分析化學實驗多元化教學的改革探索

陳漫霞，賀錦燦，顏戊利，鄒志輝，白 研

(廣東藥科大學公共衛(wèi)生學院衛(wèi)生檢驗與衛(wèi)生化學系， 廣州 510310；△通訊作者)

《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》指出課程建設(shè)要提升高階性，課程目標要堅持知識、能力、素質(zhì)有機融合，培養(yǎng)學生解決問題的綜合能力和高級思維；課程內(nèi)容要強調(diào)廣度和深度，突破習慣性認知模式，培養(yǎng)學生深度分析、勇于創(chuàng)新的精神；教學內(nèi)容要體現(xiàn)前沿性與時代性；教學方法要體現(xiàn)先進性與互動性，引導學生進行探究式與個性化學習。

實驗教學是高等教育重要教學活動之一，是實現(xiàn)知識與能力相結(jié)合、理論與實際相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)[1]。實驗教學相對于理論教學，具有較強的觀察性、操作性和理論實踐融合性等特點[2]。通過實驗教學，訓練學生熟練掌握基本實驗操作技能，鍛煉學生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力[3]。分析化學實驗課是衛(wèi)生檢驗與檢疫專業(yè)、預防醫(yī)學專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，主要教學目標是學生通過該課程的學習，加深對分析化學理論知識的理解，掌握定量分析實驗的基本操作技能，建立“量”的概念，培養(yǎng)嚴謹、實事求是的科學態(tài)度和科學素養(yǎng)，提高動手能力和解決問題的能力，為后續(xù)課程的學習及今后實際工作打下良好的基礎(chǔ)[4]。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)高速發(fā)展和應用，人們接受知識的渠道更加多元化。以教師講授為主的傳統(tǒng)課堂教學模式難以滿足學生日益多樣化的學習需求，以微視頻為基礎(chǔ)的翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式教學等新型教學模式更易于被大學生所接受[5,6]。為緊跟高等教育改革和社會發(fā)展的步伐，我們結(jié)合我院實際對分析化學實驗教學進行了積極的改革和探索，旨在培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新思維，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 分析化學實驗教學中存在的主要問題

1.1 學生預習不充分、缺乏主動性

分析化學實驗課前要求學生預習，寫好預習報告，但大部分學生的預習流于形式，只是按照實驗教材機械地抄寫實驗原理和步驟，對實驗原理和實驗過程一知半解，根本不研究實驗原理及實驗過程出現(xiàn)的現(xiàn)象，無法做到用理論知識來解釋實驗現(xiàn)象，預習應付了事。其中主要原因是學生對這些文字性或圖片式的實驗教材閱讀積極性不高和缺乏有效的預習監(jiān)督機制。

1.2 教學模式傳統(tǒng)單一、缺乏創(chuàng)新性

傳統(tǒng)實驗課教學模式多數(shù)是教師在實驗前講解實驗原理、實驗步驟、注意事項、演示實驗操作，然后學生根據(jù)實驗內(nèi)容進行照方抓藥式的實驗操作，整個教學過程學生基本處于被動學習狀態(tài)、學而不思、不能理解相關(guān)理論知識、不能解釋實驗現(xiàn)象。這種以教師為主體的教學模式，強調(diào)了教師對知識的講解、忽略了學生的獨立思考和參與度，缺乏啟發(fā)性和創(chuàng)新性，不利于學生獨立思考和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3 實驗成績考核方式單一、缺乏科學性

以往分析化學實驗成績主要以實驗報告和期末操作考試為評分依據(jù)，考核方式過于簡單，主要側(cè)重于實驗報告的書寫、數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果計算，對實驗過程、操作能力、科學思維等方面的評價極少。這種缺少過程考核的評價方式導致學生重結(jié)果、輕過程，不能反映學生的實際學習情況，不利于考查學生的綜合能力，不利于激發(fā)學生的學習主動性。

2 分析化學實驗教學改革探索

2.1 微視頻、線上線下相結(jié)合的預習模式

在實驗開課前一周，教師根據(jù)教學目標，設(shè)置明確的預習任務，將學習資料和任務點(操作視頻、實驗講義、實驗操作注意事項、預習測試題、預習思考題等)發(fā)布到超星學習通平臺。學生通過觀看操作視頻、學習實驗教材、完成預習測試題、預習思考題等完成預習任務。操作視頻主要包括實驗課所涉及的基本操作演示，如移液管和滴定管的使用等。相較傳統(tǒng)教材，操作視頻更加生動、直觀、形象，更能引起學生的興趣，使學生根據(jù)自身掌握情況反復觀看學習[7]，很好地彌補課堂上教師演示時間有限、學生對操作細節(jié)的觀察不夠細致等缺點；而且可以擺脫時空的限制，滿足學生個性化學習需求。

教師將實驗原理、試劑的配制、儀器的選擇、基準物質(zhì)的選擇、“量”的概念和知識拓展等方面編制成預習測試題，讓學生在預習階段通過回答問題來思考隱藏在問題背后的知識點，通過實驗現(xiàn)象加深對理論的理解，實現(xiàn)理論和實驗相結(jié)合。教師根據(jù)預習測試題得分，可了解學生對實驗原理和實驗過程的掌握情況，對共性問題進行歸納整理并在課堂上重點講解，有效提高課堂教學效率。教師可隨時在平臺上查看學生任務點完成情況、視頻觀看時長、預習測試題得分等，及時提醒未完成或完成質(zhì)量差的同學，并將這些具體的學習過程數(shù)據(jù)化，作為學生實驗課成績考核的一部分。通過線上線下相結(jié)合的預習方式、合理的預習考核機制，學生逐步養(yǎng)成了預習習慣，培養(yǎng)自主學習能力和思維能力。

2.2 以問題為導向和課堂討論為主的授課模式

教師將實驗原理、實驗可能出現(xiàn)的現(xiàn)象、指示劑的選擇、干擾離子的影響、誤差來源等設(shè)計成思考題，以問題為導向來引導教學。學生經(jīng)過全面、深入的預習，對實驗原理、實驗內(nèi)容已有一定的認識，課堂上教師圍繞思考題隨機抽取學生來回答、待其回答完畢其他同學進行補充或提出不同見解并就此展開討論，討論結(jié)束后教師進行點評和總結(jié)；最后，教師對重要的知識點進行梳理和強調(diào)，并設(shè)計問題引導學生在實驗過程中進行思考。整個授課環(huán)節(jié)以學生回答和討論為主、教師起引導作用；同時鼓勵學生大膽發(fā)表個人見解，提高學生的課堂參與度。

學生進入實驗操作環(huán)節(jié)，教師主要關(guān)注以下幾點：①教師巡回指導，及時指出并糾正學生的不規(guī)范操作，解答學生疑問、引導學生利用理論知識解釋實驗現(xiàn)象；②教師檢查實驗數(shù)據(jù)記錄是否規(guī)范清晰，如有異常情況，要求學生找出其可能的原因并重做，學生操作完畢后教師檢查數(shù)據(jù)并簽名；③教師關(guān)注實驗安全，培養(yǎng)學生安全意識，督促學生保持實驗臺面整潔，養(yǎng)成良好的實驗習慣；④課后學生撰寫實驗報告，對實驗的成敗進行總結(jié)和反思。實驗課堂上以學生為主體的教學模式有利于引導學生積極思考，提高學生課堂參與度，鍛煉學生的科學思維和探索精神。

2.3 增加實驗趣味性和實驗設(shè)計

為提高學生對實驗課程的興趣，教師試圖讓經(jīng)典的實驗內(nèi)容更貼近生活，以增加學生的自主參與性。例如配位滴定法測定水硬度實驗，學生可根據(jù)自己的興趣自帶水樣檢測，可以是宿舍樓的直飲水、飯?zhí)糜盟部梢允蔷?、珠江水等。當然不同水樣其前處理方法會有所不同，這恰好可以引導學生自主學習、自行設(shè)計，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

設(shè)計性實驗的教學目的是培養(yǎng)和提高學生綜合運用所學知識的能力及創(chuàng)新實驗能力。教師提前兩周布置實驗題目(酸堿滴定、氧化還原滴定、配位滴定各一項)。學生查閱文獻設(shè)計詳細的實驗方案，其內(nèi)容包括：實驗原理(原理和主要反應式)、所需儀器(名稱、型號、數(shù)量)和試劑(濃度、用量、配制方法)、實驗步驟(標準溶液的配制與標定、試劑濃度和用量、基準物質(zhì)的選擇及其取樣量、指示劑的選擇、操作步驟等)、實驗注意事項、數(shù)據(jù)記錄表格、結(jié)果計算公式等。學生將設(shè)計好的實驗方案提交教師審閱、反饋，再修改整理，最終確定實驗方案。

2.4 完善評價機制、建立過程性考核體系

實驗考核是保障實驗教學效果的重要環(huán)節(jié)，具有引導作用[8]。實驗考核是規(guī)范實驗教學的重要組成部分，是反映學生實際操作能力的有效手段，直接影響學生學習積極性，對學生的學習也起到重要的導向作用[9]。為改變實驗考核方式單一的問題，我們需建立全過程、多元化的實驗考核評價體系，激發(fā)學生的學習動力。具體考核標準如下。

課程總成績由平時成績(70%)和期末成績(30%)組成。平時成績根據(jù)過程考核評定，分別從課前預習、課堂討論和實驗操作、課后實驗報告、出勤和紀律衛(wèi)生等四方面設(shè)置不同比例，分別為20%、40%、30%和10%。課前預習主要考查學生任務點完成、視頻觀看時長、預習測試題得分、預習報告書寫情況等。課中主要考查課堂回答問題、參加討論的次數(shù)和質(zhì)量、實驗態(tài)度、操作技能和數(shù)據(jù)記錄、觀察能力等。課后實驗報告主要考查數(shù)據(jù)處理(如有效數(shù)字等)、結(jié)果計算、結(jié)果的準確度和精密度、思考題的作答、對實驗的反思及歸納總結(jié)等。出勤和紀律衛(wèi)生主要考查出勤率、儀器的整理歸位、實驗臺面衛(wèi)生、值日情況等。期末成績包括實驗設(shè)計和操作考試兩方面，各占50%。考核項目是學生自行設(shè)計并已確定實驗方案的三個題目，現(xiàn)場抽簽確定考核題目并獨立完成實驗操作。通過設(shè)計實驗方案并獨立完成操作，既可以考查學生靈活運用專業(yè)知識的能力、實驗操作技能的掌握情況，還可以考查學生的自主學習能力和解決問題的能力。建立全過程、多元化的實驗考核體系，引導學生端正學習態(tài)度，扭轉(zhuǎn)學生重結(jié)果、輕過程的實驗課程學習觀念，激勵學生在實驗過程中發(fā)揮主觀能動性，有利于培養(yǎng)學生的專業(yè)技能和創(chuàng)新思維。

以微視頻、線上線下相結(jié)合的預習模式、以問題為導向和課堂討論為主的授課模式、建立全過程多元化實驗考核體系，真正體現(xiàn)了以學生為中心、教師為引導的教學理念。該教學模式不僅強調(diào)培養(yǎng)學生的實驗操作技能，還激發(fā)了學生的學習主動性，切實提高了學生自主學習能力和創(chuàng)新思維能力，提升了實驗教學質(zhì)量。在今后的教學實踐中，我們?nèi)孕枰Y(jié)合實際不斷改革分析化學實驗教學，創(chuàng)新適合時代發(fā)展的教學模式，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。