分析化學實驗教學方法初探

周　瑞

(西安石油大學化學化工學院，陜西　西安　710065)

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分析化學實驗教學方法初探

周瑞

(西安石油大學化學化工學院，陜西西安710065)

針對分析化學實驗教學的現狀，闡述了開設驗證性基礎實驗的必要性。從基本操作技能的訓練、實驗數據的處理分析和課堂互動三個方面分別討論了如何更好的開設驗證性實驗，培養學生扎實的實驗基本功；在開設驗證性實驗的基礎上，說明了開設設計性實驗的必要性，對如何利用設計性實驗調動學生探究科學的積極性和創造性提出了幾點建議；認為今后分析化學實驗的發展方向應該由驗證性轉向驗證性和設計性并行的教學方式。

分析化學；實驗；驗證性；設計性

實驗教學作為高校化學教育的重要組成部分逐漸得到各大高校和專業院系的重視。傳統的分析化學實驗教學以驗證性實驗為主，其目的在于鞏固課堂知識、培養學生的基本實驗技能、從事自然科學研究的嚴謹治學態度。但是在實驗教學中，學生按部就班完成實驗，操作技能不規范，不積極思考實驗現象深層次的原因，無法達到理想的實驗教學效果。本文將對分析化學實驗課堂中如何調動學生的積極性，使其掌握扎實的基本功，加深對理論知識的理解，做到融會貫通，培養學生思考問題、分析問題、解決問題的能力進行探討。

1　培養扎實的基本功

分析化學基礎實驗主要是驗證性實驗，即隨課堂中所學基本分析方法的驗證。所選實驗的分析方法典型，現象明顯，與課本知識結合緊密，重在培養學生的基本實驗操作技能和科學嚴謹的態度。基本技能包括操作技能和數據記錄、數據處理以及數據分析能力，準確規范的實驗操作關系到實驗安全和實驗數據的可靠性。實驗結果式試驗過程的最終表達形式，選擇科學合理的數據分析方法在整個實驗環節中至關重要。更重要的是通過實驗教學讓學生建立正確的科學研究態度。

1.1基本操作技能的訓練

實驗操作基本技能訓練是分析化學教學中的重要環節，實驗操作是否規范直接影響實驗結果的準確性。分析化學實驗中應掌握的基本技能有稱量、滴定、移液、溶液配制和標定等。課程的對象是大學一年級的新生，部分同學在中學時期沒有進行過化學實驗技能的相關培訓，在最初的幾堂課中，操作不規范，需要反復糾正。所以，教師在授課時應做好規范的操作演示和講解，實驗過程中加強巡視，及時糾正學生在操作中的問題。為了能夠更準確的把握實驗課堂，在實驗課開始之前，教師需提前預作實驗，一方面可以熟悉實驗內容，了解實驗中可能出問題的環節；另一方面，可以提前處理實驗數據，得知實驗結果，對學生的實驗結果進行正確評價[1]。

1.2實驗數據記錄、處理和分析

科學地記錄和處理實驗數據，給出定性、定量分析報告是分析化學實驗課程非常重要內容之一。操作只是實驗的一部分，實驗過程最終要以實驗數據和結果的形式來體現，做好實驗數據的記錄、處理、分析，實驗過程才完整。但在實際的實驗課堂中，往往過于強調實驗操作部分，數據記錄和數據處理容易被忽略，無法得出正確的結論。指導教師可以結合實例深入淺出的講解實驗數據記錄和分析的重要性，讓學生從思想上重視起來，并做出具體要求。比如，原始數據需如實記錄在原始數據記錄本上，應以表格的形式記錄；該數據不得隨意涂改，記錄本不能缺頁，保持整潔。基礎實驗一般測試三組平行樣本，計算相對誤差和絕對誤差，誤差應在實驗要求的范圍之內，否則應重新測定。

實驗結束后，學生應該給出完整的實驗報告。在報告中應該體現出實驗目的、原理、主要的試劑、儀器、實驗步驟、數據處理的過程、圖表和結論，結合理論知識分析實驗中出現的異常現象，分析誤差原因以及減小誤差的措施。也可針對實驗方法進行討論，提出自己的觀點。報告撰寫是對實驗進行歸納總結，整理消化知識的過程，是培養學生分析問題的一種手段，也為今后的科研論文撰寫打下一定得基礎。

1.3課堂互動

分析化學基礎實驗基本上采用滴定的方法進行樣品分析，分析方法類似，實驗單調，學生按照課本流程即可完成實驗，導致部分同學即使完成實驗也不知道為什么，采用的是什么方法，這樣就失去了實驗本身的意義。所以，指導教師在講授時應有意識地為學生創造問題情境，對某些環節的交待要留有一定的余地，采取拋磚引玉的方法，引導學生產生疑慮，激發學生的思維。或者通過提問的方式與學生互動，調動學生的積極性，活躍課堂氣氛。實驗中發現個別問題或者個別特殊現象時，可及時向全班同學提出，鼓勵大家思考問題原因，解決的方案等。例如:在水的硬度測定實驗中，某同學在測定總硬度時使用鉻黑T指示劑，但是溶液并未出現應有的酒紅色，無法判斷滴定終點。這時可以引導同學們思考問題原因，當他們發現這一現象是因為該同學的水樣本是蒸餾水而不是自來水時，他們會進一步是因為蒸餾水中的Ca2+和Mg2+已被除去，沒有了與指示劑發生絡合的金屬離子，那么水樣自然就不會顯示出酒紅色了。這樣就會大大激發同學們濃厚的學習興趣。所提的問題不一定要復雜難解，關鍵在于讓學生的腦筋動起來，將注意力集中在實驗當中。

2　能力拓展——開設設計性實驗

開設驗證性實驗能夠提高學生的操作熟練度，鞏固知識，但是與課本點對點的知識結構很難拓寬學生的知識面。所以，在具有熟練基本操作技能和一定理論知識的基礎上開設設計性實驗，充分調動學生的參與熱情，為學生提供一個展現自我的平臺，是今后實驗教學的發展方向。設計性實驗在給定題目后，學生根據所學知識獨立進行實驗方案的設計，實現，題目要求。其中包括查閱相關資料，確定試驗方案，實驗步驟、選擇儀器、試劑、配制溶液、處理實驗數據，得出實驗結論，撰寫報告等內容。

設計性實驗介于基礎實驗教學和創新型科學實驗之間，模擬科學實驗過程，利用已知的科學問題對學生的實驗能力進行系統訓練，在實驗過程中，老師只起到指導的作用。設計性實驗是在具備多了扎實的基本功的條件下開設的，重在培養學生對知識綜合的運用，獨立思考問題、分析問題、解決問題的初步科研能力，激發學生不斷探索和創新的精神[2]。

2.1設計性實驗的選題

設計性實驗的選題是指導教師應該慎重考慮的問題，課題選擇是否恰當是學生能否順利完成實驗設計，達到教學目的的關鍵。

首先，題目難度要適中。設計性實驗需在規定的學時內完成，所選課題不應偏離基礎知識太遠，難度不能過大。題目難度太大，學生感到無從下手，容易產生挫敗感和厭學情緒；難度過小又達不到實驗教學的目的。應該以學生通過查閱資料并結合所學知識可以設計出合理的實驗方案為宜。這樣能夠激發學生對該課程的興趣，樹立信心。

其次，設計性實驗的題目最好能與生產實踐相關聯，設計的知識面應當盡量廣泛題目要不斷更新。與實際生產或者生活相關的課題可以引起學生的好奇心，有利于實驗的推進。這就要求教師應該不斷更新知識，了解現代化學化工技術的熱點，提高自己的業務水平。

第三，選題時要充分考慮實驗室的硬件設施是否能夠滿足實驗要求，實驗經費是否充足等問題。實驗室應當盡量為學生提供良好的環境和較為靈活的時間，確保實驗的順利進行。

2.2實驗方案的擬定

設計性實驗不同于驗證性實驗，沒有現成的方法直接使用。例如，漂白精中總鈣量的測定可以使用鈣指示劑和EDTA配位滴定法測定，但是由于漂白精中的次氯酸會使鈣指示劑褪色，干擾測定，所以需要先想辦法將次氯酸還原，這就需要學生用自己所學的知識來設計合理的實驗方案。往往實驗方案和路線并不是唯一的，要鼓勵學生多查閱文獻，開拓思路，與小組成員展開討論。可以采用小組交流會的形式讓學生分別闡述各個方案的優缺點，綜合評比，最終確定出簡單易行、經濟可靠的實驗方案。

2.3發揮自主性

設計性實驗從選題到實驗環節的每一個過程，學生都應該積極參與，主動組織完成。從藥品的購買、儀器的使用、實驗方案的擬定到實驗實踐和進度安排等，分一個環節都應該主要依靠學生自主進行，指導教師把握大的方向，啟發引導即可，在保證實驗安全和得到能夠正確實驗結論的基礎上，應盡可能創造條件滿足學生的要求[3]。即學生為主體，教師為主導，發揮學生的主觀能動性，將知識、能力、素質、三要素有機的結合起來[4]，讓學生通過自己的努力在科學研究的道路上收獲信心。

3　結　論

驗證性實驗的開設主要培養學生端正的科學態度，扎實的操作技能以及數據記錄處理和分析的能力，在分析化學實驗教學中不可或缺。在此基礎上加開的設計性實驗有利于培養學生的主觀能動性，拓展知識面，激發創新性思維，增強學生對自己所學專業的的興趣。分析化學實驗教學今后的發展方向應該從單一的驗證性實驗轉為驗證性和設計性并行的實驗思路，培養學生思考問題、分析問題、解決問題的能力，加深對理論知識更深層次的理解，提高學生的實驗動手能力，培養出更能適應社會發展和需求的人才。

[1]王芬.改革分析化學實驗教學,培養學生創新能力[J].高等農業教育,2000(7):68-69.

[2]郭彩紅,李蘭,謝川,等.多媒體技術在大學化學實驗教學中的作用[J].實驗科學與技術,2016,8(3):115-116.

[3]賈素云,高艷陽,徐春彥.“設計性實驗”教學與管理方法的研究[J].化工高等教育,2006(5):36-37.

[4]張劍榮.構建研究型實驗教學平臺實施研究性實驗教學[J].中國大學教育,2014(7): 84-87.

Discussion on Teaching Methods of Analytical Chemistry Experiment

ZHOU Rui

(Academic of Chemical Engineering, Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China)

TothecurrentsituationofteachingofAnalyticalChemistryExperiment,theimportanceofverifiedexperimentteachingwasexplained.Somesuggestionsofhowtostartverifiedexperimentandcultivationofthesteadybasicskillsweregivenfromtheviewsofbasicskillstraining,theprocessingofexperimentaldataandclassinteraction.Thenecessityofopendesignexperimentwasanalyzed.Howtomobilizetheinitiativeandcreativityofstudentswasdiscussedtakingadvantageofopendesignexperiment.OpinionsaboutthedevelopmentdirectionofAnalyticalChemistryExperimentteachingwereraised,whichshouldchangedfromverifiedexperimenttotheparallelmodeinverifiedandopendesignexperiment.

AnalyticalChemistry;experiment;verifiedexperiment;designexperiment

周瑞(1980-)，女，工程師，主要從事應用化學研究。

O6-31

B

1001-9677(2016)013-0218-02