探究式教学方法在分析化学实验课堂教学中的研究及应用

2022-09-11

探究式教学法又称发现式教学法[1], 其倡导是以学生为主体, 实现独立认识过程, 是在教师指导下, 学生通过自主探究科学知识, 研究性地解决问题进而主动获取新知识和应用已有知识解决实际问题, 从而提高学生主动发现问题、分析和解决问题的能力, 发展了学生的创新精神和实践应用能力的一种教学活动。凯里学院是一所培养应用型人才的地方本科院校, 培养的学生是为地方社会发展和经济建设服务的应用技术型人才, 是以“应用”为主要考察指标, 培养具有较强的综合设计和实践应用能力, 属于高素质专门人才, 将来的工作中体现出具有较强的行业应用能力和能用专业知识解决实际生产中问题的能力。因此, 分析化学实验课堂教学中采用探究式教学法具有重要的意义。

一、分析化学实验课程的特点

分析化学[2,3]是一门理论与实践结合很强的课程, 其分析化学实验的地位十分重要, 在教学计划中是单独开设的课程, 它与分析化学理论课教学紧密结合, 是我校化学专业、制药工程、材料化学专业学生必修的基础课程之一。通过本课程的学习, 一方面, 使学生掌握基本的分析技术和规范的操作技能, 加深对分析化学基本概念和基本理论的理解和记忆;另一方面, 分析化学实验特别树立“量”的概念, 运用误差理论和分析化学理论知识, 探究实验中影响分析结果的主要因素, 以保证实验结果的准确度, 从而培养和训练学生实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风, 以及发现问题、分析问题和解决问题的实践能力和创新能力, 是实现知识和能力的转化、理论与实践结合的重要环节。

二、分析化学实验课堂教学的现状及问题

传统的分析化学实验课堂教学, 上课前检查学生的预习报告来判断学生是否预习, 学生为了应付检查, 只是照着书本不加思考地把书本的实验目的、原理、试剂与仪器以及实验步骤抄写下来, 理不理解实验原理并不重要, 只要掌握基本操作, 拿着书本看着步骤做实验。老师把实验目的、原理、实验所需仪器和试剂、实验步骤及数据处理的公式、注意事项等上课前写在黑板上, 上课时老师照着黑板详细地讲解后, 学生再做实验。学生的状态始终是处于被动, 实验过程中遇到新的状况不知如何分析原因。在这种课堂教学模式下学生只是被动接受而未能激发学生自主学习的主动性和创新思维。

三、探究式教学方法在分析化学实验课堂教学中的实施策略

基于上述课堂教学中的不足, 积极探索最佳课堂教学模式是保证教学质量的关键步骤。本课题组在分析化学实验课堂教学中引入探究式教学法, 尝试把探究式教学理念渗透到分析化学实验课堂教学中的各个环节。

1. 强化实验前预习

第一, 指导和强调预习内容。教师在每次实验结束后告诉学生下次实验内容, 对学生预习作了一些指导性的要求, 要求明确本次实验目的、理解实验原理, 清楚实验步骤中的每一步加入某种试剂的目的以及某些数字是怎么得来的, 设计数据记录与处理表格, 预知实验中可能造成其他现象, 思考实验教材上的思考题。第二, 从策略和制度上督促和激励学生重视实验前的预习。改变预习检查方式, 告诉学生检查预习是以提问探究的方式来考核学生的预习情况, 根据学生回答问题的情况打分, 将其纳入平时成绩的评定。这样大大调动学生积极主动去思考去探究, 充分体现了探究式教学的主体是学生, 学生通过借助图书馆、网络查阅相关资料, 真正达到实验前预习的目的。

2. 提问探究式讲解实验目的、实验原理、实验所需仪器及试剂、实验步骤及注意事项

课堂教学中注重教师的主导作用是开展教学的前提条件。改变传统的以教师教授为主的教学模式, 教师充分准备, 挖掘课程潜力精心设疑。例如, 在讲解实验“I2和Na2S203标准溶液的配制和标定”时, 首先师简介碘量法是以I2的氧化性和I-的还原性为基础的氧化还原滴定法。根据滴定方式不同, 碘量法分为直接碘量法和间接碘量法, 什么是直接碘量法、间接碘量法?它们分别用到什么标准溶液?那么今天的实验目的是什么?引出了今天的实验的目的后又设置一些设计细节的问题。如:配制I2标准溶液常用的方法有哪些?若用标定法, 通常用Na2S203标准溶液来标定I2溶液而不用其它基准物质 (如As2O3) 直接标定, 为什么?怎样保存I2标准溶液?配制Na2S203标准溶液用什么方法?常用什么基准物质?标定时应注意什么?指示终点的方法是什么?与高锰酸钾法测定过氧化氢含量指示终点的方法有什么不同?怎样保存Na2S203溶液?最后老师再对学生回答中遗漏的问题进行补充和总结。通过刚才实验原理的讲解, 请学生归纳本实验所需仪器和试剂。讲解实验步骤, 对于重点、难点和有关数据, 也进行设疑提问。例如:配制0.050 mol·L-1I2溶液300 m L。设疑:加入KI的目的是什么?溶解I2为什么不直接在大烧杯中进行?配制的溶液为什么贮存于棕色试剂瓶中?等等。从“实验目的”开始到“实验注意事项”的讲解为主线, 通过不断设疑、提问学生、学生回答的课堂教学方式, 这样充分调动了学生的思维, 课堂气氛活跃, 同时锻炼了学生的胆量和语言表达能力, 更重的是学生为了能够抢答或回答老师的提问, 必须在课前做充分的预习和探究性学习, 激发了学习的动机, 充分发挥了学生的主体性。

3. 实验指导过程中渗透探究式教学方法, 不断规范学生实验操作技能

学生在实验过程中, 教师来回巡视, 对基本操作不够规范的学生进行及时指导和纠正。学生在滴定终点颜色的判断上有一定难度, 总是问教师终点是不是这个颜色, 教师不给学生正面回答, 而是让学生自己探究, 指导学生怎样判断是不是接近终点了?终点颜色的深浅对结果产生怎样的影响 (正或负误差) ?接近终点时, 观察每加一滴后溶液颜色的变化并记录其数据, 自行判断是否达到终点。通过这样的训练, 增强了学生独立思考的能力, 也不断规范了学生实验操作技能。

4. 检查学生实验结果注重融入探究式教学方法

实验课实行签退制度, 签退之前, 教师首先检查学生的实验数据记录和处理的结果, 及时纠正数据记录不规范的现象, 相对平均偏差较大的结果, 教师要引导他思考分析误差产生的原因, 有必要的再自行进行实验探究其原因。通过这样的检查, 能及时发现问题和解决问题, 加深学生对该实验的相关理论知识的理解与掌握, 同时学会在实际应用中思考问题和解决问题的方法, 从而提高了学生应用能力和实验综合素质, 有利于应用型人才的培养。

四、完善测评课程的综合成绩

制定完善的合理的考核方法, 不仅要能够客观公正地评定学生的实验成绩, 更有利于激发学生学习的兴趣, 充分调动学生自主学习和思考, 培养良好的科学的学习方法和学习习惯, 学生由“被动学习型”向“自觉、主动地探究科学知识学习型”转变, 从而提高教学质量。为此, 我们对实验课的考核综合实验的各个方面, 包括学生的基本操作技能和知识的实际应用能力等方面, 而且重视学生平时做好每一次实验。学生实验总评成绩的评定由两部分组成:一部分是平时成绩 (占60%) , 包括实验预习、实验技能操作、实验报告、考勤、值日卫生、实验态度;一部分是期末考试成绩 (占40%) , 包括基本操作考试和笔试。

平时成绩为本学期所开设的所有单个实验成绩的平均值。平时单次成绩 (100%) =实验预习 (30%) +实验技能操作 (30%) +实验报告 (20%) +考勤、值日卫生、实验态度 (20%) 。

五、探究式教学方法在分析化学实验课堂教学的应用体会

自2010年开始, 课题组教师的经过不断探索和连续几届学生的教学实践, 改变原来的课堂教学模式, 将探究式教学方法渗透到分析化学实验课堂教学中的各个环节, 取得了明显的教学效果。主要体现是学生近几年分别到天柱县、三穗县、凯里等农业局土肥站进行土壤测试工作, 学生吃苦精神和分析技能方面的良好表现给合作单位留下了深刻印象。探究式教学方法充分体现了教师的主导作用和学生的主体作用, 确实达到培养学生的探索精神和求知欲, 变被动接受为主动吸取, 有效地提高了课堂教学效果, 同时也培养了学生的实际应用和创新的综合实验素质, 提高了学生自学能力、发现问题、分析问题和解决问题的实践应用能力, 为学生今后的就业创业打下了坚实的基础。

摘要：基于分析化学实验课程的特点以及教学中存在的问题, 对探究式教学方法在分析化学实验课堂教学中的应用进行了研究, 充分激发学生的积极性、主动性和创新性提出了的实施策略。通过探究式教学理念渗透到分析化学实验课堂教学中的各个环节, 取得了良好的教学效果, 培养了学生自学能力、发现问题、分析解决问题能力和实践应用能力, 从而有利于实现我校应用型本科人才培养的目标。

关键词：探究式教学,分析化学实验,课堂教学