分析化学是以准确测量物质含量为目标的化学学科，“量”是分析化学的核心。对目标物含量的准确分析有赖于规范娴熟的实验操作，因此作为分析化学课程群核心课程之一的分析化学实验肩负着传授学生分析化学实验技能、规范实验操作、培养动手能力和创新思想的重要使命^[1]。分析化学实验的课程内容与分析化学理论课对应，以四大滴定法、重量法及分光光度法为主，一般以验证性实验为主，通过教师课前讲授实验原理、示范操作，结合指导学生实验操作的教学方法来完成分析化学实验技能的传授。传统的授课方式简单明了，单向而直接地将实验要点及相关知识传授给学生，但是学生往往无法在讲授和演示的短暂时间里完全吸收并掌握实验要点和技能。问题导向学习法(problem-based learning，PBL)是以学生为授课中心的教学方法^[2]，学生通过思考课程所设计的针对性问题，通过小组探讨、师生互动等双向学习方式，加深对课程知识点及难点的理解。由于PBL教学方法提高了教学过程教与学的交互性，可有效提高学生掌握知识点的效率。同时，采用PBL教学法授课还可以有效提高学生团队协作能力和沟通技巧，为培养能够主动思考、具备独立解决问题能力，并具有良好团队协助精神的综合性人才打下坚实基础。

PBL教学法提出以来受到各个学科教学工作者的广泛关注，纷纷将PBL教学法应用于相应课程教学及课程建设^{[3, 4]}。因为理论课课堂相对集中，容易组织讨论，PBL教学法目前主要应用于理论课程的教学，如湖南大学王玉枝教授等^{[5, 6]}将PBL应用于分析化学理论课教学，指出教师不应重在“教”，而应重在“导”，通过PBL方法可以有效引导学生提出问题，并指导学生解决问题。实验教学是高校培养化学化工类人才的关键环节，然而新的教学理念和教学方法在实验课程教学中的应用却相对滞后。中山大学化学学院的基础化学分析实验课程近几年采用小组授课模式，加之配备助教老师，师生比的提高满足开展PBL教学方法实践的前提。本文基于中山大学化学院基础化学分析实验课程，将PBL教学法贯穿应用于整个实验课堂进行教学实践，基于PBL教学法进行了系统的实验课程设计，探索了PBL教学法在基础化学分析实验课程中的具体实施方法，并通过师生互动交流、问卷调查等形式评估了PBL教学方法的实践效果。

众所周知，PBL教学方是由美国著名教育学家杜威正于19世纪末引入到现代教学体系中，他把PBL教学方法的实施过程归纳为选择问题、明确问题、寻找线索、解决问题四个阶段^[7]。由此可见，PBL教学方法的核心是问题的设计与解决，有效引导学生提出具有针对性的问题并高效解决是PBL教学法研究的主要内容。基础化学分析实验课程是面向化学专业大一新生开始的专业必修课，其计划学时数通常为54学时。大一学生刚刚结束高中阶段的学习，学习模式基本是以单向接受教师授课知识为主，尚未具备较强的自主获取知识能力。因此，将PBL教学方法应用于基础化学分析实验课程的教学实践，应该充分根据课程受众的知识结构、学习能力等特点进行针对性的课堂教学设计。

首先，在问题选择阶段，授课教师引导学生充分利用预习实验过程从两方面提出有意义的针对性问题，一是从实验教材的课后习题中衍生出个性化的问题；另一方面要求学生在“脑袋”中做“仿真实验”，在熟悉实验流程的同时，针对实验过程细节存在的不理解之处提出问题。同时，授课教师根据以往教学经验及学生易错之处，准备备用问题供课堂使用。第二，在实验前的课堂讲授阶段，授课教师引导学生分享预习阶段提出的问题，通过学生讨论方式筛选出有针对性、代表性的若干问题。第三，组织并引导学生以小组形式对问题进行讨论，结合实验指导过程中的教师提问来检查学生通过PBL教学法学习知识点的教学效果。第四，在实验指导阶段，通过师生互动快速讨论方式对学生操作过程中存在的问题进行点评及纠正，结合实验报告的“一对一”评讲，进一步巩固PBL教学法的实施效果。基础化学分析实验课程PBL教学实践过程设计及策略归纳于图1中。

PBL是以问题为核心驱动力的教学方法，因此根据授课内容提出有意义的针对性问题是开展PBL课堂教学的基本前提。由于大一学生自学能力不强，所涉略的专业知识有限，授课教师应当在实验课程伊始阶段向学生传授提出问题的方法。基础化学分析课程的核心内容包括对化学分析理论的深刻理解以及规范实验技能的培养，因此应引导学生在预习实验时，将实验原理、实验流程、实验现象及实验操作融会贯通，并在脑海中将整个实验进行思维演练，在充分预习的基础上深入思考，提出针对性强的问题。教师在组织学生进行预习时可以采用“预分组讨论-小组总结”的方式进行，将15人左右的标准实验组在预习环节由组长组织分为5人一组的讨论小组，每一小组选出1名小组长，每次实验预习讨论的小组长可以变动。小组成员在充分预习实验教材和教师推荐的参考资料或文献后，至少提出3个相关问题，之后由小组长组织小组讨论，并凝练出有代表性和针对性的问题在实验课堂上进行探讨。除了引导学生提出问题，授课教师应该针对实验过程的要点及难点设计拓展问题，用于课堂授课时组织讨论。比如在酸碱滴定法“硫酸铵含氮量的测定”中，学生通过预习一元弱酸(弱碱)能否直接滴定的判别条件式(cK_a > 10⁻⁸)，往往会提出“为什么硫酸铵中含氮量不可以通过直接酸碱滴定的方式进行测定？”“甲醛法除了应用于硫酸铵含氮量测定，还可以用于其他铵盐含氮量的测定吗？”等问题。而授课教师可以进行适当深化，准备诸如“甲醛法是否可用于HCl-NH₄Cl混合溶液中含氮量的测定？”等拓展问题，以便使学生通过讨论能更加深入地理解一元弱酸(弱碱)滴定的原理。除了针对实验原理的直接提问，采用PBL教学法往往能激发学生的学习兴趣，自行挖掘实验现象背后的原理依据。比如针对“硫酸铵含氮量的测定”实验，测定过程中会共存甲基红与酚酞两种指示剂从而产生丰富颜色变化的现象，采用PBL教学法后，学生不仅能掌握每一阶段滴定溶液的颜色变化过程，还往往会深究“为什么滴定过程在加入甲醛后，溶液颜色先变红，再变橙色，然后橙色变淡，在滴定终点时又突然变成微橙红色？每一阶段的滴定反应平衡及溶液pH如何变化？”。相比于传统的授课模式，学生可通过PBL法更好地自行关联起实验现象和实验原理，深入领会实验的关键知识点。

在充分准备好针对性问题后，在实验前的课堂讲授环节，通过提问、小组讨论、师生互动等方式，将PBL教学法实际用于基础化学分析实验的课堂授课，充分激发学生自主学习的兴趣，主动高效地学习实验要点，掌握相关操作技能。首先，教师在讲授实验原理、步骤等背景信息时，不再通过单向讲授的方法“讲透、讲深”实验要点，而是通过关键点“留空、提问”的方法，让学生通过“填空、回答”等方式“学透、学深”相关知识点及难点。比如，在“碘量法测定铜合金中的铜”实验中，铜样品溶液滴定过程现象丰富，对应的滴定反应复杂，课堂教授时预先将滴定过程每一步骤的现象与反应留空，让学生进行现场填写及讨论。学生通过对应每一步滴定现象与相关反应的关系，能更深刻地理解实验原理及操作，比如“为何淀粉指示剂不在滴定开始即加入，而是要在溶液滴定至淡绿色时方可加入？”“为什么在滴定接近终点时需要加入NH₄SCN溶液，并且需要大力震荡滴定溶液？”。接着，教师在讲授完上述实验要点信息后，结合实验操作演示环节，引导组织学生分享预习阶段提出的具有针对性、代表性的问题进行充分讨论。各小组长将预习讨论环节凝练归纳的问题进行分享和探讨，对在预习阶段已经解决的问题，小组长直接分享相关的问题和信息；对于预习阶段尚未解决的问题，提交到整个实验组进行讨论。通过预习时预分组，小组长在预习阶段已对相关问题进行凝练总结，可有效提高课堂讨论的效率。比如，在讲授移液管使用方法时，可将移液管操作分解为“检漏、洗涤(润洗)、吸取溶液、调整液面、转移溶液”等步骤，每个步骤由教师或提问学生演示规范操作及常见错误操作，让学生通过“提问–挑错–解释”的方式进行学习。学生通过自主对比正确与错误操作，不仅知道该操作是否规范，而且还进一步知道该操作会对分析结果产生的定量影响，从而自觉规范实验过程中的操作。在课堂集体讲授的最后环节，授课教师将刚刚课堂讨论的问题进行归纳总结，并适当引导和深化，以师生互动的方式巩固PBL教学法的实验课堂教学效果。

实验课堂讲授环节结束后，学生进入具体实验操作环节，每个学生所呈现出的实验操作技能及规范性各不相同，这就要求实验指导教师及助教快速抓住每个学生的特点，因材施教，从而使每个学生获益提高。PBL教学法的问题导向教学特点，正好与实验过程中开展个性化指导的目标吻合。教师在实验指导过程中发现了学生的不规范操作，先不直接告知并纠正学生的错误操作，而是通过提问的方式与学生进行快速互动探讨，使学生对实验规范操作有意识地进行自我修正。比如，“指示剂的用量是否会影响滴定终点误差？为什么？”“晶型沉淀制备过程进行搅拌的目的是什么？如何搅拌较为合适？”。通过一系列个性化、针对性的启发式讨论，学生在动手进行实验操作的同时，还能进一步思索操作背后的理论依据，达到理论指导实践、理论知识规范实验操作的实验课程目的。另外，在实验指导过程中引入实验报告的“一对一”探讨式评讲，是PBL教学方法应用的重要内容。虽然教师在实验前会对上次实验报告进行集体评讲，但碍于时间限制，往往只能就共性问题进行评讲，无法针对学生的具体情况进行深入剖析。比如，学生在撰写实验报告时对分析结果有效数字的表达经常存在疑惑，虽然集体评讲时有点评，但每个学生的结果不尽相同，计算修约过程存在差异，针对每个学生报告进行“一对一”的互动点评能使学生迅速将理论课上有效数字的表达及计算修约规则正确应用于实验结果的表达。借助PBL的课堂教学设计，利用间隙碎片时间，采用“一对一”个性化探讨的方式，对学生实验报告中存在的问题进行快速讨论与点评，使学生能针对、有效地学习相关知识点，有效弥补集体评讲环节中针对性不足、探讨深度不够的问题。

将PBL教学法应用于基础化学分析实验教学过程，还需要设计相应的课程评价方式，以激励并促进学生的学习积极性。基础化学分析实验采用综合考核方式考查学生的化学分析基本操作技能及实验创新能力。基础化学分析实验课程总评成绩由平时的单次实验成绩加权期末实验考试成绩进行综合评定，平时实验成绩占总评成绩的80%，期末实验考试占总评成绩的20%。单次的实验成绩包括实验预习(10%)、PBL课堂表现(25%)、实验操作(40%)、实验报告(25%) 4部分。其中，学生预习环节的提出问题、参与课堂讨论、实验过程中的师生即时探讨等均计入PBL课堂表现，占单次成绩的25%。综合考核方式要求学生更积极主动地参与实验课程学习，成为实验课堂的主角，更多地关注学习过程，认真地做好每一个实验，才能获得优异的总评成绩。

中山大学化学学院将PBL教学法应用于基础分析化学实验教学已超过5届。在近两年的实验教学中，每年随机抽取两个实验课程教学组，通过师生互动访问获取学生对PBL课堂教学效果评估的关注点，以调查问卷形式对基础化学分析实验课程的问题导向教学法实践效果进行评估。本次共发放72份调查问卷，回收66份有效问卷，其调查统计结果见表1。

调查问卷结果显示，采用PBL教学法应用于基础化学分析实验课程的课堂教学与实验指导过程，对学生化学分析实验技能的掌握及自主学习能力的提高，起到了积极作用，教学效果令人满意。与参加PBL实验教学的学生进行互动交流，学生普遍反映由于需要提出问题并准备课堂讨论，对课程知识点和操作要领领会得更加深刻，学习积极性显著提高，成为基础化学分析实验课的课堂主角；通过凝练提出问题、互动讨论、归纳总结、实验报告个性化点评等PBL教学过程，独立思考能力、提出并解决问题的能力以及凝练总结能力得到有效提高，为未来其他化学专业课程的学习打下良好基础。学校教学督导跟踪听课反馈，在基础化学分析实验课堂上引入PBL教学方法，促使学生带着思考进实验室做实验，可有效提高学生学习专业知识的主动性，在提高动手能力的同时，加深对所学实验知识和技能的认知程度。

将PBL教学方法引入基础化学分析实验课堂教学，从问题的提出到主动学习相关知识点，再到问题的最终解决，始终以学生为课堂教学的主体，化被动为主动获取专业实验知识和技能。基于PBL的化学分析实验课程设计与建设，有望为培养具有独立提出问题、有效解决问题、具有创新及团队合作精神的综合性人才，提供新颖的实验教学方法与途径。通过初步的教学效果评估，基于PBL的基础化学分析实验教学实践取得初步效果，值得在化学实验课程建设中进一步深入研究和推广。

在未来的PBL实验课程建设中，首先应该加强相关PBL法实验教材的编写。与传统实验教材不同，PBL实验教材应该注重教授学生实验问题的提出方法及解决问题的逻辑梳理过程，不仅授人以“鱼”，更应授人以“渔”。同时，PBL实验课程的授课效果有赖于优质师资资源的提高与整合，应对参与PBL实验教学的师资力量进行PBL方法学培训与课堂实施训练，提高授课教师PBL教学法的应用娴熟程度。