分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法初探

周　瑞

(西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西　西安　710065)

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分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法初探

周瑞

(西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西西安710065)

針對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，闡述了開(kāi)設(shè)驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的必要性。從基本操作技能的訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析和課堂互動(dòng)三個(gè)方面分別討論了如何更好的開(kāi)設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本功；在開(kāi)設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，說(shuō)明了開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的必要性，對(duì)如何利用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)學(xué)生探究科學(xué)的積極性和創(chuàng)造性提出了幾點(diǎn)建議；認(rèn)為今后分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展方向應(yīng)該由驗(yàn)證性轉(zhuǎn)向驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性并行的教學(xué)方式。

分析化學(xué)；實(shí)驗(yàn)；驗(yàn)證性；設(shè)計(jì)性

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高?；瘜W(xué)教育的重要組成部分逐漸得到各大高校和專業(yè)院系的重視。傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，其目的在于鞏固課堂知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能、從事自然科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度。但是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生按部就班完成實(shí)驗(yàn)，操作技能不規(guī)范，不積極思考實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象深層次的原因，無(wú)法達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。本文將對(duì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使其掌握扎實(shí)的基本功，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，做到融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力進(jìn)行探討。

1　培養(yǎng)扎實(shí)的基本功

分析化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即隨課堂中所學(xué)基本分析方法的驗(yàn)證。所選實(shí)驗(yàn)的分析方法典型，現(xiàn)象明顯，與課本知識(shí)結(jié)合緊密，重在培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度?；炯寄馨ú僮骷寄芎蛿?shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)分析能力，準(zhǔn)確規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作關(guān)系到實(shí)驗(yàn)安全和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果式試驗(yàn)過(guò)程的最終表達(dá)形式，選擇科學(xué)合理的數(shù)據(jù)分析方法在整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中至關(guān)重要。更重要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生建立正確的科學(xué)研究態(tài)度。

1.1基本操作技能的訓(xùn)練

實(shí)驗(yàn)操作基本技能訓(xùn)練是分析化學(xué)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)掌握的基本技能有稱量、滴定、移液、溶液配制和標(biāo)定等。課程的對(duì)象是大學(xué)一年級(jí)的新生，部分同學(xué)在中學(xué)時(shí)期沒(méi)有進(jìn)行過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的相關(guān)培訓(xùn)，在最初的幾堂課中，操作不規(guī)范，需要反復(fù)糾正。所以，教師在授課時(shí)應(yīng)做好規(guī)范的操作演示和講解，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)巡視，及時(shí)糾正學(xué)生在操作中的問(wèn)題。為了能夠更準(zhǔn)確的把握實(shí)驗(yàn)課堂，在實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始之前，教師需提前預(yù)作實(shí)驗(yàn)，一方面可以熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，了解實(shí)驗(yàn)中可能出問(wèn)題的環(huán)節(jié)；另一方面，可以提前處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確評(píng)價(jià)[1]。

1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、處理和分析

科學(xué)地記錄和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，給出定性、定量分析報(bào)告是分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程非常重要內(nèi)容之一。操作只是實(shí)驗(yàn)的一部分，實(shí)驗(yàn)過(guò)程最終要以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的形式來(lái)體現(xiàn)，做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、處理、分析，實(shí)驗(yàn)過(guò)程才完整。但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)課堂中，往往過(guò)于強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作部分，數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理容易被忽略，無(wú)法得出正確的結(jié)論。指導(dǎo)教師可以結(jié)合實(shí)例深入淺出的講解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和分析的重要性，讓學(xué)生從思想上重視起來(lái)，并做出具體要求。比如，原始數(shù)據(jù)需如實(shí)記錄在原始數(shù)據(jù)記錄本上，應(yīng)以表格的形式記錄；該數(shù)據(jù)不得隨意涂改，記錄本不能缺頁(yè)，保持整潔?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)一般測(cè)試三組平行樣本，計(jì)算相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差，誤差應(yīng)在實(shí)驗(yàn)要求的范圍之內(nèi)，否則應(yīng)重新測(cè)定。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)該給出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在報(bào)告中應(yīng)該體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、主要的試劑、儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理的過(guò)程、圖表和結(jié)論，結(jié)合理論知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，分析誤差原因以及減小誤差的措施。也可針對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行討論，提出自己的觀點(diǎn)。報(bào)告撰寫(xiě)是對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，整理消化知識(shí)的過(guò)程，是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的一種手段，也為今后的科研論文撰寫(xiě)打下一定得基礎(chǔ)。

1.3課堂互動(dòng)

分析化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基本上采用滴定的方法進(jìn)行樣品分析，分析方法類似，實(shí)驗(yàn)單調(diào)，學(xué)生按照課本流程即可完成實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致部分同學(xué)即使完成實(shí)驗(yàn)也不知道為什么，采用的是什么方法，這樣就失去了實(shí)驗(yàn)本身的意義。所以，指導(dǎo)教師在講授時(shí)應(yīng)有意識(shí)地為學(xué)生創(chuàng)造問(wèn)題情境，對(duì)某些環(huán)節(jié)的交待要留有一定的余地，采取拋磚引玉的方法，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生疑慮，激發(fā)學(xué)生的思維。或者通過(guò)提問(wèn)的方式與學(xué)生互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，活躍課堂氣氛。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)個(gè)別問(wèn)題或者個(gè)別特殊現(xiàn)象時(shí)，可及時(shí)向全班同學(xué)提出，鼓勵(lì)大家思考問(wèn)題原因，解決的方案等。例如:在水的硬度測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在測(cè)定總硬度時(shí)使用鉻黑T指示劑，但是溶液并未出現(xiàn)應(yīng)有的酒紅色，無(wú)法判斷滴定終點(diǎn)。這時(shí)可以引導(dǎo)同學(xué)們思考問(wèn)題原因，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象是因?yàn)樵撏瑢W(xué)的水樣本是蒸餾水而不是自來(lái)水時(shí)，他們會(huì)進(jìn)一步是因?yàn)檎麴s水中的Ca2+和Mg2+已被除去，沒(méi)有了與指示劑發(fā)生絡(luò)合的金屬離子，那么水樣自然就不會(huì)顯示出酒紅色了。這樣就會(huì)大大激發(fā)同學(xué)們濃厚的學(xué)習(xí)興趣。所提的問(wèn)題不一定要復(fù)雜難解，關(guān)鍵在于讓學(xué)生的腦筋動(dòng)起來(lái)，將注意力集中在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。

2　能力拓展——開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

開(kāi)設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱岣邔W(xué)生的操作熟練度，鞏固知識(shí)，但是與課本點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)很難拓寬學(xué)生的知識(shí)面。所以，在具有熟練基本操作技能和一定理論知識(shí)的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情，為學(xué)生提供一個(gè)展現(xiàn)自我的平臺(tái)，是今后實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展方向。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在給定題目后，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)，題目要求。其中包括查閱相關(guān)資料，確定試驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)步驟、選擇儀器、試劑、配制溶液、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，撰寫(xiě)報(bào)告等內(nèi)容。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)介于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新型科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間，模擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，利用已知的科學(xué)問(wèn)題對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，老師只起到指導(dǎo)的作用。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在具備多了扎實(shí)的基本功的條件下開(kāi)設(shè)的，重在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)綜合的運(yùn)用，獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的初步科研能力，激發(fā)學(xué)生不斷探索和創(chuàng)新的精神[2]。

2.1設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題是指導(dǎo)教師應(yīng)該慎重考慮的問(wèn)題，課題選擇是否恰當(dāng)是學(xué)生能否順利完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，達(dá)到教學(xué)目的的關(guān)鍵。

首先，題目難度要適中。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)需在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)完成，所選課題不應(yīng)偏離基礎(chǔ)知識(shí)太遠(yuǎn)，難度不能過(guò)大。題目難度太大，學(xué)生感到無(wú)從下手，容易產(chǎn)生挫敗感和厭學(xué)情緒；難度過(guò)小又達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。應(yīng)該以學(xué)生通過(guò)查閱資料并結(jié)合所學(xué)知識(shí)可以設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案為宜。這樣能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的興趣，樹(shù)立信心。

其次，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的題目最好能與生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)的知識(shí)面應(yīng)當(dāng)盡量廣泛題目要不斷更新。與實(shí)際生產(chǎn)或者生活相關(guān)的課題可以引起學(xué)生的好奇心，有利于實(shí)驗(yàn)的推進(jìn)。這就要求教師應(yīng)該不斷更新知識(shí)，了解現(xiàn)代化學(xué)化工技術(shù)的熱點(diǎn)，提高自己的業(yè)務(wù)水平。

第三，選題時(shí)要充分考慮實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施是否能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)是否充足等問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)盡量為學(xué)生提供良好的環(huán)境和較為靈活的時(shí)間，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

2.2實(shí)驗(yàn)方案的擬定

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不同于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有現(xiàn)成的方法直接使用。例如，漂白精中總鈣量的測(cè)定可以使用鈣指示劑和EDTA配位滴定法測(cè)定，但是由于漂白精中的次氯酸會(huì)使鈣指示劑褪色，干擾測(cè)定，所以需要先想辦法將次氯酸還原，這就需要學(xué)生用自己所學(xué)的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案。往往實(shí)驗(yàn)方案和路線并不是唯一的，要鼓勵(lì)學(xué)生多查閱文獻(xiàn)，開(kāi)拓思路，與小組成員展開(kāi)討論?？梢圆捎眯〗M交流會(huì)的形式讓學(xué)生分別闡述各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合評(píng)比，最終確定出簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)可靠的實(shí)驗(yàn)方案。

2.3發(fā)揮自主性

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)從選題到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的每一個(gè)過(guò)程，學(xué)生都應(yīng)該積極參與，主動(dòng)組織完成。從藥品的購(gòu)買、儀器的使用、實(shí)驗(yàn)方案的擬定到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐和進(jìn)度安排等，分一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該主要依靠學(xué)生自主進(jìn)行，指導(dǎo)教師把握大的方向，啟發(fā)引導(dǎo)即可，在保證實(shí)驗(yàn)安全和得到能夠正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件滿足學(xué)生的要求[3]。即學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，將知識(shí)、能力、素質(zhì)、三要素有機(jī)的結(jié)合起來(lái)[4]，讓學(xué)生通過(guò)自己的努力在科學(xué)研究的道路上收獲信心。

3　結(jié)　論

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)主要培養(yǎng)學(xué)生端正的科學(xué)態(tài)度，扎實(shí)的操作技能以及數(shù)據(jù)記錄處理和分析的能力，在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可或缺。在此基礎(chǔ)上加開(kāi)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，拓展知識(shí)面，激發(fā)創(chuàng)新性思維，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)自己所學(xué)專業(yè)的的興趣。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)今后的發(fā)展方向應(yīng)該從單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)為驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性并行的實(shí)驗(yàn)思路，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，加深對(duì)理論知識(shí)更深層次的理解，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，培養(yǎng)出更能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和需求的人才。

[1]王芬.改革分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2000(7):68-69.

[2]郭彩紅,李蘭,謝川,等.多媒體技術(shù)在大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2016,8(3):115-116.

[3]賈素云,高艷陽(yáng),徐春彥.“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)與管理方法的研究[J].化工高等教育,2006(5):36-37.

[4]張劍榮.構(gòu)建研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].中國(guó)大學(xué)教育,2014(7): 84-87.

Discussion on Teaching Methods of Analytical Chemistry Experiment

ZHOU Rui

(Academic of Chemical Engineering, Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China)

TothecurrentsituationofteachingofAnalyticalChemistryExperiment,theimportanceofverifiedexperimentteachingwasexplained.Somesuggestionsofhowtostartverifiedexperimentandcultivationofthesteadybasicskillsweregivenfromtheviewsofbasicskillstraining,theprocessingofexperimentaldataandclassinteraction.Thenecessityofopendesignexperimentwasanalyzed.Howtomobilizetheinitiativeandcreativityofstudentswasdiscussedtakingadvantageofopendesignexperiment.OpinionsaboutthedevelopmentdirectionofAnalyticalChemistryExperimentteachingwereraised,whichshouldchangedfromverifiedexperimenttotheparallelmodeinverifiedandopendesignexperiment.

AnalyticalChemistry;experiment;verifiedexperiment;designexperiment

周瑞(1980-)，女，工程師，主要從事應(yīng)用化學(xué)研究。

O6-31

B

1001-9677(2016)013-0218-02