儀器分析實驗教學(xué)中思維導(dǎo)圖的運用范文

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摘要：在電化學(xué)分析實驗教學(xué)中引入思維導(dǎo)圖，探討了思維導(dǎo)圖在儀器分析實驗教學(xué)中的應(yīng)用方法及效果評價。實驗原理的教學(xué)依托“比較與對比圖”和“邏輯思維圖”，強調(diào)相關(guān)方法原理之間的聯(lián)系，突出新方法的特點；實驗步驟則以清晰易懂的“流程圖”方式呈現(xiàn)。教學(xué)實踐表明，思維導(dǎo)圖有利于學(xué)生對實驗基本原理的理解和掌握，提高了學(xué)生的實驗興趣，促進了學(xué)生的獨立思考能力和解決問題的能力，顯著提升了實驗教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；實驗教學(xué)；儀器分析；電化學(xué)分析

1971年，英國教育學(xué)家東尼•博贊（TonyBuzan）首次提出了思維導(dǎo)圖（mind－mapping）這一劃時代的學(xué)習(xí)和思考方法。思維導(dǎo)圖能夠在諸多概念之間建立聯(lián)結(jié)，從而加強學(xué)生對知識的理解，提升學(xué)生精準有效、獨立主動的思考能力和發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力。在倡導(dǎo)“終身學(xué)習(xí)”“學(xué)習(xí)力即是競爭力與發(fā)展力”的當今社會，越來越多的教育工作者開始運用思維導(dǎo)圖，這一智力的“終極思維工具”來提升教學(xué)與學(xué)習(xí)效果［2－3］。然而，國內(nèi)化學(xué)教育界思維導(dǎo)圖的教學(xué)實踐研究主要集中在基礎(chǔ)化學(xué)教育領(lǐng)域，思維導(dǎo)圖在高等化學(xué)教育方面的應(yīng)用研究較少［4－8］。而在學(xué)習(xí)方面有困難的大學(xué)生僅僅可能是沒有建立良好的思維習(xí)慣而已。因此深入研究探索思維導(dǎo)圖在高校理科課堂教學(xué)的應(yīng)用非常有必要。“儀器分析實驗”是高等院校化學(xué)相關(guān)專業(yè)一門重要的實踐類教學(xué)課程［9］。但在實際的教學(xué)過程中，由于實驗學(xué)時數(shù)和儀器臺套數(shù)的限制，儀器分析實驗教學(xué)很難與理論課程完全同步，因此對實驗教學(xué)方法提出了更高的要求。電化學(xué)儀器分析實驗是“儀器分析實驗”課程中一個重要的大類分支，相關(guān)的實驗項目也是各大院校儀器分析實驗教學(xué)的必選項目。相對于光學(xué)分析方法和色譜分離方法等，電化學(xué)分析這一章節(jié)本身原理比較抽象，學(xué)生理解吃力，一直以來都是儀器分析教學(xué)的難點之一。因此，為了提高實驗課堂的教學(xué)效果，筆者將思維導(dǎo)圖引入2個電化學(xué)儀器分析實驗項目“庫侖滴定法測定藥片中維生素C的含量”和“循環(huán)伏安法測定電極反應(yīng)過程”的教學(xué)過程中，結(jié)合課件講授與儀器方法介紹，探索了思維導(dǎo)圖在儀器分析實驗教學(xué)中的具體應(yīng)用方法。

1思維導(dǎo)圖在電化學(xué)分析實驗教學(xué)中的應(yīng)用

電分析化學(xué)技術(shù)雖然種類繁多，但基本以電化學(xué)電解原理為基礎(chǔ)，主要區(qū)別是電解方式的差異。因此，教學(xué)過程中“庫侖滴定法”和“循環(huán)伏安法”常作為儀器分析實驗的電分析化學(xué)實驗項目。筆者選擇在一個實驗班的教學(xué)講授過程中引入思維導(dǎo)圖。教學(xué)過程中重點把握電化學(xué)技術(shù)基本原理之間的聯(lián)系，突出方法的差異性和特點。庫侖滴定法原理上與定量分析化學(xué)中的氧化還原滴定法基本相同。不同點在于滴定劑的來源和指示終點的方式采用了電化學(xué)技術(shù)，需要電解池裝置。因此，在教學(xué)中主要運用“比較與對比圖”，將庫侖滴定法與氧化還原滴定法和電解池的相關(guān)知識點聯(lián)系，具體繪制“雙氣泡圖”式的思維導(dǎo)圖（見圖1），依此展開原理講授。通過對庫侖滴定法與氧化還原滴定法在基本原理、定量依據(jù)、滴定劑來源、滴定劑用量、終點指示方法及應(yīng)用范圍等方面進行對比，使學(xué)生進一步清晰庫侖滴定的原理特點；另外，通過聯(lián)結(jié)電解相關(guān)知識，使學(xué)生掌握庫侖滴定涉及的電極反應(yīng)、電解方式和電解裝置等要求。循環(huán)伏安法對學(xué)生來說是一個典型的電化學(xué)新技術(shù)。在教學(xué)中筆者主要運用了“邏輯思維圖”。首先對電化學(xué)分析方法進行了分類，確定了循環(huán)伏安法在知識結(jié)構(gòu)中的位置。然后從電化學(xué)技術(shù)的電解裝置、電解方式、記錄信號和參數(shù)設(shè)置這4個知識點出發(fā)，繪制思維導(dǎo)圖（見圖2）。在講授過程注重與庫侖滴定法電解方式進行對比，使得學(xué)生更容易理解電化學(xué)技術(shù)之間的區(qū)別與聯(lián)系。“流程圖”能直觀地描述一個操作過程的具體步驟，不會產(chǎn)生“歧義性”，非常適用于順序過程的呈現(xiàn)。因此，在實驗步驟環(huán)節(jié)引入流程圖，提高了學(xué)生對實驗步驟的宏觀把握，有利于學(xué)生在實驗操作中保持清晰的思路。整個實驗過程中，學(xué)生實驗操作的主動性提高，學(xué)生的獨立思考能力和解決問題的能力得到加強，避免了以往“照方抓藥”式的機械操作。“庫侖滴定法測定藥片中維生素C的含量”的實驗步驟流程圖見圖3。

2教學(xué)效果調(diào)查與評價

通過對比引入思維導(dǎo)圖的實驗教學(xué)課堂和傳統(tǒng)的實驗教學(xué)課堂，筆者發(fā)現(xiàn)思維導(dǎo)圖更有利于學(xué)生理解實驗方法和儀器的基本原理，熟悉實驗流程。在實驗操作過程中，學(xué)生頭腦更加清晰，更愿意去主動操作儀器和與老師交流討論。一個學(xué)期的實踐教學(xué)應(yīng)用后，對教學(xué)實驗班學(xué)生（29人）進行了關(guān)于思維導(dǎo)圖教學(xué)效果的問卷調(diào)查，有效樣本為27份，結(jié)果見表1。驚喜地發(fā)現(xiàn)，93％的學(xué)生對思維導(dǎo)圖感興趣；96％的學(xué)生認為思維導(dǎo)圖對知識有整合、聯(lián)系與梳理作用；100％的學(xué)生認為思維導(dǎo)圖有助于自己對課堂內(nèi)容的理解和思考；81％的學(xué)生認為思維導(dǎo)圖增加了自己的學(xué)習(xí)興趣。絕大多數(shù)學(xué)生對思維導(dǎo)圖在課堂教學(xué)中的應(yīng)用效果滿意。

3結(jié)論與展望

教學(xué)實踐結(jié)果表明，思維導(dǎo)圖引入儀器分析實驗課堂是可行的。在實驗教學(xué)中引入思維導(dǎo)圖，有利于學(xué)生對基本理論知識的理解和掌握，提高了學(xué)生的實驗興趣，促進了學(xué)生的獨立思考能力和解決問題的能力，顯著提升了實驗教學(xué)效果。學(xué)生對這種新的教學(xué)方式持非常積極肯定的態(tài)度。思維導(dǎo)圖應(yīng)用于更多的課程教學(xué)中［10－11］，可成為一種有力的教學(xué)輔助工具。 

參考文獻

［1］東尼•博贊．思維導(dǎo)圖．卜煜婷，譯．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015

［2］孫易新．思維導(dǎo)圖應(yīng)用寶典．北京：北京時代華文書局，2015

［3］閆守軒．教育科學(xué)，2016，32（3）：24－28［4］宋煜，何翔．化學(xué)教育，2016，37（21）：36－42

［5］毛芳芳，劉夢琴，譚宇星，等．求知導(dǎo)刊，2017（15）：127－127

［6］成際寶，高翔．化學(xué)教學(xué)，2017（5）：41－45

［7］于湛，劉麗艷，王瑩，等．大學(xué)教育，2017（4）：11－12

［8］程春英，木合塔爾•吐爾洪，阿里木江•艾拜都拉，等．化學(xué)教育，2015，22（5）：15－18

［9］陳懷俠，周吉，黃建林，等．儀器分析實驗．北京：科學(xué)出版社，2017

［10］杜秀紅，崔節(jié)虎，劉雋，等．化學(xué)教育（中英文），2018，39（8）：51－55

［11］梁紅蓮，傅麗，趙娣，等．化學(xué)教育（中英文），2017，38（20）：17－22

作者：黨雪平 陳懷俠 黃建林 單位：湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院