鄭 靜，張 敏,王金杰,萬(wàn)潔瓊,尹學(xué)博

(上海工程技術(shù)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，上海 201620)

為全面落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量,促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，根據(jù)《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》《上海高等學(xué)校創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制推進(jìn)一流本科建設(shè)試點(diǎn)方案》等文件精神，上海工程技術(shù)大學(xué)堅(jiān)持“現(xiàn)代化工程應(yīng)用型特色大學(xué)”的辦學(xué)定位，“以產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才需求為導(dǎo)向、以產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟為平臺(tái)、以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心”的培養(yǎng)要求,遵循高等教育教學(xué)規(guī)律和人才成長(zhǎng)規(guī)律，以學(xué)生成長(zhǎng)成才為中心，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)展能力，建設(shè)適應(yīng)新形勢(shì)的一流本科課程.

1 分析化學(xué)課程教學(xué)改革背景

分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息分析方法及相關(guān)理論的一門學(xué)科.它是上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院制藥工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程與工藝及高分子等本科專業(yè)的必修課程.該課程重在培養(yǎng)學(xué)生牢固樹立“量”的概念，使其掌握物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系等各類分析方法的原理和實(shí)驗(yàn)操作技能，以增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和分析能力.分析化學(xué)課程擔(dān)負(fù)著“眼睛”課程的作用，在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)和新能源等新興領(lǐng)域發(fā)揮著十分重要的作用.現(xiàn)代科學(xué)的最新研究極大地豐富了分析化學(xué)的內(nèi)容.目前分析化學(xué)課程教學(xué)面臨的主要問(wèn)題有：

(1)分析化學(xué)知識(shí)覆蓋面廣、內(nèi)容繁雜、理論與實(shí)踐脫節(jié)等，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收和應(yīng)用.如何在有限的課時(shí)內(nèi)使知識(shí)系統(tǒng)化、完整化、實(shí)踐化，是分析化學(xué)課程教學(xué)首要思考和解決的問(wèn)題.

(2)網(wǎng)絡(luò)世界豐富多彩，在智能手機(jī)如此便捷的今天，海量信息沖擊著學(xué)生的思想.如何在分析化學(xué)課程教學(xué)中融入思政教育，有效地引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，突出“立德樹人”，如何引進(jìn)最新技術(shù)和科研成果實(shí)現(xiàn)“科研育人”，是目前分析化學(xué)課程教學(xué)亟須解決的問(wèn)題.

(3)分析化學(xué)知識(shí)理論抽象，公式和推導(dǎo)較多，且每次課講授的內(nèi)容較多，導(dǎo)致大一新生很難適應(yīng)，學(xué)習(xí)壓力倍增，學(xué)習(xí)興趣下降.因此，創(chuàng)新分析化學(xué)課程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性勢(shì)在必行.

基于上述問(wèn)題，上海工程技術(shù)大學(xué)全面深化開展課程體系改革、教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)形式改革，倡導(dǎo)專業(yè)使命與價(jià)值引領(lǐng)相融合，專業(yè)教學(xué)與課程育人相融合，打造“學(xué)生中心，產(chǎn)出導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的一流分析化學(xué)課程(圖1)，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生遵循認(rèn)知規(guī)律，引領(lǐng)學(xué)生的思維向全面、深刻的方向發(fā)展.

圖1 一流本科教育背景下的分析化學(xué)課程Fig.1 The analytical chemistry course in the view of first-class undergraduate education

2 分析化學(xué)課程教學(xué)模式改革

2.1 打造分析化學(xué)新型教學(xué)體系

分析化學(xué)課程的基本內(nèi)容包括誤差及分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理、滴定分析、酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法.分析化學(xué)課程學(xué)習(xí)的目的是使學(xué)生掌握分析化學(xué)的基本知識(shí)和基本原理，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決化學(xué)問(wèn)題的初步能力.了解分析化學(xué)學(xué)科的整體特點(diǎn)是學(xué)好分析化學(xué)的必要條件.根據(jù)新形勢(shì)下人才培養(yǎng)的要求，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了新的分析化學(xué)課程教學(xué)體系，通過(guò)優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容與課程體系，以及分析化學(xué)課程核心教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，打造優(yōu)化“以學(xué)生為中心”的立體化教學(xué)體系，開展以課堂、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)驗(yàn)室“三位一體”多樣化教學(xué).該體系由理論教學(xué)主課程、理論教學(xué)系列子課程、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、教學(xué)資料庫(kù)等構(gòu)成.其中，很多子課程以單獨(dú)設(shè)課、綜合設(shè)課或講座等形式開展.作為分析化學(xué)課程的教師，應(yīng)在知識(shí)傳授中引出分析化學(xué)產(chǎn)生的時(shí)代背景、發(fā)展的歷史軌跡，從而拓寬學(xué)生的視野，啟發(fā)學(xué)生汲取滲透于化學(xué)知識(shí)中的科學(xué)思想；引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中注重知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的無(wú)機(jī)化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理學(xué)、物理化學(xué)等理論知識(shí)去理解分析化學(xué)中的問(wèn)題；超越教材，在充分了解學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外閱讀與思考，啟發(fā)他們把分析化學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)與自己的專業(yè)相聯(lián)系，使學(xué)生的思維馳騁于專業(yè)領(lǐng)域外更廣闊的空間.例如，在講授分析化學(xué)中的酸堿滴定這一章節(jié)時(shí)，教師可先一步步地引出酸堿電離理論、電子理論和質(zhì)子理論，通過(guò)酸堿理論的發(fā)展使學(xué)生逐漸形成化學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生深入思考酸堿的本質(zhì)，加深對(duì)酸堿理論的理解，并結(jié)合具體的應(yīng)用實(shí)例和生活常識(shí)，啟發(fā)學(xué)生深入理解一些本質(zhì)共性的問(wèn)題.如：如何通過(guò)酸堿平衡常數(shù)得出不同物質(zhì)水溶液的pH值，從而準(zhǔn)確判斷該物質(zhì)的酸堿性.通過(guò)這個(gè)案例使學(xué)生理解如何利用分析化學(xué)的理論知識(shí)來(lái)解決一些基本問(wèn)題.

2.2 融思政元素于分析化學(xué)課堂

教育是國(guó)之大計(jì)，教師要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同育人效應(yīng)[1].分析化學(xué)課程的知識(shí)體系、方法原理和實(shí)踐應(yīng)用等內(nèi)容蘊(yùn)藏著豐富的意識(shí)形態(tài)和思政元素，教師在教授分析化學(xué)課程時(shí)，應(yīng)深入挖掘?qū)W科知識(shí)所蘊(yùn)含的思想政治教育理論知識(shí)、價(jià)值理念等“思政元素”，并將科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)、邏輯思維等滲透到分析化學(xué)課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生知行合一、學(xué)以致用，達(dá)到學(xué)科知識(shí)與思政教育的融合，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程教學(xué)的教書與育人統(tǒng)一[2].為積極探索開展課程思政，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)分析化學(xué)課程的特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容中的思政元素進(jìn)行挖掘和分類，以立體化滲透課程思政為出發(fā)點(diǎn)科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，采用靈活的教學(xué)形式實(shí)現(xiàn)科學(xué)性與思想性的有機(jī)結(jié)合.具體做法是：挖掘思想政治素材，并將其以“化學(xué)家故事”“分析化學(xué)與哲學(xué)”“分析化學(xué)應(yīng)用”等模塊形式體現(xiàn)在實(shí)體課堂教學(xué)中(表1)，解讀融于分析化學(xué)知識(shí)中的價(jià)值觀和意識(shí)形態(tài).如：在分析化學(xué)課程教學(xué)中，教師可引入化學(xué)家的故事，介紹一些化學(xué)家的相關(guān)史實(shí)，使學(xué)生了解科學(xué)家們當(dāng)時(shí)的一些想法和做法，理解化學(xué)家的家國(guó)情懷，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是和勇于攀登的科學(xué)精神；在酸堿理論講授中，教師可通過(guò)化學(xué)史的介紹，一步步地引入阿倫尼烏斯酸堿電離理論、布朗斯特酸堿質(zhì)子理論和路易斯酸堿電子理論，說(shuō)明科學(xué)家對(duì)事物的認(rèn)識(shí)過(guò)程并不是一成不變的，而是用發(fā)展的眼光來(lái)看待的，從而引入哲學(xué)思維，如對(duì)立統(tǒng)一、共性與個(gè)性、量變和質(zhì)變的規(guī)律等辯證思維，幫助學(xué)生用普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)看待事物；在講授分析化學(xué)的應(yīng)用中，教師可以結(jié)合新冠疫情，從分析化學(xué)的角度介紹新冠病毒感染檢測(cè)方法(CT檢測(cè)和核酸檢測(cè))的區(qū)別，總結(jié)分析化學(xué)技術(shù)在疫情防控中所起的作用，并結(jié)合疫情防控中醫(yī)務(wù)人員的全力以赴、政府和民間多部門的協(xié)同作戰(zhàn)、群眾的全力配合和自我管理能力等進(jìn)行課程思政教育，激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)好科學(xué)本領(lǐng)，為祖國(guó)未來(lái)的發(fā)展作貢獻(xiàn).

表1 分析化學(xué)思政教學(xué)Tab.1 The ideological and political theory teaching of the analytical chemistry course

2.3 分析化學(xué)教學(xué)方法手段改革

2.3.1 引入案例

案例教學(xué)是一種以實(shí)踐案例為基礎(chǔ)，通過(guò)教師引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考來(lái)達(dá)到教學(xué)目的的一種教學(xué)方法[3-5].教師在課程教學(xué)中引入案例，可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)理論，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，從而大大提升教學(xué)效果.分析化學(xué)是不斷發(fā)展的學(xué)科，教師選擇與分析化學(xué)學(xué)科前沿相關(guān)的案例進(jìn)行教學(xué)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維、科學(xué)精神、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力等.如：在具體的教學(xué)中，教師可以先把學(xué)生分成若干3～5人的小組，讓他們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書館、期刊等查找資料，并對(duì)老師提出的案例所涉及的問(wèn)題進(jìn)行小組討論，然后再進(jìn)行課堂討論，從而提升學(xué)生的自主思考能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；設(shè)置病毒檢測(cè)案例(表2)，教師課前布置學(xué)生查閱文獻(xiàn)，并完成相關(guān)知識(shí)的自學(xué)，在課堂教學(xué)時(shí)有針對(duì)性地對(duì)病毒檢測(cè)進(jìn)行分析討論，科普病毒知識(shí)及其檢測(cè)技術(shù)，并把COVID-19檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)原理和檢測(cè)技術(shù)等闡述到分子層面，展現(xiàn)出分析化學(xué)課程的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)結(jié)合COVID-19檢測(cè)中的“假陰性”問(wèn)題，使學(xué)生明白分析質(zhì)量控制的重要性.這種案例教學(xué)可以使學(xué)生更加深刻地認(rèn)識(shí)分析化學(xué)的概念，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得參與感.這一過(guò)程更是一個(gè)師生共同探索的過(guò)程.又如：把科研案例引入分析化學(xué)課程教學(xué)中，設(shè)計(jì)納米材料在尿酸檢測(cè)中的應(yīng)用案例(表2)，教師可先安排學(xué)生自行查閱文獻(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生了解納米材料中類過(guò)氧化物酶的性質(zhì)[6]，然后介紹課題組的最新科研成果，使學(xué)生進(jìn)一步了解納米材料的應(yīng)用價(jià)值，從而激發(fā)他們的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力.

表2 分析化學(xué)案例教學(xué)Tab.2 Case study of the analytical chemistry course

2.3.2 引入信息技術(shù)教學(xué)資源

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下，數(shù)字化信息技術(shù)給傳統(tǒng)的教學(xué)模式帶來(lái)了前所未有的沖擊.上海工程技術(shù)大學(xué)利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)模式更新和教學(xué)資源開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的數(shù)字化和智能化，最終構(gòu)建了“開放、共享、交互、協(xié)作”的新型教學(xué)模式[7].根據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”課程特征與需求，上海工程技術(shù)大學(xué)分析化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)各專業(yè)分析化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)和基本要求構(gòu)建了在線開放式分析化學(xué)MOOC課程[8]，并運(yùn)用學(xué)習(xí)通等新媒介資源構(gòu)建了新型的智能化多元化三維立體課程教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái).通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，教師和學(xué)生可進(jìn)行簽到、討論、考試、搶答、問(wèn)卷等活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)有效互動(dòng).同時(shí)，本教學(xué)團(tuán)隊(duì)以分析化學(xué)的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)作為單元，錄制課程短視頻和習(xí)題講解視頻，并將視頻上傳至平臺(tái).通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，學(xué)生可以隨時(shí)從系統(tǒng)中索取分析化學(xué)的背景知識(shí)和習(xí)題等資源，大大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性.通過(guò)利用“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下信息技術(shù)教學(xué)資源的智能化課程教學(xué)系統(tǒng)，可以促使學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，拓展和延伸課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增加師生之間的互動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)感，達(dá)到“課前自學(xué)引導(dǎo)、課上實(shí)時(shí)反饋、課后學(xué)情監(jiān)督”的目標(biāo).

3 結(jié) 論

本文結(jié)合“一流本科教育”的背景，對(duì)分析化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方式進(jìn)行了綜合改革：通過(guò)優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容與課程體系，構(gòu)架核心教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，突出課程思政及學(xué)科前沿，使學(xué)生的知識(shí)能力素質(zhì)達(dá)到有機(jī)融合；通過(guò)搭建傳統(tǒng)紙質(zhì)教材和在線課程混合的線上線下立體化教學(xué)資源，構(gòu)建以實(shí)體課堂為主、在線學(xué)習(xí)為輔的混合型教學(xué)模式；通過(guò)優(yōu)化案例教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主、探究、合作的學(xué)習(xí)形式主動(dòng)獲取知識(shí)、能力，體現(xiàn)課程的創(chuàng)新性，從而構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，有效提升分析化學(xué)課程教學(xué)效果.