氫氧化鈉標準溶液的配制與標定信息化教學設計

牛飛倫(西北工業學校，陜西 興平 713100)

1 教學分析

1.1 教材分析

本教材在結構上采用的是傳統的編寫方法，系統性非常強，難易程度適合學生學習。前面兩章均為理論知識，實踐操作內容均安排在后面幾章。理論知識和實際操作各自獨立，不利于學生學習。所以這次把學生要掌握的內容中的理論知識和動手操作知識整合成一個整體，作為一個有機的整體內容來完成。

在企業的分析檢測中心，標準溶液的配制及標定時化學檢驗員的一項日常工作，要求個人必須獨立完成，所以本次學習內容是酸堿滴定的核心內容，也是整個滴定分析必不可少的學習內容[1]。

《氫氧化鈉標準溶液的配制與標定》選自高等教育出版社《分析化學》通用類第四章酸堿滴定法第五節標準溶液的配制和標定的實驗項目之一。為了更好地輔助課堂教學，我們選擇了中國大學慕課《化學分析技術》中的《認識標準溶液》《標準溶液的配制》《基準物質稱量范圍的計算》《減量稱量法—固體》《分析天平的操作》《滴定管的檢漏》《滴定管操作》《滴定管滴定速度的控制》和《氫氧化鈉標準溶液的標定》等微課視頻作為學生課前預習的學習資源。

1.2 目標分析

1.2.1 素質目標

(1)培養細心、認真的科學態度；(2)激發學習化學的興趣；(3)培養學生互幫互助的團隊精神。

1.2.2 知識目標

(1)掌握標定氫氧化鈉標準溶液的標定方法；(2)了解如何選擇合適的指示劑；(3)掌握酸堿滴定分析的實驗步驟及注意事項；(4)能夠熟練進行滴定操作，并正確把握滴定終點。

1.2.3 能力目標

(1)培養學生用所學化學思想來解決實際問題的才能；(2)會正對數據進行記錄和；(3)把現實生活中的問題會用課本中的知識來解決。

1.3 重點和難點

(1)重點。①用鄰苯二甲酸氫鉀標定氫氧化鈉的實驗過程；②氫氧化鈉標準溶液的配制。

(2)難點。①滴定管的操作方法；②滴定終點的判斷及控制。

1.4 學情分析

目前中職院校學生整體狀況為：多數學生基礎差，沒考上高中才來中職學校。他們普遍厭學，癡迷于網絡游戲，但是他們有著活躍的思維，對新鮮事物好奇心十足。

這門課程的授課主體是我校二年級化學工藝專業的學生，《基礎化學》這門課在一年級已經開設過了，本學期新開設《分析化學》，通過前面幾周的學習，已經了解了滴定分析中的相關計算問題。滴定分析的基本操作已經進行了為期兩周的集中訓練，多數學生已經學會了滴定分析儀器的基本操作，但是操作還不熟練，應在后續具體項目中教師進行演示并指正操作問題[2]。

整體來說本班學生學習態度不太好，只有少數學生能主動細心學習；大部分學生能在老師的催促下學習；有近三分之一的學生基礎較差，對學習沒有積極性和主動性。

2 設計思路和教學策略

采用線上線下混合教學模式，充分利用“一端三平”開展教學。課前學生利用手機登錄平臺觀看相關微課，完成檢測題目。教師則利用平臺督促學生自主學習，根據學生自學情況優化課堂設計。理論教學借助超星平臺發起搶答，課堂練習，小組討論展示分享實驗方案，使學生實驗原理有了充分的理解，能給出實驗的具體操作步驟，能列舉實驗所需物品；實操部分教師演示糾正學生操作問題，小組合作探究，互動評價。教師在教學的整個過程中起到了引導作用，可以使學生學習的積極性充分發揮出來。

3 教學環境

理論授課地點為化工實訓樓502，教室有觸控交互的一體機，一體機有千兆網絡連接，師生使用4G網絡的智能手機，課堂教學基于超星的學習通平臺，有利于手機投屏，展開教學活動。

實訓授課地點為化工實訓樓分析實驗室和分析天平一室，這兩個實驗室都有符合本項目所用的儀器和試劑，完全滿足教師演示和學生實操項目的進行。

4 教學過程

(1)引入。利用學習通平臺推送練習題：分別給出多種濃度的溶液，讓學生快速判斷出哪些是標準溶液。

(2)設計意圖。進一步了解標準溶液的準確濃度如何表示。

(3)師生探討教師提出以下問題，學生回答

①要配制一瓶標準溶液，你怎樣來做？

②怎樣來配制氫氧化標準溶液？原因是什么？

③實驗室是如何來標定氫氧化鈉溶液？

④那些基準試劑可以標定氫氧化鈉溶液？

⑤基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀和草酸比較有哪些優點？

(4)設計意圖。對學生課前自學遺留的問題進一步講解，解開了學生心中的疑慮。

(5)課堂練習教師通過學習通平臺推送隨堂練習：計算0.1摩爾每升氫氧化鈉標準溶液在標定時所需要稱量的基準物質的質量？要求學生做完后拍照上傳，請三位學生上臺講解自己的計算過程，其它同學可以補充。

(6)學生活動。①寫出化學反應方程式；②做出相應計算；③拍照上傳計算過程至學習通平臺。④上臺講解自己如何計算的。

(7)設計意圖。鍛煉了學生的表達能力的同時增強了他們的自信心

(8)師生探討。教師提出問題：當基準物質為鄰苯二甲酸氫鉀，應如何選擇指示劑？

引導學生考慮理論終點時的pH值。

教師為學生講解鄰苯二甲酸鈉鉀溶液pH值的計算方法。

(9)學生活動。在老師的引導下確定出化學計量點時溶液的pH值，并且能從常用的幾種酸堿指示劑中確定出所用的指示劑為酚酞，且能說出終點時溶液的顏色變化。

(10)設計意圖。弱化了學生對于溶液pH計算的難度，增強學生學習的自信心。

(11)完成實驗方案。在已經明白了實驗原理的基礎上，教師要求學生以小組為單位以思維導圖的形式列出實驗步驟以及實驗所需的儀器和試劑。

(12)學生活動。小組討論，完成方案的制定，并將本組的思維導圖上傳至平臺。

(13)設計意圖。①最大程度發揮小組協作能力；②思維導圖明了易懂，促進了組內，組間的相互學習。

(14)完善實驗方案

任務一：氫氧化鈉標準溶液的配制。稱取固體氫氧化鈉110 g置于燒杯中，加水100 mL，注入塑料桶中，密封放置至溶液澄清；吸取2.5 mL上層清液注入500 mL無二氧化碳的水，轉移到試劑瓶中，并蓋上橡皮塞，搖勻并貼上標簽。

任務二：氫氧化鈉標準溶液的。將試樣稱于錐形瓶中，加20～30 mL無CO2蒸餾水使其溶解，若溶解不完全，可稍微加熱。加酚酞指示劑2～3滴，用待標定的NaOH溶液滴定至呈微紅色并保持半分鐘不褪色即為終點。并將實驗過程中所用的氫氧化鈉溶液的體積在實驗記錄單上，平行標定三次[3]。

(15)講述。①減量法稱量過程中容易出現的問題。②滴定管的讀數。讀數時，視線應與凹液面最低處成水平。視線高于凹液面最低處，讀數將偏低；反之，讀數偏高。③在滴定操作時，常用中速，慢速及半滴操作。滴定前將滴定管尖懸掛的液滴靠在錐形瓶外壁上。滴定開始時，應一邊滴定一邊搖錐形瓶，滴定速度不能太快，為中速滴定。切記不能流成“水線”。臨近滴定終點時，滴定速度應十分緩慢，為慢速滴定，應一滴-滴地加入，防止過量。最后再加半滴，直至終點為止。④實驗安全。如有NaOH接觸立刻用自來水沖洗后涂上硼酸軟膏。

(16)學生活動。①認真觀看老師規范動作演示，能分辨出錯誤操作。②讓三名同學在全體同學面前操作，其余同學觀察并指出錯誤的操作。③提出自己的問題，聽老師講解。

(17)設計意圖。①通過讓學生參使學生感受到準備實驗工作的辛苦和繁瑣，進而減少學生對實驗藥品的浪費，讓學生獲得成功感，在潛移默化中使學生的節約意識有了提升，并加強學生對實驗成本的計算能力。②培養學生實驗過程中的安全意識，對比分析問題的能力。

(18)方案實施。①巡視指導學生，并對學生中出現的錯誤操作進行糾正。②解答學生在操作過程中發現的問題，對次數出現較多的問題進行補充講解。③解決突發問題。④記錄評價各組表現。

(19)學生活動。①各小組按照修改后的實驗步驟進行操作；②對實驗數據進行記錄，并對測定結果進行計算。③設計意圖，培養學生學以致用能力，實操能力，發現問題、分析問題和解決問題的能力。

(20)數據處理。①原始數據記錄單(學生自行設計)。②氫氧化鈉標準溶液濃度的計算：

(21)總結評價。①評價各小組完成實驗操作的情況；②講評學生在本次學習的活動中可能出現的問題及發現的優點進行總結。

(22)教學反思。借助信息化手段，打破了傳統教學中學生的被動地位，使學生學習的積極性有了大幅度的提高；從課前的自主學習，到課中的隨堂練習學生參與的積極性明顯增高，教師對學生點評打分使得學生之間有了競爭意識，活躍了課堂氣氛。

充分發揮學生為主體，教師為主導的教學理念，將實驗準備工作安排給學生，讓學生感受到了準備工作的辛苦與繁瑣，進而懂得節約，培養了他們認真細致考慮問題的能力[4]。互幫互助的小組協作方式，既培養了學生的團隊合作能力，多種不同的評價讓學生更清楚自己是教學的目標任務，并感受了什么是客觀的評價。學生演示，同學提示、教師點評活躍課堂。提升課堂教學效果教師及時巡視、糾錯，給予指導，做一個有用的配角和教學組織者；學生的參與性積極性得到了充分發揮，增強了學生團隊合作的思想；現場考核、分析討論、總結拓展。教學手段豐富，形式多樣。再次突破重、難點。優化教學效果，培養了學生規范化的職業素。

5 結語

本次課的不足之處是在課堂教學中教師考慮到了滴定突躍概念的抽象與難理解，為了降低難度只是有針對性的為學生講解了以鄰苯二甲酸氫鉀為基準試劑時指示劑的選擇，基于學以致用教師在后期教學中應該不斷學生加強學生的滴定分析的運算能力，以應用到實際工作中。