“實+虛”模式在分析化學(xué)實驗教學(xué)中的初探

周燕霞，黃 平

（江西醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校，江西 上饒 334000）

四大化學(xué)之一的分析化學(xué)，是藥學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗、化學(xué)化工等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，學(xué)生對此門課程內(nèi)容的掌握程度將直接影響其專業(yè)課的學(xué)習(xí)。但是，由于其理論性強，內(nèi)容抽象，學(xué)習(xí)中學(xué)生有畏難情緒，因此，實驗成為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、鞏固理論知識、提高實際操作和歸納總結(jié)能力的重要手段。高職高專醫(yī)學(xué)類專業(yè)的分析化學(xué)實驗課程，如何在重視基本技能訓(xùn)練的同時，培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力成為研究的重點[1，2]。

1 分析化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

目前，各高職高專院校分析化學(xué)實驗課程多帶有附屬性質(zhì)，即作為理論課的輔助，沒有得到足夠重視。分析我?，F(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)分析化學(xué)實驗教學(xué)存在以下問題：（1）受實驗條件限制，學(xué)生實驗參與度較低。隨著我校招生規(guī)模的擴大，學(xué)生實驗人數(shù)的增長與有限的實驗空間和儀器之間的矛盾越來越明顯，我校雖采取分批分組制，但是不能實現(xiàn)單人單組，多人一組不僅會引起分工不均，還會導(dǎo)致課后相互抄襲實驗報告。（2）學(xué)生對化學(xué)興趣不大，不愿動手實驗。受中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的影響，多數(shù)學(xué)生對化學(xué)類課程心存畏懼，抽象的理論課知識使他們對實驗課提不起興趣，在多人一組情況下，可以不用動手，作壁上觀。（3）實驗內(nèi)容設(shè)置不合理，多以經(jīng)典驗證性實驗為主。在設(shè)置實驗項目時，考慮到學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，多以驗證性實驗為主，且有重復(fù)性，而學(xué)生則認(rèn)為分析化學(xué)不僅理論課枯燥，實驗課也沒有新意。（4）教學(xué)模式單一。在實驗教學(xué)中，教師多按照實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器與試劑、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理和實驗思考的流程講授，學(xué)生按部就班進(jìn)行實驗，制約了學(xué)生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新性。

2 “實+虛”模式的初步探索

2.1 經(jīng)典類實驗仍以實際操作為主

實驗課教學(xué)目標(biāo)之一就是鍛煉學(xué)生的動手能力，為今后工作與研究奠定基礎(chǔ)。我系分析化學(xué)經(jīng)典類實驗見表1。

分析化學(xué)實驗主要是幫助學(xué)生樹立“量”的概念[3]，因此，經(jīng)典的分析天平的稱量練習(xí)和四大滴定，我們都保留下來并采用實際操作的方式進(jìn)行，尤其是滴定練習(xí)，只有通過不斷地實際操作，學(xué)生才能直觀感受顏色突變那一霎那的神奇，這也有利于培養(yǎng)學(xué)生對分析化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。

表1 藥學(xué)系分析化學(xué)經(jīng)典類實驗

2.2 應(yīng)用型實驗以虛擬實驗為主

虛擬實驗的概念最早由美國弗吉尼亞大學(xué)的威廉·沃爾夫教授于1989年提出，它是一種以虛代實、以軟代硬的實驗教學(xué)形式。此處說的虛擬實驗，主要是利用計算機仿真實驗軟件來實現(xiàn)的[4]。我系于2017年引進(jìn)仿真實驗平臺，為了更好地激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生實驗參與度，經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，將兩個綜合性實驗用計算機軟件的形式來完成，見表2。

表2 藥學(xué)系分析化學(xué)應(yīng)用型實驗

混合堿是藥用NaOH溶液，由于NaOH容易吸收空氣中的CO2而變質(zhì)，導(dǎo)致組分中含有部分的Na2CO3，形成NaOH和Na2CO3的混合物，所以，使用前常需要準(zhǔn)確測定各組分的含量。水的硬度指溶于水中的Ca2+、Mg2+的總量，生活用水多為硬水[5]。此兩個實驗具有一定的現(xiàn)實意義，應(yīng)用仿真軟件，將大大提高學(xué)生的積極性。軟件中主要涉及兩部分，一部分是模擬視頻，主要用于學(xué)生了解整個實驗過程；另一部分是練習(xí)界面，由學(xué)生自主完成實驗流程，結(jié)束時，系統(tǒng)會給出結(jié)果，如果學(xué)生操作中有錯誤，系統(tǒng)會精確指出是哪一步的問題，這不僅有利于學(xué)生的自查自糾，還可以減輕教師的壓力。除此以外，虛擬實驗還在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力，使他們的思維更加活躍。

3 開放型實驗室

“開放實驗”源于20世紀(jì)60年代初期美國的物理實驗教學(xué)改革，又稱“自由實驗”“可擴展實驗”“開放式實驗”等。1979年，在我國高校實驗教學(xué)改革中首次提出開展“開放實驗”[6]。所謂開放實驗，最簡單的理解就是將實驗室全天開放，學(xué)生根據(jù)自己的情況選擇時間做不同的實驗。雖然我系基礎(chǔ)課教師較少，但是，為了更好地滿足學(xué)生的實驗需求，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造力，每周二、四晚上7：00—9：00化學(xué)實驗室對全系學(xué)生開放；同時為保證實驗安全，教師實行輪班制。

4 展望

經(jīng)過一個學(xué)期的探索，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法和新型的計算機仿真實訓(xùn)相結(jié)合模式取得了初步成果：學(xué)生對實驗的內(nèi)容和原理理解得更加透徹，實驗參與度和積極性明顯提高，讓人興奮的是，有的學(xué)生對實驗過程中遇到的問題不再是一味地詢問老師，而是自己先思考，提出假設(shè)，再進(jìn)行驗證。因此，我系正在探索推出兩到三個探究型實驗，讓學(xué)生自主選擇實驗題目，自主進(jìn)行實驗（可以采用虛擬實驗與實際操作相結(jié)合的方式），以達(dá)到充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、撰寫實驗開題報告能力的目的。教師的職責(zé)將由“主”轉(zhuǎn)變?yōu)椤案薄保饕龑?dǎo)學(xué)生如何運用所學(xué)知識、網(wǎng)絡(luò)等資源達(dá)到完成實驗的目的。