分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)模式優(yōu)化的探究和實(shí)踐

李 嬌，金 谷，姚奇志，劉紅瑜，李玲玲

(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 大學(xué)化學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，安徽 合肥 230001)

分析化學(xué)是化學(xué)學(xué)科重要的基礎(chǔ)課, 是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，最基礎(chǔ)的也是非常重要的環(huán)節(jié)就是實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，但是受長(zhǎng)期的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重理論輕實(shí)踐的錯(cuò)誤思想的影響，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)學(xué)生常常忽略對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)，學(xué)生課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)做的還不夠扎實(shí)，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果造成了種種不良影響，預(yù)習(xí)模式亟需優(yōu)化，筆者結(jié)合多年的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，談?wù)剮c(diǎn)看法。

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的現(xiàn)狀

1.1 學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課不重視

一直以來(lái)，高校實(shí)驗(yàn)課程相比于理論課的學(xué)時(shí)和學(xué)分較少，學(xué)生普遍對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏重視，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課是理論教學(xué)課的補(bǔ)充和輔助，實(shí)驗(yàn)課的熱情和興趣不高，只是為了學(xué)分，缺乏自主性和獨(dú)立思考的能力，學(xué)生的精力及時(shí)間投入嚴(yán)重不足。

1.2 忽視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)

很多學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)沒(méi)有必要，預(yù)習(xí)報(bào)告僅是簡(jiǎn)單機(jī)械的抄書(shū)，上課時(shí)沒(méi)辦法真正理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。因此，實(shí)驗(yàn)中，過(guò)程知之甚少，只是照書(shū)做，離開(kāi)課本整個(gè)實(shí)驗(yàn)就沒(méi)辦法進(jìn)行，更有部分學(xué)生稱(chēng)量、處理樣品、滴定過(guò)程全程帶書(shū)操作，全程沒(méi)有思考過(guò)程。課后，未及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行歸納和總結(jié)，更有甚者互相抄襲，蒙混過(guò)關(guān)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是敷衍了事。顯然，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)預(yù)期的基本目的和效果。

1.3 預(yù)習(xí)考核機(jī)制不健全

雖然很多教師都會(huì)在實(shí)驗(yàn)課上反復(fù)強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)的重要性，但是預(yù)習(xí)與否，預(yù)習(xí)的好壞都沒(méi)有具體的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生認(rèn)為做與不做一個(gè)樣，做的好壞一個(gè)樣，傳統(tǒng)的方法無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。沒(méi)有一套成熟的考核機(jī)制，只會(huì)讓課前預(yù)習(xí)流于形式，并沒(méi)有起到預(yù)習(xí)應(yīng)有的作用，更談不上對(duì)學(xué)生思維能力及創(chuàng)新能力等方面的培養(yǎng)。

2 如何指導(dǎo)和督促學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，優(yōu)化預(yù)習(xí)模式

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的成功開(kāi)展的基石，是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要保障。良好的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)習(xí)慣不僅可以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情，增強(qiáng)了自學(xué)能力、思維能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識(shí)，而且可以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、獨(dú)立操作能力。 整個(gè)預(yù)習(xí)流程歸納為圖1。

圖1 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)流程圖

2.1 課前預(yù)習(xí)

2.1.1 書(shū)本預(yù)習(xí)，強(qiáng)化理論知識(shí)

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)時(shí)可以先按照實(shí)驗(yàn)書(shū)或講義，初步熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理等傳統(tǒng)步驟。區(qū)別于傳統(tǒng)預(yù)習(xí)，我們指導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，推行的是發(fā)散式思維預(yù)習(xí)方法。

大學(xué)化學(xué)的每一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)均是通過(guò)嚴(yán)格的篩選和驗(yàn)證過(guò)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都包含一些分析化學(xué)中重要原理和知識(shí)點(diǎn)。所謂發(fā)散式思維預(yù)習(xí)方法，要求學(xué)生書(shū)本預(yù)習(xí)過(guò)程中，對(duì)于相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)一定要重新翻閱理論課教材、相關(guān)參考書(shū)或者在網(wǎng)絡(luò)上查閱文獻(xiàn)等資料全面復(fù)習(xí)和補(bǔ)充學(xué)習(xí)，把握住實(shí)驗(yàn)基本原理，進(jìn)行綜合式分析、研究，弄清實(shí)驗(yàn)方法、要點(diǎn)，弄懂吃透，強(qiáng)化加深對(duì)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。讓學(xué)生跳出“實(shí)驗(yàn)只是不用動(dòng)腦的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過(guò)程”的怪圈，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的第一步，初步記錄實(shí)驗(yàn)報(bào)告和寫(xiě)明未明白的問(wèn)題。不能用理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論，做實(shí)驗(yàn)將是毫無(wú)意義的。

2.1.2 多元化網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行課下預(yù)習(xí)，包含有“微課”、測(cè)試試題、文獻(xiàn)拓展、課后預(yù)習(xí)報(bào)告及復(fù)習(xí)習(xí)題等方面，見(jiàn)圖2示。

圖2 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)管理教學(xué)系統(tǒng)

其中微課是教師將實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)所用儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)等錄制成“微課”上傳到分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前，登陸教學(xué)平臺(tái)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和基礎(chǔ)操作知識(shí)等有個(gè)初步和直觀的了解，列出此步驟中尚未明白的問(wèn)題，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告的第二步。微課具有更加直觀、通俗易懂、可以反復(fù)觀看等優(yōu)點(diǎn)，打破了傳統(tǒng)枯燥的課堂教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，由被動(dòng)變主動(dòng)，而且學(xué)習(xí)時(shí)間更加自由，減輕了課堂教學(xué)壓力。

2.1.3 規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告

經(jīng)過(guò)以上三步，課前實(shí)驗(yàn)報(bào)告已經(jīng)基本成形，再有就是最后一步就是步驟內(nèi)容。對(duì)于步驟的預(yù)習(xí)，90%的學(xué)生普遍的做法是把課本的實(shí)驗(yàn)步驟照抄照搬，對(duì)于實(shí)驗(yàn)缺乏自己的思考只為應(yīng)付差事，預(yù)習(xí)效果差，實(shí)驗(yàn)效率低。

針對(duì)這一普遍現(xiàn)象，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)方法進(jìn)行了改進(jìn)，除了常規(guī)的對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒉襟E以及注意事項(xiàng)的要求，我們還鼓勵(lì)學(xué)生將枯燥乏味的實(shí)驗(yàn)步驟“畫(huà)”起來(lái)，即把實(shí)驗(yàn)操作文字?jǐn)⑹鲛D(zhuǎn)換成操作示意圖，一邊“畫(huà)”，一邊思考，讓學(xué)生由被動(dòng)抄書(shū)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)思考，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的熱情，加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)步驟的印象，由于撰寫(xiě)形式上的規(guī)范化，學(xué)生需要對(duì)課本內(nèi)容進(jìn)行消化吸收，從而很好地抑制了照抄課本的現(xiàn)象，使預(yù)習(xí)效果得到改善。簡(jiǎn)單舉個(gè)例子能直觀說(shuō)明，

例如，最簡(jiǎn)單的未知堿濃度的測(cè)定，書(shū)本上文字描述為：

①HCl濃度的標(biāo)定。在分析天平上用稱(chēng)量瓶準(zhǔn)確稱(chēng)取無(wú)水碳酸鈉1.2～1.5 g，置于250 mL燒杯中，加50 mL水?dāng)嚢枞芙夂螅哭D(zhuǎn)入250 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻備用。用移液管移取25.00 mL上述Na2CO3標(biāo)準(zhǔn)溶液于250 mL錐形瓶中，加1滴甲基橙作指示劑，用HCl溶液滴定至溶液剛好由黃色變?yōu)槌壬礊榻K點(diǎn)，記下所消耗的HCl溶液的體積。平行標(biāo)定三份。計(jì)算出HCl溶液的濃度。

②未知堿濃度的測(cè)定。用移液管移取25.00 mL未知堿液于250 mL錐形瓶中，加1滴甲基橙作指示劑，用HCl溶液滴定至溶液剛好由黃色變?yōu)槌壬礊榻K點(diǎn)，記下所消耗的HCl溶液的體積。平行滴定三份。計(jì)算出未知堿溶液的濃度。學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，見(jiàn)圖3。

圖3 學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告-未知堿濃度的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)步驟即便完整抄一遍也還是一頭霧水，毫無(wú)頭緒，但是經(jīng)過(guò)教師指點(diǎn)過(guò)后，學(xué)生畫(huà)出步驟之后，簡(jiǎn)約不簡(jiǎn)單，清晰易懂，每個(gè)步驟都是親經(jīng)由學(xué)生親手繪制，強(qiáng)化了分析中“量”的概念。具體到每個(gè)過(guò)程稱(chēng)量藥品需要用分析天平還是臺(tái)秤？加酸是用移液管還是量筒？哪些是粗化的“量”，哪些是細(xì)化的“量”等等，每一步驟畫(huà)起來(lái)簡(jiǎn)單，但是需要思考的更多，這樣大大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解的程度，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的熟悉程度，同時(shí)很大程度上降低了實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中出現(xiàn)的差錯(cuò)，也讓學(xué)生整個(gè)實(shí)驗(yàn)帶書(shū)走的壞習(xí)慣得以摒棄，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性。

舉一反三，鼓勵(lì)學(xué)生用多種簡(jiǎn)化理解的方式來(lái)豐富實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，例如表格式、圖表式、方框式等，這樣學(xué)生就能逐步的寫(xiě)出簡(jiǎn)潔、清晰、直觀實(shí)驗(yàn)步驟，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂效率。

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)，則課前預(yù)習(xí)部分告一段落，學(xué)生此時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)有了較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解，最重要的是學(xué)生采集了一些問(wèn)題，這些問(wèn)題都是有待于在實(shí)驗(yàn)課上得到解決的，帶著問(wèn)題進(jìn)課堂去做實(shí)驗(yàn), 觀察實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象就更加認(rèn)真仔細(xì)了,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題多了,思考問(wèn)題也就多了。

2.2 課中鞏固預(yù)習(xí)效果

2.2.1 預(yù)習(xí)考核機(jī)制

傳統(tǒng)預(yù)習(xí)報(bào)告占分少，普遍拉不開(kāi)分差，直接影響學(xué)生對(duì)預(yù)習(xí)報(bào)告的重視程度，為此我們采用嚴(yán)格評(píng)分、強(qiáng)拉分差的辦法，要求學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)課前必須寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，對(duì)于無(wú)報(bào)告者絕對(duì)不能做實(shí)驗(yàn)，并且本次實(shí)驗(yàn)成績(jī)直接零分處理。

實(shí)驗(yàn)課一周一次，開(kāi)課前2～3天每個(gè)班的助教老師提前將預(yù)習(xí)報(bào)告收齊，按照預(yù)習(xí)報(bào)告評(píng)分細(xì)則進(jìn)行嚴(yán)格初評(píng)分，并對(duì)報(bào)告中出現(xiàn)的共性問(wèn)題歸納整理，再由帶課教師進(jìn)行終評(píng)分，重點(diǎn)要拉開(kāi)分差，有良莠、有梯度，對(duì)課前預(yù)習(xí)優(yōu)秀完成的學(xué)生予以表彰和加分，并公布預(yù)習(xí)報(bào)告撰寫(xiě)優(yōu)秀的學(xué)生名單，能充分激發(fā)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

同時(shí)，教師通過(guò)預(yù)習(xí)報(bào)告可掌握學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握程度，以便有的放矢地講解，能有效提高課堂教學(xué)效率，取得更好的教學(xué)效果。將預(yù)習(xí)中歸納整理的共性問(wèn)題進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生逐步使用圖片、表格、框圖等形式表示出實(shí)驗(yàn)步驟，鼓勵(lì)學(xué)生自創(chuàng)更為實(shí)用簡(jiǎn)便的預(yù)習(xí)報(bào)告形式，學(xué)生最終都能寫(xiě)出簡(jiǎn)潔、清晰、直觀的預(yù)習(xí)報(bào)告，既能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，又能為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供更為優(yōu)化的報(bào)告版本，不斷促進(jìn)教學(xué)改革的深入。同樣，對(duì)課前預(yù)習(xí)有進(jìn)步的學(xué)生也予以加分獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)更多的學(xué)生由被動(dòng)預(yù)習(xí)變主動(dòng)預(yù)習(xí)[1]。

表1 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(預(yù)習(xí)分?jǐn)?shù)占總成績(jī)30%)

2.2.2 提問(wèn)討論模式

教師通過(guò)課上提問(wèn)的方式，即隨機(jī)提問(wèn)實(shí)驗(yàn)中相關(guān)問(wèn)題，若答不上或者不全的，均倒扣分?jǐn)?shù)[2]。課堂提問(wèn)既可以檢驗(yàn)預(yù)習(xí)效果，也能督促學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，更為有效的提高學(xué)生預(yù)習(xí)效果。

部分實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)學(xué)生討論的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的講解,變老師“滿(mǎn)堂講”為學(xué)生們“主動(dòng)說(shuō)”，討論過(guò)程中把自己之前預(yù)習(xí)中尚未明白的問(wèn)題和老師、同學(xué)們進(jìn)行探討，或者質(zhì)疑其他同學(xué)的想法和看法，教師在一旁指導(dǎo)和引導(dǎo)討論大方向，積極討論和質(zhì)疑的同學(xué)予以加分獎(jiǎng)勵(lì)，激發(fā)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的熱情，調(diào)動(dòng)課堂的學(xué)習(xí)氣氛，讓課堂充滿(mǎn)活力，摒棄死氣沉沉的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

把實(shí)驗(yàn)原理、基本操作、重點(diǎn)難點(diǎn)、安全細(xì)節(jié)知識(shí)以提問(wèn)的方式進(jìn)行檢查、討論,既督促了學(xué)生的預(yù)習(xí),又強(qiáng)調(diào)了重點(diǎn),還能鍛煉學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)幾年的實(shí)際教學(xué)實(shí)踐證明，在教師的督促、檢查和指導(dǎo)下，行之有效的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方法能從根本上扭轉(zhuǎn)學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面，還能加深學(xué)生對(duì)分析化學(xué)理論知識(shí)的理解，極大地增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、動(dòng)手操作能力、耐心細(xì)致的工作作風(fēng)及實(shí)事求是的優(yōu)良態(tài)度。預(yù)習(xí)模式的革新，不斷積極推進(jìn)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，也必將給實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入新生活力。