淺談分析化學設(shè)計實驗與發(fā)散思維的培養(yǎng)

季桂娟 齊菊銳 周藝博

摘 要：分析化學實驗是一門理論與實驗相結(jié)合的課程，基礎(chǔ)實驗教學可以很好地培養(yǎng)學生的動手能力、實驗技能。但教師壟斷課堂，學生很難產(chǎn)生自主意識。本文探討了如何通過設(shè)計實驗訓練和培養(yǎng)學生的發(fā)散思維，提高他們分析實際問題和解決實際問題的能力，從而更好地適應社會發(fā)展的需要。

關(guān)鍵詞：分析化學實驗;設(shè)計實驗;發(fā)散思維

在傳統(tǒng)的化學教學中，教師比較強調(diào)科學性、系統(tǒng)性和邏輯性，課堂教學還主要以講授式教學為主，即教師為主體，學生作為被動的受教對象。[1]而對學生發(fā)散思維能力的培養(yǎng)卻重視不夠。美國心理學家吉爾福特認為，發(fā)散思維是一種不依常規(guī)尋求變異，從多方面探索答案的思維方式，也就是指一個問題可能有多種答案，即這個問題為中心，從不同角度、不同途徑去想尋求各種答案，故也成為求異思維。發(fā)散思維作為創(chuàng)造力的重要標志之一，是發(fā)明創(chuàng)造的源泉。[2]隨著社會的進步和發(fā)展，對當代大學生的要求也在不斷提高，創(chuàng)新能力是當代大學生的必備素質(zhì)。創(chuàng)新意識是創(chuàng)新思維和創(chuàng)新活動的基本前提和條件，是善于思考、敢于標新立異，提出新觀點、新方法以及創(chuàng)造新事物的意識。[3]因而當今的教學必須以學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為中心，改變以教師為主動，學生為被動的“填鴨式”的教學模式，應予以一種新的教學模式，啟發(fā)和調(diào)動大學生的求異潛能和創(chuàng)新意識，即發(fā)散思維能力，發(fā)揮大學生的創(chuàng)新思維和求異潛能。因此，培養(yǎng)學生正確思維模式和思維能力顯得尤為重要。這種實驗方式不僅能夠促使學生夯實實驗基礎(chǔ)理論和技能，而且能夠做到學以致用，對學生實驗水平的提高有明顯的促進作用。[4]

為了培養(yǎng)具有創(chuàng)造能力的大學生，在分析化學實驗教學中，積極地滲透發(fā)散思維的思想，并重視選用發(fā)散思維方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維方式和能力，有助于克服思維定式，避免思維僵化和單一。設(shè)計實驗是培養(yǎng)學生自學能力、觀察能力、操作能力和思維能力等多種能力的重要過程。教學中探討了如何通過設(shè)計實驗，強化發(fā)散思維訓練，提高學生創(chuàng)造力。

1 實驗題目的選擇

根據(jù)學生的理論和實驗基礎(chǔ)，考慮實驗的綜合性、可行性和趣味性，盡量有益于開發(fā)學生的創(chuàng)造力，并具有一定的現(xiàn)實意義，給出多個實驗題目。如NaH2PO4-Na2HPO4混合液中各組分含量的測定;胃舒平藥片中Al2O3和MgO含量的測定;蔬菜和水果中Vc含量的測定;蔬菜及谷物等食品中鐵含量的測定;蛋殼中鈣含量的測定，等等。學生需要查閱大量的文獻資料，根據(jù)自己的知識儲備及興趣愛好，確定自己所要完成的實驗題目。在選題過程中，學生需要對已知信息進行多方向、多角度的思考，不局限于既定的理解，即通過發(fā)散思維方式，提出或發(fā)現(xiàn)多種解答方法，進而確定實驗題目。

2 實驗方案的設(shè)計

實驗方案包括實驗目的、實驗原理、所需的儀器和試劑、實驗操作步驟等，也就是一個非常完整的實驗操作規(guī)程。學生確定實驗題目后，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性復習理論課學習的知識，認真查閱相關(guān)資料，自行設(shè)計分析方案。以“蛋殼中鈣含量的測定”為例，可采用的測定方法較多，如酸堿滴定法、絡(luò)合滴定法、氧化還原滴定法、重量法等，其中酸堿滴定法應采用返滴定方式，氧化還原滴定法應采用間接滴定方式，絡(luò)合滴定法采用直接滴定方式。所以，學生在確定實驗題目之后，還要進行實驗方法的確定。假設(shè)實驗方法選擇的是酸堿滴定法，在設(shè)計時實驗方案時，學生要考慮返滴定的原理，樣品的處理方法，所需要的試劑和儀器，儀器規(guī)格和試劑量及試劑濃度、實驗條件等。學生設(shè)計出來的實驗方案需要反復和老師討論方案的合理性和可行性。在方案的設(shè)計和討論中，學生需要真正理解所學的理論知識，而且能夠把理論應用于實踐。在此過程中，不要求方案是一致性和固定性，也就是不拘一格，每個同學的想法和方法都可以不同，只要合理，就可以采用。因此啟發(fā)和調(diào)動大學生的求異潛能和創(chuàng)新意識，即發(fā)散思維能力。

3 實驗操作

學生根據(jù)自己設(shè)計出來的實驗方案進行實驗。實驗中用到的試劑自己配制，即根據(jù)自己的設(shè)計方案，配制試劑多大濃度，多少體積，配制方法（直接配制還是間接配制？），出現(xiàn)的疑難問題盡量自己解決，解決不了的同學之間討論，再解決不了的和老師討論，找出解決的辦法。例如EDTA溶液的配制，需要采用間接配制的方法，配制大致濃度的溶液，配制EDTA時應注意的是必須的用熱水進行溶解，如果沒注意到這個細節(jié)，實驗時可能出現(xiàn)問題，就要不斷地進行討論。另外，實驗中用到的儀器也要自己調(diào)試。最后的實驗報告要求寫成科研論文的形式。在整個過程中，充分發(fā)揮了學生的個性，使學生的個人創(chuàng)造力得到激發(fā)，即通過大腦激蕩法培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。

4 實驗總結(jié)

實驗結(jié)束后，學生要進行總結(jié)，相同樣品的不同方法之間進行對比，總結(jié)各種方法的優(yōu)缺點，進一步了解各種方法的特點。另外，在全部實驗過程中，學生投入了大量的時間和精力，感觸很深。所以也要對自己的實驗過程進行總結(jié)，在總結(jié)中90%以上的同學表示對設(shè)計實驗內(nèi)容有著極大的興趣，并且收獲也特別大。有些同學寫到，通過設(shè)計實驗，使自己的學習能力得到了提高，發(fā)散思維得到了很好的運用，打破了基礎(chǔ)實驗的思維定式，激發(fā)了我們的學習興趣。

總之，在化學實驗教學中，教師要結(jié)合實際，采取各種有效方式，不失時機地為學生提供條件，創(chuàng)設(shè)思維發(fā)散情境，以達到培養(yǎng)學生發(fā)散思維的目的。實驗設(shè)計為實施發(fā)散思維訓練提供了理想的環(huán)境，它不僅可以進行發(fā)散思維的訓練，同時也可以強化直覺思維和形象思維的訓練，實驗設(shè)計的過程，是一個不斷優(yōu)化思維的過程。會給學生以后的學習和工作帶來深遠的影響。

參考文獻：

[1]趙侯宇.數(shù)學專業(yè)碩士研究生教學改革初探[J].科技風，2019（03）：19+25.

[2]楊維莉.大學生發(fā)散思維培養(yǎng)路徑淺析[J].東方企業(yè)文化，2018（S2）：204.

[3]徐少丹.淺談產(chǎn)學研相結(jié)合背景下大學生的課堂教學改革模式[J].教育教學論壇，2019（20）：80-81.

[4]熊志立，劉偉祿，秦峰，李寧，王艷娟，孫國祥.藥學教育中分析化學實驗規(guī)范化教學的改革與實踐[J].實驗室科學，2017，20（01）：120-122+125.

作者簡介：季桂娟（1967-），女，吉林農(nóng)安人，教授，分析化學專業(yè)。