劉紅霞 高霜 楊瑞峰
【摘要】文章主要介紹了引入結(jié)構(gòu)化學實驗的原因,結(jié)構(gòu)化學實驗在教學中的作用,以及如何提高學生在結(jié)構(gòu)化學實驗中的實驗技能。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)化學實驗 化學教學 實驗技能
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)12-0153-02
1.引入結(jié)構(gòu)化學實驗的原因
結(jié)構(gòu)化學是一門化學專業(yè)的必修課,也是化學各專業(yè)的重要基礎(chǔ)課,已成為從事化學、材料和物理等專業(yè)深入研究各項課題的一把鑰匙。但由于該門課程主要是從微觀角度了解化學這門學科[1-2],與宏觀世界的認識有很大差異,進而使學生感覺該門課程抽象、復(fù)雜甚至混亂。因此,結(jié)構(gòu)化學實驗教學的的引入對于解決以上問題起到潤滑的作用,更加使學生認識到微觀世界的美。
2.結(jié)構(gòu)化學實驗在教學中的作用
結(jié)構(gòu)化學實驗是化學類專業(yè)的一門基礎(chǔ)實驗課程,結(jié)構(gòu)化學實驗的實驗題目來源于物理化學實驗[3],其對學生掌握和應(yīng)用結(jié)構(gòu)化學的理論和研究方法有很大的幫助;同時,一些近化學類專業(yè)也開設(shè)了此課程,以幫助學生更好地理解化學的一些研究方法、技術(shù)和手段。結(jié)構(gòu)化學實驗課程有助于學生初步掌握結(jié)構(gòu)化學實驗的方法和技術(shù),了解結(jié)構(gòu)化學研究的基本方法,理解物質(zhì)的微觀性質(zhì)以及與宏觀量之間的關(guān)系,掌握處理實驗數(shù)據(jù)和分析、歸納實驗結(jié)果的方法,增強靈活應(yīng)用結(jié)構(gòu)化學基本理論解決實際化學問題的能力,進而提高學生的學習能力,達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的學科目標。隨著高教事業(yè)的快速發(fā)展,招生規(guī)模大幅提高,大學教育已進入大眾化教育階段。為了使學生更好更快的理解復(fù)雜的化學知識,在內(nèi)容上,我們盡量使實驗直觀、易懂。為引起學生的重視和思考,我們還特別在每個實驗的“問題討論”部分對實驗中的問題都進行了初步討論和解答。對于結(jié)構(gòu)化學實驗我們主要采用了4個必做實驗和一個選做實驗。
2.1 磁化率—絡(luò)合物結(jié)構(gòu)的測定。該實驗主要使學生了解磁介質(zhì)在磁場中的磁化現(xiàn)象。通過對一些物質(zhì)的磁化率的測定[4],求出未成對電子數(shù)并判斷絡(luò)合物中央離子的電子結(jié)構(gòu)和成鍵類型。以及掌握古埃(GOUY)法測定磁化率的實驗原理和技術(shù)。目前,由于電子結(jié)構(gòu)及成鍵類型是結(jié)構(gòu)化學課程教學中的重點學習內(nèi)容,通過該實驗可以使學生對于分子的結(jié)構(gòu)及成鍵類型的判斷得到鍛煉。
2.2 偶極矩的測定。該實驗主要使學生了解電介質(zhì)在外電場中的極化現(xiàn)象。掌握溶液法測定正丁醇偶極矩的實驗和方法。分子結(jié)構(gòu)可以被看成是由電子和分子骨架所構(gòu)成。由于其空間構(gòu)型不同其正負電荷中心可以重合,也可以不重合,前者稱為非極性分子,后者稱為極性分子,分子的極性可用偶極矩來表示。
2.3 分子的電子光譜實驗。這個實驗分兩部分,一部分是攝譜實驗,另一部分是譯譜實驗。這個實驗主要使學生了解光的基本性質(zhì)。鑒于光即是一種電磁波,同時又具有波粒二象性。而單一波長的光由具有相同能量的光子組成。這就使學生很好的了解量子化學中的光的部分。
2.4理論計算小分子的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)實驗。該實驗主要是使學生了解分子的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。通過相應(yīng)的計算軟件可以達到實驗?zāi)康摹S嬎慊瘜W有兩種方法(分子力學方法和電子結(jié)構(gòu)理論)。它們所能完成的任務(wù)類型基本上是一樣的。
3.提高學生在結(jié)構(gòu)化學實驗中的實驗技能
3.1結(jié)構(gòu)化學實驗前的知識回顧。結(jié)構(gòu)化學實驗教學之前必須讓學生對要進行的實驗內(nèi)容認真的學習和復(fù)習,避免在實驗過程中出現(xiàn)邊看教材邊做實驗的狀況。
3.2結(jié)構(gòu)化學實驗中的情景設(shè)置。在結(jié)構(gòu)化學實驗教學中培養(yǎng)學生的實踐動手能力,結(jié)構(gòu)化學教師應(yīng)設(shè)計不同的教學情境,讓學生參與到結(jié)構(gòu)化學實驗中去。結(jié)構(gòu)化學實驗現(xiàn)象的觀察也是學生實踐能力的一部分,這樣可以鍛煉學生觀察事物的能力,從而對事物做出相應(yīng)的判斷。積極主動地去思考結(jié)構(gòu)化學實驗的實施過程,從設(shè)計實驗方案的學習中深化和發(fā)展知識。
3.3結(jié)構(gòu)化學實驗后的激勵性評價。創(chuàng)造寬松的實驗環(huán)境是一種師生融合、合作交往的良好實驗氣氛。結(jié)構(gòu)化學實驗教學不再僅僅是按部就班的進行操作,更是提高實踐技能,訓練嚴禁認真的實驗態(tài)度的絕佳機會。還能夠拉近師生之間的感情,彼此產(chǎn)生平等交流。
3.4構(gòu)建以學生為中心的自主探究性實驗教學模式。結(jié)構(gòu)化學實驗中,教師可以和學生產(chǎn)生互動。以往在上課時,雖然教師在課上進行相關(guān)實驗知識的講解時,學生不會有疑問,但這種方式束縛了學生的思維,不能激發(fā)他們對結(jié)構(gòu)化學的興趣。如果改變教學模式,讓學生和老師在結(jié)構(gòu)化學實驗中進行互動,則會起到意向不到的結(jié)果。
4.結(jié)語
總之,結(jié)構(gòu)化學作為一門極具魅力的學科,鍛煉了學生觀察事物的能力,分析問題和解決問題的能力。這些能力的培養(yǎng)始終離不開結(jié)構(gòu)化學實驗。進行結(jié)構(gòu)化學實踐能夠激發(fā)學生的求知欲和濃厚的興趣。使學生更加清晰的認識到宏觀世界和微觀世界的差異。 參考文獻:
[1]周公度,段連運。結(jié)構(gòu)化學基礎(chǔ)(第四版)[M]。北京:北京大學出版社,2008。
[2]徐光憲,王祥云。物質(zhì)結(jié)構(gòu)(第二版)[M]。北京:高等教育出版社,1987。
[3]王月娟,趙雷洪等。物理化學實驗。浙江大學出版社,2008。 [4]G.Passand, H.sutcliffe. Practical Inorganic Chemistry,2ndEd.,ChapmanandHall,London,P.1-31,P135,P211,1974。