浅谈分析化学设计实验与发散思维的培养

季桂娟 齐菊锐 周艺博

摘 要：分析化学实验是一门理论与实验相结合的课程，基础实验教学可以很好地培养学生的动手能力、实验技能。但教师垄断课堂，学生很难产生自主意识。本文探讨了如何通过设计实验训练和培养学生的发散思维，提高他们分析实际问题和解决实际问题的能力，从而更好地适应社会发展的需要。

关键词：分析化学实验;设计实验;发散思维

在传统的化学教学中，教师比较强调科学性、系统性和逻辑性，课堂教学还主要以讲授式教学为主，即教师为主体，学生作为被动的受教对象。[1]而对学生发散思维能力的培养却重视不够。美国心理学家吉尔福特认为，发散思维是一种不依常规寻求变异，从多方面探索答案的思维方式，也就是指一个问题可能有多种答案，即这个问题为中心，从不同角度、不同途径去想寻求各种答案，故也成为求异思维。发散思维作为创造力的重要标志之一，是发明创造的源泉。[2]随着社会的进步和发展，对当代大学生的要求也在不断提高，创新能力是当代大学生的必备素质。创新意识是创新思维和创新活动的基本前提和条件，是善于思考、敢于标新立异，提出新观点、新方法以及创造新事物的意识。[3]因而当今的教学必须以学生创新能力的培养为中心，改变以教师为主动，学生为被动的“填鸭式”的教学模式，应予以一种新的教学模式，启发和调动大学生的求异潜能和创新意识，即发散思维能力，发挥大学生的创新思维和求异潜能。因此，培养学生正确思维模式和思维能力显得尤为重要。这种实验方式不仅能够促使学生夯实实验基础理论和技能，而且能够做到学以致用，对学生实验水平的提高有明显的促进作用。[4]

为了培养具有创造能力的大学生，在分析化学实验教学中，积极地渗透发散思维的思想，并重视选用发散思维方法，培养学生的创新思维方式和能力，有助于克服思维定式，避免思维僵化和单一。设计实验是培养学生自学能力、观察能力、操作能力和思维能力等多种能力的重要过程。教学中探讨了如何通过设计实验，强化发散思维训练，提高学生创造力。

1 实验题目的选择

根据学生的理论和实验基础，考虑实验的综合性、可行性和趣味性，尽量有益于开发学生的创造力，并具有一定的现实意义，给出多个实验题目。如NaH2PO4-Na2HPO4混合液中各组分含量的测定;胃舒平药片中Al2O3和MgO含量的测定;蔬菜和水果中Vc含量的测定;蔬菜及谷物等食品中铁含量的测定;蛋壳中钙含量的测定，等等。学生需要查阅大量的文献资料，根据自己的知识储备及兴趣爱好，确定自己所要完成的实验题目。在选题过程中，学生需要对已知信息进行多方向、多角度的思考，不局限于既定的理解，即通过发散思维方式，提出或发现多种解答方法，进而确定实验题目。

2 实验方案的设计

实验方案包括实验目的、实验原理、所需的仪器和试剂、实验操作步骤等，也就是一个非常完整的实验操作规程。学生确定实验题目后，充分发挥了学生的主观能动性复习理论课学习的知识，认真查阅相关资料，自行设计分析方案。以“蛋壳中钙含量的测定”为例，可采用的测定方法较多，如酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法、重量法等，其中酸碱滴定法应采用返滴定方式，氧化还原滴定法应采用间接滴定方式，络合滴定法采用直接滴定方式。所以，学生在确定实验题目之后，还要进行实验方法的确定。假设实验方法选择的是酸碱滴定法，在设计时实验方案时，学生要考虑返滴定的原理，样品的处理方法，所需要的试剂和仪器，仪器规格和试剂量及试剂浓度、实验条件等。学生设计出来的实验方案需要反复和老师讨论方案的合理性和可行性。在方案的设计和讨论中，学生需要真正理解所学的理论知识，而且能够把理论应用于实践。在此过程中，不要求方案是一致性和固定性，也就是不拘一格，每个同学的想法和方法都可以不同，只要合理，就可以采用。因此启发和调动大学生的求异潜能和创新意识，即发散思维能力。

3 实验操作

学生根据自己设计出来的实验方案进行实验。实验中用到的试剂自己配制，即根据自己的设计方案，配制试剂多大浓度，多少体积，配制方法（直接配制还是间接配制？），出现的疑难问题尽量自己解决，解决不了的同学之间讨论，再解决不了的和老师讨论，找出解决的办法。例如EDTA溶液的配制，需要采用间接配制的方法，配制大致浓度的溶液，配制EDTA时应注意的是必须的用热水进行溶解，如果没注意到这个细节，实验时可能出现问题，就要不断地进行讨论。另外，实验中用到的仪器也要自己调试。最后的实验报告要求写成科研论文的形式。在整个过程中，充分发挥了学生的个性，使学生的个人创造力得到激发，即通过大脑激荡法培养学生的发散思维。

4 实验总结

实验结束后，学生要进行总结，相同样品的不同方法之间进行对比，总结各种方法的优缺点，进一步了解各种方法的特点。另外，在全部实验过程中，学生投入了大量的时间和精力，感触很深。所以也要对自己的实验过程进行总结，在总结中90%以上的同学表示对设计实验内容有着极大的兴趣，并且收获也特别大。有些同学写到，通过设计实验，使自己的学习能力得到了提高，发散思维得到了很好的运用，打破了基础实验的思维定式，激发了我们的学习兴趣。

总之，在化学实验教学中，教师要结合实际，采取各种有效方式，不失时机地为学生提供条件，创设思维发散情境，以达到培养学生发散思维的目的。实验设计为实施发散思维训练提供了理想的环境，它不仅可以进行发散思维的训练，同时也可以强化直觉思维和形象思维的训练，实验设计的过程，是一个不断优化思維的过程。会给学生以后的学习和工作带来深远的影响。

参考文献：

[1]赵侯宇.数学专业硕士研究生教学改革初探[J].科技风，2019（03）：19+25.

[2]杨维莉.大学生发散思维培养路径浅析[J].东方企业文化，2018（S2）：204.

[3]徐少丹.浅谈产学研相结合背景下大学生的课堂教学改革模式[J].教育教学论坛，2019（20）：80-81.

[4]熊志立，刘伟禄，秦峰，李宁，王艳娟，孙国祥.药学教育中分析化学实验规范化教学的改革与实践[J].实验室科学，2017，20（01）：120-122+125.

作者简介：季桂娟（1967-），女，吉林农安人，教授，分析化学专业。