[摘要]原子吸收光譜法測定水中金屬含量實驗是儀器分析實驗課中重要的實驗之一,也是測定環(huán)境樣品中重金屬含量的主要方法。以往實驗教學(xué)中存在的問題是:學(xué)生實驗前缺乏預(yù)習(xí),實驗不認真,缺乏完善的考核辦法;教學(xué)形式單一,手段呆板落后。通過實驗教學(xué)改革,培養(yǎng)了獨立思考能力,激發(fā)了主觀能動性,提高了學(xué)生綜合素質(zhì)。
[關(guān)鍵詞]原子吸收光譜法 實驗教學(xué) 教學(xué)改革
儀器分析是分析化學(xué)的重要部分,是化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、石油化工等專業(yè)必修的基礎(chǔ)課之一,是一門直接面向生產(chǎn)、生活、科研的實踐性很強的學(xué)科,因而具有相當?shù)募夹g(shù)性和獨立性,儀器分析實驗是該課程的重要組成部分,可使學(xué)生進一步理解各類儀器分析方法的基本原理,掌握他們的基本實驗方法和操作技術(shù),學(xué)會使用典型儀器,了解常用儀器的基本構(gòu)造、特點和應(yīng)用范圍,提高處理數(shù)據(jù)的能力,為以后從事生產(chǎn)和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。而原子吸收實驗是儀器分析實驗課中重要的實驗之一,也是測定環(huán)境樣品中重金屬含量的主要方法,每年實驗班次多,學(xué)生流量大,如何提高實驗效率、培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力,保質(zhì)保量的完成實驗教學(xué)工作是擺在教育工作者面前的一大課題,結(jié)合原子吸收實驗的實際,對該實驗教學(xué)過程中存在的一些問題進行了改革,從實踐來看,確實收到了良好的效果。
一、原子吸收實驗的原理
原子吸收法,就是必須使定量分析的元素全部呈原子狀態(tài)。采用原子吸收法進行定量分析的元素是處于原子狀態(tài)而存在于火焰之中,使特定波長的光從其中通過,原子狀態(tài)數(shù)目的多少決定了光被吸收的程度。最后測定其吸光度來測定被分析元素的濃度。
二、原子吸收實驗教學(xué)存在的問題
根據(jù)多年的實驗教學(xué)經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)原子吸收實驗教學(xué)中主要存在以下幾個問題:
1.學(xué)生實驗前缺乏預(yù)習(xí),實驗不認真
由于原子吸收實驗儀器少,學(xué)生做實驗時需要分成好幾個小組來進行,這就使得有些同學(xué)實驗前不預(yù)習(xí),實驗過程中只看不做,蒙混過關(guān)或?qū)嶒灢徽J真。
2.缺乏完善的考核辦法
在原子吸收實驗教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容顯得有些單薄,且考核辦法不完善,實驗成績主要以實驗報告為主,這就使得學(xué)生不重視實驗過程,實驗流于形式。
3.教學(xué)形式單一,手段呆板落后
由于教學(xué)設(shè)備條件的限制及其它因素,在原子吸收實驗教學(xué)中,多是教師講授操作方法,讓學(xué)生做,實驗課以老師為中心,學(xué)生總是跟著老師的指導(dǎo)或按實驗指導(dǎo)書走,機械地照搬實驗指導(dǎo)書做實驗。采用這種實驗教學(xué)方法,對學(xué)生來說沒有壓力,不利于獨立思考和動手能力的培養(yǎng),更不利于開發(fā)學(xué)生的聰明才智,不能培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
三、 原子吸收實驗教學(xué)的改革與探索
1.強化預(yù)習(xí)制度
實驗預(yù)習(xí)是提高實驗效果的一個重要環(huán)節(jié)。實驗前,充分預(yù)習(xí)實驗的原理、步驟及儀器的使用方法。在實驗記錄本上,擬訂好操作步驟、畫好記錄數(shù)據(jù)的表格,寫明作實驗的關(guān)鍵。要求學(xué)生通過書寫實驗預(yù)習(xí)報告,復(fù)習(xí)有關(guān)的理論知識,進一步明確實驗的要求與內(nèi)容。對預(yù)習(xí)的檢查可采用實驗前提問或檢查預(yù)習(xí)報告等形式來實現(xiàn),并將預(yù)習(xí)情況納入實驗總成績。預(yù)習(xí)不合格者不得隨堂做實驗。學(xué)生通過預(yù)習(xí),再做實驗時就能做到心中有數(shù)。經(jīng)觀察,課前能認真預(yù)習(xí)的學(xué)生,在實驗操作的過程中比較順利,且往往能提出一些問題與指導(dǎo)教師探討,效果也比較好。通過強化預(yù)習(xí),使學(xué)生在實驗中增強了主動性,思維能力和動手能力都有了明顯的提高,同時也培養(yǎng)了學(xué)生探索創(chuàng)新和積極獲取知識的習(xí)慣。
2.完善考核辦法
隨著改革的深入,人才培養(yǎng)已從過去的應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化,考試成績應(yīng)體現(xiàn)出學(xué)生動手能力、分析解決問題及創(chuàng)新能力,實驗是這些能力的很好體現(xiàn),原子吸收實驗也是如此。強化實驗過程:仔細觀察,認真思考,如實地記錄實驗數(shù)據(jù)及實驗現(xiàn)象,實驗數(shù)據(jù)不得隨意涂改;在實驗過程中要保持實驗場所整潔、安靜,節(jié)約使用藥品、試劑和水、電、氣,愛護儀器。最后的實驗成績包括預(yù)習(xí)報告的編寫、實際實驗?zāi)芰皩嶒瀳蟾娴木帉懭齻€部分,并把實驗成績納入考試總成績,使學(xué)生從另一方面認識到實驗的重要性,調(diào)動其積極性。
3.改變實驗教學(xué)方式
(1)合理安排講授與實驗操作時間
一般實驗課時間安排,約用20-30分鐘的時間來講授實驗的要求、原理、步驟及要點,然后由學(xué)生進行標準溶液和待測水樣的配制,當學(xué)生完成后,再對儀器進行結(jié)構(gòu)、原理、操作步驟的講解,然后讓學(xué)生對其配制的待測溶液進行測定。在講授時間的安排上,若時間過長,會影響學(xué)生的實際操作時間;若不講或講的時間太短,學(xué)生一知半解,不領(lǐng)會實驗的意圖及要點,甚至出現(xiàn)實驗失誤。
(2)積極對學(xué)生進行引導(dǎo)
實驗時,為提高學(xué)生對實驗的興趣,把日常生活中涉及到的各種水樣作為學(xué)生實驗中的測定對象(有自來水、礦泉水、水庫中的水、海水等等)。充分考慮到各個層次學(xué)生的能力,積極對學(xué)生進行引導(dǎo),發(fā)揮學(xué)生的主動性,對學(xué)生在實驗過程中提出的問題,一般不做正面的回答,而是圍繞問題進行引導(dǎo),讓學(xué)生積極思考,獨立解決,并鼓勵學(xué)生改進實驗方法及采用多途徑完成實驗內(nèi)容,且給予加分。
(3)規(guī)范實驗報告
實驗報告的編寫應(yīng)包括實驗題目、完成日期、姓名、合作者;試驗?zāi)康?、原理、儀器及實驗步驟;實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果計算,誤差討論三個部分。實驗報告的規(guī)范完成是對實驗的總結(jié)及實驗效果的綜合反映,對分組實驗的要一起送交和批閱,規(guī)范報告的書寫格式,并將優(yōu)秀實驗報告進行展覽,而雷同報告則為不合格。
(4)實行開放式教學(xué)
以前的學(xué)生實驗都是安排在規(guī)定的時間內(nèi)進行,這種實驗方式在一定程度上束縛了學(xué)生的手腳,為了更好的把主動權(quán)交給學(xué)生,原子吸收實驗室實行了開放實驗室,學(xué)生除了完成必要的實驗課外,可以另外預(yù)約實驗時間進行更深入的實驗研究。此類實驗是在前面實驗的基礎(chǔ)上進行的,旨在幫助學(xué)生全面掌握所學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生綜合利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。安排的內(nèi)容可以對日常生活中接觸到的樣品進行分析和測試,也可在教師指導(dǎo)下對實驗過程中發(fā)現(xiàn)的新問題進行反復(fù)實驗,或按自己的興趣自選題目。要求學(xué)生運用已掌握的理論知識,由學(xué)生獨立進行實驗方案設(shè)計,觀察實驗現(xiàn)象,分析實驗結(jié)果,寫出實驗報告。
實踐證明,實行開放式實驗教學(xué)是改革原子吸收實驗教學(xué)及其它實驗教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié),雖然有一定的難度和深度,但對學(xué)生很有吸引力,能使學(xué)生從被動應(yīng)付實驗變?yōu)橹鲃訉嶒?,不僅提高了基本操作技能,也發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性,并取得了很好的效果。
四、 結(jié)束語
通過教學(xué)改革的不斷深入發(fā)展,原子吸收實驗教學(xué)得到了逐步的加強和完善,取得了良好的效果。學(xué)生做實驗不再盲目跟從,千篇一律,培養(yǎng)了獨立思考能力,激發(fā)了主觀能動性,實驗操作能力得到了一定程度的提高,提高了學(xué)生綜合素質(zhì),取得了一定成效,但實驗改革任重道遠,仍有大量的工作要做,有待于進一步探索。
(作者單位:中國石油大學(xué)〈華東〉化學(xué)化工學(xué)院)