提高分析化學(xué)實驗課程教學(xué)質(zhì)量的研究

齊東來 陳雷

摘 要：從本校分析化學(xué)實際教學(xué)出發(fā)，對分析化學(xué)實驗的內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)重點及考核方式等方面進行分析，探討提高分析化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的策略，進一步增強學(xué)生對分析化學(xué)知識的理解。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)實驗;內(nèi)容設(shè)計;能力提高

分析化學(xué)是獲取物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)信息的科學(xué)。通過該課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生掌握不同物質(zhì)的定性、定量分析方法的理論和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生觀察問題、分析問題、解決問題的能力[1]。結(jié)合實驗課程的練習(xí)，可使學(xué)生學(xué)會正確選擇分析方法和正確表達分析結(jié)果，建立準確的“量”的概念，并養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和嚴謹求實的科學(xué)作風，為學(xué)生學(xué)習(xí)其他相關(guān)化學(xué)課程、將來參加實際工作和科學(xué)研究奠定良好的基礎(chǔ)。本校該門課程涉及多個學(xué)院，是化工、制藥、應(yīng)化、環(huán)境以及材料各專業(yè)學(xué)生一門重要的必修課。課程既包括理論知識，又包括實驗操作。化學(xué)是實驗的科學(xué)，分析化學(xué)實驗課程不僅可加深學(xué)生對理論知識的理解和提高動手操作的能力，更重要的是通過實驗培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力[2]。在長期課堂和實驗教學(xué)中，學(xué)校從課堂教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，緊密結(jié)合理論知識設(shè)計實驗。從實驗的選擇與安排、提高學(xué)生動手操作能力以及合理考核等方面進行研究，取得了較好的教學(xué)效果。

一、根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容選取實驗

由于化學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)課時主體呈現(xiàn)壓縮趨勢，本校分析化學(xué)課堂教學(xué)目前僅以化學(xué)分析方法為主，一些重要的儀器分析方法則另設(shè)專業(yè)課。分析化學(xué)課堂教學(xué)重點講解的是滴定分析中的酸堿、配位以及氧化還原滴定法，另外對應(yīng)用廣泛的分光光度法作基礎(chǔ)介紹。在實驗的選取和安排上，基本按照課堂教學(xué)的內(nèi)容和順序設(shè)計實驗，選擇了酸堿滴定、配位滴定、氧化還原滴定實驗以及分光光度法儀器實驗，充分保證了實驗教學(xué)和課堂教學(xué)的一致性[3]。并且教師在每一類化學(xué)滴定法中都設(shè)計了至少兩個相關(guān)的實驗，讓學(xué)生對同一類滴定法進行多次實驗練習(xí)，對此類滴定法了解的更加深入。學(xué)生在課堂所學(xué)到的知識，通過做實驗，觀察實際現(xiàn)象及處理數(shù)據(jù)，得到了充分鞏固和提高，二者相輔相成，可以使學(xué)生更好的掌握分析化學(xué)理論知識。

二、實驗內(nèi)容設(shè)計注重前后連貫性及實用性

我校根據(jù)分析化學(xué)的要求進行實驗內(nèi)容安排。初期實驗專門訓(xùn)練學(xué)生如何正確使用精密分析天平準確稱量、正確使用滴定管以及正確配制和保存溶液等基本操作。在實驗課上對儀器的使用方法進行詳細講解，并在實驗過程中嚴格要求正確操作，為實驗的順利進行打下堅實的基礎(chǔ)。每一類滴定方法都是先進行基礎(chǔ)性實驗操作練習(xí)，然后階段性安排課時適宜、有一定實用性的實驗來考察學(xué)生前期實驗的結(jié)果。例如在酸堿滴定實驗中，教師前期讓學(xué)生操作的是酸堿互相滴定實驗和氫氧化鈉溶液濃度標定的實驗，這些屬于基礎(chǔ)性操作實驗。在學(xué)生掌握了滴定管的操作和通過指示劑較為準確的確定滴定終點的基礎(chǔ)上，設(shè)計了雙指示劑法測定混合堿含量實驗進行考核，讓學(xué)生進行測定，結(jié)果作為階段性的實驗考核。表面上這些實驗互相獨立，實際上密不可分。因為鹽酸的濃度通過此前標定的氫氧化鈉濃度和酸堿互相滴定的結(jié)果算出，不再單獨標定。而鹽酸作為標準溶液，其濃度是否準確，對混合堿含量測定的結(jié)果會產(chǎn)生直接的影響。在混合堿測定實驗完成后酸堿滴定實驗也隨之結(jié)束。

教師在對考核結(jié)果進行分析時，會引導(dǎo)學(xué)生分析此前實驗結(jié)果對考核結(jié)果的影響，由此使學(xué)生清楚認識到前后實驗之間的密切聯(lián)系，從而深刻體會到不能孤立的看待單次實驗，而需要認真對待每一次實驗，才可能在階段性考核實驗中取得理想的結(jié)果。此外也讓學(xué)生懂得為了某一次實驗取得好的結(jié)果而編造一些數(shù)據(jù)，固然這次實驗結(jié)果能獲得較好成績，但在占比較高的考核實驗時，此前所編造的數(shù)據(jù)有可能造成考核實驗出現(xiàn)誤差較大的情況，導(dǎo)致實驗結(jié)果不準確。在接下來的配位、氧化還原等滴定實驗中，都按這樣的思路設(shè)計實驗，而學(xué)生為了取得好的實驗結(jié)果，也會認真對待每一次實驗。在多年教學(xué)中，我校發(fā)現(xiàn)設(shè)計前后銜接緊密的實驗，能有效提高學(xué)生對單次實驗的嚴謹態(tài)度，使其更加細致的進行操作。

從以上實驗設(shè)計思路可以看出，考核性實驗是檢驗學(xué)生實驗?zāi)芰Φ闹匾笜?。我們對于考核實驗的選擇兼顧了科學(xué)性和應(yīng)用性，既使考核實驗不過于冗長繁瑣，又與實際的生產(chǎn)生活有一定聯(lián)系。例如，配位滴定法我校選擇水硬度的測定實驗來考核，實驗課上進一步從生產(chǎn)生活方面介紹與水硬度有關(guān)的知識，如水垢的形成、對供暖的影響以及與洗滌劑作用從而影響洗滌衣物的效果。又如，在進行氧化還原滴定法測定過氧化氫含量實驗時，教師會講解雙氧水的應(yīng)用，以及衣物上如被高錳酸鉀等化學(xué)物質(zhì)污染后如何利用化學(xué)方法去除污漬，進而再介紹一些其他氧化劑的去除污漬方法。通過對以上與生產(chǎn)或生活密切相關(guān)的化學(xué)知識的講解，學(xué)生對于化學(xué)實用價值的朦朧認識可以變得更加清晰，從而提高學(xué)生做實驗和學(xué)習(xí)分析化學(xué)的興趣。

三、注重指導(dǎo)實驗操作的規(guī)范性

良好實驗結(jié)果的獲得由多方面因素決定，而實驗操作的規(guī)范性是獲得理想實驗結(jié)果的重要保證。儀器操作合理規(guī)范，不僅可以提高實驗準確度，而且能使實驗操作過程易于控制，省時省力。規(guī)范的操作可以培養(yǎng)學(xué)生良好的動手能力，對于隨后其他課程的實驗操作以及畢業(yè)實驗操作都有一定幫助。因此我校非常重視學(xué)生實驗操作的規(guī)范性，要求學(xué)生一定要按照要求對儀器進行操作，注意正確性[4]，如減量法稱量時如何正確從稱量瓶中倒出樣品，酸堿滴定管的正確放出液體的操作手法，移液管的正確拿法，分光光度法中比色皿的使用和樣品池中取放樣品的操作等。這些看似最基礎(chǔ)的操作，實際上都會在實驗過程中影響學(xué)生實驗結(jié)果的精密度和準確性。

尤其是酸堿滴定管放液體的操作，由于平時的習(xí)慣和直覺，學(xué)生在教師講完操作后，使用酸式滴定管時仍然會直接同側(cè)開關(guān)活塞，而使用堿式滴定管時則難于掌握擠壓玻璃球放出液體的操作。這時就需要教師在實驗過程中不斷觀察，進行糾正，講解使用時的細節(jié)，并解釋為何規(guī)定這樣操作，如果操作不正確可能導(dǎo)致什么樣的結(jié)果，讓學(xué)生不僅形成正確的操作習(xí)慣，而且真正理解規(guī)范操作的意義。對于如何通過酸堿指示劑顏色準確的確定終點，教師會事先調(diào)整好指示劑終點顏色（如甲基橙為橙色），然后演示終點時滴加半滴溶液的操作，讓學(xué)生看到極少量的溶液就足以引起指示劑顏色突變而導(dǎo)致誤差，給學(xué)生量的直觀感受。通過這樣的演示，教師在課堂上講的滴定突躍以及滴定終點要嚴格控制標準溶液加入量的理論知識，就能夠通過實驗現(xiàn)象的反映給學(xué)生留下較深刻的印象，學(xué)生則自然而然地理解為何指示劑要控制正確的終點顏色才能達到滴定準確度要求，也明白了滴定終點時要練好半滴滴加操作的意義。

四、合理考核實驗結(jié)果，嚴格要求真實性

科學(xué)合理的考核方式不僅可以較為客觀公正地反映學(xué)生的實驗情況，有利于加強實驗管理，同時還能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。我們將實驗分為基礎(chǔ)性實驗和考核性實驗，實驗前要求學(xué)生進行預(yù)習(xí)，提前寫好預(yù)習(xí)報告，包括實驗?zāi)康?、原理及簡單操作步驟，在做實驗之前讓學(xué)生對于實驗已有較為充分的了解。而實驗之前教師則會檢查預(yù)習(xí)報告，以此督促學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容。實驗結(jié)果好壞由準確度和精密度兩方面共同確定，按一定的標準給出成績。階段性考核性實驗占成績比重較多，體現(xiàn)對于整體實驗?zāi)芰皩嶋H操作的綜合考察。

此外，為了培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度，對于實驗數(shù)據(jù)的真實性我校一直嚴格要求。實驗數(shù)據(jù)必須真實可靠，經(jīng)教師檢查并簽字后的數(shù)據(jù)不允許出現(xiàn)涂改現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)改動，該次實驗成績記零分。該要求多年來我校一直堅持，并在實驗課程初始即對學(xué)生講明，強調(diào)數(shù)據(jù)要如實反映實驗結(jié)果，要有真實性，不應(yīng)弄虛作假。這不僅培養(yǎng)學(xué)生將來從事科研的基本素質(zhì)，同時也為學(xué)生形成良好的人格打下基礎(chǔ)。事實證明，這項做法對糾正和遏制學(xué)生改動數(shù)據(jù)的做法產(chǎn)生了較好的效果。學(xué)生在其他實驗課可能出現(xiàn)改動甚至編造數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，在分析化學(xué)實驗課中卻很少出現(xiàn)。嚴格要求真實性的做法不僅提高了實驗的教學(xué)效果，也促進了學(xué)生養(yǎng)成求真務(wù)實的作風。

五、結(jié)語

分析化學(xué)實驗是加深理解理論知識及提高實驗操作能力的必修課程，對學(xué)習(xí)分析化學(xué)的重要性不言而喻。在課程設(shè)計上，我校按照課堂教學(xué)內(nèi)容合理選取安排實驗內(nèi)容。在實驗設(shè)計上，兼顧了實驗內(nèi)容的相對獨立又連貫統(tǒng)一。在實驗過程中嚴格要求實驗操作的規(guī)范性，對實驗結(jié)果則嚴格要求數(shù)據(jù)真實性。多年的實驗教學(xué)中我校始終強調(diào)以上幾方面的要求，學(xué)生對分析化學(xué)實驗課的重視程度得到了提高，多數(shù)學(xué)生實驗時操作標準規(guī)范，能認真觀察實驗現(xiàn)象，積極思考實驗問題，實驗積極性普遍提高。經(jīng)過實驗課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生的動手操作能力也有了較大的進步。同時，對于實驗教學(xué)的探索也促進了教師業(yè)務(wù)素質(zhì)提高，增強了師生之間的交流和反饋，保證了分析化學(xué)實驗的教學(xué)質(zhì)量。今后我們將在已有模式的基礎(chǔ)上，繼續(xù)不斷探索分析化學(xué)實驗教學(xué)模式、內(nèi)容和方法，適當引入新的設(shè)計性實驗，使實驗內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展和應(yīng)用密切聯(lián)系，在提高學(xué)生動手能力的同時開闊學(xué)生的眼界和知識面，提高學(xué)生對于新知識的掌握和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

[1]陳凌，施隆文，巢新冬.改革分析化學(xué)實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2004（2）：76-77.

[2]彭敬東，馬學(xué)兵.綜合性大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)體系和教學(xué)方法的思考與實施[J].西南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，35（2）：259-263.

[3]劉玲，韋壽蓮.淺議分析化學(xué)教學(xué)中的“設(shè)計性”實驗[J].實驗室研究與探索，2006，25（1）：85-86.

[4]莫運春，許金生，馮泳蘭，屈景年，劉夢琴.分析化學(xué)實驗教學(xué)模式的優(yōu)化與實踐[J].大學(xué)化學(xué)，2006，21（1）：24-26.