姚奇志 金谷 汪紅蕾 李嬌 劉紅瑜

(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 安徽合肥230026)

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是各高等院校相關(guān)學(xué)科本科生的一門重要必修基礎(chǔ)課程。由于定量的特點(diǎn)，要求學(xué)生正確和熟練地掌握分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和基本操作，強(qiáng)化量的概念，并借此培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科研態(tài)度。我校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程經(jīng)過10多年的教學(xué)改革，已經(jīng)形成“2+1”分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。所謂“2+1”是指基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(Ⅰ型)+綜合實(shí)驗(yàn)(Ⅱ型)+開放式實(shí)驗(yàn)，其中基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)側(cè)重對(duì)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行嚴(yán)格訓(xùn)練，綜合實(shí)驗(yàn)側(cè)重對(duì)學(xué)生觀察、分析和處理問題等綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，二者構(gòu)成我校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心;而開放式實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生利用課余時(shí)間，對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的異?，F(xiàn)象、疑難問題或自己感興趣的課題進(jìn)行更深入系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，是對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的有利補(bǔ)充，側(cè)重對(duì)學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。鑒于此，對(duì)于不同類型的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們采用了不同的考核和評(píng)分方法，10多年的實(shí)踐表明，這些考核方法是行之有效的，也得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可。特別是我們對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)考核體系和教學(xué)方法進(jìn)行反復(fù)改進(jìn)后，形成了新考核方法，統(tǒng)一了評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，可以避免因教師的主觀因素導(dǎo)致的評(píng)分差異給學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性帶來的影響。這里，我們將重點(diǎn)介紹“2+1”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(Ⅰ型)和綜合實(shí)驗(yàn)(Ⅱ型)的考核和評(píng)價(jià)體系。

1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

我校開設(shè)的分析化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括:2次酸堿滴定實(shí)驗(yàn)(16學(xué)時(shí))、2次配位滴定實(shí)驗(yàn)(16學(xué)時(shí))、4次氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)(32學(xué)時(shí))和1次綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(16學(xué)時(shí))，共計(jì)80學(xué)時(shí)，幾乎是經(jīng)典的驗(yàn)證性滴定實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是對(duì)分析結(jié)果數(shù)據(jù)的要求很高，而分析結(jié)果又與實(shí)驗(yàn)過程中每一個(gè)操作步驟緊密相關(guān)。因此，我們制定出嚴(yán)格的考核體系，促使學(xué)生主動(dòng)重視基本操作，并養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

(1)制定嚴(yán)格的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，促使學(xué)生重視基本操作。

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，我們制定的評(píng)分體系是:學(xué)生的實(shí)驗(yàn)總評(píng)成績=實(shí)驗(yàn)結(jié)果(70%)+預(yù)習(xí)、課堂討論、結(jié)果分析(10%)+操作的規(guī)范性、處理問題等(20%)。其中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為本學(xué)期開設(shè)的10次實(shí)驗(yàn)結(jié)果成績的加和平均成績;預(yù)習(xí)、課堂討論、結(jié)果分析從每次實(shí)驗(yàn)報(bào)告上體現(xiàn);操作的規(guī)范性以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手和處理問題能力的成績由帶教的助教老師在學(xué)期實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)評(píng)定，并給出評(píng)定理由。

表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

嚴(yán)格的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程提出了更高要求，不僅基本操作要規(guī)范，過程的處理要認(rèn)真、仔細(xì)，而且要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程思路清晰、動(dòng)作迅速。否則就無法取得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如，在碘量法測定銅實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)作緩慢有可能引起I2的過度揮發(fā)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。

(2)改變考核方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)風(fēng)氣。

在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，我們?cè)?jīng)把定容、移液、滴定等基本操作作為考核內(nèi)容，進(jìn)行一對(duì)一的操作考試，但感覺收效甚微?？荚嚂r(shí)，學(xué)生非常注意操作的規(guī)范和細(xì)節(jié);但在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，我們普遍注意到學(xué)生仍然按照自己的習(xí)慣進(jìn)行，根本就不注意規(guī)范操作對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。因此，我們認(rèn)為單純的操作考核不能從根本上解決問題。另外，在原來的教學(xué)過程中，要求學(xué)生測定的3份未知樣由學(xué)生自行稱量，總會(huì)出現(xiàn)少數(shù)拼湊、偽造數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，這既影響了認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，也不利于培養(yǎng)實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)風(fēng)氣，同時(shí)也會(huì)削弱學(xué)生對(duì)基本操作的重視程度。為此，我們改變考核方法:在要求學(xué)生測定的3份未知樣中，一份樣品由學(xué)生自行稱取，另外兩份樣品由助教老師稱量，學(xué)生不知道準(zhǔn)確的稱量結(jié)果。評(píng)分時(shí)則依據(jù)老師稱量的兩份未知樣的結(jié)果進(jìn)行評(píng)分，具體評(píng)分細(xì)則見表2。因此，每次實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生而言都是一次嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)考試。由于每個(gè)未知樣品學(xué)生只知道質(zhì)量范圍，不知道具體的準(zhǔn)確值，也就從根本上杜絕了學(xué)生拼湊數(shù)據(jù)的可能。這一舉措從2003年開始實(shí)行，歷經(jīng)10年的教學(xué)檢驗(yàn)，教學(xué)效果非常明顯?，F(xiàn)在學(xué)生進(jìn)入分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，沒有了左顧右盼的尋找，而是安心、專注于自己的實(shí)驗(yàn)，更多的是對(duì)實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)上的追究和對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的認(rèn)真分析。這樣能使他們通過分析結(jié)果不理想的原因，逐步提高基本操作能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

表2 未知樣評(píng)分細(xì)則

(3)改進(jìn)教學(xué)方法，便于學(xué)生及時(shí)糾錯(cuò)。

在定量分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，一般要求在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后當(dāng)堂交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以避免少數(shù)學(xué)生拼湊數(shù)據(jù);實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)值在下一次實(shí)驗(yàn)課公布。這種方式并不利于學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中的問題。改變考核方法后，由于每位學(xué)生測定的未知樣各不相同，也就不存在偽造數(shù)據(jù)的可能。因此，為了便于學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，糾正錯(cuò)誤。在每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，主講教師逐個(gè)將未知樣的真實(shí)值當(dāng)面告之學(xué)生，并幫助學(xué)生及時(shí)針對(duì)自己的測定結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)成敗的原因，糾正實(shí)驗(yàn)過程中的操作或其他錯(cuò)誤。經(jīng)過一學(xué)期反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生的基本操作技能和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰γ黠@提高。學(xué)生從“為老師做實(shí)驗(yàn)”變成“為自己做實(shí)驗(yàn)”，這種主觀意識(shí)的改變，帶動(dòng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)風(fēng)氣的改變。教師則專心于指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，根本不需要擔(dān)心出現(xiàn)拼湊數(shù)據(jù)或者抄襲等不良現(xiàn)象。

2 綜合實(shí)驗(yàn)

我們開設(shè)的分析化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)包括:4次綜合實(shí)驗(yàn)(32學(xué)時(shí))，1次探究性實(shí)驗(yàn)(16學(xué)時(shí))，2次自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(32學(xué)時(shí))，共計(jì)80學(xué)時(shí)。開設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生能把所學(xué)的(甚至有些課堂未涉及的)知識(shí)和分析化學(xué)知識(shí)貫通起來，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲心芰?。故在綜合實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定時(shí)，知識(shí)的應(yīng)用能力和對(duì)問題的分析、解決能力(如課前討論，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解析，結(jié)果及誤差分析)占的比重相對(duì)較大，具體見表3。在綜合實(shí)驗(yàn)的評(píng)分體系中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)僅占40%，而對(duì)文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)過程的應(yīng)變能力以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性分析等綜合能力的考核占60%。具體的評(píng)分細(xì)則見表4。在評(píng)分細(xì)則的制定中，也同樣體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生綜合能力的重視。例如，一份實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)接近真實(shí)值(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得“優(yōu)”)但結(jié)果分析僅寥寥數(shù)語(結(jié)果分析得“差”)的報(bào)告，該次成績?yōu)?分;而一份實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得“差”，但對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了合理分析，并提出了有獨(dú)到見解的改進(jìn)方法(結(jié)果分析得“優(yōu)”)，則該次報(bào)告成績?yōu)?分。另外，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)更鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)以致用。每個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包含兩個(gè)部分:自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(10分)和實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施(10分)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生調(diào)研文獻(xiàn)，運(yùn)用知識(shí)和自主創(chuàng)新能力有更高的要求，因此在學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的合理性、新穎性和可行性分析的考查占6分，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的質(zhì)疑討論占4分;實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施部分的成績?cè)u(píng)定參照綜合實(shí)驗(yàn)。提倡學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過調(diào)研文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)方案。我們培養(yǎng)學(xué)生從“學(xué)會(huì)做實(shí)驗(yàn)”到“學(xué)會(huì)做科研”，循序漸進(jìn)，目的是使學(xué)生從分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中受益更多。

表3 綜合實(shí)驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

表4 綜合實(shí)驗(yàn)評(píng)分細(xì)則

3 結(jié)束語

本文闡述了通過教學(xué)方法和考核方法的改進(jìn)，促使學(xué)生主動(dòng)重視分析化學(xué)基本操作的規(guī)范性。通過對(duì)“量”的嚴(yán)格要求，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)，認(rèn)真務(wù)實(shí)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。通過綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，提高了學(xué)生文獻(xiàn)調(diào)研、知識(shí)運(yùn)用以及解決問題的綜合能力。多年來，學(xué)生對(duì)我校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)給出了很中肯的評(píng)價(jià)。如有學(xué)生說:“分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課帶給我們最深的印象就是對(duì)科學(xué)準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃刭|(zhì)培養(yǎng)，在我們的腦海中深深留下了‘量’的概念，它所培養(yǎng)我們對(duì)實(shí)驗(yàn)的細(xì)微之處的仔細(xì)，是科研精神所必備的?！边€有學(xué)生說:“綜合實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用，以及在交流討論時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己未能想到的問題，在實(shí)驗(yàn)過程中帶著未能解決的問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這些都是以前學(xué)習(xí)過程中沒有過的經(jīng)歷，感觸頗深?！?/p>