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化学实验教学改革分析
来源查字典化学网| 2017-09-09 发表| 144 人浏览| 教学经验分类:化学论文

教学经验

本文结合教学实践,采用设疑的方式指导学生预习实验。学生演示、分组讨论实验操作细节,教师以提醒的方式指导实验过程,及时总结实验情况并布置课后思考题和学生互相批阅实验报告等教学方式,增强了学生实验的积极性和主动性,培养了学生独立思考和解决问题的能力,有效提高了无机与分析化学实验的教学质量。

[关键词]教学改革;无机与分析化学实验

无机与分析化学实验是无机与分析化学课程的重要组成部分,包括无机化学和分析化学两部分内容,是农林院校一门重要的基础实验课程。该课程的主要任务是使学生熟练地掌握化学实验的基本知识和基本操作,培养学生良好的实验习惯和创新思维,最终能运用化学实验方法独立完成测试分析任务[1]。作为大学期间第一门基础实验课程,无机与分析化学实验课程的开设为农学、动物科学、食品科学、生物科学、中药科学、环境科学等学科后续专业实验课的开展打下基础。因此,无机与分析化学实验在农林院校创新应用人才培养上具有重要的作用。传统的无机与分析化学实验教学方法是教师对实验目的、实验原理和实验步骤逐一进行讲解,演示实验涉及的仪器操作,学生被动地听、被动地看,没有独立思考的过程,只是按照实验步骤照方抓药完成实验,很难达到实验预期目标[2]。如何变被动为主动,使学生积极主动地参与到实验中,进而发现问题以至创造性地解决问题,是无机与分析化学实验教师必须思考的问题。重铬酸钾法测定亚铁盐中铁含量是无机与分析化学实验中一个经典的滴定分析实验,本文以此为例探讨实验教学方式改革,以期提高学生实验的积极性和主动性。

1以设疑的方式指导学生预习实验

亚里士多德说:思维自惊奇和疑问开始[3]。为了引起学生的实验兴趣,避免将实验目的、实验原理和实验步骤在实验报告上简单机械地抄一遍当作预习,在上次实验结束前,公布本次实验题目重铬酸钾法测定亚铁盐中铁含量,教师就实验原理和实验内容提出问题、设定疑问。比如,滴定分析方法按照反应类型分主要有四种,即酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。那么这次实验内容属于哪一种滴定分析方法;滴定过程中使用的指示剂是什么;指示剂的作用原理、颜色变化;滴定前为什么要加入硫酸,使用盐酸是否可以;滴定时加入浓磷酸的作用是什么;重铬酸钾为什么能用直接法配制标准溶液;能够用直接法配制标准溶液的物质称作基准物质,那么基准物质需要具备哪些条件,等等。让学生带着这些疑问去预习本次实验、撰写预习报告。上课时教师就其中一部分问题进行提问,达到了巩固学过的理论知识、全面预习并深刻理解本次实验原理和实验内容的目的。

2学生演示、分组讨论实验操作细节

学生参与化学实验的积极性和主动性,很大程度上取决于教师的调动和激发。本次实验涉及的操作有:一是使用电子天平称量重铬酸钾和硫酸亚铁固体药品,二是使用25mL移液管吸取硫酸亚铁待测液。完成本次实验的时间很充沛,而且这两个仪器的操作是前面滴定分析实验中练习过的,因此本次实验首先请学生自愿到前面来演示25mL移液管吸取硫酸亚铁待测液的操作,其他同学认真观看。然后全班分组(4人一组)讨论这位同学的演示操作是否有不规范的地方、怎样操作才是规范的。对于移液管的使用,从无机与分析化学实验这门课开始,教师就再三强调需要注意的细节,可是每学期期末还是有学生在操作时使用拇指来堵住移液管的上端出口。移液管的规范使用步骤中首先是洗涤。洗涤分三步,分别是自来水冲洗、蒸馏水冲洗和待测液润洗。需要注意的是每次润洗吸取的溶液量大约是移液管容量的三分之一。接下来是吸取待测液,很多学生只顾着吸取溶液,吸完才想起没有试剂瓶盛装溶液。因此,在吸取待测液前先要准备好一只干净的锥形瓶。吸取待测液过程中,移液管下端要伸到试剂瓶待测液液面下1cm左右,控制洗耳球吸取溶液的速度,保持移液管中的溶液匀速上升。超过刻度线后即迅速拿下洗耳球,用食指堵住上端出口,再缓慢转动移液管,调整液面高度至刻度线。最后一步操作是转移溶液,需要注意的是移液管下端出口抵在锥形瓶的内壁,锥形瓶倾斜,保持移液管垂直。学生通过小组讨论挑出他人不规范的操作细节,反思自己,进一步明确规范操作移液管的具体步骤,使移液管的操作不规范问题得到明显的改善。

3教师以提醒的方式指导实验过程

滴定过程是实验教学最重要的实验环节。在这一过程中,教师要给予学生全面的指导,及时纠正不规范的操作。我们采取的方式是以提醒为主,鼓励学生自己改正,让学生真正成为实验课堂的主角。例如,滴定管的滴定有三种方式,即连续滴加、逐滴滴加、半滴滴加。本次实验课上发现学生临近滴定终点时不会进行半滴操作,这时建议学生查找课本中滴定分析基本操作部分,也可以观看其他同学操作。通过观察、查找、独立思考这一系列过程,让学生自己掌握半滴滴加操作方法,从而加深印象。在接下来的几次实验课上,发现学生在滴定过程中掌握了半滴滴加的要领,操作十分规范。再如,溶解固体硫酸亚铁样品需要先加硫酸再加蒸馏水,以防止硫酸亚铁发生水解。有学生直接用蒸馏水溶解,发现自己的溶液颜色较其他同学有差别却不知道原因。这时教师间接提醒一下,如硫酸亚铁容易发生哪些反应,使用过程中要注意什么。教师以提醒的方式指导实验过程,不仅培养了学生发现问题、解决问题的能力,而且激发了学生实验的兴趣,体验到成功的快乐。

4及时总结实验情况并布置课后思考题

及时总结实验过程中存在的问题,提出改进措施,规范实验操作,对培养学生良好的实验习惯,提高无机与分析化学后继实验课的教学效果具有重要意义[4]。当学生实验结束后,教师应对全班的实验情况及时进行总结,指出普遍存在的问题并提醒注意事项,表扬表现突出的学生。为了使学生充分理解实验原理和实验内容,掌握本次实验的要点,最后布置思考题[5],要求学生写在实验报告单上。(1)用二苯胺磺酸钠作指示剂,终点颜色为什么由绿色变为紫色或紫蓝色?(2)加有硫酸的硫酸亚铁待测溶液在空气中放置1小时后再进行滴定,对测定结果将有何影响?(3)为准确测得硫酸亚铁中铁的含量,实验过程中需要注意哪些操作步骤?

5学生互相批阅实验报告

实验报告是学生实验的全面总结,撰写实验报告是基本技能训练的一项重要内容[6]。实验数据处理是无机与分析化学实验报告的一项重要内容,必须注意有效数字和相关计算规则。有效数字是指在分析工作中实际能够测量到的数字,其不仅表示数值的大小,还是测量精确程度的反映,它的位数由使用仪器的精密度决定。本次实验数据处理中,有效数字是学生最容易出错的地方。如使用滴定管滴定时,消耗重铬酸钾标准溶液21.20mL,学生容易写成21.2mL,忽略有效数字的最后一位;使用电子天平称量固体药品重铬酸钾0.6020g,有学生在实验报告中写成0.602g。另一方面需要规范的是计算结果的有效数字的保留。无机与分析化学实验中,对于滴定分析结果的计算一般要求浓度和质量百分含量的结果保留4位有效数字,相对误差一般保留1~2位有效数字。为了规范学生的实验数据处理,提高撰写实验报告技能,我们采取学生互相批阅实验报告的教学方式。教师事先讲明批阅实验报告的要求和注意事项,尤其是数据处理部分。强调滴定管的读数要写到小数点后两位,而电子天平称量质量要写到小数点后四位。学生在批阅实验报告的过程中,要仔细检查有效数字的数据记录和处理,检查数据的计算结果是否正确。经过学生参与批阅实验报告这样的过程,实验报告撰写中容易出现的问题尤其是有效数字的使用错误越来越少了。

6结语

在无机与分析化学实验教学中,教师花心思策划整个实验过程,最大程度地调动了学生学习和实验的主动性,提高了学生实验过程中发现问题和解决问题的能力,取得了良好的教学效果。

[参考文献]

[1]栾国有,刘俊渤,赵成爱.无机及分析化学实验[M].北京:中国农业出版社,2016:1-2.

[2]赵桦萍,赵立杰,崔凤娟.让学生做无机及分析化学实验课堂的主人[J].化学教育,2016(12):27-29.

[3]徐悦华.物理化学实验教学中的诱思探究[J].广东化工,2006(5):102-103.

[4]张坤,徐静,宋少芳,等.提高分析化学实验课程教学效果的几点措施[J].实验科学与技术,2016(3):146-148.

[5]赵玉红,李欣,崔建林,等.维生素C含量检测实验的改革[J].实验技术与管理,2016(6):63-65.

[6]王平,赵桦萍.滴定分析实验教学改革探索[J].化工时刊,2016(4):44-46.

作者:司艳玲 单位:吉林农业大学资源与环境学院 农业资源与环境国家级实验教学示范中心

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