“以人为本”的分析化学教学内容模块化功能划分——以天津工程职业技术学院为例

“以人为本”的分析化学教学内容模块化功能划分 ——以天津工程职业技术学院为例

李玉金

天津工程职业技术学院 石油与管理工程系 天津 300280

摘要：“以人为本”对于高职教师而言的职责是要适应产业需求，提升就业质量，努力办好人才供需双方都满意的教育。通过对化验岗的岗位需求进行调研，明确了分析化学课程的教学目标。然后对课程教学现状进行研究，归纳出目前教学中存在的主要问题，有针对性地探索出对教学内容模块化地功能划分，并将其实践于课堂教学中，取得了令人满意的教学效果。

关键词：以人为本；分析化学

教育的根本目的是什么?十七大明确把科学发展观写进报告，载入党章，号召全党全国人民深入学习贯彻落实科学发展观。科学发展观内涵丰富，各行各业都要践行。对于教育工作者而言，要坚持以人为本，以实现人的全面发展为目标。对于高职教师而言，我们要适应产业需求，提升就业质量，努力办好人才供需双方都满意的教育。

一、确定课程教学目标

通过对企业和第三方检测机构化验岗的大量调研，确定了分析化学课程目标：通过分析化学课程的学习，获得从事分析检测技术职业岗位工作必须的基本理论、基本知识；通过实践环节，掌握分析检验的技能和方法，树立准确的“量”的概念；具备正确表达分析结果的能力，培养严谨求实的职业素养。

二、课程教学现状研究

分析化学是一门以实验为基础的学科。近年来研究表明：在目前的教学过程中，多采用信息化手段进行。这种手段能在一定程度上激发学生的学习兴趣，拓宽学生的知识面，弥补传统教学模式、教学方法的不足。但也存在一些弊端，主要表现在：首先，学生难以掌握重点、难点。其次，理论与实验教学割裂。再次，学生的操作技能没得到足够锻炼。

三、“以人为本”的分析化学模块功能划分

基于以上问题，教师调整教学思路，重新梳理课程知识结构，统一理论与实验教学，将分析化学进行模块化、功能化划分。

1.条件控制

条件控制是指采用各种技术、手段、方法使滴定分析按照既定的目标进行化学反应，即控制反应条件使化学反应满足滴定分析的要求。它是定量分析的前提保障，可划分为理论研究和技能训练两部分。

（1）理论研究

这一部分是主要围绕滴定分析所涉及的化学反应，探讨其反应过程中反应物即待测物浓度随滴定剂加入量的变化规律，计算出化学计量点和滴定突跃范围，进而选择与之相匹配的指示剂指示滴定终点。四大滴定反应的滴定曲线变化具有共性，绘制方法均采用“四点三段法”，其中酸碱滴定、配位滴定和沉淀滴定的滴定突跃范围大小受待测物浓度和反应平衡常数的正向影响，而可逆对称电对的氧化还原滴定的突跃范围受两个电对的条件电位差以及电子转移数两个因素的影响。特别强调的是，沉淀反应中的 Ksp 是其逆反应的平衡常数，所以此值越大滴定突跃范围越小。我们要通过条件控制来减小滴定终点误差，使滴定终点尽量与化学计量点相一致，提高分析结果的准确度。

四大滴定理论间存在共性，在教学过程中可以举一反三，在详细讲述一大滴定后，引导学生采用相同的思路、方法学习其他三大滴定。由此，培养学生类比、分析、归纳、总结的能力。

（2）技能训练

在上述理论研究的基础上进行技能训练时，学生要注意控制实验条件、掌握滴定终点技能，达到减小滴定误差、提高分析结果准确度的目的。不同的实验都要按要求严格控制实验条件。例如在高锰酸钾法中，高锰酸钾在强酸性的条件下氧化性最强，所以选用在 1 mol·L⁻¹ 硫酸的强酸性条件下进行。反应温度控制在 70–80 °C 是为了加快反应速率。但在高温条件下，起初反应速度仍很慢，故开始滴定时，须控制在较慢的滴定速度。当生成一定量的 Mn²⁺ 离子之后，Mn²⁺ 离子能作为催化剂参与反应，提高了反应速率，此时能恢复到正常滴定速度。

当消除系统误差后，误差的主要来源为实验过程中各个操作步骤中误差的累积。要减小误差，就得提升学生的操作技能，关键是掌握判断滴定终点和估读体积的技能。在接近滴定终点时控制好滴定速度，学会合理利用一滴、半滴的滴定技能，通过仔细观察试样的颜色，使平行实验终点颜色保持一致。同时滴定管读数时最后一位估读数字涉及到的估读技能需要反复训练。要使超过20ml的溶液，多次估读的误差控制到0.02ml之内。

2.定量计算

定量计算是指根据化学反应式中的化学计量关系计算求出待测组分含量，并对测定结果的准确度和精密度进行评价。定量计算可分为结果计算和结果评价两部分。

（1）结果计算

在实现条件控制的前提下，以化学反应方程式为基础进行的化学计量关系计算得到的分析结果。因此，记住各类滴定反应的化学反应方程式通式，就能简化计算过程。酸碱滴定、配位滴定和沉淀滴定的化学反应方程式较简单，而氧化还原滴定的反应方程式则稍复杂。在教学过程中，引导学生进行分类、归纳总结使反应方程式不再是学习的难点。计算中离不开基本单元的选择，基本单元选择的依据是：在滴定反应中的质子转移数（酸碱反应）、电子得失数（氧化还原反应）或反应的计量关系来确定。在选择合适的基本单元的前提下，再按等物质的量规则进行计算。所有的计算题都会迎刃而解。总体来说，记忆量不大。经过反复训练，学生们能灵活运用等物质的量规则进行计算。

另外，在计算过程中还涉及到有效数字，包括有效数字的读取、修约和运算。有效数字读取时涉及到只保留一位估读的数字，有效数字的修约则运用修约规则。而在有效数字运算时主要涉及到三条运算规则。在计算时要先修约后计算，再按要求对结果进行有效数字位数的保留。

（2）结果评价

通过分析获得一组或几组实验数据后，首先要判断数据是否有异常值存在。当排除异常值之后，接下来进行计算，然后再考核结果的精密度和准确度。实验结果的精密度占总评成绩的 25%，准确度占 25%。在考核要求中，学生需要反复训练和重复实验才能保证精密度。如果精密度不达标，在时间允许的情况下必须补做实验。在一定的精密度下，再考核准确度。实验前由实验指导教师对待测试样进行测定，获得准确数据。将学生数据和教师数据进行比对，相对误差在 0.1%以内的准确度部分得满分，在0.2%、0.5%、1%之内的得分递减。对精密度和准确度的要求有助于培养学生严谨细致的工作作风。在定量计算的过程中，如果有学生编造、篡改数据，一经发现，按作弊处理通报批评，需要重修考核合格后才能通过此课程。

四、结语

经过 2018 年、2019 年秋季学期的实践，在本校石油化工生产技术专业实施“以人为本”分析化学教学内容模块化功能划分。对 76 名学生进行了问卷调查，对回收的 75 份有效问卷分析，结果表明学生实验教学目标达成的满意度在 90%以上，特别是对课前预习和闯关测验、规范操作和数据计算方面非常满意，学生具备了学习并掌握测试标准，遵照测试标准检测样品，出具检测报告的基本能力。但在提高分析结果的准确度，发现实验问题、解决问题的能力还需进一步加强训练，这也是我们今后努力的方向。

参考文献：

[1] 周文峰 鲁润华 张三兵.“定量分析化学实验课程教学内容改革及考核方法探索” [J].大学化学, 2018，33（10）.

[2]陶然 赵文秀 董树国 白羽.“ 分析化学知识内容的模块化功能划分”[J]. 大学化学 ,2018，33（6）.

基金项目：2019年度天津市高等职业技术教育研究会立项重点课题“基于‘以人为本’的分析化学课堂有效性研究”（课题编号： 2020-3069）的阶段性成果。

作者简介：李玉金（1980-），女，天津静海人，讲师，研究方向化学教学研究。