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摘 要：本论文主要是通过教学实验的改革，提高学生学习积极性，加深对理论知识理解与掌握，进而夯实理论知识基础，重新构建知识结构，取得较好的理论教学和实践教学效果。
关键词：教学实验改革；实验操作；知识结构
中图分类号：G632 文献标识码：A
一、环境分析化学实验存在的问题
环境分析化学实验主要是凭借一定的实验手段，使学生进一步理解和掌握分析化学的基本原理，并运用已有的知识结构，训练学生的基本操作技能，培养学生解决实际问题的综合能力，是将教学任务和实践实用联结起来的主要纽带。本课程是高职院校环境类专业的必修专业课。由于该课程有十分重要的地位，因此其课程内容也尤为重要[1]。传统的环境分析化学实验课程主要存在以下两个方面：1、内容比较单调，学生的学习兴趣、积极性不高。2、实验内容综合性不强，难以反映实际分析工作的全貌，每次实验基本上都是溶液的配制，标定荣国滴定测定待测液的含量，对学生综合能力的提升没有帮助。3、实验内容与实际生活联系不多，不能贴近学生日常生活，这类实验内容不能充分调动学生积极性，学生学习的主动性不强，学生动手操作能力还停留在高中阶段，不利于教学过程的开展。因此，學生分析问题和解决问题的能力并没有得到提升，综合起来，学生对环境分析化学实验这门课程的学习仅仅停留在几个方面，如，溶液的配置，容量瓶的使用，天平的使用，移液管的使用等，而并没有改变和重新构建学生大脑中的知识结构4、对于大部分高职院校来说，学生基本上都坐在教室听老师讲课，做实验的时间却少之又少。虽然学习了一些基本的理论知识，却不能很好运用于实践之中。例如，我们在理论上教会了学生如何测定Pb2+的含量，但是在实践中，采回土样后，让学生们测定土壤中Pb2+的含量时，学生们面面相觑，不该如何操作。
目前我国的学生普遍存在的问题是独立分析、工作的能力较差，这是由于分析化学实验教学方法存在弊端[2]。本论文针对这一弊端进行研究改革，探索一条能够提高高职院校环境专业学生分析化学实验应用能力之路，使学生所学和企业需要真正实现无缝对接。综上所述，为了更好地培养学生获取和探索知识的能力，我们需根据原有的实验内容进行精简，添加贴近学生日常生活的综合性实验教学题目，这些题目有如下特点1、包含知识点较多，这样可加钱给学生对课堂所学的知识进一步理解和掌握，学生学习变被动为主动。2、涉及多项基本操作技能看，我们的学生虽然进行操作技能的基本训练，但动手能力还存在一定的欠缺，缺乏规范操作意识，通过此项训练，培养学生规范的操作，树立“量”的意识，为将来的实验工作打下坚实的基础。3、实验教学过程中，学生主导，教师全过程监控。在整个实验过程中，教师只是给出实验题目，学生通过查阅文献等自行设计实验方案在制定实验方案时，教师给予适当的指导和改正，包括布点，采样，样品处理，标准溶液配制及标定，样品测定方法的选择，实验操作，实验数据处理等。4、学生全过程参与，在设计好实验方案后，学生进行实地布点，采样，将样品带回实验室后，选择适当的方法，将样品进行前处理，再配制标准溶液，若采用间接法配制标准溶液，需标定，最后进行实验测定和实验数据处理，所有过程均由学生完成，增强了学生的主动性，积极性和不断探索的科学精神，达到良好的教学效果。
二、环境分析化学实验教学改革题目的设计
为了达到较好的教学效果，提升学生解决实际生产中的问题，我们队环境分析化学实验题目进行了重新设计，这些分析对象与日常生活，身体健康和环境问题息息相关，并将这些分析对象与于企业应用相联结，例如，环境监测站及检测企业经常接触到的实验是大气中SO2及氮氧化物含量的测定，水环境中重金属含量，挥发酚，总氮和总磷含量的测定，土壤中重金属含量的测定，食品检测单位经常接触到的实验是蔬菜和水果中残留农药的测定。将这些内容综合起来，可将环境分析化学题目设计如下：
1、某化工企业废气中SO2含量的测定
2、某制革企业废水中挥发酚含量的测定
3、土壤中铜，锌，铅及镉四种金属含量的测定
三、本设计实验所涉及的知识点
1、采样。本设计实验题目设计大气环境，水环境，土壤环境和食品类四个方面，每个方面采样的方式都不同。例如在对水环境中的汞含量进行测定时，需采取水样，首先要确定取样器，引水管，取样瓶等；再确定取样断面，取样垂线，取样点；最后确定取样量。将样品采集到事先洗涤干净的玻璃瓶或塑料桶内，需立即测定，如果需到实验室进行实验，则将样品贮存于暗处，尽量避免温度的变化。学生通过现场操作取样就可以对理论课学所的知识深度理解，并将理论知识应用与生产实践，这样有利于学生课堂所学知识的识记。
2、样品处理。传统环境分析化学实验都是讲所采回的样品由实验员处理好，学生上实验课时直接用处理好的样品进行实验，忽略了学生样品处理能力的锻炼。本设计实验题目所涉及的样品处理方法不同。例如，测定水质中的悬浮物，溶解氧，化学需氧量，总氮，总砷及挥发酚时所采用的样品处理方法各不相同，用4-氨基安替比林分光光度法测定挥发酚含量时，在样品采集现场检测有无游离氯等氧化剂的存在，如有存在，及时加入量硫酸亚铁出去，采集后及时加入磷酸酸化至PH约为4.0，并加适量硫酸铜溶液以抑制微生物对酚类生物氧化作用，样品要在5-10℃冷藏，24小时内测定；测定土壤中铜，锌，铅及镉含量时，可以进行土壤消解，将待测固体转变成溶液形式，也可以采用浸提法将所得滤液进行测定。学生通过主动参与此过程，了解到每个实验的样品都有不同的处理方法，选择最佳的实验方法，得到较高的实验准确度。
3、实验操作。
（1）仪器校准。
（2）样品测定学生在进行此项工作之前，都已查阅了相关材料，并设计了实验方案，教师审查学生所设计的实验方案并提出了更改建议，学生参照意见进行修改，教师再次审查，若不合格，需进一步修改，若设计可行，学生可依照所设计的实验方案进行实验。在实验过程中，要注意基本操作技能的规范，如称量、滴定等，注意观察实验现象，确定滴定终点。实验操作结束后，记录实验数据，并洗涤实验仪器，洗涤实验仪器时，操作要规范，玻璃仪器洗干净时的标志是内壁上附着的水既不聚成水滴，也不成股流下。 4、數据处理、评价及误差分析。
（1）数据处理。学生进行实验之后，得到一系列原始数据，这些数据要根据相关理论知识进行计算。例如用NaOH标准溶液滴定HAC的浓度时，要记下每次滴定时所消耗的体积，根据NaOH与 HAC的计量关系，就可以计算出HAC溶液的浓度，所涉及的知识点包括平均体积的计算，标准偏差和相对标准偏差的计算，有效数字及其运算等等，都可以加深对所学知识点的掌握。
（2）数据评价。
首先检验数据的精密度。在相同的测定条件下，同一试样的重复测量值之间的相接近程度称为精密度。如果多次测量时，彼此间结果都很接近，则数据精密度较高，计算的结果准确度较高。
其次要根据计算结果来确定是否达到相应的排放标准。
（3）误差分析。在实验室中对样品进行定量分析是为了获取准确的组分含量，然而客观上的误差是难以避免的，即使使用完美的分析方法，灵敏度高的仪器，谨慎的操作，所得数据也很有可能和真实值不一致，因此需要对学生的误差分析能力进行训练。所考查的知识点包括系统误差及其分裂，随机误差及其影响因素，系统误差的检验（训练学生通过做对照试验，比较试验和回收实验来判断是否存在系统误差）与消除方法（训练学生如何做空白试验、对照试验，如何校准仪器）等。
四、成绩考核
当基础实验和设计实验结束后，按照学时安排，就可以对学生进行期末考核，以检验学生的学习情况。期末成绩包含两部分，即平时成绩+期末成绩+态度成绩。平时成绩占60%，由学生的实验方案的设计，实验操作，实验报告等完成情况来评定；期末成绩占30%，由期末考试来确定，分为理论和操作两部分，各占15%；态度成绩占10%，由学生的平时综合表现来评定，主要考虑学生做实验的积极性。
通过此项教学改革，主要有两个方面的显著成效。
1、学生做实验的积极性有较大程度上的提高。调查数据显示，教学改革之前，学生对本门课程的基本没有主动学习的欲望，而教学改革之后，85%的学生对本门课程的学习积极性很高，每次实验之前，都积极准备方案，去采样，样品处理，实验操作，得出结论，并对结果进行讨论。
2、课堂上，学生对相关学科（包括环境分析化学，环境监测等课程）的理论知识的掌握能力明显提高，这进一步说明该实验的教学改革对夯实学生的理论知识和构建新的知识结构有显著影响。
参考文献
[1]郝玉翠，艾智，孟丽军.分析化学实验教学改革与实践[J].大学化学2012（27）.
[2]李德亮，李明玉，屈建莹等.分析化学实验教学改革初探[J].大学化学2002（25）.
作者简介：
杨成梅（1983-），女，满族，辽宁岫岩满族自治县人，乌鲁木齐职业大学环境监测与治理技术系讲师，硕士，研究方向：教学研究。
关键词：教学实验改革；实验操作；知识结构
中图分类号：G632 文献标识码：A
一、环境分析化学实验存在的问题
环境分析化学实验主要是凭借一定的实验手段，使学生进一步理解和掌握分析化学的基本原理，并运用已有的知识结构，训练学生的基本操作技能，培养学生解决实际问题的综合能力，是将教学任务和实践实用联结起来的主要纽带。本课程是高职院校环境类专业的必修专业课。由于该课程有十分重要的地位，因此其课程内容也尤为重要[1]。传统的环境分析化学实验课程主要存在以下两个方面：1、内容比较单调，学生的学习兴趣、积极性不高。2、实验内容综合性不强，难以反映实际分析工作的全貌，每次实验基本上都是溶液的配制，标定荣国滴定测定待测液的含量，对学生综合能力的提升没有帮助。3、实验内容与实际生活联系不多，不能贴近学生日常生活，这类实验内容不能充分调动学生积极性，学生学习的主动性不强，学生动手操作能力还停留在高中阶段，不利于教学过程的开展。因此，學生分析问题和解决问题的能力并没有得到提升，综合起来，学生对环境分析化学实验这门课程的学习仅仅停留在几个方面，如，溶液的配置，容量瓶的使用，天平的使用，移液管的使用等，而并没有改变和重新构建学生大脑中的知识结构4、对于大部分高职院校来说，学生基本上都坐在教室听老师讲课，做实验的时间却少之又少。虽然学习了一些基本的理论知识，却不能很好运用于实践之中。例如，我们在理论上教会了学生如何测定Pb2+的含量，但是在实践中，采回土样后，让学生们测定土壤中Pb2+的含量时，学生们面面相觑，不该如何操作。
目前我国的学生普遍存在的问题是独立分析、工作的能力较差，这是由于分析化学实验教学方法存在弊端[2]。本论文针对这一弊端进行研究改革，探索一条能够提高高职院校环境专业学生分析化学实验应用能力之路，使学生所学和企业需要真正实现无缝对接。综上所述，为了更好地培养学生获取和探索知识的能力，我们需根据原有的实验内容进行精简，添加贴近学生日常生活的综合性实验教学题目，这些题目有如下特点1、包含知识点较多，这样可加钱给学生对课堂所学的知识进一步理解和掌握，学生学习变被动为主动。2、涉及多项基本操作技能看，我们的学生虽然进行操作技能的基本训练，但动手能力还存在一定的欠缺，缺乏规范操作意识，通过此项训练，培养学生规范的操作，树立“量”的意识，为将来的实验工作打下坚实的基础。3、实验教学过程中，学生主导，教师全过程监控。在整个实验过程中，教师只是给出实验题目，学生通过查阅文献等自行设计实验方案在制定实验方案时，教师给予适当的指导和改正，包括布点，采样，样品处理，标准溶液配制及标定，样品测定方法的选择，实验操作，实验数据处理等。4、学生全过程参与，在设计好实验方案后，学生进行实地布点，采样，将样品带回实验室后，选择适当的方法，将样品进行前处理，再配制标准溶液，若采用间接法配制标准溶液，需标定，最后进行实验测定和实验数据处理，所有过程均由学生完成，增强了学生的主动性，积极性和不断探索的科学精神，达到良好的教学效果。
二、环境分析化学实验教学改革题目的设计
为了达到较好的教学效果，提升学生解决实际生产中的问题，我们队环境分析化学实验题目进行了重新设计，这些分析对象与日常生活，身体健康和环境问题息息相关，并将这些分析对象与于企业应用相联结，例如，环境监测站及检测企业经常接触到的实验是大气中SO2及氮氧化物含量的测定，水环境中重金属含量，挥发酚，总氮和总磷含量的测定，土壤中重金属含量的测定，食品检测单位经常接触到的实验是蔬菜和水果中残留农药的测定。将这些内容综合起来，可将环境分析化学题目设计如下：
1、某化工企业废气中SO2含量的测定
2、某制革企业废水中挥发酚含量的测定
3、土壤中铜，锌，铅及镉四种金属含量的测定
三、本设计实验所涉及的知识点
1、采样。本设计实验题目设计大气环境，水环境，土壤环境和食品类四个方面，每个方面采样的方式都不同。例如在对水环境中的汞含量进行测定时，需采取水样，首先要确定取样器，引水管，取样瓶等；再确定取样断面，取样垂线，取样点；最后确定取样量。将样品采集到事先洗涤干净的玻璃瓶或塑料桶内，需立即测定，如果需到实验室进行实验，则将样品贮存于暗处，尽量避免温度的变化。学生通过现场操作取样就可以对理论课学所的知识深度理解，并将理论知识应用与生产实践，这样有利于学生课堂所学知识的识记。
2、样品处理。传统环境分析化学实验都是讲所采回的样品由实验员处理好，学生上实验课时直接用处理好的样品进行实验，忽略了学生样品处理能力的锻炼。本设计实验题目所涉及的样品处理方法不同。例如，测定水质中的悬浮物，溶解氧，化学需氧量，总氮，总砷及挥发酚时所采用的样品处理方法各不相同，用4-氨基安替比林分光光度法测定挥发酚含量时，在样品采集现场检测有无游离氯等氧化剂的存在，如有存在，及时加入量硫酸亚铁出去，采集后及时加入磷酸酸化至PH约为4.0，并加适量硫酸铜溶液以抑制微生物对酚类生物氧化作用，样品要在5-10℃冷藏，24小时内测定；测定土壤中铜，锌，铅及镉含量时，可以进行土壤消解，将待测固体转变成溶液形式，也可以采用浸提法将所得滤液进行测定。学生通过主动参与此过程，了解到每个实验的样品都有不同的处理方法，选择最佳的实验方法，得到较高的实验准确度。
3、实验操作。
（1）仪器校准。
（2）样品测定学生在进行此项工作之前，都已查阅了相关材料，并设计了实验方案，教师审查学生所设计的实验方案并提出了更改建议，学生参照意见进行修改，教师再次审查，若不合格，需进一步修改，若设计可行，学生可依照所设计的实验方案进行实验。在实验过程中，要注意基本操作技能的规范，如称量、滴定等，注意观察实验现象，确定滴定终点。实验操作结束后，记录实验数据，并洗涤实验仪器，洗涤实验仪器时，操作要规范，玻璃仪器洗干净时的标志是内壁上附着的水既不聚成水滴，也不成股流下。 4、數据处理、评价及误差分析。
（1）数据处理。学生进行实验之后，得到一系列原始数据，这些数据要根据相关理论知识进行计算。例如用NaOH标准溶液滴定HAC的浓度时，要记下每次滴定时所消耗的体积，根据NaOH与 HAC的计量关系，就可以计算出HAC溶液的浓度，所涉及的知识点包括平均体积的计算，标准偏差和相对标准偏差的计算，有效数字及其运算等等，都可以加深对所学知识点的掌握。
（2）数据评价。
首先检验数据的精密度。在相同的测定条件下，同一试样的重复测量值之间的相接近程度称为精密度。如果多次测量时，彼此间结果都很接近，则数据精密度较高，计算的结果准确度较高。
其次要根据计算结果来确定是否达到相应的排放标准。
（3）误差分析。在实验室中对样品进行定量分析是为了获取准确的组分含量，然而客观上的误差是难以避免的，即使使用完美的分析方法，灵敏度高的仪器，谨慎的操作，所得数据也很有可能和真实值不一致，因此需要对学生的误差分析能力进行训练。所考查的知识点包括系统误差及其分裂，随机误差及其影响因素，系统误差的检验（训练学生通过做对照试验，比较试验和回收实验来判断是否存在系统误差）与消除方法（训练学生如何做空白试验、对照试验，如何校准仪器）等。
四、成绩考核
当基础实验和设计实验结束后，按照学时安排，就可以对学生进行期末考核，以检验学生的学习情况。期末成绩包含两部分，即平时成绩+期末成绩+态度成绩。平时成绩占60%，由学生的实验方案的设计，实验操作，实验报告等完成情况来评定；期末成绩占30%，由期末考试来确定，分为理论和操作两部分，各占15%；态度成绩占10%，由学生的平时综合表现来评定，主要考虑学生做实验的积极性。
通过此项教学改革，主要有两个方面的显著成效。
1、学生做实验的积极性有较大程度上的提高。调查数据显示，教学改革之前，学生对本门课程的基本没有主动学习的欲望，而教学改革之后，85%的学生对本门课程的学习积极性很高，每次实验之前，都积极准备方案，去采样，样品处理，实验操作，得出结论，并对结果进行讨论。
2、课堂上，学生对相关学科（包括环境分析化学，环境监测等课程）的理论知识的掌握能力明显提高，这进一步说明该实验的教学改革对夯实学生的理论知识和构建新的知识结构有显著影响。
参考文献
[1]郝玉翠，艾智，孟丽军.分析化学实验教学改革与实践[J].大学化学2012（27）.
[2]李德亮，李明玉，屈建莹等.分析化学实验教学改革初探[J].大学化学2002（25）.
作者简介：
杨成梅（1983-），女，满族，辽宁岫岩满族自治县人，乌鲁木齐职业大学环境监测与治理技术系讲师，硕士，研究方向：教学研究。