堅(jiān)持以人為本的分析化學(xué)課程教學(xué)的有效性研究
——以混合堿含量的測(cè)定為例

李玉金

(天津工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300280)

“以人為本”，從根本上說(shuō)就是要依靠人、為了人、尊重人。 教育“以人為本”就是要確立以師生為中心的教育理念，要為了師生、尊重師生、依靠師生， 將其貫穿到教育工作的方方面面。 天津工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院就是以學(xué)生和教師的共同成長(zhǎng)為根本目的， 始終把師生的發(fā)展作為學(xué)校全部工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。一方面， 以育人為本，促進(jìn)每一位學(xué)生的全面發(fā)展；另一方面， 滿足教師專業(yè)發(fā)展的需要，強(qiáng)調(diào)師生共同發(fā)展。不斷促進(jìn)教師提升，以獲得學(xué)生全面發(fā)展。

一、確定課程教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)大量調(diào)研、研討和交流，確定了分析化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)：通過(guò)分析化學(xué)課程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，獲得從事分析檢測(cè)技術(shù)職業(yè)崗位工作必需的基本理論和基本知識(shí)；通過(guò)分析化學(xué)課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，掌握分析檢驗(yàn)的技能和方法，建立準(zhǔn)確的“量”的概念，獲得正確表達(dá)分析結(jié)果的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)和職業(yè)素養(yǎng)，為培養(yǎng)化工技術(shù)類及相關(guān)專業(yè)應(yīng)用型人才和高技能人才奠定基礎(chǔ)。

二、 加強(qiáng)師資培訓(xùn)，提高教師綜合素質(zhì)

一支結(jié)構(gòu)合理，實(shí)力雄厚的師資隊(duì)伍，是提升教學(xué)水平、保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。目前天津工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院分析化學(xué)課程教研團(tuán)隊(duì)共5人，其中專職教師4人，均為碩士以上學(xué)歷、中級(jí)以上職稱，均為長(zhǎng)期從事該門課程教學(xué)的中青年教師，擅長(zhǎng)打破理論課和實(shí)驗(yàn)課的界限，潛心學(xué)習(xí)新的教學(xué)理念和鉆研新的教學(xué)方法，持續(xù)不斷地努力提升自身的教學(xué)水平。每年利用寒暑假中的至少五個(gè)工作日到第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)或企業(yè)化驗(yàn)室參加實(shí)踐鍛煉。

近兩年來(lái)有3人參加“教師教學(xué)能力提升及信息化解析”集訓(xùn)班，2人參加“課程思政培訓(xùn)班”，3人參加“新時(shí)代新職教 新作為——職業(yè)教育現(xiàn)代化的理論與實(shí)踐”培訓(xùn)班，2人參加化工技術(shù)類“雙師型”教師專業(yè)技能國(guó)家級(jí)培訓(xùn)項(xiàng)目。通過(guò)這些方式，教學(xué)師資隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu)得以改善，自身的業(yè)務(wù)水平得以提升。

另有實(shí)驗(yàn)室管理人員2人(高級(jí)實(shí)驗(yàn)師1人，實(shí)驗(yàn)師1人)，他們不辭勞苦、盡職盡責(zé)，多年來(lái)和教師們建立起團(tuán)結(jié)協(xié)作的穩(wěn)定關(guān)系，從根本上保障了該門課程的教學(xué)師資。

三、采用混合式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

混合式教學(xué)模式是指將線上與線下教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，該模式是借助現(xiàn)代教育技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)等對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化組織、整合、呈現(xiàn)和運(yùn)用，將傳統(tǒng)面對(duì)面的課堂教學(xué)、實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)進(jìn)行深度融合，以實(shí)現(xiàn)二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到最佳教學(xué)效果。本文以“混合堿含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)為例，闡述如何采用混合式教學(xué)法開(kāi)展分析化學(xué)教學(xué)，以實(shí)現(xiàn)全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)和能力。

(一)開(kāi)發(fā)線上資源，學(xué)生自主學(xué)習(xí)

1.開(kāi)發(fā)線上資源，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

混合式教學(xué)線上資源建設(shè)的總原則是：有助于提高學(xué)生的興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)、原理、技能的理解、掌握和應(yīng)用。在“混合堿含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中，教師為學(xué)生精心準(zhǔn)備4個(gè)微課，第一個(gè)微課是關(guān)于“侯德榜——中國(guó)制堿工業(yè)之父”的故事，主要包括：掛車攻讀、侯氏堿書(shū)、追討化工設(shè)備和建設(shè)新中國(guó)四部分內(nèi)容。以故事的形式來(lái)講述侯德榜先生青少年時(shí)勤奮好學(xué)，在制堿工業(yè)上取得的舉世矚目的成績(jī)以及報(bào)效祖國(guó)的勇氣、決心和行為。以此來(lái)激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生們的愛(ài)國(guó)情懷，同時(shí)帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)了混合堿的概念和混合堿可能的存在形式。

第二個(gè)微課是關(guān)于氯化鋇法測(cè)定混合堿的原理；第三個(gè)微課是用雙指示劑法測(cè)定混合堿的原理； 第四個(gè)微課是用雙指示劑法測(cè)定混合堿的實(shí)驗(yàn)演示。課前兩天教師將這四個(gè)微課上傳到智慧職教網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，并提供了課前測(cè)試題，供學(xué)生自學(xué)自測(cè)。

2.學(xué)生課前學(xué)習(xí)，完成闖關(guān)測(cè)試

學(xué)生在開(kāi)課前下載云課堂智慧職教app，學(xué)習(xí)課前的四個(gè)微課資源，并完成課前闖關(guān)測(cè)試。學(xué)生的線上學(xué)習(xí)不再受時(shí)間、地點(diǎn)和課堂紀(jì)律的限制，有更多的自主選擇性。學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中有任何疑問(wèn)和困惑都可以通過(guò)云課堂智慧職教或課程微信群隨時(shí)向教師反饋、與教師溝通交流。教師也能隨時(shí)隨地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和學(xué)習(xí)進(jìn)展情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)和啟發(fā)學(xué)生去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。通過(guò)問(wèn)題的解決，學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的成就感，增強(qiáng)了其學(xué)習(xí)這門課程的自信心。同時(shí)，通過(guò)師生間的教學(xué)互動(dòng)交流，讓學(xué)生感受到有教師一直在陪伴、關(guān)心、引導(dǎo)著自己學(xué)習(xí)，有一種受關(guān)注、被重視的感覺(jué)，從而產(chǎn)生“羅森塔爾效應(yīng)”。

(二) 線下教師啟發(fā)，提高職業(yè)素養(yǎng)

1.精心設(shè)計(jì)問(wèn)題，理清實(shí)驗(yàn)思路

根據(jù)學(xué)生們的課前闖關(guān)測(cè)試的完成情況及課前師生線上交流互動(dòng)情況，教師梳理、總結(jié)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，在線下教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)一步分析講解。并強(qiáng)調(diào)測(cè)定混合堿含量的雙指示劑法中涉及的化學(xué)反應(yīng)及計(jì)算公式。同時(shí)教師精心設(shè)計(jì)了環(huán)環(huán)相扣的系列問(wèn)題，一問(wèn)到底，讓學(xué)生不僅能知其然，還能知其所以然，真正明白操作的具體詳細(xì)步驟、操作時(shí)的注意事項(xiàng)、影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素等。

(1)雙指示劑法中測(cè)定混合堿時(shí)，應(yīng)該稱取混合堿多少克，用什么儀器來(lái)稱取，稱取后怎樣配制溶液

用電子天平準(zhǔn)確稱取5克混合堿，要求稱取質(zhì)量控制在±5%的相對(duì)誤差范圍內(nèi)，即5.000±0.2500克。然后用不含CO2的去離子水溶解，定量轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，按容量瓶的正確使用步驟，用容量瓶準(zhǔn)確配制混合堿溶液。

(2)滴定時(shí)滴定管里裝的是哪種溶液，錐形瓶中裝的是哪種溶液，選用哪種指示劑，指示劑終點(diǎn)時(shí)呈現(xiàn)什么顏色

滴定時(shí)滴定管里裝的是已知準(zhǔn)確濃度的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，先用鹽酸潤(rùn)洗滴定管2-3次，然后將鹽酸直接從試劑瓶緩緩倒入滴定管中；再用移液管從250mL的容量瓶中準(zhǔn)確量取的50.00mL混合堿溶液于錐形瓶中，在錐形瓶中加入2滴酚酞指示劑，搖勻，用已知準(zhǔn)確濃度的HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至淡粉色剛剛褪去，記錄鹽酸溶液消耗的體積V1。再向滴定管中加滿鹽酸溶液，調(diào)整零液面，再加兩滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由黃色變橙色。記錄鹽酸溶液消耗的體積V2。

注意：鹽酸溶液消耗的體積V2：一定是讀取數(shù)據(jù)V1后，向滴定管中加滿鹽酸，調(diào)液面后再加指示劑，然后滴定出來(lái)的滴定數(shù)據(jù)。

學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以用邊記錄顏色邊記錄體積讀數(shù)的方法，確定整個(gè)過(guò)程中變色最靈敏的點(diǎn)，作為滴定終點(diǎn)。然后進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)。

(3)為什么要選用酚酞和甲基橙這兩種指示劑

因?yàn)榈谝粋€(gè)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，體系的pH是8.32，所以可以選用酚酞做指示劑。第二個(gè)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)體系的pH是3.89，所以可以選用甲基橙做指示劑。

(4)產(chǎn)生儀器誤差的主要因素是什么

容量瓶和移液管是否配套是產(chǎn)生儀器誤差的主要原因,實(shí)驗(yàn)前要做相對(duì)體積校正：將250mL的容量瓶洗凈、晾干，用洗凈的50mL移液管準(zhǔn)確吸取蒸餾水5次至容量瓶中，觀察容量瓶中水的彎月面下緣是否與標(biāo)線相切。若相切，說(shuō)明二者體積比為5：1；若不相切，則有誤差，記下彎月面下沿的位置，待容量瓶晾干后再校準(zhǔn)一次，連續(xù)兩次實(shí)驗(yàn)相符后記錄此位置，再貼一塊透明膠帶標(biāo)記此位置。

(5)如何減少滴定管讀數(shù)的偶然誤差

增加平行測(cè)定次數(shù)的方法，要求平行四次，做得慢的同學(xué)至少平行三次實(shí)驗(yàn)。

通過(guò)采用啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在討論問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生積極思考、認(rèn)真探究，操作步驟和影響因素就能迎刃而解。隨著問(wèn)題的解決，學(xué)生收獲了知識(shí)，經(jīng)過(guò)了科學(xué)思維和科學(xué)方法的嚴(yán)格訓(xùn)練，感受到學(xué)習(xí)的快樂(lè)。最后學(xué)生自行總結(jié)出影響本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的操作有：稱量、滴定、定容和移液管的使用。

2．強(qiáng)化基本操作，提高操作技能

線下實(shí)驗(yàn)是強(qiáng)化操作技能、提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的最好方式?！盎旌蠅A含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中所涉及到的基本操作有：稱量、滴定、定容、移液管的使用。對(duì)于這些已經(jīng)學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)操作要求以往參加訓(xùn)練最認(rèn)真的學(xué)生來(lái)規(guī)范演示實(shí)驗(yàn)操作；同時(shí)也請(qǐng)同學(xué)示范可能存在的錯(cuò)誤操作。讓其他同學(xué)來(lái)認(rèn)真觀察，評(píng)判對(duì)錯(cuò)。然后由教師做出指導(dǎo)性點(diǎn)評(píng)和演示。師生、生生間和諧融洽的關(guān)系，讓同學(xué)們都不再懼怕操作錯(cuò)誤，都積極主動(dòng)、爭(zhēng)先恐后地展示自己的操作。但時(shí)間有限，每次課程只能請(qǐng)兩、三名學(xué)生來(lái)展示自己的操作，在本學(xué)期里，同學(xué)們只能輪流排隊(duì)準(zhǔn)備展示。通過(guò)學(xué)生們親自展示操作過(guò)程，學(xué)生加深了實(shí)驗(yàn)印象，便于學(xué)生牢固掌握規(guī)范的操作。

在教學(xué)做一體化的實(shí)訓(xùn)室里，教室前后兩塊LED顯示屏上循環(huán)播放著用雙指示劑法測(cè)定混合堿的實(shí)驗(yàn)演示微課。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有任何疑問(wèn)都能參照微課先自行思考解決，或跟教師一起探討分析原因，研究解決方法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每?jī)擅麑W(xué)生為一小組，每十名學(xué)生為一大組，每一大組安排一位實(shí)驗(yàn)教師或任課教師，對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和答疑。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除強(qiáng)調(diào)終點(diǎn)顏色的判斷和滴定管最后一位數(shù)字的估讀外，還要注意引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要及時(shí)、準(zhǔn)確、工整地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)儀器的清洗、擺放。實(shí)驗(yàn)廢物、廢液的處置等文明操作。引導(dǎo)學(xué)生盡快完成并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括：結(jié)果計(jì)算、結(jié)果評(píng)價(jià)這兩部分內(nèi)容。教師也將盡快給學(xué)生批復(fù)，做得對(duì)的、好的給予肯定，不足的和錯(cuò)誤的要給與耐心引導(dǎo)，并提出更改建議。

四、改進(jìn)考核方法，注重過(guò)程評(píng)價(jià)

考核是課程學(xué)習(xí)中的重要環(huán)節(jié)?？己诉^(guò)程公開(kāi)、公平、公正，在一定程度上能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性?！盎旌蠅A含量的測(cè)定”的項(xiàng)目成績(jī)從線上教學(xué)、線下操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面進(jìn)行考核，線上教學(xué)占20%，線下操作占40%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果占40%。

(一)線上教學(xué)：按完成網(wǎng)上學(xué)習(xí)的進(jìn)度，課前測(cè)驗(yàn)成績(jī)，提出問(wèn)題的數(shù)量和質(zhì)量來(lái)評(píng)定。

(二)線下操作：通過(guò)自評(píng)、小組評(píng)、教師評(píng)等多維度、多主體評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)全面客觀真實(shí)。

1.天平的使用：要規(guī)范正確。

2.稱取混合堿的質(zhì)量：應(yīng)為5g，控制在±5%范圍內(nèi)。

3.數(shù)據(jù)記錄：混合堿稱量的2個(gè)數(shù)據(jù)，滴定4個(gè)平行樣的8個(gè)數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)處理：包括混合堿組成的判斷和含量的計(jì)算以及相對(duì)極差的計(jì)算三部分內(nèi)容。要求能正確運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算，有效數(shù)字位數(shù)保留正確。

(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：包括精密度和準(zhǔn)確度兩部分內(nèi)容。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求每個(gè)學(xué)生在讀數(shù)后都要經(jīng)教師現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)數(shù)據(jù)后才能記錄數(shù)據(jù)。若需修改數(shù)據(jù)，需向現(xiàn)場(chǎng)教師提出申請(qǐng)，經(jīng)教師核實(shí)確認(rèn)簽字后，方能修改。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若有學(xué)生編造、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，公開(kāi)通報(bào)批評(píng)，等到次年跟下一屆學(xué)生一起重修，經(jīng)考核合格后，才算通過(guò)此課程。

只有抱著一絲不茍的科學(xué)態(tài)度勤學(xué)苦練的基本功，才能真正地提高自身的操作技能和職業(yè)素養(yǎng)，才能符合化工技術(shù)類高技能人才的要求，成為一名優(yōu)秀的畢業(yè)生、合格的化驗(yàn)員。

五、教學(xué)效果

(一)對(duì)照實(shí)驗(yàn)

分析化學(xué)是我院學(xué)生在大二秋季開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課題組選取石化18和應(yīng)化18兩個(gè)班級(jí)進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生的入學(xué)成績(jī)、化學(xué)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣等均無(wú)顯著性差異。石化18的學(xué)生選為試驗(yàn)班級(jí)，應(yīng)化18的學(xué)生為對(duì)照班級(jí)，試驗(yàn)班級(jí)采用以人為本的混合式教學(xué)模式，對(duì)照班級(jí)采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，對(duì)照班級(jí)的成績(jī)按實(shí)驗(yàn)操作占50%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果占50%的比例進(jìn)行評(píng)定。以混合堿的測(cè)定這個(gè)項(xiàng)目為例，兩個(gè)班級(jí)的成績(jī)?nèi)鐖D1所示：

從上圖中，可以看出，試驗(yàn)班級(jí)90分以上的和75-90分之間的學(xué)生比例明顯高于對(duì)照班級(jí)在這兩個(gè)區(qū)間的學(xué)生的百分比。

同時(shí)，試驗(yàn)班級(jí)的平均分要比對(duì)照班級(jí)的平均分高出5.2分，說(shuō)明以人為本的混合式教學(xué)模式更有利于調(diào)動(dòng)同學(xué)們的積極性，教學(xué)效果更好。

(二)存在的問(wèn)題

試驗(yàn)班級(jí)在“混合堿含量的測(cè)定”這個(gè)教學(xué)項(xiàng)目中的學(xué)生平均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)5.7個(gè)小時(shí)，而對(duì)照班級(jí)的平均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)是4個(gè)小時(shí)。試驗(yàn)班級(jí)在這個(gè)項(xiàng)目中比對(duì)照班級(jí)平均學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)多出1.7個(gè)小時(shí)。如何開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)的微課教學(xué)資源、努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率將成為我們后續(xù)研究的重點(diǎn)。