氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定信息化教學(xué)設(shè)計

牛飛倫(西北工業(yè)學(xué)校，陜西 興平 713100)

1 教學(xué)分析

1.1 教材分析

本教材在結(jié)構(gòu)上采用的是傳統(tǒng)的編寫方法，系統(tǒng)性非常強(qiáng)，難易程度適合學(xué)生學(xué)習(xí)。前面兩章均為理論知識，實踐操作內(nèi)容均安排在后面幾章。理論知識和實際操作各自獨(dú)立，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)。所以這次把學(xué)生要掌握的內(nèi)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(jī)的整體內(nèi)容來完成。

在企業(yè)的分析檢測中心，標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定時化學(xué)檢驗員的一項日常工作，要求個人必須獨(dú)立完成，所以本次學(xué)習(xí)內(nèi)容是酸堿滴定的核心內(nèi)容，也是整個滴定分析必不可少的學(xué)習(xí)內(nèi)容[1]。

《氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定》選自高等教育出版社《分析化學(xué)》通用類第四章酸堿滴定法第五節(jié)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定的實驗項目之一。為了更好地輔助課堂教學(xué)，我們選擇了中國大學(xué)慕課《化學(xué)分析技術(shù)》中的《認(rèn)識標(biāo)準(zhǔn)溶液》《標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制》《基準(zhǔn)物質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定》等微課視頻作為學(xué)生課前預(yù)習(xí)的學(xué)習(xí)資源。

1.2 目標(biāo)分析

1.2.1 素質(zhì)目標(biāo)

(1)培養(yǎng)細(xì)心、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；(2)激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣；(3)培養(yǎng)學(xué)生互幫互助的團(tuán)隊精神。

1.2.2 知識目標(biāo)

(1)掌握標(biāo)定氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)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(jìn)行滴定操作，并正確把握滴定終點(diǎn)。

1.2.3 能力目標(biāo)

(1)培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)化學(xué)思想來解決實際問題的才能；(2)會正對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和；(3)把現(xiàn)實生活中的問題會用課本中的知識來解決。

1.3 重點(diǎn)和難點(diǎn)

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

(2)難點(diǎn)。①滴定管的操作方法；②滴定終點(diǎn)的判斷及控制。

1.4 學(xué)情分析

目前中職院校學(xué)生整體狀況為：多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)差，沒考上高中才來中職學(xué)校。他們普遍厭學(xué)，癡迷于網(wǎng)絡(luò)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(xué)工藝專業(yè)的學(xué)生，《基礎(chǔ)化學(xué)》這門課在一年級已經(jīng)開設(shè)過了，本學(xué)期新開設(shè)《分析化學(xué)》，通過前面幾周的學(xué)習(xí)，已經(jīng)了解了滴定分析中的相關(guān)計算問題。滴定分析的基本操作已經(jīng)進(jìn)行了為期兩周的集中訓(xùn)練，多數(shù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)會了滴定分析儀器的基本操作，但是操作還不熟練，應(yīng)在后續(xù)具體項目中教師進(jìn)行演示并指正操作問題[2]。

整體來說本班學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不太好，只有少數(shù)學(xué)生能主動細(xì)心學(xué)習(xí)；大部分學(xué)生能在老師的催促下學(xué)習(xí)；有近三分之一的學(xué)生基礎(chǔ)較差，對學(xué)習(xí)沒有積極性和主動性。

2 設(shè)計思路和教學(xué)策略

采用線上線下混合教學(xué)模式，充分利用“一端三平”開展教學(xué)。課前學(xué)生利用手機(jī)登錄平臺觀看相關(guān)微課，完成檢測題目。教師則利用平臺督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)，根據(jù)學(xué)生自學(xué)情況優(yōu)化課堂設(shè)計。理論教學(xué)借助超星平臺發(fā)起搶答，課堂練習(xí)，小組討論展示分享實驗方案，使學(xué)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(xué)生操作問題，小組合作探究，互動評價。教師在教學(xué)的整個過程中起到了引導(dǎo)作用，可以使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性充分發(fā)揮出來。

3 教學(xué)環(huán)境

理論授課地點(diǎn)為化工實訓(xùn)樓502，教室有觸控交互的一體機(jī)，一體機(jī)有千兆網(wǎng)絡(luò)連接，師生使用4G網(wǎng)絡(luò)的智能手機(jī)，課堂教學(xué)基于超星的學(xué)習(xí)通平臺，有利于手機(jī)投屏，展開教學(xué)活動。

實訓(xùn)授課地點(diǎn)為化工實訓(xùn)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(xué)生實操項目的進(jìn)行。

4 教學(xué)過程

(1)引入。利用學(xué)習(xí)通平臺推送練習(xí)題：分別給出多種濃度的溶液，讓學(xué)生快速判斷出哪些是標(biāo)準(zhǔn)溶液。

(2)設(shè)計意圖。進(jìn)一步了解標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度如何表示。

(3)師生探討教師提出以下問題，學(xué)生回答

①要配制一瓶標(biāo)準(zhǔn)溶液，你怎樣來做？

②怎樣來配制氫氧化標(biāo)準(zhǔn)溶液？原因是什么？

③實驗室是如何來標(biāo)定氫氧化鈉溶液？

④那些基準(zhǔn)試劑可以標(biāo)定氫氧化鈉溶液？

⑤基準(zhǔn)試劑鄰苯二甲酸氫鉀和草酸比較有哪些優(yōu)點(diǎn)？

(4)設(shè)計意圖。對學(xué)生課前自學(xué)遺留的問題進(jìn)一步講解，解開了學(xué)生心中的疑慮。

(5)課堂練習(xí)教師通過學(xué)習(xí)通平臺推送隨堂練習(xí)：計算0.1摩爾每升氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液在標(biāo)定時所需要稱量的基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量？要求學(xué)生做完后拍照上傳，請三位學(xué)生上臺講解自己的計算過程，其它同學(xué)可以補(bǔ)充。

(6)學(xué)生活動。①寫出化學(xué)反應(yīng)方程式；②做出相應(yīng)計算；③拍照上傳計算過程至學(xué)習(xí)通平臺。④上臺講解自己如何計算的。

(7)設(shè)計意圖。鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力的同時增強(qiáng)了他們的自信心

(8)師生探討。教師提出問題：當(dāng)基準(zhǔn)物質(zhì)為鄰苯二甲酸氫鉀，應(yīng)如何選擇指示劑？

引導(dǎo)學(xué)生考慮理論終點(diǎn)時的pH值。

教師為學(xué)生講解鄰苯二甲酸鈉鉀溶液pH值的計算方法。

(9)學(xué)生活動。在老師的引導(dǎo)下確定出化學(xué)計量點(diǎn)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(diǎn)時溶液的顏色變化。

(10)設(shè)計意圖。弱化了學(xué)生對于溶液pH計算的難度，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。

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

(12)學(xué)生活動。小組討論，完成方案的制定，并將本組的思維導(dǎo)圖上傳至平臺。

(13)設(shè)計意圖。①最大程度發(fā)揮小組協(xié)作能力；②思維導(dǎo)圖明了易懂，促進(jìn)了組內(nèi)，組間的相互學(xué)習(xí)。

(14)完善實驗方案

任務(wù)一：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)移到試劑瓶中，并蓋上橡皮塞，搖勻并貼上標(biāo)簽。

任務(wù)二：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(diǎn)。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(biāo)定三次[3]。

(15)講述。①減量法稱量過程中容易出現(xiàn)的問題。②滴定管的讀數(shù)。讀數(shù)時，視線應(yīng)與凹液面最低處成水平。視線高于凹液面最低處，讀數(shù)將偏低；反之，讀數(shù)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(yīng)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(diǎn)時，滴定速度應(yīng)十分緩慢，為慢速滴定，應(yīng)一滴-滴地加入，防止過量。最后再加半滴，直至終點(diǎn)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(xué)生活動。①認(rèn)真觀看老師規(guī)范動作演示，能分辨出錯誤操作。②讓三名同學(xué)在全體同學(xué)面前操作，其余同學(xué)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(shè)計意圖。①通過讓學(xué)生參使學(xué)生感受到準(zhǔn)備實驗工作的辛苦和繁瑣，進(jìn)而減少學(xué)生對實驗藥品的浪費(fèi)，讓學(xué)生獲得成功感，在潛移默化中使學(xué)生的節(jié)約意識有了提升，并加強(qiáng)學(xué)生對實驗成本的計算能力。②培養(yǎng)學(xué)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(dǎo)學(xué)生，并對學(xué)生中出現(xiàn)的錯誤操作進(jìn)行糾正。②解答學(xué)生在操作過程中發(fā)現(xiàn)的問題，對次數(shù)出現(xiàn)較多的問題進(jìn)行補(bǔ)充講解。③解決突發(fā)問題。④記錄評價各組表現(xiàn)。

(19)學(xué)生活動。①各小組按照修改后的實驗步驟進(jìn)行操作；②對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并對測定結(jié)果進(jìn)行計算。③設(shè)計意圖，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用能力，實操能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

(20)數(shù)據(jù)處理。①原始數(shù)據(jù)記錄單(學(xué)生自行設(shè)計)。②氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計算：

(21)總結(jié)評價。①評價各小組完成實驗操作的情況；②講評學(xué)生在本次學(xué)習(xí)的活動中可能出現(xiàn)的問題及發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

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

充分發(fā)揮學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念，將實驗準(zhǔn)備工作安排給學(xué)生，讓學(xué)生感受到了準(zhǔn)備工作的辛苦與繁瑣，進(jìn)而懂得節(jié)約，培養(yǎng)了他們認(rèn)真細(xì)致考慮問題的能力[4]?；突ブ男〗M協(xié)作方式，既培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作能力，多種不同的評價讓學(xué)生更清楚自己是教學(xué)的目標(biāo)任務(wù)，并感受了什么是客觀的評價。學(xué)生演示，同學(xué)提示、教師點(diǎn)評活躍課堂。提升課堂教學(xué)效果教師及時巡視、糾錯，給予指導(dǎo)，做一個有用的配角和教學(xué)組織者；學(xué)生的參與性積極性得到了充分發(fā)揮，增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊合作的思想；現(xiàn)場考核、分析討論、總結(jié)拓展。教學(xué)手段豐富，形式多樣。再次突破重、難點(diǎn)。優(yōu)化教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生規(guī)范化的職業(yè)素。

5 結(jié)語

本次課的不足之處是在課堂教學(xué)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(xué)生講解了以鄰苯二甲酸氫鉀為基準(zhǔn)試劑時指示劑的選擇，基于學(xué)以致用教師在后期教學(xué)中應(yīng)該不斷學(xué)生加強(qiáng)學(xué)生的滴定分析的運(yùn)算能力，以應(yīng)用到實際工作中。