問(wèn)題導(dǎo)向下的分析化學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)施路徑探究*

唐明根，張曉麗

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

分析化學(xué)是植物保護(hù)與檢疫技術(shù)專業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)專業(yè)和藥學(xué)專業(yè)等專業(yè)的一門重要公共基礎(chǔ)課，是一門理論密切聯(lián)系實(shí)際的學(xué)科。分析化學(xué)課程的特點(diǎn)是具有豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐操作技能，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)“環(huán)境化學(xué)” “水環(huán)境檢測(cè)” “藥物化學(xué)” “藥物分析”等專業(yè)課奠定基礎(chǔ)的化學(xué)分析知識(shí)。通過(guò)分析化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅需要掌握理論知識(shí)，而且還需要掌握分析方法、實(shí)驗(yàn)操作方技能，通過(guò)整個(gè)課程的學(xué)習(xí)，鍛煉培養(yǎng)提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力以及應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力[1-3]。但是傳統(tǒng)的分析化學(xué)主要采用“理論教學(xué)+實(shí)踐教學(xué)”教學(xué)模式，在這一過(guò)程中，教師是理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的主體，主導(dǎo)整個(gè)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)過(guò)程，學(xué)生被動(dòng)地參與教學(xué)以及實(shí)踐活動(dòng)，這一教學(xué)模式不能有效培養(yǎng)學(xué)生的能力，在實(shí)施過(guò)程中也存在一定問(wèn)題[4]?；谝陨蠁?wèn)題，以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法(Problem-Based Learning，簡(jiǎn)寫PBL教學(xué)法)結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)法對(duì)分析化學(xué)教學(xué)開展改革探究，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提升分析化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 傳統(tǒng)分析化學(xué)教學(xué)中面臨的問(wèn)題

1.1 學(xué)生主觀能動(dòng)性不足，自學(xué)能力和意識(shí)不強(qiáng)

分析化學(xué)課程是在大一上學(xué)期或者下學(xué)期開設(shè)的，學(xué)生剛剛從中學(xué)階段步入到大學(xué)學(xué)習(xí)階段，大多數(shù)學(xué)生還是習(xí)慣于教師主導(dǎo)整個(gè)課堂的教學(xué)模式，即為“灌輸式”，教師在授課過(guò)程中處于主導(dǎo)地位，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生的參與感和獲得感不強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣不高，未能有效發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。在理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作學(xué)習(xí)過(guò)程中不善于思考，課前主動(dòng)預(yù)習(xí)和課后及時(shí)鞏固的學(xué)生較少，自學(xué)能力和意識(shí)不強(qiáng)烈，對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握程度不高，整個(gè)課程的學(xué)習(xí)效果不佳[5]。

1.2 學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力不足

分析化學(xué)課程內(nèi)容主要分為理論部分和實(shí)驗(yàn)部分，理論課程內(nèi)容主要包括基本理論知識(shí)、分析測(cè)定原理和方法、數(shù)據(jù)處理與誤差分析等，學(xué)生注意力放在理論知識(shí)的識(shí)記，完成理論知識(shí)作業(yè)，滿足于能夠完成理論考試，忽略了理論知識(shí)和實(shí)踐操作的內(nèi)在聯(lián)系，達(dá)不到理論指導(dǎo)實(shí)踐的效果；實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分主要是訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作和規(guī)范記錄處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，這個(gè)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作能力，學(xué)生習(xí)慣于按部就班的完成實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理和方法掌握不夠。盡管近些年來(lái)，增加了學(xué)生自主利用理論知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)比例，學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力還有待于進(jìn)一步提高。

1.3 課程考核評(píng)價(jià)方式較為單一

學(xué)生的課程成績(jī)?cè)谝欢ǔ潭壬戏磻?yīng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，揭示其對(duì)于理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握程度。傳統(tǒng)的分析化學(xué)課程成績(jī)由兩部分組成，分別是期末理論測(cè)試成績(jī)和實(shí)驗(yàn)部分考核成績(jī)組成。學(xué)生個(gè)人非常注重自己的成績(jī)，因此在整個(gè)教學(xué)中，學(xué)生會(huì)更加重視理論部分的期末考試，忽略了對(duì)整個(gè)理論知識(shí)體系的學(xué)習(xí)和掌握，存在知識(shí)結(jié)構(gòu)碎片化的問(wèn)題；而對(duì)于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)部分考核主要是依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性評(píng)定的，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致學(xué)生過(guò)分注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，忽視實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的思考和分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)促進(jìn)理論知識(shí)的掌握作用不明顯。傳統(tǒng)的考核評(píng)價(jià)方式忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程、主動(dòng)學(xué)習(xí)、應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力等的考核評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)方式單一，不夠客觀全面。

2 PBL教學(xué)法簡(jiǎn)介

最早起源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育，1969年由美國(guó)的神經(jīng)學(xué)教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)，PBL教學(xué)法是以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)方法[6]。以學(xué)生為中心，根據(jù)課程目標(biāo)和內(nèi)容，選取設(shè)置問(wèn)題，教師開展課前教學(xué)設(shè)計(jì)，由教師提出具體的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)小組或者個(gè)人自學(xué)完成問(wèn)題，在課堂上討論與交流，由教師梳理總結(jié)歸納。這一教學(xué)模式，由問(wèn)題串聯(lián)起整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，具體問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)探究，在這個(gè)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)能動(dòng)性，讓其主動(dòng)思考和自我學(xué)習(xí)，不僅僅培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)信息的能力和分析解決問(wèn)題的能力，而且還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流的能力[7]。

3 問(wèn)題導(dǎo)向下的理實(shí)一體化教學(xué)模式設(shè)計(jì)

3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

在分析化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，采用PBL教學(xué)法結(jié)合傳統(tǒng)的理實(shí)一體化教學(xué)法，授課前首先要開展PBL教學(xué)法的學(xué)習(xí)和討論，深刻領(lǐng)悟PBL教學(xué)法的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法以及注意事項(xiàng)。預(yù)先設(shè)計(jì)好課程教學(xué)過(guò)程和教學(xué)環(huán)節(jié)，安排好每一個(gè)環(huán)節(jié)所需的時(shí)間，依據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)、就業(yè)方向、時(shí)事熱點(diǎn)等設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題，協(xié)助學(xué)生完成隨機(jī)組隊(duì)分組，確定小組成員組成，明確各組員分工。小組內(nèi)部討論交流后，針對(duì)還未解決的問(wèn)題可以通過(guò)咨詢老師或者查閱相關(guān)文獻(xiàn)的方式，也可以考慮在課堂上開展小組間討論解決問(wèn)題的方式。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)的思路可以概括為“課前根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置問(wèn)題點(diǎn)-提出問(wèn)題和布置問(wèn)題-學(xué)生小組課后自我學(xué)習(xí)-課上小組討論交流-教師梳理歸納總結(jié)”[8]。

3.2 理論教學(xué)部分

在理實(shí)一體化教學(xué)中，理論部分的教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的重要組成部分，因此合理挖掘設(shè)計(jì)問(wèn)題點(diǎn)，幫助學(xué)生更好的理解和掌握理論知識(shí)非常重要，同時(shí)理論知識(shí)學(xué)習(xí)也是為學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)部分做良好鋪墊，在實(shí)際的教學(xué)設(shè)計(jì)做到以下兩點(diǎn)。

一是問(wèn)題點(diǎn)挖掘選取設(shè)計(jì)要合理全面，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。要充分發(fā)揮問(wèn)題導(dǎo)向的教學(xué)模式優(yōu)勢(shì)，需要對(duì)自己的教學(xué)觀念和教學(xué)方法及時(shí)更新，了解掌握學(xué)生的需求，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行合理的設(shè)置，促進(jìn)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和思考。若是不能有效設(shè)計(jì)問(wèn)題點(diǎn)，不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的積極性就難以調(diào)動(dòng)，學(xué)習(xí)的效果達(dá)不到目標(biāo)和要求。因此，在設(shè)計(jì)問(wèn)題點(diǎn)時(shí)，要充分了解學(xué)生的興趣點(diǎn)，掌握其學(xué)習(xí)規(guī)律和學(xué)習(xí)訴求，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性。在問(wèn)題的選取上，可以結(jié)合學(xué)生專業(yè)情況、未來(lái)就業(yè)崗位、生產(chǎn)生活實(shí)際、時(shí)事熱點(diǎn)等方面梳理挖掘問(wèn)題點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際問(wèn)題組織教學(xué)設(shè)計(jì)，將相應(yīng)的理論知識(shí)應(yīng)用到分析和解決與生活、生產(chǎn)密切相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融通合一，保證教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、理論知識(shí)的實(shí)用性。比如在學(xué)習(xí)酸堿滴定法這一章節(jié)時(shí)，結(jié)合生活實(shí)際，我們可以設(shè)置以下問(wèn)題：①每逢秋冬季節(jié)，樹木上的葉子就會(huì)掉落，請(qǐng)問(wèn)這其中是什么原因？其中哪個(gè)化學(xué)物質(zhì)(酸)發(fā)揮著重要作用？②請(qǐng)問(wèn)什么是酸？什么是堿？解釋酸堿的理論都有哪些？它們分別具有什么局限性？③為什么酸和堿分強(qiáng)弱？分類的依據(jù)是什么？④酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？⑤溶液的酸堿性怎么用pH表示，pH的計(jì)算公式是什么？⑥如何測(cè)定未知溶液的酸堿性？通過(guò)設(shè)置這一系列的問(wèn)題，層層遞進(jìn)所要學(xué)的理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)、廣泛查閱相關(guān)資料，小組內(nèi)部討論交流，總結(jié)歸納問(wèn)題的答案。課上，不同小組之間匯報(bào)交流討論，教師適時(shí)引導(dǎo)和糾正，教師對(duì)學(xué)生的討論結(jié)果點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充、歸納、總結(jié)，這樣學(xué)生全程參與到整個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情極大提高，學(xué)生能更加牢固的理解掌握理論知識(shí)，學(xué)習(xí)效果顯著增強(qiáng)。

二是深入結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，做到理論聯(lián)系實(shí)踐。分析化學(xué)的課程特點(diǎn)既有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)也有實(shí)踐操作，因此在理論教學(xué)中也要兼顧實(shí)踐教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)中的原理、現(xiàn)象、操作等引入理論學(xué)習(xí)中。分析化學(xué)主要是定性研究和定量研究，比如我們?cè)谥v授理論課的誤差、有效數(shù)字、數(shù)據(jù)分析處理時(shí)，以實(shí)驗(yàn)操作中的常用的電子天平為例，講解電子天平的使用方法和數(shù)據(jù)記錄，從中引入到誤差和有效數(shù)字的理論知識(shí)點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生更好的理解理論知識(shí)，同時(shí)做到理論知識(shí)和實(shí)踐操作的緊密聯(lián)系。

3.3 實(shí)踐教學(xué)部分

在理實(shí)一體化教學(xué)中，實(shí)踐部分的教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的另一個(gè)重要部分，實(shí)驗(yàn)課主要分為實(shí)驗(yàn)前、中、后三部分，因此在設(shè)計(jì)問(wèn)題的時(shí)候，可以從下面三個(gè)部分考慮。教學(xué)中設(shè)計(jì)具體的問(wèn)題，目的是為了更好的訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，幫助學(xué)生更好的掌握實(shí)驗(yàn)原理，熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

一是實(shí)驗(yàn)前，注重實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)問(wèn)題設(shè)置。在實(shí)驗(yàn)前，我們重點(diǎn)關(guān)注的是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也就是要知道實(shí)驗(yàn)要干什么、為什么這么做、以及如何做實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，因此在實(shí)驗(yàn)操作前，合理設(shè)置難度適宜的問(wèn)題點(diǎn)非常重要。我們以酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中的食醋總酸度測(cè)定實(shí)驗(yàn)為例，開始實(shí)驗(yàn)前，設(shè)置如下幾個(gè)問(wèn)題：①我們?nèi)粘ｏ嬍持校梢酝ㄟ^(guò)食醋來(lái)調(diào)節(jié)飲食口味，你知道食醋是酸性還是堿性？②食醋具有什么性質(zhì)？是弱酸還是強(qiáng)酸？強(qiáng)酸和弱酸的區(qū)別是什么？③食醋中都有什么酸？整個(gè)酸度大概是多少？④我們可以利用什么原理來(lái)測(cè)定食醋中的總酸度？⑤反應(yīng)的方程式是什么？如何配制NaOH溶液？⑥實(shí)驗(yàn)操作的步驟是什么？⑦你覺(jué)得實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有什么注意事項(xiàng)？⑧實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告是否完成？通過(guò)設(shè)置這一系列的問(wèn)題，讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為進(jìn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)操作打下基礎(chǔ)。

二是實(shí)驗(yàn)中，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能相關(guān)問(wèn)題設(shè)置。實(shí)驗(yàn)前通過(guò)設(shè)置的問(wèn)題幫助學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，規(guī)范其實(shí)驗(yàn)操作步驟，實(shí)事求是記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。在?shí)驗(yàn)中，我們可以設(shè)置如下問(wèn)題：①使用移液管量取食醋時(shí)，如何選取合適的移液管？如何操作？有什么注意事項(xiàng)？②配置NaOH溶液的步驟是什么？實(shí)驗(yàn)操作中有什么注意事項(xiàng)？③用NaOH滴定食醋時(shí)，如何指示終點(diǎn)？添加酸堿指示劑時(shí)有什么要求？④實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？⑤實(shí)驗(yàn)記錄的原則是什么？本次實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和消耗的NaOH溶液時(shí)，需要注意什么？⑥實(shí)驗(yàn)完成后，廢液如何處理？實(shí)驗(yàn)臺(tái)面是否收拾整齊？讓學(xué)生帶著這些問(wèn)題做實(shí)驗(yàn)，更好的完成實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

三是實(shí)驗(yàn)后，側(cè)重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)收獲感悟相關(guān)問(wèn)題設(shè)置。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析處理數(shù)據(jù)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)收獲和感悟，在這個(gè)過(guò)程中，教師可以設(shè)置如下問(wèn)題：①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？為什么是這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性如何？③實(shí)驗(yàn)中都存在哪些誤差？減小實(shí)驗(yàn)誤差的方式都有哪些？④實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式是什么？⑤通過(guò)實(shí)驗(yàn)，你學(xué)會(huì)了哪些實(shí)驗(yàn)操作？實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)用了什么理論知識(shí)原理？⑥利用酸堿反應(yīng)原理可以測(cè)定食醋中的總酸度，利用這個(gè)原理，我們還可以測(cè)定分析生活實(shí)際或者工作中的哪些物質(zhì)？通過(guò)設(shè)置一系列的問(wèn)題，達(dá)到鞏固理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的目的，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解決生產(chǎn)生活實(shí)際中問(wèn)題的能力。

3.4 課程考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

課程考核評(píng)價(jià)體系是反應(yīng)教學(xué)效果和質(zhì)量的重要依據(jù)，傳統(tǒng)的分析化學(xué)考核方式為集中式考核，大多采用“期末測(cè)試成績(jī)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告”的評(píng)價(jià)方式來(lái)評(píng)定學(xué)生對(duì)課程的掌握情況，這一評(píng)價(jià)方式忽略了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程等過(guò)程性評(píng)價(jià)，導(dǎo)致學(xué)生只把注意力放在期末考試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫上，不注重過(guò)程學(xué)習(xí)。為了改變這一弊端，強(qiáng)化過(guò)程性考核，構(gòu)建更加客觀全面的評(píng)價(jià)體系，將總成績(jī)分為以下四個(gè)部分，分別為理論學(xué)習(xí)部分、實(shí)驗(yàn)操作部分、小組匯報(bào)交流部分、PBL教學(xué)過(guò)程在問(wèn)題完成情況，具體考核指標(biāo)如下表1所示。通過(guò)改革分析化學(xué)考核評(píng)價(jià)體系，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高學(xué)習(xí)效率。

表1 課程考核評(píng)價(jià)方案

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在分析化學(xué)教學(xué)中結(jié)合PBL教學(xué)法，更能凸顯學(xué)生的主體地位，學(xué)生通過(guò)解決教師設(shè)計(jì)的一個(gè)個(gè)教學(xué)問(wèn)題，達(dá)到理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)目的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的問(wèn)題，有效提升分析化學(xué)教學(xué)效果和質(zhì)量。