分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂探究式教學(xué)模式研究與實(shí)踐

張葉臻 楊妍 孫瑞雪 張廉奉 包曉玉

摘 要 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目的是加深學(xué)生對分析化學(xué)理論課的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用分析化學(xué)知識的能力。針對當(dāng)前分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)刻板、缺乏新意等問題，將探究式教學(xué)模式引入分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，提高教學(xué)質(zhì)量，取得不錯(cuò)的教學(xué)效果，為分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 探究式教學(xué)；分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式

中圖分類號：G652 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）02-0121-03

1 前言

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是高等院?；瘜W(xué)專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，其作用是加深學(xué)生對分析化學(xué)理論課程知識點(diǎn)的理解和掌握，同時(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。但是常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在種種問題，例如：“填鴨式”教學(xué)模式降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識缺失，形成思維過程的依賴性，整個(gè)教學(xué)缺乏應(yīng)有的學(xué)習(xí)過程——存疑、選擇、批判、探索、想象、創(chuàng)造；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單

一，單調(diào)乏味，缺乏一定的新意；等等[1]。因此，有必要引入新的教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決實(shí)際問題的能力。探究式教學(xué)模式就是新型教學(xué)模式的一種。

探究式教學(xué)方法又被稱作發(fā)現(xiàn)法或研究法，是指在教學(xué)過程中，教師不直接給出結(jié)論，而是提供給學(xué)生一些例子或問題，學(xué)生通過查閱資料、觀察、思考、談?wù)摰确绞?，發(fā)現(xiàn)和掌握知識的一種教學(xué)方法[2-4]。在該教學(xué)模式下，學(xué)生作為主體，獨(dú)立思考、主動(dòng)探索，相互之間密切合作，使單調(diào)乏味的理性活動(dòng)變得豐富多彩，同時(shí)提高了分析問題和解決問題的能力。

2 探究式教學(xué)的目標(biāo)

探究式教學(xué)的目標(biāo)是改革傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，讓學(xué)生帶著積極性去學(xué)習(xí)、去思考、去接受知識，使學(xué)生的潛能得到開發(fā)，克服傳統(tǒng)教學(xué)過程中學(xué)習(xí)內(nèi)容的強(qiáng)制性、認(rèn)知活動(dòng)的局限性、思維過程的依賴性和課堂交往的單向性。

培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力 傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容一般是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，有現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)課本。學(xué)生課前需要撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，但是多數(shù)學(xué)生是直接照抄課本上的內(nèi)容，未加思考和研究。在實(shí)驗(yàn)課堂上，教師把實(shí)驗(yàn)的原理、內(nèi)容詳細(xì)加以講解，學(xué)生則比葫蘆畫瓢，按照課本上的步驟做實(shí)驗(yàn)，僅僅是熟悉了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、練習(xí)了實(shí)驗(yàn)的基本操作，對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些新的狀況，不知如何分析和解決[5]。

探究式教學(xué)模式，則要求教師根據(jù)理論教學(xué)的內(nèi)容，設(shè)計(jì)有針對性的問題，啟發(fā)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)等各種方法完成探究性課題[6]，加深對知識點(diǎn)的理解、掌握和應(yīng)用。在探究式教學(xué)過程中，學(xué)生通過各種方法和途徑查閱資料，思考實(shí)驗(yàn)的原理和內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)路線，或者對已有的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行大膽改進(jìn)。整個(gè)過程看到的不僅僅是知識的沉淀，而更多的是對知識的渴望；不僅僅是記憶與理解，更多的是質(zhì)疑與批判，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力 在傳統(tǒng)的分析化學(xué)教學(xué)模式下，學(xué)生預(yù)習(xí)只需要看課本，理解知識點(diǎn)就行，整個(gè)過程合作交流的機(jī)會比較少。而探究式教學(xué)模式需要對整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為師生提供了互相合作、協(xié)商、共同解決問題的教學(xué)情境。在教學(xué)過程中，采取分工合作的方式，可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。如為了加深學(xué)生對酸堿能否準(zhǔn)確滴定，以及如何計(jì)算pH值和選擇指示劑等知識點(diǎn)的理解和掌握，可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)酸堿滴定的實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)過程中，學(xué)生需要完成常見酸堿種類和強(qiáng)度的查閱以及整個(gè)滴定路線的設(shè)計(jì)、實(shí)施等任務(wù)。這些需要學(xué)生合作才能完成，極大提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。

培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力 傳統(tǒng)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，多數(shù)使用純的試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理的驗(yàn)證。如鉛、鉍重金屬離子測定的實(shí)驗(yàn)，直接配制硝酸鉛和硝酸鉍溶液，然后對其含量進(jìn)行測定。但是在食品等日常生活中常接觸的物質(zhì)中，這些重金屬離子往往不是以水溶液的形式存在，多數(shù)以難溶化合物的形式存在，那么顯然需要預(yù)處理才能測定其中的含量。

探究式教學(xué)的重點(diǎn)在于探索而不是單純地驗(yàn)證，采用不同的處理手段并設(shè)計(jì)不同的方案，實(shí)現(xiàn)對不同物質(zhì)的分析測定。如油條中是否含有明礬，就可以轉(zhuǎn)換為鋁離子的測定。油條處理后，如果在其中檢測到鋁離子，則有可能含有明礬；而鋁離子的測定既可以利用熒光光譜法測定，也可以用絡(luò)合滴定法分析，根據(jù)鋁離子的濃度可以選擇合適的方法。通過這些探究性實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

3 探究式教學(xué)模式在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要使學(xué)生掌握基本知識和實(shí)驗(yàn)技能，更要注重對學(xué)生探索化學(xué)知識和學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練，提高其學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其探索精神和創(chuàng)新意識。鑒于探究式教學(xué)模式的種種優(yōu)點(diǎn)，將其引入分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。以實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為例，總結(jié)歸納探索式教學(xué)在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中應(yīng)用的收獲。

創(chuàng)設(shè)問題情境 傳統(tǒng)教學(xué)多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的思維處于輸入—印證的低級水平。探索式教學(xué)方法則創(chuàng)設(shè)問題情境，教師提出一些綜合性的、聯(lián)系實(shí)際問題的集約型設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課題，激發(fā)學(xué)生的逆向思維和創(chuàng)造性思維。以酸堿滴定為例，酸堿pH值的計(jì)算、酸堿的滴定是十分重要的知識點(diǎn)，同時(shí)日常生活中也常用到酸堿的測定，如食醋中醋含量的測定以及化肥中氮含量的測定等?；谝陨侠碚搶W(xué)習(xí)和實(shí)際需要，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于常見酸堿含量測定的實(shí)驗(yàn)。

這種“拋錨”式方式使學(xué)生去主動(dòng)運(yùn)用所學(xué)理論知識，充分展現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的發(fā)散性思維能力，克服傳統(tǒng)教學(xué)過程學(xué)習(xí)內(nèi)容單一、強(qiáng)制，學(xué)生思維過程過分依賴課本和教師等缺點(diǎn)，在實(shí)踐中學(xué)會認(rèn)知，積極主動(dòng)完成知識的重構(gòu)。

構(gòu)建共同學(xué)習(xí)和討論的平臺 學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)水平、知識結(jié)構(gòu)等方面的差異分組，選出組長；組長作為負(fù)責(zé)人，組織學(xué)習(xí)活動(dòng)，對組員進(jìn)行分工；教師對整個(gè)協(xié)作過程進(jìn)行引導(dǎo)；小組成員在一起討論、研究，搭建共同學(xué)習(xí)的平臺。

給學(xué)習(xí)小組分配一個(gè)課題，交代研究的背景、意義、作用和目標(biāo)，然后小組成員根據(jù)所學(xué)知識各自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在此過程中需要搜集資料，同時(shí)對所學(xué)知識進(jìn)行整合、消化和運(yùn)用。每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案有可能不同，如溶液中鐵含量的測定，可以選用氧化還原法、分光光度法、絡(luò)合滴定法等，但每種方法都有自己的適用范圍，需要根據(jù)樣品性質(zhì)選擇合適的方法。在這個(gè)過程中，有的學(xué)生的方案存在不少漏洞，但是在整個(gè)過程鍛煉了學(xué)生的發(fā)散思維。每個(gè)學(xué)生有了自己的方案后，組長組織大家集體討論，確定出最佳的初步方案。整個(gè)過程既鍛煉了學(xué)生的口頭表達(dá)能力，又加強(qiáng)了學(xué)生的溝通能力，使其學(xué)會如何合作、如何相互包容和尊重。

師生共同完善實(shí)驗(yàn)方案 每組學(xué)生確定最佳初步方案后，教師組織所有學(xué)生參與最終方案的確定。每組學(xué)生派出一名代表將本組的方案進(jìn)行展示，其他組成員可以進(jìn)行補(bǔ)充。在此過程中，教師要發(fā)現(xiàn)學(xué)生發(fā)言中的獨(dú)特見解，允許學(xué)生有不同的看法，但對學(xué)生發(fā)言中暴露出來的錯(cuò)誤或偏差也要及時(shí)指出。在教師的引導(dǎo)和同學(xué)的補(bǔ)充下，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)一步完善。整個(gè)過程使學(xué)生對所學(xué)知識有了更加深入的理解，同時(shí)激發(fā)了創(chuàng)造思維。

實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施 每組學(xué)生按照完善好的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于是自己設(shè)計(jì)出來的，學(xué)生一掃以往的消極被動(dòng)、無精打采的狀態(tài)，積極主動(dòng)地動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)過程中與預(yù)想不同的情況進(jìn)行思考、分析和研究。教師在整個(gè)過程中進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的一些問題進(jìn)行適當(dāng)提示和指導(dǎo)，給學(xué)生一些輔助型的幫助。

如部分學(xué)生在利用有汞法測定鐵礦石中鐵含量的過程中，用氯化汞除去過量氯化亞錫的時(shí)候，本應(yīng)該產(chǎn)生白色沉淀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉淀為黑灰色，與預(yù)期結(jié)果不一致。引導(dǎo)學(xué)生思考其中的原因，通過不同反應(yīng)條件下氯化汞和氯化錫化學(xué)反應(yīng)方程式，引導(dǎo)學(xué)生考慮產(chǎn)物是什么，最后得出結(jié)論：二價(jià)錫離子濃度局部過大時(shí)，將汞離子直接還原成單質(zhì)汞，而不是變?yōu)榘咨恋怼然瘉喒?。由于汞的毒性較大且易揮發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生對汞單質(zhì)進(jìn)行妥善處理。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程不僅加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，更主要的是提高了學(xué)生應(yīng)對與預(yù)期結(jié)果不一致的情況以及突發(fā)情況的能力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的評價(jià)與總結(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對學(xué)生的整個(gè)過程進(jìn)行評價(jià)也是十分重要的一環(huán)。以往的評價(jià)只看實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不看實(shí)驗(yàn)過程；而探究式教學(xué)模式則是對學(xué)生進(jìn)行全方位的整體評價(jià)，包括學(xué)生參與程度、參與態(tài)度以及創(chuàng)新能力、溝通能力、實(shí)驗(yàn)操作水平等方面。該評價(jià)更全面、更客觀。同時(shí)，組織學(xué)生對整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)與研究奠定基礎(chǔ)。整個(gè)氛圍寬松、愉悅、民主，學(xué)生的積極性得到大幅度提高。

4 結(jié)語

通過探究式教學(xué)模式的嘗試和探索，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和分析問題、解決問題的能力，課堂教學(xué)效果十分顯著。相信通過教師和學(xué)生的共同努力，對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)一步改革，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生由知識到能力的轉(zhuǎn)變，提高學(xué)生在社會上的競爭力。

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