摘要: “項目教學法”是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。在整個教學過程中既能發揮教師的主導作用,又能體現學生的主體作用,從而充分地展示現代職業教育“以能力為本”的價值取向,使課堂教學的質量和效益得到更大幅度的提高。本文以“NaOH標準溶液的標定”教學案例的設計為例,探索項目教學法在中職化學課堂教學中的具體運用,旨在對同行有一定的借鑒意義。
關鍵詞: 項目教學法“NaOH標準溶液標定(操作堿式滴定管)”課程具體操作流程
隨著現代科學技術和生產組織形式對職業教育要求的不斷提高,中職學校的許多教師傾向于采用項目教學法來培養學生的實踐能力、社會能力及其他關鍵能力。
項目教學法,是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。在這里,項目指以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的的任務,它應該滿足以下條件:該工作過程用于學習一定的教學內容,具有一定的應用價值;能將某一教學課題的理論知識和實際技能結合起來;與企業實際生產過程或現實商業經營活動有直接的關系;學生有獨立制訂計劃并實施的機會,在一定時間范圍內可以自行組織、安排自己的學習行為;有明確而具體的成果展示;學生自己克服、處理在項目工作中出現的困難和問題;項目工作具有一定的難度,要求學生運用新學習的知識、技能,解決過去從未遇到過的實際問題;學習結束時,師生共同評價項目工作成果。
在項目教學中,學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。學生在項目實踐過程中,能理解和把握課程要求的技能和知識,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題和解決問題的思想和方法。下面筆者以“NaOH標準溶液的標定(操作堿式滴定管)”課程教學為例,對項目教學法具體操作流程作一簡單介紹,希望能給同行一點啟示。
一、項目要求
正確使用堿式滴定管,最終確定待標NaOH溶液的濃度,整個過程分以下9個子項目:
1.選取合適的堿式滴定管。
2.洗滌堿式滴定管。
3.堿式滴定管檢漏。
4.裝入待測溶液。
5.堿式滴定管趕氣泡。
6.滴定管加液操作。
7.左右手配合滴定的過程。
8.滴定終點的判斷。
9.滴定管讀數,并計算結果。
二、教學目標
1.知識技能。學生在實際操作的情境中,綜合從書本上學到的堿式滴定管的操作知識,掌握堿式滴定管的洗滌、檢漏、裝液、趕氣泡、滴定、讀數等技巧。
2.過程與方法。學生通過教師、同學和計算機的幫助,感受實際工作中堿式滴定管的洗滌、檢漏、裝液、趕氣泡、滴定、讀數等一般工作流程,學會表達解決問題的過程和方法。
3.情感、態度、價值觀。學生培養實際動手操作能力,以及與同伴合作交流的意識和能力。
三、項目分析(以NaOH標準溶液的標定為例)
本項目是“NaOH標準溶液的制備”實驗中的第三個項目,粗配NaOH溶液的標定是整個項目的核心操作。在這個項目中,筆者將堿式滴定管的洗滌、檢漏、裝液、趕氣泡、滴定、讀數等操作與具體的分析實例結合起來,以酚酞作指示劑確定終點,最終得到NaOH溶液的準確濃度,讓學生感受中說、做、學,優化教學過程,改進學習方式,并倡導學生主動參與學習和同學交流合作,用不同的方式來學習知識。學生通過自己的討論交流進行探索和實現問題的解決,能形成一定的知識解決模型,并最終解決實際生活問題,從而能夠與化工分析行業零距離接軌。
1.重點。堿式滴定管的洗滌、檢漏、裝液、趕氣泡、滴定、讀數。(用分解視頻演示堿式滴定管的操作流程)
2.難點。綜合運用所學知識,最終測得NaOH溶液的準確濃度。
3.突破重點、難點。(1)學生在教師的引導下完成項目。(2)教師幫助個別學生提高水平。
四、教學策略分析
1.學生分析。學生學習該項目之前已經掌握了半自動電光分析天平的使用、粗略配制NaOH溶液的方法,能夠熟練使用分析天平,托盤天平、藥匙、燒杯、試劑瓶、洗瓶。
2.教學理念和教學方式。教學是師生之間、學生之間交往互動與共同發展的過程。計算機教學要緊密聯系學生的生活實際。采用項目教學法學習,教師可以利用計算機的優勢,成為知識傳播者、問題情境的創設者、嘗試點撥的引導者、知識反饋的調整者。學生是學習的主人,在教師的幫助下、小組合作交流中,利用動手操作探索,發現新知識,自主學習。
教學評價方式多樣化,包括師生評價、學生評價、小組評價等多種方式。教師在課堂上利用明確無誤的工作表結果對學生的學習和練習作出評價,讓每個學生都能體驗到成功的樂趣。采用項目教學法,讓學生把知識綜合起來,應用于實際的行業工作中。
五、教學準備
一臺計算機,一臺投影儀,三套滴定分析儀器。
六、項目實施
1.示范項目。以視頻演示洗滌、檢漏、裝液、趕氣泡、滴定、終點確定、讀數各步操作。(視頻文件分開講解,以達到鞏固堿式滴定管操作的目的,學生可隨時要求觀看每一步的操作。)
2.實訓項目。每一步示范后,每組抽一名學生進行演示,小組討論操作情況。(教師提供實驗儀器,每組抽一名學生在每個演示步驟后進行演示)。
七、項目評價
八、實驗結果展示
讓學生觀看在小組內評選出的同學的優秀滴定試樣,通過優秀滴定試樣展示,給學生以智慧的碰撞,很好地激發學生的學習積極性,促使學生從多方面思考問題,培養規則操作、創新精神。
九、具體操作步驟
1.選取合適的堿式滴定管。堿式滴定管使用前應檢查橡皮管長度是否合適,是否老化、變質;玻璃珠是否適當,玻璃珠過大不便操作,過小則會漏水。
2.堿式滴定管的洗滌。無明顯油污的滴定管,直接用自來水沖洗。若有油污,則用鉻酸洗液洗滌。
方法:用洗液洗滌時,要注意不能使鉻酸洗液直接接觸橡皮管。為此,可將堿式滴定管倒立于裝有鉻酸洗液的燒杯中,橡皮管接在抽水泵上,打開抽水泵,輕捏玻璃珠,待洗液徐徐上升到接近橡皮管處即停止。讓洗液在滴定管中停留一段時間后,將洗液倒回原瓶中。用洗液洗滌后,先用自來水將管中附著的洗液沖凈,再用蒸餾水涮洗幾次。洗凈的滴定管的內壁應完全被水均勻潤濕而不掛水珠,否則應再用洗液浸洗,直到洗凈為止。
3.滴定管的檢漏。滴定管使用之前必須嚴格檢查,確保不漏。
方法:將堿式滴定管裝滿蒸餾水直立5min,若管尖處無水滴滴下即可使用。檢查發現漏液的滴定管,必須重新裝配,直至不漏,滴定管才能使用。檢漏合格的滴定管,需用蒸餾水洗滌3—4次。
邊學邊練:堿式滴定管的檢漏操作。
4.裝入溶液。首先,將試劑瓶中的操作溶液搖勻,使凝結在瓶內壁上的液珠混入溶液。操作溶液應小心地直接倒入滴定管中,不得用其他容器(如燒杯、漏斗等)轉移溶液。其次,在加滿操作溶液之前,應先用少量此種操作溶液洗滴定管數次,以除去滴定管內殘留的水分,確保操作溶液的濃度不變。倒入操作溶液時,右手拿住細口瓶往滴定管中倒入操作溶液,讓溶液沿滴定管內壁緩緩流下。每次用10mL操作溶液洗滴定管。用操作溶液洗滴定管時,要注意務必使操作溶液洗遍全管,并使溶液與管壁接觸1—2min,每次應注意玻璃珠下方的洗滌,并盡量放盡殘留溶液。
邊學邊練:堿式滴定管裝液。
5.趕氣泡。(如圖1)用操作溶液洗完后,將其裝滿溶液垂直地夾在滴定管架上,左手拇指和食指放在稍高于玻璃珠所在的部位,并使橡皮管向上彎曲,出口管斜向上,往一旁輕輕擠捏橡皮管,使溶液從管口噴出,再一邊捏橡皮管,一邊將其放直,這樣可排除出口管的氣泡,并使溶液充滿出口管。
注意:應在橡皮管放直后,再松開拇指和食指,否則出口管仍會有氣泡。排盡氣泡后,加入操作溶液使之在“0”刻度以上,再調節液面在0.00mL刻度處,備用。如液面不在0.00mL,則應記下初讀數。
邊學邊練:堿式滴定管趕氣泡。
6.加液操作。(如圖2)將滴定管垂直地夾于滴定管架上的滴定管夾上。在使用堿式滴定管時,左手拇指在前,食指在后,捏住橡皮管中玻璃珠所在部位稍上的地方,向右方擠橡皮管,使其與玻璃珠之間形成一條縫隙,從而放出溶液。注意不能捏玻璃珠下方的橡皮管,以免當松開手時空氣進入而形成氣泡;也不要用力捏壓玻璃珠,或使玻璃珠上下移動,否則不能放出溶液。
要能熟練自如地控制滴定管中溶液流速的技術:(1)使溶液逐滴流出。(2)只放出一滴溶液。(3)使液滴懸而未落(當在瓶上靠下來時即為半滴)。
邊學邊練:逐滴加溶液,先只加1滴溶液,再加半滴溶液。
7.滴定操作。(如圖3)滴定通常在錐形瓶中進行,錐形瓶下墊一白瓷板作背景,右手拇指、食指和中指捏住瓶頸,瓶底離瓷板2—3cm。調節滴定管高度,使其下端伸入瓶口約1cm。左手按前述方法操作滴定管,右手運用腕力搖動錐形瓶,使其向同一方向作圓周運動,邊滴加溶液邊搖動錐形瓶。
注意:在整個過程中,搖動錐形瓶時,要注意不要使溶液濺出,不要使瓶口碰滴定管口,也不要使瓶底碰白瓷板,更不要前后振動。一般在滴定開始時無可見的變化,滴定速度可稍快,一般為10mL/min,即3—4滴/s。滴定到一定時候,滴落點周圍出現暫時性的顏色變化。
每次滴定最好都從讀數0.00mL開始,也可從0.00附近的某一讀數開始,這樣在重復測定時,使用同一段滴定管,可減小誤差,提高精密度。
邊學邊練:練習堿式滴定管的滴定操作。
8.終點判斷。在離滴定終點較遠時,顏色變化立即消逝。臨近終點時,變色甚至可以暫時地擴散到全部溶液,不過在搖動1—2次后變色完全消逝。此時,應改為滴1滴,搖幾下。等到必須搖2-3次后,顏色變化才完全消逝時,表示離終點已經很近。微微轉動活塞,使溶液懸在出口管嘴上形成半滴,但未落下,用錐形瓶內壁將其沾下。然后將瓶傾斜把附于壁上的溶液洗入瓶中,再搖勻溶液。如此重復,直到剛剛達到終點時出現的顏色而又不再消逝為止。一般30秒內不再變色即到達滴定終點。
邊學邊練:滴定到終點,學會終點顏色的判斷,鞏固加1滴、半滴的操作。
9.滴定管讀數。(如圖4)滴定開始前和滴定終了都要讀取數值。讀數時可將滴定管夾在滴定管夾上,也可以從管夾上取下,用右手大拇指和食指捏住滴定管上部無刻度處,使管自然下垂,兩種方法都應使滴定管保持垂直。在滴定管中的溶液形成一個彎液面,即待測容量的液體與空氣之間的界面。無色或淺色溶液的彎液面下緣比較清晰,易于讀數。讀數時,使彎液面的的最低點與分度線上邊緣的水平面相切,視線與分度線上邊緣在同一水平面上,以防止視差。因為液面是球面,改變眼睛的位置會得到不同的讀數。
為了便于讀數,可在滴定管后襯一讀數卡。(如圖5)讀數卡可用黑紙或涂有黑長方形的白紙制成。讀數時,手持讀數卡放在滴定管背后,使黑色部分在彎液面下約1mm處,此時即可看到彎液面的反射層成為黑色,然后讀此黑色彎液面下緣的最低點。
在使用帶有藍色襯背的滴定管時,(如圖6)液面呈現三角交叉點,應讀取交叉點與刻度相交之點的讀數。
顏色太深的溶液,如KMnO4、I2溶液等,彎液面很難看清楚,可讀取液面兩側的最高點,此時視線應與該點成水平。
必須注意,初讀數與終讀數應采用同一讀數方法。剛剛添加完溶液或剛剛滴定完畢,不要立即調整零點或讀數,而應等0.5-1min,以使管壁附著的溶液流下來,使讀數準確可靠。讀數須準確至0.01mL。讀取初讀數前,若滴定管尖懸掛液滴時,應該用錐形瓶外壁將液滴沾去。在讀取終讀數前,如果出口管尖懸有溶液,此次讀數不能取用。
邊學邊練:練習終點讀數。
通過選取NaOH標準溶液的標定這一“項目”來創設“情景”,通過“協作學習”的方式開展學習,通過完成“項目”來達到目標,是一種比較有效的教學方法。它突破了傳統的教學模式,通過解決學生身邊的一些現實問題來實現學生對知識的掌握,大大提高了學生學習的積極性和主動性。進行過項目教學法學習的學生,他們的動手能力、解決實際問題的能力有很大的提高。
參考文獻:
[1]現代職業教育教學參考叢書.
[2]張振宇.化工分析.