問題導向下的分析化學教學模式構建與實施路徑探究*

唐明根，張曉麗

(楊凌職業技術學院，陜西 楊凌 712100)

分析化學是植物保護與檢疫技術專業、環境監測技術專業和藥學專業等專業的一門重要公共基礎課，是一門理論密切聯系實際的學科。分析化學課程的特點是具有豐富的理論知識和實踐操作技能，為學生后續學習“環境化學” “水環境檢測” “藥物化學” “藥物分析”等專業課奠定基礎的化學分析知識。通過分析化學課程的學習，學生不僅需要掌握理論知識，而且還需要掌握分析方法、實驗操作方技能，通過整個課程的學習，鍛煉培養提高學生的動手操作能力以及應用知識解決實際問題的能力[1-3]。但是傳統的分析化學主要采用“理論教學+實踐教學”教學模式，在這一過程中，教師是理論教學和實踐教學的主體，主導整個理論教學和實踐教學過程，學生被動地參與教學以及實踐活動，這一教學模式不能有效培養學生的能力，在實施過程中也存在一定問題[4]。基于以上問題，以問題為導向的教學方法(Problem-Based Learning，簡寫PBL教學法)結合傳統教學法對分析化學教學開展改革探究，提高學生的學習興趣，培養學生自學能力和團隊協作能力，提升分析化學課程的教學質量。

1 傳統分析化學教學中面臨的問題

1.1 學生主觀能動性不足，自學能力和意識不強

分析化學課程是在大一上學期或者下學期開設的，學生剛剛從中學階段步入到大學學習階段，大多數學生還是習慣于教師主導整個課堂的教學模式，即為“灌輸式”，教師在授課過程中處于主導地位，學生被動接受知識，在這個過程中學生的參與感和獲得感不強，學習興趣不高，未能有效發揮其主觀能動性。在理論學習和實踐操作學習過程中不善于思考，課前主動預習和課后及時鞏固的學生較少，自學能力和意識不強烈，對于知識的學習和掌握程度不高，整個課程的學習效果不佳[5]。

1.2 學生應用知識解決實際問題的能力不足

分析化學課程內容主要分為理論部分和實驗部分，理論課程內容主要包括基本理論知識、分析測定原理和方法、數據處理與誤差分析等，學生注意力放在理論知識的識記，完成理論知識作業，滿足于能夠完成理論考試，忽略了理論知識和實踐操作的內在聯系，達不到理論指導實踐的效果；實驗教學部分主要是訓練學生的基本實驗操作和規范記錄處理實驗數據的能力，這個過程中強調實驗操作能力，學生習慣于按部就班的完成實驗操作過程，對于實驗原理和方法掌握不夠。盡管近些年來，增加了學生自主利用理論知識設計實驗的教學比例，學生應用所學知識分析解決實際問題的能力還有待于進一步提高。

1.3 課程考核評價方式較為單一

學生的課程成績在一定程度上反應了學生的學習效果，揭示其對于理論知識和實驗操作技能的掌握程度。傳統的分析化學課程成績由兩部分組成，分別是期末理論測試成績和實驗部分考核成績組成。學生個人非常注重自己的成績，因此在整個教學中，學生會更加重視理論部分的期末考試，忽略了對整個理論知識體系的學習和掌握，存在知識結構碎片化的問題；而對于學生的實驗部分考核主要是依據學生的實驗報告撰寫情況以及實驗結果的準確性評定的，在這個過程中會導致學生過分注重實驗結果和實驗報告的書寫，忽視實驗原理和實驗現象的思考和分析，通過實驗來促進理論知識的掌握作用不明顯。傳統的考核評價方式忽略了學生學習過程、主動學習、應用理論知識解決實際問題能力等的考核評價，評價方式單一，不夠客觀全面。

2 PBL教學法簡介

最早起源于20世紀50年代的醫學教育，1969年由美國的神經學教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學首創，PBL教學法是以問題為導向的教學方法[6]。以學生為中心，根據課程目標和內容，選取設置問題，教師開展課前教學設計，由教師提出具體的問題，學生通過小組或者個人自學完成問題，在課堂上討論與交流，由教師梳理總結歸納。這一教學模式，由問題串聯起整個教學過程中，具體問題驅動學生自我學習探究，在這個過程中充分發揮學生主動能動性，讓其主動思考和自我學習，不僅僅培養學生主動獲取知識信息的能力和分析解決問題的能力，而且還可以培養學生的創新能力、團隊協作、溝通交流的能力[7]。

3 問題導向下的理實一體化教學模式設計

3.1 教學設計思路

在分析化學教學過程中，采用PBL教學法結合傳統的理實一體化教學法，授課前首先要開展PBL教學法的學習和討論，深刻領悟PBL教學法的設計原則、設計方法以及注意事項。預先設計好課程教學過程和教學環節，安排好每一個環節所需的時間，依據學生所學專業、就業方向、時事熱點等設計教學問題，協助學生完成隨機組隊分組，確定小組成員組成，明確各組員分工。小組內部討論交流后，針對還未解決的問題可以通過咨詢老師或者查閱相關文獻的方式，也可以考慮在課堂上開展小組間討論解決問題的方式。整個教學設計的思路可以概括為“課前根據教學內容設置問題點-提出問題和布置問題-學生小組課后自我學習-課上小組討論交流-教師梳理歸納總結”[8]。

3.2 理論教學部分

在理實一體化教學中，理論部分的教學是整個教學過程的重要組成部分，因此合理挖掘設計問題點，幫助學生更好的理解和掌握理論知識非常重要，同時理論知識學習也是為學生學習實驗部分做良好鋪墊，在實際的教學設計做到以下兩點。

一是問題點挖掘選取設計要合理全面，促進學生的學習熱情。要充分發揮問題導向的教學模式優勢，需要對自己的教學觀念和教學方法及時更新，了解掌握學生的需求，分析學生的學習特點，對問題進行合理的設置，促進學生自我學習和思考。若是不能有效設計問題點，不能引起學生的學習興趣，學生的積極性就難以調動，學習的效果達不到目標和要求。因此，在設計問題點時，要充分了解學生的興趣點，掌握其學習規律和學習訴求，充分發揮其主觀能動性。在問題的選取上，可以結合學生專業情況、未來就業崗位、生產生活實際、時事熱點等方面梳理挖掘問題點，根據實際問題組織教學設計，將相應的理論知識應用到分析和解決與生活、生產密切相關的實際問題中，激發學生的學習興趣和熱情，實現理論教學與實踐教學融通合一，保證教學內容的系統性、理論知識的實用性。比如在學習酸堿滴定法這一章節時，結合生活實際，我們可以設置以下問題：①每逢秋冬季節，樹木上的葉子就會掉落，請問這其中是什么原因？其中哪個化學物質(酸)發揮著重要作用？②請問什么是酸？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為什么酸和堿分強弱？分類的依據是什么？④酸堿反應的實質是什么？⑤溶液的酸堿性怎么用pH表示，pH的計算公式是什么？⑥如何測定未知溶液的酸堿性？通過設置這一系列的問題，層層遞進所要學的理論知識，引導學生課前預習、廣泛查閱相關資料，小組內部討論交流，總結歸納問題的答案。課上，不同小組之間匯報交流討論，教師適時引導和糾正，教師對學生的討論結果點評、補充、歸納、總結，這樣學生全程參與到整個學習的過程中，學生的學習積極性和熱情極大提高，學生能更加牢固的理解掌握理論知識，學習效果顯著增強。

二是深入結合實驗課程內容，做到理論聯系實踐。分析化學的課程特點既有理論知識的學習也有實踐操作，因此在理論教學中也要兼顧實踐教學，將實驗中的原理、現象、操作等引入理論學習中。分析化學主要是定性研究和定量研究，比如我們在講授理論課的誤差、有效數字、數據分析處理時，以實驗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據記錄，從中引入到誤差和有效數字的理論知識點，促進學生更好的理解理論知識，同時做到理論知識和實踐操作的緊密聯系。

3.3 實踐教學部分

在理實一體化教學中，實踐部分的教學是整個教學過程的另一個重要部分，實驗課主要分為實驗前、中、后三部分，因此在設計問題的時候，可以從下面三個部分考慮。教學中設計具體的問題，目的是為了更好的訓練學生的實驗技能，幫助學生更好的掌握實驗原理，熟悉整個實驗操作過程，培養學生利用所學知識和實驗技能解決實際問題的能力。

一是實驗前，注重實驗內容相關問題設置。在實驗前，我們重點關注的是實驗內容，也就是要知道實驗要干什么、為什么這么做、以及如何做實驗和實驗的注意事項，因此在實驗操作前，合理設置難度適宜的問題點非常重要。我們以酸堿滴定實驗中的食醋總酸度測定實驗為例，開始實驗前，設置如下幾個問題：①我們日常飲食中，可以通過食醋來調節飲食口味，你知道食醋是酸性還是堿性？②食醋具有什么性質？是弱酸還是強酸？強酸和弱酸的區別是什么？③食醋中都有什么酸？整個酸度大概是多少？④我們可以利用什么原理來測定食醋中的總酸度？⑤反應的方程式是什么？如何配制NaOH溶液？⑥實驗操作的步驟是什么？⑦你覺得實驗過程中有什么注意事項？⑧實驗預習報告是否完成？通過設置這一系列的問題，讓學生熟悉實驗內容，為進實驗室實驗操作打下基礎。

二是實驗中，加強實驗技能相關問題設置。實驗前通過設置的問題幫助學生熟悉實驗相關的理論知識，實驗過程中，重點訓練學生的實驗技能，規范其實驗操作步驟，實事求是記錄實驗數據，培養良好的實驗習慣和實驗能力。在實驗中，我們可以設置如下問題：①使用移液管量取食醋時，如何選取合適的移液管？如何操作？有什么注意事項？②配置NaOH溶液的步驟是什么？實驗操作中有什么注意事項？③用NaOH滴定食醋時，如何指示終點？添加酸堿指示劑時有什么要求？④實驗現象是什么？⑤實驗記錄的原則是什么？本次實驗記錄實驗現象和消耗的NaOH溶液時，需要注意什么？⑥實驗完成后，廢液如何處理？實驗臺面是否收拾整齊？讓學生帶著這些問題做實驗，更好的完成實驗訓練，培養學生良好的實驗習慣。

三是實驗后，側重實驗數據處理、實驗報告、實驗收獲感悟相關問題設置。實驗完成后，學生根據實驗現象和實驗結果，分析處理數據，提交實驗報告，總結實驗收獲和感悟，在這個過程中，教師可以設置如下問題：①實驗現象是什么？為什么是這個實驗現象？②實驗數據的準確性如何？③實驗中都存在哪些誤差？減小實驗誤差的方式都有哪些？④實驗報告的格式是什么？⑤通過實驗，你學會了哪些實驗操作？實驗過程中應用了什么理論知識原理？⑥利用酸堿反應原理可以測定食醋中的總酸度，利用這個原理，我們還可以測定分析生活實際或者工作中的哪些物質？通過設置一系列的問題，達到鞏固理論知識和實驗技能的目的，培養學生利用所學知識分析解決生產生活實際中問題的能力。

3.4 課程考核評價體系的構建

課程考核評價體系是反應教學效果和質量的重要依據，傳統的分析化學考核方式為集中式考核，大多采用“期末測試成績+實驗報告”的評價方式來評定學生對課程的掌握情況，這一評價方式忽略了學生學習過程、實驗操作過程等過程性評價，導致學生只把注意力放在期末考試和實驗報告的撰寫上，不注重過程學習。為了改變這一弊端，強化過程性考核，構建更加客觀全面的評價體系，將總成績分為以下四個部分，分別為理論學習部分、實驗操作部分、小組匯報交流部分、PBL教學過程在問題完成情況，具體考核指標如下表1所示。通過改革分析化學考核評價體系，進一步激發學生的學習主動性，提高學習效率。

表1 課程考核評價方案

4 結語

綜上所述，在分析化學教學中結合PBL教學法，更能凸顯學生的主體地位，學生通過解決教師設計的一個個教學問題，達到理論教學和實踐教學目的，激發學生學習興趣，培養學生的自我學習能力、團隊協作溝通能力、應用所學知識解決實際問題的問題，有效提升分析化學教學效果和質量。