分析化學(xué)教學(xué)中運用三個“聯(lián)系”的探索與實踐

王益林

(廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 廣西 南寧 530004)

化學(xué)是一門與生產(chǎn)、生活實際密切相關(guān)并不斷發(fā)展的自然科學(xué)，分析化學(xué)作為化學(xué)的分支也不例外。分析化學(xué)課本是對分析化學(xué)理論知識系統(tǒng)的、高濃縮的概括，教學(xué)時，對教材內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍與補(bǔ)充，讓學(xué)生在掌握分析化學(xué)基礎(chǔ)知識的同時，了解分析化學(xué)在生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用，了解分析化學(xué)的發(fā)展歷程與研究方向，對激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，提高分析化學(xué)教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生的綜合素質(zhì)大有好處。為此，我們在教學(xué)中堅持三個"聯(lián)系"(聯(lián)系生活，聯(lián)系生產(chǎn)，聯(lián)系學(xué)科發(fā)展)并取得了良好的教學(xué)效果。

1 聯(lián)系生活實際，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的親切感

生活中的食品與藥品安全與分析化學(xué)密切相關(guān)，因此，分析化學(xué)教學(xué)中的生活實例無處不在。教師要善于收集、整理這些生動典型的教學(xué)資源，并有意識的滲透到教學(xué)中去，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的親切感。這樣可以拉近抽象的知識與學(xué)生之間的距離，讓學(xué)生覺得分析化學(xué)和自己的生活密切相關(guān)。

例如，在酸堿滴定法教學(xué)中，我們向?qū)W生介紹向奶粉中添加化工原料的“聚氰胺事件”，圍繞這一事件我們提出如下問題進(jìn)行討論：(1)不法分子向奶粉中添加三聚氰胺的目的是什么？(2)用酸堿滴定法測定蛋白質(zhì)含量的缺陷主要表現(xiàn)在哪里？(3)測定食品中蛋白質(zhì)含量的其他方法有哪些？(4)食用三聚氰胺有何危害？(5)三聚氰胺有哪些主要用途？學(xué)生對前面兩個問題的回答非常踴躍，鑒于已有知識，后三個問題在課堂上難以回答，但課后查資料的興趣很高。又如，鈣是人體內(nèi)的一種必需元素，其含量的高低與人的健康密切相關(guān)。在講授配位滴定時，我們向?qū)W生介紹補(bǔ)鈣制劑(如新蓋中蓋高鈣片、葡萄糖酸鈣口服液)中鈣含量的測定方法。碘是人體必需的微量元素，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。在學(xué)習(xí)氧化還原滴定法時，我們向?qū)W生介紹測定加碘食鹽中碘含量的方法。此外，真假葡萄酒的鑒別；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、山梨酸及亞硝酸鹽的定量測定；酒中甲醇含量的測定等都可以以知識介紹的形式出現(xiàn)在分析化學(xué)課堂中[1]。因為這些東西來源于生活，學(xué)生感興趣。盡管在課堂上不可能詳細(xì)講解，但學(xué)生課后查資料的熱情很高。這樣，學(xué)生的積極性調(diào)動起來了，教學(xué)效果也就上去了。

2 聯(lián)系生產(chǎn)實際，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的實用感

分析化學(xué)是一門應(yīng)用性強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科，在環(huán)境監(jiān)測、原材料與產(chǎn)品分析及疾病診斷等方面有著廣泛應(yīng)用，絕大多數(shù)學(xué)生渴望對分析化學(xué)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用有更多了解。教學(xué)中，將書本中抽象的基礎(chǔ)知識與生產(chǎn)實踐有機(jī)結(jié)合可增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的實用感，有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如，在講授氧化還原滴定法時，我們向?qū)W生介紹水質(zhì)檢測中化學(xué)需氧量測定的兩種國家標(biāo)準(zhǔn)方法，并指出高錳酸鉀法的測定對象主要是地表水、生活飲用水和生活污水，對于各類工業(yè)廢水及污染嚴(yán)重的環(huán)境水中化學(xué)需氧量的測定，要采用重鉻酸鉀法。圍繞這一知識點，教學(xué)時，我們向?qū)W生提出如下問題供其討論：(1)怎樣采集與保存水樣？(2)高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法測定化學(xué)需氧量的實驗原理及結(jié)果計算公式分別是什么？(3)為什么高錳酸鉀法不適合于工業(yè)廢水及污染嚴(yán)重的環(huán)境水的測定？由于測定方法來源于國家標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情很高，討論非常積極。通過討論，強(qiáng)化了學(xué)生對分析試樣的采集與處理知識的理解；加深了對化學(xué)需氧量測定原理的認(rèn)識，取得了良好的教學(xué)效果。此外，我們針對不同專業(yè)的學(xué)生，結(jié)合滴定分析教學(xué)，有選擇性地介紹銨鹽中氮的測定、鋁及鋁合金中鋁鎂鋅銅等元素的測定、水泥熟料中Fe2O3、Al2O3、CaO和MgO含量的測定、銅合金中銅的測定及鐵礦石中全鐵含量的測定等；結(jié)合吸光光度法的教學(xué)，有選擇性地介紹植物體內(nèi)微量鐵含量的測定、血清中葡萄糖含量的測定等知識。由于這些知識與所學(xué)專業(yè)實際相關(guān)，增強(qiáng)了他們學(xué)好分析化學(xué)的決心和信心。

3 聯(lián)系學(xué)科發(fā)展，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的動態(tài)感

分析化學(xué)是一門不斷發(fā)展的交叉學(xué)科，教學(xué)時，將著名科學(xué)家的主要貢獻(xiàn)或有趣故事融入到基礎(chǔ)分析化學(xué)教學(xué)中，可以讓學(xué)生深入了解分析化學(xué)的發(fā)展歷程和方向，提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的歷史感；此外，絕大多數(shù)任課教師都是科研工作的參與者，平時需要查閱大量文獻(xiàn)，教學(xué)時，可以結(jié)合課本知識，以各種形式向?qū)W生介紹具有時代特色的研究熱點和研究進(jìn)展，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的時代感。

例如，在講解有效數(shù)字時，我們向?qū)W生介紹稀有氣體的發(fā)現(xiàn)過程：英國科學(xué)家卡文迪許在1785年研究空氣組成時，發(fā)現(xiàn)把空氣中的氮氣、氧氣、二氧化碳等成分除盡后，還殘留少量氣體，但在當(dāng)時，這個現(xiàn)象并未引起重視。100多年后，物理學(xué)家瑞利在實驗中發(fā)現(xiàn)，從空氣里分離出來的氮氣密度為1.2572 g/ L，而從含氮物質(zhì)制得的氮氣其密度則為1.2505 g/L，這兩個數(shù)值極為接近，但嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜鹄⑽春鲆曔@微小的差異，經(jīng)過反復(fù)實驗，于1894年在除去氧氣和氮氣后的空氣中發(fā)現(xiàn)了第1種稀有氣體元素——氬，并由此獲得了1904年的諾貝爾物理獎[2-3]。教學(xué)時輔以這些知識的介紹，既可使學(xué)生加深對有效數(shù)字的認(rèn)識，又能讓學(xué)生領(lǐng)悟到科學(xué)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和縝密的思維。又如，結(jié)合容量分析和重量分析的教學(xué)，我們向?qū)W生簡單介紹了四大滴定的起源及貝格曼在重量分析方面的貢獻(xiàn)等，見表1。

表1 容量分析和重量分析的起源

容量分析和重量分析的測定對象主要是無機(jī)及有機(jī)小分子化合物，其理論基礎(chǔ)是四大化學(xué)平衡，而四大平衡是利用四對對立物之間的反應(yīng)：酸與堿、氧化劑與還原劑、絡(luò)合物的中心離子與配體、形成沉淀的軟陽離子和軟陰離子。這樣的對立物還有：抗體與抗原；酶與底物，它們之間的反應(yīng)有高度專一的選擇性，基于抗體與抗原、酶與底物相互作用的高靈敏分析也是當(dāng)代分析化學(xué)研究的熱點之一，教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)介紹這方面的分析知識，對培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新意識大有好處。例如，課本[4]在吸光光度法一章分別介紹了酶聯(lián)免疫法和比色法在食品和臨床分析方面的應(yīng)用，但比較簡單。教學(xué)時，我們結(jié)合具體文獻(xiàn)，對這兩種分析方法的原理及其在生物毒素、農(nóng)藥殘留、血清與尿液檢測中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)說明，獲得了學(xué)生的一致好評。此外，向?qū)W生提供一些介紹分析化學(xué)研究進(jìn)展的綜述、鼓勵學(xué)生閱讀化學(xué)期刊、結(jié)合教學(xué)內(nèi)容布置相關(guān)題目讓有興趣的學(xué)生利用課余時間寫綜述也是聯(lián)系學(xué)科發(fā)展的好方式。

4 結(jié)束語

在教學(xué)實踐中，經(jīng)常關(guān)注分析化學(xué)與生活、生產(chǎn)的聯(lián)系及研究進(jìn)展，選取其中典型素材，在恰當(dāng)?shù)臅r機(jī)，以恰當(dāng)?shù)姆绞?，滲透到教學(xué)中去，讓分析化學(xué)課堂豐富多彩，既可激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加深對分析化學(xué)知識的理解，也可為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力打下良好基礎(chǔ)。

[1] 王益林, 李懷美. 農(nóng)科專業(yè)分析化學(xué)教學(xué)中運用"五個結(jié)合"的實踐[J].高等函授學(xué)報(自然科學(xué)版), 2013, 26(2): 40-42.

[2] 張菊芳. 化學(xué)史在培養(yǎng)師范生科學(xué)素養(yǎng)中的作用探討[J]. 長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2013, 10(34): 107-108.

[3] 李 玲,商少明,方 云.在無機(jī)及分析化學(xué)教學(xué)中滲透化學(xué)史教育[J]. 江南大學(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版), 2009, 29(3): 293-296.

[4] 武漢大學(xué)．分析化學(xué)[M]．北京: 高等教育出版社，2006: 333-334.