司艷玲

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118； 2.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，吉林長(zhǎng)春 130118)

農(nóng)林院校無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

司艷玲1,2

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130118； 2.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，吉林長(zhǎng)春 130118)

本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,采用設(shè)疑的方式指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生演示、分組討論實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，教師以提醒的方式指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)情況并布置課后思考題和學(xué)生互相批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告等教學(xué)方式,增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力,有效提高了無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)改革；無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)

無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是無(wú)機(jī)與分析化學(xué)課程的重要組成部分，包括無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)兩部分內(nèi)容，是農(nóng)林院校一門(mén)重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。該課程的主要任務(wù)是使學(xué)生熟練地掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和基本操作，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和創(chuàng)新思維，最終能運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法獨(dú)立完成測(cè)試分析任務(wù)[1]。作為大學(xué)期間第一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)為農(nóng)學(xué)、動(dòng)物科學(xué)、食品科學(xué)、生物科學(xué)、中藥科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科后續(xù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)展打下基礎(chǔ)。因此，無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)在農(nóng)林院校創(chuàng)新應(yīng)用人才培養(yǎng)上具有重要的作用。

傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是教師對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟逐一進(jìn)行講解，演示實(shí)驗(yàn)涉及的儀器操作，學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)、被動(dòng)地看，沒(méi)有獨(dú)立思考的過(guò)程，只是按照實(shí)驗(yàn)步驟“照方抓藥”完成實(shí)驗(yàn)，很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期目標(biāo)[2]。如何變被動(dòng)為主動(dòng)，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以至創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，是無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師必須思考的問(wèn)題?！爸劂t酸鉀法測(cè)定亞鐵鹽中鐵含量”是無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中一個(gè)經(jīng)典的滴定分析實(shí)驗(yàn)，本文以此為例探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式改革，以期提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性。

1 以設(shè)疑的方式指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)

亞里士多德說(shuō)：“思維自驚奇和疑問(wèn)開(kāi)始”[3]。為了引起學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，避免將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上簡(jiǎn)單機(jī)械地抄一遍當(dāng)作預(yù)習(xí)，在上次實(shí)驗(yàn)結(jié)束前，公布本次實(shí)驗(yàn)題目“重鉻酸鉀法測(cè)定亞鐵鹽中鐵含量”，教師就實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提出問(wèn)題、設(shè)定疑問(wèn)。比如，滴定分析方法按照反應(yīng)類(lèi)型分主要有四種,即酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法和沉淀滴定法。那么這次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容屬于哪一種滴定分析方法；滴定過(guò)程中使用的指示劑是什么；指示劑的作用原理、顏色變化；滴定前為什么要加入硫酸，使用鹽酸是否可以；滴定時(shí)加入濃磷酸的作用是什么；重鉻酸鉀為什么能用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液；能夠用直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)稱(chēng)作基準(zhǔn)物質(zhì)，那么基準(zhǔn)物質(zhì)需要具備哪些條件,等等。讓學(xué)生帶著這些疑問(wèn)去預(yù)習(xí)本次實(shí)驗(yàn)、撰寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告。上課時(shí)教師就其中一部分問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，達(dá)到了鞏固學(xué)過(guò)的理論知識(shí)、全面預(yù)習(xí)并深刻理解本次實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的目的。

2 學(xué)生演示、分組討論實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)

學(xué)生參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，很大程度上取決于教師的調(diào)動(dòng)和激發(fā)。本次實(shí)驗(yàn)涉及的操作有：一是使用電子天平稱(chēng)量重鉻酸鉀和硫酸亞鐵固體藥品，二是使用25 mL移液管吸取硫酸亞鐵待測(cè)液。完成本次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間很充沛，而且這兩個(gè)儀器的操作是前面滴定分析實(shí)驗(yàn)中練習(xí)過(guò)的，因此本次實(shí)驗(yàn)首先請(qǐng)學(xué)生自愿到前面來(lái)演示25 mL移液管吸取硫酸亞鐵待測(cè)液的操作，其他同學(xué)認(rèn)真觀看。然后全班分組(4人一組)討論這位同學(xué)的演示操作是否有不規(guī)范的地方、怎樣操作才是規(guī)范的。

對(duì)于移液管的使用，從無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)這門(mén)課開(kāi)始，教師就再三強(qiáng)調(diào)需要注意的細(xì)節(jié)，可是每學(xué)期期末還是有學(xué)生在操作時(shí)使用拇指來(lái)堵住移液管的上端出口。移液管的規(guī)范使用步驟中首先是洗滌。洗滌分三步，分別是自來(lái)水沖洗、蒸餾水沖洗和待測(cè)液潤(rùn)洗。需要注意的是每次潤(rùn)洗吸取的溶液量大約是移液管容量的三分之一。接下來(lái)是吸取待測(cè)液，很多學(xué)生只顧著吸取溶液，吸完才想起沒(méi)有試劑瓶盛裝溶液。因此，在吸取待測(cè)液前先要準(zhǔn)備好一只干凈的錐形瓶。吸取待測(cè)液過(guò)程中，移液管下端要伸到試劑瓶待測(cè)液液面下1 cm左右，控制洗耳球吸取溶液的速度，保持移液管中的溶液勻速上升。超過(guò)刻度線后即迅速拿下洗耳球，用食指堵住上端出口，再緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)移液管,調(diào)整液面高度至刻度線。最后一步操作是轉(zhuǎn)移溶液，需要注意的是移液管下端出口抵在錐形瓶的內(nèi)壁，錐形瓶?jī)A斜，保持移液管垂直。學(xué)生通過(guò)小組討論挑出他人不規(guī)范的操作細(xì)節(jié),反思自己，進(jìn)一步明確規(guī)范操作移液管的具體步驟，使移液管的操作不規(guī)范問(wèn)題得到明顯的改善。

3 教師以提醒的方式指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

滴定過(guò)程是實(shí)驗(yàn)教學(xué)最重要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。在這一過(guò)程中,教師要給予學(xué)生全面的指導(dǎo)，及時(shí)糾正不規(guī)范的操作。我們采取的方式是以提醒為主，鼓勵(lì)學(xué)生自己改正，讓學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)課堂的主角。例如，滴定管的滴定有三種方式，即連續(xù)滴加、逐滴滴加、半滴滴加。本次實(shí)驗(yàn)課上發(fā)現(xiàn)學(xué)生臨近滴定終點(diǎn)時(shí)不會(huì)進(jìn)行半滴操作,這時(shí)建議學(xué)生查找課本中滴定分析基本操作部分，也可以觀看其他同學(xué)操作。通過(guò)觀察、查找、獨(dú)立思考這一系列過(guò)程，讓學(xué)生自己掌握半滴滴加操作方法，從而加深印象。在接下來(lái)的幾次實(shí)驗(yàn)課上，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在滴定過(guò)程中掌握了半滴滴加的要領(lǐng)，操作十分規(guī)范。

再如，溶解固體硫酸亞鐵樣品需要先加硫酸再加蒸餾水,以防止硫酸亞鐵發(fā)生水解。有學(xué)生直接用蒸餾水溶解，發(fā)現(xiàn)自己的溶液顏色較其他同學(xué)有差別卻不知道原因。這時(shí)教師間接提醒一下，如硫酸亞鐵容易發(fā)生哪些反應(yīng)，使用過(guò)程中要注意什么。教師以提醒的方式指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，不僅培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而且激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，體驗(yàn)到成功的快樂(lè)。

4 及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)情況并布置課后思考題

及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題,提出改進(jìn)措施,規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高無(wú)機(jī)與分析化學(xué)后繼實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果具有重要意義[4]。當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師應(yīng)對(duì)全班的實(shí)驗(yàn)情況及時(shí)進(jìn)行總結(jié)，指出普遍存在的問(wèn)題并提醒注意事項(xiàng)，表?yè)P(yáng)表現(xiàn)突出的學(xué)生。

為了使學(xué)生充分理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，掌握本次實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)，最后布置思考題[5]，要求學(xué)生寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告單上。(1)用二苯胺磺酸鈉作指示劑，終點(diǎn)顏色為什么由綠色變?yōu)樽仙蜃纤{(lán)色？(2)加有硫酸的硫酸亞鐵待測(cè)溶液在空氣中放置1小時(shí)后再進(jìn)行滴定，對(duì)測(cè)定結(jié)果將有何影響？(3)為準(zhǔn)確測(cè)得硫酸亞鐵中鐵的含量，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意哪些操作步驟？

5 學(xué)生互相批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的全面總結(jié),撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告是基本技能訓(xùn)練的一項(xiàng)重要內(nèi)容[6]。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理是無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一項(xiàng)重要內(nèi)容,必須注意有效數(shù)字和相關(guān)計(jì)算規(guī)則。有效數(shù)字是指在分析工作中實(shí)際能夠測(cè)量到的數(shù)字，其不僅表示數(shù)值的大小,還是測(cè)量精確程度的反映,它的位數(shù)由使用儀器的精密度決定。本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中,有效數(shù)字是學(xué)生最容易出錯(cuò)的地方。如使用滴定管滴定時(shí),消耗重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液21.20 mL,學(xué)生容易寫(xiě)成21.2 mL,忽略有效數(shù)字的最后一位；使用電子天平稱(chēng)量固體藥品重鉻酸鉀0.6020 g，有學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中寫(xiě)成0.602 g。另一方面需要規(guī)范的是計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字的保留。無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于滴定分析結(jié)果的計(jì)算一般要求濃度和質(zhì)量百分含量的結(jié)果保留4位有效數(shù)字，相對(duì)誤差一般保留1～2位有效數(shù)字。

為了規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，提高撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告技能，我們采取學(xué)生互相批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告的教學(xué)方式。教師事先講明批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求和注意事項(xiàng)，尤其是數(shù)據(jù)處理部分。強(qiáng)調(diào)滴定管的讀數(shù)要寫(xiě)到小數(shù)點(diǎn)后兩位，而電子天平稱(chēng)量質(zhì)量要寫(xiě)到小數(shù)點(diǎn)后四位。學(xué)生在批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程中，要仔細(xì)檢查有效數(shù)字的數(shù)據(jù)記錄和處理，檢查數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果是否正確。經(jīng)過(guò)學(xué)生參與批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告這樣的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題尤其是有效數(shù)字的使用錯(cuò)誤越來(lái)越少了。

6 結(jié)語(yǔ)

在無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師花心思策劃整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，最大程度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，取得了良好的教學(xué)效果。

[1]欒國(guó)有,劉俊渤,趙成愛(ài).無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2016:1-2.

[2]趙樺萍,趙立杰,崔鳳娟.讓學(xué)生做無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂的“主人”[J].化學(xué)教育,2016(12):27-29.

[3]徐悅?cè)A.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“誘思探究”[J].廣東化工,2006(5):102-103.

[4]張坤,徐靜,宋少芳,等.提高分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)措施[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2016(3):146-148.

[5]趙玉紅,李欣,崔建林,等.維生素C含量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2016(6):63-65.

[6]王平,趙樺萍.滴定分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].化工時(shí)刊,2016(4):44-46.

2017-03-05

司艷玲(1975- )，女，副教授，博士，從事無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。

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2095-7602(2017)08-0148-03