坚持以人为本的分析化学课程教学的有效性研究——以混合碱含量的测定为例

李玉金

(天津工程职业技术学院，天津 300280)

“以人为本”，从根本上说就是要依靠人、为了人、尊重人。 教育“以人为本”就是要确立以师生为中心的教育理念，要为了师生、尊重师生、依靠师生， 将其贯穿到教育工作的方方面面。 天津工程职业技术学院就是以学生和教师的共同成长为根本目的， 始终把师生的发展作为学校全部工作的出发点和落脚点。一方面， 以育人为本，促进每一位学生的全面发展；另一方面， 满足教师专业发展的需要，强调师生共同发展。不断促进教师提升，以获得学生全面发展。

一、确定课程教学目标

通过大量调研、研讨和交流，确定了分析化学课程的教学目标：通过分析化学课程理论知识的学习，获得从事分析检测技术职业岗位工作必需的基本理论和基本知识；通过分析化学课程实验环节的训练，掌握分析检验的技能和方法，建立准确的“量”的概念，获得正确表达分析结果的能力，培养严谨求实的工作作风和职业素养，为培养化工技术类及相关专业应用型人才和高技能人才奠定基础。

二、 加强师资培训，提高教师综合素质

一支结构合理，实力雄厚的师资队伍，是提升教学水平、保证教学质量的关键。目前天津工程职业技术学院分析化学课程教研团队共5人，其中专职教师4人，均为硕士以上学历、中级以上职称，均为长期从事该门课程教学的中青年教师，擅长打破理论课和实验课的界限，潜心学习新的教学理念和钻研新的教学方法，持续不断地努力提升自身的教学水平。每年利用寒暑假中的至少五个工作日到第三方检测机构或企业化验室参加实践锻炼。

近两年来有3人参加“教师教学能力提升及信息化解析”集训班，2人参加“课程思政培训班”，3人参加“新时代新职教 新作为——职业教育现代化的理论与实践”培训班，2人参加化工技术类“双师型”教师专业技能国家级培训项目。通过这些方式，教学师资队伍的知识结构得以改善，自身的业务水平得以提升。

另有实验室管理人员2人(高级实验师1人，实验师1人)，他们不辞劳苦、尽职尽责，多年来和教师们建立起团结协作的稳定关系，从根本上保障了该门课程的教学师资。

三、采用混合式教学，调动学生学习的主动性

混合式教学模式是指将线上与线下教学相结合的教学模式，该模式是借助现代教育技术、互联网技术和信息技术等对现有的教学资源进行优化组织、整合、呈现和运用，将传统面对面的课堂教学、实践实验教学与网络在线教学进行深度融合，以实现二者优势互补，达到最佳教学效果。本文以“混合碱含量的测定”实验为例，阐述如何采用混合式教学法开展分析化学教学，以实现全面提高学生综合素质和能力。

(一)开发线上资源，学生自主学习

1.开发线上资源，激发学习兴趣

混合式教学线上资源建设的总原则是：有助于提高学生的兴趣，促进学生对有关知识、原理、技能的理解、掌握和应用。在“混合碱含量的测定”实验中，教师为学生精心准备4个微课，第一个微课是关于“侯德榜——中国制碱工业之父”的故事，主要包括：挂车攻读、侯氏碱书、追讨化工设备和建设新中国四部分内容。以故事的形式来讲述侯德榜先生青少年时勤奋好学，在制碱工业上取得的举世瞩目的成绩以及报效祖国的勇气、决心和行为。以此来激发学生们的学习兴趣，培养学生们的爱国情怀，同时带领学生学习了混合碱的概念和混合碱可能的存在形式。

第二个微课是关于氯化钡法测定混合碱的原理；第三个微课是用双指示剂法测定混合碱的原理； 第四个微课是用双指示剂法测定混合碱的实验演示。课前两天教师将这四个微课上传到智慧职教网络平台上，并提供了课前测试题，供学生自学自测。

2.学生课前学习，完成闯关测试

学生在开课前下载云课堂智慧职教app，学习课前的四个微课资源，并完成课前闯关测试。学生的线上学习不再受时间、地点和课堂纪律的限制，有更多的自主选择性。学生学习过程中有任何疑问和困惑都可以通过云课堂智慧职教或课程微信群随时向教师反馈、与教师沟通交流。教师也能随时随地了解学生的学习动态和学习进展情况，及时发现问题及时与学生进行互动，适当地引导和启发学生去分析问题、解决问题。通过问题的解决，学生获得学习的成就感，增强了其学习这门课程的自信心。同时，通过师生间的教学互动交流，让学生感受到有教师一直在陪伴、关心、引导着自己学习，有一种受关注、被重视的感觉，从而产生“罗森塔尔效应”。

(二) 线下教师启发，提高职业素养

1.精心设计问题，理清实验思路

根据学生们的课前闯关测试的完成情况及课前师生线上交流互动情况，教师梳理、总结教学重点和难点，在线下教学环节中进一步分析讲解。并强调测定混合碱含量的双指示剂法中涉及的化学反应及计算公式。同时教师精心设计了环环相扣的系列问题，一问到底，让学生不仅能知其然，还能知其所以然，真正明白操作的具体详细步骤、操作时的注意事项、影响实验结果的主要因素等。

(1)双指示剂法中测定混合碱时，应该称取混合碱多少克，用什么仪器来称取，称取后怎样配制溶液

用电子天平准确称取5克混合碱，要求称取质量控制在±5%的相对误差范围内，即5.000±0.2500克。然后用不含CO2的去离子水溶解，定量转移到250mL容量瓶中，按容量瓶的正确使用步骤，用容量瓶准确配制混合碱溶液。

(2)滴定时滴定管里装的是哪种溶液，锥形瓶中装的是哪种溶液，选用哪种指示剂，指示剂终点时呈现什么颜色

滴定时滴定管里装的是已知准确浓度的盐酸标准溶液，先用盐酸润洗滴定管2-3次，然后将盐酸直接从试剂瓶缓缓倒入滴定管中；再用移液管从250mL的容量瓶中准确量取的50.00mL混合碱溶液于锥形瓶中，在锥形瓶中加入2滴酚酞指示剂，摇匀，用已知准确浓度的HCl标准滴定溶液滴定至淡粉色刚刚褪去，记录盐酸溶液消耗的体积V1。再向滴定管中加满盐酸溶液，调整零液面，再加两滴甲基橙指示剂，继续用盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变橙色。记录盐酸溶液消耗的体积V2。

注意：盐酸溶液消耗的体积V2：一定是读取数据V1后，向滴定管中加满盐酸，调液面后再加指示剂，然后滴定出来的滴定数据。

学生在做实验时可以用边记录颜色边记录体积读数的方法，确定整个过程中变色最灵敏的点，作为滴定终点。然后进行平行实验。

(3)为什么要选用酚酞和甲基橙这两种指示剂

因为第一个化学计量点时，体系的pH是8.32，所以可以选用酚酞做指示剂。第二个化学计量点时体系的pH是3.89，所以可以选用甲基橙做指示剂。

(4)产生仪器误差的主要因素是什么

容量瓶和移液管是否配套是产生仪器误差的主要原因,实验前要做相对体积校正：将250mL的容量瓶洗净、晾干，用洗净的50mL移液管准确吸取蒸馏水5次至容量瓶中，观察容量瓶中水的弯月面下缘是否与标线相切。若相切，说明二者体积比为5：1；若不相切，则有误差，记下弯月面下沿的位置，待容量瓶晾干后再校准一次，连续两次实验相符后记录此位置，再贴一块透明胶带标记此位置。

(5)如何减少滴定管读数的偶然误差

增加平行测定次数的方法，要求平行四次，做得慢的同学至少平行三次实验。

通过采用启发式教学，激发学生学习兴趣，调动了学生学习的积极性和主动性。在讨论问题的过程中，通过引导学生积极思考、认真探究，操作步骤和影响因素就能迎刃而解。随着问题的解决，学生收获了知识，经过了科学思维和科学方法的严格训练，感受到学习的快乐。最后学生自行总结出影响本实验结果的操作有：称量、滴定、定容和移液管的使用。

2．强化基本操作，提高操作技能

线下实验是强化操作技能、提高分析问题、解决问题的最好方式。“混合碱含量的测定”实验中所涉及到的基本操作有：称量、滴定、定容、移液管的使用。对于这些已经学过的实验操作要求以往参加训练最认真的学生来规范演示实验操作；同时也请同学示范可能存在的错误操作。让其他同学来认真观察，评判对错。然后由教师做出指导性点评和演示。师生、生生间和谐融洽的关系，让同学们都不再惧怕操作错误，都积极主动、争先恐后地展示自己的操作。但时间有限，每次课程只能请两、三名学生来展示自己的操作，在本学期里，同学们只能轮流排队准备展示。通过学生们亲自展示操作过程，学生加深了实验印象，便于学生牢固掌握规范的操作。

在教学做一体化的实训室里，教室前后两块LED显示屏上循环播放着用双指示剂法测定混合碱的实验演示微课。学生在实验过程中有任何疑问都能参照微课先自行思考解决，或跟教师一起探讨分析原因，研究解决方法。实验过程中，每两名学生为一小组，每十名学生为一大组，每一大组安排一位实验教师或任课教师，对学生进行现场指导和答疑。

实验过程中除强调终点颜色的判断和滴定管最后一位数字的估读外，还要注意引导学生实验过程中要及时、准确、工整地记录实验数据，同时要注意实验后实验仪器的清洗、摆放。实验废物、废液的处置等文明操作。引导学生尽快完成并提交实验报告，包括：结果计算、结果评价这两部分内容。教师也将尽快给学生批复，做得对的、好的给予肯定，不足的和错误的要给与耐心引导，并提出更改建议。

四、改进考核方法，注重过程评价

考核是课程学习中的重要环节。考核过程公开、公平、公正，在一定程度上能够调动学生的主动性和积极性。“混合碱含量的测定”的项目成绩从线上教学、线下操作和实验结果等方面进行考核，线上教学占20%，线下操作占40%，实验结果占40%。

(一)线上教学：按完成网上学习的进度，课前测验成绩，提出问题的数量和质量来评定。

(二)线下操作：通过自评、小组评、教师评等多维度、多主体评价，使评价全面客观真实。

1.天平的使用：要规范正确。

2.称取混合碱的质量：应为5g，控制在±5%范围内。

3.数据记录：混合碱称量的2个数据，滴定4个平行样的8个数据。

4.数据处理：包括混合碱组成的判断和含量的计算以及相对极差的计算三部分内容。要求能正确运用公式进行计算，有效数字位数保留正确。

(三)实验结果：包括精密度和准确度两部分内容。

在实验过程中，要求每个学生在读数后都要经教师现场核实数据后才能记录数据。若需修改数据，需向现场教师提出申请，经教师核实确认签字后，方能修改。实验过程中，若有学生编造、篡改实验数据，一经发现，公开通报批评，等到次年跟下一届学生一起重修，经考核合格后，才算通过此课程。

只有抱着一丝不苟的科学态度勤学苦练的基本功，才能真正地提高自身的操作技能和职业素养，才能符合化工技术类高技能人才的要求，成为一名优秀的毕业生、合格的化验员。

五、教学效果

(一)对照实验

分析化学是我院学生在大二秋季开设的一门专业基础课，课题组选取石化18和应化18两个班级进行对照实验。两个班级的学生的入学成绩、化学基础、学习兴趣等均无显著性差异。石化18的学生选为试验班级，应化18的学生为对照班级，试验班级采用以人为本的混合式教学模式，对照班级采用传统教学模式，对照班级的成绩按实验操作占50%，实验结果占50%的比例进行评定。以混合碱的测定这个项目为例，两个班级的成绩如图1所示：

从上图中，可以看出，试验班级90分以上的和75-90分之间的学生比例明显高于对照班级在这两个区间的学生的百分比。

同时，试验班级的平均分要比对照班级的平均分高出5.2分，说明以人为本的混合式教学模式更有利于调动同学们的积极性，教学效果更好。

(二)存在的问题

试验班级在“混合碱含量的测定”这个教学项目中的学生平均学习时长5.7个小时，而对照班级的平均学习时长是4个小时。试验班级在这个项目中比对照班级平均学习时长多出1.7个小时。如何开发优质的微课教学资源、努力提高学生的学习效率将成为我们后续研究的重点。