應用化學綜合性實驗的設計及探索

戰兆森

摘? ?要：在我國迅速發展的過程中，教育正處于不斷的改革之中，化學實驗是化學教學中不可缺少的一環。根據某校課程情況下的綜合性、設計性實驗，提出了以黃酮類化合物的生成、多糖的提取、鑒定和含量測定為主題的綜合性實驗方案，通過開放性的實驗不僅可以幫助學生提高對于有機化學、分析化學、天然藥物化學、藥物分析綜合實驗的技能，理論與實踐的有效結合，利于課堂上理論知識的鞏固，還可以重點培養學生的科研創新意識。

關鍵詞：綜合實驗;三氯化六氨合鈷;合成

1? ? 化學綜合性、設計性實驗的設置原則

1.1? 科學性原則

在探索性實驗設計中的實驗原則、實驗步驟和方法必須與化學理論知識、科學方法和化學實驗研究過程相一致。實驗過程必須有充分的科學依據，必須以之前的實驗、公式或其本身為基礎，而不是以想象為基礎。實驗教師應樹立科學的發展觀，指導實驗教學。

1.2? 教學目的原則

實驗設計的目的必須盡可能明確和具體。只要實驗的目的明確，就可以分析和獲得相關事物的性質和特征，從而找到達到目的的方法。有了明確的目標，就可以選擇正確的主題。實驗對象的選擇是合理的，可以達到事半功倍的效果。在開展綜合性設計實驗教學之前，首先要明確實驗的目的。綜合設計性實驗教學的主要目的是培養和提高學生分析和解決專業問題的能力，用來處理專業復雜數據，查閱中外文獻，培養學生用系統知識來解決實際專業問題的能力，培養學生的創新能力和綠色化學意識，提高其科學素養，并逐步形成可持續發展的理念，使學生能夠在知識與技能、過程與方法、態度與價值觀3個方面得到統一與協調的發展。

2? ? 實驗目的

（1）了解鈷（II）和鈷（III）化合物的性質，加深對絡合物形成對Co（III）穩定性影響的理解。利用無機制備和化學分析的基本知識和操作方法合成了三氯化鈷，并用碘量法測定了樣品中鈷的含量。（2）回顧和鞏固無機制劑和化學分析的基本操作。（3）掌握測量的原理和方法，理解的意義磁化率和磁化率之間的關系以及材料結構，學會計算數量的未配對電子的分子通過磁化率，然后判斷分子構型。

3? ? 實驗要求

（1）本實驗要將學生分成兩組，對比進行黃酮類和多糖的實驗，然后將兩組實驗所得數據和其他組對比，以此讓學生明白在不同操作環境條件下會得到不同實驗結果。而且要明白最優的實驗工藝條件環境不僅需要前期的精心準備，還需要專業、精準的操作。另外，要讓學生實驗前提前查閱實驗需要的相關專業文獻，了解國內外研究動態，認真地總結實驗數據和結果，不斷提高自己嚴謹的科研素質和獨立思考問題的能力。（2）分配不同品種、不同采收期、不同藥用部位，提高學生對實驗中發生的異常現象和數據的分析、判斷能力以及增強團隊合作意識。一個實驗不可能由一個人獨立完成，只有共同合作才能取得好的科研成果。（3）實驗結束以后，要讓學生寫實驗總結報告。如：摘要、介紹、實驗材料、實驗方法、結果、討論、參考文獻等。總結實驗過程中存在的不足和需要進一步改進完善的措施。不斷提高學生的科研素養和能力。（4）把報告的50%計入實驗總分。本報告主要對實驗原始記錄的準確性、結果的計算和課后問題的答案進行評價。另外，25%部分為平時成績，主要包括課堂提問、實驗操作的熟練程度、動手情況，遵守紀律、衛生情況、團隊合作情況占25%。

4? ? [Co（NH3）6]Cl3的制備

在150 mL燒杯中加入6 g氯化銨NH4Cl和12 mL水，置于煤氣燈上加熱至沸騰，再加入9 g二氯化鈷CoCl2·6H2O，溶解后（此時溶液呈藍色）趁熱倒入盛有0.5 g活性炭的錐形瓶，用水冷卻后，加入一定量的濃氨水（用量自行計算），此時溶液變為黑紫色，進一步用冰水冷卻到10 ℃以下，緩慢加入9 mL 36%的H2O2，在水浴上加熱至60 ℃左右，恒溫20 min（不斷搖動錐形瓶）。水冷卻后再加入含6 mL 6 mol/L HCl的水75 mL，將錐形瓶置于煤氣燈上加熱至沸后趁熱過濾。向溶液中緩慢加入20 mL 6 mol/L的HCl，即有橘黃色晶體析出（粗產品），將錐形瓶置于冰水浴中冷卻（重結晶）。用布氏漏斗抽濾，并用少量冷、稀HCl洗滌晶體，抽干，轉移至表面皿，置于紅外燈下烘干。稱量并計算產量。專業實驗是對已培養的基本知識和概念的綜合運用，因此課前復習這些基本知識和單元操作非常重要。如果學生的預習作業僅限于將講義上的課文“遷移”到預習報告中，實驗效果會大大降低。為了保證實驗的順利進行，要求學生：（1）查閱參考資料，記錄各種原料和產品的物理性質，了解各種原料在合成實驗中的用途，了解實驗中應注意的事項。在本實驗中，氨水與Co2+的配合及Co（II）的氧化十分重要，因此加入氨水前后體系的溫度及氧化劑的滴加速度、氧化反應的溫度控制十分重要。（2）在教師的指導下進行實驗方案研究，以確定最佳合適方案。通過對文獻的查閱研究，掌握相關專業領域的最新動態，提高自己的綜合分析、判斷和語言組織表達能力。通過主動的課前準備工作，學生不僅明白了做什么、如何做、為什么這么做，還能杜絕不認真預習、機械被動地按照老師提供的步驟完成實驗這一實驗教學的不良習慣，從而達到實驗設立的預期效果。

5? ? 結語

綜合實驗可以培養學生的實驗能力、科研素養，提高學生的綜合素質。促進綜合性實驗的建立，使學生接觸科學研究，提高學生的創新能力，是促進教師科研進程的有效途徑。這種科研與教學相結合的模式，在優化師資、優化設備、全面提高學生素質等方面取得了顯著成效。

[參考文獻]

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