基于項目化教學法的分析化學實驗教學改革探索

陳 琳，劉海燕，陳 紅，吳 曉，付曉偉

(營口理工學院 化學與環境工程學院，遼寧 營口 115014)

分析化學實驗是高等學校應用化學、環境科學與工程、化學工程與工藝、化學工程與生物工程、無機非金屬材料等專業學生的一門極其重要的專業基礎課程。分析化學實驗是分析化學理論課程的重要組成部分，它通過實驗的方法，使學生深入理解和鞏固在分析化學課堂上所學的理論知識，并使學生正確、熟練地掌握化學分析和儀器分析的基本操作技能。通過實驗課程的學習，學生可以學會正確、合理地選擇實驗條件和實驗儀器，善于觀察實驗現象和進行實驗記錄，正確處理數據和表達實驗結果。培養良好的實驗習慣、實事求是的科學態度和嚴謹細致的工作作風，以及獨立思考、分析問題、解決問題的能力，逐步掌握科學研究的技能和方法，為后續課程的學習和將來工作奠定良好的實踐基礎[1]。在分析化學實驗的教學過程中，我們通常是以“學知識”作為最終教學目標，往往忽視了對學生實踐操作能力的培養，這就導致學生畢業后從事相關領域工作時，實際解決問題的能力低，因此不能滿足企業需求[2]。為此，我們分析了分析化學實驗課程的現狀，對此進行了項目化教學改革，通過具體項目的設計，從而進行相關實驗操作的學習，更好地鍛煉了學生分析問題、解決問題以及實際動手能力。

1 分析化學實驗課程存在的問題

目前，分析化學實驗教學改革已引起世界分析化學家的關注。我國高校分析化學實驗也面臨著新的挑戰。傳統的分析化學實驗課程是以教師為中心，通過教師課前對實驗內容的講解，學生按照實驗步驟完成相關實驗[3]，但部分學生抽象思維和邏輯水平有限，傳統的以教師講授為主，學生按部就班進行實驗的方式，常常使學生失去了學習的興趣，最終導致學生實際分析問題，解決問題的能力沒有得到提高，因此難以適應今后工作需求。

總結目前分析化學實驗課程存在的問題主要有以下三點：第一，教學方法缺乏靈活性，教師不能在不同的層次上對學生進行指導，很難調動學生的積極性和主動性，多樣化的學習需求難以滿足。第二，教學內容和條件有限，如實驗室開放時間有限，不能滿足學生在探究性實驗上的學習，實驗改進上難以取得突破。第三，教學評價內容僅限于實驗報告、實驗操作等，形式和內容枯燥，缺乏挑戰性，對學生創新能力評價不明確。

2 分析化學實驗項目化教學設計

在我國，項目教學的理論研究和實踐應用相對較晚。項目方法首先從香港引進大陸，然后逐步發展。項目教學已融入高校教學改革和職業教育教學改革中，并取得了一定的研究成果。例如：劉春生、徐長發[4]編撰了《職業教育學》，在“職業學校的教學方法與教育技術”一章中，對項目教學作了簡要介紹，明確了職業教育中的項目教學法。上海師范大學王建峰教授研究了項目教學法在中職化工專業化學課程中的教學，并對教學效果進行了測試[5]。

實驗教學目的不僅僅是教學生如何做實驗，而是要從認識論和方法論的角度來培養學生如何采取有效的教學方法和策略來實現化學實驗的功能和價值。而項目化教學法是“以學生為中心，教師為主導，項目為主線”的促進式學習教學模式[3]。項目化教學法的設計可以通過以下方法實施：1)引入任務驅動式教學模式，將每一個教學內容設計成幾個工作任務，在學習開始階段，先對學生下達“任務書”，使學生明確要完成的任務及完成任務需要具備的操作能力和知識能力，以任務驅動法激發學生學習的主動性和求知欲。2)教、學、做一體化，避免理論和操作技能脫節，實現教、學、做合一。3)注重應用，突出技能訓練，本著理論知識“必須”、“夠用”為度的原則，突出職業能力的培養。4)以項目為導向，提升技術應用能力，通過每個任務的設計，使技術應用能力得到潛移默化的提高。通過項目化教學法的實施，不僅可以從教學內容、教學方法和評價方式等方面對實驗課程進行深入改革，同時使學生的學習由被動變為主動，成為學習和發展的主體，改善原有學生理論學習動力不足，實驗操作能力差的狀態[6]。

3 分析化學實驗項目化教學實施

以雙氧水中過氧化氫含量的測定為例進行說明。

3.1 教師分配項目任務

首先老師根據教學大綱提出具體的項目任務單，并讓同學們了解項目的意義，如在雙氧水中過氧化氫的檢測實驗中，讓同學們了解過氧化氫檢測的必要性。由于工業用過氧化氫中含有砷，重金屬等多種有害物質，如果不慎在食品行業中使用，會嚴重危害食用者的健康。因此無論是在制藥、生物醫學、食品安全還是環境保護上，對過氧化氫快速準確地檢測都顯得尤為重要[7]。通過對項目的簡單介紹以及必要性的說明，讓同學們了解此項目完成的意義所在，從而激發學生的學習興趣。在對項目進行背景介紹后，下發課前任務單，讓同學們利用文獻、PPT、視頻、微課等多種信息手段進行收集資料。

3.2 初步方案設計

將全班同學分為5組，并從每組中推選出一名負責人，負責整體任務安排。小組成員通過資料收集、任務分析、討論、交流等環節確立初步方案，并準備相關儀器設備以及實驗試劑等。

3.3 實驗方案匯報

每組將實驗方案以PPT形式進行展示，其他組同學對實驗方案提出修改建議，并在老師的指導下繼續完善。在收集資料及方案的設計過程中，同學們對氧化還原滴定的原理、指示終點的方法以及高錳酸鉀標準溶液的配制和標定等相關理論知識點都有了一定的鞏固，從而加強了對理論知識的復習。

3.4 方案實施

在小組負責人的帶領下，學生進行項目的實施，在完成過程中，遇到問題可以小組繼續討論，加以改進，這樣就培養了學生發現問題，解決問題的能力。老師對實驗步驟和方法進行規范，幫助同學順利完成項目內容。

4 考核評價方式

合理的考核機制不僅可以提高學生學習的積極性，還能檢查和監督學生的學習效果，從而提高教學質量。因此，建立學

生實驗成績綜合評價系統，真實、公平、合理地評價學生實驗成績是項目化教學的一個重要環節。整個實驗課程的成績實行百分制，每個實驗的評分如下：形成性考核占70%，終結性考核占30%。形成性考核包括實驗室表現、小組合作能力、實驗報告書寫情況、信息處理能力以及實驗設計能力，每項各占10%，實踐操作能力占20%。通過項目化考核方式，給了學生更多發揮的空間，并使得賦分標準更加合理化。

5 師生交流評價

實驗結束后，各組之間進行交流，每組對實驗結果進行對比，對于誤差較大的分析結果找出所在原因。過氧化氫含量的測定通常采用高錳酸鉀滴定法和電化學方法進行檢測，讓同學們對比使用這兩種檢測方法的實驗步驟、操作難度以及檢測結果各有什么差別，在今后的實驗中應如何改進實驗方案。通過對結果的分析與評估，加深了同學們對過氧化氫含量測定項目成果的理解。

總之，隨著新課程改革的不斷深入，將分析化學實驗課程從設計目的、項目設計、項目實施、項目評價等方面進行改革，遵循“理論、實踐、評價”的主線，構建“分析化學實驗”的項目化學習模式，不僅改善了理論知識與實踐訓練脫節、教學情境、教學內容、教學評價單一的缺點，更增加了學生的學習興趣，是提高實驗教學質量行之有效的措施。