“對(duì)分課堂”教學(xué)模式在《分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中的應(yīng)用研究*

龐 榕，信建豪，王聰穎

(黃河科技學(xué)院醫(yī)學(xué)院， 河南 鄭州 450063)

改革創(chuàng)新作為教育發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，教育要發(fā)展，根本靠改革[1]。高等教育承擔(dān)著培養(yǎng)高級(jí)專門人才、發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化、促進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)的重大任務(wù)[2]。高校教師更是要把教學(xué)作為首要任務(wù)，不斷提高教育教學(xué)水平，深化教學(xué)改革。課堂教學(xué)模式的改革是近些年高校教師一直在探索研究的課題，如何能更好地上一堂課，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，是教師教學(xué)的關(guān)鍵任務(wù)[3]?！皩?duì)分課堂”是2014 年由復(fù)旦大學(xué)教授張學(xué)新首先發(fā)起和推廣的，至今，全國(guó)各地已有數(shù)萬(wàn)名教師參加了對(duì)分課堂的研討學(xué)習(xí)[4]。通過(guò)實(shí)踐研究表明，對(duì)分課堂不僅適用于文科教學(xué)，對(duì)理工科科目的教學(xué)也是適用的。

1 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程特點(diǎn)

分析化學(xué)是醫(yī)藥相關(guān)專業(yè)的一門必修課程，在整個(gè)大學(xué)課程中起到了承上啟下的作用，被很多醫(yī)藥類專業(yè)視為必修基礎(chǔ)課程。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，不但加深了學(xué)生對(duì)其所學(xué)分析化學(xué)理論課程中概念、原理、公式的理解和使其靈活運(yùn)用，更為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。通過(guò)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)不僅使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，即實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、思維能力、數(shù)據(jù)處理能力和儀器設(shè)備的運(yùn)用能力，更重要地是培養(yǎng)學(xué)生批判性的思維能力，包括分析和解決問(wèn)題能力、獨(dú)立思考能力、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力和歸納總結(jié)能力。

1.2 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

現(xiàn)有的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主要是要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課上由教師講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器與試劑、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)及布置思考題，然后教師進(jìn)行操作演示，講授完畢后學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，下課后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。但是教師和學(xué)生之間缺少有效的交流互動(dòng)，加之教師在教學(xué)過(guò)程中可能會(huì)存在教學(xué)時(shí)間分配不合理的現(xiàn)象，學(xué)生沒有時(shí)間討論和消化吸收所學(xué)內(nèi)容，整個(gè)實(shí)驗(yàn)只是學(xué)生對(duì)教師示教過(guò)程的復(fù)制，以至于學(xué)生動(dòng)手能力差，無(wú)法掌握滴定分析所用設(shè)備的規(guī)范操作，無(wú)法保證定量分析中實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度與精密度，數(shù)據(jù)處理也會(huì)出現(xiàn)較多問(wèn)題[5-6]。最終對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)失去學(xué)習(xí)興趣、重視程度降低、主動(dòng)性差，存在照方抓藥，應(yīng)付實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象?？偟膩?lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不再適應(yīng)于現(xiàn)代化的高校教學(xué)任務(wù)，教師首先要樹立以學(xué)生為主體的意識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，而“參與式教學(xué)”就是基于提倡學(xué)生積極學(xué)習(xí)提出來(lái)的[7]。

2 “對(duì)分課堂”教學(xué)模式的實(shí)施

2.1 關(guān)于“對(duì)分課堂”教學(xué)模式

“對(duì)分課堂”是復(fù)旦大學(xué)教授張學(xué)新于2014年首次提出的一種關(guān)于課堂教學(xué)方法改革的新模式?！皩?duì)分課堂”的核心理念是把上課時(shí)間一分為二，一半留給教師講授，一半則由學(xué)生主導(dǎo)討論，進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)[4]。

具體操作程序由教師課上講授(presentation)、學(xué)生課外內(nèi)化吸收(assimilation)和討論(discussion)三個(gè)部分組成，故“對(duì)分課堂”也簡(jiǎn)稱為PAD課堂[4，8]。同時(shí)課程考核模式也從傳統(tǒng)的結(jié)果評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)移至過(guò)程性評(píng)價(jià)，側(cè)重考察學(xué)生的參與程度及討論效果[9-10]。

目前“對(duì)分課堂”在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的應(yīng)用較少。黃春蘭[11]將“對(duì)分課堂”與“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”相應(yīng)地融合到“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)中，該教學(xué)模式在教師“設(shè)計(jì)”下使學(xué)生主動(dòng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)課堂各個(gè)環(huán)節(jié)有序可控活躍，學(xué)生從中提升綜合創(chuàng)新能力，學(xué)習(xí)效果顯著。陳依春等[12]基于在西藏民族大學(xué)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施對(duì)分課堂的實(shí)踐，總結(jié)了確保對(duì)分課堂有效實(shí)施的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生真正在實(shí)驗(yàn)中學(xué)有所獲，學(xué)有所長(zhǎng)，學(xué)有所用，學(xué)生的素質(zhì)及能力有極大地提升。劉日斌等[13]嘗試將“對(duì)分課堂”應(yīng)用在食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，得到了不錯(cuò)的教學(xué)效果，學(xué)生們不在只是默默地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，帶著興趣、帶著沖勁去完成實(shí)驗(yàn)，為課堂注入了新的活力，值得在部分實(shí)驗(yàn)課堂進(jìn)行推廣和應(yīng)用。本人學(xué)習(xí)了“對(duì)分課堂”教學(xué)理念后，嘗試將該教學(xué)模式應(yīng)用到本校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有望改善教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)習(xí)效果。

2.2 對(duì)分課堂的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

從教學(xué)理念上，改變滿堂灌的教學(xué)思想，采用的是講授與討論、線上與線下結(jié)合，可操作性強(qiáng)的教學(xué)模式。在教學(xué)方法上，需要明確且精心準(zhǔn)備每次教學(xué)的核心內(nèi)容，有效提高學(xué)生知識(shí)水平和實(shí)踐能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生人格和價(jià)值觀的培養(yǎng)。

在2021-2022學(xué)年第一學(xué)期，對(duì)本校醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)二年級(jí)本科生的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用了“對(duì)分課堂”教學(xué)模式。本次教學(xué)對(duì)象共84人，28人為一大組，隨機(jī)一組為調(diào)查組，其余均為課題參照組。每周上1個(gè)實(shí)驗(yàn)，連續(xù)3學(xué)時(shí)，每學(xué)時(shí)50 min，共開展6個(gè)“對(duì)分課堂”教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

現(xiàn)將具體實(shí)施過(guò)程總結(jié)如下：(1)課前準(zhǔn)備：每人1套實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)操作單人單組，相鄰4人為1個(gè)討論小組，并選舉組長(zhǎng)。(2)課堂時(shí)間安排：第1學(xué)時(shí)前20 min，由全組學(xué)生共同對(duì)上周實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行回顧性討論，討論上次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)教師布置的課后思考題，充分復(fù)習(xí)操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。因課程設(shè)計(jì)兩次實(shí)驗(yàn)為一個(gè)項(xiàng)目，前一周實(shí)驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置與標(biāo)定，后一周為用已經(jīng)標(biāo)定出準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定待測(cè)樣品的含量，所以前20 min的討論起到了承上啟下的作用；第1學(xué)時(shí)后30 min實(shí)驗(yàn)課堂采取導(dǎo)讀式講授和學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器及試劑、實(shí)驗(yàn)步驟等方面討論和學(xué)習(xí)。其中教師可通過(guò)案例引入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，指出實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)演示，并提出實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中考慮某種步驟的設(shè)計(jì)原理，以及某些試劑的加入原因，主要為學(xué)生進(jìn)行充分而不過(guò)分的引導(dǎo)；第2學(xué)時(shí)和第3學(xué)時(shí)前20 min為實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生以單人單組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄、整理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)以及有待解決的問(wèn)題；第3學(xué)時(shí)中間10 min為學(xué)生的討論階段，通過(guò)學(xué)生的小組討論解決低層次問(wèn)題，凝練高層次問(wèn)題；第3學(xué)時(shí)最后20 min為對(duì)話階段，教師答疑，解決高層次問(wèn)題，布置思考題，并點(diǎn)出下次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的重點(diǎn)。

以“水的硬度測(cè)定”為例，此實(shí)驗(yàn)的具體教學(xué)步驟如下：第1學(xué)時(shí)前20 min，由全組學(xué)生共同對(duì)上周實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定”進(jìn)行回顧性討論，例如，EDTA能與很多金屬離子反應(yīng)，反應(yīng)條件為什么大多都需要控制在一定的pH范圍內(nèi)，如果超出了反應(yīng)所需求的范圍會(huì)造成何種影響；標(biāo)定EDTA準(zhǔn)確濃度時(shí)，已用氨試液將溶液調(diào)為堿性，為什么還要加入NH3-NH4Cl緩沖溶液?；仡櫿麄€(gè)實(shí)驗(yàn)操作流程，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，全組隨機(jī)觀看上周數(shù)位學(xué)生拍攝的操作考核小視頻，強(qiáng)化操作規(guī)范。第1學(xué)時(shí)后30 min實(shí)驗(yàn)課堂采取導(dǎo)讀式講授和學(xué)生討論，其中教師通過(guò)案例引入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“水的硬度測(cè)定”，可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的生活常識(shí)討論水的硬度對(duì)人類的生產(chǎn)和生活有哪些影響，日常飲用水對(duì)其硬度有何要求，以及如何調(diào)節(jié)水的硬度等。讓大家知道制藥用水的原水通常為飲用水，飲用水為天然水經(jīng)凈化處理所得的水，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)及限值有很多規(guī)定，我們本次實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的是其中一項(xiàng)。水的硬度是水中Ca2+，Mg2+的總濃度，在理論課上學(xué)過(guò)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)建立分析方法，根據(jù)待測(cè)物不同的性質(zhì)選擇合適的分析方法，因?yàn)槲覀儨y(cè)定的是金屬離子，所以在容量分析中我們選擇配位滴定法。而用配位滴定法測(cè)定水的硬度，就是用上周標(biāo)定出準(zhǔn)確濃度的EDTA滴定劑滴定水中Ca2+，Mg2+，折算成相應(yīng)的表示方式。然后根據(jù)大家課程預(yù)習(xí)的內(nèi)容，討論實(shí)驗(yàn)原理及步驟，討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度、精密度的因素，并討論如何減小實(shí)驗(yàn)誤差。討論過(guò)程中教師點(diǎn)出操作要點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)演示，并提出實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，主要為學(xué)生進(jìn)行充分而不過(guò)分的引導(dǎo)。之后學(xué)生總結(jié)吸收討論內(nèi)容，理清實(shí)驗(yàn)思路；第2學(xué)時(shí)和第3學(xué)時(shí)前20 min為實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生以單人單組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師在實(shí)驗(yàn)室巡視，觀察學(xué)生的操作情況，并及時(shí)予以糾正指導(dǎo)，規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，解答學(xué)生提問(wèn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后根據(jù)三組平行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，若誤差較大，回顧整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，找出原因；第3學(xué)時(shí)中間10 min為學(xué)生的討論階段，通過(guò)學(xué)生的小組討論總結(jié)學(xué)習(xí)心得、存在問(wèn)題及改進(jìn)方法，收集解決不了的問(wèn)題交給老師；第3學(xué)時(shí)最后20 min為對(duì)話階段，教師將各小組問(wèn)題總結(jié)并答疑，向全組同學(xué)展開分析討論，之后根據(jù)案例引出下次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提出預(yù)習(xí)重點(diǎn)及難點(diǎn)。最后進(jìn)行過(guò)程性實(shí)驗(yàn)操作考核，本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)考核移液管的使用方法，小組成員之間相互拍攝2～3 min實(shí)操小視頻，課后進(jìn)行教師評(píng)分，學(xué)生自評(píng)，小組成員之間互評(píng)，三個(gè)評(píng)分按照不同比例整合得出本次過(guò)程性評(píng)分。下次實(shí)驗(yàn)開始時(shí)隨機(jī)選出數(shù)位同學(xué)的操作視頻全組觀看，全組同學(xué)討論操作要點(diǎn)及存在問(wèn)題，結(jié)合自身操作過(guò)程加以回顧。

2.3 “微課+多媒體”的教學(xué)手段

儀器操作使用微課形式，要求學(xué)生在上課前利用空余時(shí)間學(xué)習(xí)。改變以往黑板板書，學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡(jiǎn)單抄寫黑板的現(xiàn)象，采用多媒體手段進(jìn)行導(dǎo)讀式的講授。

2.4 進(jìn)一步完善形成性考核評(píng)價(jià)體系

采取課前-課中-課后一系列的評(píng)價(jià)體系。使評(píng)價(jià)體系更具科學(xué)性。課程成績(jī)包括課前預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)課出勤情況，課中實(shí)驗(yàn)操作，課堂考核，課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告、數(shù)據(jù)處理和思考題等形式，并于學(xué)期末進(jìn)行綜合能力測(cè)試。使考核形式多樣化，過(guò)程化，調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂積極性?？疾斓幕炯寄馨▽?shí)驗(yàn)儀器操作、實(shí)驗(yàn)原理的理解和數(shù)據(jù)的處理等方面。本次教學(xué)重新設(shè)計(jì)課堂考核、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末考試成績(jī)的權(quán)重分?jǐn)?shù)和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，注重過(guò)程化的考核，重視學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的全面理解和掌握。

3 “對(duì)分課堂”實(shí)施效果評(píng)價(jià)

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)采取“對(duì)分課堂”教學(xué)模式，對(duì)教師和學(xué)生都有較高要求，需要用力用情相互配合，共同完成。在本次教學(xué)改革中，調(diào)查組與參照組改革效果對(duì)比明顯。調(diào)查組的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及操作的理解更加透徹，更會(huì)利用自由時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)積極性更高，善于思考及總結(jié)，語(yǔ)言組織及表達(dá)能力更強(qiáng)，能夠達(dá)到真正掌握和運(yùn)用知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)。而且多數(shù)學(xué)生認(rèn)為過(guò)程化考核形式比單一結(jié)果考核形式更科學(xué)，更加有利于知識(shí)的日常積累和掌握。本組教師在改革過(guò)程中積極總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況隨時(shí)改進(jìn)和調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

課題組進(jìn)行分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革，采用“對(duì)分課堂”的教學(xué)模式，把課堂時(shí)間一分為二，一半留給教師，一半留給學(xué)生進(jìn)行討論。對(duì)實(shí)驗(yàn)原理難點(diǎn)內(nèi)容采取教師講授，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等讓學(xué)生獨(dú)學(xué)、教師引導(dǎo)和組內(nèi)討論，該過(guò)程主要解決低層次問(wèn)題，提煉高層次問(wèn)題，在講授和討論之間引入一個(gè)心理學(xué)的內(nèi)化環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對(duì)講授內(nèi)容進(jìn)行吸收之后，有備而來(lái)參與討論。有效提高學(xué)生知識(shí)水平和實(shí)踐能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生人格和價(jià)值觀的培養(yǎng)。