仪器分析实验教学中思维导图的运用范文

摘要：在电化学分析实验教学中引入思维导图，探讨了思维导图在仪器分析实验教学中的应用方法及效果评价。实验原理的教学依托“比较与对比图”和“逻辑思维图”，强调相关方法原理之间的联系，突出新方法的特点；实验步骤则以清晰易懂的“流程图”方式呈现。教学实践表明，思维导图有利于学生对实验基本原理的理解和掌握，提高了学生的实验兴趣，促进了学生的独立思考能力和解决问题的能力，显著提升了实验教学效果。

关键词：思维导图；实验教学；仪器分析；电化学分析

1971年，英国教育学家东尼•博赞（TonyBuzan）首次提出了思维导图（mind－mapping）这一划时代的学习和思考方法。思维导图能够在诸多概念之间建立联结，从而加强学生对知识的理解，提升学生精准有效、独立主动的思考能力和发现问题与解决问题的能力。在倡导“终身学习”“学习力即是竞争力与发展力”的当今社会，越来越多的教育工作者开始运用思维导图，这一智力的“终极思维工具”来提升教学与学习效果［2－3］。然而，国内化学教育界思维导图的教学实践研究主要集中在基础化学教育领域，思维导图在高等化学教育方面的应用研究较少［4－8］。而在学习方面有困难的大学生仅仅可能是没有建立良好的思维习惯而已。因此深入研究探索思维导图在高校理科课堂教学的应用非常有必要。“仪器分析实验”是高等院校化学相关专业一门重要的实践类教学课程［9］。但在实际的教学过程中，由于实验学时数和仪器台套数的限制，仪器分析实验教学很难与理论课程完全同步，因此对实验教学方法提出了更高的要求。电化学仪器分析实验是“仪器分析实验”课程中一个重要的大类分支，相关的实验项目也是各大院校仪器分析实验教学的必选项目。相对于光学分析方法和色谱分离方法等，电化学分析这一章节本身原理比较抽象，学生理解吃力，一直以来都是仪器分析教学的难点之一。因此，为了提高实验课堂的教学效果，笔者将思维导图引入2个电化学仪器分析实验项目“库仑滴定法测定药片中维生素C的含量”和“循环伏安法测定电极反应过程”的教学过程中，结合课件讲授与仪器方法介绍，探索了思维导图在仪器分析实验教学中的具体应用方法。

1思维导图在电化学分析实验教学中的应用

电分析化学技术虽然种类繁多，但基本以电化学电解原理为基础，主要区别是电解方式的差异。因此，教学过程中“库仑滴定法”和“循环伏安法”常作为仪器分析实验的电分析化学实验项目。笔者选择在一个实验班的教学讲授过程中引入思维导图。教学过程中重点把握电化学技术基本原理之间的联系，突出方法的差异性和特点。库仑滴定法原理上与定量分析化学中的氧化还原滴定法基本相同。不同点在于滴定剂的来源和指示终点的方式采用了电化学技术，需要电解池装置。因此，在教学中主要运用“比较与对比图”，将库仑滴定法与氧化还原滴定法和电解池的相关知识点联系，具体绘制“双气泡图”式的思维导图（见图1），依此展开原理讲授。通过对库仑滴定法与氧化还原滴定法在基本原理、定量依据、滴定剂来源、滴定剂用量、终点指示方法及应用范围等方面进行对比，使学生进一步清晰库仑滴定的原理特点；另外，通过联结电解相关知识，使学生掌握库仑滴定涉及的电极反应、电解方式和电解装置等要求。循环伏安法对学生来说是一个典型的电化学新技术。在教学中笔者主要运用了“逻辑思维图”。首先对电化学分析方法进行了分类，确定了循环伏安法在知识结构中的位置。然后从电化学技术的电解装置、电解方式、记录信号和参数设置这4个知识点出发，绘制思维导图（见图2）。在讲授过程注重与库仑滴定法电解方式进行对比，使得学生更容易理解电化学技术之间的区别与联系。“流程图”能直观地描述一个操作过程的具体步骤，不会产生“歧义性”，非常适用于顺序过程的呈现。因此，在实验步骤环节引入流程图，提高了学生对实验步骤的宏观把握，有利于学生在实验操作中保持清晰的思路。整个实验过程中，学生实验操作的主动性提高，学生的独立思考能力和解决问题的能力得到加强，避免了以往“照方抓药”式的机械操作。“库仑滴定法测定药片中维生素C的含量”的实验步骤流程图见图3。

2教学效果调查与评价

通过对比引入思维导图的实验教学课堂和传统的实验教学课堂，笔者发现思维导图更有利于学生理解实验方法和仪器的基本原理，熟悉实验流程。在实验操作过程中，学生头脑更加清晰，更愿意去主动操作仪器和与老师交流讨论。一个学期的实践教学应用后，对教学实验班学生（29人）进行了关于思维导图教学效果的问卷调查，有效样本为27份，结果见表1。惊喜地发现，93％的学生对思维导图感兴趣；96％的学生认为思维导图对知识有整合、联系与梳理作用；100％的学生认为思维导图有助于自己对课堂内容的理解和思考；81％的学生认为思维导图增加了自己的学习兴趣。绝大多数学生对思维导图在课堂教学中的应用效果满意。

3结论与展望

教学实践结果表明，思维导图引入仪器分析实验课堂是可行的。在实验教学中引入思维导图，有利于学生对基本理论知识的理解和掌握，提高了学生的实验兴趣，促进了学生的独立思考能力和解决问题的能力，显著提升了实验教学效果。学生对这种新的教学方式持非常积极肯定的态度。思维导图应用于更多的课程教学中［10－11］，可成为一种有力的教学辅助工具。 

参考文献

［1］东尼•博赞．思维导图．卜煜婷，译．北京：化学工业出版社，2015

［2］孙易新．思维导图应用宝典．北京：北京时代华文书局，2015

［3］闫守轩．教育科学，2016，32（3）：24－28［4］宋煜，何翔．化学教育，2016，37（21）：36－42

［5］毛芳芳，刘梦琴，谭宇星，等．求知导刊，2017（15）：127－127

［6］成际宝，高翔．化学教学，2017（5）：41－45

［7］于湛，刘丽艳，王莹，等．大学教育，2017（4）：11－12

［8］程春英，木合塔尔•吐尔洪，阿里木江•艾拜都拉，等．化学教育，2015，22（5）：15－18

［9］陈怀侠，周吉，黄建林，等．仪器分析实验．北京：科学出版社，2017

［10］杜秀红，崔节虎，刘隽，等．化学教育（中英文），2018，39（8）：51－55

［11］梁红莲，傅丽，赵娣，等．化学教育（中英文），2017，38（20）：17－22

作者：党雪平 陈怀侠 黄建林 单位：湖北大学化学化工学院