分析的相關(guān)知識和操作都進(jìn)行了學(xué)習(xí)。

同時，結(jié)合環(huán)境專業(yè)的特點(diǎn)，開設(shè)了一些與專業(yè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，例如“水的總硬度測定”實(shí)驗(yàn)選擇實(shí)驗(yàn)室中的自來水、學(xué)校人工湖中的水樣、學(xué)校附近自來水廠的水樣進(jìn)行測定，把所學(xué)的專業(yè)知識運(yùn)用在實(shí)際中，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣，并明顯提高學(xué)生的主觀能動性。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生主動性

隨著現(xiàn)代教學(xué)手段的發(fā)展，將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合是大勢所趨。由于多媒體是將圖片、音頻、視頻、文字綜合在一起，可以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，尤其是對于一些基本操作的演示，可以避免傳統(tǒng)教學(xué)方法中教師直接操作而距離較遠(yuǎn)的同學(xué)難以觀察的缺點(diǎn)[6]。因此，制作了一些基本操作的微課，包括電子天平稱量，容量瓶的使用，移液管的使用，滴定管的檢漏、涂油、洗滌操作，酸堿滴定的過程和終點(diǎn)判斷等，通過這些微課將這些基本操作的過程淺顯易懂地表示出來，并在實(shí)驗(yàn)課開始之前讓學(xué)生提前進(jìn)行學(xué)習(xí)。由于這些學(xué)生可以反復(fù)觀看這些微課，并及時與教師進(jìn)行溝通討論，增加了教學(xué)的直觀性，起到了良好的效果。

在每次課程開始之前，改變了教師講授，學(xué)生被動接受知識的方法，要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并隨機(jī)選擇一些學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟等方面的知識進(jìn)行提問，答案好壞直接關(guān)系到平時成績，這樣做大大提高了學(xué)生預(yù)習(xí)的主動性，而不是像以前那樣直接照抄教材而沒有自己的思考。

2.3 完善考核方式，科學(xué)評價學(xué)生能力

為了更加合理地評價學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課程對知識的掌握和理解程度，我們改革了考核體系和方法，建立了平時成績(20%)、實(shí)驗(yàn)報告(30%)、卷面考試(30%)和實(shí)驗(yàn)操作考試(20%)相結(jié)合的考核方法[7]。其中平時成績主要考查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)驗(yàn)報告主要評估對數(shù)據(jù)處理的好壞，卷面考試主要測試學(xué)生對專業(yè)知識的掌握，實(shí)驗(yàn)操作考試主要測試學(xué)生對實(shí)驗(yàn)技能的掌握。通過實(shí)踐證明，這樣的考核方式更能體現(xiàn)學(xué)生的綜合水平，更加的公正合理，也受到了學(xué)生的歡迎。

3 結(jié)語

對環(huán)境類專業(yè)無機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行多個方面的教學(xué)改革與實(shí)踐，包括優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，完善考核方式等，可以積極有效地調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生在知識的掌握、實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新能力上取得很大的進(jìn)步，為以后課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。