“一題多解”法在分析化學實驗中的應用與實踐

劉俊桃，張荷麗，王建玲，楊新玲，李愛勤

(河南牧業經濟學院理學部，河南鄭州 450000)

在我校課程設置中，分析化學課程由分析化學理論和實驗兩部分組成，學時各占二分之一。從課程構成中，我們可以清晰的看到，分析化學是一門實踐性很強的學科，教學效果與分析化學實驗的開設效果密切相關。然而傳統意義上的實驗教學通常采用教師提前告知學生實驗內容，學生閱讀實驗教材(教材上已寫明實驗目的、實驗原理、實驗步驟等信息);進入實驗室后，首先是教師講解原理、操作中的注意事項、如何處理數據等;接下來學生以兩人一組的方式開展操作;最后學生處理數據，提交實驗報告的方式開展實驗教學［1］。這種方式學生雖然可以掌握基本的實驗操作技能，提高動手操作能力，但在整個過程中，學生幾乎都是“按方抓藥”，教學過程顯然不利于學生主動性的發揮，不能激活學生的參與熱情，也不符合“以學生為主體，老師為主導”的教學理念，最終培養的學生也無法滿足社會對創新型人才的渴求。

分析化學實驗的目的是采用一定的方法，確定分析對象的“量”，該過程簡而言之即確定分析起點—指定分析對象，到達指定終點—得到物質“量”的信息。眾所周知，在從起點到終點的過程中，通常由多條路徑可走。在此，我們嘗試將數學中常用的“一題多解”法引入到分析化學的實驗教學中，突破傳統的唯一路徑法(指定分析方法)，讓學生自行選擇分析方法，達到殊途同歸的效果(得到物質的“量”)［2］。結果發現，在“雞蛋殼中鈣含量的測定”實驗中，采用“一題多解”思想的教學設計，充分發揮了學生的主體作用(學生需自主上網查閱資料，結合理論知識整合資料，分組設計實驗方案，完成實驗，撰寫實驗報告)，教師的主導作用(對學生提交的實驗方案進行可行性指導，指出需要完善的空間)，學生的學習熱情和交流討論熱度均得到極大提高，發現問題、分析問題、解決問題的能力普遍有所提高，邏輯思維能力、團隊合作能力得到進一步的增強，對學生創新能力的培養也起到一定的促進作用。

1 “一題多解”法的教學設計

1.1 “一題多解”法的教學設計――進入實驗室前

在學生已具有滴定分析原理、指示劑選用原則等知識儲備，同時已能夠熟練使用酸式滴定管、堿式滴定管等小型分析儀器的背景下，我們引入“雞蛋殼中鈣含量的測定”的實驗。教學設計主要分兩大模塊:引導學生確定實驗方案和提醒學生思考實驗細節。現詳細介紹:

在引導學生確定實驗方案的教學設計中，教學開展過程如下:首先，教師提前告知學生實驗內容為“雞蛋殼中鈣含量的測定”并同時告知學生本次實驗需自行上網查閱資料，設計實驗方案，提醒學生需在實驗開始前一周設計完畢，提交教師。其次，教師確定時間、地點，讓各小組對實驗方案進行匯報講解，在講解過程中，學生對彼此的實驗方案進行提問、給出建議，老師適時補充，使學生在有疑問的地方得到正確統一的認識。最后，教師對實驗方案進行集中點評，對學生提出方案進行總結，指出改善空間，讓學生將完善后的實驗設計再發至教師郵箱。在該教學過程中，減少教師講解時間，將更多時間還給學生，充分調動學生主動性，使學生積極參與到教學過程中，注重引導學生思想交流碰撞，使理論知識在實驗方案中得到綜合應用。

完成分析對象“量”的確定，仍需要學生開展相應的實驗操作。因此，提醒學生思考實驗細節的教學設計主要有學生在課下完成，教師提醒學生思考所用試劑的理化性質、試劑對人體的影響以及取用方法等;思考所用儀器的使用方法、注意事項以及保養維護常識等;考慮實驗中需獲取的數據以及數據如何處理能得到分析結果等，為進入實驗室開展實驗做好充分準備工作。

1.2 “一題多解”法的教學設計—進入實驗室，開展實驗設計

學生進入實驗室后，教師把學生實驗方案制作成幻燈片，分享給學生。方案整理如下:實驗方案主要有兩部分構成—樣品前處理方案和滴定分析方案(見表1和表2)［3］。

表1 樣品前處理方案

表2 滴定分析方案

教師簡短介紹上述各種方法以便學生明白除了自己的設計方案后，還有多種方案也可達到相同的目的，拓寬學生的知識面，激活學生思維方式。接下來，學生依照自己的設計方案開展實驗，教師在實驗室對各小組的實驗操作進行指導。實驗結束后，各小組將實驗結果上報指導教師，教師對結果進行匯總，引導學生對實驗結果進行深入分析與探討。

1.3 “一題多解”法的教學設計—引導學生對實驗結果進行分析與研討

提交數據后，教師依據學生開展實驗過程的不同，引導學生對實驗進行分組討論，分組情況如下:相同實驗方案的小組交流實驗結果，探究影響實驗數據的因素。不同方案的小組比較實驗結果，探究樣品前處理方法不同而滴定分析方法相同時，樣品前處理過程對實驗結果的影響;探究樣品前處理方法相同而滴定分析方法不同時，滴定分析方法對實驗結果的影響。學生討論后并將討論情況進行匯總，結果見表3、表4［4］。

表3 樣品前處理對分析結果的影響

表4 滴定分析方法對分析結果的影響

1.4 “一題多解”法的教學設計—教學延伸

在分析化學教學中，學生熟知分析化學由化學分析和儀器分析構成。在本次實驗教學中，學生均使用化學分析方法測定雞蛋殼中鈣含量。在教學設計中，教師引導學生可以使用原子吸收法和離子色譜法完成本次實驗，鼓勵學生利用課余時間去圖書館查閱《儀器分析》教材，了解這兩種方法的原理以及儀器構成，上網查找儀器的使用方法及注意事項以及維修保養。鼓勵學生積極探索目前知識的未知領域，加強自我學習能力的培養，為創新型人才的培養奠定基礎。

2 結語

本次實驗教學嘗試將數學中常用的“一題多解”思想引入到分析化學實驗教學設計中，打破傳統教學中學生“按方抓藥”的現狀，學生的主體作用得到明顯體現，學生在教學中的參與度有較大程度提高，增強學生自主學習能力、加工信息，處理信息能力、語言表達能力和團隊合作能力尤其是主動解決問題的能力。學生普遍喜歡該教學方式，認為這種教學設計能將理論和實踐更好的結合，在實踐中強化理論知識，一堂課將多種方法串聯起來，課堂效率大大提高，同時教師又注重對知識的延伸啟發，學生希望在以后的教學中多使用“一題多解”思想。誠然，“一題多解”思想課堂信息容量更加飽滿，符合“以學生為主體，教師為主導”的教學理念，教學效果的提升需教師在教學中付出更多的時間和精力，推陳出新，與時俱進。