瞿曉玲 趙旭光 趙三銀 張儲(chǔ)君

摘 要：針對(duì)地方院校硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在培養(yǎng)模式與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、教學(xué)方法陳舊以及考核標(biāo)準(zhǔn)不合理等問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及教學(xué)法等方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐。始終貫徹以學(xué)生為中心的思想，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性以及培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐的能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：硅酸鹽分析化學(xué)；教學(xué)改革；創(chuàng)新應(yīng)用型

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）18-0036-03

Abstract： In the light of the problems existing in the experimental teaching of silicate analytical chemistry in local colleges and universities， such as the disconnection between the training mode and the actual production， the single experimental content， the obsolete teaching methods， and the unreasonable examination standards， etc.， the experiment teaching content， teaching mode and teaching method were reformed and practiced， thus arguing that we should always carry out the student-centered thought， fully mobilize the students' learning initiative and enthusiasm， as well as cultivate innovative ability and practical ability， and lay the foundation for the cultivation of innovative and applied talents.

Keywords： silicate analytical chemistry； teaching reform； innovative application

一、概述

硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校無(wú)機(jī)非金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干課程，是分析化學(xué)在硅酸鹽工業(yè)分析中的具體應(yīng)用[1，2]，與理論教學(xué)具有同等重要的地位。近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，各種硅酸鹽工業(yè)制品如水泥、玻璃、陶瓷等產(chǎn)量增速明顯，行業(yè)對(duì)具有扎實(shí)的硅酸鹽基礎(chǔ)知識(shí)、熟練的硅酸鹽分析技能以及較強(qiáng)的解決實(shí)際問(wèn)題能力的人才需求很大。根據(jù)韶關(guān)學(xué)院“特色鮮明，優(yōu)勢(shì)突出，面向基層，服務(wù)地方”的辦學(xué)宗旨，加快我校硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，對(duì)于提高教師自身教學(xué)實(shí)踐水平，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、專(zhuān)業(yè)技能以及綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新應(yīng)用能力的硅酸鹽化學(xué)分析人才具有積極的意義。為此，我們?cè)诒菊n程教學(xué)中進(jìn)行了一系列富有成效的改革探索，建立了硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)完整體系，為學(xué)生的個(gè)性發(fā)展與素質(zhì)和能力培養(yǎng)創(chuàng)造了良好的條件與環(huán)境，為學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)搭建了廣闊的平臺(tái)。

二、教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題

由于硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般涉及多學(xué)科知識(shí)，且與實(shí)際聯(lián)系緊密，因此對(duì)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)踐動(dòng)手能力要求較高。雖然，之前借鑒分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一些經(jīng)驗(yàn)也對(duì)硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行了相應(yīng)的改革，如對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)等。但教學(xué)效果還不能令人滿意。主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（一）培養(yǎng)模式與實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)

硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置根本宗旨是服務(wù)企業(yè)，但從學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果以及畢業(yè)生信息跟蹤調(diào)查和企業(yè)對(duì)學(xué)生反饋信息中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生缺乏綜合分析解決問(wèn)題的能力。主要原因是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏重基本操作，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)只是簡(jiǎn)單模仿和照本宣科。而硅酸鹽工業(yè)原料及制品本身成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較強(qiáng)的綜合分析能力，因此學(xué)生實(shí)際工作遇到問(wèn)題不知從何下手，感到無(wú)能為力。如硅酸鹽試樣的鐵鋁含量滴定中，硅對(duì)鐵、鋁元素的干擾，鐵對(duì)鋁元素測(cè)定的干擾在非實(shí)際樣品的基礎(chǔ)操作中是不需要考慮的。不僅如此，不同硅酸鹽試樣，考慮試樣本身特點(diǎn)和其干擾程度，處理干擾的方法選取也不同，需要測(cè)試人員對(duì)試樣組成非常熟悉，并對(duì)分析方法十分了解，再加上熟練的分析操作過(guò)程，才能完全一個(gè)實(shí)際硅酸鹽樣品的分析測(cè)定工作。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、缺乏創(chuàng)新

目前該課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上是化學(xué)專(zhuān)業(yè)分析化學(xué)課程的縮減版，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是以傳統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，教學(xué)組織的格式化培養(yǎng)特征明顯，系統(tǒng)性特征不足。欲提高本專(zhuān)業(yè)學(xué)生硅酸鹽分析化學(xué)的實(shí)際操作技能和水平，則需要進(jìn)行大量重復(fù)而系統(tǒng)的實(shí)際硅酸鹽樣品的全分析實(shí)驗(yàn)，耗時(shí)很長(zhǎng)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織管理形式難以支撐課程培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此，需要更加靈活彈性地組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并探索和實(shí)施工作量的計(jì)算新方法。

（三）教學(xué)方法陳舊

教師在上實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，通常是講解很多實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)方法等，而且實(shí)驗(yàn)操作步驟解釋很清楚，甚至操作步驟演示一遍，這種以老師講解，演示操作為主的填鴨式教學(xué)方法，讓學(xué)生被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)感受不好，感覺(jué)實(shí)驗(yàn)課程枯燥乏味，只是機(jī)械的重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。而教學(xué)活動(dòng)是一種師生互動(dòng)式活動(dòng)，教師感受到學(xué)生學(xué)習(xí)積極性低也會(huì)影響到教師上課情緒，長(zhǎng)此以往，教師的主體地位和大學(xué)生的被動(dòng)消極狀態(tài)，導(dǎo)致大學(xué)生沒(méi)有主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)講授方法，使大學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得良好的體驗(yàn)，進(jìn)而自主學(xué)習(xí)獲取知識(shí)對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)顯得十分重要。

（四）考核標(biāo)準(zhǔn)不合理

實(shí)驗(yàn)考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的重要手段，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作考核，可以了解教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”的具體情況，為今后的教學(xué)決策提供可靠的依據(jù)，考核也對(duì)學(xué)生的“學(xué)”起到刺激和促進(jìn)作用。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考試一般選擇操作考試，或操作考試與理論筆試相結(jié)合的方式。要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成某一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，著重考核學(xué)生的操作能力和動(dòng)手能力。

三、創(chuàng)新應(yīng)用型教學(xué)改革

（一）課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化

以使本專(zhuān)業(yè)學(xué)生獲得國(guó)家頒發(fā)的硅酸鹽化學(xué)分析行業(yè)準(zhǔn)入資格為現(xiàn)實(shí)目標(biāo)，根據(jù)有所為、有所不為的工作思路，以分析化學(xué)為基礎(chǔ)、以現(xiàn)有的硅酸鹽專(zhuān)業(yè)分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本，組織課題組老師對(duì)現(xiàn)有的硅酸鹽分析課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選凝練、優(yōu)化重組，制訂與課程建設(shè)目標(biāo)相適應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)、編寫(xiě)具有本專(zhuān)業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)教材。突出課程教學(xué)的應(yīng)用性和針對(duì)性。

該項(xiàng)工作的主要內(nèi)容，一是課程標(biāo)準(zhǔn)制訂，二是實(shí)驗(yàn)教材（講義）編寫(xiě)。

在制定課程標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一是要對(duì)課程所涉及到的實(shí)際工作進(jìn)行調(diào)研，對(duì)課程準(zhǔn)確定位，確立課程的具體能力目標(biāo)，知識(shí)目標(biāo)； 二是確定課程設(shè)計(jì)的理念和思路；三是精心安排課程內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，注重理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的銜接，突出學(xué)生技能的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)完成課程總目標(biāo)的可行性和可操作性，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程不再是單一的學(xué)科化教學(xué)，而是瞄準(zhǔn)目標(biāo)，圍繞項(xiàng)目開(kāi)展的理實(shí)一體化教學(xué)。

目前，市面上未見(jiàn)與無(wú)機(jī)非金屬專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相契合的硅酸鹽工業(yè)分析專(zhuān)門(mén)教材，因此，在教材編寫(xiě)時(shí)，我們將本著廣譜和特色相結(jié)合的思路，結(jié)合我校無(wú)機(jī)非金屬科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事固體廢棄物高效利用的課題研究，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合凝練、優(yōu)選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)確定課時(shí)分配、有重點(diǎn)地進(jìn)行講解。同時(shí)根據(jù)畢業(yè)生就業(yè)調(diào)查的反饋結(jié)果，對(duì)講義不斷修訂，使得講義內(nèi)容與行業(yè)的當(dāng)前需求和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)相一致。

（二）探索和試行實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)新模式

本課程實(shí)驗(yàn)擬采用單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)——綜合分析實(shí)驗(yàn)_自擬方案實(shí)驗(yàn)三段式的教學(xué)模式[3-6]。第一階段的單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，主要完成分析天平稱量、容量器皿的使用、酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定操作等基本技能訓(xùn)練。該階段的教學(xué)要求是：掌握什么是正確操作，什么是錯(cuò)誤操作，獨(dú)立完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：自己配制標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，自行標(biāo)定，自己用。根據(jù)樣品中某組分的含量判斷操作誤差的大小。如此反復(fù)，使學(xué)生的基本操作技能熟練化，使標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制、標(biāo)定操作熟練化，并結(jié)合工廠分析控制項(xiàng)目實(shí)際選擇合適的單項(xiàng)測(cè)定練習(xí)。

第二階段的綜合實(shí)驗(yàn)，主要指導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行系統(tǒng)的組合運(yùn)用，完成硅酸鹽樣品（水泥熟料、生料、水泥、粘土、石灰石）中SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO含量的全分析，因?yàn)槭蔷C合分析，學(xué)生需要全面考慮，先做什么后做什么，測(cè)定時(shí)各組分之間是否存在干擾，怎樣有效地去除干擾。使學(xué)生初步具備硅酸鹽工廠化驗(yàn)室技術(shù)人員的基本技能，提高操作技巧。

第三階段自擬方案實(shí)驗(yàn)，可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課外大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練計(jì)劃、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)等有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生在類(lèi)似實(shí)際工作的場(chǎng)景下，獨(dú)立地對(duì)已知/未知目標(biāo)樣品進(jìn)行資料查閱、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和分析檢驗(yàn)，提高工作的熟練度和應(yīng)變性。

根據(jù)設(shè)想，在本課程建設(shè)的第一年，可實(shí)施單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)——綜合分析實(shí)驗(yàn)二段式的教學(xué)模式。以后再逐步過(guò)渡到單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)——綜合分析實(shí)驗(yàn)——自擬方案實(shí)驗(yàn)三段式的教學(xué)模式。從而使學(xué)生掌握硅酸鹽分析化學(xué)的整體思路，圖1是學(xué)生擬定的硅酸鹽系統(tǒng)分析流程圖。

（三）改進(jìn)教學(xué)方法

硅酸鹽分析化學(xué)，其教學(xué)對(duì)象是第四學(xué)期的學(xué)生，對(duì)于基礎(chǔ)型章節(jié)，理論性較強(qiáng)，采用傳統(tǒng)的講授法（LBL），要求學(xué)生理解四大滴定的基本原理，熟悉工業(yè)分析的基本程序和分析結(jié)果的審查方法，掌握試樣的采集、制備、分解以及數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)方法、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、質(zhì)量控制的統(tǒng)計(jì)方法，同時(shí)學(xué)會(huì)不同試樣的處理方法。采用LBL法可以充分發(fā)揮教師對(duì)課堂的掌控，利于學(xué)生系統(tǒng)性的全面學(xué)習(xí)。

對(duì)于實(shí)踐綜合應(yīng)用型章節(jié)，如硅酸鹽分析、鋼鐵分析等，采用LBL和PBL相結(jié)合的授課方式[7，8]。PBL型教學(xué)，教師以提問(wèn)題為引導(dǎo)，學(xué)生為主體以5-6人/組讓學(xué)生通過(guò)相互之間的交流討論、查資料等方式獲得知識(shí)，討論結(jié)果以組為單位制作成PPT，并至少推選一名學(xué)生在全班進(jìn)行課堂講解，同時(shí)回答其他小組同學(xué)和教師針對(duì)其講述內(nèi)容進(jìn)行的提問(wèn)，不完善的地方由組內(nèi)其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充。在各組學(xué)生討論結(jié)束后，教師根據(jù)討論情況對(duì)各選題相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，幫助學(xué)生解決疑難點(diǎn)，使學(xué)生能夠進(jìn)一步完善該章節(jié)的知識(shí)體系以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐思維能力和創(chuàng)新能力。

（四）新型的考核評(píng)價(jià)體系的建立

作為本課程建設(shè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，本課程將采取多元評(píng)價(jià)方式考核硅酸鹽化學(xué)分析和綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)。對(duì)于理論學(xué)習(xí)，主要通過(guò)筆試考察學(xué)生對(duì)基本原理、基本知識(shí)的認(rèn)知能力；對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)，從其工作的態(tài)度、檢測(cè)分析的質(zhì)量和水平進(jìn)行全程性考核、以及是否獲得硅酸鹽行業(yè)分析資格證書(shū)作為考核的主要依據(jù)。配合上述考核方法和內(nèi)容，在考核的組織和時(shí)間安排方面，結(jié)合學(xué)分制的施行，可以更加靈活彈性[9，10]。

（五）師資建設(shè)

作為本課程建設(shè)水平的保障，有計(jì)劃的安排專(zhuān)業(yè)教師利用假期到企業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行實(shí)踐鍛煉，提高專(zhuān)業(yè)技能和專(zhuān)業(yè)視野，同時(shí)聘請(qǐng)2～4名企業(yè)工程技術(shù)人員和專(zhuān)家到校任教，保持課程內(nèi)容與實(shí)踐生產(chǎn)的緊密性。

四、結(jié)束語(yǔ)

硅酸鹽分析化學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，直接關(guān)系到學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。硅酸鹽工業(yè)分析對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)和促進(jìn)作用，是化工、冶金、建材等國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)部門(mén)不可缺少的生產(chǎn)檢驗(yàn)手段。隨著國(guó)家基礎(chǔ)實(shí)施建設(shè)的快速發(fā)展，必須強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，以便更好適應(yīng)行業(yè)發(fā)展及崗位要求。針對(duì)目前硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)以及社會(huì)發(fā)展嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象，本文從課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)培養(yǎng)新模式改革、教學(xué)方法改進(jìn)、考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建以及教師水平提升幾個(gè)角度對(duì)韶關(guān)學(xué)院的硅酸鹽分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)這門(mén)課程開(kāi)展改革試點(diǎn)。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查表明，該實(shí)驗(yàn)課程改革取得了明顯的效果，主要表現(xiàn)在：1. 學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力顯著提升；2. 學(xué)生學(xué)習(xí)和動(dòng)手的積極性明顯提高；3. 學(xué)生對(duì)實(shí)際案例分析和解決的能力有所提高；4. 增加了畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。此次教學(xué)改革充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的思想，同時(shí)提高了教師的教學(xué)水平，真正實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁紅.工業(yè)分析[M].北京：環(huán)境科學(xué)出版社，2009.

[2]GB/T176-1996.水泥化學(xué)分析方法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2002.

[3]陳淵，楊家添，羅濟(jì)文，等.地方特色課程《普通硅酸鹽工業(yè)檢測(cè)》的建設(shè)與實(shí)踐[J].廣東化工，2013，40（5）：126-127.

[4]楊家添，陳淵，陳鳳，等.材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)硅酸鹽工業(yè)檢測(cè)特色課程建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].廣州化工，2013，41（6）：192-193.

[5]徐伏秋，張秋芬，張新愛(ài).創(chuàng)建硅酸鹽工業(yè)分析實(shí)驗(yàn)三段式模式的實(shí)踐[J].理工高教研究，2004，23（6）：93.

[6]王安亭，王璐，徐伏秋.硅酸鹽工業(yè)分析實(shí)驗(yàn)分段教學(xué)模式[J]. 大學(xué)化學(xué)，2012，27（2）：23-26.

[7]鄭偉.高職《冶金工業(yè)分析》課程評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建[J].廣州化工， 2013，41（5）：228-230.

[8]張紅梅，王彥卿.“工業(yè)分析”課程中PBL與LBL相結(jié)合的教學(xué)探討[J].化學(xué)教育（中英文），2014，35（4）：8-11.

[9]彭娜，李紅山，彭夢(mèng)俠，等.應(yīng)用型人才培養(yǎng)的地方本科院?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，185（8）：325-327.

[10]陳淵，陳憲明，羅濟(jì)文，等.工業(yè)分析課程教學(xué)改革探討[J].廣東化工，2011，38（4）：240-241.