“一題多解”法在分析化學(xué)實驗中的應(yīng)用與實踐

劉俊桃，張荷麗，王建玲，楊新玲，李愛勤

(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院理學(xué)部，河南鄭州 450000)

在我校課程設(shè)置中，分析化學(xué)課程由分析化學(xué)理論和實驗兩部分組成，學(xué)時各占二分之一。從課程構(gòu)成中，我們可以清晰的看到，分析化學(xué)是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)效果與分析化學(xué)實驗的開設(shè)效果密切相關(guān)。然而傳統(tǒng)意義上的實驗教學(xué)通常采用教師提前告知學(xué)生實驗內(nèi)容，學(xué)生閱讀實驗教材(教材上已寫明實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗步驟等信息);進(jìn)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(shù)據(jù)等;接下來學(xué)生以兩人一組的方式開展操作;最后學(xué)生處理數(shù)據(jù)，提交實驗報告的方式開展實驗教學(xué)［1］。這種方式學(xué)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(xué)生幾乎都是“按方抓藥”，教學(xué)過程顯然不利于學(xué)生主動性的發(fā)揮，不能激活學(xué)生的參與熱情，也不符合“以學(xué)生為主體，老師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，最終培養(yǎng)的學(xué)生也無法滿足社會對創(chuàng)新型人才的渴求。

分析化學(xué)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(dá)指定終點—得到物質(zhì)“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(shù)學(xué)中常用的“一題多解”法引入到分析化學(xué)的實驗教學(xué)中，突破傳統(tǒng)的唯一路徑法(指定分析方法)，讓學(xué)生自行選擇分析方法，達(dá)到殊途同歸的效果(得到物質(zhì)的“量”)［2］。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(xué)設(shè)計，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用(學(xué)生需自主上網(wǎng)查閱資料，結(jié)合理論知識整合資料，分組設(shè)計實驗方案，完成實驗，撰寫實驗報告)，教師的主導(dǎo)作用(對學(xué)生提交的實驗方案進(jìn)行可行性指導(dǎo)，指出需要完善的空間)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和交流討論熱度均得到極大提高，發(fā)現(xiàn)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(tuán)隊合作能力得到進(jìn)一步的增強(qiáng)，對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也起到一定的促進(jìn)作用。

1 “一題多解”法的教學(xué)設(shè)計

1.1 “一題多解”法的教學(xué)設(shè)計――進(jìn)入實驗室前

在學(xué)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(xué)設(shè)計主要分兩大模塊:引導(dǎo)學(xué)生確定實驗方案和提醒學(xué)生思考實驗細(xì)節(jié)。現(xiàn)詳細(xì)介紹:

在引導(dǎo)學(xué)生確定實驗方案的教學(xué)設(shè)計中，教學(xué)開展過程如下:首先，教師提前告知學(xué)生實驗內(nèi)容為“雞蛋殼中鈣含量的測定”并同時告知學(xué)生本次實驗需自行上網(wǎng)查閱資料，設(shè)計實驗方案，提醒學(xué)生需在實驗開始前一周設(shè)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(jìn)行匯報講解，在講解過程中，學(xué)生對彼此的實驗方案進(jìn)行提問、給出建議，老師適時補(bǔ)充，使學(xué)生在有疑問的地方得到正確統(tǒng)一的認(rèn)識。最后，教師對實驗方案進(jìn)行集中點評，對學(xué)生提出方案進(jìn)行總結(jié)，指出改善空間，讓學(xué)生將完善后的實驗設(shè)計再發(fā)至教師郵箱。在該教學(xué)過程中，減少教師講解時間，將更多時間還給學(xué)生，充分調(diào)動學(xué)生主動性，使學(xué)生積極參與到教學(xué)過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生思想交流碰撞，使理論知識在實驗方案中得到綜合應(yīng)用。

完成分析對象“量”的確定，仍需要學(xué)生開展相應(yīng)的實驗操作。因此，提醒學(xué)生思考實驗細(xì)節(jié)的教學(xué)設(shè)計主要有學(xué)生在課下完成，教師提醒學(xué)生思考所用試劑的理化性質(zhì)、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(yǎng)維護(hù)常識等;考慮實驗中需獲取的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)如何處理能得到分析結(jié)果等，為進(jìn)入實驗室開展實驗做好充分準(zhǔn)備工作。

1.2 “一題多解”法的教學(xué)設(shè)計—進(jìn)入實驗室，開展實驗設(shè)計

學(xué)生進(jìn)入實驗室后，教師把學(xué)生實驗方案制作成幻燈片，分享給學(xué)生。方案整理如下:實驗方案主要有兩部分構(gòu)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(xué)生明白除了自己的設(shè)計方案后，還有多種方案也可達(dá)到相同的目的，拓寬學(xué)生的知識面，激活學(xué)生思維方式。接下來，學(xué)生依照自己的設(shè)計方案開展實驗，教師在實驗室對各小組的實驗操作進(jìn)行指導(dǎo)。實驗結(jié)束后，各小組將實驗結(jié)果上報指導(dǎo)教師，教師對結(jié)果進(jìn)行匯總，引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行深入分析與探討。

1.3 “一題多解”法的教學(xué)設(shè)計—引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行分析與研討

提交數(shù)據(jù)后，教師依據(jù)學(xué)生開展實驗過程的不同，引導(dǎo)學(xué)生對實驗進(jìn)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(jié)果，探究影響實驗數(shù)據(jù)的因素。不同方案的小組比較實驗結(jié)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(jié)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(jié)果的影響。學(xué)生討論后并將討論情況進(jìn)行匯總，結(jié)果見表3、表4［4］。

表3 樣品前處理對分析結(jié)果的影響

表4 滴定分析方法對分析結(jié)果的影響

1.4 “一題多解”法的教學(xué)設(shè)計—教學(xué)延伸

在分析化學(xué)教學(xué)中，學(xué)生熟知分析化學(xué)由化學(xué)分析和儀器分析構(gòu)成。在本次實驗教學(xué)中，學(xué)生均使用化學(xué)分析方法測定雞蛋殼中鈣含量。在教學(xué)設(shè)計中，教師引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(gòu)成，上網(wǎng)查找儀器的使用方法及注意事項以及維修保養(yǎng)。鼓勵學(xué)生積極探索目前知識的未知領(lǐng)域，加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，為創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

2 結(jié)語

本次實驗教學(xué)嘗試將數(shù)學(xué)中常用的“一題多解”思想引入到分析化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計中，打破傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生“按方抓藥”的現(xiàn)狀，學(xué)生的主體作用得到明顯體現(xiàn)，學(xué)生在教學(xué)中的參與度有較大程度提高，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、加工信息，處理信息能力、語言表達(dá)能力和團(tuán)隊合作能力尤其是主動解決問題的能力。學(xué)生普遍喜歡該教學(xué)方式，認(rèn)為這種教學(xué)設(shè)計能將理論和實踐更好的結(jié)合，在實踐中強(qiáng)化理論知識，一堂課將多種方法串聯(lián)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(fā)，學(xué)生希望在以后的教學(xué)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(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，教學(xué)效果的提升需教師在教學(xué)中付出更多的時間和精力，推陳出新，與時俱進(jìn)。