◆劉麗珍
化學(xué)是一門建立在實(shí)驗基礎(chǔ)上的學(xué)科,沒有實(shí)驗,就沒有科學(xué)的化學(xué)理論的提出。如今,我國大學(xué)教學(xué)改革正向縱深推進(jìn),對于自然學(xué)科而言,實(shí)驗教學(xué)的關(guān)注度和追捧度更是前所未有地提高。分析化學(xué)是大學(xué)的一門重要學(xué)科,具有專業(yè)性和理論性較強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用性廣的特征。通過分析化學(xué)的學(xué)習(xí),學(xué)生獨(dú)立分析和解決化學(xué)問題的能力能夠有一個質(zhì)的飛躍,化學(xué)實(shí)驗操作技能亦會取得長足進(jìn)步。隨著當(dāng)代分析化學(xué)技術(shù)的日益完善,分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容必然愈發(fā)增多,如何像海綿汲水一樣汲取實(shí)驗教學(xué)的優(yōu)勢,已成為當(dāng)下擺在教師面前的重大教改課題,值得深入研究和探討。
延長實(shí)驗室開放時間,提高實(shí)驗室的利用程度綜觀國內(nèi)外知名的化學(xué)家,如拉瓦錫、居里夫人、侯德榜等,無不是日夜將身心扎根于實(shí)驗室里,甚至達(dá)到廢寢忘食的地步。他們之所以在化學(xué)領(lǐng)域成績斐然、功勛卓越,與其長期堅守實(shí)驗室有著莫大關(guān)聯(lián)。分析化學(xué)的學(xué)習(xí)本身就離不開實(shí)驗,實(shí)驗教學(xué)在該學(xué)科中占有相當(dāng)重的分量??梢哉f,實(shí)驗教學(xué)是分析化學(xué)的靈魂和生命線。
鑒于此,教師要千方百計為學(xué)生提供實(shí)驗室操作的機(jī)會,進(jìn)而為莘莘學(xué)子提供基礎(chǔ)的硬件設(shè)施。具體地說,首先,要將分析化學(xué)實(shí)驗室的開放時間延長到每天12小時以上,在各項實(shí)驗設(shè)備、設(shè)施以及操作裝置方面要及時完善和更新,果斷淘汰陳舊的、影響實(shí)驗結(jié)果的實(shí)驗設(shè)備,為廣大學(xué)生營造溫馨、舒心、可信賴的硬件實(shí)驗環(huán)境。
其次,指導(dǎo)教師在實(shí)驗教學(xué)期間切勿離開實(shí)驗室。指導(dǎo)教師相對于學(xué)生的重要性猶如水對于魚。教師的天職就是答疑解惑,化學(xué)實(shí)驗理解是一方面,動手操作起來又成了另外一回事,對于乍一接觸新知識的學(xué)生而言,承擔(dān)相應(yīng)的實(shí)驗任務(wù)時難免感到力不從心。所以,教師要做實(shí)驗教學(xué)的引領(lǐng)者、實(shí)驗操作的指導(dǎo)者和實(shí)驗難題的解答者。在學(xué)生實(shí)驗操作的間隙,教師通過來回走動,可零距離地窺探每位學(xué)生對實(shí)驗操作要領(lǐng)的掌握程度,遇有對實(shí)驗不理解而束手無策的學(xué)生,就能及時發(fā)現(xiàn)并為其解除疑惑,鼓勵其捋順實(shí)驗思路,按照既定的實(shí)驗流程來獨(dú)立操作。這樣一來,對實(shí)驗操作感到難以入手的學(xué)生勢必恍然大悟,扎實(shí)推進(jìn)各項實(shí)驗進(jìn)程有條不紊地進(jìn)行。
最后,在實(shí)驗教學(xué)以外的時間,實(shí)驗員要肩負(fù)起監(jiān)督管理的重任,教師則要提醒和鼓勵學(xué)生前往實(shí)驗室展開新知識的預(yù)習(xí),通過重做上堂課的實(shí)驗來加深理解和印象、鞏固所學(xué)。當(dāng)然,對于學(xué)有余力的學(xué)生來講,還可“擼起袖子”嘗試做一些課外實(shí)驗。
靈活選取實(shí)驗項目以往分析化學(xué)的實(shí)驗項目大都非常固定,長此以往,敏于好學(xué)的學(xué)生會產(chǎn)生疑問:分析化學(xué)的實(shí)驗項目是否僅能從若干個項目中進(jìn)行選取?事實(shí)上,在素質(zhì)教育如火如荼開展的今天,分析化學(xué)實(shí)驗更要善于打破傳統(tǒng)教學(xué)的思維藩籬,轉(zhuǎn)而推行鼓勵學(xué)生靈活選取實(shí)驗項目的辦法,以拓寬分析化學(xué)的實(shí)驗范圍,亦能培養(yǎng)全體學(xué)生從事實(shí)驗工作的興趣,有效杜絕學(xué)生彼此間比對實(shí)驗結(jié)果的問題。如在酸堿滴定法中,對于醋酸、硼酸以及鹽酸等不同酸和那些不同混合堿的測定,盡管實(shí)驗內(nèi)容可能會相同,但教師完全可以提供若干個有顯著差異的實(shí)驗項目供學(xué)生自主選取。
重視自主預(yù)習(xí)教師要清醒地認(rèn)識到,一堂分析化學(xué)實(shí)驗課進(jìn)展得好壞,同學(xué)生課前所做的預(yù)習(xí)狀況緊密關(guān)聯(lián)。教師要經(jīng)常與學(xué)生將心比心,善于換位思考,即自覺站在學(xué)生的視角統(tǒng)籌考量教改問題。分析化學(xué)實(shí)驗本身就是相當(dāng)苦澀、難懂的學(xué)科,倘若學(xué)生事先不預(yù)習(xí),教師在實(shí)驗課上講解起來必然越發(fā)困難,也不會得到學(xué)生有效的課堂配合,最終只能讓一堂高質(zhì)量的實(shí)驗課付諸東流。所以,教師須要求每名學(xué)生做好課前預(yù)習(xí),下一番心無旁騖、靜謐自怡的功夫,讓化學(xué)實(shí)驗激揚(yáng)思維靈感。通過鼓勵每位學(xué)生做好預(yù)習(xí)筆記,在課堂伊始仔細(xì)聆聽部分學(xué)生的筆記內(nèi)容,以半提問半交流的方式進(jìn)行。學(xué)生會把對新教學(xué)內(nèi)容的理解以及目前感到棘手的疑難問題翔實(shí)地記下來。通過師生互動,教師便輕而易舉地了解和把握即將開展的實(shí)驗教學(xué)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)哪方面,哪方面可一帶而過、略講即可。
除了對實(shí)驗教學(xué)的理論預(yù)習(xí)外,學(xué)生要將預(yù)習(xí)的重點(diǎn)聚焦在實(shí)驗的動手操作上。依托日夜開放的實(shí)驗室,學(xué)生完全可以嘗試做尚未學(xué)到的實(shí)驗。與此同時,為有效鍛煉每位學(xué)生的實(shí)驗動手技能,教師可在實(shí)驗開始前先行安排若干學(xué)生制備實(shí)驗所用的藥品,同時配制完成各類濃度的溶液,以便為相對復(fù)雜的實(shí)驗做足準(zhǔn)備功課。經(jīng)由以上這些實(shí)驗預(yù)習(xí),學(xué)生可進(jìn)一步熟知各類化學(xué)試劑的基本特性和用途,尤其為今后合理配制試劑積累成功經(jīng)驗,亦能鞏固實(shí)驗教學(xué)成果,使實(shí)驗教學(xué)事半功倍。
善于同生活現(xiàn)實(shí)相聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗興趣有不少學(xué)生認(rèn)為,分析化學(xué)同生活實(shí)際相差甚遠(yuǎn),感覺這么抽象、晦澀難懂的學(xué)科難以在生活中得以真正應(yīng)用,長此以往,對于化學(xué)實(shí)驗的興趣無法提振。教師要深刻地認(rèn)清教學(xué)與生活實(shí)際相脫節(jié)的危機(jī),在進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)改革時,要讓廣大學(xué)生多留心生活中的實(shí)際問題,使學(xué)生明確一切化學(xué)實(shí)驗皆來自日常生活,增強(qiáng)對實(shí)驗教學(xué)的親切感,亦使實(shí)驗教學(xué)更接地氣,使其改變對實(shí)驗的態(tài)度,轉(zhuǎn)而以興趣盎然、主動探究的姿態(tài)對待實(shí)驗。
教師可在具體的實(shí)驗中融入生活情境,多貼近學(xué)生學(xué)習(xí)和生活的實(shí)際。如在開展氧化還原滴定實(shí)驗前,教師可事先提問學(xué)生哪類果蔬所含維生素C最高?怎樣精確測定果蔬里的維生素C含量?聽到實(shí)驗任務(wù)和實(shí)驗?zāi)繕?biāo),學(xué)生普遍聯(lián)想到應(yīng)該有專門的實(shí)驗儀器來測定物質(zhì)里面的維生素C含量。正當(dāng)學(xué)生陷入冥思苦想時,教師便正式告知學(xué)生,運(yùn)用氧化還原滴定便能成功測得果蔬里所含維生素C的量,學(xué)生頓感眼前一亮??梢姡谧龌瘜W(xué)實(shí)驗前,為著力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗的勁頭和興趣,教師要把化學(xué)實(shí)驗更多地向生活實(shí)際中靠攏,令廣大學(xué)生深切地體會到化學(xué)實(shí)驗與生活聯(lián)系得如此密切,對于下一步的實(shí)驗探究和操作興趣無疑是大有裨益的。
注重基礎(chǔ)實(shí)驗的操作和鞏固要做好分析化學(xué)實(shí)驗,僅憑理解、吃透實(shí)驗理論是不夠的,還要有相對扎實(shí)的實(shí)驗操作功底。這就需要學(xué)生狠抓基礎(chǔ)實(shí)驗的基本操作,塑造嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)、審慎的實(shí)驗態(tài)度。從宏觀角度看,基礎(chǔ)實(shí)驗涵蓋了化學(xué)實(shí)驗操作和分析的基本方法、基本技能,教師一方面要培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生實(shí)驗的基本功,拿滴定、配制溶液、稱量等基礎(chǔ)實(shí)驗小項目來武裝學(xué)生的“實(shí)驗頭腦”、指導(dǎo)操作;另一方面要把驗證型實(shí)驗改編為應(yīng)用實(shí)踐型實(shí)驗,即把樣品的測定與工農(nóng)業(yè)經(jīng)營和日常生活的實(shí)際試樣拿給學(xué)生測定,以顯著增強(qiáng)實(shí)驗的導(dǎo)向性和實(shí)用性。例如:教學(xué)中可選取本地水泥企業(yè)所出產(chǎn)的水泥來測定里面所含金屬離子的量;學(xué)生可從超市購買一袋碘鹽來測定里面碘的含量;等等。
深入開展綜合設(shè)計類實(shí)驗綜合設(shè)計類實(shí)驗將重點(diǎn)放在考核學(xué)生自主操作實(shí)驗的技能上,這就給教師選擇具體的實(shí)驗題目提供了充裕的空間。當(dāng)然,實(shí)驗題目的確定亦可由學(xué)生自主擬定并由教師定奪。經(jīng)由科學(xué)查閱文獻(xiàn)、反復(fù)閱讀書籍,實(shí)驗方案便很快出爐。與此同時,學(xué)生要事先寫出實(shí)驗?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗操作步驟、預(yù)期達(dá)到的實(shí)驗結(jié)果、實(shí)驗結(jié)論,通過完善實(shí)驗報告提升綜合類實(shí)驗的有效性。如針對生活中常遇到的廢舊電池有效回收和循環(huán)利用的問題,教師可鼓勵學(xué)生制訂相應(yīng)的實(shí)驗方案,以此給出生態(tài)環(huán)保的解決策略,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考并科學(xué)設(shè)計實(shí)驗的能力。
我國進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)時代,信息科技的日趨便捷讓當(dāng)代分析儀器越發(fā)集成化、智能化,盡管學(xué)生在初期無法精確認(rèn)知實(shí)驗儀器的框架結(jié)構(gòu),但借助網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)則能輕松地彌補(bǔ)學(xué)生的認(rèn)知短板。虛擬實(shí)驗亦可為學(xué)生提供一個動態(tài)化實(shí)驗演示的有力平臺。學(xué)生在實(shí)驗之初會擔(dān)憂自己的實(shí)驗操作要領(lǐng)是否合乎標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,會考慮如何正確使用實(shí)驗儀器。針對這些問題,通過虛擬實(shí)驗的技術(shù)手段,使學(xué)生利用人工交互來完成虛擬操作的全過程,進(jìn)而熟練理解和掌握準(zhǔn)確的實(shí)驗操作辦法,解決由于過度擔(dān)心誤傷儀器而畏首畏尾的問題。借助虛擬實(shí)驗網(wǎng)絡(luò)平臺的搭建,學(xué)生可以看到直觀、清晰的操作過程,為在實(shí)驗中更好地學(xué)習(xí)和模仿提供了前提,亦不斷地提高了實(shí)驗中手腦并動的能力,取得的教學(xué)效果亦超越了以往靜態(tài)化的展示。
大學(xué)分析化學(xué)的實(shí)驗教學(xué)改革永遠(yuǎn)在路上,學(xué)生自身的實(shí)驗意識和教學(xué)現(xiàn)狀決定了實(shí)驗教學(xué)改革必然要經(jīng)歷一個化蛹成蝶的過程,需要“新”字當(dāng)頭、穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步為營。要以改革實(shí)驗教學(xué)方法、內(nèi)容和形式、手段等為突破口,善于把化學(xué)實(shí)驗同生活現(xiàn)實(shí)結(jié)合、同社會實(shí)踐結(jié)合,讓學(xué)生在不斷地思考、探索、求知中積累實(shí)驗操作的技能,從而使實(shí)驗教學(xué)“更上一層樓”。