“脉络式”教学在分析化学课堂教学中的实践应用

朱孟娇 刘守清 张钱丽

苏州科技大学化学与生命科学学院 江苏苏州 215009

分析化学是重要的化学分支学科,被誉为“现代化学之母”。[1]分析化学与物理化学、有机化学、无机化学并称为四大化学,构筑起了化学专业的基础。现代分析化学的迅猛发展,分析化学与生物、天文、环境、材料等学科紧密交叉,形成了独具特色的现代发展路径,同时也使得分析化学在生活中的作用日渐重要,越来越多的学科需要开展分析化学的课程。面对化学基础各异、对于化学学习深度要求差异化大的教学要求,急需探索出合适的教学方法,能够激发学生学习兴趣,帮助学生更好地理解课程内容、坚实地掌握课程要义。

1 分析化学课程的教学方式探索及问题

基于分析化学的学科特点,已经有了许多有益的教学方式方法的探索。例如,基于分析中的误差与数据处理的翻转课堂实践[2],通过对学生进行分组,学生讲述学习内容并讨论,实现翻转课堂的分析化学创新型教学。此外,对比式教学[3]、线上线下混合式教学[4]、创新创业教育教学融合教学[5]等教学方法均实现了对于传统分析化学教学的有益探索,取得了较好的教学效果。而课程思政内容融于分析化学的课堂教学中[6],进一步丰富了分析化学在育教于学中的应用,使该课程教授知识,也能在课堂学习中传达积极向上、奋发昂扬的科学精神和爱国情怀。面对多种多样的教学方法,探索适合的、有趣的教学方法,引起了笔者的注意。

在进行科学教学调研中发现,分析化学这类传统的理科课程,在日常的教学中相对更加依赖以教师为中心的集中教授方式。学生课上听课,课后完成教师布置的作业巩固知识。进行下次课时,教师进行提问以获得学生学习效果的反馈。这样的教学模式较为传统,存在着诸多弊端,该模式下学生往往学习热情不高,学习知识比较散乱,学生很容易跟不上教师讲课的节奏。事实上,通过对学生的单独谈话发现,大多数学生最初的主观学习意愿还是比较强烈的,但是由于教学过程枯燥、公式复杂、内容知识点分散,学生的学习热情逐渐减退。

2 “脉络式”教学方法的提出

那么,如何将分析化学的课堂变得生动有趣起来?如何充分调动起学生的积极性并在之后的课堂教学中保持学生的热情呢?好的课堂是以学生为中心的,学生是学习的主体,因此,从学生的学习需求入手,才能更好地改进学生的课堂体验,激发学生学习热情。通过与部分学生深入谈话发现,学生们往往在课前对于将要进行学习的章节内容不熟悉,更是缺乏对于章节整体学习内容的把握,从而导致学生在上课前,既不清楚本章要讲授的内容,也不清楚章节内容之间的内在关联,因此造成章节学习的困难。据此,我们从改善学生对于章节内容的把握这一点出发,探讨性地进行了“脉络式”教学的课堂实践,帮助学生快速构建章节学习网络,串联学习重点、难点,提高学生兴趣及对于课堂内容的理解,促成学生在课堂教学中达成高阶学习目标,提高学习的水平,实现从学习知识的灌输式教学到游刃有余的运用知识解决实际问题。

3 “脉络式”教学的概念及其操作方法

3.1 “脉络式”教学的概念

所谓“脉络式”教学,类似于思维导图式[7]教学,但是又有不同。相同点是都需要从某一知识点出发进行分析化学课程讲授,以提问式的教学方法来开展每一章节的首次授课。“脉络式”教学的核心,是将每一章节的内容进行情景的提取和问题的设置,是将问题导向型教学模式[9]融入思维导图的设置中,形成一种新的脉络式的学习架构。

“脉络式”教学一词的重点在于“脉络”,不同于思维导图式教学,“脉络式”教学更加注重问题,而不是概念。“脉络式”教学过程中的概念是在解决问题的过程中自然的引入其中。例如,在讲授《分析化学》第一章概论的时候,按照以往的教授方法,应该要从分析化学的发展历史,分析化学的概念开始讲授。但是,在进行“脉络式”教学的探索过程中,教师会首先抛出问题:如何进行分析化学研究?引导学生思考生活中的分析化学相关应用并举例。在学生举例后,引导学生思考某一特定研究目的如何实现。例如,如何检测湖泊水中的重金属离子含量等,从而引出针对分析对象的采样方法、样本的处理等概念,进一步,引导学生思考样本检测如何进行,从而引出传统的四大滴定方法。学生在思考数据获得之后,思考如何判断数据是否可用、误差大小等。将整个分析化学的学习内容进行串联,在学生脑中构建分析化学的知识脉络网。而这个“脉络”是学生对于教师所提出问题进行思考自然形成的反馈。

图1 分析化学第一章概论脉络式教学图

3.2 “脉络式”教学的实施方法

如今的大学课堂教学,提倡混合式教学、以学生为中心的教学模式,多种多样的教学方法的融合使用更是产生了多元化教学[8]的有益探索。“脉络式”教学在实际的实施过程中,需要用到思维导图对知识点进行总结梳理,同时需要以学生为中心,以教材为立足点,寻找出适合作为“脉络式”教学的切入点的好问题。

那如何评价问题的好坏呢?首先,好的问题能够给学生真实的思维风暴体验,激发学生思考问题,同时帮助学生着眼于实际,更好地理解所学内容,自主进行思维网络的建构,并以此为基础,进行自主探究,从而将知识变成能力,培养学生的创新能力。其次,好的问题应该是开放性的、发散性的,能够激发学生的深层思维的,而不是主观的、确定的。因此,教师应该在课前进行充分的备课,积累实际生活中的素材,提高自身素养,从而能够在备课过程中发现适合章节教学的好问题,更好地进行“脉络式”教学。此外,问题的寻找和设置,应该以学生为中心,教师在进行“脉络式”教学问题设置时,要进行身份的转换,将自己带入学生的身份,设想学生的学习体验和接受能力。不同学生的能力是不近相同的,在进行问题设置时,要考虑到不同学习能力的学生对于同一问题的认知水平和层次的不同,进行多层次的引导,因材施教。

在寻找到合适的问题进行“脉络式”教学时,还需要注意结合问题导向型教学的特点进行章节的总体把握。传统的问题为导向的教学需要我们从问题出发,组织学生开展个性探究,帮助学生进行协商解决难题。课堂上实时进行恰如其分的指导,在学生探讨结束时进行成果的分享,从而提高学生学习过程的获得感与参与感。因此,在进行“脉络式”教学时,需要充分与学生互动,设置的问题需要与学生的生活密切相关,问题的设置应该简单、清晰、直观、有趣,从而激发出学生的共鸣。

3.3 “脉络式”教学实施案例

实际的分析化学“脉络式”教学实践中,许多章节的内容都需要进行大量的公式讲解、推导,这样的章节往往是学生学习热情和效果比较差的章节。在进行这类章节的教学时,可以采用“脉络式教学+体验式教学[10]”的方式。

教师课前将下节课即将进行教授课程中涉及的公式推导以PPT的形式提供给学生,让学生明白每一步公式的变化及其对应条件、背后涉及的公式简化原因等,从而更好地理解公式。在课堂上,首先利用“脉络式”教学,帮助学生梳理章节内容。以酸碱滴定这一章为例,从生活中的酸入手,提问:大家生活中,都使用过哪些酸性的物质?可能的答案是醋(醋酸)、84消毒液(次氯酸)、洁厕灵(盐酸)等,引导学生思考,为什么不同的酸会有不同的应用?因为酸度不同、氧化性不同等,进而引入酸度不同,不同在哪里呢:强度不同。如果你是以为国家检测机构的工作人员,要如何检测酸的强度呢?引起学生对于酸的强度的直观概念以及酸度大小具有实际意义的思考。此时,在PPT中展示不同浓度的醋,引导学生思考如何测量醋的度数:实验室中最简单准确的检测方法,便是酸碱滴定。这里引入高中所学知识--酸碱中和,点出酸碱滴定的原理。随后邀请学生到黑板上逐步进行公式推导及简化,同时让学生也拿出草稿纸进行同步推导,在进行推导的过程中教师进行适当的引导。需要注意的是,同步推导训练不需要每一章都进行,在学生基础知识掌握的比较扎实的情况下,有些章节可以不进行逐步推导,取而代之的是重点及难点的讲解。

3.4 “脉络式”教学的教学效果评价

现代教学方法多种多样,在进行教学方式方法创新的时候,结合学生的学习能力、学生的学习习惯等,采取多种方式融合进行教学,往往能够达到更好的教学效果。在实施了“脉络式”教学之后,对同一专业的学生进行教学满意度和期末成绩调研结果显示,该教学方法确实提高了学生的学习热情,学生的学习成绩也有所提高(图2)。

图2 期末成绩和课程目标达成分析

结语

回顾分析化学课堂授课过程,“脉络式”教学的核心便是以某一学生感兴趣的、具有实际意义的问题为教学出发点,通过结合多种教学手段帮助学生理解课程内容,引发学生思考的一种混合式教学方法。教师以学生思考的结论为基础,引导学生提出解决该问题的实际操作步骤、方法。在整个过程中,学生回答,教师在黑板上进行总结归纳。随后将整个章节的相关知识放进学生的方法步骤中,将知识与实际操作进行有机集合,实现学生3D知识脉络的构建。实际操作过程中,在进行关键问题提炼和学生思考的引导时,需要教师提高自身的教育教学水平,提升自身科学文化素养,紧跟时事,把握社会热点,与学生多进行交流,保持与学生的同步。只有这样,教师的课程才能在具有知识的厚重感的同时,给予学生新鲜的教学体验,激发学生的学习兴趣,从而提高课程的学习效果。