教师：王群、孙玉希、潘文慧、周亚文、李婷

单位：绵阳师范学院

一、案例背景

《无机及分析化学实验》作为生物与制药学院生物技术、生物制药等本科专业的核心专业基础课，是连接化学理论知识与生物技术核心实践的关键桥梁。该课程融合无机化学与分析化学实验内容，承担着培养学生实验操作技能、数据分析能力及科学思维的重要使命，其教学质量直接影响学生后续在生物样本检测、分子实验分析、科研项目开展等专业领域的学习深度与实践底气。

然而，传统教学模式存在明显短板：以教师单向灌输为核心，从实验原理解读、操作步骤演示到数据处理模板，全程“手把手”引导。这导致学生陷入“预习抄报告、实验走流程、报告套模板”的被动学习闭环，不仅丧失了对实验设计逻辑、操作优化空间的主动探究能力，也未能将科学求真精神、绿色实验理念、团队协作精神等思政内涵与实验教学深度融合，难以实现专业能力与科学素养的协同提升，改革势在必行。

二、改革目标

本次教学改革围绕“能力-知识-价值”三维目标展开，旨在打破传统教学局限，实现课程教学的提质增效。

能力目标：具备独立完成常规实验的全流程操作能力，能规范进行仪器使用、样品处理、数据测量与记录；拥有实验方案设计与优化能力，可结合所学知识设计简单实验，并能排查、解决实验中常见问题；提升实验数据处理与结果分析能力，能通过计算、绘图等方式处理数据，客观评估实验误差与结果可靠性。

知识目标：系统掌握无机及分析化学实验的核心原理，涵盖酸碱滴定、沉淀滴定、配位滴定、氧化还原滴定、分光光度法等经典分析方法的理论依据；熟练识记各类常用仪器（如分析天平、滴定管、容量瓶、分光光度计）的结构、适用范围及操作规范，明确实验试剂选择与实验条件控制的关键要点。

价值目标：树立“严谨、精准、诚信”的科学实验态度，杜绝操作随意性与数据造假行为。培养科学探究精神与创新思维，激发对化学实验的兴趣，理解化学实验在实际生产生活中的应用价值。增强团队协作与责任意识，在实验中学会沟通配合，养成规范操作、整洁实验的良好习惯。

三、改革实施路径

（一）创新“问题导向”翻转课堂教学模式

构建“课前-课中-课后”三阶段联动教学体系，充分调动学生学习主动性。以“水中钙镁离子含量的测定”实验为典型实践，具体实施流程如下：

1. 课前预习阶段：教师通过学习通平台发布实验视频、教案及课前预习问题，如“生活中水壶结垢、衣物难以洗净等现象与水硬度有何关联？我国饮用水硬度标准是什么？如何通过实验数据判断水质是否达标？”。学生以小组为单位分工协作，有的同学负责查阅水硬度相关国家标准及对人体健康、日常生活的影响，有的同学梳理EDTA配位滴定法的原理细节与关键反应条件，有的预判实验中可能出现的“指示剂变色不明显”“滴定终点判断偏差”“干扰离子影响”等问题，并提出初步解决方案，最终共同整合资料制作实验讲解PPT，在分工与协作中深化自主学习能力与团队意识。

2. 课堂实验阶段：打破“教师讲、学生听”的传统模式，由学生小组代表上台，结合PPT系统讲解实验原理、操作流程及注意事项，同时延伸分享“当地饮用水硬度现状调查结果”，让实验与生活紧密联结。演示操作环节，学生重点强调“移液管润洗规范”“滴定速度控制技巧”“指示剂用量把控”等关键步骤，教师则针对讲解内容抛出问题引导讨论，如“若水样中存在铁、铝等干扰离子，该如何选择掩蔽剂消除影响？”“滴定过程中溶液pH值对实验结果有何影响，如何精准调控？”。学生分组实操时，实时拍摄滴定过程中溶液从酒红色变为纯蓝色的关键颜色变化瞬间，为后续报告分析留存直观素材，在此过程中同步锻炼语言表达、问题思辨、实验操作与观察能力。

3. 课后总结阶段：学生结合实验记录与拍摄的影像资料，撰写详细实验结果报告。报告中不仅要呈现水样滴定的原始实验数据、计算钙镁离子含量及水质硬度等级，更需深入分析实验结果；同时反思实验不足，如“滴定终点判断延迟导致的数据偏差”“移液管操作不规范带来的误差”等，并针对性提出改进方案。此外，学生还需结合生活实际，提出“家庭中通过煮沸降低水硬度的实用建议”“不同硬度水质在日常使用中的适配场景”，真正实现知识从实验室到生活的迁移应用，培养严谨的科学反思精神与知识应用能力。

除“水中钙镁离子含量的测定”实验外，其他实验均遵循此三阶段模式开展。如“氯化钠提纯”实验中，课前学生探究“除杂试剂选择的逻辑顺序”，课中讨论“试剂过量与不足对提纯效果的影响”，课后分析“提纯后氯化钠纯度未达预期的原因”，形成完整的探究闭环。

（二）推动思政元素与教学内容深度融合

将思政教育贯穿实验教学全流程，实现“知识传授”与“价值引领”同频共振。

实验室安全教育环节：教师通过学习通推送近年实验室安全事故案例视频，让学生直观感受违规操作的严重后果，深刻领悟“实验室安全无小事”。同时明确要求学生进入实验室必须规范穿戴实验服，接触腐蚀性试剂时佩戴防护手套，从细节处强化安全意识，树立“安全第一”的观念。

实验操作过程中：以“氯化钠提纯”实验为例，引导学生精准计算试剂用量，避免过量取用造成浪费；实验准备时，教师优先选用临近保质期试剂，发挥榜样示范作用；实验结束后，要求学生对废液、固体残渣分类回收，严禁随意倾倒，将“绿水青山就是金山银山”的生态理念融入实践，培养环保意识。在“分析天平使用、溶液配制”实验中，通过让学生反复调试仪器、优化参数，锤炼严谨细致的操作习惯；设计性实验中，鼓励学生自主设计方案、验证数据，结合科研前沿拓宽思路，激发创新思维。

实验报告撰写环节：制定严格标准，要求学生如实记录实验目的、原理、步骤、现象及数据，严禁数据造假，坚守学术诚信，在规范撰写中培养求真务实的科学态度。

（三）构建多元化课程评价体系

打破传统“考勤+实验报告+操作考核”的单一评价模式，建立线上线下相结合、覆盖学习全流程的综合评价体系。评价内容包括：线上预习视频后提交的预习PPT、线下实验原理和操作的讲解效果、实验操作规范性、实验报告完整性与分析深度、设计性实验的方案合理性、操作熟练度及成果展示视频质量等，如图1所示。通过多元化评价，全面衡量学生的知识掌握程度、实践能力与综合素养，增强学业挑战度，有效激励学生学习积极性，为培养复合型人才奠定基础。

图1 无机及分析化学实验创新考核评价

四、改革成效

（一）学生学习状态与能力显著提升

该改革模式在2024级生物技术专业《无机及分析化学实验》课程中应用后，通过学习通平台开展问卷调查，78名学生中75人参与，参与率达96.15%。结果显示，认为“问题导向翻转课堂教学收获非常大或较大”的学生占比超90%；97.3%的学生表示自身分析问题、解决实际问题的能力得到提升；98.7%的学生认为语言表达能力与团队协作能力有所进步；98.7%的学生认可课程思政融入效果，严谨科学精神、创新意识、环保理念等素养得到有效培养。学生反馈称：“‘水中钙镁离子含量的测定’实验让我第一次意识到化学实验能直接解释生活现象，从查资料、做PPT到上台讲解，整个过程虽然有挑战，但学会了主动思考，现在面对实验问题不再慌了。” 更多学生表示，课程从“令人畏惧”变成“充满乐趣”，不仅激发了学习兴趣，更明晰了课程价值，为后续实验学习筑牢了坚实基础。

（二）改革模式获学院教师广泛认可

课程团队主讲教师在学院分享改革经验，得到同行高度评价。多位教师表示，该模式通过具体实验案例，清晰展现了如何将学生从“被动接受者”转变为“主动探究者”，既能充分激发学生学习主动性，又能全方位培养核心能力，具有极强的可借鉴性。不少教师已计划将该模式引入自身课程教学，以期提升课堂教学质量与学生综合素养。

五、反思与展望

（一）改革反思

本次改革虽取得显著成效，但仍存在不足。一方面，部分基础薄弱学生在“水中钙镁离子含量的测定”等实验的课前预习阶段，存在对EDTA滴定原理理解困难、查阅资料效率低的问题，难以跟上小组协作节奏；另一方面，设计性实验中，教师对学生方案的个性化指导时间有限，学生的创新思路未能得到充分挖掘与完善。

（二）未来展望

后续将针对现存问题优化改革方案：一是设计分层预习任务，如为基础薄弱学生提供“EDTA滴定原理简化图解”“资料检索关键词清单”，确保全员深度参与；二是合理调整教学安排，增加设计性实验的指导课时，引入“一对一”指导与小组互评机制，进一步激发学生创新潜力；三是结合生物技术领域前沿动态，开发更多跨学科实验项目，如“生物样本中微量元素的分析测定”，增强课程的前沿性与应用性，持续提升课程教学质量。