分析化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析及改革初探*

侯思懿，司 楊，韓愛霞，吳 磊

(1 青海大學(xué)新能源光伏產(chǎn)業(yè)研究中心，青海 西寧 810016；2 青海大學(xué)化工學(xué)院，青海 西寧 810016)

分析化學(xué)是化工、材料、冶金等專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的基礎(chǔ)課，是發(fā)展和應(yīng)用各種方法、儀器和策略，以獲得有關(guān)物質(zhì)在空間和時(shí)間方面的組成和性質(zhì)的一門科學(xué)，具有理論性和實(shí)踐性并重的特點(diǎn)[1-2]。分析化學(xué)被稱為“科學(xué)技術(shù)的眼睛”，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的作用。分析化學(xué)的教學(xué)不僅是為了傳授理論知識(shí)，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。因此，如何在有限的課堂時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)和知識(shí)傳授三重目標(biāo)，提高課堂教學(xué)效果是目前分析化學(xué)教學(xué)改革的重點(diǎn)和方向。

1 分析化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 課程內(nèi)容抽象，知識(shí)點(diǎn)龐雜

分析化學(xué)課程多涵蓋分析方法的范圍廣，知識(shí)點(diǎn)繁多而龐雜，涉及大量的計(jì)算、公式推導(dǎo)、曲線等，這是分析化學(xué)的重難點(diǎn)。目前學(xué)生掌握分析化學(xué)知識(shí)單靠“死記硬背”，在學(xué)習(xí)過程中極易產(chǎn)生厭煩心理，嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)的積極性。此外，學(xué)生普遍存在“重專業(yè)輕基礎(chǔ)”的心理，非化學(xué)專業(yè)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)課不重視，使教學(xué)更加被動(dòng)。

1.2 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同步

在教學(xué)計(jì)劃中，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門單獨(dú)的課程，理論教師和實(shí)驗(yàn)教師分別由不同的老師擔(dān)任，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)程安排不能與理論課很好的同步，往往超前或滯后與理論課程，就使得學(xué)生在無理論知識(shí)基礎(chǔ)之上不加思考的機(jī)械性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)或在實(shí)驗(yàn)中對(duì)之前學(xué)的理論知識(shí)印象不深，嚴(yán)重打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不能有效促進(jìn)理論知識(shí)的掌握和理解。

1.3 課堂教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系不緊密

分析化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，理論知識(shí)是基礎(chǔ)，實(shí)踐應(yīng)用是目標(biāo)，它們相輔相成、相互促進(jìn)。但部分教師在授課過程中理論教學(xué)較多，實(shí)踐應(yīng)用介紹較少，會(huì)使學(xué)生不明白學(xué)習(xí)分析化學(xué)這門課到底有什么用途，該如何在以后的學(xué)習(xí)和工作中使用。

1.4 教學(xué)方法單一，學(xué)生主體活動(dòng)缺

目前分析化學(xué)的教學(xué)方法為傳統(tǒng)講授法，這種填鴨式、灌輸式的教學(xué)模式，以教師為主體，以課本為中心，過分的強(qiáng)調(diào)授課教師的主導(dǎo)作用，忽略了教師和學(xué)生之間的溝通，使學(xué)生完全處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，不能充分發(fā)揮其積極性和能動(dòng)性，在教學(xué)過程中會(huì)使學(xué)生感覺課程內(nèi)容枯燥，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及趣味性，不但學(xué)生學(xué)習(xí)效果差、效率低，也降低了教師的積極性。

1.5 考核評(píng)價(jià)模式陳舊，缺乏過程考核

目前分析化學(xué)課程的考核基本采用期末閉卷的考試來評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)效果，但通過一張期末試卷很難全面、公正、真實(shí)的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。課程成績分布為平時(shí)成績占40%，期末卷面成績占60%。對(duì)平時(shí)考核力度不夠，另外，考核內(nèi)容常常局限于所學(xué)教材里面的基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)以課堂筆記和布置的課后作業(yè)內(nèi)容為主，多為方法原理，概念和方法結(jié)果的計(jì)算，理論性強(qiáng)，沒有考核學(xué)生實(shí)踐方面的能力，整套試卷考察能力的少，死記硬套的多。部分學(xué)生在臨考前突擊背筆記、作練習(xí)題，即可僥幸過關(guān)，不利于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)風(fēng)。由此可見，單一的考試模式并不適合分析化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高，科學(xué)有效的考核評(píng)價(jià)方式亟需探索。

2 教學(xué)改革措施

2.1 教學(xué)方法改革

2.1.1 思維導(dǎo)圖教學(xué)方法

思維導(dǎo)圖是由英國著名心理學(xué)家、教育家東尼·博贊于20世紀(jì)60年代提出并創(chuàng)立的，旨在開發(fā)人的思維潛力、提高人思維能力的簡單高效的圖形工具，其能有效地處理分散的信息，建立不同信息之間的內(nèi)在聯(lián)系。思維導(dǎo)圖綜合利用左腦的語言、數(shù)字、邏輯、順序、分析、列表，以及右腦的形象、色彩、維度、空間感等多種大腦皮層思維技能，以增強(qiáng)人的思維能力，提升注意力和記憶力[3-5]。研究實(shí)踐表明，在教學(xué)過程中引入思維導(dǎo)圖，通過視覺感官刺激的關(guān)鍵詞、顏色、形狀和聯(lián)想意象等，使得記憶力增強(qiáng)，教學(xué)和學(xué)習(xí)效率得到提高。

分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)雖然多而雜，但各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間是縱橫交叉，相互聯(lián)系，點(diǎn)、線、面聯(lián)系交織，能形成一個(gè)網(wǎng)狀的整合知識(shí)體系，零星的分析化學(xué)知識(shí)在思維導(dǎo)圖中變的有序化、網(wǎng)絡(luò)化，能夠有效解決學(xué)生在學(xué)習(xí)分析化學(xué)過程中面臨的信息量大，知識(shí)點(diǎn)多的障礙。

針對(duì)分析化學(xué)每一個(gè)章節(jié)是獨(dú)立的一種分析方法這一特點(diǎn)，教學(xué)過程中借助思維導(dǎo)圖，建立“關(guān)鍵詞-設(shè)問-關(guān)鍵詞擴(kuò)充-設(shè)問-多級(jí)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)”的教學(xué)模式，下面以第三章 滴定分析為例，來闡明基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)模式。

(1)教師在新授課中用X-Mind、Mind Manager、Mind Master等思維導(dǎo)圖軟件繪制出“滴定分析”思維導(dǎo)圖(一級(jí)分支)，展現(xiàn)這一章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，清晰的給出本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)(見圖1)。

圖1 “滴定分析”一級(jí)思維導(dǎo)圖

(2)教師通過積極啟發(fā)引導(dǎo)，借助設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“關(guān)鍵詞”擴(kuò)充，形成自己的知識(shí)節(jié)點(diǎn)，幫助學(xué)生形成自有的二級(jí)思維導(dǎo)圖(見圖2)。

①從滴定分分析的定義出發(fā)，以氫氧化鈉滴定鹽酸為例，引導(dǎo)學(xué)生理解滴定分析中滴定、化學(xué)計(jì)量點(diǎn)、滴定終點(diǎn)、終點(diǎn)誤差等基本概念。

②滴定分析屬于化學(xué)分析，即以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，那它所利用的化學(xué)反應(yīng)有哪些？在無機(jī)化學(xué)中我們所學(xué)到的化學(xué)反應(yīng)是否都可以用來做滴定分析？滴定分析對(duì)化學(xué)反應(yīng)有哪些要求呢？

③“誘敵深入”階段：滴定分析的核心是利用已知的標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)物發(fā)生定量的化學(xué)反應(yīng)，那么標(biāo)準(zhǔn)溶液該如何配制？配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液它的濃度都有哪些表示方式呢？(引出本章教學(xué)重點(diǎn))

圖2 “滴定分析”二級(jí)思維導(dǎo)圖

(3)在“標(biāo)準(zhǔn)溶液”這一重點(diǎn)學(xué)習(xí)過程中，教師針對(duì)配制和濃度表示分別展開。教學(xué)過程中對(duì)氫氧化鈉標(biāo)液的配制過程(計(jì)算-稱量-配制-標(biāo)定-計(jì)算)，物質(zhì)的量濃度與滴定度的關(guān)系展開學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)多級(jí)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的建立，最終形成滴定分析的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖(見圖3)。

圖3 “滴定分析”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖

(4)根據(jù)“滴定分析”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)思維導(dǎo)圖，教師對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行延伸，培養(yǎng)學(xué)生解決問題和分析問題的能力。請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自己創(chuàng)建的思維導(dǎo)圖回答下述問題：①滴定分析法適合測(cè)定常量還是微量組分分析？②如需測(cè)定食醋當(dāng)中總酸含量的測(cè)定，怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？選擇哪種滴定方法？③如果某一試樣中待測(cè)離子含量只有ppm級(jí)，需要選用什么分析方法進(jìn)行測(cè)定(給學(xué)生留下一個(gè)思考空間，與后續(xù)所學(xué)的儀器分析法建立關(guān)聯(lián))。

由此可以看出，在分析化學(xué)教學(xué)過程中使用思維導(dǎo)圖教學(xué)法，學(xué)生通過在聽課過程中一方面積極主動(dòng)的對(duì)“關(guān)鍵字”進(jìn)行擴(kuò)展、分析和整理，使學(xué)習(xí)內(nèi)容符合自己的認(rèn)知規(guī)律，極大地提高了記憶力和理解力，使得所學(xué)知識(shí)立體化、直觀化、可視化。另一方面，創(chuàng)建思維導(dǎo)圖有利于培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和創(chuàng)造性思維，同時(shí)增加了學(xué)習(xí)趣味性和有效性。

2.1.2 PBL教學(xué)法結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)法

PBL教學(xué)法(Problem Based Learning)是1967年由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows創(chuàng)建的以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法[6-8]。PBL教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以問題為基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)課程教學(xué)的“預(yù)習(xí)-聽課-復(fù)習(xí)”模式改變?yōu)椤敖處熖岢鰡栴}-學(xué)生查找資料-課堂討論-老師總結(jié)”。在PBL教學(xué)法中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自我思考能力和自學(xué)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生利用各種資源獲取知識(shí)信息，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

但單純使用PBL教學(xué)法存在以下幾個(gè)問題：(1)使用PBL教學(xué)法開展教學(xué)耗時(shí)較多，與教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定的學(xué)時(shí)有矛盾；(2)PBL教學(xué)法對(duì)學(xué)生要求高，對(duì)于部分自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)的學(xué)生，面對(duì)困難容易退縮；(3)分析化學(xué)中有一些抽象、復(fù)雜的內(nèi)容，若僅讓學(xué)生查找資料，沒有講解基礎(chǔ)知識(shí)就進(jìn)行PBL教學(xué)，很難收到預(yù)期效果。因此，結(jié)合課程實(shí)際，筆者認(rèn)為應(yīng)采用PBL教學(xué)法結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)法，既保證學(xué)生系統(tǒng)的掌握了課程基本內(nèi)容，又有利于培養(yǎng)學(xué)生查找資料、獨(dú)立思考、分析問題、解決問題的能力，充分發(fā)揮了兩種教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)，提高了分析化學(xué)的課堂教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

2.2 考核方式改革

考核方式應(yīng)既可以考出學(xué)生真正的知識(shí)水平與能力，又可以為課程的學(xué)習(xí)起到一定的導(dǎo)向作用。分析化學(xué)課程傳統(tǒng)的考核方式為閉卷考試，平時(shí)成績占40%，期末成績占60%。該課程的傳統(tǒng)考核模式存在以下問題：(1)課程中涉及的理論知識(shí)較多，學(xué)生通常臨近考試時(shí)花大量時(shí)間和精力去“死記硬背”，對(duì)知識(shí)的應(yīng)用投入的精力和時(shí)間較少；(2)期末成績比例過大，造成學(xué)生期末突擊的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在平時(shí)的學(xué)習(xí)積累中積極性不高；(3)傳統(tǒng)的考核方式考試題型單一，缺乏創(chuàng)新性，對(duì)知識(shí)的檢測(cè)偏向于識(shí)記方面，忽略了綜合能力的培養(yǎng)。因此，為了發(fā)揮考試的診斷，調(diào)節(jié)和激勵(lì)作用的有效機(jī)制，必須改變“期末一張卷”的傳統(tǒng)考核方法，采取多種考核方式相結(jié)合的綜合考核辦法。

2.2.1 改進(jìn)考核模式

(1)強(qiáng)化過程評(píng)價(jià)

重視過程性學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)與考核，靈活采用多種考核方式(雨課堂、小組匯報(bào)、課外作業(yè)、課堂提問等)。

(2)階段性考核和期末考核相結(jié)合

在每兩章結(jié)束后，可以根據(jù)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行階段性考核，由老師出幾套不同練習(xí)題，在課余時(shí)間由學(xué)生找老師以現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取的方式作答，成績計(jì)入平時(shí)成績，這樣即可以了解學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握情況，也為后續(xù)的教學(xué)方法及教學(xué)進(jìn)度是否調(diào)整提供依據(jù)。同時(shí)，階段性的考試可以督促學(xué)生平常認(rèn)真學(xué)習(xí)，避免期末考試前臨時(shí)抱佛腳，死記硬背的現(xiàn)象，促進(jìn)學(xué)生真正掌握并能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，達(dá)到“以考促學(xué)”的效果。

(3)考試內(nèi)容增加綜合性思考題或分析論述題

試卷考核內(nèi)容除基本理論方法外，要體現(xiàn)出學(xué)生分析問題、解決問題的能力，采用非標(biāo)準(zhǔn)答案的試題，提升教學(xué)效果。

2.2.2 改進(jìn)評(píng)價(jià)體系

建立全面客觀的學(xué)生成績?cè)u(píng)價(jià)體系，通過多次進(jìn)行、多種途徑的考試，達(dá)到對(duì)學(xué)生真實(shí)能力全面的客觀評(píng)價(jià)，從而督促和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，同時(shí)幫助教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)教學(xué)工作，達(dá)到教與學(xué)的真正反饋。

表1 現(xiàn)行的評(píng)價(jià)體系

表2 改革后的評(píng)價(jià)體系

3 結(jié) 語

分析化學(xué)是高等院校很多專業(yè)本科生必修的一門重要的基礎(chǔ)課，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力具有重要的作用。通過改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化考核方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，進(jìn)一步提高了教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)培養(yǎng)了科學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實(shí)的新型創(chuàng)新人才。