基于項目化教學(xué)法的分析化學(xué)實驗教學(xué)改革探索

陳 琳，劉海燕，陳 紅，吳 曉，付曉偉

(營口理工學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 營口 115014)

分析化學(xué)實驗是高等學(xué)校應(yīng)用化學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程、化學(xué)工程與工藝、化學(xué)工程與生物工程、無機非金屬材料等專業(yè)學(xué)生的一門極其重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。分析化學(xué)實驗是分析化學(xué)理論課程的重要組成部分，它通過實驗的方法，使學(xué)生深入理解和鞏固在分析化學(xué)課堂上所學(xué)的理論知識，并使學(xué)生正確、熟練地掌握化學(xué)分析和儀器分析的基本操作技能。通過實驗課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以學(xué)會正確、合理地選擇實驗條件和實驗儀器，善于觀察實驗現(xiàn)象和進行實驗記錄，正確處理數(shù)據(jù)和表達實驗結(jié)果。培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣、實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，以及獨立思考、分析問題、解決問題的能力，逐步掌握科學(xué)研究的技能和方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來工作奠定良好的實踐基礎(chǔ)[1]。在分析化學(xué)實驗的教學(xué)過程中，我們通常是以“學(xué)知識”作為最終教學(xué)目標(biāo)，往往忽視了對學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)，這就導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)領(lǐng)域工作時，實際解決問題的能力低，因此不能滿足企業(yè)需求[2]。為此，我們分析了分析化學(xué)實驗課程的現(xiàn)狀，對此進行了項目化教學(xué)改革，通過具體項目的設(shè)計，從而進行相關(guān)實驗操作的學(xué)習(xí)，更好地鍛煉了學(xué)生分析問題、解決問題以及實際動手能力。

1 分析化學(xué)實驗課程存在的問題

目前，分析化學(xué)實驗教學(xué)改革已引起世界分析化學(xué)家的關(guān)注。我國高校分析化學(xué)實驗也面臨著新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的分析化學(xué)實驗課程是以教師為中心，通過教師課前對實驗內(nèi)容的講解，學(xué)生按照實驗步驟完成相關(guān)實驗[3]，但部分學(xué)生抽象思維和邏輯水平有限，傳統(tǒng)的以教師講授為主，學(xué)生按部就班進行實驗的方式，常常使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的興趣，最終導(dǎo)致學(xué)生實際分析問題，解決問題的能力沒有得到提高，因此難以適應(yīng)今后工作需求。

總結(jié)目前分析化學(xué)實驗課程存在的問題主要有以下三點：第一，教學(xué)方法缺乏靈活性，教師不能在不同的層次上對學(xué)生進行指導(dǎo)，很難調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，多樣化的學(xué)習(xí)需求難以滿足。第二，教學(xué)內(nèi)容和條件有限，如實驗室開放時間有限，不能滿足學(xué)生在探究性實驗上的學(xué)習(xí)，實驗改進上難以取得突破。第三，教學(xué)評價內(nèi)容僅限于實驗報告、實驗操作等，形式和內(nèi)容枯燥，缺乏挑戰(zhàn)性，對學(xué)生創(chuàng)新能力評價不明確。

2 分析化學(xué)實驗項目化教學(xué)設(shè)計

在我國，項目教學(xué)的理論研究和實踐應(yīng)用相對較晚。項目方法首先從香港引進大陸，然后逐步發(fā)展。項目教學(xué)已融入高校教學(xué)改革和職業(yè)教育教學(xué)改革中，并取得了一定的研究成果。例如：劉春生、徐長發(fā)[4]編撰了《職業(yè)教育學(xué)》，在“職業(yè)學(xué)校的教學(xué)方法與教育技術(shù)”一章中，對項目教學(xué)作了簡要介紹，明確了職業(yè)教育中的項目教學(xué)法。上海師范大學(xué)王建峰教授研究了項目教學(xué)法在中職化工專業(yè)化學(xué)課程中的教學(xué)，并對教學(xué)效果進行了測試[5]。

實驗教學(xué)目的不僅僅是教學(xué)生如何做實驗，而是要從認(rèn)識論和方法論的角度來培養(yǎng)學(xué)生如何采取有效的教學(xué)方法和策略來實現(xiàn)化學(xué)實驗的功能和價值。而項目化教學(xué)法是“以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)，項目為主線”的促進式學(xué)習(xí)教學(xué)模式[3]。項目化教學(xué)法的設(shè)計可以通過以下方法實施：1)引入任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)模式，將每一個教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成幾個工作任務(wù)，在學(xué)習(xí)開始階段，先對學(xué)生下達“任務(wù)書”，使學(xué)生明確要完成的任務(wù)及完成任務(wù)需要具備的操作能力和知識能力，以任務(wù)驅(qū)動法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和求知欲。2)教、學(xué)、做一體化，避免理論和操作技能脫節(jié)，實現(xiàn)教、學(xué)、做合一。3)注重應(yīng)用，突出技能訓(xùn)練，本著理論知識“必須”、“夠用”為度的原則，突出職業(yè)能力的培養(yǎng)。4)以項目為導(dǎo)向，提升技術(shù)應(yīng)用能力，通過每個任務(wù)的設(shè)計，使技術(shù)應(yīng)用能力得到潛移默化的提高。通過項目化教學(xué)法的實施，不僅可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價方式等方面對實驗課程進行深入改革，同時使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃?，成為學(xué)習(xí)和發(fā)展的主體，改善原有學(xué)生理論學(xué)習(xí)動力不足，實驗操作能力差的狀態(tài)[6]。

3 分析化學(xué)實驗項目化教學(xué)實施

以雙氧水中過氧化氫含量的測定為例進行說明。

3.1 教師分配項目任務(wù)

首先老師根據(jù)教學(xué)大綱提出具體的項目任務(wù)單，并讓同學(xué)們了解項目的意義，如在雙氧水中過氧化氫的檢測實驗中，讓同學(xué)們了解過氧化氫檢測的必要性。由于工業(yè)用過氧化氫中含有砷，重金屬等多種有害物質(zhì)，如果不慎在食品行業(yè)中使用，會嚴(yán)重危害食用者的健康。因此無論是在制藥、生物醫(yī)學(xué)、食品安全還是環(huán)境保護上，對過氧化氫快速準(zhǔn)確地檢測都顯得尤為重要[7]。通過對項目的簡單介紹以及必要性的說明，讓同學(xué)們了解此項目完成的意義所在，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在對項目進行背景介紹后，下發(fā)課前任務(wù)單，讓同學(xué)們利用文獻、PPT、視頻、微課等多種信息手段進行收集資料。

3.2 初步方案設(shè)計

將全班同學(xué)分為5組，并從每組中推選出一名負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)整體任務(wù)安排。小組成員通過資料收集、任務(wù)分析、討論、交流等環(huán)節(jié)確立初步方案，并準(zhǔn)備相關(guān)儀器設(shè)備以及實驗試劑等。

3.3 實驗方案匯報

每組將實驗方案以PPT形式進行展示，其他組同學(xué)對實驗方案提出修改建議，并在老師的指導(dǎo)下繼續(xù)完善。在收集資料及方案的設(shè)計過程中，同學(xué)們對氧化還原滴定的原理、指示終點的方法以及高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定等相關(guān)理論知識點都有了一定的鞏固，從而加強了對理論知識的復(fù)習(xí)。

3.4 方案實施

在小組負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)下，學(xué)生進行項目的實施，在完成過程中，遇到問題可以小組繼續(xù)討論，加以改進，這樣就培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。老師對實驗步驟和方法進行規(guī)范，幫助同學(xué)順利完成項目內(nèi)容。

4 考核評價方式

合理的考核機制不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，還能檢查和監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而提高教學(xué)質(zhì)量。因此，建立學(xué)

生實驗成績綜合評價系統(tǒng)，真實、公平、合理地評價學(xué)生實驗成績是項目化教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)。整個實驗課程的成績實行百分制，每個實驗的評分如下：形成性考核占70%，終結(jié)性考核占30%。形成性考核包括實驗室表現(xiàn)、小組合作能力、實驗報告書寫情況、信息處理能力以及實驗設(shè)計能力，每項各占10%，實踐操作能力占20%。通過項目化考核方式，給了學(xué)生更多發(fā)揮的空間，并使得賦分標(biāo)準(zhǔn)更加合理化。

5 師生交流評價

實驗結(jié)束后，各組之間進行交流，每組對實驗結(jié)果進行對比，對于誤差較大的分析結(jié)果找出所在原因。過氧化氫含量的測定通常采用高錳酸鉀滴定法和電化學(xué)方法進行檢測，讓同學(xué)們對比使用這兩種檢測方法的實驗步驟、操作難度以及檢測結(jié)果各有什么差別，在今后的實驗中應(yīng)如何改進實驗方案。通過對結(jié)果的分析與評估，加深了同學(xué)們對過氧化氫含量測定項目成果的理解。

總之，隨著新課程改革的不斷深入，將分析化學(xué)實驗課程從設(shè)計目的、項目設(shè)計、項目實施、項目評價等方面進行改革，遵循“理論、實踐、評價”的主線，構(gòu)建“分析化學(xué)實驗”的項目化學(xué)習(xí)模式，不僅改善了理論知識與實踐訓(xùn)練脫節(jié)、教學(xué)情境、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)評價單一的缺點，更增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是提高實驗教學(xué)質(zhì)量行之有效的措施。