項目教學法在化工和材料類基礎化學實驗教學的應用

劉志雄 伍建華 向延鴻 王小云 鄧科(吉首大學物理與機電工程學院，湖南 吉首 416000)

0 引言

基礎化學實驗對培養學生的化學實驗技能、訓練學生的操作能力、培養學生的創新意識等方面具有重要作用[1-3]。項目教學法有著獨特的理論教學體系，承載著實踐項目教學的設計載體，將理論與實踐有機地結合在一起[1,4]。“基礎化學實驗”課程作為化工和材料類專業本科生的必修課程之一，其實踐性較強，教學內容涉及實驗原理、儀器操作、藥品使用等。在實驗教學過程中我們結合材料合成等實際項目，采用項目教學法對基礎化學實驗進行講授，引導學生樹立“結構決定性能、工藝影響性能、性能決定應用”的工程意識，培養學生工程應用能力，以創新學生培養模式為載體，以促進學生全面發展為宗旨，探索、構建和優化了項目驅動“教－學－做”三合一的基礎化學實驗課程教學模式，如圖1所示，形成了以能力為導向的實驗教學體系，培養了學生工程創新觀念和解決實際工程問題的能力。

圖1 項目驅動“教－學－做”三合一的教學模式

1 項目教學法在教學中的實施過程

項目教學法在基礎化學實驗教學過程中的實施步驟主要為：

(1)在實驗課前，教師預先對學生進行分組，以2～3人為一個學習小組，擬定小組負責人，明確組員各自任務，共同完成實驗內容，培養學生的協助合作精神。

(2) 教師首先要確定項目所需的資料信息，然后指導學生查閱專業書籍及瀏覽相關專業網站，從中獲取有效的信息，列出本次實驗項目涉及的主要問題及疑點。

(3) 學生查閱資料時要對內容進行歸納總結和分析，集思廣益探討解決問題的方法。

(4) 對于共性知識點和重點問題，教師應結合問題的具體情況進行分析，然后歸納和總結知識點。

2 項目教學法教學實施過程中要掌握的要點和注意事項

2.1 教學中應掌握的要點

(1)體現以學生為主體，教師為主導的教學方針。基礎化學實驗在運用項目教學法實施過程中，教師首先要精心設計實驗方案，將設計好的問題自然地引入實驗教學中，且堅持將學生作為主體，積極引導學生發表個人的見解[5]。這樣教師與學生間可形成良性互動，起到事半功倍的作用，學生將達到最佳的學習效果。

(2)教師要具有過硬素質和創新精神。項目化教學要求教師具備扎實的專業知識和強烈的責任心以及豐富的實驗教學經驗[6]。這樣才能充分發揮學生的主體能動作用，恰當地選擇實驗項目與內容，達到項目教學法的目的。教師需要具有大膽創新和銳利的革新精神，勇于打破傳統的教學方法，如學生先預習，接著教師講授和演示，然后學生模仿及提交實驗報告、教師評分的教學模式[7]。這樣要求教師在課前必需狠下功夫查閱實驗資料和深入研究教材內容，圍繞實驗項目做好知識儲備。教師要積極引導學生發言，也要控制好課堂氣氛和主導好實驗教學進程，教師要及時了解學生的學習效果和重視同行的評價，及

時修改和完善項目教學。因此，教師的知識結構、教學的組織能力及創新意識是影響項目教學法實施的重要因素。

2.2 教學中應注意的事項

選取合適的教學項目。在應用項目教學法時，首先要考慮的是“基礎化學實驗”的內容是否適合運用項目教學法方式，其次選擇實驗內容中的理論知識與實踐關聯緊密的知識點，將其作為項目的實驗研究內容[8]。因此，項目教學法要求學生掌握好基本實驗技能及教師引導學生注重創新意識的培養和綜合素質的提高。

加強團隊合作意識。在教學中應注意做到：首先讓學生們充分認識團隊共同協助完成教學項目的重要性，認識到協同合作完成實驗內容的愉悅感，以此激發學生的學習興趣；其次采取自愿組合和均衡兼顧相結合的原則，合理分配小組成員，培養學生的團隊合作意識。

項目教學法的考核方法。項目教學法考核難度大，尚未形成科學實用的評價體系，難免會出現考核細則設計完美，但可操作性難度大。考核過程比較復雜，尤其團隊考核的軟性指標難以把握，同時評分標準的主觀性成分較多等原因，有可能使考核難度加大，因此當學生每做完一個項目后，教師及時對實驗完成情況給予客觀公正的評價，肯定學生成功處，也指出存在的不足并加以糾正。

3 項目教學法存在的主要問題

項目實施和評價體系尚不健全。目前本科生的授課方式主要以教師在課堂上傳授知識點為主，而對本科生創新意識和解決問題能力的培養重視不夠。

缺乏與項目教學法相匹配的教材。當前的本科教材難以適應項目教學法的需求，缺少對應的項目版教材，教師的付出遠大于傳統實驗教學法，但教師的艱辛付出難以得到合理回報，這會影響教師的積極性[9]。因此，需要構建相適應的教材體系對項目教學法的推廣顯得十分重要。我校基礎化學實驗課程針對化工專業和材料類專業的課時相對較少，難以全面講授基礎化學實驗知識，過往教師重點講授無機化學實驗，而有機化學和物理化學實驗基本不涉及，而且時間緊迫，內容多，教師常取向填鴨式教學方式以完成教學任務，學生被動地接受完成化學實驗，化學實驗教學活動效果欠佳。

4 項目教學法案例分析

以“銅鉬礦中鉬的測定”為例進行說明，實施流程如2圖所示。

圖2 項目教學法教學案例實施流程

教師先列出實驗需要學生查找的相關資料。分光光度法在物質含量測定方面的應用。學生查找銅鉬礦的理化性質、礦物熔融分解方法及硫氰酸鹽光度法測定鉬分析方法等資料信息，該方法常被用于鉬礦鉬含量的測定。運用722S分光光度計測定鉬含量操作方法。從資料中查找到國標GB/T 14353.9—2010鉬量測定。鉬的含量測定。試樣分解、校準溶液系列配制、校準曲線繪制、測定、結果計算。

教師問學生的問題。如何消除銅、鉛和鋅等金屬元素對硫氰酸鹽光度法測定鉬含量的干擾。弄清溫度超過30℃時對硫氰酸鹽光度法測鉬不準的原因。探討還原時間不足影響對硫氰酸鹽光度法測定鉬含量的原因。如何提高測定鉬含量的準確度。

學生匯報和討論階段。小組學生首先進行分工，明確自己的任務，協同合作查找教師列出的資料，自行設計實驗方案，并進行了實驗，對教師列出的問題進行解釋。小組需制作并講授8min的PPT，采用隨機抽簽方式確定匯報學生進行匯報，同學聽完PPT匯報后可進行提問，小組人員可協同答疑給出合理解釋。因此項目化教學法提升了學生分析和解決問題的能力。

教師總結歸納階段。教師要依據學生對資料的查找和整理，學生的討論、學生所設計的實驗方案及操作各個環節進行歸納總結，給出一個客觀的評價，教師要突出重點，弄清難點，讓學生理論聯系實際的思維能力得以提升。

5 結語

“項目教學法”應用于基礎化學實驗課程教學，一改教師傳統的灌輸式課堂教學方式，構建了以“學生為主體，教師為主導”的教學模式，強化了學生分析和解決問題的能力，有利于培養高素質的應用創新型人才。盡管項目教學法在基礎化學實驗教學中存在一些問題，然而，如何高效地把 “項目教學法”應用于基礎化學實驗教學，進一步提高實驗教學質量，還需要繼續研究和探索。