王益林
(廣西大學化學化工學院,廣西南寧 530004)
創設問題情景,提高農科分析化學教學效率
王益林
(廣西大學化學化工學院,廣西南寧 530004)
分析化學是農類專業的基礎課程之一。本文針對農科分析化學課程的特點,對在農科分析化學教學中創設問題情景,提高教學效率進行了探討和嘗試,并提出了五種創設問題情景的方法。[關鍵詞]問題情景;分析化學;教學
學起于思,思源于疑。學生的學習是一種思維活動,而思維總是在一定的問題情境中產生的。因此在課堂教學中努力創設恰當的問題情境,有利于調動學生思維的積極性,促進學生學習能力的形成和發展,從而提高教學效率。
分析化學是農科類學生的基礎課而非專業課,學生對基礎課的興趣往往不及專業課。俗話說興趣是最好的老師,因此提高學生對分析化學的興趣是提高教學效率的有效手段之一。要提高學生對分析化學課程的興趣,就要使學生感受到該課程與他們的專業確確實實密切相關,學好分析化學有助于提高專業技能。而事實上由于篇幅的限制,分析化學教材只可能介紹基本的原理和方法,這就要求任課教師應在一定程度上熟悉學生的專業課程知識,在講課的時候應針對學生的專業,創設與專業相關的問題情景,以此激發學生的興趣。譬如,教材[1]在講述酸堿滴定法的應用時,介紹了銨鹽中氮含量的測定及蛋白質含量的測定,在講授該部分內容時可設計如下問題:(1)如何測定碳酸氫銨、碳酸銨、尿素等化肥中氮的含量?(2)如何測定土壤中的總氮?(3)如何測定飼料中的蛋白質含量?(4)為什么一些不法分子會在奶粉中添加三聚氰胺?對這些問題的探討,激發學生的學習興趣,擴大學生的知識面,又能使學生加深對酸堿滴定法的認識,鞏固對酸堿滴定基本原理的理解。
實驗過程蘊含著豐富的情景素材。在指導學生實驗的過程中不斷提出問題,一方面可培養學生的問題意識,另一方面通過對問題的分析和解決可加深對理論知識的理解。例如“有機酸摩爾質量的測定”實驗中,可提問學生:(1)標定NaOH溶液時,稱取基準物質鄰苯二甲酸氫鉀的質量為什么不能過少也不能過多?(2)用NaOH滴定有機酸時是否可以使用甲基橙作為指示劑?為什么?(3)草酸、檸檬酸、酒石酸等多元有機酸能否用NaOH溶液分步滴定?為什么?引導學生從實驗誤差、指示劑的選擇原則、分步滴定條件等角度予以分析,以此加深學生對酸堿滴定法的認識。
實驗現象可為學生提供豐富的感性認識,能發揮學生的主體能力,使其積極自主地投入到問題解決之中。譬如,以酚酞為指示劑用鄰苯二甲酸氫鉀標定NaOH溶液,剛到滴定終點時溶液由無色變為淺紅色,放置一段時間后溶液又褪色。這時可提問學生:滴定過程中為什么會出現無色→淺紅色→無色的顏色變化,褪色后是否需要補加NaOH溶液,如果補加對測定結果有何影響?又譬如,在“HCl-NH4Cl二組分濃度的測定”實驗中,用NaOH溶液滴至第一終點并用甲醛強化后,溶液又變回紅色。這時可提如下問題:為什么溶液會由黃色變為紅色?這一變化說明了什么問題?通過對這些問題的思考,使學生變被動接授知識為主動汲取知識。
化學是一門與生產、生活實際密切相關的自然科學,分析化學作為化學的分支學科也不例外,因此生產實踐及社會生活為我們提供了豐富的情景素材。例如,鈣是人體內的一種微量元素,其含量的高低與人的健康密切相關,補鈣制劑在電視廣告中頻繁出現。在講授配位滴定時,可提問學生:怎樣測定補鈣制劑(如新蓋中蓋高鈣片、葡萄糖酸鈣口服液)中的鈣含量?又如,學生都知道碘是人體必須的微量元素之一,碘的攝入量不足或過多都會引起各種疾病,加碘食鹽中的碘以KIO3形式存在。學完氧化還原滴定法及可見吸光光度法后,可提問學生:根據所學分析化學知識,可用哪些方法測定加碘食鹽中碘的含量?此外,阿司匹林藥片中乙酰水楊酸含量的測定;胃舒平藥片中Al(OH)3和MgO含量的測定;食品中防腐劑苯甲酸、山梨酸的定量測定等都可以以問題情景的形式出現在分析化學課堂中。因為這些東西來源于生活,學生對它們感興趣,盡管在課堂上不可能詳細講解,有時老師甚至僅僅只是提出一個問題,但學生課后查資料的熱情很高。學生的積極性調動起來了,學習效果自然上去了。
化學史是分析化學教學的重要資源。在分析化學教學中,有相當一部分理論知識教起來枯燥、學起來乏味,如果教師有意識地以化學史中著名科學家的有趣事件為由頭提出問題,不僅可以激發學生的學習熱情,而且能揭示出反映在認識過程中的科學態度和科學思想,使學生學到發展和運用知識的科學方法。例如波義爾是第一個發明指示劑的化學家[2],在酸堿指示劑教學中,教師可以先講一個故事:英國化學家波義耳做實驗時一不小心把鹽酸撒到紫羅蘭花瓣上,他趕緊用水沖洗花瓣,結果紫羅蘭的顏色竟然由紫變紅了。對此波義耳感到十分驚奇,于是又用其他酸做了同樣試驗,結果發現,其他酸同樣能使紫羅蘭由紫變紅。接著波義耳又用堿做了一系列試驗,發現堿同樣能使紫羅蘭改變顏色。后來他又用不同花朵、藥草、樹皮的浸出液,一一進行試驗,結果發現從石蕊苔蘚中提取的紫色浸出液遇酸變紅,遇堿變藍,酸堿指示劑由此誕生了。接著提問學生:酸堿指示劑為什么會有顏色變化?每種指示劑究竟在什么pH范圍內發生顏色變化?盡管學生對酸堿指示劑已有所了解,但波義爾的故事再一次激起了他們的興趣,接下來教師的講解自然會收到事半功倍的效果。此外,學生從這一故事中還能感悟到科學家發現問題的思維過程,對其思維能力的提高也大有裨益。利用化學史創設問題情景的教學真可謂一舉多得。
傳統的教學手段是粉筆加黑板,課堂容量小、節奏慢。由于農科分析化學教學內容多、課時數少,因而普遍采用多媒體教學。多媒體課件集圖像、文字、聲音于一體,平時我們應注意收集與教學相關的文字影像資料。教學時選用具體、生動、形象的影像素材,可使學生產生積極的情感體驗,從而積極地投入學習之中。譬如,在講銨鹽中氮含量的測定之前,可先在屏幕上放出“農業化學之父”——李比希的頭像,同時用事先錄制好的語音素材簡要介紹李比希在農業化學方面的貢獻,使學生了解他在發展植物營養與指導施肥方面做出了偉大的貢獻,以及他的礦質營養學說引出了一個巨大的產業,即化肥工業[3]。接著馬上向學生提問:怎樣測定銨鹽中氮的含量?又譬如,在講氧化還原滴定的時候,可在屏幕上放出水體富營養化的照片,提問學生怎樣測定水中化學耗氧量;講可見吸光光度法時可向學生出示被鎘、鉻、鉛等重金屬離子污染了的河水的照片,以及飲用了被污染水的人的照片,并提問學生怎樣測定水中六價鉻的含量。由于所選題材與專業或社會問題相關,學生學習有動力,因而注意力高度集中,效果自然很理想。
[參 考 文 獻]
[1]謝天俊.簡明定量分析化學[M].廣州:華南理工大學出版社,2004:57-58.
[2]鄭長龍.化學實驗科學的興起和化學實驗方法論的建立[J].長春師范學院學報,1993,18(2):48-51.
[3]姜云奎.農業化學之父——李比希的科學思想探究[J].中國科技信息,2006(6):111-112.
G642
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1008-178X(2013)01-0160-02
2012-11-10
王益林(1968-),男,湖南邵東人,廣西大學化學化工學院副教授,從事分析化學教學及光譜分析研究。