【摘 要】隨著高等學(xué)校規(guī)模及招生比例和新專業(yè)的不斷增加、實驗室建設(shè)投入的增大及實驗儀器設(shè)備條件的改善，在近十年的發(fā)展建設(shè)過程中，實驗項目進行了兩次較大的調(diào)整，在保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)上注重對實驗教學(xué)內(nèi)容改革的相關(guān)因素研究及實踐，充分體現(xiàn)了先進性、環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約和安全的原則，在教學(xué)實踐中形成了較符合學(xué)生實際的、具有良好教學(xué)效率的實驗內(nèi)容體系。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)現(xiàn)狀的變化 實驗內(nèi)容改革 實踐

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）20－0021－02

我國高等教育大眾化是從1999年高校大規(guī)模招生開始的，截至2007年，全國各類高等教育總規(guī)模超過2700萬人，高等教育毛入學(xué)率達到23%。隨著高等學(xué)校規(guī)模及招生比例的增大、專業(yè)數(shù)量的不斷增加、實驗室建設(shè)投入的增大及實驗儀器設(shè)備條件的改善，實驗教學(xué)項目內(nèi)容發(fā)生了很大的變化。本文以無機及分析化學(xué)實驗這門課程為例，分析了教學(xué)現(xiàn)狀的變化情況，總結(jié)了實驗內(nèi)容改革應(yīng)考慮的相關(guān)因素和實踐經(jīng)驗。

無機及分析化學(xué)是材料科學(xué)、環(huán)境工程、生物工程等本科專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課，在十年的發(fā)展建設(shè)過程中，無機及分析化學(xué)實驗的實驗項目進行了兩次較大的調(diào)整，在保持穩(wěn)定的基礎(chǔ)上注重對實驗教學(xué)內(nèi)容改革相關(guān)因素的研究及實踐，充分體現(xiàn)了儀器設(shè)備的先進性、注重環(huán)境保護、節(jié)約能源、水資源和藥品、重視安全的原則。通過教師的職業(yè)活動參入可持續(xù)發(fā)展行動，科學(xué)講求職業(yè)經(jīng)濟，將公民參入可持續(xù)發(fā)展的方式落到實處，在實踐中形成了比較符合學(xué)生實際的、具有良好教學(xué)效果的實驗內(nèi)容體系，為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)實驗和將來的科學(xué)研究打下了必要的化學(xué)基礎(chǔ)。

一 教學(xué)現(xiàn)狀的變化情況

1．專業(yè)數(shù)量及學(xué)生數(shù)量的變化情況

1999年以前，分析化學(xué)實驗室承擔(dān)材料科學(xué)與工程學(xué)院的金屬材料和無機非金屬材料兩個專業(yè)的實驗教學(xué)任務(wù)，2001年增加了材料物理和環(huán)境工程兩個專業(yè)，2003年增加了高分子材料和生物工程兩個專業(yè)，2007年又增加了熱能與動力工程和石油工程兩個專業(yè)，已經(jīng)達到8個專業(yè)；學(xué)生人數(shù)也有較大增幅，由1999年的210人增加到2007年的540人，增幅達到157%。從2000年的兩個專業(yè)七個班到2007年增加到八個專業(yè)18個班。由于人數(shù)增幅較大，給實驗教學(xué)也帶來很大壓力。

2．實驗所需儀器設(shè)備的變化情況

無機及分析化學(xué)實驗涉及儀器的實驗內(nèi)容較多，主要有：加熱；固液分離；沉淀的烘干、灼燒；試樣的稱重；溶液pH值測定；電導(dǎo)率的測定、分光光度法測量元素含量等。用到的儀器設(shè)備主要有：水浴鍋、電沙浴、減壓抽濾裝置、離心機、烘箱、馬弗爐、電光分析天平、電子天平、酸度計和分光光度計等。實驗所需儀器設(shè)備的變化情況（見表1）。

就2007年與1999年的比較情況來看，在加熱儀器上淘汰了耗能高的電沙浴和馬弗爐；分離儀器用循環(huán)式水真空泵代替了原來的玻璃抽濾裝置；稱重儀器用電子分析天平取代了全自動的電光分析天平；溶液pH值測定用數(shù)顯酸度計（復(fù)合電極）取代了指針式酸度計（玻璃電極、甘汞電極），電極不容易損壞，儀器穩(wěn)定性好；增加了用數(shù)顯電導(dǎo)率儀測定溶液電導(dǎo)率的實驗內(nèi)容；溶液吸光度的測定補充了性能穩(wěn)定的分光光度計，這些儀器的更換及增加在實驗教學(xué)中發(fā)揮了較大作用。

3．實驗項目的變化情況

無機及分析化學(xué)實驗課時少，同時涵蓋無機化學(xué)、分析化學(xué)兩門課程，精選實驗項目進行必要的改革非常重要，減少重復(fù)性、驗證性實驗，增加綜合性實驗一直是實驗內(nèi)容改革的重點。2000年以來，對分析化學(xué)的對實驗內(nèi)容的改革一直在進行，經(jīng)過2003年和2007年兩次大的調(diào)整，基本形成了穩(wěn)定的、教學(xué)效果較好的實驗項目。實驗項目的變化情況（見表2）。

2003年將光度法的實驗鋼樣中錳元素含量的測定改為鄰二氮菲吸光光度法測定微量鐵，實驗步驟中減去了用沙浴溶解鋼樣的過程；2007年用乙酸解離常數(shù)的測定代替了分析天平稱量練習(xí)，用自來水水質(zhì)檢驗及其硬度的測定代替了自來水總硬度的測定，經(jīng)過近三年的教學(xué)實踐，取得了良好的教學(xué)效果。

二 實驗教學(xué)內(nèi)容改革相關(guān)因素的分析及實踐

圍繞專業(yè)人才知識結(jié)構(gòu)要求與能力的培養(yǎng)，適應(yīng)學(xué)生及實驗室建設(shè)的現(xiàn)實狀況，在實驗項目改革過程中始終堅持從實際出發(fā)，了解學(xué)生具備的化學(xué)實驗?zāi)芰陀∠笊羁痰膶嶒瀮?nèi)容，分析這些實驗具有的特點，體現(xiàn)在實驗項目的選擇上。由于學(xué)生人數(shù)的大幅增加，電能、水資源、藥品的消耗量及實驗中有毒、有害氣體的排放量明顯增多，實驗項目改革的重點就是減少電能及水資源的消耗，節(jié)約藥品；減少或消除有毒、有害氣體的排放，在不影響人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下通過先進儀器設(shè)備的使用達到節(jié)約資源、保護環(huán)境的目的。

1．重視對學(xué)生實驗?zāi)芰芭d趣的調(diào)查研究，增強實驗教學(xué)的針對性

2007年，我們在2007級的10個與化學(xué)學(xué)科關(guān)系緊密的專業(yè)中進行了問卷調(diào)查，通過對調(diào)查問卷的分析，形成了對大學(xué)新生總體實驗?zāi)芰Φ恼J(rèn)識，認(rèn)為大學(xué)新生作為教育的對象具有特殊性，受到經(jīng)濟發(fā)展水平、教育水平、學(xué)校層次、實驗條件、教師對實驗的重視程度及個人喜好等不同因素的影響，使這一受教育群體在實驗?zāi)芰Ψ矫娲嬖谳^大差異。針對教育對象的實際情況，在實驗內(nèi)容改革上注重強調(diào)基礎(chǔ)，難度適中，從而增強了實驗教學(xué)內(nèi)容改革的針對性。

在分析化學(xué)實驗部分，通過兩個實驗進行滴定基本操作的訓(xùn)練；增加的乙酸解離常數(shù)的測定實驗和無機化學(xué)實驗部分的水溶液中的解離平衡實驗都用到了酸度計，通過間隔重復(fù)的使用加深印象。無機及分析化學(xué)實驗選擇的實驗內(nèi)容具有實驗現(xiàn)象明顯、有新奇感，動手操作多，滴定終點靈敏，使用儀器較多的特點，取得了良好的教學(xué)效果。

2．充分發(fā)揮先進儀器設(shè)備在教學(xué)中的作用，提高實驗教學(xué)效果

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，先進的儀器設(shè)備不斷出現(xiàn)，先進儀器設(shè)備的使用會提高效率、增強數(shù)據(jù)的可靠性，提高實驗教學(xué)效果。分析天平稱量練習(xí)實驗中用到的全自動電光分析天平已屬于淘汰產(chǎn)品，儀器故障多維修困難，操作復(fù)雜、時間長、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，現(xiàn)已被電子分析天平所取代，電子分析天平操作簡單、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，學(xué)生不需要長時間的學(xué)習(xí)訓(xùn)練就可掌握，2006年則刪除了分析天平稱量練習(xí)的實驗。2007年用自來水水質(zhì)檢驗及其硬度的測定實驗代替了自來水總硬度的測定，在內(nèi)容上除原來的自來水硬度測定外，又增加了自來水與去離子水中離子的檢驗和自來水與去離子水電導(dǎo)率的測定的實驗內(nèi)容，通過增加的數(shù)顯電導(dǎo)率儀使用擴充了實驗內(nèi)容，結(jié)果精確，使學(xué)生對水質(zhì)檢驗有了更加全面的認(rèn)識。這些先進儀器設(shè)備的使用為取得好的教學(xué)效果提供了物質(zhì)保證，在實驗教學(xué)中發(fā)揮了不可替代的作用。

3．注重環(huán)境保護，減少實驗中有害氣體的排放

實驗室的“三廢”排放問題已越來越引起高度的重視，在無機及分析化學(xué)實驗項目中，2002年以前的鋼樣中錳元素含量的測定實驗存在有害氣體排放問題，這個實驗要用混合酸溶解鋼樣，實驗過程中要產(chǎn)生大量的高濃度的酸煙，排放到大氣中對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，這個實驗內(nèi)容屬于分析化學(xué)的光度法，是學(xué)生必須要掌握的。2003年改為鄰二氮菲吸光光度法測定微量鐵實驗，測定的是水樣中的微量鐵元素，減少了溶樣的過程，杜絕了有害氣體的排放。

4．節(jié)約能源和水資源，減少耗電多、浪費水的儀器使用

2000年無機及分析化學(xué)實驗項目中的鋼樣中錳元素含量的測定、2003年的碳酸鈉制備及其含量的測定實驗中用到的電沙浴和馬弗爐都屬于功率高的設(shè)備，其中碳酸鈉制備過程需要在300℃條件下灼燒1小時，實驗時間長，電能浪費大，在班級數(shù)目增加的情況下不適合，在實驗項目調(diào)整中去掉。

重量法測定未知樣中硫酸根離子的含量和碳酸鈉制備及其含量的測定實驗中都用到了減壓抽濾裝置，傳統(tǒng)的抽濾裝置水不能循環(huán)，每抽濾一次要用掉大量的自來水，并且抽濾效率低、時間長，抽濾裝置容易打碎，浪費大。之后采用了循環(huán)式的水真空泵后，大大縮短了實驗時間，減少了玻璃儀器的損壞，節(jié)約了水資源。

5．增強節(jié)約意識，在保證實驗效果的前提下盡可能少用藥品

加強對實驗教學(xué)內(nèi)容的研究，在保證實驗效果的前提下盡可能少用藥品。在自來水水質(zhì)檢驗及其硬度的測定實驗中要用到較大量的NH3—NH4Cl緩沖溶液，這種緩沖溶液在教材中有4種不同的配制方法，配制1升該溶液需要的藥品分別是（1）NH4Cl 54g，濃氨水63mL；（2）NH4Cl 54g，濃氨水126mL；（3）NH4Cl 54g，濃氨水350mL；（4）NH4Cl 20g，濃氨水100mL。通過對4種溶液電位滴定得到的滴定曲線進行分析，發(fā)現(xiàn)（4）號NH3—NH4Cl緩沖溶液完全可以滿足該實驗的要求。相比較（3）號緩沖溶液而言，每配制1升緩沖溶液可節(jié)約氯化銨34克，約63%，節(jié)約濃氨水250毫升，約71%，同樣可以達到實驗要求。

6．增強安全意識，減少實驗中的不安全因素

實驗室中的不安全因素很多，如，強腐蝕性藥品的使用、刺激性有害氣體、高溫加熱及高功率電器設(shè)備的使用等。在2000年無機及分析化學(xué)實驗項目中的鋼樣中錳元素含量的測定的實驗中，同時具有以上不安全因素，這樣的實驗應(yīng)被替換。

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〔責(zé)任編輯：王以富〕