项目教学法在化工和材料类基础化学实验教学的应用

刘志雄 伍建华 向延鸿 王小云 邓科(吉首大学物理与机电工程学院，湖南 吉首 416000)

0 引言

基础化学实验对培养学生的化学实验技能、训练学生的操作能力、培养学生的创新意识等方面具有重要作用[1-3]。项目教学法有着独特的理论教学体系，承载着实践项目教学的设计载体，将理论与实践有机地结合在一起[1,4]。“基础化学实验”课程作为化工和材料类专业本科生的必修课程之一，其实践性较强，教学内容涉及实验原理、仪器操作、药品使用等。在实验教学过程中我们结合材料合成等实际项目，采用项目教学法对基础化学实验进行讲授，引导学生树立“结构决定性能、工艺影响性能、性能决定应用”的工程意识，培养学生工程应用能力，以创新学生培养模式为载体，以促进学生全面发展为宗旨，探索、构建和优化了项目驱动“教－学－做”三合一的基础化学实验课程教学模式，如图1所示，形成了以能力为导向的实验教学体系，培养了学生工程创新观念和解决实际工程问题的能力。

图1 项目驱动“教－学－做”三合一的教学模式

1 项目教学法在教学中的实施过程

项目教学法在基础化学实验教学过程中的实施步骤主要为：

(1)在实验课前，教师预先对学生进行分组，以2～3人为一个学习小组，拟定小组负责人，明确组员各自任务，共同完成实验内容，培养学生的协助合作精神。

(2) 教师首先要确定项目所需的资料信息，然后指导学生查阅专业书籍及浏览相关专业网站，从中获取有效的信息，列出本次实验项目涉及的主要问题及疑点。

(3) 学生查阅资料时要对内容进行归纳总结和分析，集思广益探讨解决问题的方法。

(4) 对于共性知识点和重点问题，教师应结合问题的具体情况进行分析，然后归纳和总结知识点。

2 项目教学法教学实施过程中要掌握的要点和注意事项

2.1 教学中应掌握的要点

(1)体现以学生为主体，教师为主导的教学方针。基础化学实验在运用项目教学法实施过程中，教师首先要精心设计实验方案，将设计好的问题自然地引入实验教学中，且坚持将学生作为主体，积极引导学生发表个人的见解[5]。这样教师与学生间可形成良性互动，起到事半功倍的作用，学生将达到最佳的学习效果。

(2)教师要具有过硬素质和创新精神。项目化教学要求教师具备扎实的专业知识和强烈的责任心以及丰富的实验教学经验[6]。这样才能充分发挥学生的主体能动作用，恰当地选择实验项目与内容，达到项目教学法的目的。教师需要具有大胆创新和锐利的革新精神，勇于打破传统的教学方法，如学生先预习，接着教师讲授和演示，然后学生模仿及提交实验报告、教师评分的教学模式[7]。这样要求教师在课前必需狠下功夫查阅实验资料和深入研究教材内容，围绕实验项目做好知识储备。教师要积极引导学生发言，也要控制好课堂气氛和主导好实验教学进程，教师要及时了解学生的学习效果和重视同行的评价，及

时修改和完善项目教学。因此，教师的知识结构、教学的组织能力及创新意识是影响项目教学法实施的重要因素。

2.2 教学中应注意的事项

选取合适的教学项目。在应用项目教学法时，首先要考虑的是“基础化学实验”的内容是否适合运用项目教学法方式，其次选择实验内容中的理论知识与实践关联紧密的知识点，将其作为项目的实验研究内容[8]。因此，项目教学法要求学生掌握好基本实验技能及教师引导学生注重创新意识的培养和综合素质的提高。

加强团队合作意识。在教学中应注意做到：首先让学生们充分认识团队共同协助完成教学项目的重要性，认识到协同合作完成实验内容的愉悦感，以此激发学生的学习兴趣；其次采取自愿组合和均衡兼顾相结合的原则，合理分配小组成员，培养学生的团队合作意识。

项目教学法的考核方法。项目教学法考核难度大，尚未形成科学实用的评价体系，难免会出现考核细则设计完美，但可操作性难度大。考核过程比较复杂，尤其团队考核的软性指标难以把握，同时评分标准的主观性成分较多等原因，有可能使考核难度加大，因此当学生每做完一个项目后，教师及时对实验完成情况给予客观公正的评价，肯定学生成功处，也指出存在的不足并加以纠正。

3 项目教学法存在的主要问题

项目实施和评价体系尚不健全。目前本科生的授课方式主要以教师在课堂上传授知识点为主，而对本科生创新意识和解决问题能力的培养重视不够。

缺乏与项目教学法相匹配的教材。当前的本科教材难以适应项目教学法的需求，缺少对应的项目版教材，教师的付出远大于传统实验教学法，但教师的艰辛付出难以得到合理回报，这会影响教师的积极性[9]。因此，需要构建相适应的教材体系对项目教学法的推广显得十分重要。我校基础化学实验课程针对化工专业和材料类专业的课时相对较少，难以全面讲授基础化学实验知识，过往教师重点讲授无机化学实验，而有机化学和物理化学实验基本不涉及，而且时间紧迫，内容多，教师常取向填鸭式教学方式以完成教学任务，学生被动地接受完成化学实验，化学实验教学活动效果欠佳。

4 项目教学法案例分析

以“铜钼矿中钼的测定”为例进行说明，实施流程如2图所示。

图2 项目教学法教学案例实施流程

教师先列出实验需要学生查找的相关资料。分光光度法在物质含量测定方面的应用。学生查找铜钼矿的理化性质、矿物熔融分解方法及硫氰酸盐光度法测定钼分析方法等资料信息，该方法常被用于钼矿钼含量的测定。运用722S分光光度计测定钼含量操作方法。从资料中查找到国标GB/T 14353.9—2010钼量测定。钼的含量测定。试样分解、校准溶液系列配制、校准曲线绘制、测定、结果计算。

教师问学生的问题。如何消除铜、铅和锌等金属元素对硫氰酸盐光度法测定钼含量的干扰。弄清温度超过30℃时对硫氰酸盐光度法测钼不准的原因。探讨还原时间不足影响对硫氰酸盐光度法测定钼含量的原因。如何提高测定钼含量的准确度。

学生汇报和讨论阶段。小组学生首先进行分工，明确自己的任务，协同合作查找教师列出的资料，自行设计实验方案，并进行了实验，对教师列出的问题进行解释。小组需制作并讲授8min的PPT，采用随机抽签方式确定汇报学生进行汇报，同学听完PPT汇报后可进行提问，小组人员可协同答疑给出合理解释。因此项目化教学法提升了学生分析和解决问题的能力。

教师总结归纳阶段。教师要依据学生对资料的查找和整理，学生的讨论、学生所设计的实验方案及操作各个环节进行归纳总结，给出一个客观的评价，教师要突出重点，弄清难点，让学生理论联系实际的思维能力得以提升。

5 结语

“项目教学法”应用于基础化学实验课程教学，一改教师传统的灌输式课堂教学方式，构建了以“学生为主体，教师为主导”的教学模式，强化了学生分析和解决问题的能力，有利于培养高素质的应用创新型人才。尽管项目教学法在基础化学实验教学中存在一些问题，然而，如何高效地把 “项目教学法”应用于基础化学实验教学，进一步提高实验教学质量，还需要继续研究和探索。