分析化學(xué)滴定實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容設(shè)計(jì)和教學(xué)探索

齊東來 陳雷

摘 要：根據(jù)本校分析化學(xué)課程設(shè)置實(shí)際情況，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對分析化學(xué)滴定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和結(jié)果評價，進(jìn)一步改進(jìn)和完善滴定實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，對于提高分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，起到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)；滴定實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)置；探索

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是大學(xué)化學(xué)專業(yè)及有關(guān)專業(yè)本科生的重要基礎(chǔ)課程之一。該課程在通過課堂學(xué)習(xí)加深對分析化學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識的理解的基礎(chǔ)上，著重提高分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和基本操作，提高觀察、分析和解決問題的能力，充分樹立“量”的概念，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，為學(xué)習(xí)相關(guān)化學(xué)課程及未來的科學(xué)研究及實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)[1]。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是為本校環(huán)境與化工學(xué)院、材料學(xué)院全部專業(yè)及紡織學(xué)院部分專業(yè)學(xué)生必修的主干課程，對于學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識和能力的轉(zhuǎn)化、理論與實(shí)踐的結(jié)合起著重要的作用。在長期的教學(xué)工作中，我們結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，從培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力出發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以滴定實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置，理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合及考核方式等方面對滴定實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行了探索，收到了一定成效，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

一、以“量”的概念提高學(xué)生對準(zhǔn)確度的認(rèn)識

我們的教學(xué)內(nèi)容以化學(xué)分析為主，與教學(xué)相統(tǒng)一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也以化學(xué)滴定實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容。在課堂教學(xué)中，教師就突出強(qiáng)調(diào)定量分析的任務(wù)是準(zhǔn)確測定未知物的含量，強(qiáng)調(diào)“量”的概念。而實(shí)驗(yàn)是理論的延伸，為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)操作過程中更要注意對“量”的把握[2]。如分析天平稱量時要求學(xué)生一般不超過兩次以減量法準(zhǔn)確稱量物質(zhì)以減小誤差，讀數(shù)需要按天平顯示位數(shù)記錄；滴定放液體操作不能太快，接近終點(diǎn)時需要緩慢嚴(yán)格按半滴的量加入溶液以及正確讀取數(shù)值；強(qiáng)調(diào)關(guān)于移液管和容量瓶的正確操作手法；此外重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)有效數(shù)字的位數(shù)也反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。通過嚴(yán)格的操作要求，讓學(xué)生認(rèn)識到正確的操作方法是保證結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵，在每一個步驟都要嚴(yán)格保證“量”的準(zhǔn)確性，才可能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

二、注重內(nèi)容前后銜接合理設(shè)計(jì)滴定實(shí)驗(yàn)

由于本校分析化學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)課時限制，分析化學(xué)課堂教學(xué)以化學(xué)分析方法為主，重點(diǎn)講解滴定分析。一些重要的儀器分析方法則另設(shè)專業(yè)課。為了與課堂教學(xué)相結(jié)合，我們設(shè)計(jì)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)時也以滴定實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容，結(jié)合部分基礎(chǔ)儀器分析實(shí)驗(yàn)，形成分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)安排則體現(xiàn)基礎(chǔ)性和連貫性。我們非常注重基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對于不同類型化學(xué)反應(yīng)的滴定都設(shè)計(jì)了滴定實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在實(shí)驗(yàn)課初期，專門訓(xùn)練學(xué)生正確使用精密分析天平稱量、正確使用滴定管滴定、以及正確配制和保存溶液等基本操作的規(guī)范性、熟練性和準(zhǔn)確性，在課堂上對儀器的規(guī)范使用方法進(jìn)行充分講解，并在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格要求正確操作，為實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。此外階段性安排成熟的、實(shí)用性強(qiáng)、毒害性小且課時較為適宜的考核性實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確度來檢查學(xué)生前面基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。例如以測量混合堿各組分含量來考察學(xué)生NaOH及HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度標(biāo)定的準(zhǔn)確度，測量水硬度來考察學(xué)生EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液配制操作的準(zhǔn)確性，以雙氧水含量的測定來考察學(xué)生高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性等。實(shí)驗(yàn)安排前后銜接，前面的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對于后面的考核性實(shí)驗(yàn)會產(chǎn)生直接的影響，這樣安排的實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的連貫性。這樣學(xué)生在做每一個實(shí)驗(yàn)時都能較認(rèn)真的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以取得準(zhǔn)確結(jié)果，從而達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的目的。

三、注重學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解

一堂實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的好壞與學(xué)生課前預(yù)習(xí)的情況有密切的關(guān)系[4]。我們要求每個學(xué)生必須做好課前預(yù)習(xí)，以實(shí)驗(yàn)步驟為主寫預(yù)習(xí)報告，將預(yù)習(xí)報告作為成績一部分納入單次實(shí)驗(yàn)的成績，督促學(xué)生做好充分的預(yù)習(xí)。此外，在講解滴定實(shí)驗(yàn)時將課堂的理論進(jìn)行充分復(fù)習(xí)，同時對于實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)提問，使學(xué)生深化理解課堂知識。對于同一類滴定反應(yīng)，我們至少都設(shè)計(jì)了兩個實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生已經(jīng)做過該類實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，少部分實(shí)驗(yàn)由老師當(dāng)堂指定學(xué)生講解。對沒講清楚的地方，或不懂的問題，其他同學(xué)可提問并展開討論，學(xué)生進(jìn)行解答。這樣，既調(diào)動了學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性，又鍛煉了他們的語言表達(dá)能力。最后老師再對學(xué)生講授中的遺漏問題進(jìn)行補(bǔ)充和總結(jié)。經(jīng)過這樣的過程，課堂氣氛比原先只由老師講解活躍了很多，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的興趣有了較大的提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，除完成實(shí)驗(yàn)報告外，還要寫出實(shí)驗(yàn)“感想”，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題、造成的后果，實(shí)驗(yàn)誤差的計(jì)算及引起誤差的原因分析等。通過總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程并發(fā)現(xiàn)問題這項(xiàng)活動，進(jìn)一步加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的鞏固，有助于提高學(xué)生解決問題和分析問題的能力。

四、合理考核嚴(yán)格要求數(shù)據(jù)真實(shí)性

科學(xué)合理的考核方式不僅可以客觀公正地評定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，有利于加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)管理，同時還能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量[5]。

我們將滴定實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和考核性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)報告在單次實(shí)驗(yàn)成績中占有一定比例。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要為基礎(chǔ)操作及配制溶液，其結(jié)果的準(zhǔn)確性會直接影響考核性實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，考核性實(shí)驗(yàn)則以測定未知物為目的，考察學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果好壞由準(zhǔn)確度和精密度兩方面共同確定，按一定的標(biāo)準(zhǔn)給出成績。單次考核性實(shí)驗(yàn)占分比重較多，體現(xiàn)對于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作的綜合考察。此外，我們一直強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須真實(shí)可靠，才能充分反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果好壞，用真實(shí)數(shù)據(jù)反映結(jié)果也是研究人員必須具備的科研素質(zhì)。針對部分學(xué)生在寫實(shí)驗(yàn)報告時容易出現(xiàn)改動數(shù)據(jù)的不良習(xí)慣，我們采取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由老師簽字，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)改動，則該次實(shí)驗(yàn)成績?yōu)榱惴值姆椒ǎ⒃趯?shí)驗(yàn)課程初始即對學(xué)生講明。多年來我們一直堅(jiān)持實(shí)行這項(xiàng)措施，對糾正學(xué)生改動數(shù)據(jù)的做法起到了良好的作用，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

五、結(jié)束語

通過對滴定實(shí)驗(yàn)合理設(shè)計(jì)、理論知識與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作和嚴(yán)格要求數(shù)據(jù)真實(shí)性等方法，對分析化學(xué)滴定實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果進(jìn)行了探索。提高了學(xué)生對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的重視程度和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。滴定實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的探索，也促進(jìn)了教師業(yè)務(wù)素質(zhì)提高，增強(qiáng)了師生之間的交流和反饋，提高了分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。今后我們將繼續(xù)探索分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，適當(dāng)引入能代表分析化學(xué)新發(fā)展的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，與科學(xué)研究和生產(chǎn)生活緊密結(jié)合，開闊學(xué)生的眼界，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]李克安，趙鳳林，焦書明，劉峰，張新祥.分析化學(xué)教學(xué)的探討與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué)，2003，18（1）：26-31.

[2]張坤，徐靜，宋少芳，汪建民，尹延斌. 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)， 2016，14（3）：145-148.

[3]許文菊，易華玉，張小丹，井佩. 分析化學(xué)滴定實(shí)驗(yàn)學(xué)生常見問題分析及教學(xué)改進(jìn)建議[J].西南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，39（3）：188-192.

[4]李松棟，周激，吳躍煥，張翠紅，張穎.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012，10（3）：90-92.

[5]許晶，徐寶榮，徐雅琴. 考核性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26（11）：95-97.