高慧颖　周阳修　李志勇

[摘 要]为适应“新工科”发展需求，分析化学课程的内容和形式需要一定程度的改革。本文针对应用化学专业分析化学课程在教学过程中存在的问题，初步探索通过改变教学模式、丰富教学内容、加强创新创业教育和引入课程思政等措施提高教学质量，提出新工科背景下分析化学课程的改革方案，从而为应用化学专业培养高素质应用型人才提供辅助。

[关键词]分析化学;课程改革;应用化学专业;新工科

[中图分类号] G642            [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2022） 06-0087-04

伴随着世界范围内科技革命和产业变革的加速进行，第四次工业革命正以指数级的速度展开，世界各国都想在第四次工业革命浪潮来临前抢占制高点。在此背景下，我国也开始布局实施创新驱动发展，推进“中国制造2025”“互联网+”“网络强国”“一带一路”倡议等重大战略。为实现以上重大战略部署，中国必须依托高校建设适合未来新产业、新经济的新工科，才能全面推进实施制造强国的战略目标。[1-2]为推动、开展围绕“新工科”建设与发展的教学研究及实践活动，深化工程教育改革，2017年2月18日教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会，达成了“复旦共识”;2017年4月8日教育部在天津大学召开新工科建设研讨会，会议讨论通过“新工科”建设行动路线（天大行动）;2017年6月9日教育部审议通过《新工科研究与实践项目指南》（北京指南），提出新工科建设指导意见。复旦共识、天大行动和北京指南构成了新工科建设的“三部曲”，奏响了我国新工科人才培养的主旋律。同时提出更加注重理念引领，坚持立德树人、德学兼修，培养德才兼备的高素质应用型人才，并强调把思想政治工作贯穿教育教学全过程。[3-4]“新工科”建设开拓了我国工程教育与改革新思路，标志着我国以新工科建设为主体的高等工程教育改革进入了一个新阶段。

应用化学是介于化学专业和化学工程与工艺专业之间的一个应用学科。华北电力大学科技学院的应用化学专业则以能源电力化学为专业特色，立足服务电力生产，同时兼顾其他化学化工领域方向。要求培养学生针对复杂应用化学问题开展系统分析并通过优化设计提出合理解决方案的能力。该专业涉及广泛，不仅与电力，还与环境、能源、材料、医药、石油化工、航空航天等众多产业息息相关，直接影响这些产业的发展层次和水平。[5-6]

分析化学是应用化学专业必修的四大专业基础课之一，是研究物质的组成、含量、结构和形态等化学信息的分析方法及相关理论的一门科学。其课程体系包括课堂教学和实验教学两个方面，旨在培养学生掌握分析化学的基础理论知识和实验基本操作技能，并初步具备查阅文献、选择分析方法、进行数据处理和正确表达分析结果的能力，为解决生产工艺和科学研究中的实际问题打下基础。同时，培养学生良好的实验习惯以及严谨细致、实事求是的科学作风，使学生逐步具备科技人员的素质。[7]因此，学好本门课程对培养应用化学专业高质量新工科人才起着至关重要的作用。

一、当前分析化学课程教学存在的问题

（一）课堂教学模式被动，课堂效果差强人意

当前，大学课程的授课普遍都是由任课教师来把握课堂节奏，教师决定学习的方式和内容，学生是被动性的学习。简单地说，就是“老师负责讲、学生负责听”。这种“填鸭式”的教学方式容易让学生产生厌学心理。分析化学的教学与之类似，是以教材内容为主，以课件、视频为辅助的形式进行授课，这样往往导致我们忽略了引导学生对一门课程产生兴趣的重要性。而且由于分析化学课程具有难度不大，但知识点多且琐碎的特点，很多学生会陷入“只见树木，不见森林”的学习困局，这样就造成学生在学习中主动性不高，容易分心分神，导致课堂教学效果差强人意。

（二）教学内容单调，书本理论知识讲授过多

作为一门理论知识偏多的课程，很多任课教师由于个人精力及兴趣的问题，只限于讲解课本上的内容，对分析化学的前沿发展和行业实践的关注较少。这导致教师乃至学生的认识过于局限和理论化，片面地认为这门科学与实际生产生活缺乏联系，且近年发展缓慢。比如没有认识到很多新兴的二级和三级学科，如环境分析和监测技术等，实际就是分析化学与其他学科交叉形成，并涉及大量当前正在开展的热点研究。而随着计算机技术、新能源、新材料以及新技术的不断研发和应用，分析化学在相关行业的运用也发生了很大变化。认识不到这些变化，就跟不上时代的脚步，也不可能更有效地提高学生的学习兴趣。

（三）实践能力培养不足，创新理念匮乏

当前理论知识的传授仍普遍以课堂教学为主要方式，但分析化学更是一门强调动手能力、培养实验操作技能的课程。平时忽略实践能力的培养会导致学生在实验操作、分析和解决实际问题方面都存在较大的不足。而这种重理论、轻实践的传统教学模式也导致学生在学习中难以发挥主观能动性，创新意识薄弱，不清楚自己所学理论知识在现实生活和生产中如何应用。

（四）课程只重视自然科学知识的讲述，缺乏思想政治方面的教育

分析化学是一门关于自然科学的课程，教师的着眼点通常是传授教材上的知识或者教学大纲的内容，而往往忽视了对学生学习态度和学习动力的关注。学习态度是根本性问题，态度不端正就很难取得理想的学习效果和成绩。有些学生对大学里要继续努力学习的认知不够;有些学生则是对所学专业不感兴趣。智能化技术的快速发展更是给学生提供了一个放纵自我的借口，导致部分学生即使来到课堂也是手机不离手，终日沉迷游戏，这已经成为当前影响课堂教学效果的最主要因素。而这一切都源于部分學生本身缺少足够正确的价值观、人生观和世界观。

二、分析化学课程改革与探索

（一）采取主动教学模式

众所周知，课堂教学时间占大学生在校学习时间的70%以上，其效果将直接影响学生的培养质量。现代教学理论认为教学的主体是学生，教学的所有活动都应该以调动学生学习的主动性、积极性为出发点，引导学生主动探索、积极思考，使每个学生都能得到充分、全面的发展。

改变传统的“先教后学”的教学模式，采用现代以“先学后教”为核心思想的翻转课堂形式，并辅以短视频、自制PPT、大学慕课等新媒体手段提高教学效果。教师通过启发、诱导的方式，根据分析化学各章节的知识点提出相应的重点问题，并在课前布置这些问题，促使学生提前主动预习。在自主学习的过程中，会有一部分学生出现找不到答案、不知如何解答或能获得答案但并不理解的情况，这些情况一方面能帮助学生了解自己学习的薄弱环节，另一方面能帮助老师了解学生知识掌握存在难点的部分。正式上课时，学生在课堂上汇报自己的答题思路和预习的知识点，显现出主体地位;教师引导学生学习，解答学生疑问并进行总结。同时，课上设置分组讨论环节，以学生原有知识为基础，以周围生活中的实际例子为分析对象，向学生提出如“我身边的分析化学”的讨论课题，引导学生探讨自己对在日常生活中所涉及的分析化学知识的理解，并结合课程中相关的知识点进行说明，提升学生课堂的参与度，激发学生主动学习的欲望。课后布置几个相关的研究课题，学生根据兴趣进行选择，教师通过聊天工具（如微信、QQ、邮件等）和线上教学平台（如腾讯会议、课堂派、钉钉等）多种形式与学生进行互动和交流，最终以小论文形式完成并提交，实现教学相长。

此外，教师还可以在班级中举行小型竞赛活动，通过比赛的形式来激励学生更投入也更深入地进行学习。当然竞赛的形式可以不单单以笔试方式考查教材中的理论知识以及实验中的原理和注意事项，还可以通过组织实验竞赛的形式考查学生的动手操作能力，激发学生的学习热情。如学生做完酸碱滴定的实验后，可进行工业醋酸含量测定的实验操作竞赛，考查学生酸碱滴定的规范操作、实验速度以及数据处理过程，看谁能又快又准确地测定工业醋酸的准确浓度。既增加了学生在学习过程中的参与度，又调动了学生争胜负的学习积极性。

（二）丰富课堂教学内容

课堂教学是培养学生的主战场，其中应引入与教材内容和教学过程相关的前沿性科学研究和各行业中的应用实践。教师要时刻关注并了解分析化学学科的前沿学术领域及发展动态与趋势，在教学过程中补充传授学科发展的最新知识，旁征博引，使学生获得更厚实的知识，提升开放性的想象力与创造性思维的空间，激发学生的学习兴趣。

在讲解完毕每部分理论知识后，结合各行业实际生产过程，着重介绍理论知识在相关行业生产方面的应用。如针对本校应用化学专业与电力行业关系紧密的特点，在学习分析化学课程过程中将专业学生穿插安排到本地热电厂化学车间进行现场参观的实习环节，帮助学生了解水质不良对锅炉乃至正常发电的影响和危害。通过电厂专业工程师对锅炉补给水的离子交换处理以及水质指标的检测过程的现场讲解，让学生认识到合格的水质对锅炉安全、稳定、经济运行具有重要意义。现场实习完成后，衔接常规水质检测的分析化学实验内容，包括水质酸碱度、硬度等滴定分析的操作。通过这种“理论讲授-现场实习-实验操作”的混合教学过程，让学生更深刻地体会学好分析化学理论知识的重要性，达到学有所用、学以致用、学用结合的目标。

（三）加强创新创业教育

新工科建设提出要强化工程人才的创新创业能力培养，完善工科人才“创意-创新-创业”教育体系，提升工科学生的创新精神、创业意识和创新创业能力。这就需要不断完善创新创业教育课程体系，通过创新实践教育和科研立项等形式，积极鼓励、指导和培训学生参与相关专业类竞赛和教师的科研项目。一方面促使专业课教师积极申请各类教育教学和科研项目，不断提高自己的教学和科研水平;另一方面学生通过参与各类项目，以赛促创，强化对学科的认识和理解，锻炼动手能力，提高学生的科研能力、团队协作能力、创新能力和工程意识，为适应新工科建设培养所需要的人才。如在分析化学授课过程中，教师挑选实验操作扎实且具有浓厚科研兴趣的学生，指导他们参与到教师主持的科研项目中。利用课余时间引导学生实践课堂上学到的理论知识，并将获得的实验成果转化成文字性的总结报告，作为进一步申报大学生创新创业项目、学术论文发表和专利申请的基础。同时，积极鼓励并指导学生参加校级、省市级等各级各类科技创新创业大赛，如“互联网+”“挑战杯”等。学生从比赛获奖的过程中不仅能够体会到知识带来的成就感，也将极大地增加学生将课堂理论知识应用于实际科技创新方面的信心，进而提高学生对分析化学学习的主动性，增强学生的创新能力。

（四）引入思想政治教育

《新工科建设北京指南》中提出：坚持立德树人、德学兼修，强化工科学生的家国情怀、国际视野、法治意识、生态意识和工程伦理意识等，着力培养“精益求精、追求卓越”的工匠精神。

在分析化学课堂上必须引入思想政治方向的教育。一方面，引导学生形成正确的人生观、世界观和价值观，端正学生的学习态度，为更好地学习打下思想基礎。如讲解分析化学发展史时，通过学科发展历程，比如分析对象数量级从常量-微量-痕量-分子水平的发展，让学生体验科学研究的艰辛历程，促使学生学习并追求锲而不舍的执着精神和勇于创新的开拓精神，从而引导他们树立正确的科学观念。再如讲解误差时，通过误差是客观存在的、不以主观意志为转移的授课内容，让学生体会马克思主义的辩证唯物主义的现实意义;酸碱滴定分析中，有关滴定曲线的绘制涉及滴定突跃的过程，强酸碱的滴定体积0.04mL的改变就会引起pH 4.30-9.70的陡然变化，这就是由量变到质变的过程。这些哲学思想的引入，不仅有助于引导学生用科学的思维方式去分析和解决问题，更有利于其塑造正确的价值观。另一方面，在教学过程中结合课本上的知识点，着重介绍我国科学家在相应领域的贡献和成就，培养学生的家国情怀。如在分析化学第一堂绪论课讲解过程中，介绍著名分析化学家高鸿院士在祖国最需要的时候毅然回国，献身祖国的科研事业，为分析化学领域发展做出了杰出贡献的事迹，让学生感受老一辈科学家的科学献身精神;在学习工业纯碱滴定的时候介绍“侯氏制碱法”，这是侯德榜先生在我国深受帝国主义侵略时经过艰苦探索发明的一项以中国人名字命名的制碱工艺。这一发明不仅实现了中国人自己制碱的梦想，也将世界制碱科学推向了一个新阶段，大大满足了当时国内外市场对纯碱的需求。这样的学习不仅能帮助学生获取科学知识，也让学生能真切感受到老一辈科学家们的人格魅力和爱国情怀，培养工程伦理意识，并树立为国家和社会的和谐发展贡献力量的信念。

综上，依据本学院应用化学专业人才培养方案，结合河北省地方特色，建立具有专业特色和符合社会需求的创新应用型人才培养新模式，其详细实施方案如图1所示。

在新工科背景下，当前很多院校的分析化学教学体系都不能完全满足时代发展的要求。基于此，本文立足华北电力大学科技学院应用化学专业的特色，根据本校发展定位和专业培养目标，探讨了分析化学教学体系存在的问题。通过改变教学模式、丰富教学内容、加强创新创业教育和引入课程思政等教学改革手段，优化了人才培养模式，有效提高了分析化学课程的教学效果，提升学生的创新创业能力和综合应用能力，提高应用化学专业应用型人才培养质量，为社会培养并输出具有较强创新能力的应用型技术人才。

参考文献：

[1]朱明霞，陈利强，孙晶，等.新工科背景下应用化学专业人才培养机制研究[J].青年与社会， 2020（23）：121-122.

[2]郑庆华.以创新创业教育为引领创建“新工科”教育模式[J].中国大学教学，2017（12）：8-12.

[3]余江涛，王文起，徐晏清.专业教师实践“课程思政”的逻辑及其要领——以理工科课程为例[J]. 学校党建与思想教育，2018（1）：64-66.

[4]李冰，张妍，贾俊菊.新工科背景下科教融合培养创新型人才的探索与实践——以华北电力大学科技学院自动化专业人才培养为例[J].教书育人：高教论坛，2021（27）：92-94.

[5]朱日龙，楚宗霖，黄中原，等.新工科背景下湖南大学应用化学专业的改革与建设[J].大学化学，2020，35（10）：82-86.

[6]2013～2018年教育部化学类专业教学指导委员会.普通高等学校化学类专业教学质量国家标准[S]. 北京：高等教育出版社，2018.

[7]姜春竹，单玉萍，赵振波，等.新工科背景下《分析化學》课程改革探索[J].广州化工，2018， 46（22）：120-122.

*基金项目：河北省高等教育教学改革研究与实践项目（2020GJJG454）。

   作者简介：高慧颖（1979—），男，博士，讲师，研究方向：自由基化学与污染物降解;周阳修（1985—），男，硕士，院长办公室主任，工程师，研究方向：教育管理和计算机应用系统开发;李志勇（1980—），男，博士，副教授，研究方向：大气污染物来源解析、颗粒物臭氧协同控制。