微課預習化學實驗課程改革探索

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［摘要］近年來“通才教育”理念受到越來越多的關注，許多高校開始實施按專業大類招生。立足于化工與制藥類專業大類招生背景下的學生培養目標，針對分析化學實驗課程的特點，文章提出將微課用于實驗課程預習環節，并以“混合堿的組成及各組分含量的測定”章節為例，探討了基于微課預習的實驗課程設計。

［關鍵詞］大類招生；化工與制藥類專業；化學分析實驗課程；微課

為了提升高等教育質量、滿足社會對人才多樣化的需求，近年來許多高校要求考生按院系大類填報志愿，并開始按專業大類招生。學生入校后，經過1～2年的基礎知識學習，再根據興趣和雙向選擇原則進行專業分流［1－2］。華南理工大學化學與化工學院從2019級本科生開始實行化工與制藥類專業大類招生，大一不分專業，大二開始前讓學生根據自身興趣并結合大一學年課程成績等選擇進入應用化學、化學工程與工藝、能源化學工程或制藥工程專業。此舉有利于學生在選擇志愿時減少盲目性，同時也能打破專業界限。在低年級打基礎的階段，學校便可以依據學生的實際水平組合班級，有針對性地根據目標組織教學，實現因材施教。分析化學實驗課程是化工與制藥類專業本科生的基礎實驗課，是將分析化學理論知識和實際操作應用相聯系的橋梁［3］。通過分析化學實驗教學，學生不僅可以加深對分析化學基本概念和基本理論的理解，掌握基本的實驗操作技能，養成科學嚴謹的實驗態度，而且可以提高分析問題、解決問題的能力和自主創新能力［4］。在實驗過程中，學生對于實驗細節的掌握直接影響實驗的成敗，而課前預習有利于學生提前了解實驗內容，掌握相關操作細節。為了解決該課程預習過程中出現的問題，我們設計、制作了微課視頻用于分析化學實驗教學，以期提高課前預習效果，進而強化課程教學效果。

一、大類招生背景下分析化學實驗課程現狀

學生按大類招生進入學校后，經過1年的學習，將接受大類分流（分專業）培養。針對大類分流，高校較為普遍的做法是根據學生入學后的學習成績或學分績點排名，設定一定比例進行分流。這樣的分流方式會導致學生將主要精力用于學習學分占比較高的理論課程，而輕視學分占比較低的實驗課程。當前，高校實驗課程教學過程中往往只強調實驗本身的規范性、準確性，缺乏具體實例的介紹，與生產實際脫節，這不利于激發學生的興趣。學生在專業分流時，也傾向于扎堆選擇“熱門專業”。另外，傳統的實驗預習方式是閱讀講義，學生難以充分理解較為抽象的實驗現象。例如，滴定分析實驗中的顏色突變現象是判定滴定終點的重要依據，然而顏色突變過程“轉瞬即逝”，學生通過學習實驗講義很難理解顏色突變過程中的“中間態”顏色。

二、微課應用于分析化學實驗課程課前預習的優勢分析

微課又名“微型課程”，是指按照教學要求和課程標準，以視頻為主要載體記錄的教師針對某個知識點（重點、難點或疑點等）或教學環節開展的教學活動的全過程［5－6］。將微課應用于分析化學實驗課程的課前預習，能夠幫助學生充分了解實驗內容、提高實驗效率，符合大類招生模式下高校實用型、技術型、應用型、復合型人才培養目標的要求。在微課制作過程中，教師可以根據化工與制藥類專業本科生的興趣特點與專業培養目標，合理地將實驗內容與工業問題相結合。如針對化學工程與工藝專業“培養能在化工、冶金、能源、材料、輕工等方面工作的高級工程技術人員”的培養目標，微課中可以適當介紹化學分析實驗對于工程領域的重要性（如“造紙過程中紙漿的pH值對于紙張質量的影響至關重要”［2，7］），以提高學生的工程意識。再如針對應用化學專業“培養具有創新意識、競爭意識和實踐能力，能夠在應用化學及相關領域從事科學研究、技術開發和管理等工作的專門人才”的培養目標，微課制作時可以引導學生圍繞“雙指示劑法中選擇指示劑的依據是什么”等問題進行發散性思考，以培養學生的創新能力。此外，由于微課時間較短，相比理論知識的講授，形象生動的實驗過程演示與結果對比更有利于吸引學生的注意力，給學生留下深刻印象，從而提高實驗教學的效率。教師還可以在課堂上利用“互聯網＋”技術（如“雨課堂”）設置若干與微課視頻內容有關的問題，鞏固學生預習的效果。微課既能夠清晰闡述相關分析化學實驗的方法和原理，又能夠演示具體的儀器操作，有助于學生掌握儀器分析研究方法及與儀器相關的實驗操作技術與技能，從而達到提高學生實驗動手能力、創新能力和分析與解決問題能力的目的。

三、基于微課預習的分析化學實驗課程設計

分析化學實驗包括化學分析實驗與儀器分析實驗。本文以筆者制作的化學分析實驗精品系列微課（見圖1）中的“混合堿的組成及各組分含量的測定”章節為例，探討微課的設計。針對該章節，筆者錄制了12分鐘的微視頻，主要包括以下幾部分內容。（一）實驗目的的講解。該實驗的目的包括：掌握HCl標準溶液的配制與標定；掌握雙指示劑法測定混合堿組成及各組分含量的原理及方法；進一步練習滴定分析操作技能和正確判斷滴定終點的方法。其中，雙指示劑法是本節課程的重中之重［8－9］。實驗目的講解部分的時間約為1分鐘。（二）實驗原理的講解。該實驗的原理分為HCl標準溶液的配制與標定和混合堿的分析原理兩部分。其中，前者在之前的章節已學習過，可以提問的形式進行介紹。雙指示劑法的原理既是教學重點也是學習難點，可以利用圖表、動畫、化學方程式、語言解釋等形式進行分析與介紹（見圖2）。實驗原理講解部分的時間約為4分鐘。（三）實驗步驟的講解。本實驗的步驟包括0．1mol／LHCl標準溶液圖2混合堿的分析實驗原理微課界面的配制與標定和混合堿組成的測定兩部分。HCl標準溶液的配制與標定過程中要利用減量法稱取基準物質Na2CO3，且終點前需劇烈搖動溶液，以免終點提前到達。標定過程中利用甲基橙作為指示劑，到達滴定終點時溶液顏色由黃色變為橙色。混合堿組成的測定部分主要介紹雙指示劑的滴加順序及每個滴定終點下溶液的變色類型，以引導學生根據V1和V2判斷混合堿組成并計算各組分含量及總堿度（見圖3）。實驗步驟講解部分的時間約為3分鐘。（四）操作視頻及滴定終點演示。為了使學生在預習過程中對實驗中的重要現象形成形象、具體的認識，筆者將實驗操作視頻引入微課，重點介紹化學滴定分析過程中的基本操作要點與HCl溶液標定、混合堿組成測定中第一滴定終點、第二滴定終點的指示劑顏色變化情況。為了控制視頻的總時長，三步重要操作可以整合到同一個微課界面中展示（見圖4），這樣學生就可以根據自身需求反復觀看。該部分的時間約為4分鐘。

四、結語

為達成大類招生的培養目標，合理配置教學資源，提高學校的辦學質量，推進合理的教學改革勢在必行。分析化學實驗課程對學生獲得理論知識與實踐操作技能非常重要。本文在分析該課程預習過程中存在的問題的基礎上，以化學分析實驗中的“混合堿的組成及各組分含量的測定”章節為例，探討了基于微課預習的實驗課程設計。將微課用于預習后，教師就不再需要在課堂上演示實驗步驟，只需就重點內容提醒學生，這樣學生就有更多時間進行實驗操作。另外，當學生明晰了實驗過程中的關鍵點（如滴定終點）后，出錯率會明顯下降，對于滴定終點的判斷也會更準確。隨著課程改革的不斷深化和“以學生為本”的新教育理念的確立，微課的獨特優勢日益顯著，其在實驗課程教學中的應用必將越來越廣泛。

參考文獻：

［1］王寶軍，茆雅鳳．“雙一流”建設與大類招生改革背景下南京大學地學人才培養思考［J］．中國地質教育，2018（4）：1－4．

［2］陳立鋼，牛娜，孫明禮，等．高等院校工科專業分析化學教學改革與實踐［J］．化工高等教育，2019（2）：76－79．

［3］馮曉苗．分析化學實驗教學改革與大學生創新能力的培養［J］．中國電力教育，2009（18）：130－131．

［4］鐘國清．滴定分析化學實驗的小量化和減量化改革與實踐［J］．實驗室技術與管理，2013（10）：186－189．

［5］歐陽金波，熊國宣，周利民，等．基于微課的化工原理課程教學改革研究［J］．化工高等教育，2019（1）：64－66．

［6］王雪．高校微課視頻設計與應用的實驗研究［J］．實驗技術與管理，2015，32（3）：219－222．

［7］曾健，陳克復，李偉偉，等．紙漿漂白前螯合預處理條件對金屬離子去除的影響［J］．中國造紙學報，2009，24（2）：22－26．

［8］張朋．酸堿滴定分析實驗教學總結［J］．科技視界，2018（30）：183－185．

［9］吳慕童．淺談酸堿滴定中指示劑的選擇對滴定終點的影響［J］．科技創新導報，2017，14（31）：134－135．

作者:陶佳 曹永海 余皓 單位:華南理工大學化學與化工學院