“一题多解”法在分析化学实验中的应用与实践

刘俊桃，张荷丽，王建玲，杨新玲，李爱勤

(河南牧业经济学院理学部，河南郑州 450000)

在我校课程设置中，分析化学课程由分析化学理论和实验两部分组成，学时各占二分之一。从课程构成中，我们可以清晰的看到，分析化学是一门实践性很强的学科，教学效果与分析化学实验的开设效果密切相关。然而传统意义上的实验教学通常采用教师提前告知学生实验内容，学生阅读实验教材(教材上已写明实验目的、实验原理、实验步骤等信息);进入实验室后，首先是教师讲解原理、操作中的注意事项、如何处理数据等;接下来学生以两人一组的方式开展操作;最后学生处理数据，提交实验报告的方式开展实验教学［1］。这种方式学生虽然可以掌握基本的实验操作技能，提高动手操作能力，但在整个过程中，学生几乎都是“按方抓药”，教学过程显然不利于学生主动性的发挥，不能激活学生的参与热情，也不符合“以学生为主体，老师为主导”的教学理念，最终培养的学生也无法满足社会对创新型人才的渴求。

分析化学实验的目的是采用一定的方法，确定分析对象的“量”，该过程简而言之即确定分析起点—指定分析对象，到达指定终点—得到物质“量”的信息。众所周知，在从起点到终点的过程中，通常由多条路径可走。在此，我们尝试将数学中常用的“一题多解”法引入到分析化学的实验教学中，突破传统的唯一路径法(指定分析方法)，让学生自行选择分析方法，达到殊途同归的效果(得到物质的“量”)［2］。结果发现，在“鸡蛋壳中钙含量的测定”实验中，采用“一题多解”思想的教学设计，充分发挥了学生的主体作用(学生需自主上网查阅资料，结合理论知识整合资料，分组设计实验方案，完成实验，撰写实验报告)，教师的主导作用(对学生提交的实验方案进行可行性指导，指出需要完善的空间)，学生的学习热情和交流讨论热度均得到极大提高，发现问题、分析问题、解决问题的能力普遍有所提高，逻辑思维能力、团队合作能力得到进一步的增强，对学生创新能力的培养也起到一定的促进作用。

1 “一题多解”法的教学设计

1.1 “一题多解”法的教学设计――进入实验室前

在学生已具有滴定分析原理、指示剂选用原则等知识储备，同时已能够熟练使用酸式滴定管、碱式滴定管等小型分析仪器的背景下，我们引入“鸡蛋壳中钙含量的测定”的实验。教学设计主要分两大模块:引导学生确定实验方案和提醒学生思考实验细节。现详细介绍:

在引导学生确定实验方案的教学设计中，教学开展过程如下:首先，教师提前告知学生实验内容为“鸡蛋壳中钙含量的测定”并同时告知学生本次实验需自行上网查阅资料，设计实验方案，提醒学生需在实验开始前一周设计完毕，提交教师。其次，教师确定时间、地点，让各小组对实验方案进行汇报讲解，在讲解过程中，学生对彼此的实验方案进行提问、给出建议，老师适时补充，使学生在有疑问的地方得到正确统一的认识。最后，教师对实验方案进行集中点评，对学生提出方案进行总结，指出改善空间，让学生将完善后的实验设计再发至教师邮箱。在该教学过程中，减少教师讲解时间，将更多时间还给学生，充分调动学生主动性，使学生积极参与到教学过程中，注重引导学生思想交流碰撞，使理论知识在实验方案中得到综合应用。

完成分析对象“量”的确定，仍需要学生开展相应的实验操作。因此，提醒学生思考实验细节的教学设计主要有学生在课下完成，教师提醒学生思考所用试剂的理化性质、试剂对人体的影响以及取用方法等;思考所用仪器的使用方法、注意事项以及保养维护常识等;考虑实验中需获取的数据以及数据如何处理能得到分析结果等，为进入实验室开展实验做好充分准备工作。

1.2 “一题多解”法的教学设计—进入实验室，开展实验设计

学生进入实验室后，教师把学生实验方案制作成幻灯片，分享给学生。方案整理如下:实验方案主要有两部分构成—样品前处理方案和滴定分析方案(见表1和表2)［3］。

表1 样品前处理方案

表2 滴定分析方案

教师简短介绍上述各种方法以便学生明白除了自己的设计方案后，还有多种方案也可达到相同的目的，拓宽学生的知识面，激活学生思维方式。接下来，学生依照自己的设计方案开展实验，教师在实验室对各小组的实验操作进行指导。实验结束后，各小组将实验结果上报指导教师，教师对结果进行汇总，引导学生对实验结果进行深入分析与探讨。

1.3 “一题多解”法的教学设计—引导学生对实验结果进行分析与研讨

提交数据后，教师依据学生开展实验过程的不同，引导学生对实验进行分组讨论，分组情况如下:相同实验方案的小组交流实验结果，探究影响实验数据的因素。不同方案的小组比较实验结果，探究样品前处理方法不同而滴定分析方法相同时，样品前处理过程对实验结果的影响;探究样品前处理方法相同而滴定分析方法不同时，滴定分析方法对实验结果的影响。学生讨论后并将讨论情况进行汇总，结果见表3、表4［4］。

表3 样品前处理对分析结果的影响

表4 滴定分析方法对分析结果的影响

1.4 “一题多解”法的教学设计—教学延伸

在分析化学教学中，学生熟知分析化学由化学分析和仪器分析构成。在本次实验教学中，学生均使用化学分析方法测定鸡蛋壳中钙含量。在教学设计中，教师引导学生可以使用原子吸收法和离子色谱法完成本次实验，鼓励学生利用课余时间去图书馆查阅《仪器分析》教材，了解这两种方法的原理以及仪器构成，上网查找仪器的使用方法及注意事项以及维修保养。鼓励学生积极探索目前知识的未知领域，加强自我学习能力的培养，为创新型人才的培养奠定基础。

2 结语

本次实验教学尝试将数学中常用的“一题多解”思想引入到分析化学实验教学设计中，打破传统教学中学生“按方抓药”的现状，学生的主体作用得到明显体现，学生在教学中的参与度有较大程度提高，增强学生自主学习能力、加工信息，处理信息能力、语言表达能力和团队合作能力尤其是主动解决问题的能力。学生普遍喜欢该教学方式，认为这种教学设计能将理论和实践更好的结合，在实践中强化理论知识，一堂课将多种方法串联起来，课堂效率大大提高，同时教师又注重对知识的延伸启发，学生希望在以后的教学中多使用“一题多解”思想。诚然，“一题多解”思想课堂信息容量更加饱满，符合“以学生为主体，教师为主导”的教学理念，教学效果的提升需教师在教学中付出更多的时间和精力，推陈出新，与时俱进。