周鴻 趙晴 方茜

摘? 要 水分析化學(xué)是給排水科學(xué)與工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是專業(yè)認(rèn)證評(píng)估要求中的核心課程之一。由于化學(xué)課程實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)，配套有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程;在完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)后需要撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。滴定分析是水分析化學(xué)的重要內(nèi)容。對(duì)本科生在滴定分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫中的常見問題進(jìn)行全面分析，并針對(duì)這些問題提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞 給排水科學(xué)與工程專業(yè);水分析化學(xué);滴定分析;實(shí)驗(yàn)報(bào)告

中圖分類號(hào)：G642.423? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）10-0123-03

Abstract Water Analytical Chemistry is one of basal lessons of?Water and Wastewater Engineering Specialty and its also one of?core theoretical courses in professional authentication and assess-ment. Because chemistry lessons are practical and there is a relatedchemistry experimental lesson surely. After finishing tests， reports ofthem should be written and submitted. Titration analysis is an impor-tant part of Water Analytical Chemistry. In this article， common pro-blems in titration experiment report writing have been comprehen-sively analyzed and some modification methods are brought up according to these problems.Key words water and wastewater engineering specialty; water analy-tical chemistry; titration analysis; experimental report

1 背景

水分析化學(xué)（Water Analytical Chemistry）是給排水科學(xué)與工程專業(yè)（四年制）的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是專業(yè)認(rèn)證評(píng)估要求中的核心課程之一[1-2]。值得注意的是，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的最基本的特征，化學(xué)實(shí)驗(yàn)以其獨(dú)特的作用，具有使學(xué)生在知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀方面全面發(fā)展的功能[3]。給排水科學(xué)與工程專業(yè)本科生在學(xué)習(xí)水分析化學(xué)理論知識(shí)之后，通過11個(gè)學(xué)時(shí)的滴定分析實(shí)驗(yàn)（酸堿滴定、沉淀滴定和絡(luò)合滴定），深化理解滴定分析的理論知識(shí)，對(duì)后續(xù)專業(yè)主干課程如水質(zhì)工程學(xué)I/II/III、水處理新技術(shù)等的學(xué)習(xí)具有至關(guān)重要的意義。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是扼要且清晰地對(duì)所做滴定實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟進(jìn)行描述，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行正確記錄，在此基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果展開分析、計(jì)算測(cè)定誤差并得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是感性認(rèn)識(shí)深化為理性認(rèn)識(shí)的過程，是對(duì)實(shí)驗(yàn)完成后的書面總結(jié)，可如實(shí)反映實(shí)驗(yàn)者對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理的掌握情況，是否清楚并按順序正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟，是否清晰記錄實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，是否具有客觀分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力等[4-5]。

2 滴定分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的常見問題

實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫中常見問題主要有四個(gè)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理不明確? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳賹?、錯(cuò)寫、混寫等現(xiàn)象不一而足，有的照抄教材，不結(jié)合實(shí)際情況寫;不了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本目的，最后可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)步驟目的性差、實(shí)驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)漏等情況。實(shí)驗(yàn)原理闡述不詳細(xì)、不準(zhǔn)確或不正確，有的僅用文字對(duì)原理進(jìn)行說明，缺乏相關(guān)的化學(xué)方程式或化合物結(jié)構(gòu);有的只寫化合物結(jié)構(gòu)或化學(xué)反應(yīng)式，卻沒有任何文字?jǐn)⑹?，缺乏必要的解釋?/p>

以酸堿滴定基本操作實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)廣州大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)連續(xù)三屆學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告目的及原理部分書寫情況進(jìn)行分析，詳見表1。由表1數(shù)據(jù)可計(jì)算得：三個(gè)年級(jí)的學(xué)生中，沒有寫化學(xué)反應(yīng)式的，分別占65%、29%和35%;沒有任何文字說明的，分別占1.7%、9.3%和3.7%;沒有寫實(shí)驗(yàn)原理的，分別占5%、0%和5.6%;寫中和反應(yīng)的，分別占10%、6.7%和1.9%，這就體現(xiàn)出學(xué)生沒有對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行及時(shí)更新，仍停留在酸堿電離理論環(huán)節(jié)。

即使有文字闡述，也依然存在不具體、不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。如有學(xué)生寫道：“當(dāng)達(dá)到sp時(shí)，酸與堿完全反應(yīng)，再稍稍滴入一至半滴使指示劑變色……”什么是稍稍滴入？這個(gè)描述是不準(zhǔn)確的。值得注意的是，連續(xù)三屆學(xué)生共有四位學(xué)生把連續(xù)滴定測(cè)定堿度的原理寫成酸堿滴定基本操作的原理，雖然二者的本質(zhì)都是質(zhì)子傳遞反應(yīng)，但是連續(xù)滴定法測(cè)定堿度的反應(yīng)式有2～3個(gè)，而酸堿滴定時(shí)基本反應(yīng)式只有一個(gè)。

這一系列現(xiàn)象表明：相當(dāng)一部分學(xué)生雖然按部就班進(jìn)行了理論學(xué)習(xí)、課堂練習(xí)、課后作業(yè)等多環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，對(duì)基本理論、基本概念的理解還是不夠清楚，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候并不清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，不能做到有的放矢;有的雖然貌似完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)，但是并不能完全理解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)核。

實(shí)驗(yàn)材料不完整或不正確? 實(shí)驗(yàn)材料主要包括試劑和儀器兩部分，不寫、少寫、錯(cuò)寫、混寫現(xiàn)象較普遍。如以酸堿滴定基本操作實(shí)驗(yàn)為例，每個(gè)學(xué)生都必須使用的待標(biāo)定的稀鹽酸和NaOH溶液（約400 ml）沒有寫，沒有使用的濃鹽酸卻抄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，與實(shí)際情況不符;標(biāo)定NaOH的基準(zhǔn)物質(zhì)鄰苯二甲酸氫鉀誤寫為“鄰苯二甲氫鉀”;常用指示劑酚酞和甲基橙的濃度沒有寫;濃度約為0.1 mol/L的鹽酸或NaOH溶液被省略濃度或誤寫成0.100 0 mol/L等，說明學(xué)生對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液、標(biāo)定、有效數(shù)字等概念均未完全理解。由表2可知，試劑不全及試劑濃度缺失或不正確占比例較高，2014級(jí)、2015級(jí)、2016級(jí)均超過半數(shù)。

實(shí)驗(yàn)中使用的儀器及玻璃器皿（如錐形瓶、移液管、滴定管、燒杯等）的規(guī)格和數(shù)量都應(yīng)該寫在這一欄。少寫或不寫使用的儀器及器皿、寫錯(cuò)規(guī)格、漏寫型號(hào)、不寫數(shù)量等，種種現(xiàn)象，不一而足，具體可見表2。常用的規(guī)格為50 ml酸式或堿式滴定管經(jīng)常被學(xué)生誤寫為25 ml、100 ml，甚至250 ml;250 ml容量瓶被誤寫為25 ml、50 ml、100 ml等。

數(shù)據(jù)記錄、處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析有誤? 當(dāng)今社會(huì)科技發(fā)展日新月異，學(xué)生用于記錄數(shù)據(jù)的工具從傳統(tǒng)的紙、筆、書轉(zhuǎn)變?yōu)槭謾C(jī)、iPad等。新工具有很多優(yōu)點(diǎn)，如快速、便捷、有可保存性;同時(shí)有顯而易見的缺點(diǎn)，如電子版文件可能損毀、可能無法正常打開，手機(jī)或iPad可能出現(xiàn)問題等，雖然概率不是很大，但是一旦發(fā)生，后果難以挽回。

做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)如實(shí)記錄原始數(shù)據(jù)，不是經(jīng)過計(jì)算處理得到的數(shù)據(jù)。如酸堿滴定時(shí)應(yīng)記錄滴定管初始刻度讀數(shù)和滴定后刻度讀數(shù)，這就是原始數(shù)據(jù);兩個(gè)刻度讀數(shù)的差值即為消耗滴定液的體積V，這不是原始數(shù)據(jù)，而是計(jì)算待標(biāo)定溶液濃度所必需的數(shù)據(jù)之一。表3所示為酸堿滴定基本操作實(shí)驗(yàn)報(bào)告本部分書寫情況匯總。由表可見，近三年來，漏寫原始數(shù)據(jù)的學(xué)生占比由28%逐年遞減到7%;有效數(shù)字不正確（過多或過少）比例較高，為21%～45%;缺少誤差分析的比例由22%逐年遞減到4%。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)往往存在一些問題。

1）有效數(shù)字位數(shù)達(dá)不到要求，如滴定管讀數(shù)只到小數(shù)點(diǎn)后一位，沒有估讀;基準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量為四位有效數(shù)字，計(jì)算所得待標(biāo)定溶液準(zhǔn)確濃度卻只有2～3位有效數(shù)字。

2）誤差分析缺失或不正確，有效數(shù)字位數(shù)過多，如相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差為1.723 9%。

3）缺乏正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如被稀釋水樣濃度沒有轉(zhuǎn)化為原水樣濃度等。

4）計(jì)算結(jié)果正確，但是沒有任何計(jì)算公式或計(jì)算過程，缺乏依據(jù)。以酸堿滴定基本操作實(shí)驗(yàn)為例，2016級(jí)學(xué)生有三人沒有計(jì)算待標(biāo)定鹽酸濃度，占5.5%。這一現(xiàn)象說明，即使報(bào)告上的原理、目的、步驟等都很全面，學(xué)生也并不一定真正理解并落實(shí)執(zhí)行。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫不規(guī)范? 書寫不規(guī)范問題非常多，如報(bào)告內(nèi)容缺項(xiàng)，包括學(xué)號(hào)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱、開課學(xué)院及實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)日期等某一項(xiàng)或某幾項(xiàng)空白，沒有按照實(shí)際情況填寫清楚;報(bào)告錯(cuò)別字多，如將“滴定終點(diǎn)”錯(cuò)寫成“滴定終定”，錐形瓶寫成“錐型瓶”，“掌握”寫成“常握”，產(chǎn)生“誤差”寫成“誤產(chǎn)”，說明部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不認(rèn)真;記錄數(shù)據(jù)不清晰，不同行、同一個(gè)數(shù)字抄錯(cuò);表格手畫，彎彎曲曲。

3 改進(jìn)措施

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)及其變化規(guī)律的基礎(chǔ)與前提，觀察生動(dòng)鮮明的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是提供感性認(rèn)識(shí)的重要手段。同時(shí)，可以訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，深化對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性、正確性、規(guī)范性等是評(píng)定實(shí)驗(yàn)課成績的重要依據(jù)之一[4-6]。針對(duì)滴定分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告存在的上述問題，擬提出相應(yīng)改進(jìn)措施，目的是提高實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作水準(zhǔn)，真正達(dá)到實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的目的。

將學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主觀能動(dòng)性? 從多方面引導(dǎo)學(xué)生，說明實(shí)驗(yàn)課和理論課之間的區(qū)別和聯(lián)系，使之充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)課的重要性，端正對(duì)待實(shí)驗(yàn)課的態(tài)度;學(xué)生應(yīng)做好課前預(yù)習(xí)，明確實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟，才能有條有理、高效正確地完成實(shí)驗(yàn)。

提倡實(shí)驗(yàn)過程及原始數(shù)據(jù)記錄規(guī)范化? 記錄工具宜齊全、合乎要求。如果采用紙、筆、書，宜注意保護(hù)，不要遺失或弄濕;如果采用電子產(chǎn)品記錄實(shí)驗(yàn)材料及原始數(shù)據(jù)，宜盡快進(jìn)行備份或?qū)懺趯?shí)驗(yàn)報(bào)告上。實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)如實(shí)、及時(shí)記錄，不要主觀臆造，也不要照搬課本或參考書，做了什么、怎么做的，要寫清楚，沒有做的步驟不應(yīng)寫在報(bào)告上。記錄數(shù)據(jù)要詳細(xì)、清晰、準(zhǔn)確，儀器要標(biāo)明名稱、規(guī)格、型號(hào)及相關(guān)參數(shù)等;試劑要標(biāo)明濃度、主要成分及溶劑;滴定管讀數(shù)要符合有效數(shù)字的規(guī)定。

強(qiáng)調(diào)實(shí)事求是的重要性? 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)客觀真實(shí)，不允許有半點(diǎn)虛假;即使得到的結(jié)果不理想，也不能擅自修改，可以通過分析和討論找出原因和解決的辦法，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)。

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