淺談大學分析化學實驗教學改革

◆劉麗珍

1 前言

化學是一門建立在實驗基礎上的學科，沒有實驗，就沒有科學的化學理論的提出。如今，我國大學教學改革正向縱深推進，對于自然學科而言，實驗教學的關(guān)注度和追捧度更是前所未有地提高。分析化學是大學的一門重要學科，具有專業(yè)性和理論性較強、實踐應用性廣的特征。通過分析化學的學習，學生獨立分析和解決化學問題的能力能夠有一個質(zhì)的飛躍，化學實驗操作技能亦會取得長足進步。隨著當代分析化學技術(shù)的日益完善，分析化學的教學內(nèi)容必然愈發(fā)增多，如何像海綿汲水一樣汲取實驗教學的優(yōu)勢，已成為當下擺在教師面前的重大教改課題，值得深入研究和探討。

2 變革教學方法

延長實驗室開放時間，提高實驗室的利用程度綜觀國內(nèi)外知名的化學家，如拉瓦錫、居里夫人、侯德榜等，無不是日夜將身心扎根于實驗室里，甚至達到廢寢忘食的地步。他們之所以在化學領(lǐng)域成績斐然、功勛卓越，與其長期堅守實驗室有著莫大關(guān)聯(lián)。分析化學的學習本身就離不開實驗，實驗教學在該學科中占有相當重的分量?？梢哉f，實驗教學是分析化學的靈魂和生命線。

鑒于此，教師要千方百計為學生提供實驗室操作的機會，進而為莘莘學子提供基礎的硬件設施。具體地說，首先，要將分析化學實驗室的開放時間延長到每天12小時以上，在各項實驗設備、設施以及操作裝置方面要及時完善和更新，果斷淘汰陳舊的、影響實驗結(jié)果的實驗設備，為廣大學生營造溫馨、舒心、可信賴的硬件實驗環(huán)境。

其次，指導教師在實驗教學期間切勿離開實驗室。指導教師相對于學生的重要性猶如水對于魚。教師的天職就是答疑解惑，化學實驗理解是一方面，動手操作起來又成了另外一回事，對于乍一接觸新知識的學生而言，承擔相應的實驗任務時難免感到力不從心。所以，教師要做實驗教學的引領(lǐng)者、實驗操作的指導者和實驗難題的解答者。在學生實驗操作的間隙，教師通過來回走動，可零距離地窺探每位學生對實驗操作要領(lǐng)的掌握程度，遇有對實驗不理解而束手無策的學生，就能及時發(fā)現(xiàn)并為其解除疑惑，鼓勵其捋順實驗思路，按照既定的實驗流程來獨立操作。這樣一來，對實驗操作感到難以入手的學生勢必恍然大悟，扎實推進各項實驗進程有條不紊地進行。

最后，在實驗教學以外的時間，實驗員要肩負起監(jiān)督管理的重任，教師則要提醒和鼓勵學生前往實驗室展開新知識的預習，通過重做上堂課的實驗來加深理解和印象、鞏固所學。當然，對于學有余力的學生來講，還可“擼起袖子”嘗試做一些課外實驗。

靈活選取實驗項目以往分析化學的實驗項目大都非常固定，長此以往，敏于好學的學生會產(chǎn)生疑問：分析化學的實驗項目是否僅能從若干個項目中進行選?。渴聦嵣?，在素質(zhì)教育如火如荼開展的今天，分析化學實驗更要善于打破傳統(tǒng)教學的思維藩籬，轉(zhuǎn)而推行鼓勵學生靈活選取實驗項目的辦法，以拓寬分析化學的實驗范圍，亦能培養(yǎng)全體學生從事實驗工作的興趣，有效杜絕學生彼此間比對實驗結(jié)果的問題。如在酸堿滴定法中，對于醋酸、硼酸以及鹽酸等不同酸和那些不同混合堿的測定，盡管實驗內(nèi)容可能會相同，但教師完全可以提供若干個有顯著差異的實驗項目供學生自主選取。

重視自主預習教師要清醒地認識到，一堂分析化學實驗課進展得好壞，同學生課前所做的預習狀況緊密關(guān)聯(lián)。教師要經(jīng)常與學生將心比心，善于換位思考，即自覺站在學生的視角統(tǒng)籌考量教改問題。分析化學實驗本身就是相當苦澀、難懂的學科，倘若學生事先不預習，教師在實驗課上講解起來必然越發(fā)困難，也不會得到學生有效的課堂配合，最終只能讓一堂高質(zhì)量的實驗課付諸東流。所以，教師須要求每名學生做好課前預習，下一番心無旁騖、靜謐自怡的功夫，讓化學實驗激揚思維靈感。通過鼓勵每位學生做好預習筆記，在課堂伊始仔細聆聽部分學生的筆記內(nèi)容，以半提問半交流的方式進行。學生會把對新教學內(nèi)容的理解以及目前感到棘手的疑難問題翔實地記下來。通過師生互動，教師便輕而易舉地了解和把握即將開展的實驗教學該重點強調(diào)哪方面，哪方面可一帶而過、略講即可。

除了對實驗教學的理論預習外，學生要將預習的重點聚焦在實驗的動手操作上。依托日夜開放的實驗室，學生完全可以嘗試做尚未學到的實驗。與此同時，為有效鍛煉每位學生的實驗動手技能，教師可在實驗開始前先行安排若干學生制備實驗所用的藥品，同時配制完成各類濃度的溶液，以便為相對復雜的實驗做足準備功課。經(jīng)由以上這些實驗預習，學生可進一步熟知各類化學試劑的基本特性和用途，尤其為今后合理配制試劑積累成功經(jīng)驗，亦能鞏固實驗教學成果，使實驗教學事半功倍。

善于同生活現(xiàn)實相聯(lián)系，培養(yǎng)學生的實驗興趣有不少學生認為，分析化學同生活實際相差甚遠，感覺這么抽象、晦澀難懂的學科難以在生活中得以真正應用，長此以往，對于化學實驗的興趣無法提振。教師要深刻地認清教學與生活實際相脫節(jié)的危機，在進行實驗教學改革時，要讓廣大學生多留心生活中的實際問題，使學生明確一切化學實驗皆來自日常生活，增強對實驗教學的親切感，亦使實驗教學更接地氣，使其改變對實驗的態(tài)度，轉(zhuǎn)而以興趣盎然、主動探究的姿態(tài)對待實驗。

教師可在具體的實驗中融入生活情境，多貼近學生學習和生活的實際。如在開展氧化還原滴定實驗前，教師可事先提問學生哪類果蔬所含維生素C最高？怎樣精確測定果蔬里的維生素C含量？聽到實驗任務和實驗目標，學生普遍聯(lián)想到應該有專門的實驗儀器來測定物質(zhì)里面的維生素C含量。正當學生陷入冥思苦想時，教師便正式告知學生，運用氧化還原滴定便能成功測得果蔬里所含維生素C的量，學生頓感眼前一亮?？梢姡谧龌瘜W實驗前，為著力培養(yǎng)學生實驗的勁頭和興趣，教師要把化學實驗更多地向生活實際中靠攏，令廣大學生深切地體會到化學實驗與生活聯(lián)系得如此密切，對于下一步的實驗探究和操作興趣無疑是大有裨益的。

3 改革教學內(nèi)容

注重基礎實驗的操作和鞏固要做好分析化學實驗，僅憑理解、吃透實驗理論是不夠的，還要有相對扎實的實驗操作功底。這就需要學生狠抓基礎實驗的基本操作，塑造嚴謹、踏實、審慎的實驗態(tài)度。從宏觀角度看，基礎實驗涵蓋了化學實驗操作和分析的基本方法、基本技能，教師一方面要培養(yǎng)和鍛煉學生實驗的基本功，拿滴定、配制溶液、稱量等基礎實驗小項目來武裝學生的“實驗頭腦”、指導操作；另一方面要把驗證型實驗改編為應用實踐型實驗，即把樣品的測定與工農(nóng)業(yè)經(jīng)營和日常生活的實際試樣拿給學生測定，以顯著增強實驗的導向性和實用性。例如：教學中可選取本地水泥企業(yè)所出產(chǎn)的水泥來測定里面所含金屬離子的量；學生可從超市購買一袋碘鹽來測定里面碘的含量；等等。

深入開展綜合設計類實驗綜合設計類實驗將重點放在考核學生自主操作實驗的技能上，這就給教師選擇具體的實驗題目提供了充裕的空間。當然，實驗題目的確定亦可由學生自主擬定并由教師定奪。經(jīng)由科學查閱文獻、反復閱讀書籍，實驗方案便很快出爐。與此同時，學生要事先寫出實驗目標、實驗操作步驟、預期達到的實驗結(jié)果、實驗結(jié)論，通過完善實驗報告提升綜合類實驗的有效性。如針對生活中常遇到的廢舊電池有效回收和循環(huán)利用的問題，教師可鼓勵學生制訂相應的實驗方案，以此給出生態(tài)環(huán)保的解決策略，進而培養(yǎng)學生獨立思考并科學設計實驗的能力。

4 改革教學手段

我國進入“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)時代，信息科技的日趨便捷讓當代分析儀器越發(fā)集成化、智能化，盡管學生在初期無法精確認知實驗儀器的框架結(jié)構(gòu)，但借助網(wǎng)絡和多媒體技術(shù)則能輕松地彌補學生的認知短板。虛擬實驗亦可為學生提供一個動態(tài)化實驗演示的有力平臺。學生在實驗之初會擔憂自己的實驗操作要領(lǐng)是否合乎標準規(guī)范，會考慮如何正確使用實驗儀器。針對這些問題，通過虛擬實驗的技術(shù)手段，使學生利用人工交互來完成虛擬操作的全過程，進而熟練理解和掌握準確的實驗操作辦法，解決由于過度擔心誤傷儀器而畏首畏尾的問題。借助虛擬實驗網(wǎng)絡平臺的搭建，學生可以看到直觀、清晰的操作過程，為在實驗中更好地學習和模仿提供了前提，亦不斷地提高了實驗中手腦并動的能力，取得的教學效果亦超越了以往靜態(tài)化的展示。

5 結(jié)語

大學分析化學的實驗教學改革永遠在路上，學生自身的實驗意識和教學現(xiàn)狀決定了實驗教學改革必然要經(jīng)歷一個化蛹成蝶的過程，需要“新”字當頭、穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步為營。要以改革實驗教學方法、內(nèi)容和形式、手段等為突破口，善于把化學實驗同生活現(xiàn)實結(jié)合、同社會實踐結(jié)合，讓學生在不斷地思考、探索、求知中積累實驗操作的技能，從而使實驗教學“更上一層樓”。