比較教學法在分析化學教學中的應用

黃文瑜，黃榮增

（湖北中醫藥大學，湖北 武漢 430065）

比較教學法在分析化學教學中的應用

黃文瑜，黃榮增

（湖北中醫藥大學，湖北 武漢 430065）

比較教學法；分析化學；應用實例

在分析化學教學中，學生反映一些知識點較為零散，不便于理解記憶，這是因為沒有將各個不同部分的知識進行聯系比較，容易混淆。采用比較教學法可以有效指導學生用聯系并區分的眼光來看待問題，找出知識點之間的個性和共性，并學會融會貫通，建立較為完整的知識結構體系，取得事半功倍的教學效果［1-2］。

1 以創新為核心的比較教學法

在從事分析化學教學的過程中，常有學生提到知識難記，不易歸納總結，考試難以取得高分。出現這種現象的原因之一在于學生不善于對學過的分析化學知識進行深入理解，進行歸納、總結、聯想比較。而比較教學法能克服這些缺點，將知識點加以歸納、總結、比較、研究，加深學生對所學知識的理解與記憶，使學生在有限的課堂教學時間內學到更多的知識。從素質教育的目標和內容來看，其核心就是要求教育把人類素質中的一切創新潛能都激發出來，培養全面發展且具有創新能力的高素質人才。為了實現這一目標，必須采用新穎、靈活的課堂教學法。而比較教學法的設計及應用正是構建以培養創新意識和創新能力為核心的教學觀念、教學方法體系。因此，比較教學法對于創新人才的培養具有重要的指導意義和潛在的應用價值。

2 比較教學法在分析化學教學中的應用

2.1 分析化學基本概念之間的比較

分析化學基本概念之間存在幾種常見的關系，如同一關系、相近關系、對立關系、主從關系等。同一關系，如系統誤差與可定誤差、偶然誤差與不可定誤差及隨機誤差、非晶形沉淀與無定形沉淀、返滴定法與剩余滴定法等。對于這些同一概念要做到無論出現何種說法，學生都應明確所指相同。相近關系，如滴定終點與化學計量點、沉淀形式與稱量形式等。對于這些相近概念，學生應明確它們看似差不多，實則存在差異，相近概念的各自特點必須非常清晰，不能混淆。對立關系，如質子酸與質子堿、晶形沉淀與非晶形沉淀、光譜法與非光譜法、特征區與指紋區。對立概念是完全不同而且相反的概念，它們之間的界限必須很清楚。主從關系，如共沉淀與表面吸附、指示電極與離子選擇電極、分子光譜法與紫外可見分光光度法。

2.2 不同滴定曲線之間的比較

4 種不同的滴定分析方法即酸堿滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法與氧化還原滴定法，它們的討論體系有很多類似點。在開始講解酸堿滴定的時候，需要交待的問題較多，而后面的3種滴定方法可以讓學生類比酸堿滴定的過程，很多概念可以觸類旁通。如滴定曲線的表示方法，縱坐標是pH、pX、pM、φ，橫坐標則都是滴定劑體積或滴定分數。它們在滴定時都要用到指示劑，分別是酸堿指示劑、鉻酸鉀指示劑或鐵銨礬指示劑或吸附指示劑、金屬指示劑、氧化還原指示劑。在討論滴定過程時都是分階段討論的，即滴定開始前、滴定開始至化學計量點前、化學計量點、化學計量點后4個階段。滴定曲線都存在滴定突躍，均根據滴定突躍范圍選擇指示劑，而滴定突躍范圍都會隨條件改變而變化。在初學或復習時，均應指導學生按照它們共同的規律進行學習，從而建立起滴定分析的知識框架。

2.3 各種光學分析方法的比較

光學分析法雖多，但藥學類專業本科階段主要介紹紫外可見分光光度法、熒光分析法、原子吸收分光光度法、紅外分光光度法及磁共振波譜法。除熒光分析法之外，均屬于吸收光譜法。在原理上，它們可以從電磁輻射與物質分子或原子相互作用的角度來理解。它們定量的關系也有所區別，紫外可見分光光度法是朗伯比爾定律A=Elc，而熒光分析法是F=kc，原子吸收分光光度法是A=k'c，紅外分光光度法和磁共振波譜法不用于定量分析，主要用于結構分析中。

在所用儀器的結構上，也可以按照光譜儀等部件的排列順序和各部件的作用來學習。如紫外可見分光光度計是按照連續光源、單色器、吸收池、檢測器、信號顯示器來排列。熒光分光光度計是按照激發光源氙燈、激發單色器、樣品池、發射單色器、檢測器、信號顯示器的順序排列，而且光路不是直線，而是呈90°排列的。原子吸收分光光度計的主要部件有銳線光源（空心陰極燈）、原子化器、分光系統、檢測器、信號顯示器。傅里葉變換紅外光譜儀由光源（硅碳棒）、邁克爾遜干涉儀、檢測器、電腦組成。連續波磁共振波譜儀由磁鐵、射頻振蕩器、探頭、掃描發生器、射頻接收器及記錄儀組成。它們不是完全彼此孤立的，但不同的地方要區分清楚。

2.4 幾種色譜分析法的比較

色譜法不可缺少兩相，即流動相和固定相，其中流動相為氣體的是氣相色譜法，流動相是液體的是液相色譜法。液相色譜法又分為高效液相色譜法和經典液相色譜法，它們在流動相、固定相、輸送壓力、柱溫、柱效等方面都存在很多不同。在講解這部分內容時，一定要使學生明確它們之間的差異與聯系，使用比較法這些知識就很容易被學生接受。

2.5 在實驗教學中的應用

分析化學實驗主要訓練學生滴定與稱量的基本操作，但是滴定時加入指示劑的時間、滴定終點顏色的判斷、滴定的快慢要求都不一樣。酸堿滴定時，指示劑是在滴定前加入，終點時觀察溶液顏色的變化，這存在一個漸變的過程，滴定開始時可以快一點，臨近終點時則要慢一些。配位滴定時如用EDTA滴定Zn離子溶液，滴定前加入鉻黑T指示劑，終點時溶液顏色由紫紅變成紫藍，然后紫藍變為純藍即為終點。滴定速度與酸堿滴定差不多。氧化還原滴定中，對于間接碘量法標定Na2S2O3溶液的實驗，應該在接近終點時加入淀粉指示劑，終點溶液由深藍變為亮綠色，滴定開始時要快滴慢搖，終點時則慢滴，不然判斷終點會不準確。沉淀滴定法中，3種方法指示終點都有差異。鉻酸鉀指示劑法是通過觀察沉淀的顏色來判斷的，沉淀從白色變磚紅即為終點；鐵銨礬指示劑法滴定過程中有白色沉淀生成，而溶液變棕紅色即為終點；吸附指示劑法要觀察沉淀膠體的顏色變化，所以要保護膠體，防止膠體凝聚。不僅如此，3種沉淀滴定法控制溶液酸堿度都不同，鉻酸鉀指示劑法在中性、弱堿性條件下進行，鐵銨礬指示劑法在硝酸的酸性條件下進行，吸附指示劑法根據指示劑控制溶液滴定時的pH值。

而儀器分析實驗主要開設了光譜分析法和色譜分析法的相關內容。紫外可見分光光度計的使用分為722型和UV2000型兩種，這兩種儀器的使用有很多相似點也有差異。二者的基本構造是相似的，都是五大部件。差異如722型分光光度計是開蓋調零，學生先學習了這種儀器后，再學習UV2000時容易混淆，一定要對學生強調UV2000型是關蓋用黑體調零。前者有一種光源（鹵鎢燈），后者有兩種光源（鹵鎢燈和氘燈），在使用紫外光區時會有馬達自動進行光源切換；前者用玻璃吸收池，后者用石英吸收池，紫外光區的測定是不能用玻璃的。這些要點必須向學生說明，這樣他們既可以通過對前者的操作體會很快掌握后者的操作技能，又不會混淆二者的使用方法。色譜實驗中主要開設了氣相色譜實驗和高效液相色譜實驗，二者在結構上很相似，都有流動相輸送系統、進樣系統、分離系統、檢測系統、信號顯示系統等。但是氣相色譜是用惰性氣體作為流動相，高效液相色譜是用脫氣過濾后的高純液體作為流動相，可以采用梯度洗脫方式輸送流動相改善分離效果。氣相色譜是用尖頭進樣針直接進樣，定時更換硅橡膠，而高效液相色譜用平頭進樣針采用六通閥進樣。氣相色譜法是采用填充色譜柱或石英毛細管柱分離，可以采用程序升溫方式改善分離效果。高效液相色譜法采用的色譜柱比前者要短，柱溫也比前者低。這些異同點應在教學時向學生闡明，通過比較新舊知識，不僅不會混淆，而且會更快掌握新知識。

3 結語

比較教學法有利于將學生在學習中的疑點和教材中的重點與難點結合起來。在分析化學教學過程中，我們經常看到學生容易混淆分析化學中的基本概念、基本理論、基本反應、平衡常數、各類滴定曲線等內容。而比較教學法能把教材中的重點、難點和學生學習中存在的疑點結合起來，從而加深學生的印象，易于掌握和記憶。通過比較法的思維訓練，學生可以將各個章節的知識點彼此聯系、相互辨別，在知識點之間建立橫向和縱向比較，對于初學時的辨別知識和復習時的歸納總結都大有裨益。

［1］向梅先，葛月賓，肖新才.改進藥用植物學教學的幾點體會［J］.湖北中醫學院學報，2010，12（3）：75.

［2］張慧.無機化學教學中比較教學法的應用［J］.寧波大學學報：教育科學版，1999，12（3）：145-146.

G424.1

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1671-1246（2015）10-0038-03