提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的實踐與體會

王光榮

（蚌埠學(xué)院應(yīng)用化學(xué)與環(huán)境工程系，安徽蚌埠 233030）

提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的實踐與體會

王光榮

（蚌埠學(xué)院應(yīng)用化學(xué)與環(huán)境工程系，安徽蚌埠 233030）

經(jīng)過多年實驗教學(xué)實踐，得到的體會是：提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵要把握好三個階段，一是預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備階段，二是操作和體驗階段，三是考核和提高階段。

分析化學(xué)；實驗教學(xué)；實踐；體會

教學(xué)是一個實踐、反思、總結(jié)、提高的過程，教師既不能只埋頭于教學(xué)之中，也不能只熱衷于搞科研項目、寫文章、評教授，而忽視課堂教學(xué)工作，高校教師應(yīng)該在教學(xué)過程中不斷地“探出頭來”進(jìn)行反思，“呼吸外面的新鮮空氣”，總結(jié)教學(xué)過程中的“得”與“失”，研究提高教學(xué)質(zhì)量的方法，最終達(dá)到教師和學(xué)生共同進(jìn)步的目的。通過多年分析化學(xué)實驗教學(xué)，我深刻感受到，分析化學(xué)是一門實驗性很強的學(xué)科，分析化學(xué)實驗在分析化學(xué)學(xué)科中有著突出重要的地位［1］。提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量，必須切實把握好三個階段，一是預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備階段，二是操作和體驗階段，三是考核和提高階段。

1 預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備階段

在分析化學(xué)實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)提醒和告誡學(xué)生：“帶著目的和準(zhǔn)備走進(jìn)實驗室，帶著成功和快樂走出實驗室”、“成功總是留給有準(zhǔn)備的人”等，要想實驗獲得成功，必須認(rèn)真預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，預(yù)習(xí)不是照抄實驗書上內(nèi)容，而是通過預(yù)習(xí)理解實驗原理、方法、步驟，做到心中有實驗。

1.1 通過預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，將實驗?zāi)康暮鸵笕苋雽嶒灢襟E之中

預(yù)習(xí)的過程應(yīng)全面細(xì)致，目的、要求→儀器、材料→步驟→思考題，都要弄個明白，心中有數(shù)，并用簡潔性語言書寫在報告上面，同時還要在步驟后面畫出表格用于記錄實驗數(shù)據(jù)。預(yù)習(xí)的重點應(yīng)放在實驗的目的和要求上，并把它們?nèi)苋氲骄唧w的實驗步驟當(dāng)中，實驗結(jié)束后，反思一下，看看是否達(dá)到目的，還有沒有不足和需要改進(jìn)之處。例如，工業(yè)純堿總堿度的測定實驗［2］，實驗?zāi)康暮鸵笥兴狞c：一、掌握鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、標(biāo)定；二、掌握工業(yè)純堿總堿度的測定方法；三、進(jìn)一步熟悉差減稱量法；四、鞏固滴定分析基本操作。每一個目的和要求都與具體的步驟密切相關(guān)，通過預(yù)習(xí)，學(xué)生帶著明確的目的去執(zhí)行步驟，通過科學(xué)正確的操作步驟去實現(xiàn)實驗的目的。每一個目的都有具體目標(biāo)，“目的一”的具體目標(biāo)是，學(xué)會HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制，涉及的主要步驟有，配制大約濃度的HCl溶液→準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的無水Na2CO3基準(zhǔn)物→標(biāo)定等?！澳康亩钡木唧w目標(biāo)是，工業(yè)純堿總堿度的測定，涉及的主要步驟有，工業(yè)純堿主要含有哪些成分→選用什么指示劑合適→測定次數(shù)→結(jié)果計算等。在“目的三”中，學(xué)生會使用分析天平通過差減稱量法準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量無水Na2CO3，“差減稱量法”在前面的“分析天平稱量練習(xí)”實驗中已經(jīng)初步掌握，通過本實驗達(dá)到對該稱量方法進(jìn)一步熟練掌握?！澳康乃摹笔菍Φ味ú僮鞯撵柟蹋味ㄊ堑味ǚ治觯ㄈ萘糠治觯┑幕静僮?，通過訓(xùn)練，達(dá)到操作正確大方、規(guī)范、自然、舒適，滴定速度控制自如（一滴或半滴也能夠自由控制），結(jié)果正確、可靠。

總之，走進(jìn)實驗室“胸有成竹”，是實驗成功的開端。此外，教師要及時檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報告，沒有寫預(yù)習(xí)報告的學(xué)生不得進(jìn)入實驗室。預(yù)習(xí)報告的書寫要簡明、扼要，通過預(yù)習(xí)報告的書寫培養(yǎng)大學(xué)生的總結(jié)和概括能力。

1.2 充分利用因特網(wǎng)上的實驗教學(xué)資源進(jìn)行預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備

當(dāng)今已是信息化社會，因特網(wǎng)就象一個自由開放的圖書館，里面的實驗教學(xué)等資源非常豐富，其作用不可小視，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生上網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和觀看，從而提高學(xué)生對分析化學(xué)實驗的興趣。有些實驗，由于儀器的一些部件太小不便于教師演示，學(xué)生可以于實驗前觀看網(wǎng)上視頻，增強預(yù)習(xí)效果。例如，“分析天平稱量練習(xí)”實驗，實驗要求學(xué)生掌握電光分析天平的構(gòu)造和使用。以前是在實驗課時，教師對照天平進(jìn)行講解和演示，在講解如何讀出天平投影屏上的刻度時，由于刻度很細(xì)小，不方便演示和觀看，加上分析天平實驗室的空間較小，學(xué)生較多，造成教師的講解和演示效果不佳。如果在實驗課前學(xué)生預(yù)習(xí)時打開 http：／／www.tudou.com／programs／view／XnIIv6hJPNo／，通過上網(wǎng)觀看“分析天平的使用”視頻，實驗效果則明顯改善。此外，分析化學(xué)的其他一些實驗的視頻資料在網(wǎng)上也很容易獲得，例如，打開http：／／www.tudou.com／programs／view／44In－102y NY／可以觀看“滴定管的使用”視頻；打開http：／／www.56.com／u51／v＿M(jìn)jcx MjI2MDg.html可以觀看“容量瓶的使用”視頻；打開http：／／www.56.com／u14／v＿M(jìn)TU2MTA3Nj M.html可以觀看“移液管的使用”視頻；打開http：／／www.56.com／u74／v＿M(jìn)TM5NTA4Nzk.html可以觀看“分光光度計的使用”視頻；打開http：／／video.baidu.com／v？word＝%D6% D8%Cl%BF%B7%D6%CE%F6＆sc＝hao123可以觀看“重量分析的操作過程”視頻等。

因特網(wǎng)正在不知不覺中改變?nèi)藗兊纳钆c學(xué)習(xí)方式，網(wǎng)絡(luò)的生動直觀、海洋般的信息量、交互便利等優(yōu)點，使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用成為近年我國高教改革研究和實踐領(lǐng)域的熱點［3］［4］。利用因特網(wǎng)上面的實驗教學(xué)資源進(jìn)行分析化學(xué)實驗前的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備，將會大大提高分析化學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量。

2 操作和體驗階段

在充分預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，學(xué)生才有資格走進(jìn)實驗室。在實驗室里，我們又應(yīng)該如何做呢？

2.1 重視教師的示范和引領(lǐng)作用

通過實驗教學(xué)，應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、負(fù)責(zé)的態(tài)度，整潔、有序的習(xí)慣，正確、規(guī)范的動作。這些素質(zhì)的養(yǎng)成，除了學(xué)生自身努力外，教師的示范和引領(lǐng)作用尤其重要。對于有些實驗的教學(xué)，往往教師認(rèn)為實驗操作簡單，學(xué)生通過實驗教材可以看懂，加之實驗時間有限，所以，教師只是講解實驗操作要點和注意事項，不去親自動手示范。當(dāng)學(xué)生操作出現(xiàn)錯誤時，就進(jìn)行批評，使得學(xué)生無所適從，造成實驗效果降低。對于第一次使用的儀器或方法，在講解實驗時，教師應(yīng)當(dāng)親手操作，示范到位，減少學(xué)生出現(xiàn)操作錯誤的機會，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。例如，首次電光分析天平的使用實驗，講解原理后，我再操作一遍給學(xué)生看，通過我的示范，學(xué)生真切地感受到，使用分析天平時，什么是輕取輕放，如何防止環(huán)碼的震蕩跳躍，如何保護天平的刀口、如何手持稱量瓶等，通過示范和引領(lǐng)，以往使用天平動作失當(dāng)，用手直接握稱量瓶的錯誤操作現(xiàn)象幾乎沒有了。又例如酸（堿）滴定管的首次使用，從查漏→洗滌→潤洗→裝液→排氣泡→滴定→讀數(shù)，教師都要示范一遍，給學(xué)生以直觀的感受，從開始就對學(xué)生的操作進(jìn)行規(guī)范。

所以，指導(dǎo)實驗的教師不僅要有豐富的理論知識，還要具備熟練的實驗操作能力，教師的演示要正確、大方，通過演示，給學(xué)生樹立一個好榜樣，使學(xué)生對實驗產(chǎn)生無窮的力量。2.2 實驗過程中教師要注意觀察每一位學(xué)生并及時進(jìn)行糾錯

雖然教師進(jìn)行了示范，但是仍然會有少數(shù)學(xué)生出現(xiàn)操作錯誤和不規(guī)范的現(xiàn)象。因此，在指導(dǎo)學(xué)生實驗過程中，教師應(yīng)盡量注意觀察到每一位學(xué)生，注意他（她）的實驗表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時講解和糾正，不讓學(xué)生把問題和遺憾帶出實驗室。例如，滴定實驗過程中比較容易出現(xiàn)的錯誤操作主要有：玻璃儀器沒有洗凈；滴定管或移液管沒有用待裝溶液潤洗；手握滴定管或移液管的姿勢不正確；不會（或不）控制滴定速度；用手直接拿稱量瓶；使用天平不輕取輕放；不注意保護電光分析天平的刀口；滴定管或分析天平的讀數(shù)不正確；滴定終點判斷錯誤；使用的玻璃儀器錯誤；實驗數(shù)據(jù)記錄不準(zhǔn)確；實驗結(jié)果不會計算等等。

2.3 實驗結(jié)束時當(dāng)堂算出實驗結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生及時正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力

學(xué)生在規(guī)定的時間里做完實驗，教師要及時檢查學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)是否完整、合理，結(jié)果是否正確。這就要求學(xué)生認(rèn)真、仔細(xì)、及時、正確地將實驗數(shù)據(jù)記錄在預(yù)習(xí)報告規(guī)定的地方，還要當(dāng)堂算出實驗結(jié)果（學(xué)生進(jìn)實驗室要帶計算器），即被測組分含量，誤差等。這樣的教學(xué)要求，可以增強學(xué)生對實驗內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決具體實驗問題的能力（我曾經(jīng)給學(xué)生總結(jié)了這樣一句笑話：“實驗中遇到最痛苦的事情是什么？最痛苦的是實驗做對了，結(jié)果卻算錯了！”），做到理論和實驗相結(jié)合，即課堂里學(xué)的理論知識，馬上在實驗中就能夠應(yīng)用，培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)用能力，學(xué)生感到口服心服。如此下來，實驗又反過來促進(jìn)學(xué)生對分析化學(xué)理論課的學(xué)習(xí)，達(dá)到了一箭雙雕的效果。比如，“銨鹽中氮含量的測定”［2］這一實驗，學(xué)生做完實驗后，教師檢查數(shù)據(jù)合理后，學(xué)生才能離開實驗室，教師首先要看學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)是否完整、合理，比如，有的學(xué)生記錄的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度保留的有效數(shù)字不正確，有的學(xué)生平均相對偏差不會計算，有的氮含量計算錯誤等問題，都在數(shù)據(jù)檢查中及時得到發(fā)現(xiàn)。我在與這些學(xué)生交流時發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這些錯誤的主要原因是這些學(xué)生對理論知識沒有徹底理解和掌握。如果實驗誤差太大，則要求實驗重做。

2.4 重視實驗思考題的解答

做完一個實驗后，實驗教材上的思考題也要進(jìn)行解答，并將回答的結(jié)果寫在實驗報告上，交給教師連同整個實驗報告一起批改，教師在下次實驗時，公布思考題的答案。通過思考題的解答，可以幫助學(xué)生對實驗中的重點和難點進(jìn)行理解，使課堂中學(xué)習(xí)的理論知識得到進(jìn)一步鞏固。例如，在“滴定分析基本操作練習(xí)”［2］實驗中有四道思考題，（1）配制NaOH溶液應(yīng)選用何種天平稱取試劑？為什么？（2）滴定管在裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液前為什么要用此溶液潤洗2－3次？移液管是否要用被取的溶液潤洗？用于滴定的錐形瓶是否需要干燥？要不要用待測溶液潤洗？為什么？（3）在每次滴定完成后，要將滴定劑加至滴定管的0.00刻度，然后再進(jìn)行下一次滴定，為什么？（4）HCl溶液與NaOH溶液反應(yīng)后，生成NaCl和水，為什么用HCl滴定NaOH采用甲基橙指示劑，而用NaOH滴定HCl采用酚酞作為指示劑？這些思考題都很有代表性，只有理論知識扎實，熟悉儀器和試劑的使用和實驗過程，才能正確回答這些問題。我在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，前三個思考題大部分學(xué)生都能正確回答，對于第四個問題，答對的學(xué)生較少。于是，我就在下次的實驗當(dāng)中，對第四道思考題進(jìn)行了解答。正確回答第四題關(guān)鍵要知道：指示劑的顏色變化是否有利于人眼的觀察，對于甲基橙指示劑，由黃色變?yōu)槌壬?，眼睛比較容易觀察，由紅色變?yōu)槌壬?，則眼睛不容易觀察；對于酚酞指示劑，由無色變?yōu)榈t色比由紅色變?yōu)闊o色更容易觀察。加深了學(xué)生對指示劑變色的理解。

3 考核和提高階段

3.1 建立統(tǒng)一科學(xué)規(guī)范的實驗考核體系

一直以來，人們總是比較重視分析化學(xué)理論課的考核，每當(dāng)理論課學(xué)完后，教師提前擬好考試卷，交學(xué)院教務(wù)處統(tǒng)一印制，理論課期末考試時，學(xué)院要安排嚴(yán)格的監(jiān)考，確保理論課的教學(xué)質(zhì)量，同樣，學(xué)生也很重視理論課的考試，考前都對理論課進(jìn)行認(rèn)真的復(fù)習(xí)，爭取考出好成績。而實驗課就沒有這樣高的“待遇”了，在我們學(xué)院，實驗課結(jié)束后，雖然有的教師也給學(xué)生進(jìn)行“考核”，但這種考核由任課教師自己說了算，沒有嚴(yán)格的考試規(guī)則，沒有監(jiān)考，隨便做一個“綜合實驗”或者“設(shè)計實驗”，由于實驗成績難于量化，教師就簡單地依據(jù)學(xué)生的實驗表現(xiàn)給個成績。顯然，這樣的現(xiàn)狀難以保證實驗教學(xué)質(zhì)量，與培養(yǎng)應(yīng)用型大學(xué)生的要求是不相符合的。我認(rèn)為，同一類高校（比如，安徽省所有的新建二本院校）建立統(tǒng)一科學(xué)規(guī)范的分析化學(xué)實驗考核體系已經(jīng)是迫在眉睫。

我在分析化學(xué)實驗教學(xué)中，對分析化學(xué)實驗考核進(jìn)行了嘗試，分析化學(xué)實驗作為一門獨立課程，其成績可由兩部分組成。第一部分是學(xué)生平時實驗成績，占總成績40%，具體考核標(biāo)準(zhǔn)見表1。第二部分為學(xué)生的實驗考試成績，占總成績60%，具體考核標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表1 分析化學(xué)實驗平時成績分配表（占實驗總成績40%）

表2 分析化學(xué)實驗期末考試評分標(biāo)準(zhǔn)（占實驗總成績60%）［5］

3.2 通過綜合實驗和設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的綜合能力

學(xué)生經(jīng)過反復(fù)、嚴(yán)格的實驗訓(xùn)練，掌握了各種實驗方法和操作技能，這只是達(dá)到了初級階段，關(guān)鍵是要學(xué)會運用學(xué)到的知識和技能解決實際問題。

（1）通過分析化學(xué)綜合實驗和設(shè)計性實驗提高學(xué)生的全面能力。過去，比較重視學(xué)生的單一實驗，忽視了綜合實驗和設(shè)計性實驗的安排。實踐證明，要提高學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰?，必須在熟悉單一實驗的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行綜合實驗和設(shè)計性實驗的訓(xùn)練。例如，分析化學(xué)綜合實驗“糖精鈷的合成和化學(xué)式的測定”，既鍛煉學(xué)生合成的能力又要根據(jù)測定數(shù)據(jù)推測出糖精鈷的化學(xué)式。又如，分析化學(xué)設(shè)計性實驗“HCl－NH4Cl溶液中二組分準(zhǔn)確濃度的測定”，學(xué)生要根據(jù)所學(xué)的知識和實驗技術(shù)，根據(jù)以下要求，自擬實驗方案，具體要求有：①所選擇的分析方法；②測定原理（包括反應(yīng)式、計算公式等）；③測定所需要的主要儀器和試劑（包括規(guī)格等級）；④操作步驟（包括標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定及試樣測定的具體過程、試樣和試劑的用量等）。

（2）通過分析化學(xué)綜合實驗和設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會質(zhì)疑，學(xué)會尋找證據(jù)的能力，加強批判性思維和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。

［1］倪靜安，商少明，翟濱.無機及分析化學(xué)教程［M］.北京：高等教育出版社，2006（5）：18.

［2］楊 梅，梁信源，黃富嶸.分析化學(xué)實驗［M］.上海：華東理工大學(xué)出版社，2005.

［3］李克東，黃曉地，謝幼如.多媒體技術(shù)的應(yīng)用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，1996.

［4］謝新觀，劉雍潛，楊炳任.教育技術(shù)－邁向21世紀(jì)教育的選擇［M］.北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1999.

［5］鄭吉圓.食品質(zhì)量檢驗員（國家職業(yè)資格四級）［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2008：220－221.

O652.1

A

1673－1794（2011）05－0121－03

王光榮（1963－），男，副教授，研究方向，分析化學(xué)。

蚌埠學(xué)院重點課程（ZDKC0807）

2011－07－23