魏淑偉，吳鴻偉，王登峰，張學蘭

（棗莊學院化學化工與材料科學學院，山東棗莊 277160）

隨著我國經濟和科技的迅速發(fā)展，培養(yǎng)具有一流創(chuàng)新素質和實踐能力的應用型創(chuàng)新人才已成為當今高等教育改革的主題[1]?！秶抑虚L期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》也明確提出在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中教育發(fā)揮重要作用[2]?；趧?chuàng)新人才的培養(yǎng)，分析化學實驗教學課程目標強調通過實驗培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力。實現這一目標必須對傳統(tǒng)的教學模式進行全面改革，構建“以學生為中心”的教學模式，驅動學生的學習主動性。當前在分析化學實驗教學過程中，仍采用開設驗證性實驗培養(yǎng)學生基本操作、觀察實驗現象、總結實驗結果、解決預定性實驗問題的能力，顯然無法滿足新時代對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求[3]。因此，在新的歷史時代背景下，分析化學實驗教學應主動應時而變，積極探索適應現代社會發(fā)展和學生身心發(fā)展的教育模式，大膽進行教學創(chuàng)新，培養(yǎng)一流人才。為此，我校分析化學實驗課程教學構建了“一個核心，三個策略”的課程教學創(chuàng)新體系（如圖1），落實了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的根本任務，解決了課程發(fā)展中的關鍵問題。

圖1 分析化學實驗課程體系構圖

1 核心-課程教學理念創(chuàng)新

教學創(chuàng)新必須堅持“學生為中心”的理念，以學生個體認知為本，尊重學生發(fā)展規(guī)律，同時考量未來社會對于創(chuàng)新復合型人才的需求，教師需通過改變教學思維，引導學生自覺主動學習。因此，轉變教學理念是教學創(chuàng)新的基礎，教師只有深刻理解教學創(chuàng)新理念內涵，“以學生為中心”，關注學生的學習和成長，才能把提升學生個體的能力和素養(yǎng)貫穿于日常的實驗課程教學中。教學中，教師如何教，“教”要用新手段，教師要積極學習先進的教學技能，提升信息化素養(yǎng)和教學能力，拓寬教學方式，推進教學質量整體提升，做好學生學習過程中的引路人。因此，教師應該根據課程目標和學生個體特點，創(chuàng)新教學理念，充分挖掘學生潛能，讓學生對課程有新鮮感、危機感和成就感，采取先進課程教學模式、靈活多元的教學方法和考核方法組織教學[4]，將“立德樹人”貫穿整個教學活動的始終，實現課程教學目標和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

2 策略1-課程教學內容創(chuàng)新

教學內容的優(yōu)化是提高教學質量的前提。我校分析化學實驗教學團隊經過十多年不斷的教學改革，形成了“基礎型-綜合型-設計型-研究型”由淺入深的多層次教學體系（見圖2）[5]，讓學生的學習不僅體現在書本知識，同時也走進社會和生活。這種多層次課堂內外的實驗教學體系，既保基礎又重前沿，讓學習不僅發(fā)生在遠離現實社會的教室里，更發(fā)生于學生熟悉的生活和實踐中，激發(fā)自主學習熱情，在化學專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮了積極作用，也達到了夯實基礎和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)并重的目的。

圖2 “基礎型-綜合型-設計型-研究型”教學體系（75學時）

其中，基礎型實驗占比31%，以驗證實驗為主，重點培養(yǎng)學生的基本實驗技能，強調操作規(guī)范化，加深對理論知識的理解；綜合型實驗占比23%，突出學生的主體作用和教師主導作用，培養(yǎng)學生對所學理論知識的綜合運用和拓展能力；設計型實驗占比33%，提高學生分析解決問題和理論與實踐結合的能力，全面培養(yǎng)學生綜合素質；研究型實驗占比13%，重點培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維、團隊協(xié)作精神等基本科研素質。這種多層次的教學內容，幫助學生把課堂中的理論知識轉化成在實踐中解決真實問題的能力，提高學生的專業(yè)自豪感和學習熱情。

3 策略2-課程教學模式創(chuàng)新

基于分析化學實驗課的現狀分析，我們不斷思考如何提升學生的主動性，激發(fā)學生對知識探索的欲望。高速發(fā)展的數字資源給我們提供廣闊的天地，拓展了教學空間，實現實驗教學的信息化和智能化。為此，運用“智慧教學”平臺，采取“線上+線下融合”的智慧教學模式，構建了一種“課前導學（預習分析-設計教學內容）-課中翻轉（課中實時評價-個性化指導）-課后鞏固（教學反思-能力拓展）”的“學生為中心，教師為主導”的環(huán)環(huán)相扣、循環(huán)教學流程（如圖3），形成貫穿“課前+課中+課后”的閉環(huán)學習，同時使學生形成“學之即起，興趣為始，善用為本，促心靈發(fā)展”的學習模式，以期達成培養(yǎng)學生科學探究思維和創(chuàng)新思辨能力的目標，并使教學方法得到推廣。下面主要以“胃舒平”藥片中鋁、鎂含量的測定為例進行介紹。

圖3 分析化學實驗線上-線下混合式教學模式

3.1 線上式課前導學

實驗課前，教師利用慕課、微視頻、虛擬實驗、課件、自測題等多形態(tài)呈現的“雨課堂”網絡平臺教學資源引導學生進行課前預習，“雨”時俱進，保證學生時時可學習，處處可學習，為進入實驗室夯實基礎，進一步提高了線下實驗教學效率。

預習時，教師有針對性地對實驗中的關鍵點提出問題，讓學生在預習實驗階段通過解決問題掌握實驗的基本原理，同時形成學習問題，進而培養(yǎng)學生的自主學習能力。如，為什么胃舒平藥品要稱取大樣混勻后再分取部分試樣進行實驗?

用EDTA 標準溶液直接滴定鋁，為什么?當多種離子共存時，如何實現分別測定？在分離鋁后的濾液中測定鎂，加入三乙醇胺溶液的目的? 學生通過電子學習資源的理解吸收，形成學習問題，針對性攻克或通過微信或通過QQ群交流反饋給指導教師。另外，鞏固線上預習效果，學生需完成線上預習客觀題，平臺自動批改。依據線上教學平臺提供的學生預習情況分析，教師進行學情分析，有針對性地對課堂教學內容進行規(guī)劃設計，同時，通過“三鹿奶粉事件”網絡視頻觀看，讓學生產生情感的共鳴，樹立強烈的職業(yè)道德觀，激發(fā)學習分析化學實驗的興趣。

3.2 翻轉式課中教學

根據線上預習學生基本掌握實驗原理及相關儀器的使用方法。這時，實驗講授采用“翻轉式”課堂教學，引導學生主動參與學習，讓學生變身為“小老師”，實行“學生助教”制。教師拋磚引玉給助教，助教組織課堂討論，將實驗的關鍵點通過探究、分析、思辨、交流等活動[6]傳遞給學生，既利于學生獨立思考，小組合作學習，又實現對基本理論的透徹理解。如，Mg2+測定，為何加過量六亞甲基四胺加熱后，需冷卻后再過濾？助教帶領同學探究原因，分析加熱和不加熱可能會產生的結果，引導同學們踴躍發(fā)言。討論交流的過程中有同學發(fā)出疑問，過濾的濾紙需要何種規(guī)格，可以減少沉淀的流失，提高實驗的效率等。對助教指導有難度的問題，教師靈活指導，適時穿插介紹本實驗相關的前沿并做到理論聯系實際，拓展學生的知識廣度，使學生“學有所用”，激發(fā)專業(yè)自豪感和學習熱情。該方式讓學生作為“教師”在“教”的過程中要學會學習，深刻理解實驗內容及涉及到的相關學科知識。這種學生由被動學習到主動學習的轉變，使師生之間能夠進行多維度交流，營造和諧師生關系，從而進一步提升了學生學習的內驅力，促進了學生的自主學習，同時也讓教師作為“聽者”在學習的過程中拓寬“教”的思路，真正做到教學相長[7]。

實驗操作環(huán)節(jié)中，教師和助教巡回觀察并糾正學生操作錯誤，由學生自主完成實驗，并上傳實驗操作視頻到雨課堂，下次上課由同學點評。實驗結果由實驗老師當堂批閱，課后完成實驗報告的書寫。

3.3 反思式課后鞏固

課后對學生操作中的細節(jié)、得到不同實驗現象的原因以及數據的處理等等進行討論。中藥典規(guī)定胃舒平藥品中Al2O3含量不小于0.116 g/片，MgO 含量不小于0.020 g/片，而學生實驗數據Al2O3含量普遍小于真值，MgO 含量個別同學大于真值。通過QQ 群對當天的實驗進行線上討論分析，總結原因可能是由于：①取樣不均勻；②樣品前處理過程中，有部分未溶；③返滴定測鋁時，EDTA與鋁反應不完全；④分離鋁測鎂時，加熱時間控制不當，導致鋁分離不徹底；⑤測鎂時溶液酸度調節(jié)有誤，導致鎂提前沉淀，測定結果偏低等。通過及時回顧當天實驗，有利于學生及時發(fā)現不足并改正，并進一步挖掘實驗現象背后的理論根基，加深對基礎理論的理解和掌握。

對數據處理和實驗報告撰寫的討論，能有效培養(yǎng)學生正確歸納和綜合處理數據的能力，培養(yǎng)用科學的語言表達實驗結果的能力[8]。通過填寫實驗報告，學生可以反思自己的全部實驗過程，并對自己掌握的情況作出評價。學生根據評價結果，尋找原因，快速提升實驗技能，提高了學生分析解決問題的能力。

課后，留給學生思考和拓展知識的空間。在雨課堂教學平臺加入和本實驗相關的考研、化學學科競賽、科研訓練項目及學科前沿等知識的內容，如讓學生設計酸堿滴定測鎂鋁含量的方法，查閱文獻了解原子吸收測定金屬離子的方法，充分拓展與本實驗相關的課外內容。

4 策略3-多元化教學評價

為了提高學生在整個學習過程中的積極主動性，建立過程性與終結性相結合的多元化考核評價方式，全面跟蹤整個學習過程，引導學生改變學習觀。具體考評方法：線上預習及交流（10%）+實驗過程及操作（25%）+實驗報告及反思（25%）+ 課堂交流和課后作業(yè)（10%）+助教（10%）+ 期末考試（20%）。這種成績評定方式能很好地體現學生的學習態(tài)度、技能規(guī)范性和知識達成度，同時可以輔助培養(yǎng)學生的基本科研態(tài)度，突出對創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)的考核[9]，與“互聯網+教學”模式相得益彰，從而促進教學質量的提高。

5 課程教學創(chuàng)新的應用

實踐表明，“一個核心，三個策略”的課程教學體系的實施實現了“以學生為中心”的教學觀念的轉變，從“要我學”變成“我要學”，提高了學生學習的積極性，活躍了課堂教學氣氛，融洽了教師與學生之間的關系，在一定程度上大大提高了教學質量。利用問卷調查我院2020 級化學專業(yè)和應用化學專業(yè)82 名學生，對分析化學實驗課“滿意”以上為97.9%。通過該課程的學習，滿滿的獲得感增加了學生對科學研究的興趣，使之愿意積極投入到教師的研究項目中。分析化學教學團隊指導學生獲得省部級以上獎勵5項，大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃26 項，開拓了學生的視野，培養(yǎng)了科研創(chuàng)新能力，達到”潤物無聲“的效果。

6 結論

分析化學實驗課程堅持“學生中心、問題導向、創(chuàng)新實踐”的實驗教學理念，通過教師創(chuàng)新教學理念，優(yōu)化實驗教學內容，改革實驗教學方式及優(yōu)化實驗考核方式等策略建立了分析化學實驗教學新模式，同時將先進教學手段引入實驗課堂，使學生從“以知識和考試為導向的學習”轉變?yōu)椤盀榻鉀Q社會中存在的實際問題而學習”，實現了知識向能力轉化的提升，為應用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)打下堅實的基礎。今后工作中，我們要緊跟時代步伐，針對學科前沿發(fā)展及時更新教學內容，進一步提高分析化學實驗課程的教學質量。