分析化學實驗課堂探究式教學模式研究與實踐

張葉臻 楊妍 孫瑞雪 張廉奉 包曉玉

摘 要 分析化學實驗課程的目的是加深學生對分析化學理論課的理解，同時培養學生綜合運用分析化學知識的能力。針對當前分析化學實驗教學刻板、缺乏新意等問題，將探究式教學模式引入分析化學實驗課程教學中，提高教學質量，取得不錯的教學效果，為分析化學實驗教學改革提供一定的參考。

關鍵詞 探究式教學；分析化學實驗；教學模式

中圖分類號：G652 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）02-0121-03

1 前言

分析化學實驗課程是高等院校化學專業必修的一門基礎實驗課程，其作用是加深學生對分析化學理論課程知識點的理解和掌握，同時提高學生的動手實踐能力，開拓學生的創新思維，培養學生的創新意識和探索精神。但是常規的實驗教學存在種種問題，例如：“填鴨式”教學模式降低了學生學習的積極性，學生自主學習的意識缺失，形成思維過程的依賴性，整個教學缺乏應有的學習過程——存疑、選擇、批判、探索、想象、創造；實驗內容單

一，單調乏味，缺乏一定的新意；等等[1]。因此，有必要引入新的教學模式，提高學生的學習興趣和解決實際問題的能力。探究式教學模式就是新型教學模式的一種。

探究式教學方法又被稱作發現法或研究法，是指在教學過程中，教師不直接給出結論，而是提供給學生一些例子或問題，學生通過查閱資料、觀察、思考、談論等方式，發現和掌握知識的一種教學方法[2-4]。在該教學模式下，學生作為主體，獨立思考、主動探索，相互之間密切合作，使單調乏味的理性活動變得豐富多彩，同時提高了分析問題和解決問題的能力。

2 探究式教學的目標

探究式教學的目標是改革傳統教學模式的弊端，讓學生帶著積極性去學習、去思考、去接受知識，使學生的潛能得到開發，克服傳統教學過程中學習內容的強制性、認知活動的局限性、思維過程的依賴性和課堂交往的單向性。

培養學生獨立思考的能力 傳統的分析化學實驗教學的內容一般是驗證性實驗，有現成的實驗課本。學生課前需要撰寫預習報告，但是多數學生是直接照抄課本上的內容，未加思考和研究。在實驗課堂上，教師把實驗的原理、內容詳細加以講解，學生則比葫蘆畫瓢，按照課本上的步驟做實驗，僅僅是熟悉了實驗內容、練習了實驗的基本操作，對于實驗中出現的一些新的狀況，不知如何分析和解決[5]。

探究式教學模式，則要求教師根據理論教學的內容，設計有針對性的問題，啟發學生通過觀察、實驗等各種方法完成探究性課題[6]，加深對知識點的理解、掌握和應用。在探究式教學過程中，學生通過各種方法和途徑查閱資料，思考實驗的原理和內容，設計實驗路線，或者對已有的實驗方案進行大膽改進。整個過程看到的不僅僅是知識的沉淀，而更多的是對知識的渴望；不僅僅是記憶與理解，更多的是質疑與批判，從而培養學生獨立思考的能力。

培養學生團隊合作的能力 在傳統的分析化學教學模式下，學生預習只需要看課本，理解知識點就行，整個過程合作交流的機會比較少。而探究式教學模式需要對整個實驗進行設計，為師生提供了互相合作、協商、共同解決問題的教學情境。在教學過程中，采取分工合作的方式，可以提高學生的團隊合作能力。如為了加深學生對酸堿能否準確滴定，以及如何計算pH值和選擇指示劑等知識點的理解和掌握，可以讓學生設計一個酸堿滴定的實驗。在這個過程中，學生需要完成常見酸堿種類和強度的查閱以及整個滴定路線的設計、實施等任務。這些需要學生合作才能完成，極大提高了學生的團隊合作意識。

培養學生解決實際問題的能力 傳統分析化學實驗，多數使用純的試劑進行實驗原理的驗證。如鉛、鉍重金屬離子測定的實驗，直接配制硝酸鉛和硝酸鉍溶液，然后對其含量進行測定。但是在食品等日常生活中常接觸的物質中，這些重金屬離子往往不是以水溶液的形式存在，多數以難溶化合物的形式存在，那么顯然需要預處理才能測定其中的含量。

探究式教學的重點在于探索而不是單純地驗證，采用不同的處理手段并設計不同的方案，實現對不同物質的分析測定。如油條中是否含有明礬，就可以轉換為鋁離子的測定。油條處理后，如果在其中檢測到鋁離子，則有可能含有明礬；而鋁離子的測定既可以利用熒光光譜法測定，也可以用絡合滴定法分析，根據鋁離子的濃度可以選擇合適的方法。通過這些探究性實驗來提高學生解決實際問題的能力。

3 探究式教學模式在分析化學實驗課程中的應用

分析化學實驗教學不僅要使學生掌握基本知識和實驗技能，更要注重對學生探索化學知識和學習方法的訓練，提高其學習興趣，培養其探索精神和創新意識。鑒于探究式教學模式的種種優點，將其引入分析化學實驗課程教學過程中，以激發學生學習的主動性，挖掘學生的創新潛能，提高學生分析和解決問題的能力。以實際的教學經驗為例，總結歸納探索式教學在分析化學實驗課程中應用的收獲。

創設問題情境 傳統教學多是驗證性實驗，使學生的思維處于輸入—印證的低級水平。探索式教學方法則創設問題情境，教師提出一些綜合性的、聯系實際問題的集約型設計實驗課題，激發學生的逆向思維和創造性思維。以酸堿滴定為例，酸堿pH值的計算、酸堿的滴定是十分重要的知識點，同時日常生活中也常用到酸堿的測定，如食醋中醋含量的測定以及化肥中氮含量的測定等。基于以上理論學習和實際需要，讓學生設計一個關于常見酸堿含量測定的實驗。

這種“拋錨”式方式使學生去主動運用所學理論知識，充分展現每個學生的發散性思維能力，克服傳統教學過程學習內容單一、強制，學生思維過程過分依賴課本和教師等缺點，在實踐中學會認知，積極主動完成知識的重構。

構建共同學習和討論的平臺 學生根據自己的學習水平、知識結構等方面的差異分組，選出組長；組長作為負責人，組織學習活動，對組員進行分工；教師對整個協作過程進行引導；小組成員在一起討論、研究，搭建共同學習的平臺。

給學習小組分配一個課題，交代研究的背景、意義、作用和目標，然后小組成員根據所學知識各自設計實驗方案，在此過程中需要搜集資料，同時對所學知識進行整合、消化和運用。每個學生的設計方案有可能不同，如溶液中鐵含量的測定，可以選用氧化還原法、分光光度法、絡合滴定法等，但每種方法都有自己的適用范圍，需要根據樣品性質選擇合適的方法。在這個過程中，有的學生的方案存在不少漏洞，但是在整個過程鍛煉了學生的發散思維。每個學生有了自己的方案后，組長組織大家集體討論，確定出最佳的初步方案。整個過程既鍛煉了學生的口頭表達能力，又加強了學生的溝通能力，使其學會如何合作、如何相互包容和尊重。

師生共同完善實驗方案 每組學生確定最佳初步方案后，教師組織所有學生參與最終方案的確定。每組學生派出一名代表將本組的方案進行展示，其他組成員可以進行補充。在此過程中，教師要發現學生發言中的獨特見解，允許學生有不同的看法，但對學生發言中暴露出來的錯誤或偏差也要及時指出。在教師的引導和同學的補充下，學生將實驗方案進一步完善。整個過程使學生對所學知識有了更加深入的理解，同時激發了創造思維。

實驗方案的實施 每組學生按照完善好的實驗方案進行實驗。由于是自己設計出來的，學生一掃以往的消極被動、無精打采的狀態，積極主動地動手實驗，并對實驗過程中與預想不同的情況進行思考、分析和研究。教師在整個過程中進行巡視，發現學生在實驗過程中的一些問題進行適當提示和指導，給學生一些輔助型的幫助。

如部分學生在利用有汞法測定鐵礦石中鐵含量的過程中，用氯化汞除去過量氯化亞錫的時候，本應該產生白色沉淀，結果發現沉淀為黑灰色，與預期結果不一致。引導學生思考其中的原因，通過不同反應條件下氯化汞和氯化錫化學反應方程式，引導學生考慮產物是什么，最后得出結論：二價錫離子濃度局部過大時，將汞離子直接還原成單質汞，而不是變為白色沉淀——氯化亞汞。由于汞的毒性較大且易揮發，引導學生對汞單質進行妥善處理。

整個實驗過程不僅加強了學生的動手操作能力，更主要的是提高了學生應對與預期結果不一致的情況以及突發情況的能力。

實驗結束后的評價與總結 實驗結束后，對學生的整個過程進行評價也是十分重要的一環。以往的評價只看實驗數據，不看實驗過程；而探究式教學模式則是對學生進行全方位的整體評價，包括學生參與程度、參與態度以及創新能力、溝通能力、實驗操作水平等方面。該評價更全面、更客觀。同時，組織學生對整個實驗中的經驗和教訓進行總結，為后續的實驗與研究奠定基礎。整個氛圍寬松、愉悅、民主，學生的積極性得到大幅度提高。

4 結語

通過探究式教學模式的嘗試和探索，增強了學生學習分析化學實驗課程的興趣，培養了學生的創新意識和分析問題、解決問題的能力，課堂教學效果十分顯著。相信通過教師和學生的共同努力，對分析化學實驗課進一步改革，可以實現學生由知識到能力的轉變，提高學生在社會上的競爭力。

參考文獻

[1]馮青琴.分析化學實驗教學改革與大學生能力培養[J].安陽師范學院學報，2010（2）：129-131.

[2]王廣，郭黎萍，王春雷.“情境-問題-探究”式高師分析化學教學模式探索[J].大學教育，2013（3）：98-101.

[3]韓疏影，鄧海山，文紅梅.“問題探究式”教學方法在分析化學教學中的運用[J].江蘇科技信息，2015（15）：24-26.

[4]楊偉民，張源源，周秀華.探究式學習在藥學類高職分析化學實驗教學中的應用研究[J].衛生職業教育，2011，29（11）：73-74.

[5]鄒榮，郭永光，雷良萍.“協作—探究式”實驗教學模式的應用：關于分析化學設計性實驗教學改革的探討[J].井岡山學院學報，2005，26（3）：59-61，72.

[6]都國棟.探究式教學在分析化學實驗教學中的應用及效果[J].亞太教育，2016（26）：273.