分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是大學(xué)化學(xué)、化工、應(yīng)用化學(xué)及與化學(xué)相關(guān)各專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,它在將一個(gè)普通的大學(xué)生培養(yǎng)成為化學(xué)工作者的過程中起到了承啟起后的作用[1]。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課應(yīng)致力于在理論與實(shí)踐、學(xué)與用、知識(shí)與能力之間為學(xué)生搭建一個(gè)橋梁,使之成為一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生形成創(chuàng)造性科學(xué)思維和綜合應(yīng)用知識(shí)能力的載體。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中開設(shè)“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”,正是在這種共識(shí)的基礎(chǔ)上所采取的重要措施[2]。國(guó)內(nèi)多所高校在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中都不同程度地引入了“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”,近年出版的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中幾乎都可以看到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。2000年始,我們分析化學(xué)教研組開始了“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的探討。2004年,我們將這一教學(xué)形式寫進(jìn)教學(xué)大綱,在全校所有開設(shè)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的專業(yè)推廣,獲得了良好的教學(xué)效果。十幾年里,我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中對(duì)“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)進(jìn)行了全方位的研究并使其逐步完善�，F(xiàn)將我們的工作介紹給大家并愿意與同行們商榷。
1逐步完善“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”課程運(yùn)行模式
按照最初的課程設(shè)計(jì),學(xué)生在完成了分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)訓(xùn)練和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)入“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”階段。我們精選了115個(gè)實(shí)驗(yàn)題目并按其難度分為三級(jí),設(shè)計(jì)了循序漸進(jìn)、由淺入深的“3步走”的實(shí)施模式。以化學(xué)專業(yè)為例:第1步,學(xué)生在一級(jí)實(shí)驗(yàn)題目(共10個(gè))中選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn),獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn)后,提出所需試劑和備品,由實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)備齊,于規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。一級(jí)實(shí)驗(yàn)題目難度不大,一般為單一組分的實(shí)際樣品分析。目的是通過這一實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有機(jī)會(huì)對(duì)實(shí)際的分析工作有系統(tǒng)的了解。由于可能多人共題,大家可以相互討論、互相借鑒,在討論、模仿和借鑒之中,完成自己的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要求學(xué)生對(duì)自己的工作進(jìn)行評(píng)價(jià),討論得失,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。第2步:學(xué)生可在二級(jí)實(shí)驗(yàn)題目(共12個(gè))中選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn),限定每題不超過4人,要求同題者應(yīng)使用不同的測(cè)定方法完成實(shí)驗(yàn),但可以共同討論解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。二級(jí)實(shí)驗(yàn)題目皆為混合物分析內(nèi)容,學(xué)生需要從查閱資料入手,弄清實(shí)驗(yàn)理論和干擾情況后設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。由于共題人數(shù)減少了,需要獨(dú)立思考的內(nèi)容多了,實(shí)驗(yàn)難度增加了。當(dāng)學(xué)生全部完成實(shí)驗(yàn)后,教師會(huì)通告試樣的相對(duì)真值,要求學(xué)生運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出客觀評(píng)價(jià),并分析產(chǎn)生誤差的原因。此實(shí)驗(yàn)完成之后,學(xué)生對(duì)分析實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)有了提高,基本掌握了解決一般分析問題的思路和方法。第3步是獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),具有考核性質(zhì),要求學(xué)生獨(dú)立完成。內(nèi)容則以學(xué)生前期知識(shí)儲(chǔ)備為基礎(chǔ),涉及定性分析、定量化學(xué)分析中的任何一種方法。三級(jí)題共93個(gè),分為A、B、C、D4個(gè)檔次,依A→D的順序難度增加。其中A:20題、B:25題、C:36題、D:12題,學(xué)生可在三級(jí)實(shí)驗(yàn)題目中任選其一。選題后,學(xué)生通過2~3周準(zhǔn)備時(shí)間,查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、與指導(dǎo)教師討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性,獲得批準(zhǔn)后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。此階段實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生全面開放,學(xué)生可根據(jù)自己的情況預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間、可以申請(qǐng)使用實(shí)驗(yàn)室所有的設(shè)備與試劑,指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)教輔人員隨時(shí)會(huì)給學(xué)生必要的幫助。為了讓學(xué)生能有更大的收獲,我們還建立了討論制度,在每個(gè)工作日,都會(huì)利用1h左右的時(shí)間,教師帶領(lǐng)全體同學(xué)對(duì)1天的工作進(jìn)行總結(jié)。此時(shí),學(xué)生可將自己在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題、困難提出請(qǐng)求幫助,也可以將自己的經(jīng)驗(yàn)和收獲與同學(xué)們分享,同學(xué)和指導(dǎo)教師可提出自己的意見供參考。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后1周內(nèi),學(xué)生應(yīng)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的綜合表現(xiàn)評(píng)出其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得分,并單獨(dú)計(jì)入學(xué)生實(shí)驗(yàn)課總成績(jī)。我們也鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自己感興趣的分析問題自命題,但要由教師考證難易程度后確定難度等級(jí)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望,提高了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和獨(dú)立解決問題的能力,對(duì)提高教與學(xué)的質(zhì)量都有很好的促進(jìn)作用。我們的初步實(shí)踐收到了良好的效果。同時(shí),問題也突顯出來了,主要為:①獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)階段,雖然我們考慮到學(xué)生的興趣、知識(shí)基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和能力等多方面的差異,設(shè)立了A、B、C、D4個(gè)檔次的預(yù)選題目,但由于大二年級(jí)的學(xué)生正處于學(xué)習(xí)任務(wù)較繁重的階段,學(xué)生時(shí)間投入有限,加之有的學(xué)生對(duì)成績(jī)的期待值不符合自身能力(各檔次題目得分不同),有部分同學(xué)需要超時(shí)完成,個(gè)別學(xué)生甚至不能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果與相對(duì)真值差距較大。②指導(dǎo)教師在大約1個(gè)月的時(shí)間里每天要在實(shí)驗(yàn)室巡視和指導(dǎo)不同的實(shí)驗(yàn),工作強(qiáng)度大。實(shí)驗(yàn)室與教輔人員要一直和學(xué)生同步運(yùn)轉(zhuǎn),工作時(shí)間和強(qiáng)度都遠(yuǎn)超負(fù)荷。③1人1題的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)太過強(qiáng)調(diào)了學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立性,部分學(xué)生在這種“孤立無援”的境地里會(huì)過多的依靠教師,學(xué)生體會(huì)不到探索帶來的樂趣,甚至盼望著快點(diǎn)完成實(shí)驗(yàn)勝利大逃亡。這在本質(zhì)上并沒有解決如何啟迪學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)的問題,而“疲勞工作”甚至使個(gè)別學(xué)生“害怕”實(shí)驗(yàn),與我們建立這一教學(xué)模式的初衷相距甚遠(yuǎn)。④由于教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整,各專業(yè)用于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)僅有12~16學(xué)時(shí),無法完成“3步走”的模式。這些問題不解決,教學(xué)模式再好,也只能是紙上的“研究成果”,無法推廣應(yīng)用。2008年,我們?cè)俅螌?duì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行了考察和精簡(jiǎn)。通過篩選,確定了51個(gè)以學(xué)生前期知識(shí)儲(chǔ)備為基礎(chǔ)、具有一定探索性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目,同時(shí),根據(jù)實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)增加了對(duì)分析結(jié)果評(píng)價(jià)的要求。據(jù)其難度劃分A、B、C3級(jí),規(guī)定學(xué)生可2~3人同選一題。將原來的3步走變?yōu)橐徊降轿?使學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間有了保證。為了彌補(bǔ)減少了前2步帶來的缺陷,我們加強(qiáng)了經(jīng)典實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的討論。為促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和教學(xué)中的師生互動(dòng),自編了討論式分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的電子課件,有計(jì)劃地將解決實(shí)際分析問題的方法、步驟等滲透到驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,如查閱文獻(xiàn)資料、實(shí)驗(yàn)方案的形成、試樣的制備、前處理、分析結(jié)果的評(píng)價(jià)等。在開學(xué)初開設(shè)“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)講座”,使學(xué)生明確設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)、要求、選題須知等,并以教師的經(jīng)驗(yàn)和具體分析案例啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。由于給學(xué)生考量的時(shí)間較充裕,學(xué)生可以通過查找資料,閱讀教材,參考實(shí)驗(yàn)講義,根據(jù)自己的情況較合理地確定選題;還可在繼續(xù)進(jìn)行的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中積累經(jīng)驗(yàn)、和同伴交流、與指導(dǎo)教師討論,使得實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作更充分。由于學(xué)生能夠較準(zhǔn)確的提出所需備品,實(shí)驗(yàn)室也有了足夠的時(shí)間做準(zhǔn)備,實(shí)驗(yàn)室人員也輕松了許多。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后,工作更有秩序,遇到問題相互交流意見,共同探討解決途徑,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣氛緊張、嚴(yán)肅、和諧,秩序井然。由于增加了對(duì)分析結(jié)果考察的內(nèi)容,使學(xué)生真正從傳統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)走進(jìn)了實(shí)際分析工作。過去是做完實(shí)驗(yàn)的學(xué)生追著老師問自己的分析結(jié)果是否合理,現(xiàn)在是學(xué)生自信的向老師匯報(bào)自己的工作已圓滿結(jié)束。學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)了高度的熱情,只要是有空閑時(shí)間,就會(huì)主動(dòng)到實(shí)驗(yàn)室來,實(shí)驗(yàn)室成了學(xué)生展示自己能力的舞臺(tái)。特別是一些原來成績(jī)不好甚至不太認(rèn)真學(xué)習(xí)的同學(xué),為了能在實(shí)驗(yàn)小組里起到一定的作用,會(huì)認(rèn)真讀書,積極參與解決問題,這也許是最讓我們有成就感的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,大多數(shù)學(xué)生表示希望后續(xù)課程也有這樣做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì),有的同學(xué)甚至對(duì)分析實(shí)驗(yàn)室戀戀不舍,認(rèn)為這里是他“發(fā)現(xiàn)自己”的地方,我們開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的初步實(shí)現(xiàn)了。2個(gè)教學(xué)年度的實(shí)踐結(jié)果讓我們充分認(rèn)識(shí)到:大學(xué)課程在傳授知識(shí)的同時(shí)更應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、解決問題的能力、交流能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力[3]。這些能力不是逼出來的,是學(xué)生在具有相應(yīng)氛圍的文化環(huán)境中“悟”出來的。我們應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)有科學(xué)研究氣氛的學(xué)習(xí)環(huán)境,為學(xué)生提供更多的創(chuàng)新機(jī)會(huì),鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新行為,激發(fā)學(xué)生參與創(chuàng)新的意識(shí)和熱情,培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及創(chuàng)新所需要的頑強(qiáng)的意志品質(zhì)和持之以恒的精神。實(shí)踐讓我們真正的認(rèn)識(shí)到“教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)”,要使設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)想轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生能力的提高,首先要求教師對(duì)自己所堅(jiān)持的教學(xué)理念要有足夠的理解;其次是教學(xué)內(nèi)容和形式要符合教學(xué)理念;最后還要有“以學(xué)生為本”的教學(xué)管理方式�，F(xiàn)在,學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)特別為我們?cè)鎏砹?臺(tái)微機(jī),除了處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)外,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到問題可以隨時(shí)上網(wǎng)查詢。這增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室的研究性氛圍,使得學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的參與熱情更高了,實(shí)驗(yàn)的成功率大幅度提高。不僅如此,從學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中所表現(xiàn)出的主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極工作、團(tuán)結(jié)合作、認(rèn)真求實(shí)的精神,克服困難、堅(jiān)持到底的良好品德、對(duì)新知識(shí)的追求和創(chuàng)造的熱情中,我們感受到了改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式與方法的重要性和“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的魅力。
2整理編撰“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”教師參考資料庫(kù)
在實(shí)踐中我們體會(huì)到,如何開展“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的教學(xué),怎樣使得“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中真正開展起來,并非僅僅在教學(xué)計(jì)劃中添幾個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目那么簡(jiǎn)單。無須諱言,“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的操作難度較大,是否開設(shè)“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”,與學(xué)校的教學(xué)硬件、有關(guān)教學(xué)管理部門重視程度有關(guān),而能否開出“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”,取決于實(shí)驗(yàn)授課教師的個(gè)人能力、敬業(yè)精神和實(shí)驗(yàn)教輔人員的合作精神等多種因素�！霸O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”題目隨機(jī)多樣,缺乏相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)性材料,學(xué)生提出的解決問題的方法可能超出教師的原有知識(shí)積累等因素,對(duì)教師個(gè)人能力的要求很高。即便是經(jīng)驗(yàn)豐富的教師,也需要足夠的精力投入才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中存在的問題并給予恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。一個(gè)對(duì)分析化學(xué)理論理解不夠深入和缺乏教學(xué)投入及科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)的教師是無法勝任這種教學(xué)形式的。為此,我們?cè)谕瓿杀菊n題的過程中,及時(shí)總結(jié),歸納整理了近幾年來對(duì)實(shí)驗(yàn)題目的考察結(jié)果和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄,整理編撰了教師用“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)參考資料庫(kù)和“學(xué)生設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”檔案。任課教師可根據(jù)學(xué)生和教學(xué)條件等差異,在預(yù)選題庫(kù)中選用適當(dāng)?shù)摹霸O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”題目,同時(shí)可以參考教師教學(xué)資料庫(kù)提供的資料和建議指導(dǎo)學(xué)生。教輔人員也可以從資料庫(kù)中了解所需備品的詳細(xì)情況等等,為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課的順利完成提供了很好的支持。
3建立學(xué)生成績(jī)考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)
在教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生成績(jī)的考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)是不可或缺的。在我們的教學(xué)模式中,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)占25%。正確評(píng)估學(xué)生在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的工作對(duì)教師的工作經(jīng)驗(yàn)和工作能力都提出了比傳統(tǒng)教學(xué)方法更高的要求。這是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目的多樣性、實(shí)驗(yàn)的多途徑等特點(diǎn)決定的。因此,如何評(píng)價(jià)學(xué)生的工作是項(xiàng)艱難的任務(wù)。經(jīng)過反復(fù)研究,我們確定衡量學(xué)生完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是:①設(shè)計(jì)方案的合理性。體現(xiàn)在學(xué)生設(shè)計(jì)方案中原理的正確性、知識(shí)的綜合運(yùn)用程度、實(shí)驗(yàn)方案的可行性。②個(gè)人在完成實(shí)驗(yàn)中的貢獻(xiàn)。由于實(shí)驗(yàn)可以小組的形式進(jìn)行,對(duì)每個(gè)組員的能力與貢獻(xiàn)大小的評(píng)價(jià)是一個(gè)難題,這需要教師細(xì)致入微的觀察和宏觀把握,最重要的是解決實(shí)驗(yàn)問題的表現(xiàn)。③實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在此項(xiàng),同組同學(xué)的最大差異表現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)中探索性內(nèi)容的討論,這是個(gè)性化程度較高的部分,這也是衡量實(shí)驗(yàn)完成優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)大體化分如表1。教師在執(zhí)行中應(yīng)據(jù)“鼓勵(lì)創(chuàng)新、激勵(lì)創(chuàng)新”的原則具體把握。此外,我們將學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)得分由原來的預(yù)習(xí)報(bào)告得分改為課前討論發(fā)言得分,從而有力地保證了為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)意圖。由于能力有限,我們的做法存在諸多不足,僅希望我們的工作能為“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的實(shí)施提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為其在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分發(fā)揮作用“拋磚引玉”。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/302289.html
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