问题导向下的分析化学教学模式构建与实施路径探究*

唐明根，张晓丽

(杨凌职业技术学院，陕西 杨凌 712100)

分析化学是植物保护与检疫技术专业、环境监测技术专业和药学专业等专业的一门重要公共基础课，是一门理论密切联系实际的学科。分析化学课程的特点是具有丰富的理论知识和实践操作技能，为学生后续学习“环境化学” “水环境检测” “药物化学” “药物分析”等专业课奠定基础的化学分析知识。通过分析化学课程的学习，学生不仅需要掌握理论知识，而且还需要掌握分析方法、实验操作方技能，通过整个课程的学习，锻炼培养提高学生的动手操作能力以及应用知识解决实际问题的能力[1-3]。但是传统的分析化学主要采用“理论教学+实践教学”教学模式，在这一过程中，教师是理论教学和实践教学的主体，主导整个理论教学和实践教学过程，学生被动地参与教学以及实践活动，这一教学模式不能有效培养学生的能力，在实施过程中也存在一定问题[4]。基于以上问题，以问题为导向的教学方法(Problem-Based Learning，简写PBL教学法)结合传统教学法对分析化学教学开展改革探究，提高学生的学习兴趣，培养学生自学能力和团队协作能力，提升分析化学课程的教学质量。

1 传统分析化学教学中面临的问题

1.1 学生主观能动性不足，自学能力和意识不强

分析化学课程是在大一上学期或者下学期开设的，学生刚刚从中学阶段步入到大学学习阶段，大多数学生还是习惯于教师主导整个课堂的教学模式，即为“灌输式”，教师在授课过程中处于主导地位，学生被动接受知识，在这个过程中学生的参与感和获得感不强，学习兴趣不高，未能有效发挥其主观能动性。在理论学习和实践操作学习过程中不善于思考，课前主动预习和课后及时巩固的学生较少，自学能力和意识不强烈，对于知识的学习和掌握程度不高，整个课程的学习效果不佳[5]。

1.2 学生应用知识解决实际问题的能力不足

分析化学课程内容主要分为理论部分和实验部分，理论课程内容主要包括基本理论知识、分析测定原理和方法、数据处理与误差分析等，学生注意力放在理论知识的识记，完成理论知识作业，满足于能够完成理论考试，忽略了理论知识和实践操作的内在联系，达不到理论指导实践的效果；实验教学部分主要是训练学生的基本实验操作和规范记录处理实验数据的能力，这个过程中强调实验操作能力，学生习惯于按部就班的完成实验操作过程，对于实验原理和方法掌握不够。尽管近些年来，增加了学生自主利用理论知识设计实验的教学比例，学生应用所学知识分析解决实际问题的能力还有待于进一步提高。

1.3 课程考核评价方式较为单一

学生的课程成绩在一定程度上反应了学生的学习效果，揭示其对于理论知识和实验操作技能的掌握程度。传统的分析化学课程成绩由两部分组成，分别是期末理论测试成绩和实验部分考核成绩组成。学生个人非常注重自己的成绩，因此在整个教学中，学生会更加重视理论部分的期末考试，忽略了对整个理论知识体系的学习和掌握，存在知识结构碎片化的问题；而对于学生的实验部分考核主要是依据学生的实验报告撰写情况以及实验结果的准确性评定的，在这个过程中会导致学生过分注重实验结果和实验报告的书写，忽视实验原理和实验现象的思考和分析，通过实验来促进理论知识的掌握作用不明显。传统的考核评价方式忽略了学生学习过程、主动学习、应用理论知识解决实际问题能力等的考核评价，评价方式单一，不够客观全面。

2 PBL教学法简介

最早起源于20世纪50年代的医学教育，1969年由美国的神经学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，PBL教学法是以问题为导向的教学方法[6]。以学生为中心，根据课程目标和内容，选取设置问题，教师开展课前教学设计，由教师提出具体的问题，学生通过小组或者个人自学完成问题，在课堂上讨论与交流，由教师梳理总结归纳。这一教学模式，由问题串联起整个教学过程中，具体问题驱动学生自我学习探究，在这个过程中充分发挥学生主动能动性，让其主动思考和自我学习，不仅仅培养学生主动获取知识信息的能力和分析解决问题的能力，而且还可以培养学生的创新能力、团队协作、沟通交流的能力[7]。

3 问题导向下的理实一体化教学模式设计

3.1 教学设计思路

在分析化学教学过程中，采用PBL教学法结合传统的理实一体化教学法，授课前首先要开展PBL教学法的学习和讨论，深刻领悟PBL教学法的设计原则、设计方法以及注意事项。预先设计好课程教学过程和教学环节，安排好每一个环节所需的时间，依据学生所学专业、就业方向、时事热点等设计教学问题，协助学生完成随机组队分组，确定小组成员组成，明确各组员分工。小组内部讨论交流后，针对还未解决的问题可以通过咨询老师或者查阅相关文献的方式，也可以考虑在课堂上开展小组间讨论解决问题的方式。整个教学设计的思路可以概括为“课前根据教学内容设置问题点-提出问题和布置问题-学生小组课后自我学习-课上小组讨论交流-教师梳理归纳总结”[8]。

3.2 理论教学部分

在理实一体化教学中，理论部分的教学是整个教学过程的重要组成部分，因此合理挖掘设计问题点，帮助学生更好的理解和掌握理论知识非常重要，同时理论知识学习也是为学生学习实验部分做良好铺垫，在实际的教学设计做到以下两点。

一是问题点挖掘选取设计要合理全面，促进学生的学习热情。要充分发挥问题导向的教学模式优势，需要对自己的教学观念和教学方法及时更新，了解掌握学生的需求，分析学生的学习特点，对问题进行合理的设置，促进学生自我学习和思考。若是不能有效设计问题点，不能引起学生的学习兴趣，学生的积极性就难以调动，学习的效果达不到目标和要求。因此，在设计问题点时，要充分了解学生的兴趣点，掌握其学习规律和学习诉求，充分发挥其主观能动性。在问题的选取上，可以结合学生专业情况、未来就业岗位、生产生活实际、时事热点等方面梳理挖掘问题点，根据实际问题组织教学设计，将相应的理论知识应用到分析和解决与生活、生产密切相关的实际问题中，激发学生的学习兴趣和热情，实现理论教学与实践教学融通合一，保证教学内容的系统性、理论知识的实用性。比如在学习酸碱滴定法这一章节时，结合生活实际，我们可以设置以下问题：①每逢秋冬季节，树木上的叶子就会掉落，请问这其中是什么原因？其中哪个化学物质(酸)发挥着重要作用？②请问什么是酸？什么是碱？解释酸碱的理论都有哪些？它们分别具有什么局限性？③为什么酸和碱分强弱？分类的依据是什么？④酸碱反应的实质是什么？⑤溶液的酸碱性怎么用pH表示，pH的计算公式是什么？⑥如何测定未知溶液的酸碱性？通过设置这一系列的问题，层层递进所要学的理论知识，引导学生课前预习、广泛查阅相关资料，小组内部讨论交流，总结归纳问题的答案。课上，不同小组之间汇报交流讨论，教师适时引导和纠正，教师对学生的讨论结果点评、补充、归纳、总结，这样学生全程参与到整个学习的过程中，学生的学习积极性和热情极大提高，学生能更加牢固的理解掌握理论知识，学习效果显著增强。

二是深入结合实验课程内容，做到理论联系实践。分析化学的课程特点既有理论知识的学习也有实践操作，因此在理论教学中也要兼顾实践教学，将实验中的原理、现象、操作等引入理论学习中。分析化学主要是定性研究和定量研究，比如我们在讲授理论课的误差、有效数字、数据分析处理时，以实验操作中的常用的电子天平为例，讲解电子天平的使用方法和数据记录，从中引入到误差和有效数字的理论知识点，促进学生更好的理解理论知识，同时做到理论知识和实践操作的紧密联系。

3.3 实践教学部分

在理实一体化教学中，实践部分的教学是整个教学过程的另一个重要部分，实验课主要分为实验前、中、后三部分，因此在设计问题的时候，可以从下面三个部分考虑。教学中设计具体的问题，目的是为了更好的训练学生的实验技能，帮助学生更好的掌握实验原理，熟悉整个实验操作过程，培养学生利用所学知识和实验技能解决实际问题的能力。

一是实验前，注重实验内容相关问题设置。在实验前，我们重点关注的是实验内容，也就是要知道实验要干什么、为什么这么做、以及如何做实验和实验的注意事项，因此在实验操作前，合理设置难度适宜的问题点非常重要。我们以酸碱滴定实验中的食醋总酸度测定实验为例，开始实验前，设置如下几个问题：①我们日常饮食中，可以通过食醋来调节饮食口味，你知道食醋是酸性还是碱性？②食醋具有什么性质？是弱酸还是强酸？强酸和弱酸的区别是什么？③食醋中都有什么酸？整个酸度大概是多少？④我们可以利用什么原理来测定食醋中的总酸度？⑤反应的方程式是什么？如何配制NaOH溶液？⑥实验操作的步骤是什么？⑦你觉得实验过程中有什么注意事项？⑧实验预习报告是否完成？通过设置这一系列的问题，让学生熟悉实验内容，为进实验室实验操作打下基础。

二是实验中，加强实验技能相关问题设置。实验前通过设置的问题帮助学生熟悉实验相关的理论知识，实验过程中，重点训练学生的实验技能，规范其实验操作步骤，实事求是记录实验数据，培养良好的实验习惯和实验能力。在实验中，我们可以设置如下问题：①使用移液管量取食醋时，如何选取合适的移液管？如何操作？有什么注意事项？②配置NaOH溶液的步骤是什么？实验操作中有什么注意事项？③用NaOH滴定食醋时，如何指示终点？添加酸碱指示剂时有什么要求？④实验现象是什么？⑤实验记录的原则是什么？本次实验记录实验现象和消耗的NaOH溶液时，需要注意什么？⑥实验完成后，废液如何处理？实验台面是否收拾整齐？让学生带着这些问题做实验，更好的完成实验训练，培养学生良好的实验习惯。

三是实验后，侧重实验数据处理、实验报告、实验收获感悟相关问题设置。实验完成后，学生根据实验现象和实验结果，分析处理数据，提交实验报告，总结实验收获和感悟，在这个过程中，教师可以设置如下问题：①实验现象是什么？为什么是这个实验现象？②实验数据的准确性如何？③实验中都存在哪些误差？减小实验误差的方式都有哪些？④实验报告的格式是什么？⑤通过实验，你学会了哪些实验操作？实验过程中应用了什么理论知识原理？⑥利用酸碱反应原理可以测定食醋中的总酸度，利用这个原理，我们还可以测定分析生活实际或者工作中的哪些物质？通过设置一系列的问题，达到巩固理论知识和实验技能的目的，培养学生利用所学知识分析解决生产生活实际中问题的能力。

3.4 课程考核评价体系的构建

课程考核评价体系是反应教学效果和质量的重要依据，传统的分析化学考核方式为集中式考核，大多采用“期末测试成绩+实验报告”的评价方式来评定学生对课程的掌握情况，这一评价方式忽略了学生学习过程、实验操作过程等过程性评价，导致学生只把注意力放在期末考试和实验报告的撰写上，不注重过程学习。为了改变这一弊端，强化过程性考核，构建更加客观全面的评价体系，将总成绩分为以下四个部分，分别为理论学习部分、实验操作部分、小组汇报交流部分、PBL教学过程在问题完成情况，具体考核指标如下表1所示。通过改革分析化学考核评价体系，进一步激发学生的学习主动性，提高学习效率。

表1 课程考核评价方案

4 结语

综上所述，在分析化学教学中结合PBL教学法，更能凸显学生的主体地位，学生通过解决教师设计的一个个教学问题，达到理论教学和实践教学目的，激发学生学习兴趣，培养学生的自我学习能力、团队协作沟通能力、应用所学知识解决实际问题的问题，有效提升分析化学教学效果和质量。