以學(xué)生為主體的分析化學(xué)實驗教學(xué)改革

劉愛麗 沈燕 劉楠楠 繆謙

摘要：在分析化學(xué)實驗課堂教學(xué)活動中牢固樹立以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，通過實施課堂“學(xué)生助教”制、實驗設(shè)計探究、建立科學(xué)的評價體系等多方面改革，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的思維方法和創(chuàng)新意識。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)實驗；學(xué)生助教；實驗探究

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）07-0122-02

分析化學(xué)實驗是高等院?；瘜W(xué)、生物、環(huán)境等相關(guān)專業(yè)的主要必修基礎(chǔ)課程之一，是一門和理論緊密結(jié)合、應(yīng)用性很強的課程。從培養(yǎng)人才可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，分析化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)該成為融分析化學(xué)知識、科學(xué)思維、實踐技能、創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)與訓(xùn)練為一體的課程體系。

目前各個高校在分析化學(xué)實驗的教學(xué)過程中都比較注重基本技能的規(guī)范訓(xùn)練和“四大滴定”基本分析化學(xué)知識的掌握，但有一個普遍現(xiàn)象是大部分學(xué)生只是“照方抓藥”——即按現(xiàn)成的實驗步驟完成操作的層面，學(xué)生感覺分析化學(xué)實驗基本上就是“稱量—標(biāo)定—測定—寫報告”式的過程。實驗過程缺乏科學(xué)的思維訓(xùn)練和創(chuàng)造性的激勵，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性較差，獨立思考和應(yīng)用所學(xué)理論知識解決實際問題的能力相對較弱。究其原因，分析化學(xué)實驗課堂教學(xué)中主要有以下幾個問題。

1.教學(xué)模式較單一。幾十年來，我們習(xí)慣于以教師為中心，學(xué)生基本上按照指導(dǎo)教師的講解和演示，不加思考地“順利”把實驗做完。學(xué)生對原理缺乏理解和思考，缺乏創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣引導(dǎo)不夠。分析化學(xué)實驗內(nèi)容以驗證式實驗為主，對于實際生活案例和拓展性內(nèi)容缺乏引導(dǎo)。這種“標(biāo)準(zhǔn)方法”的實驗內(nèi)容，難以激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)主動性，更難激活學(xué)生的創(chuàng)新思維。

3.評價體系不完善。分析化學(xué)實驗需要處理的數(shù)據(jù)較多，對實驗結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度要求高，但是對學(xué)生的預(yù)習(xí)、實驗操作過程、學(xué)生創(chuàng)新意識等方面缺乏科學(xué)系統(tǒng)的評價。

基于多年分析化學(xué)實驗教學(xué)過程發(fā)現(xiàn)的問題，我們提出了科學(xué)的改革思路，在課堂上積極實施改革，取得了非常好的教學(xué)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實踐能力、思維方法。

一、改革理念和思路

1.以學(xué)生為本，參與課堂?！白詈玫膶W(xué)習(xí)就是教別人！”改變以教師為中心的授課模式，鼓勵學(xué)生參與課堂教學(xué)，開展“學(xué)生助教”制。教師和報名助教學(xué)生共同預(yù)做實驗，發(fā)現(xiàn)問題；課堂上讓學(xué)生來參與教學(xué)和指導(dǎo)整個實驗，充分提高學(xué)習(xí)主動性和對知識的理解能力。

2.從“接受式”學(xué)習(xí)走向“探究式”學(xué)習(xí)。注重傳授方法，探究實驗設(shè)計思路，讓學(xué)生明白做每個實驗的實際意義和生活中的應(yīng)用。實驗設(shè)計的理論知識，出現(xiàn)問題如何解決，并提供多媒體資料和文獻查閱方法，引導(dǎo)學(xué)生積極拓展學(xué)習(xí)。

3.建立綜合的考評體系，鼓勵創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)問題。實驗評價時不僅注重基本技能和結(jié)果的準(zhǔn)確度，同時每個實驗增加附加分，包括學(xué)生助教、本實驗發(fā)現(xiàn)的問題及解決方案、獨到的見解和建議，鼓勵學(xué)生對實驗進行質(zhì)疑和設(shè)計其他方法。

總之，想方設(shè)法在分析化學(xué)實驗課上充分調(diào)動學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，提高解決問題、發(fā)現(xiàn)問題的能力，學(xué)之有用、學(xué)之會用。

二、改革內(nèi)容和方法

（一）實施“學(xué)生助教”制

改變以教師為中心的授課模式，開展“學(xué)生助教”制，鼓勵學(xué)生參與和管理分析化學(xué)實驗課堂教學(xué)，充分提高學(xué)習(xí)主動性和對知識的理解能力。

1.根據(jù)學(xué)時安排，在掌握了基本操作技能后，選擇4—6個合適的實驗，由學(xué)生自主報名參加“學(xué)生助教”。每個實驗報名3—4名學(xué)生助教，每個學(xué)期每班約20名學(xué)生參與，通過網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布具體實施安排和注意事項等內(nèi)容。

2.實驗課前一周和教師約定時間預(yù)做實驗，掌握整個實驗的內(nèi)容、關(guān)鍵、注意點、出現(xiàn)的問題。預(yù)試過程中教師指導(dǎo)規(guī)范的實驗操作，共同解決預(yù)試過程中出現(xiàn)的問題。

3.助教課前試講，吃透本實驗涉及的理論，指導(dǎo)學(xué)生如何講解，進行操作的演示。上課時，實驗內(nèi)容由學(xué)生助教講解，教師補充。

4.實驗過程教師和學(xué)生助教一起指導(dǎo)學(xué)生，記錄實驗情況，指導(dǎo)完畢后總結(jié)，完成《學(xué)生助教記錄表》，提出收獲和建議，考核時也計入學(xué)生助教工作的附加分。

近幾年，我們在應(yīng)化、化本（師范）等不同班級陸續(xù)開展了“學(xué)生助教”制，從四大滴定方法中選擇《天然水總硬度的測定》《化學(xué)需氧量測定》《粗鹽中氯含量的測定》《吸光光度法測鐵含量》等實驗讓學(xué)生參與課堂教學(xué)，取得了相當(dāng)好的效果，尤其對于師范類班級，學(xué)生積極性很高，課堂變得活躍！參與助教的學(xué)生認為在知識理解和綜合技能方面都獲益匪淺！

（二）實驗設(shè)計探究教學(xué)

注重傳授方法，探究實驗設(shè)計思路，讓學(xué)生明白做每個實驗的實際意義和生活中的應(yīng)用。

1.講解實驗意義時，聯(lián)系國家等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法、質(zhì)檢的實際樣品案例等內(nèi)容使學(xué)生充分理解實驗的實際應(yīng)用價值，重視基礎(chǔ)實驗和基本技能的培養(yǎng)。引出“如果你拿到這樣一個實際樣品該如何分析和評價？”

2.通過探究樣品處理—定量分析方法選擇—滴定劑、指示劑、滴定條件（體系溫度、酸度、催化劑、干擾）、標(biāo)準(zhǔn)溶液等內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生一步步設(shè)計實驗思路，明確解決問題的方法，舉一反三。充分激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上進一步對實驗的原理與過程設(shè)計有更為科學(xué)的理解和全面的認識。

3.對實驗過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象和疑問，鼓勵學(xué)生查閱資料，在理解的基礎(chǔ)上嘗試自行設(shè)計并完成實驗。“失敗是正常的，不失敗那不叫實驗，但要找方法，解決問題！”讓學(xué)生以積極的心態(tài)對待實驗，鼓勵創(chuàng)新和發(fā)展。

4.課堂中加入和本實驗相關(guān)的考研、化學(xué)學(xué)科競賽、科研訓(xùn)練項目、質(zhì)檢等知識的內(nèi)容，留給學(xué)生思考和拓展的知識，鼓勵學(xué)生查閱數(shù)據(jù)庫和文獻，提出自己的方案，充分拓展實驗的課外內(nèi)容。

（三）改革評價體系

考核是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，合理的考核體系有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴于律己、實事求是的科學(xué)態(tài)度，是正確引導(dǎo)和激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、監(jiān)督和檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果及應(yīng)用能力、提高實驗教學(xué)質(zhì)量的有效手段。

（一）完善《定量分析數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》

分析化學(xué)實驗中需要對大量的實驗數(shù)據(jù)進行處理，計算工作量非常大，而學(xué)生定量分析數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確度，往往是學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹匾己艘罁?jù)。我們分析化學(xué)實驗教學(xué)團隊已經(jīng)自行開發(fā)了一套《定量分析數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》，主要功能有學(xué)生數(shù)據(jù)輸入、實驗報告評分、實驗結(jié)果分析。經(jīng)過多年的使用，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠、操作簡單。近年來不斷完善這套定量分析處理系統(tǒng)，增加實驗內(nèi)容，完善數(shù)據(jù)輸入組數(shù)，合理安排精密度和準(zhǔn)確度評分比例，更加科學(xué)地評價學(xué)生的分析實驗結(jié)果。

（二）注重過程，鼓勵創(chuàng)新，綜合考評

近年來，我們一直在進行考試評價系統(tǒng)的改革研究，使考試方式從實驗基本操作技能和知識的評價向知識、能力、素質(zhì)綜合評價轉(zhuǎn)化。

實驗期末總評成績分平時實驗成績占60—70%，期中實驗操作考試成績占30—40%，附加分占10%。平時單次成績?yōu)?00分制，其中驗證型實驗預(yù)習(xí)報告10分，實驗報告10分，操作技能30分，結(jié)果精密度和準(zhǔn)確度50分（由課題組研發(fā)的定量分析數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)統(tǒng)計）。綜合設(shè)計型實驗評價時側(cè)重資料查閱、設(shè)計方案的合理性和創(chuàng)新性、對實驗結(jié)果的思考和討論。另外每個實驗附加分，包括學(xué)生助教、本實驗發(fā)現(xiàn)的問題及解決方案、獨到的見解和建議、鼓勵學(xué)生對實驗進行質(zhì)疑和設(shè)計其他方法。

三、結(jié)語

以學(xué)生為本，教學(xué)相長。分析化學(xué)實驗課堂教學(xué)通過引入“學(xué)生助教”、探究實驗設(shè)計思路、改革評價體系等內(nèi)容，讓學(xué)生真正參與到分析化學(xué)實驗的課堂教學(xué)中來，引導(dǎo)幫助學(xué)生逐漸養(yǎng)成嚴謹求實的實驗態(tài)度、規(guī)范的實驗技能、科學(xué)的思路方法，提高學(xué)生質(zhì)疑問題、分析問題、解決問題的能力，開發(fā)學(xué)生思維方法和創(chuàng)新意識。

參考文獻：

[1]武漢大學(xué).分析化學(xué)實驗（第六版）[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]陳海春，王宏.分析化學(xué)實驗教學(xué)改革探索[J].大學(xué)教育，2018，（4）：84-86.