pH法測定甘氨酸合鎳配合物逐級穩定常數*
——介紹一個開放式實驗

王崢 周立群 劉麗穎

(湖北大學化學化工學院 湖北武漢 430062)

近年來，全國各大高校都在對化學實驗教學內容和課程體系進行改革，對傳統的驗證性實驗進行合并精簡，增加綜合性和設計性實驗，并積極構建開放式實驗教學模式，發揮學生的主動性和創造性，為學生的個性發展提供廣闊的空間[1-4]。綜合性實驗旨在培養學生的綜合實驗技能，訓練學生靈活運用所學知識解決問題的能力，并培養學生的開拓創新意識。綜合性實驗項目的選擇與設計應充分體現這一宗旨[5]。

pH法測定甘氨酸合鎳配合物逐級穩定常數是湖北大學實驗教學中心的一個綜合實驗項目。實驗涉及配位平衡和酸堿平衡相關理論知識的綜合運用，實驗中涉及試劑的取用、溶液的配制、酸堿滴定等基本操作，以及酸度計、恒溫磁力攪拌器、電子天平等儀器設備的使用；在數據處理上還涉及數據處理軟件的應用。通過該實驗，能有效地培養學生對實驗方法的設計能力，對各種實驗基本操作、實驗技能的綜合運用能力，以及對實驗結果的處理及表達能力[6]。

由于該實驗的綜合性較強，因此教學難度較大。難教，難在對實驗原理和實驗方法的講解。指導教師一般采用講授法，在學生動手前對實驗原理進行詳細的講解，幫助學生理解并掌握實驗原理和實驗方法。難學，難在對實驗原理的理解、儀器設備的正確使用以及數據處理軟件的運用。指導教師要在實驗前對儀器設備以及數據處理軟件的使用方法進行詳細的講解，以保證實驗順利進行。為了進一步激發學生的學習興趣，提高學生的學習積極性，有效地培養學生獨立思考問題和解決問題的能力，我們對pH法測定甘氨酸合鎳配合物逐級穩定常數實驗進行了開放式教學的探索[7-9]。

1 教學設計

1.1 教學目標

(1)了解測定配合物穩定常數的幾種方法。

(2) 掌握pH法測定甘氨酸合鎳配合物逐級穩定常數的原理和方法。

(3) 掌握酸度計、恒溫磁力攪拌器等儀器設備的使用方法。

(4) 熟練運用數據處理軟件對實驗結果進行處理。

(5) 培養學生綜合運用化學基礎知識和實驗技能的能力；提高學生的思維能力、解決問題能力和創新意識。

1.2 教學要點

幫助學生理解并掌握pH法測定甘氨酸合鎳配合物逐級穩定常數的實驗原理和實驗方法。(1) 在課前，學生通過自學和教師指導下的互助式學習，初步掌握實驗原理和實驗方法;(2) 在課上，學生通過實驗，獲得感性認識，進一步理解和掌握實驗原理和實驗方法;(3) 在課后，通過小組討論與總結，進一步加深學生對實驗原理和實驗方法的理解，并加以應用。

1.3 教學方法及手段

(1) 通過情境激學法創設問題，激發學生學習興趣，調動學生內在學習動力。

(2) 通過網絡輔助教學，幫助學生理解實驗原理、熟悉各種儀器的使用方法以及數據處理軟件的使用方法。

(3) 開展互動，在討論中活躍學生的思維。

(4) 采用歸納、演繹法，讓學生對本次實驗進行歸納總結，設計類似實驗。

1.4 教學過程

開放式實驗教學分4個階段進行。

第一階段，實驗前的自我準備。

每名指導教師指導8～10名學生，將其分成4個互助式學習小組，每組2～3名學生。學生通過自主學習和互助學習相結合的方式進行實驗前的準備。

通過以上問題引導學生做好實驗前的準備工作，讓學生帶著問題，通過實驗教學中心網站上的實驗指導，理解實驗原理，學習儀器的使用方法和數據處理方法。學生在自學過程中遇到問題時，可相互討論，也可在指定時間段與教師進行在線交流。

第二階段，學生以小組為單位，展示實驗的準備情況并展開討論。

4個小組代表抽簽，當場回答所抽中的問題，展示小組實驗的準備情況。指導教師和另外3個小組代表分別給回答問題的小組打分，當4個小組回答完所有問題后，由指導教師統一進行點評，并展開進一步討論，使學生加深對實驗原理和實驗方法的理解。

第三階段，進行實驗并完成數據處理。

第四階段，實驗總結、討論和實驗拓展。

此外，要求學生以小組為單位，選擇1種配合物，通過pH法測定該配合物的逐級穩定常數，進行實驗設計，擬定實驗方案，并將實驗設計方案制作成ppt進行展示，由指導教師組織學生對各小組的設計方案進行討論，并推選一個小組參加班級的實驗設計展示。

1.5 全方位考核

通過自我評價、小組內互評、小組間互評和指導教師評價，對學生進行全方位考核，考核內容主要包括學生在實驗前對實驗的準備情況，在實驗中對實驗的掌控能力、團隊合作能力，對實驗過程中出現問題的處理能力，以及實驗后對整個實驗的總結能力以及實驗設計能力等。

這種全方位的考核，既能避免指導教師由于其主觀性給學生評價所帶來的偏差，也能體現評價并不僅僅是以實驗結果為標準。使學生重視實驗過程，重視能力培養，主動深入研究實驗，并通過對他人進行評價的過程培養學生的責任感。

2 教學效果

通過對pH法測定甘氨酸合鎳配合物逐級穩定常數實驗實施開放式實驗教學，無論是學還是教，都取得了較好的效果。

從學的一方來說，學生獲得自主權后，對實驗課表現出很高的熱情。課前積極準備，主動完成指導教師布置的預習任務，并在小組討論中充分展示其預習效果，提出獨到的見解。在實驗過程中，發現問題時，能主動運用所學知識分析問題、解決問題，使處理問題的能力得到提升。通過最后的實驗總結和拓展訓練，學生能發現自己在理論方面和實驗技能方面的不足，對知識的獲取更加主動，對理論課的學習也有良好的促進作用。

從教的一方來說，指導教師將自主權交給學生后，可以將更多的精力放在對學生的引導上，加上學生的積極配合，可取得事半功倍的效果。

在開放式實驗教學實施的過程中，也發現了一些問題，主要表現在：① 學生對實驗原理的理解深度不夠；② 學生對于一些基本操作的應用不夠靈活，如在標定酸或堿的時候，不知如何選擇指示劑，不知如何計算基準物質的稱量范圍等；③ 由于沒有指導教師對整個實驗過程的詳細講解，有些學生不能很好地從總體上把握實驗，在實驗中易手忙腳亂；加上綜合實驗與基礎實驗間隔時間較長，學生雖然對儀器較為熟悉，但是很多操作細節卻忘了。因此，在網絡輔助教學上，還需要開發仿真實驗，以便于學生對儀器進行模擬操作，幫助學生更好地把握整個實驗。

總的來說，對pH法測定甘氨酸合鎳配合物逐級穩定常數實驗實施開放式實驗教學，已初步達到了預期的效果。對于其中存在的問題，則需要教師、學生和管理層三方共同努力解決。

3 結語

對綜合化學實驗實施開放式實驗教學，改變指導教師講解過細、偏重結果的教學方式，使教師能在課堂中將更多時間和精力用于對學生的引導，以學生為主體，充分發揮學生的主觀能動性。這樣不僅能提高學生對理論基礎知識和實驗基本技能的靈活應用能力，而且有利于學生科學研究綜合素質的提高。

參 考 文 獻

[1] 陳琦,黃定君,王曉東.高等教育研究,2008,25(1):40

[2] 陸靖,吳性良,姚子鵬,等.高等理科教育,2000(6):55

[3] 陳國輝,羅一鳴,李潔,等.化工高等教育,2008(6):14

[4] 李兆隴,陰金香,麻英,等.構建化學實踐平臺,促進高素質人才培養∥大學化學化工基礎課程報告論壇論文集.北京:高等教育出版社,2006:651

[5] 王崢,周立群,李玲,等.高校開放式化學實驗教學模式研究∥大學化學化工課程報告論壇論文集.北京:高等教育出版社,2009:429

[6] 易瓊,王石泉,王崢.湖北大學成人教育學院學報,2002,20(2):71

[7] 史繼誠,梁占國.綜合性、設計性、開放性大學化學實驗課程體系的建設∥大學化學化工基礎課程報告論壇論文集.北京:高等教育出版社,2006:555

[8] 杜志強,李寧,封子先,等.大學化學,2006,21(4):15

[9] 張逢星,李珺,郭慧林.大學化學,2009,24(3):18