《分析化学》实验的教学探讨与改革

冯素玲，叶存玲，李全民

(河南师范大学 化学化工学院 国家级化学实验教学示范中心，河南 新乡 453007)

分析化学实验是《分析化学》课程重要的实践教学环节，是理论和实际相联系的纽带之一，是培养学生创新思维和创新能力的沃土。然而，在长期的教学过程中发现，学生不能很好地珍惜、利用良好的实验教学环境，常常应付实验过程和实验内容，对实验内容缺乏兴趣和兴奋点，不对实验内容进行深入的思考，错失了分析化学实验这一重要的教学环节，导致无法通过实验过程提高综合能力和创新能力。基于此，进行了分析化学实验教学方法的探索。

1 培养学生会提问题、敢提问题的能力

我国高等院校学生是在长期的应试教育中培养出来的，缺乏创新意识和创新的主动性与积极性［1］。启迪创造性思维的有效手段是提问，提问是创思维的源泉。此外，学生发现和提出问题的能力的提高有助于讨论式和探究式教学方法的实施。在多年的实验教学过程中发现，学生在预习实验内容时仅停留在对实验内容的阅读层面，不能有效地对实验内容进行深入的思考，无法对实验内容提出更多的“问题”或不会提出“为什么”，缺乏发现问题的能力，不利于学生创新能力的培养［2］;学生对实验内容的预习达不到期望的目的或目标，从而使预习收效甚微;也有些学生虽然能够发现“问题”，但却不敢在讨论式的互动教学过程中大胆地说出自己想要讨论的“问题”。发现问题、提出问题是创新的第一步。因此，要求学生预习实验后，花足够的时间对实验内容及相关知识进行思考并提出问题。提倡并鼓励学生对知识的探究和怀疑，对实验内容要最大限度地询问“为什么”，甚至每句话都要询问“为什么”或凡事问“为什么”。思多久，方显远见。有充裕的时间思考问题，才能发挥学生的创新能力。此外，教师在实验教学中也要围绕实验内容提出一系列的问题，向学生展示如何提问题，使学生在教学过程中学习并领会如何发现问题和提出问题。还要注意训练学生的反向思维能力。在实验结束后，将课堂上讨论的“问题”放入实验教学网络系统，供学生学习。通过反复训练，使学生会提问题、敢提问题，从而提高学生发现问题的能力，成为学习的主导者。

2 讨论式教学方法

教学方法的研究和探讨一直是教育工作者研究的热点内容之一。教学方法直接影响创新人才的培养［3］。美国教育家杜威指出:教育不是一种“告诉”和“被告诉”的事情，而是一个主动和建设的过程［4］。传统的讲授式教学方法不是将学生作为学习的主导者，不利于学生创新能力的培养和提高［5］。讨论式教学方法是学生喜欢的教学方法之一。这种教学方法更有助于学生对知识的理解、掌握以及灵活运用，从而更有利于学生创新思维和创新能力的培养。讨论式教学方法实施的前提是教师与学生之间的互动。缺少学生与教师的互动，就无法进行有关的教学活动。会提问题，敢提问题，并能运用已经学习的有关知识分析、解决问题在讨论式教学过程中就显得非常重要。实验课上，先让学生提出预习后所发现的问题并组织学生进行讨论;之后，引导学生进一步发现并探讨与实验内容有关的其他问题。如K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液的实验，称取的K2Cr2O7是小样还是大样?为什么称取小样?加入KI后，为什么要在暗处加盖放置5 min?滴定前，为什么要加水稀释?碘量法的误差来源主要有哪些?滴定过程中，应注意什么?标定Na2S2O3溶液的基准试剂还有哪些?使用这些基准试剂进行标定时，加入KI后是否需要放置?为什么?Cr(VI)的毒性比Cr(III)大得多，可以使用哪些试剂将滴定结束后剩余的Cr(VI)转变为 Cr(III)?从成本考虑，哪些试剂更合适?经过这样的研究和讨论，能够有效地加深学生对知识的理解和掌握，激发学生学习的兴趣，使学生能够发现和施展自身的能力。

3 探究式教学方法

课堂教学质量是培养大学生创新能力的关键［6］。教学方法是保证教学质量的关键因素之一。其中，研究性教学模式是培养和改善学生创新能力的重要路径［7］，有助于学生变“被动”为“主动”。在向学生传递信息的过程中，教师应该突出强调“发现”知识的过程，使学生在“发现知识”的过程中学会创新，而不是简单地使学生获得结果。如水硬度的测定，需要加入三乙醇胺溶液以掩蔽Fe3+、Al3+、Cu2+等金属离子。在实验过程中，让学生思考水样中含有的上述金属离子含量很低时，不加入三乙醇胺，测定结果会怎样。然后，让学生使用三乙醇胺和不使用三乙醇胺分别对不同的水样进行分析测定，并对实验结果进行评价。另外，本实验加入缓冲溶液后应尽快滴定，否则出现返终点现象。让学生将加入缓冲溶液后立刻滴定至终点与放置一段时间后再滴定至终点进行比较，观察两种情况下溶液颜色的变化，并进行分析讨论。学生通知实验能够观察到返终点现象，并直观地体会到“返终点”对终点判断的影响。学生在探究式教学过程中，能够充分体会到科学研究的成就感，潜移默化中感受科学发现和创新过程。

4 将验证性实验作为简单的设计性实验

化学分析实验主要内容是滴定分析，其中包括酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定。为了巩固有关理论知识并使学生具有一定的实验操作技能，实验内容需要安排一定数量的基础实验。这些基础实验一般都涉及滴定、容量瓶和移液管的使用等基本操作。但是，经常和反复进行这样的操作，往往使学生对基础实验失去兴趣，导致学习效率降低。

设计性实验有助于提高学生独立运用所学知识及技能分析和解决实际问题的能力，可以培养学生的创新精神［9］。学生更感兴趣的实验是设计性实验。学生在经历了分析化学的设计性实验后，给予了高度评价;设计性实验使学生对分析化学专业产生了浓厚的兴趣。有些学生甚至提出放弃其他专业的大学生创新实验，将更多的时间和精力投入到分析化学的设计实验中。为了提高学生的学习兴趣和学习效率，增加提高创新能力和解决实际问题的能力的机会，将基础实验作为简单的设计性实验进行教学。具体做法是，要求学生先不要看实验教材等相关资料，利用已学习的有关理论知识自己写出实验原理、设计实验步骤。如白醋中醋酸含量的测定，需要考虑如下问题:选用哪种分析方法?能否准确滴定?化学计量点的pH是多少?选用何种指示剂?终点颜色变化?取样量是多少?如果取样量较少，是否满足误差要求?是否应该稀释?稀释多少倍?稀释后取样量为多少?样品中除了待测组分醋酸，是否还有其他酸?这些酸是否和醋酸一起被测定?除了最后两个问题需要查阅相关的文献外，其他问题都可以通过已学习到的理论知识来解决。在得出有关的实验原理并设计出实验步骤后，让学生将自己所设计的实验步骤和实验教材中的实验步骤进行对比。另外，生活中的食用醋，除了白醋还有其他食醋。还可以让学生进一步探讨下面的问题:怎样测定食醋中的醋酸?国家标准分析方法怎样测定白醋和食醋中的醋酸?经过这样的训练过程，可以提高学生解决实际问题的能力，增强自信心，极大地提高学习的兴趣，还能使学生及时发现所欠缺或没有掌握巩固的知识点，也开阔了学生的视野，并为后续复杂的设计性实验奠定基础。

5 从“失败”中获得收获

学生往往为了实验而实验，注重分析测定结果，忽视实验过程。如果学生对测定结果不满意或实验过程中出现自己认为不合适之处，也不思考其中的原因，就盲目地重做实验，从而失去了提高分析问题、解决问题能力的大好机会。实际上，很多情况下，学生没有发现导致分析结果不理想的原因，或是学生概念或理论不清楚，导致分析判断出现错误。为此，让学生认识到，实验出现问题的时候，正是提高解决问题的能力和学习知识的好时机。不加思考地重复做100次实验，不如深入地思考、想明白!为此，要求学生在认为出现了“问题”而重新做实验之前，必须分析原因并与指导教师沟通。在沟通的过程中，帮助学生分析原因，通过启发、讨论等方式使学生查明原因或澄清知识点。

6 反思

实验结束后，组织引导学生对实验过程和实验现象进行反思和讨论。并将实验和之前所做的一些实验进行对比分析。如学生做完邻苯二甲酸氢钾标定NaOH(酚酞作指示剂)的实验后，引导学生将该实验与NaOH滴定HCl(用酚酞作指示剂)的实验进行比较，分析相同点和不同点以及实验现象的差异。例如，NaOH溶液滴定HCl溶液，终点时溶液呈微红色，学生很容易滴过1～2滴NaOH溶液，红色明显加重，并且颜色很容易退去;邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液，终点时溶液也呈微红色，但如果过量1～2滴NaOH溶液，红色却没有前者的颜色重，并且颜色不容易退去。让学生讨论其中的原因。使学生体会到不应为完成实验而做实验，实验过程中更重要的是，用“心”观察、比较、思考!在实验过程中提高发现问题、解决问题的能力。

7 理论知识领先于实验内容

为了使上述教学方法和教学过程收到良好的教学效果，将实验课安排在相应的理论课之后。在实验课和理论课属于平行课程的思想指导下，有的分析化学实验课领先于有关的理论课。在实验课中，尽管指导教师会讲解实验中所需要的理论知识，但学生没有充分的时间消化、吸收有关知识，只能被动地、照本宣科地完成实验。带来的问题就是在实验过程中，学生不能很好地用有关的理论知识指导实验，不能充分有效地通过实验过程锻炼理论联系实际的能力，以及灵活应用理论知识解决实际问题的能力，也失去了对实验的兴趣和学习的主体性。学生只有比较好地理解和掌握了有关的理论知识，才能对问题进行深入的分析、讨论和探究。

8 结束语

通过对分析化学实验教学过程的改革，有效地激发了学生的学习兴趣，达到了学生由“被动”学习转变为“主动”学习的目的，学生养成了在实验过程中“用心”体会、积极思考的好习惯，提高了学生的探索能力、综合运用知识的能力和创新能力。

［1］ 修宗峰.大学生创新能力提升的环境优化与路径选择［J］.创新与创业教育，2011(2):7～11.

［2］ 张桂文．仪器分析实验教学改革与实践［J］.甘肃科技，2009，25(19):163.

［3］ 朱志昂.物理化学课程教学内容和教学方法的改革［J］.大学化学，2012，27(5):9～13.

［4］ 曹小先，郭传杰，江崇廓，等．培养创新人才的关键是教育观念的更新［J］.中国高等教育，2009(21):31－33.

［5］ 李爱峰，孙爱玲，柳仁民.仪器分析实验教学改革实践［J］.大学化学，2012，27(5):26～28.

［6］ 李俊卿．提高课堂教学质量培养大学生的创新能力［J］．中国大学教学，2010(1):56～58．

［7］ 姚玉环．制约大学生创新能力发展的教学因素及改革路径［J］．中国高等教育，2008(8):28～29.

［8］ 范慧俐，李建强，刘杰民，等．仪器分析课程中研究型教学初探［J］.大学化学，2012，27(5):23～25.

［9］ 郝玉翠，摇艾智，孟丽军.分析化学实验教学改革与实践［J］.大学化学，2012，27(4):20～22.