陳 超,鄧文芳,吳萃艷,譚 亮,劉美玲,方正法
(湖南師范大學化學化工學院,湖南 長沙 410081)
分析化學,作為“考質求數之學,乃格物之大端,而為化學之極致也”,是一門極其重要的,應用廣泛的,理論和實際緊密結合的基礎學科。作為科學的眼睛,分析化學與化學、物理學、生命科學、信息科學、材料科學、環境科學、能源科學、地球與空間科學等都有密切的聯系,且相互交叉和滲透,因此分析化學的學習具有信息量大、知識點多等特點,如何有效地培養學生組織和利用分析化學的相關知識解決實際的分析問題的思維和能力是分析化學教學中的重要問題[1]。目前,在分析化學理論和實驗教學中普遍存在以下問題。
首先,在理論課講授方面,分析化學內容抽象枯燥,公式繁多,知識點零散、系統性和連貫性不強,綜合型知識較少,同時知識的實際應用性不強,所學知識與應用熱點及企事業項目嚴重脫節。尤其隨著科技的進步,教師們在教學時普遍感覺無所適從,講少了學生聽不懂,講多了課時不夠用且重點不突出,更加不好把握的是如何將諸多知識點系統化并使學生輕松掌握;而從學生角度上來說,普遍感覺分析化學知識點零散且難以整體聯系起來,需要記憶的知識太多,造成學習時壓力很大,效率不高。其次,從實驗課教學設計方面來說,傳統的分析化學實驗教學主要是對理論課的驗證,僅僅鍛煉了學生的動手能力。在實驗過程中,實驗方案由老師確定,所需樣品、試劑、儀器等均由實驗老師事先準備好,學生在實驗過程中全程只需按照教師給定的實驗步驟進行即可完成,這樣的實驗課效果是學生在實驗后也無法對實驗原理、實驗現象、實驗細節進行很好地理解,更無法達到訓練其運用理論知識解決實際問題的能力和思維的目的[2]。這種傳統的教學方式無法提升學生的學習興趣,扼殺了學生的實驗主動性,更無法培養學生的創新思維。
如上所述,在分析化學理論教學中,針對分析化學理論內容抽象枯燥,公式繁多,知識點零散等問題,在教學當中教師應該首先向學生充分地灌輸分析化學的基本思維方式。分析化學主要內容為四大滴定,而所有滴定分析法的基本思路是相同的,滴定分析在實質上均為利用已知的標準物質與待測物發生定量的化學反應,然后根據滴定劑與被滴定物質的化學計量關系進行計算,從而獲得待測物的相關定量信息。若將微視頻應用于分析化學理論教學中,則可通過對各種滴定分析實例的微視頻展示對這種統一的思維進行反復地強化,從而讓學生深刻地直觀地認識到教師所強調的統一思維方式,達到讓學生真正理解的目的。如果完全依靠字面的描述,而且容易遺忘。
分析化學實驗教學要培養學生分析問題、解決問題的能力,使學生了解掌握更多的理論知識的原理及應用[3]。在實驗教學中,教師總是希望學生能夠提前做好實驗預習工作,學習并理解相關理論知識,才能在有限的實驗課時內真正實現通過實驗過程更好地理解和掌握所利用到的理論知識的目標。利用微視頻提高預習效率對于分析化學實驗教學改革具有重要意義。理想中的實驗教學應以學生為中心,讓學生全程參與,獨立設計實驗,充分激發和調動學生的學習積極性。而實驗教學中充分發揮學生主觀能動性的前提是學生需要提前復習相關理論知識點及注意事項,研討可能可行的實驗方案,而微視頻教學資源的運用可很好地促進這一過程。充分利用最新的教輔手段,制作與實驗相關的多媒體課件、模擬實驗、教學錄像、演示動畫等,激發學生的學習積極性和學習興趣。
在分析化學理論教學中,針對理論知識點零散和繁雜的特點,在傳統的教學模式中引入根據理論教學中的關鍵知識點以及相應的驗證性實驗制作的微視頻,微視頻的加入可以使教師的課堂變得生動有趣,更加吸引學生;在分析化學理論課教學的過程中播放,更好的理解知識的運用,同時有利于教師用極簡的語言幫助學生理解和消化;以分析化學實驗的視頻作為引入去引發學生進行思考,能夠深化對抽象知識點的掌握以及理解;同時,針對有些時間過長、操作繁瑣、場地要求苛刻等原因不宜在課堂中展示的實驗,可以通過錄像、剪輯、放像的方法錄制微視頻后再展示給學生;同理,反應速率過慢的實驗,可以通過視頻錄制實驗,后期通過視頻編輯軟件加快播放速度,也可達到良好的教學目的;具有危險性和實驗中有有毒物質的實驗也可以通過視頻錄制,做成微課,可讓學生結合實驗現象更加直觀地理解知識。在分析化學實驗教學中,我們將關鍵實驗現象、關鍵操作要點及相關理論知識點的拓展等重要內容以微視頻的形式展現。有利于幫助學生提前了解實驗原理、過程及預期結果。學生通過這種短小精悍但又具有強烈視覺效果的預習資料更容易提前對即將完成的實驗中的顏色變化以及會出現的現象有較為直觀和具體的了解,幫助學生在實驗過程中更容易判斷滴定變色的終點,更容易掌握實驗的要領。具體實施方案如下:通過微視頻的提前學習,教師可以引導學生思考實驗設計思路及實驗注意事項,從而充分地在實驗前發揮學生的主觀能動性,讓學生全程參與進實驗的設計及安排當中,這樣可以充分激發和調動學生的學習積極性。這樣,學生有望在有限的實驗課時間內根據自己設計的方案完成實驗,EDTA的標定可在不同緩沖溶液中選擇不同指示劑完成,而如何根據實際分析樣品的特點選擇合適的指示劑及相關緩沖溶液都是學生需要考慮的內容,這些內容如果沒有進行有效的預習,對學生來說難度很大,但是微視頻對相關知識的介紹將極大地激發學生的綜合思維,真正達到培養學生的目的。
通過對分析化學教學中關鍵知識點、關鍵實驗現象及注意事項等進行微視頻錄制,可以廣泛應用于分析化學理論教學和實驗教學當中。微視頻的引入可以激活理論課堂、顯著改進學生實驗課程預習效果進而提高理論和實驗教學的效率,調動學生學習積極性,激發學生創新思維和自主學習能力,教師也可從繁重的教學任務中解脫出來,有更多的時間和精力更好地轉眼教學法和設計理論和實驗課堂。微視頻的使用將有力推動教師教學工作的高效開展并有利于進一步教學改革的實施,同時也能切實調動學生學習的主觀能動性和激發學生潛能。