高職分析化學(xué)教學(xué)探討

趙景波

（安徽工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 安徽 銅陵 244000）

“分析化學(xué)”是高職應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)好這門(mén)課對(duì)學(xué)生畢業(yè)從事化學(xué)檢驗(yàn)工及相關(guān)工作起著十分關(guān)鍵的作用。教好這門(mén)課，教師必須把握這門(mén)課的靈魂所在。“分析化學(xué)”包括定性分析和定量分析兩部分，高職“分析化學(xué)”只講述定量分析部分。定量分析是測(cè)定物質(zhì)中有關(guān)成分的含量。含量測(cè)定的準(zhǔn)確與否就是測(cè)定值與真實(shí)值的接近程度，也就是誤差。其靈魂所在，就是一個(gè)“準(zhǔn)”字，它始終貫穿于理論和實(shí)踐教學(xué)中。

筆者在教學(xué)中始終圍繞著“準(zhǔn)”這個(gè)中心從以下方面來(lái)組織教學(xué)，以“準(zhǔn)”為目標(biāo)開(kāi)展以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法和教學(xué)設(shè)計(jì)?！皽?zhǔn)”體現(xiàn)的幾個(gè)方面，如圖1所示。

圖1 以“準(zhǔn)”為中心的教學(xué)示意圖

儀器

知識(shí)要點(diǎn) 分析中的儀器包括兩大類(lèi)儀器，即儀器分析的儀器（通常為儀器分析的主要設(shè)備，如分光光度計(jì)、氣相液相色譜儀、原子吸收光譜儀等等，該儀器為真正意義上的儀器，其使用主要依據(jù)儀器操作規(guī)程和使用說(shuō)明，必要的技能還有化學(xué)分析中的標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制）和化學(xué)分析中的一般儀器?；瘜W(xué)分析中的儀器包含玻璃儀器和天平等儀器，按照用途可分為計(jì)量?jī)x器和一般儀器。計(jì)量?jī)x器有準(zhǔn)確計(jì)量物質(zhì)質(zhì)量大小的分析天平和準(zhǔn)確計(jì)量溶液體積大小的玻璃器皿移液管（吸量管）、容量瓶、滴定管三種。

教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施 為了在定量分析中達(dá)到“準(zhǔn)”，教學(xué)中先從一般儀器如燒杯、三角燒瓶、量桶等玻璃儀器的用途說(shuō)起。該類(lèi)儀器計(jì)量上是大致的，但使用過(guò)程中不應(yīng)引入新的雜質(zhì)而產(chǎn)生誤差，這就包括玻璃儀器的洗滌方法的教學(xué)。其次在準(zhǔn)確計(jì)量溶液體積大小的玻璃器皿移液管（吸量管）、容量瓶、滴定管的教學(xué)中，一要把握儀器的洗滌；二要把握保證容量?jī)x器的計(jì)量準(zhǔn)確，即該三種容量?jī)x器的校正方法；三要把握儀器使用過(guò)程中試液濃度的變化，包括移液管（吸量管）、滴定管洗滌后用試液置換潤(rùn)洗的方法和滴定管、容量瓶檢漏方法。再者就是該三種儀器體積數(shù)字讀出有效數(shù)字正確位數(shù)。對(duì)于定量分析天平的教學(xué)，由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子天平基本上已取代了機(jī)械砝碼光學(xué)天平和單盤(pán)精密天平。在電子天平的教學(xué)中把握電子天平與其他天平的顯著區(qū)別是電子天平是采用電磁力平衡原理，重量通過(guò)傳感器由電路最終通過(guò)數(shù)字顯示出來(lái)。要使稱(chēng)量準(zhǔn)確，電路必須預(yù)熱30分鐘以上才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。再者就是稱(chēng)量方法，突出減量稱(chēng)量法的教學(xué)，學(xué)生能根據(jù)試樣的密度大小，由體積判斷質(zhì)量的大小，減量操作應(yīng)在三次達(dá)到所稱(chēng)的質(zhì)量范圍。

實(shí)驗(yàn)室用水

知識(shí)要點(diǎn) 相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了實(shí)驗(yàn)室用水的質(zhì)量，具有一定的級(jí)別，可視為用量最大的試劑。不同的分析方法有化學(xué)分析和儀器分析、常量分析和痕量分析等。為了達(dá)到“準(zhǔn)”，要求使用不同級(jí)別的“分析實(shí)驗(yàn)室用水”。

教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施 教學(xué)中先從實(shí)驗(yàn)室用水的作用講起，實(shí)驗(yàn)室用水包括玻璃器皿的洗滌、試劑的配制、溶液的稀釋等。要得到各種規(guī)格用途的水，分析中做到“準(zhǔn)”，在水的使用過(guò)程中要求不在分析操作中引入新的雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室用水必須要從源水中凈化制得，源水通常為自來(lái)水。首先說(shuō)明自來(lái)水中成分的主要雜質(zhì)（電解質(zhì)、有機(jī)物、顆粒物質(zhì)、微生物、溶解氣體），然后是如何凈化自來(lái)水（源水），即實(shí)驗(yàn)室用水的制備，也就是實(shí)驗(yàn)室用水純化方法，以及各種純化方法的比較。這里要交待實(shí)驗(yàn)室用水的標(biāo)準(zhǔn) （規(guī)格）一、二、三級(jí)水及用途。

化學(xué)試劑

知識(shí)要點(diǎn) 定量分析實(shí)驗(yàn)用試劑按作用主要分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)為一般作用的試劑如調(diào)節(jié)酸度、分解試樣、沉淀劑等，第二類(lèi)為對(duì)純度有嚴(yán)格要求的試劑如標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定的基準(zhǔn)物質(zhì)、常量分析用的分析純?cè)噭?、微量及痕量分析用的高純、光譜試劑等。

教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施 為了“準(zhǔn)”，第一類(lèi)試劑的使用原則是不應(yīng)引入與試樣相同的成分以使試樣有效成分損失，第二類(lèi)試劑則對(duì)于純度有更加嚴(yán)格的要求，教學(xué)中從試劑的用途到試劑的分類(lèi)和規(guī)格，以及試劑的選用路線講述，同時(shí)強(qiáng)調(diào)試劑使用“就低不就高的原則”。

方法

知識(shí)要點(diǎn) 根據(jù)分析要求、分析對(duì)象、測(cè)定原理、試樣用量與待測(cè)成分含量的不同及工作性質(zhì)等，分析方法可分為許多種類(lèi)。如定性分析、定量分析和結(jié)構(gòu)分析；化學(xué)分析和儀器分析；無(wú)機(jī)分析和有機(jī)分析；常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析；例行分析和仲裁分析等。

教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施 對(duì)于一定量的試樣選擇什么分析方法，教學(xué)中先舉例；如測(cè)定試樣中Ca2+的含量，怎樣測(cè)定？可用的方法有：（1）酸堿滴定法：Ca2+→CaCO3→Ca2+（加入過(guò)量 HCl）， 以酚酞為指示劑，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量HCl。（2）絡(luò)合滴法：

Ca2++H2Y2-→CaY2-+2H+，在 pH=10 時(shí)，以鉻黑 T為指示劑，用EDTA直接滴定Ca2+。（3）氧化還原滴定法：Ca2+→CaC2O4→Ca2+（加入強(qiáng)酸）+H2C2O4，用 KMnO4滴定H2C2O4來(lái)間接測(cè)量Ca2+。

（4）重量分析法：Ca2+→CaC2O4↓，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，用天平稱(chēng)量 CaC2O4，再換算為 Ca2+；（5）如果是微量的試樣可選用儀器分析法。以上分析方法都可用，選用哪種方法？做到誤差最小而快速簡(jiǎn)捷，這樣一一來(lái)講解各種分析方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)，教學(xué)效果會(huì)更加顯著。

操作

知識(shí)要點(diǎn) 定量分析的操作主要包括試樣的采取和制備、試樣的分解、重量分析基本操作、滴定分析基本操作、各種儀器設(shè)備的操作等，這部分內(nèi)容著重是實(shí)踐教學(xué)。

教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施 教學(xué)中向?qū)W生說(shuō)明為使分析結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，操作過(guò)程中怎樣保證不引入新的雜質(zhì)，又不會(huì)使待測(cè)物質(zhì)損耗，化學(xué)反應(yīng)完全，無(wú)副反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)與滴定終點(diǎn)的重合等。再教學(xué)生各種分析方法的操作，如在硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定中反應(yīng)分兩步進(jìn)行：

1.第一步反應(yīng)：

反應(yīng)后產(chǎn)生定量的I2，加水稀釋后用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定；

2.第二步反應(yīng)：

以淀粉為指示劑，當(dāng)溶液變?yōu)榱辆G色即為終點(diǎn)。為什么反應(yīng)進(jìn)行時(shí)要加入過(guò)量的KI和H2SO4，反應(yīng)后又要放置在暗處10分鐘？為什么第一步反應(yīng)后，用Na2S2O3溶液滴定前要加入大量的水稀釋?zhuān)繛槭裁吹矸壑甘緞┮诘味ńK點(diǎn)前加入？為什么淀粉指示劑不能長(zhǎng)久保存？為什么標(biāo)定硫代硫酸鈉滴定中指示劑加入前要快滴慢搖，指示劑加入后要快搖慢滴？通過(guò)這個(gè)實(shí)例向?qū)W生一一講解上述問(wèn)題。每種操作實(shí)驗(yàn)應(yīng)充分訓(xùn)練。在操作中指導(dǎo)，在失敗中總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)都能獨(dú)立完成，獨(dú)立思考，這樣會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。分析化學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)習(xí)的目的就是為了應(yīng)用，因此操作訓(xùn)練這部分格外重要。高職實(shí)踐教學(xué)要求課時(shí)不少于總課時(shí)的50%，筆者的教學(xué)實(shí)踐操作占60%，很多操作要點(diǎn)都是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中講解。

數(shù)據(jù)

知識(shí)要點(diǎn) 無(wú)論是數(shù)據(jù)的記錄、分析運(yùn)算還是最終報(bào)出定量分析的結(jié)果，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)數(shù)據(jù)。因此，在實(shí)際工作中經(jīng)常遇到兩方面的問(wèn)題需要解決：一方面是怎樣記錄數(shù)據(jù)，哪些數(shù)據(jù)應(yīng)保留、哪些應(yīng)舍棄，運(yùn)算得到的分析結(jié)果應(yīng)保留幾位數(shù)字，多余的位數(shù)應(yīng)怎樣處理；另一方面是怎樣評(píng)價(jià)分析結(jié)果，方法的準(zhǔn)確度、精密度如何，誤差和偏差有多大。

教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施 教學(xué)中向?qū)W生講明我們有正確的分析方法及嚴(yán)格完善的操作過(guò)程，那怎樣記錄操作中分析天平和滴定管、移液管、容量瓶的數(shù)字呢？記錄幾位數(shù)？怎樣計(jì)算？計(jì)算結(jié)果取幾位有效數(shù)字？在定量分析工作中，我們經(jīng)常做多次平行的測(cè)定，然后求出平均值。但多次分析的數(shù)據(jù)是否都參加平均值的計(jì)算，有的偏差較大，能否舍去？這就需要我們科學(xué)判斷。為解決這些問(wèn)題，要求分析人員必須熟悉有關(guān)誤差的基本理論，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)處理方法。這樣來(lái)講解定量分析中誤差的概念，有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則，分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。

以上是筆者這些年在分析化學(xué)中教學(xué)的一點(diǎn)體會(huì)，從六個(gè)方面闡述了定量分析的教學(xué)?；瘜W(xué)檢驗(yàn)中還有分析試樣的采集與制備這個(gè)環(huán)節(jié)，由于高職“分析化學(xué)”沒(méi)有涉及這方面內(nèi)容，在此將不一一贅述。怎樣教好一門(mén)課？學(xué)者專(zhuān)家都有完善的論述和理論，但筆者認(rèn)為教好一門(mén)課要用心去教，首先要讓學(xué)生了解該課程在所學(xué)專(zhuān)業(yè)中的地位和作用，本專(zhuān)業(yè)為什么開(kāi)設(shè)該課程，學(xué)生怎樣學(xué)好這門(mén)課；其次是教師怎樣教好這門(mén)課，要把握這門(mén)課的精髓和靈魂所在，在分析化學(xué)定量分析教學(xué)中靈魂就是一個(gè)“準(zhǔn)”字，也是這門(mén)課的精髓所在。按照這種教學(xué)思路和設(shè)計(jì)，在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中取得了良好的教學(xué)效果，近三年我校應(yīng)用化工技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生參加國(guó)家職業(yè)技能鑒定中級(jí)化學(xué)檢驗(yàn)工種通過(guò)率均為100%，在連續(xù)兩屆全國(guó)有色行業(yè)高職院校化學(xué)檢驗(yàn)工技能大賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。

[1]劉珍.化驗(yàn)員讀本（上）（第 4 版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[2]武漢大學(xué).分析化學(xué)（上）（第 5 版）[M].北京：高等教育出版社，2011.

[3]鐘彤.分析化學(xué)（實(shí)訓(xùn)篇）[M].大連：大連理工出版社，2010.

[4]楊珊.關(guān)于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一點(diǎn)思考[J].渭南師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（4）.

[5]樊靚.分析化學(xué)教學(xué)改革探討[J].廣東化工，2010（1）.

[6]黃昊文.分析化學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐探析[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2011（3）.

[7]尤思路.論分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007（1）.