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(yè)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(yè)、環(huán)境監(jiān)測技術專業(yè)和藥學專業(yè)等專業(yè)的一門重要公共基礎課，是一門理論密切聯(lián)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(xù)學習“環(huán)境化學” “水環(huán)境檢測” “藥物化學” “藥物分析”等專業(yè)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(yǎng)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(tǒng)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(yǎng)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(tǒng)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(yǎng)學生自學能力和團隊協(xié)作能力，提升分析化學課程的教學質(zhì)量。

1 傳統(tǒng)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(shù)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(fā)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(nèi)容主要分為理論部分和實驗部分，理論課程內(nèi)容主要包括基本理論知識、分析測定原理和方法、數(shù)據(jù)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(yè)，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(nèi)在聯(lián)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(guī)范記錄處理實驗數(shù)據(jù)的能力，這個過程中強調(diào)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(tǒng)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(jù)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(xiàn)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(tǒng)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(yī)學教育，1969年由美國的神經(jīng)學教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學首創(chuàng)，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(jù)課程目標和內(nèi)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(lián)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(fā)揮學生主動能動性，讓其主動思考和自我學習，不僅僅培養(yǎng)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(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、團隊協(xié)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(tǒng)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(huán)節(jié)，安排好每一個環(huán)節(jié)所需的時間，依據(jù)學生所學專業(yè)、就業(yè)方向、時事熱點等設計教學問題，協(xié)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(nèi)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(jù)教學內(nèi)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(fā)揮問題導向的教學模式優(yōu)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(diào)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(guī)律和學習訴求，充分發(fā)揮其主觀能動性。在問題的選取上，可以結合學生專業(yè)情況、未來就業(yè)崗位、生產(chǎn)生活實際、時事熱點等方面梳理挖掘問題點，根據(jù)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(chǎn)密切相關的實際問題中，激發(fā)學生的學習興趣和熱情，實現(xiàn)理論教學與實踐教學融通合一，保證教學內(nèi)容的系統(tǒng)性、理論知識的實用性。比如在學習酸堿滴定法這一章節(jié)時，結合生活實際，我們可以設置以下問題：①每逢秋冬季節(jié)，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(zhì)(酸)發(fā)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(jù)是什么？④酸堿反應的實質(zhì)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(nèi)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(nèi)容，做到理論聯(lián)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(xiàn)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(shù)字、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)記錄，從中引入到誤差和有效數(shù)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(lián)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(yǎng)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(nèi)容相關問題設置。在實驗前，我們重點關注的是實驗內(nèi)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?nèi)粘ｏ嬍持校梢酝ㄟ^食醋來調(diào)節(jié)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(zhì)？是弱酸還是強酸？強酸和弱酸的區(qū)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(nèi)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(guī)范其實驗操作步驟，實事求是記錄實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)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(xiàn)象是什么？⑤實驗記錄的原則是什么？本次實驗記錄實驗現(xiàn)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(yǎng)學生良好的實驗習慣。

三是實驗后，側重實驗數(shù)據(jù)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(jù)實驗現(xiàn)象和實驗結果，分析處理數(shù)據(jù)，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(xiàn)象是什么？為什么是這個實驗現(xiàn)象？②實驗數(shù)據(jù)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(zhì)？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(yǎng)學生利用所學知識分析解決生產(chǎn)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(zhì)量的重要依據(jù)，傳統(tǒng)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(fā)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(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生的自我學習能力、團隊協(xié)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(zhì)量。