農林院校無機與分析化學實驗教學改革初探

司艷玲

(1.吉林農業大學資源與環境學院，吉林長春 130118； 2.農業資源與環境國家級實驗教學示范中心，吉林長春 130118)

農林院校無機與分析化學實驗教學改革初探

司艷玲1,2

(1.吉林農業大學資源與環境學院，吉林長春 130118； 2.農業資源與環境國家級實驗教學示范中心，吉林長春 130118)

本文結合教學實踐,采用設疑的方式指導學生預習實驗。學生演示、分組討論實驗操作細節，教師以提醒的方式指導實驗過程，及時總結實驗情況并布置課后思考題和學生互相批閱實驗報告等教學方式,增強了學生實驗的積極性和主動性，培養了學生獨立思考和解決問題的能力,有效提高了無機與分析化學實驗的教學質量。

教學改革；無機與分析化學實驗

無機與分析化學實驗是無機與分析化學課程的重要組成部分，包括無機化學和分析化學兩部分內容，是農林院校一門重要的基礎實驗課程。該課程的主要任務是使學生熟練地掌握化學實驗的基本知識和基本操作，培養學生良好的實驗習慣和創新思維，最終能運用化學實驗方法獨立完成測試分析任務[1]。作為大學期間第一門基礎實驗課程，無機與分析化學實驗課程的開設為農學、動物科學、食品科學、生物科學、中藥科學、環境科學等學科后續專業實驗課的開展打下基礎。因此，無機與分析化學實驗在農林院校創新應用人才培養上具有重要的作用。

傳統的無機與分析化學實驗教學方法是教師對實驗目的、實驗原理和實驗步驟逐一進行講解，演示實驗涉及的儀器操作，學生被動地聽、被動地看，沒有獨立思考的過程，只是按照實驗步驟“照方抓藥”完成實驗，很難達到實驗預期目標[2]。如何變被動為主動，使學生積極主動地參與到實驗中，進而發現問題以至創造性地解決問題，是無機與分析化學實驗教師必須思考的問題。“重鉻酸鉀法測定亞鐵鹽中鐵含量”是無機與分析化學實驗中一個經典的滴定分析實驗，本文以此為例探討實驗教學方式改革，以期提高學生實驗的積極性和主動性。

1 以設疑的方式指導學生預習實驗

亞里士多德說：“思維自驚奇和疑問開始”[3]。為了引起學生的實驗興趣，避免將實驗目的、實驗原理和實驗步驟在實驗報告上簡單機械地抄一遍當作預習，在上次實驗結束前，公布本次實驗題目“重鉻酸鉀法測定亞鐵鹽中鐵含量”，教師就實驗原理和實驗內容提出問題、設定疑問。比如，滴定分析方法按照反應類型分主要有四種,即酸堿滴定法、配位滴定法、氧化還原滴定法和沉淀滴定法。那么這次實驗內容屬于哪一種滴定分析方法；滴定過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準溶液；能夠用直接法配制標準溶液的物質稱作基準物質，那么基準物質需要具備哪些條件,等等。讓學生帶著這些疑問去預習本次實驗、撰寫預習報告。上課時教師就其中一部分問題進行提問，達到了鞏固學過的理論知識、全面預習并深刻理解本次實驗原理和實驗內容的目的。

2 學生演示、分組討論實驗操作細節

學生參與化學實驗的積極性和主動性，很大程度上取決于教師的調動和激發。本次實驗涉及的操作有：一是使用電子天平稱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液。完成本次實驗的時間很充沛，而且這兩個儀器的操作是前面滴定分析實驗中練習過的，因此本次實驗首先請學生自愿到前面來演示25 mL移液管吸取硫酸亞鐵待測液的操作，其他同學認真觀看。然后全班分組(4人一組)討論這位同學的演示操作是否有不規范的地方、怎樣操作才是規范的。

對于移液管的使用，從無機與分析化學實驗這門課開始，教師就再三強調需要注意的細節，可是每學期期末還是有學生在操作時使用拇指來堵住移液管的上端出口。移液管的規范使用步驟中首先是洗滌。洗滌分三步，分別是自來水沖洗、蒸餾水沖洗和待測液潤洗。需要注意的是每次潤洗吸取的溶液量大約是移液管容量的三分之一。接下來是吸取待測液，很多學生只顧著吸取溶液，吸完才想起沒有試劑瓶盛裝溶液。因此，在吸取待測液前先要準備好一只干凈的錐形瓶。吸取待測液過程中，移液管下端要伸到試劑瓶待測液液面下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，再緩慢轉動移液管,調整液面高度至刻度線。最后一步操作是轉移溶液，需要注意的是移液管下端出口抵在錐形瓶的內壁，錐形瓶傾斜，保持移液管垂直。學生通過小組討論挑出他人不規范的操作細節,反思自己，進一步明確規范操作移液管的具體步驟，使移液管的操作不規范問題得到明顯的改善。

3 教師以提醒的方式指導實驗過程

滴定過程是實驗教學最重要的實驗環節。在這一過程中,教師要給予學生全面的指導，及時糾正不規范的操作。我們采取的方式是以提醒為主，鼓勵學生自己改正，讓學生真正成為實驗課堂的主角。例如，滴定管的滴定有三種方式，即連續滴加、逐滴滴加、半滴滴加。本次實驗課上發現學生臨近滴定終點時不會進行半滴操作,這時建議學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操作。通過觀察、查找、獨立思考這一系列過程，讓學生自己掌握半滴滴加操作方法，從而加深印象。在接下來的幾次實驗課上，發現學生在滴定過程中掌握了半滴滴加的要領，操作十分規范。

再如，溶解固體硫酸亞鐵樣品需要先加硫酸再加蒸餾水,以防止硫酸亞鐵發生水解。有學生直接用蒸餾水溶解，發現自己的溶液顏色較其他同學有差別卻不知道原因。這時教師間接提醒一下，如硫酸亞鐵容易發生哪些反應，使用過程中要注意什么。教師以提醒的方式指導實驗過程，不僅培養了學生發現問題、解決問題的能力，而且激發了學生實驗的興趣，體驗到成功的快樂。

4 及時總結實驗情況并布置課后思考題

及時總結實驗過程中存在的問題,提出改進措施,規范實驗操作，對培養學生良好的實驗習慣，提高無機與分析化學后繼實驗課的教學效果具有重要意義[4]。當學生實驗結束后，教師應對全班的實驗情況及時進行總結，指出普遍存在的問題并提醒注意事項，表揚表現突出的學生。

為了使學生充分理解實驗原理和實驗內容，掌握本次實驗的要點，最后布置思考題[5]，要求學生寫在實驗報告單上。(1)用二苯胺磺酸鈉作指示劑，終點顏色為什么由綠色變為紫色或紫藍色？(2)加有硫酸的硫酸亞鐵待測溶液在空氣中放置1小時后再進行滴定，對測定結果將有何影響？(3)為準確測得硫酸亞鐵中鐵的含量，實驗過程中需要注意哪些操作步驟？

5 學生互相批閱實驗報告

實驗報告是學生實驗的全面總結,撰寫實驗報告是基本技能訓練的一項重要內容[6]。實驗數據處理是無機與分析化學實驗報告的一項重要內容,必須注意有效數字和相關計算規則。有效數字是指在分析工作中實際能夠測量到的數字，其不僅表示數值的大小,還是測量精確程度的反映,它的位數由使用儀器的精密度決定。本次實驗數據處理中,有效數字是學生最容易出錯的地方。如使用滴定管滴定時,消耗重鉻酸鉀標準溶液21.20 mL,學生容易寫成21.2 mL,忽略有效數字的最后一位；使用電子天平稱量固體藥品重鉻酸鉀0.6020 g，有學生在實驗報告中寫成0.602 g。另一方面需要規范的是計算結果的有效數字的保留。無機與分析化學實驗中，對于滴定分析結果的計算一般要求濃度和質量百分含量的結果保留4位有效數字，相對誤差一般保留1～2位有效數字。

為了規范學生的實驗數據處理，提高撰寫實驗報告技能，我們采取學生互相批閱實驗報告的教學方式。教師事先講明批閱實驗報告的要求和注意事項，尤其是數據處理部分。強調滴定管的讀數要寫到小數點后兩位，而電子天平稱量質量要寫到小數點后四位。學生在批閱實驗報告的過程中，要仔細檢查有效數字的數據記錄和處理，檢查數據的計算結果是否正確。經過學生參與批閱實驗報告這樣的過程，實驗報告撰寫中容易出現的問題尤其是有效數字的使用錯誤越來越少了。

6 結語

在無機與分析化學實驗教學中，教師花心思策劃整個實驗過程，最大程度地調動了學生學習和實驗的主動性，提高了學生實驗過程中發現問題和解決問題的能力，取得了良好的教學效果。

[1]欒國有,劉俊渤,趙成愛.無機及分析化學實驗[M].北京:中國農業出版社,2016:1-2.

[2]趙樺萍,趙立杰,崔鳳娟.讓學生做無機及分析化學實驗課堂的“主人”[J].化學教育,2016(12):27-29.

[3]徐悅華.物理化學實驗教學中的“誘思探究”[J].廣東化工,2006(5):102-103.

[4]張坤,徐靜,宋少芳,等.提高分析化學實驗課程教學效果的幾點措施[J].實驗科學與技術,2016(3):146-148.

[5]趙玉紅,李欣,崔建林,等.維生素C含量檢測實驗的改革[J].實驗技術與管理,2016(6):63-65.

[6]王平,趙樺萍.滴定分析實驗教學改革探索[J].化工時刊,2016(4):44-46.

2017-03-05

司艷玲(1975- )，女，副教授，博士，從事無機與分析化學實驗研究。

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2095-7602(2017)08-0148-03