应用化学专业《环境分析化学》课程教学模式初探

应用化学专业《环境分析化学》课程教学模式初探

于京，王彦斌，郭丽，于浩，李振华，苏琼*，魏亚军*

（西北民族大学 化工学院；环境友好复合材料国家民委重点实验室；甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心；甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室，甘肃 兰州 730030）

摘要：新工科建设作为我国应对新一轮科技革命与产业变革的重要战略行动，强化创新实践能力培养，提升新工科人才综合素质迫在眉睫。环境分析化学课程作为本院应用化学专业必修基础课之一，其内容强调理论联系实际，对人才创新实践能力培养具有重要作用。因此，本文在新工科建设的背景下，以创新实践能力培养为具体抓手，对其教学模式进行初步探究，旨在提高学生学习兴趣，实现知识传授，能力培养以及价值塑造同向同行。

关键词：环境分析化学；教学改革

中图分类号：G64； O6

引言：

党的十八大以来，习近平总书记多次指出，未来几十年，新一轮科技革命和产业变革将同我国加快转变经济发展形成历史性交汇，工程在社会中的作用发生了深刻变化，工程科技进步和创新成为推动人类社会发展的重要引擎，这对工程学科的发展和工程科技人才的培养提出了更新更高的要求。新工科建设是我国高等工程教育对未来发展的崭新思维和深度思考，是对科技革命和产业革命的积极回应，是深化高等工程教育改革的必然路径。新工科之所以“新”在于“学中做、做中学”的学习模式，目的就是培养出符合未来需求的卓越工程师。“新工科”人才不仅能运用所掌握的知识去解决现有的问题，还要有能力学习新知识、新技术去解决未来出现的问题，对未来技术和产业起到引领作用。

应用化学专业作为一门对人类生产和生活实践中与化学相关问题进行应用研究和技术开发的学科，旨在培养学生能够运用化学原理和方法解决实际生产和生活中的问题，在化学、化工、资源、环境及相关领域从事技术开发、科学研究和生产管理等工作的高素质工程技术人才。其中，环境分析化学作为高等院校化学化工类本科生的一门专业基础课程，具有内容抽象复杂、难度大、不易理解以及实践性强等特点。传统的讲授式教学侧重教师为主体，不能发挥学生学习的主动性、主体性；忽略了学生创新能力的培养；造成理论和实践相分离等一系列问题。因此，为了提高学生学习兴趣，提高教学质量，实现知识传授，能力培养以及价值塑造同向同行，本文将从以下几个方面对本课程的教学模式进行探索。

1. 教材及教学内容规划实施

环境分析化学作为多学科的综合及新兴交叉学科，讲授内容的设置尤为重要，既要做到讲授内容不重复（例如与分析化学、环境监测和仪器分析的相关内容重复），又要引入与该课程日新月异发展相匹配的新理论、新方法以及新技术等内容。目前，在售的教材主要有吴蔓莉，张崇淼等编著《环境分析化学》；但德忠主编的《环境分析化学》，孙福生主编的《环境分析化学》，内容设置主要回顾分析化学、仪器分析的基本理论基础上使其用于环境分析的应用；介绍环境样品的现代处理技术、方法以及分析检测技术；介绍当今环境分析化学前沿的热点问题等。一直以来，本课程以但德忠主编的《环境分析化学》为主要的参考学习书。但是，经过多年的教学发现，学生并不会对课本进行深入的拓展和学习。基于课程的教学内容需要不断更新的特点，课程只提供相关参考用书、慕课资源以及相关学习网站。本课程的课程设置为54个学时，在教学内容的规划上，打破以往的章节讲授，拟从学生感兴趣的内容作为课程的切入点，进行模块化教学。例如，以该课程的相关考研真题为一个模块来讲授课程内容；以学生生活、工作以及健康密切相关的案例为课程引入点来讲授课程内容等，并在课前设置任务点。为了上好这节课程，学生就需要调动学习的主观能动性，进行提前预习等工作。

2. 教学方法的设计

教学方法，是教学过程中教师与学生为实现教学目的和教学任务要求，在教学活动中所采取的行为方式的总称。传统的讲授法以“教师为中心”，为实现学生知识、能力和素养的高阶性培养目标，当前的教学理念则是向以“学生为中心”不断转变。当然，在教学活动中，教师和学生是密不可分的一个整体。单纯地以“教师为中心”或者以“学生为中心”其实都是不可取的。在教与学的过程中，两者应该根据课程内容设计的需要找到一个平衡，使得“教师成为自己教学的学习者，学生成为自己的老师，呈现学习的最大效果”。并且，在教与学的过程中，学生和教师是互动的、对话的，而不是一方在独唱。因此，教学方法的多元化势必是教学改革的必然趋势。

2.1 信息技术融合教学

在日新月异的科技信息时代，采用信息技术融合教学已经成为现代教育的重要组成部分。在教学过程中，信息技术融合教学不仅能够让老师更加直观地向学生展示一些抽象的教学内容，而且使学生对内容更容易理解和掌握，从而提高教学效率。

通过信息技术手段，如利用信息化网络教学平台（如雨课堂、超星-学习通等）开展线上-线下混合式教学，使教学活动更加灵活多样化，激发学生的学习兴趣，促进学生和老师之间多维度的互动与交流。与此同时，平台还可以提供更加便捷的教学管理方式，如在线作业布置，课前任务点的学习，在线讨论等，使老师可以更加有效的了解学生的学习情况，实现有效的教学管理，得而改善教学质量。此外，强大的教学平台和网络资源可以让学生在课前、课后更加自由地利用更充裕的时间来学习课程及其相关的内容。

2.2 教学模型的探究

基于以“学生为中心”的教学理念，目前，应用研究比较多的模型有5E教学法[1]、ADDIE教学模型[2]、对分课堂[3-4]、BOPPPS教学模型[5]、OBE成果导向教育理念[6-7]以及CDIO教育模式[8]。在上述几种教学模式下，其目的就是让整个教学活动，不仅仅只有老师的“施”，学生的“受”，更重要的是让学生能够“求”。教师起到启发、引导的作用，最终达到“凡为教，而不需要教”的教学效果，学生能够对课程内容的进行内化、迁移和应用，实现创新实践能力的培养，达成课程目标与毕业要求的目的。

当然，一个好的教学模型是否能够成功应用到教学活动中去，主要取决于学生。从学生的兴趣，需求入手，才能够吸引学生的注意力。之后，可以根据不同的切入点，采用多种方式来开展研究性的学习活动。学生可以通过作品展览、汇报PPT、讨论、辩论等形式开展课程内容，让同学们积极地参与进来。当然，预设的教学模式要素在实际应用中也并不是一成不变的。因为，实际教学过程会受许多不可控因素的影响，很难完全按照现有模式开展教学活动。比如，每届学生的整体水平，认知能力都会有差异。因此，需要在了解每一位学生的需求和能力的前提下，制定合理的方案。

3. 考核方式的革新

在传统的教学中，教师主要通过学生的出勤、课程表现、以及期中和期末考试成绩来最终获得一门课程的分数。然而，对于课堂表现，教师并不能准确地评价每个学生的表现，该分数的获得具有老师的主观性；期中、期末的考试分数取决于考题内容、学生的复习和临场发挥。然而，这对学生思维和创新能力的提升和考查是不够的。此外，老师希望每位学生都能学好课程，并没有从学生的角度考虑每位学生的自身情况和个人能力。例如，并不是所有学生都想获得好成绩，有的同学对课程没兴趣，有些同学能力不够，有些同学认为课程对自己未来的发展意义不大。这些情况下，学生的需求就是及格万岁；而对于那些需要保研、考研的同学，课程的学习和好分数的获得还是尤为重要的。因此，教学活动的开展应该尊重学生不同的学习需求，但是也不能为了低要求者而随意降低考核标准。教师需要掌握并利用各种多样化的课程教学评价方法，例如课堂提问、期中测验、问卷调查、项目设计、作业评阅、调研报告、团队合作等多样化评价方式，动态了解和掌握学生知识、能力和素质的发展水平。这也便于将过程性考核具体化、客观化。当然，在制订并实施课程教学活动的过程中，也需要不断调整设计计划，最终达到比较好的教学效果，实现知识、能力和价值的同向同行。

4. 结语

综上所述，“培养什么样的人”，“如何培养出这样的人”一直是教育工作者不断思考的问

题。基于学校、学院对应用型人才的培养需求，环境分析化学课程紧紧围绕毕业要求和课程目标，进行课程内容的模块化和重组、教学方式的创新改革和评价体系的过程化工作。希望通过一系列的教学探索，在教学质量、能力提升和素质教育等方面都能取得良好的效果，并且得到选课学生的欢迎和肯定。
参考文献:

[1] 吴成军, 张敏. 美国生物学“5E”教学模式的内涵、实例及其本质特征[J]. 课程·教材·教法, 2010, 30(06): 108-112.

[2] 李逢庆. 混合式教学的理论基础与教学设计[J]. 现代教育技术, 2016, 26(09): 18-24

[3] 牛树林. 对分课堂在大学课堂教学改革中的新探索[J]. 现代职业教育, 2017, (31): 78-79.

[4] 张学新. 对分课堂: 大学课堂教学改革的新探索[J]. 复旦教育论坛, 2014, 12(05):5-10.

[5] 魏曙寰, 耿俊豹, 刘晓威. BOPPPS教学模型的内涵及运用方法探析[J]. 教育教学论坛, 2019, (01): 198-199.

[6]王金旭, 朱正伟, 李茂国. 成果导向:从认证理念到教学模式[J] .中国大学教学, 2017, (06): 77-82.

[7]王仲民, 乔华英, 马永青. 成果导向教育理念对课程教学改革的启示[J]. 山东高等教育, 2019, 7(06): 79-84+2.

[8] 李康海. 基于CDIO工程教育模式的创新创业课程改革研究. 2023, 26: 60-62.

课题项目：

（1）校级线下一流课程《环境分析化学》（编号：YLKC-176）；

（2）校级课程思政示范课程《环境分析化学》（编号：2022KCSZKC-29）；

（3）校级教育教学改革研究一般项目《《工业分析专业实验》多维度教学模式的研究与探索》（编号：2022XJJG-34）；

（4）校级一流专业建设项目《应用化学一流专业》（编号：2021XJYLZY-07）；

（5）课程思政示范专业-应用化学专业（编号：2022KCSZSFZY-15）；

（6）西北民族大学化学学科创新团队建设项目（编号：1110130139、1110130141）；
（7）省级一流专业建设项目（

编号：2019SJYLZY-08）；
（8）甘肃省高校创新创业项目（编号：2021SJCXCYXM-01、2021SJCXCYTD-01）

作者简介：于京（1987—），女，汉，吉林长春人，博士研究生，副教授（分析化学）