信息化教學(xué)手段在分析化學(xué)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

呂乃霞 文麗 孫靜

【摘要】在分析化學(xué)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，以《自來水硬度的測(cè)定》教學(xué)設(shè)計(jì)為例，通過采用多媒體動(dòng)畫、手機(jī)投屏等多種信息化教學(xué)手段，有效解決實(shí)驗(yàn)原理難以理解，操作不規(guī)范等關(guān)鍵問題，注重學(xué)生的過程評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的實(shí)訓(xùn)課程的自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

【關(guān)鍵詞】分析化學(xué)實(shí)訓(xùn) 信息化教學(xué) 教學(xué)設(shè)計(jì)

【基金項(xiàng)目】興義民族師范學(xué)院博士基金項(xiàng)目（2018-2021）資助。

【中圖分類號(hào)】O652-4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）06-0140-02

1.教學(xué)分析

本次任務(wù)《自來水硬度的測(cè)定》選自化工應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程《分析化學(xué)》，是專業(yè)基礎(chǔ)課程，教材選用十二五規(guī)劃教材，為后續(xù)課程《儀器分析》打下基礎(chǔ)。

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，為了使學(xué)生熟練地掌握分析化學(xué)的滴定分析技術(shù)，共設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊，本實(shí)訓(xùn)屬于第三個(gè)模塊中的第一個(gè)任務(wù)，使用4課時(shí)完成。

授課對(duì)象為高職一年級(jí)學(xué)生，這一階段的學(xué)生學(xué)習(xí)積極性比較高，喜歡動(dòng)手操作但是沒有耐心。喜歡上實(shí)訓(xùn)課，但是對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理不清楚，照單抓藥，不進(jìn)行思考；操作不規(guī)范，數(shù)據(jù)記錄及處理不認(rèn)真。

我們從知識(shí)、能力和素質(zhì)三個(gè)方面確定了本次實(shí)訓(xùn)的教學(xué)目標(biāo)。知識(shí)目標(biāo)為掌握水硬度的測(cè)定原理和方法；熟悉水的硬度表示方法。能力目標(biāo)為能用絡(luò)合滴定法準(zhǔn)確測(cè)定水樣的硬度；能對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析、處理。職業(yè)素養(yǎng)：形成安全生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保的職業(yè)意識(shí)；養(yǎng)成嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的職業(yè)操守。

確定本次實(shí)訓(xùn)教學(xué)重點(diǎn)為：滴定操作的規(guī)范性及數(shù)據(jù)的記錄和處理。教學(xué)難點(diǎn)：滴定終點(diǎn)的判斷及指示劑變色的原理。

2教學(xué)策略

在教學(xué)策略上，以“配位滴定法測(cè)定自來水硬度”這一任務(wù)為驅(qū)動(dòng)；充分利用泛雅教學(xué)平臺(tái)，整合視頻、多媒體課件、移動(dòng)終端、虛擬實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)資源等多種信息化手段展開教學(xué)，重點(diǎn)解決學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中操作規(guī)范和數(shù)據(jù)處理等問題。

3.教學(xué)過程

3.1課前

課前準(zhǔn)備，通過教學(xué)平臺(tái)發(fā)布的學(xué)習(xí)資料，學(xué)生可以在客戶端“學(xué)習(xí)通”應(yīng)用中用手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，抽象的滴定原理可以通過平臺(tái)上的動(dòng)畫形象的展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生直觀的觀察到：水中的Ca2+、Mg2+離子與指示劑鉻黑T指示劑想絡(luò)合，形成了酒紅色溶液。隨著滴定劑EDTA的加入，由于Ca、和Mg與EDTA的配位能力更強(qiáng)，上述絡(luò)合物中的鈣鎂離子被EDTA奪取出來，指示劑被釋放出來，溶液顏色變?yōu)榧兯{(lán)色。讓學(xué)生直觀看到配位滴定的變色原理。有效解決了配位滴定的變色原理這一教學(xué)難點(diǎn)。繁瑣的滴定流程，也用動(dòng)畫展示操作流程，化繁為簡(jiǎn)，避免學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中只抓細(xì)節(jié)不顧大局的毛病。

3.2課中

實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程主要分為：小組方案匯報(bào)，演示操作要點(diǎn)，學(xué)生進(jìn)行滴定分析及數(shù)據(jù)處理演示。每個(gè)環(huán)節(jié)都綜合使用了多種信息化資源與手段。

3.2.1 環(huán)節(jié)1 分析方案匯報(bào)及制定

學(xué)生分組匯報(bào)分析方案。點(diǎn)評(píng)學(xué)生匯報(bào)的分析流程，展示國(guó)標(biāo)方案，討論滴定條件，制定合理的分析最后制定本次實(shí)訓(xùn)的操作流程。在此過程中，讓學(xué)生思考反應(yīng)條件如何具體選擇。展示通過仿真軟件水硬度的測(cè)定流程，進(jìn)一步讓學(xué)生熟悉測(cè)定步驟，激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手興趣。

3.2.2 環(huán)節(jié)2確定實(shí)訓(xùn)任務(wù)

根據(jù)分析流程，制定本次實(shí)訓(xùn)的2個(gè)具體任務(wù)：

（1）EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定

（2）自來水硬度的測(cè)定

3.2.3 環(huán)節(jié)3任務(wù)實(shí)施

演示滴定操作過程。在此過程中，借助于多媒體軟件，重點(diǎn)演示基本的操作規(guī)范，比如，移液管的使用，半滴操作等。借助于投屏軟件可以實(shí)現(xiàn)在大屏幕上播放操作細(xì)節(jié)，解決實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生多，無(wú)法演示操作細(xì)節(jié)的問題。

學(xué)生實(shí)訓(xùn)中，重點(diǎn)巡視學(xué)生的操作是否規(guī)范，對(duì)于典型的錯(cuò)誤借助手機(jī)及時(shí)錄播，讓學(xué)生及時(shí)改正，以此規(guī)范學(xué)生的基本操作。針對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷這一教學(xué)難點(diǎn)及時(shí)選擇典型案例，利用投屏軟件在大屏幕上展示滴定過量及滴定不足時(shí)錐形瓶中溶液的顏色，讓學(xué)生對(duì)滴定終點(diǎn)的判斷有直觀的感受，強(qiáng)調(diào)半滴操作的重要性。

數(shù)據(jù)的記錄和處理是本次實(shí)訓(xùn)的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)過程中，學(xué)生課后整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在此過程中，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果在誤差范圍內(nèi)，學(xué)生有可能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行涂改。為了避免此類問題，要求學(xué)生在實(shí)訓(xùn)操作完成以后，立刻登錄教學(xué)平臺(tái)，將所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全提交到教學(xué)平臺(tái)上，避免學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行私自修改，使學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度。

并以同一學(xué)生的不同顏色的滴定終點(diǎn)為例，講授數(shù)據(jù)處理過程，誤差分析過程。強(qiáng)調(diào)正確判斷滴定終點(diǎn)的重要性。課后讓學(xué)生登錄教學(xué)平臺(tái)完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，完成水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告單的填寫。

3.2.4 總結(jié)評(píng)價(jià)

學(xué)生分小組匯報(bào)所測(cè)水質(zhì)的硬度，教師講授水硬度的常識(shí)，指出水硬度是鈣鎂離子的總濃度，根據(jù)不同濃度分為軟水，硬水，和很硬水，讓學(xué)生判斷所測(cè)水硬度屬于哪個(gè)范圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課后根據(jù)學(xué)生的在線測(cè)評(píng)成績(jī)（10%），實(shí)訓(xùn)課堂表現(xiàn)（40%），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（20%）及實(shí)訓(xùn)報(bào)告的書寫情況（30%）在教學(xué)平臺(tái)給出本次學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成績(jī)，體現(xiàn)過程評(píng)價(jià)的重要性[1]。

3.3課后拓展

通過開放實(shí)訓(xùn)課堂，請(qǐng)學(xué)生完成不同品牌礦泉水硬度測(cè)定，并與自來水硬度相比較。查閱相關(guān)國(guó)標(biāo)規(guī)定，檢測(cè)給定的礦泉水硬度是否達(dá)標(biāo)。

學(xué)期末，教師帶隊(duì)到市質(zhì)監(jiān)局實(shí)習(xí)，完成水樣硬度測(cè)定的實(shí)習(xí)任務(wù)，并與實(shí)訓(xùn)課堂比較，學(xué)生歸納總結(jié)硬度測(cè)定的條件選擇。進(jìn)一步拓展提高學(xué)生知識(shí)遷移能力，讓學(xué)生不僅會(huì)操作，更要學(xué)會(huì)合理簡(jiǎn)化測(cè)定條件，提高測(cè)定的準(zhǔn)確度和精密度。

4.教學(xué)反思

本次實(shí)訓(xùn)是滴定操作，如果基礎(chǔ)知識(shí)在也課上講解，將嚴(yán)重減少學(xué)生的操作時(shí)間，無(wú)法完整實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。通過信息化手段，學(xué)生可以在課前接收預(yù)習(xí)材料，完成基礎(chǔ)知識(shí)的獲取，多媒體動(dòng)畫形象展現(xiàn)了配位滴定的原理，突破教學(xué)難點(diǎn)，并為課上贏得寶貴的動(dòng)手時(shí)間。

教學(xué)指導(dǎo)視頻可以多次查看，避免了課上線性聽課的不足，學(xué)生可以掌握完整的學(xué)習(xí)內(nèi)容；投屏軟件的使用，規(guī)范學(xué)生的操作細(xì)節(jié)；有效解決實(shí)訓(xùn)過程中對(duì)于操作要點(diǎn)看不清的問題。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以記錄學(xué)生學(xué)習(xí)的每一個(gè)任務(wù)點(diǎn)，教學(xué)評(píng)價(jià)更及時(shí)全面。學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)上傳教學(xué)平臺(tái)，可以有效杜絕對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的篡改，有助于養(yǎng)成良好的職業(yè)操守。

參考文獻(xiàn)：

[1]柳玉英，王平，王粵博，劉青，藺紅桃，張?zhí)?，范慧?改革分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2018，37，217-220.