蔡艷榮渤海大學(xué)　遼寧錦州　121000

高校環(huán)境類實驗課預(yù)習(xí)模式和方法探討

蔡艷榮
渤海大學(xué)遼寧錦州121000

探討了預(yù)習(xí)在實驗課中的重要性，結(jié)合實例對驗證型實驗、綜合型實驗、設(shè)計型實驗和創(chuàng)新型實驗的預(yù)習(xí)模式進行了分析。

預(yù)習(xí)；驗證型實驗；綜合型實驗；設(shè)計型實驗；創(chuàng)新型實驗

1　預(yù)習(xí)在實驗課中的重要性

環(huán)境科學(xué)和環(huán)境工程是一門實驗實踐性學(xué)科，在教學(xué)中除了理論課教學(xué)以外，還設(shè)置了一系列的實驗課。一般實驗課的實驗過程都包括預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、實驗操作環(huán)節(jié)和實驗結(jié)果匯總環(huán)節(jié)等。在實驗教材、實驗課堂上，關(guān)于實驗課程都強調(diào)了預(yù)習(xí)的重要性。學(xué)生在實驗預(yù)習(xí)時疑惑不解的地方往往是實驗的重點和難點部分。[1]馬余敏曾就實驗教學(xué)中預(yù)習(xí)的重要性進行過論述，論文中指出，由于預(yù)習(xí)時沒有教師的督促，一些學(xué)生沒有預(yù)習(xí)，只是在做實驗前聽教師指點性地講解了實驗中的關(guān)鍵步驟，導(dǎo)致無法跟上教師的講解思路，對如何做好實驗感到困惑，實驗結(jié)果非常不理想。[2]路平等針對開放實驗方式進行了實踐與探討，介紹了實驗的預(yù)習(xí)過程采用資料預(yù)習(xí)、現(xiàn)場預(yù)習(xí)和仿真預(yù)習(xí)相結(jié)合的實驗預(yù)習(xí)方式，嚴把實驗預(yù)習(xí)關(guān)，提高了學(xué)生綜合分析和實驗方案設(shè)計能力。[3]張志立在實驗教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生預(yù)習(xí)報告與實驗報告相差無幾，有時甚至用實驗報告來代替預(yù)習(xí)報告。因此，引導(dǎo)學(xué)生正確預(yù)習(xí)，構(gòu)建了不同類型實驗的預(yù)習(xí)引導(dǎo)方案，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。

2　預(yù)習(xí)過程存在的問題

實驗時學(xué)生雖然了解預(yù)習(xí)的重要性，但是在實際實驗實施過程中預(yù)習(xí)存在著一系列的問題，主要體現(xiàn)在以下方面：

2.1照抄教材

學(xué)生在預(yù)習(xí)時，直接照抄教材或講義上內(nèi)容，沒有經(jīng)過認真思考，沒有理解實驗內(nèi)容，只是為了完成實驗預(yù)習(xí)任務(wù)而抄寫一遍。由于實驗前對實驗原理沒有理解，對實驗步驟沒有分析，實驗課上簡單聽講以后，臨時一邊看實驗步驟，一邊照單抓藥、進行實驗。這樣的實驗預(yù)習(xí)，學(xué)生在實驗前沒有深入理解實驗內(nèi)容，實驗課上學(xué)生只是機械地操作一遍，達不到掌握實驗內(nèi)容、提高實踐能力的目的。

2.2預(yù)習(xí)內(nèi)容與實際實驗內(nèi)容不相符

有的實驗教材與實際實驗內(nèi)容有部分不完全一致，尤其是一些應(yīng)用到儀器器材的實驗課程，實驗室的儀器型號與實驗教材上的儀器型號往往不一致，學(xué)生課前預(yù)習(xí)后，到實驗室接觸到實際應(yīng)用儀器時，還是有些發(fā)懵，預(yù)習(xí)效果達不到。

3　不同類型實驗課預(yù)習(xí)模式

鑒于以上情況，針對不同類型實驗課，預(yù)習(xí)的側(cè)重點也不相同，應(yīng)采用不同模式預(yù)習(xí)，才能達到更好的預(yù)習(xí)效果。

3.1驗證型實驗

驗證型實驗通常是指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復(fù)性實驗。學(xué)生在預(yù)習(xí)時，主要預(yù)習(xí)實驗的基本原理、實驗的正確操作方法。

以“分析化學(xué)實驗”中“酸堿滴定分析實驗—HCl溶液的配制與標定”為例，實驗的主要內(nèi)容包括：用分析天平準確地稱出所需的基準物；用酸堿滴定分析法標定HCl的含量；學(xué)會準確地判斷滴定終點；計算HCl的濃度和相對平均偏差。實驗時，教師采用提問式的教學(xué)方法，以示范方法強調(diào)基本操作的規(guī)范。

學(xué)生在預(yù)習(xí)時，主要預(yù)習(xí)：

HCl溶液的配制原理：配制HCl溶液時采用粗略配制HCl濃度的方法，先根據(jù)要配制的鹽酸溶液濃度和體積，計算所需濃HCl的體積；然后用量筒量取濃鹽酸，再加入一定量的去離子水溶解，冷卻后定容到一定的體積，把溶液搖勻。

HCl溶液的標定原理：用基準物質(zhì)Na2CO3標定HCl溶液的濃度。必須準確稱量基準物質(zhì)Na2CO3，溶解完全；然后加入2滴甲基橙指示劑，用酸式滴定管滴定至橙色，準確記錄消耗HCl溶液的體積。

酸式滴定管的操作：操作要規(guī)范，滴定終點的判斷要準確。

數(shù)據(jù)記錄：溶液體積記錄要規(guī)范，結(jié)果計算和表述要規(guī)范。

3.2綜合型實驗

綜合型實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)課程知識的實驗。學(xué)生在預(yù)習(xí)時，除了預(yù)習(xí)實驗的基本原理，還要預(yù)習(xí)及分析實驗過程的組合，考慮合理的實驗途徑。以“環(huán)境監(jiān)測實驗”中“廢水中鉻的形態(tài)分析”為例，說明預(yù)習(xí)的方法和掌握的內(nèi)容：

實驗“廢水中鉻的形態(tài)分析”，主要內(nèi)容包括：配制鉻標準系列溶液；六價鉻的顯色測定；水樣的氧化處理；總鉻的顯色測定；結(jié)果的計算與分析。實驗時，教師只強調(diào)實驗中需要注意的事項，然后學(xué)生在教師指導(dǎo)下自己完成實驗。

學(xué)生在預(yù)習(xí)時，主要預(yù)習(xí)：

六價鉻的顯色原理：在適當(dāng)?shù)乃嵝詶l件下，六價鉻和二苯碳酰二肼顯色；通過預(yù)習(xí)了解，需要先將待測水樣調(diào)至中性，再加入一定量的酸，調(diào)節(jié)溶液的酸性。

水樣的氧化處理原理：將水樣中的三價鉻用高錳酸鉀氧化成六價鉻，過量的高錳酸鉀用亞硝酸鈉去除，過量的亞硝酸鈉用尿素去除。實驗操作時，先將一定量水樣放至錐形瓶中，然后加入過量的高錳酸鉀，加熱煮沸一定時間。接著在錐形瓶中加入1ml尿素溶液，然后用滴管滴加亞硝酸鈉，邊滴加邊振搖錐形瓶，滴至剛好無色，然后將溶液定容后取部分進行顯色測定。這是因為，如果亞硝酸鈉過量，會將溶液中生成的六價鉻又還原為三價鉻，影響測定結(jié)果。如果預(yù)習(xí)時沒有搞懂原理，實驗試劑加入順序反了，就會影響到實驗結(jié)果。

廢水中鉻形態(tài)的分析：分別取原水樣和氧化后水樣顯色測定六價鉻和總鉻；分析廢水中鉻的存在形態(tài)。

3.3設(shè)計型實驗

設(shè)計型實驗是指給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗。學(xué)生在預(yù)習(xí)時，要掌握實驗的基本原理，結(jié)合實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，自行設(shè)計實驗方案，要考慮到實驗的合理性和可操作性，以“環(huán)境監(jiān)測實驗”中“廢水中揮發(fā)酚類化合物的分析”為例，說明預(yù)習(xí)的方法和掌握的內(nèi)容：

學(xué)生預(yù)習(xí)時，設(shè)計實驗方案要考慮到樣品預(yù)蒸餾處理、標準溶液的配制和標定、標準系列和樣品顯色溶液的配制、分光光度計的調(diào)節(jié)和使用、測定結(jié)果的評價等方面，我們在相關(guān)論文中已經(jīng)進行過論述。［4］

樣品預(yù)蒸餾部分：用4-氨基安替比林分光光度法測定揮發(fā)酚時，要考慮在采樣時是否已加入CuSO4溶液抑制微生物對酚類的生物氧化作用；用磷酸調(diào)節(jié)廢水樣品pH值大約為4，同時考慮是否加入CuSO4溶液排除硫化物的干擾；蒸餾裝置的連接順序；預(yù)蒸餾后樣品的定容。

標準溶液的配制和標定：準確稱量一定量的碘酸鉀，配制碘酸鉀標準溶液；用碘酸鉀標準溶液標定硫代硫酸鈉溶液；用硫代硫酸鈉溶液標定苯酚標準貯備溶液濃度。這部分內(nèi)容進行預(yù)習(xí)時，根據(jù)原理，要注意：選取稱量器具是否合適，天平、玻璃容器、移液管、酸式滴定管等的操作使用方法是否正確，溶液濃度計算方法是否正確，設(shè)計實驗方案時是否考慮到下一步藥品用量，是否配制足夠量的溶液，做到即不浪費，又能合理使用試劑等。

標準系列和樣品顯色溶液的配制：配制過程要按順序加入緩沖溶液、顯色劑等，確保顯色反應(yīng)條件一致。

分光光度計的調(diào)節(jié)和使用：調(diào)節(jié)方法要準確。

測定結(jié)果的評價：數(shù)據(jù)結(jié)果的計算方法要正確，包括硫代硫酸鈉溶液濃度的計算、苯酚標準儲備溶液濃度的計算、苯酚標準中間液濃度的計算、標準曲線回歸方程的計算、溶液蒸餾定容的體積、廢水中揮發(fā)酚濃度的計算、與相應(yīng)質(zhì)量標準或排放標準進行比對時對監(jiān)測結(jié)果的評價等。

3.4創(chuàng)新型實驗

創(chuàng)新型實驗，一般是由參與計劃的學(xué)生自主設(shè)計實驗、自主完成實驗、自主管理實驗。分為校級、省級和國家級資助計劃。創(chuàng)新型實驗，旨在調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，在校園內(nèi)形成創(chuàng)新教育氛圍，建設(shè)創(chuàng)新教育文化，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新實驗?zāi)芰Α?/p>

創(chuàng)新型實驗在預(yù)習(xí)時，學(xué)生已經(jīng)掌握了實驗所需的基礎(chǔ)知識，在興趣的驅(qū)動下，自主參與實驗。學(xué)生預(yù)習(xí)過程，需要自行查閱有關(guān)文獻，在研讀文獻的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)新型實驗項目，設(shè)計實驗的思路，并提出實驗的設(shè)想，注重的是創(chuàng)新型實驗項目的實施過程。在實驗進行過程中，隨著實驗的深入，“查閱文獻—進行實驗嘗試—修訂實驗過程—查閱文獻—繼續(xù)探索實驗”，這個過程是不斷進行的。

4　結(jié)束語

俗語說得好“磨刀不誤砍柴工”。預(yù)習(xí)在實驗過程中起著至關(guān)重要的作用，實驗前采用合理的方式進行預(yù)習(xí)，必將在實驗時起到事半功倍的效果。

[1] 呂金順，張莉莉，仲慧.分析化學(xué)實驗教學(xué)中提高學(xué)生綜合能力的方法探討[J].新課程研究:中旬刊，2009(8):63-65.

[2] 路平，周富榮，胥桂萍.化工原理開放實驗方式實踐與探討[J].江漢大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2013，41(3):105-107.

[3] 張志立.引導(dǎo)學(xué)生正確預(yù)習(xí)提高實驗教學(xué)質(zhì)量[J].理工高教研究，2009，28(1):129-131.

[4] 蔡艷榮.設(shè)計性實驗在環(huán)境監(jiān)測實驗課中的應(yīng)用[J].實驗室科學(xué)，2007(4):12-13.

Discussion on Previewmodel andmethod of the Experiment for the Environmental Profession

Cai Yanrong
Bohai University， Jinzhou， 121000， China

The importance of the preview on the experiment was discussed. The experiment previewmodes were analyzed for the verification experiment， comprehensive experiment， designing experiment and innovative experiment combined with examples.

preview； verification experiment； comprehensive experiment； designing experiment；innovative experiment

2014-12-10

蔡艷榮，碩士，教授。

遼寧省省級工科人才培養(yǎng)模式改革試點專業(yè)專項(遼教辦發(fā)[2013]120號)；遼寧省教改項目“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下混合式教學(xué)模式的研究與實踐—以《水污染控制工程》課程為例”(遼教發(fā)[2014]123號)。