基于金課建設的“分析化學”課程探索

楊艷

摘 要：“分析化學”作為大學化學及相關專業的核心基礎課程，可從融入思政教育、結合先進科技、培養學生思維能力等方向優化課程教學內容，利用線上+線下配合等多種方式豐富教學形式，結合實際情況和地方資源優化教學課件，從而實現金課的打造和建設。

關鍵詞：金課；“分析化學”；課程探索

2018年，時任教育部部長陳寶生提出，要把“水課”變成有深度、有難度、有挑戰度的“金課”。李志義[1]詳細解讀了金課的特征。時任教育部高教司司長吳巖[2]概括和總結了金課的特征，即“二性一度”—高階性、創新性和挑戰度，要求在教學內容、教學形式上有一定創新，提升課程難度，強調培養學生解決復雜問題的綜合能力和思維?！胺治龌瘜W”作為本科化學教育專業、應用化學專業、化工專業等與化學相關專業的核心基礎課程，著力于研究物質的化學組成、含量與結構的分析方法及相關理論。該課程的培養目標是學生通過學習課程內容掌握分析化學的基本原理和分析方法，形成嚴肅認真、嚴謹細致、實事求是的科學態度，并初步形成分析問題和解決問題的能力。高質量的金課是實現該目標的重要載體和工具。本研究以金課為建設目標，對“分析化學”課程的教學內容、教學方式、課件建設等方面進行積極探索。

1?優化并整合教學內容，體現素質教育

1.1? 立足于知識本體，結合時代特點和大事件，融入思政教育

在黨的十九大報告中，習近平總書記[3]強調：“要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務?！薄傲⒌聵淙恕笔墙逃囵B的根本任務，包含社會主義核心價值觀、大學生核心素養、學科核心素養。教師應以“立德樹人”為出發點，立足于本課程的知識本體，結合學科特點，巧妙灌輸課堂思政，將思政內容融入知識教學中，提高學生的核心素養。比如在“分析化學的作用”這一教學內容中，筆者融入了2021年5月15日“中國探測器天問一號著陸火星表面”這一重大航天事件，展現了我國在太空領域的一大進步，通過給學生科普“天問一號”探測器上攜帶的各種化學分析設備以及航天人在科研過程中的各種艱辛，讓學生充分意識到分析化學在宇宙探索中的重要性，不但要重視分析化學的學習，更要堅持科技獨立自主、自力更生。

在以習近平總書記為中心的黨中央的帶領下，我國經受住了一波又一波的新冠感染，經濟快速恢復，社會生活正常穩定。在介紹“分析化學的任務”時，可結合定性和定量的概念，給學生科普核酸檢測的原理是基于實時定量聚合酶鏈式反應定性和定量分析新冠病毒的特異性核酸序列[4]，讓學生明確定性和定量的區別與作用。同時，在教學中強調中國共產黨的領導、國家的協調管理和科學的防治方法相結合才是戰勝病毒的關鍵。通過結合時代大事件，一方面讓學生意識到中國共產黨領導的重要意義，感受中國特色社會主義的優越性；另一方面燃起學生“為中華之崛起而讀書”的熱情，激發學生的民族自豪感、愛國熱情，充分體現教學內容的高階性、創新性。教師應時刻關注社會生活中與分析化學相關的事件，潤物細無聲般將思政與知識融合，既要結合時代特點和時事政治，又要體現學科特點，這對教學內容的優化提出了一定的挑戰。此外，在分析化學實驗教學中，教師要有意識地培養學生的科學素養，不僅要教授分析化學的基本實驗原理，更要向學生強調實驗記錄的重要性，教會學生以事實為基礎、以數據為支撐，尊重科學，規范記錄，培養學生認真負責、實事求是的科學態度，將思政工作融入理論教學和實驗教學中。

1.2? 緊跟時代和科技的發展趨勢

“分析化學”是一門有著明顯“應用”特征的課程，雖然課程內容更多涉及化學分析和儀器分析的基本原理，但社會進步與其技術的發展息息相關，許多在現實生活中涌現的相關新技術、新儀器、新方法都應被納入教學內容中。對內，教師應深挖專業知識，提高自己的閱讀量，無論是本學科的相關書籍，還是國內外相關論文，都應積極涉獵，不要局限于教科書；對外，教師應密切關注本學科的發展情況，尤其是科技前沿動態、技術革新，將與本學科相關的新技術、新內容融入知識點中，能拓展學生的視野，在一定程度上為學生打開學習思路。比如在進行“分析方法的分類”教學時，教師可圍繞“2022年諾貝爾化學獎”這一事件展開，充分體現教學內容的高階性：2022年諾貝爾化學獎頒給了Carolyn R.Bertozzi、Morten Meldal、K. Barry Sharpless，表彰他們在點擊化學以及生物正交化學發展中的貢獻[5]。生物正交化學的研究離不開分析化學中的儀器分析方法。楊麥云等[6]的研究顯示，生物正交化學反應的研究涉及光譜、質譜、電化學等多種分析檢測方法，通過這些分析檢測方法對生物正交化學反應的原理、效果、差異進行研究，能挑選出合適的生物正交化學反應。光譜、質譜、電化學分析等儀器分析方法也是分析化學的重要內容。通過介紹分析化學在科學技術發展中的作用，尤其是結合最新的科技成果，一方面能讓學生意識到本課程的重要性及其在科學技術領域的先進性，另一方面能使學生對分析化學產生濃厚的興趣。

1.3? 注重梳理知識內在邏輯，培養學生的思維能力

化學學科知識較為細碎繁雜，但是知識點與知識點之間有著嚴密的內在邏輯。教師要用心梳理知識的內在邏輯、理清知識脈絡，對教學內容進行整體設計，引導學生在學習過程中培養科學的邏輯思維能力。這就要求教師認真思考如何讓學生在掌握知識點的基礎上進一步提升，對教學內容的設計、實施和完成提出了更大的挑戰性。教師可以利用思維導圖培養學生的發散思維，在教學中引導學生從基本概念、原理（理論）、定性方法、定量方法、誤差分析和應用等方面梳理每種分析方法，將相關知識點羅列在導圖上，方便學生尋找知識點之間的關聯；還可以利用樹狀圖、流程圖、數據表等形式，對原理相似的分析化學方法進行多方位、多角度的對比，分析其聯系與區別，內化知識點。比如，教師可引導學生對酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法、沉淀滴定法的滴定原理進行對比，內容包括指示劑的變色原理、理論變色點、變色范圍、選擇原則、滴定曲線、滴定過程計算公式、影響突躍范圍的因素等，通過研究其區別與聯系，讓學生自己發現并總結出滴定原理的共性：都是根據滴定突躍范圍和指示劑的變色范圍選擇合適的指示劑，根據指示劑變色情況確定終點，進而求出待測物含量。指示劑的選擇標準是理論變色點接近滴定終點。滴定原理的區別在于不同滴定反應類型的具體影響因素、計算公式略有差異。通過研究影響突躍范圍的因素進一步引導學生思考準確滴定和分別滴定的控制因素，引入下一內容：準確滴定和分別滴定判別式。通過此類分析和總結，教師可培養學生的聚合思維；利用已有原理推導出指導實際應用的方法或公式，培養學生的發散思維；將知識點分類或整合，建立屬于自己的知識體系，并將其條理化、系統化，培養學生的邏輯思維。

2?豐富教學形式，線上課堂與線下課堂互為補充

2.1? 采用多元化教學方式完善線下教學

2.1.1? 靈活開展討論式教學

討論式教學是以討論學習為主的教學方式[7]，可以在導課時引入，達到溫故知新的目的；也可以在知識的銜接點展開，對知識點起到承前啟后的作用。在討論式教學中，如何設計討論的問題是核心。問題應該具有高度關聯性、連續性和一定的思考深度，促使學生進一步思考和討論，可以體現思維的梯度，不能盲目隨意。那些可以直接從教材中找到答案、學生不需要獨立思考的問題無法引起討論，應該盡量避免。教師通過設計合理的問題引起學生思考，學生則通過查找資料或結合課程內容進行預習、復習。在課堂上，師生之間、學生之間相互討論，最終達到理解并構建知識體系、培養能力、激發學習興趣的目的。比如，在教授“氣相色譜和液相色譜”時，教師可以問學生“液相色譜是繼氣相色譜之后才發展起來的，那它是否可以取代氣相色譜”，先引起學生的討論，再進一步問“為什么”。通過引導學生對氣相色譜和液相色譜的分析對象進行討論和分析，可以探討出二者分析對象的不同，自然不能相互取代。這時再進一步提出問題“造成分析對象不同的原因是什么”，引導學生對二者的分離原理進行探討，剖析其相同點和不同點，最終從原理、特點、儀器構件到應用完成對氣相色譜和液相色譜的知識重構。

2.1.2? 巧妙運用體驗式教學

馬麗娜等[8]認為，體驗式教學是指由教師創設教育情境，有計劃、有目的地開展教學活動，引導學生感知世界的豐富性、體悟知識的實踐性，培養學生獨立審視問題的能力。體驗式教學的核心在于根據教學內容創設合理的教學情境，讓學生在教學中形成感性的認識，最終將體驗轉化和融入自己的知識體系中。課后，教師可以利用多種方式進行“體驗式教學”。比如有條件的高?？梢岳锰摂M仿真技術搭建“虛擬實驗室”進行教學，學生在電腦上進行仿真操作，獲得更多感性體驗；還可以帶領學生走入各類分析檢測實驗室，實地感受分析測試方法和操作。在課堂上，教師可以創設情境，讓學生以角色身份體驗、展開思考。比如針對原子吸收光譜儀結構的教學，由于學生已在前期認識了氣相色譜儀、液相色譜儀、可見分光光度計等儀器，對儀器內部結構有了一定了解，筆者在教學時創設了一個“儀器工程師工作室”情境，將學生代入“工程師”的角色假設中，請“工程師”根據儀器的工作原理設計原子吸收光譜儀內部結構，讓學生思考得出光源系統、分光系統、原子化系統、檢測系統等關鍵部件；再進一步引導學生思考如何將每個部件細節化，兼顧性能、環保、性價比等要求，找到最合適的材質、最科學的造型、最完善的結構，最終實現空心陰極燈作光源、光柵作分光系統、石墨爐作子化系統等知識點的教學。通過創設一定情境和角色，讓學生模擬體驗儀器結構設計過程，從而完成對儀器內部結構知識的感性認識，這種體驗式教學可以提高教學效果。

2.2? 豐富線上課堂，與線下課堂互為補充

在互聯網時代，大型開放式網絡課程（Massive Open Online Courses，MOOC）、校內自建網課平臺、學習通等學習App成為網絡課堂的重要資源，也成為線下課堂的有效補充。通過MOOC或校內自建網課平臺，學生可以提前自主學習視頻內容，記錄重難點和自己難以解決的問題，再通過教師在線上課堂的解答加深了解，有的放矢地學習重難點。比如筆者使用超星學習通App輔助教學，通過其“簽到”“選人”“搶答”“調查問卷”“投票”“討論”等功能拓展了與學生的互動模式，利用其“隨堂練習”“作業”等功能進行知識鞏固和加強，利用其“同步課堂”“速課”等功能實現線上授課和線下復播。但是，MOOC、學習通等線上課堂也有局限性和不足，比如課程完成率低、課程管理模式單一、對學習者獨立學習能力的要求較高等[9]，同時對大學生的自律能力提出了較高的要求。

3?結合實際情況和地方資源優化課件，提升教學效果

3.1? 與具體使用的教材內容配合

課件是保證教學高效有序完成的載體和工具，而PPT作為常用的課件形式之一，得到了充分的應用和發展。隨著網絡資源的普遍應用，“分析化學”這類專業基礎課在網絡中有著大量PPT等課件資源。一方面，教師應積極借鑒和參考其他優秀教師制作的PPT；另一方面，豐富的網絡資源導致部分教師習慣從網絡中下載相同或相似課程的PPT直接使用，而制作精良的PPT可以借鑒，但不適合直接使用。首先，網絡上的PPT內容不一定與教師所使用的教材內容一致，往往會出現內容不符或順序顛倒等問題。其次，網絡中部分課程PPT質量低下，不但加有水印、缺少層層遞進表現內容的動畫，甚至直接把所有內容都以截圖的方式展現。這樣的PPT不適合用于正常的課堂教學。最后，PPT不僅是教學語言的強化、教學內容的體現，更是表現教師個人思維特征的重要工具，絕不是他人思維和內容的復制粘貼，應體現出教師個人的教學設計、思想意識、文化內涵等。

3.2? 結合地方資源，貼近學生的社會生活環境

課件要真正為教師所用，則需要根據學情、教材內容、學科特點進行修改和調整，聯系實際，與教學目標、教學大綱、教學進程保持一致。在“分析化學”課程教學中，教師應積極融入具有民族特色、地方特色、產業特色的教學素材。比如貴州蠟染涉及氧化還原反應，可據此探討氧化還原的滴定分析方法；貴州的磷化工產業涉及產品定量測定方法，比如貴州平塘的牙舟陶涉及磷礦對牙舟陶土煅燒性能的影響[10]，可結合儀器分析進行教學等。

3.3? 引發學生思考，培養學生的邏輯思維能力

在制作課件時，教師要注重提高學生的接受度和感知度，不要簡單地、平鋪直敘地展示教學內容，應在PPT中設計一環接一環的思考提問，激發學生的興趣，推動學生漸進地思考問題、解決問題，進一步鼓勵學生在現有分析方法的基礎上嘗試改善、提高，真正讓課件為學生素質、思維、能力的培養服務。教師在制作課件時不僅要考慮PPT色彩是否豐富、動畫特效是否到位，更要根據學生特點、學科特點、教材特點進行內容和重難點調整，一味照搬他人課件，再好看的PPT也是華而不實。

4?結語

金課建設是一個長期的過程，“分析化學”課程在此過程中需要不斷吸納各種新的教學方式，優化教學設計，完善教學課件，引導和鼓勵學生對現有知識進行思考、判斷、總結、靈活運用以及創新，激發學生鉆研學習的潛能，把“分析化學”建設成真正體現“二性一度”的優質課程。

[參考文獻]

[1]李志義.“水課”與“金課”之我見[J].中國大學教學，2018（12）：24-29.

[2]吳巖.建設中國“金課”[J].中國大學教學，2018（12）：4-9.

[3]習近平.決勝全面建成小康社會 奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利：在中國共產黨第十九次全國代表大會上的講話[M].北京：人民出版社，2017.

[4]吳靜，戚洪彬，王英濱.化學教學新課堂：科學抗疫中的化學知識[J].大學化學，2020（12）：101-109.

[5]光明網.三名科學家分享2022年諾貝爾化學獎[EB/OL].（2022-10-06）[2023-06-20].http：//m.gmw.cn/baijia/2022-10/06/36067640.html.

[6]楊麥云，陳鵬.生物正交標記反應研究進展[J].化學學報，2015（8）：783-792.

[7]徐曉美，石靜，孫寧，等.大學討論式教學實施探討[J].當代教育實踐與教學研究，2017（8）：192-193.

[8]馬麗娜，南紀穩.探究體驗式教學[J].當代教育論壇，2007（6）：70-71.

[9]黃鋒.基于MOOC與學習通的混合式教學模式應用研究—以《汽車營銷》課程為例[J].中國教育信息化，2019（11）：90-93.

[10]阮代錟，周駿宏，林玲，等.磷礦對牙舟陶土煅燒性能的影響研究[J].無機鹽工業，2022（6）：89-83.

Exploration of “Analytical Chemistry” based on the construction of excellent courses

Yang Yan

（School of Chemistry and Chemical Engineering， Qiannan Normal University for Nationalities， Duyun 558000， China）

Abstract：As the core basic course of college chemistry and related majors， “Analytical Chemistry” can optimize the course content from the direction of integrating ideological and political education， combining advanced technology， cultivating students thinking ability， enrich the teaching forms by using online+offline cooperation and other ways， and optimize the teaching courseware in combination with the actual situation and local resources， so as to realize the creation and construction of golden courses.

Key words： excellent courses; “Analytical Chemistry”; course exploration