應(yīng)用化學(xué)綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計及探索

戰(zhàn)兆森

摘? ?要：在我國迅速發(fā)展的過程中，教育正處于不斷的改革之中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中不可缺少的一環(huán)。根據(jù)某校課程情況下的綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)方案，通過開放性的實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生提高對于有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、天然藥物化學(xué)、藥物分析綜合實(shí)驗(yàn)的技能，理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，利于課堂上理論知識的鞏固，還可以重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識。

關(guān)鍵詞：綜合實(shí)驗(yàn);三氯化六氨合鈷;合成

1? ? 化學(xué)綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的設(shè)置原則

1.1? 科學(xué)性原則

在探索性實(shí)驗(yàn)設(shè)計中的實(shí)驗(yàn)原則、實(shí)驗(yàn)步驟和方法必須與化學(xué)理論知識、科學(xué)方法和化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究過程相一致。實(shí)驗(yàn)過程必須有充分的科學(xué)依據(jù)，必須以之前的實(shí)驗(yàn)、公式或其本身為基礎(chǔ)，而不是以想象為基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)樹立科學(xué)的發(fā)展觀，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1.2? 教學(xué)目的原則

實(shí)驗(yàn)設(shè)計的目的必須盡可能明確和具體。只要實(shí)驗(yàn)的目的明確，就可以分析和獲得相關(guān)事物的性質(zhì)和特征，從而找到達(dá)到目的的方法。有了明確的目標(biāo)，就可以選擇正確的主題。實(shí)驗(yàn)對象的選擇是合理的，可以達(dá)到事半功倍的效果。在開展綜合性設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，首先要明確實(shí)驗(yàn)的目的。綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決專業(yè)問題的能力，用來處理專業(yè)復(fù)雜數(shù)據(jù)，查閱中外文獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生用系統(tǒng)知識來解決實(shí)際專業(yè)問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綠色化學(xué)意識，提高其科學(xué)素養(yǎng)，并逐步形成可持續(xù)發(fā)展的理念，使學(xué)生能夠在知識與技能、過程與方法、態(tài)度與價值觀3個方面得到統(tǒng)一與協(xié)調(diào)的發(fā)展。

2? ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）了解鈷（II）和鈷（III）化合物的性質(zhì)，加深對絡(luò)合物形成對Co（III）穩(wěn)定性影響的理解。利用無機(jī)制備和化學(xué)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(jī)制劑和化學(xué)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(guān)系以及材料結(jié)構(gòu)，學(xué)會計算數(shù)量的未配對電子的分子通過磁化率，然后判斷分子構(gòu)型。

3? ? 實(shí)驗(yàn)要求

（1）本實(shí)驗(yàn)要將學(xué)生分成兩組，對比進(jìn)行黃酮類和多糖的實(shí)驗(yàn)，然后將兩組實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)和其他組對比，以此讓學(xué)生明白在不同操作環(huán)境條件下會得到不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而且要明白最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)工藝條件環(huán)境不僅需要前期的精心準(zhǔn)備，還需要專業(yè)、精準(zhǔn)的操作。另外，要讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)前提前查閱實(shí)驗(yàn)需要的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外研究動態(tài)，認(rèn)真地總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，不斷提高自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴刭|(zhì)和獨(dú)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(xué)生對實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的異?，F(xiàn)象和數(shù)據(jù)的分析、判斷能力以及增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識。一個實(shí)驗(yàn)不可能由一個人獨(dú)立完成，只有共同合作才能取得好的科研成果。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，要讓學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)報告。如：摘要、介紹、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果、討論、參考文獻(xiàn)等?？偨Y(jié)實(shí)驗(yàn)過程中存在的不足和需要進(jìn)一步改進(jìn)完善的措施。不斷提高學(xué)生的科研素養(yǎng)和能力。（4）把報告的50%計入實(shí)驗(yàn)總分。本報告主要對實(shí)驗(yàn)原始記錄的準(zhǔn)確性、結(jié)果的計算和課后問題的答案進(jìn)行評價。另外，25%部分為平時成績，主要包括課堂提問、實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度、動手情況，遵守紀(jì)律、衛(wèi)生情況、團(tuán)隊(duì)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(lán)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?yōu)楹谧仙?，進(jìn)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(chǎn)品），將錐形瓶置于冰水浴中冷卻（重結(jié)晶）。用布氏漏斗抽濾，并用少量冷、稀HCl洗滌晶體，抽干，轉(zhuǎn)移至表面皿，置于紅外燈下烘干。稱量并計算產(chǎn)量。專業(yè)實(shí)驗(yàn)是對已培養(yǎng)的基本知識和概念的綜合運(yùn)用，因此課前復(fù)習(xí)這些基本知識和單元操作非常重要。如果學(xué)生的預(yù)習(xí)作業(yè)僅限于將講義上的課文“遷移”到預(yù)習(xí)報告中，實(shí)驗(yàn)效果會大大降低。為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，要求學(xué)生：（1）查閱參考資料，記錄各種原料和產(chǎn)品的物理性質(zhì)，了解各種原料在合成實(shí)驗(yàn)中的用途，了解實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。在本實(shí)驗(yàn)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(yīng)的溫度控制十分重要。（2）在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案研究，以確定最佳合適方案。通過對文獻(xiàn)的查閱研究，掌握相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的最新動態(tài)，提高自己的綜合分析、判斷和語言組織表達(dá)能力。通過主動的課前準(zhǔn)備工作，學(xué)生不僅明白了做什么、如何做、為什么這么做，還能杜絕不認(rèn)真預(yù)習(xí)、機(jī)械被動地按照老師提供的步驟完成實(shí)驗(yàn)這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不良習(xí)慣，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)立的預(yù)期效果。

5? ? 結(jié)語

綜合實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒖蒲兴仞B(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。促進(jìn)綜合性實(shí)驗(yàn)的建立，使學(xué)生接觸科學(xué)研究，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，是促進(jìn)教師科研進(jìn)程的有效途徑。這種科研與教學(xué)相結(jié)合的模式，在優(yōu)化師資、優(yōu)化設(shè)備、全面提高學(xué)生素質(zhì)等方面取得了顯著成效。

[參考文獻(xiàn)]

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