“对分课堂”教学模式在《分析化学实验》中的应用研究*

庞 榕，信建豪，王聪颖

(黄河科技学院医学院， 河南 郑州 450063)

改革创新作为教育发展的强大动力，教育要发展，根本靠改革[1]。高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进现代化建设的重大任务[2]。高校教师更是要把教学作为首要任务，不断提高教育教学水平，深化教学改革。课堂教学模式的改革是近些年高校教师一直在探索研究的课题，如何能更好地上一堂课，如何提高学生的学习积极性，是教师教学的关键任务[3]。“对分课堂”是2014 年由复旦大学教授张学新首先发起和推广的，至今，全国各地已有数万名教师参加了对分课堂的研讨学习[4]。通过实践研究表明，对分课堂不仅适用于文科教学，对理工科科目的教学也是适用的。

1 分析化学实验的课程特点及教学现状

1.1 分析化学实验的课程特点

分析化学是医药相关专业的一门必修课程，在整个大学课程中起到了承上启下的作用，被很多医药类专业视为必修基础课程。分析化学实验课程的学习，不但加深了学生对其所学分析化学理论课程中概念、原理、公式的理解和使其灵活运用，更为后续课程学习打下了基础。通过分析化学实验课程教学不仅使学生掌握基本实验技能，即实验操作能力、观察能力、思维能力、数据处理能力和仪器设备的运用能力，更重要地是培养学生批判性的思维能力，包括分析和解决问题能力、独立思考能力、实验方案设计能力和归纳总结能力。

1.2 分析化学实验课程的教学现状

现有的分析化学实验教学模式主要是要求学生课前预习，课上由教师讲授实验目的、实验原理、仪器与试剂、实验步骤、注意事项及布置思考题，然后教师进行操作演示，讲授完毕后学生进行实验操作、实验数据记录，下课后对数据进行分析处理，书写实验报告。但是教师和学生之间缺少有效的交流互动，加之教师在教学过程中可能会存在教学时间分配不合理的现象，学生没有时间讨论和消化吸收所学内容，整个实验只是学生对教师示教过程的复制，以至于学生动手能力差，无法掌握滴定分析所用设备的规范操作，无法保证定量分析中实验结果的准确度与精密度，数据处理也会出现较多问题[5-6]。最终对分析化学实验失去学习兴趣、重视程度降低、主动性差，存在照方抓药，应付实验的现象。总的来说，传统的教学模式不再适应于现代化的高校教学任务，教师首先要树立以学生为主体的意识，指导学生进行学习，而“参与式教学”就是基于提倡学生积极学习提出来的[7]。

2 “对分课堂”教学模式的实施

2.1 关于“对分课堂”教学模式

“对分课堂”是复旦大学教授张学新于2014年首次提出的一种关于课堂教学方法改革的新模式。“对分课堂”的核心理念是把上课时间一分为二，一半留给教师讲授，一半则由学生主导讨论，进行交互式学习[4]。

具体操作程序由教师课上讲授(presentation)、学生课外内化吸收(assimilation)和讨论(discussion)三个部分组成，故“对分课堂”也简称为PAD课堂[4，8]。同时课程考核模式也从传统的结果评价转移至过程性评价，侧重考察学生的参与程度及讨论效果[9-10]。

目前“对分课堂”在高校实验教学上的应用较少。黄春兰[11]将“对分课堂”与“设计性实验”相应地融合到“无机化学实验”课程教学中，该教学模式在教师“设计”下使学生主动进入实验项目，实验课堂各个环节有序可控活跃，学生从中提升综合创新能力，学习效果显著。陈依春等[12]基于在西藏民族大学生理学实验教学中实施对分课堂的实践，总结了确保对分课堂有效实施的相关经验，让学生真正在实验中学有所获，学有所长，学有所用，学生的素质及能力有极大地提升。刘日斌等[13]尝试将“对分课堂”应用在食品化学实验中，得到了不错的教学效果，学生们不在只是默默地完成实验任务，带着兴趣、带着冲劲去完成实验，为课堂注入了新的活力，值得在部分实验课堂进行推广和应用。本人学习了“对分课堂”教学理念后，尝试将该教学模式应用到本校分析化学实验教学中，有望改善教学质量，提高学习效果。

2.2 对分课堂的教学模式设计

从教学理念上，改变满堂灌的教学思想，采用的是讲授与讨论、线上与线下结合，可操作性强的教学模式。在教学方法上，需要明确且精心准备每次教学的核心内容，有效提高学生知识水平和实践能力，进而促进学生人格和价值观的培养。

在2021-2022学年第一学期，对本校医学检验技术专业二年级本科生的分析化学实验教学中采用了“对分课堂”教学模式。本次教学对象共84人，28人为一大组，随机一组为调查组，其余均为课题参照组。每周上1个实验，连续3学时，每学时50 min，共开展6个“对分课堂”教学实验。

现将具体实施过程总结如下：(1)课前准备：每人1套实验仪器，实验操作单人单组，相邻4人为1个讨论小组，并选举组长。(2)课堂时间安排：第1学时前20 min，由全组学生共同对上周实验内容进行回顾性讨论，讨论上次实验结束时教师布置的课后思考题，充分复习操作要点和注意事项。因课程设计两次实验为一个项目，前一周实验为标准溶液的配置与标定，后一周为用已经标定出准确浓度的标准溶液测定待测样品的含量，所以前20 min的讨论起到了承上启下的作用；第1学时后30 min实验课堂采取导读式讲授和学生讨论，引导学生根据预习报告内容，从实验目的、实验原理、仪器及试剂、实验步骤等方面讨论和学习。其中教师可通过案例引入实验内容，指出实验操作要点，现场演示，并提出实验中的注意事项，要求学生在实验操作过程中考虑某种步骤的设计原理，以及某些试剂的加入原因，主要为学生进行充分而不过分的引导；第2学时和第3学时前20 min为实验阶段，学生以单人单组进行实验，根据实验内容进行数据的记录、整理，根据实验结果分析实验的操作要点以及有待解决的问题；第3学时中间10 min为学生的讨论阶段，通过学生的小组讨论解决低层次问题，凝练高层次问题；第3学时最后20 min为对话阶段，教师答疑，解决高层次问题，布置思考题，并点出下次实验预习的重点。

以“水的硬度测定”为例，此实验的具体教学步骤如下：第1学时前20 min，由全组学生共同对上周实验内容“EDTA标准溶液的配制与标定”进行回顾性讨论，例如，EDTA能与很多金属离子反应，反应条件为什么大多都需要控制在一定的pH范围内，如果超出了反应所需求的范围会造成何种影响；标定EDTA准确浓度时，已用氨试液将溶液调为碱性，为什么还要加入NH3-NH4Cl缓冲溶液。回顾整个实验操作流程，加深对实验的理解和掌握，全组随机观看上周数位学生拍摄的操作考核小视频，强化操作规范。第1学时后30 min实验课堂采取导读式讲授和学生讨论，其中教师通过案例引入实验内容“水的硬度测定”，可以引导学生结合自己的生活常识讨论水的硬度对人类的生产和生活有哪些影响，日常饮用水对其硬度有何要求，以及如何调节水的硬度等。让大家知道制药用水的原水通常为饮用水，饮用水为天然水经净化处理所得的水，其质量必须符合现行标准规定，标准中对水质常规指标及限值有很多规定，我们本次实验学习的是其中一项。水的硬度是水中Ca2+，Mg2+的总浓度，在理论课上学过结构决定性质，性质建立分析方法，根据待测物不同的性质选择合适的分析方法，因为我们测定的是金属离子，所以在容量分析中我们选择配位滴定法。而用配位滴定法测定水的硬度，就是用上周标定出准确浓度的EDTA滴定剂滴定水中Ca2+，Mg2+，折算成相应的表示方式。然后根据大家课程预习的内容，讨论实验原理及步骤，讨论实验过程中影响实验准确度、精密度的因素，并讨论如何减小实验误差。讨论过程中教师点出操作要点，现场演示，并提出实验中的注意事项，主要为学生进行充分而不过分的引导。之后学生总结吸收讨论内容，理清实验思路；第2学时和第3学时前20 min为实验阶段，学生以单人单组进行实验，教师在实验室巡视，观察学生的操作情况，并及时予以纠正指导，规范学生实验操作，解答学生提问。实验结束后根据三组平行实验数据对实验结果进行分析，若误差较大，回顾整个实验过程，找出原因；第3学时中间10 min为学生的讨论阶段，通过学生的小组讨论总结学习心得、存在问题及改进方法，收集解决不了的问题交给老师；第3学时最后20 min为对话阶段，教师将各小组问题总结并答疑，向全组同学展开分析讨论，之后根据案例引出下次实验内容，提出预习重点及难点。最后进行过程性实验操作考核，本次实验的重点考核移液管的使用方法，小组成员之间相互拍摄2～3 min实操小视频，课后进行教师评分，学生自评，小组成员之间互评，三个评分按照不同比例整合得出本次过程性评分。下次实验开始时随机选出数位同学的操作视频全组观看，全组同学讨论操作要点及存在问题，结合自身操作过程加以回顾。

2.3 “微课+多媒体”的教学手段

仪器操作使用微课形式，要求学生在上课前利用空余时间学习。改变以往黑板板书，学生实验报告简单抄写黑板的现象，采用多媒体手段进行导读式的讲授。

2.4 进一步完善形成性考核评价体系

采取课前-课中-课后一系列的评价体系。使评价体系更具科学性。课程成绩包括课前预习，实验课出勤情况，课中实验操作，课堂考核，课后实验报告、数据处理和思考题等形式，并于学期末进行综合能力测试。使考核形式多样化，过程化，调动学生课堂积极性。考察的基本技能包括实验仪器操作、实验原理的理解和数据的处理等方面。本次教学重新设计课堂考核、课后实验报告和期末考试成绩的权重分数和评判标准，注重过程化的考核，重视学生对实验操作过程的全面理解和掌握。

3 “对分课堂”实施效果评价

分析化学实验采取“对分课堂”教学模式，对教师和学生都有较高要求，需要用力用情相互配合，共同完成。在本次教学改革中，调查组与参照组改革效果对比明显。调查组的学生对实验原理及操作的理解更加透彻，更会利用自由时间进行自主学习，学习积极性更高，善于思考及总结，语言组织及表达能力更强，能够达到真正掌握和运用知识的教学目标。而且多数学生认为过程化考核形式比单一结果考核形式更科学，更加有利于知识的日常积累和掌握。本组教师在改革过程中积极总结教学经验，提出问题、分析问题并解决问题，根据学生的学习情况随时改进和调整教学设计。

4 结 语

课题组进行分析化学实验课程的改革，采用“对分课堂”的教学模式，把课堂时间一分为二，一半留给教师，一半留给学生进行讨论。对实验原理难点内容采取教师讲授，对实验步骤、数据处理等让学生独学、教师引导和组内讨论，该过程主要解决低层次问题，提炼高层次问题，在讲授和讨论之间引入一个心理学的内化环节，让学生对讲授内容进行吸收之后，有备而来参与讨论。有效提高学生知识水平和实践能力，进而促进学生人格和价值观的培养。