基于指尖上教学之分析化学实验的设计与实践

李 超，樊月琴，高天铱，高 武

(芜湖职业技术学院 材料学院，安徽 芜湖 241000)

当前，分析化学实验课程主要采用教师在课堂上讲解、学生实际操作练习的教学模式，但在教的过程中，只是教师在讲，师生间毫无互动，致使学生在实操时错误频出，同时由于课堂学生较多，教师无法在实操过程中对每一个学生进行监督指导，教学效果不理想。

为了改进被动式教学模式，很多一线教师进行了改革和创新，杜丽娟、杨克勤、李慧卿等将微课与翻转课堂结合，为实践教学提供了新思路[1-3]；庄媛、周晓霞等将课程内容模块化、开展实验小组，探讨“线上线下”相结合的模式，实现教学的多元化[4-5]；刘明、陈海春、陈冬梅等整合教学内容，采用PPT等信息化教学方式，提高了学生的分析问题、解决问题的能力[6-8]。

随着网络科技的发展以及校园全网络覆盖的实施，学生对手机的依赖度越来越高，据不完全统计，学生每天看手机上的时间超过了4小时[9]。据此，我们重新整合实验内容，利用蓝墨云班课APP等信息化教学手段，将教学过程依托于手机终端，提高学生的课堂参与度，变被动式教学为主动式学习，进而提高教学效果。

1 基于指尖上教学之分析化学实验的软件使用

1.1 课前

教师把教学PPT、教学动画、教学视频等资料上传至蓝墨云班课APP中，供学生下载预习，例如分析化学实验基础知识。

图1 APP中PPT展示

图2 APP中签到软件

1.2 课中

1.2.1 签到软件的使用

上课前学生利用APP进行签到，了解到课率。

1.2.2 “抢答”软件的使用

教师上传上一节课录制的实验操作视频，让学生在视频中找出错误的操作，正确找出错误的前五名学生给加经验值2分，通过这种“抢答”的方式，让学生高效地复习了上一节课的知识点，充分激发了学生的学习主动性，让学生乐在其中。

1.2.3 “视频”软件的使用

实验教学的重难点主要体现在操作的规范性上，教师在优化整合教学内容的基础上，把同一实验操作分解为多步过程，且均做成动画，让学生借助手机可观摩到每一步操作的细节，同时可回看。此教学方式一改单调的说教式教学，很快就能抓住学生的眼球，引起强烈的兴趣。

1.2.4 “直播”软件的使用

在指导或监督学生实操时，实验课教师一人难以兼顾到每个学生，而直播软件可以让教师在手机终端能实时观看到每组同学的实验情况，且还可录制学生的操作视频。学生在实验过程中，遇到困难时，也能通过软件及时联系到教师，在第一时间内得到指导。

1.3 课后

实验结束后，通过直播软件，教师可观察到每组台面的卫生情况，并根据学生实操中的表现，给出一个客观的评价，同时开放实操视频，上传“闯关”式复习内容。学生通过手机能及时得到评价信息，观看自己的操作视频，并完成课后复习。

2 基于指尖上教学的分析化学实验的设计

以实验5灰碱中总碱度的测定为例

2.1 教学目标

2.1.1 让学生掌握灰碱中总碱度测定的方法和原理

按照老师的要求，学生自主观看教师上传的PPT教学资料，了解灰碱里的组成、含量测定方法、指示剂以及标准溶液的类型，预习是课堂教学的基础。

2.1.2 让学生轻松掌握移液管和酸式滴定管的操作方法

优化教学内容，将移液管和酸式滴定管的操作分步，且做成动画，通过“视频”等软件播放，增强学生的兴趣，提高教学效果。

2.2 重难点教学

重点：碱的测定方法与原理、酸式滴定管及移液管使用。

难点：酸式滴定管与移液管的使用。

2.3 课前准备

教师将课前准备的教学资料，如教学PPT、教学视频等上传至手机APP中。

2.4 课堂教学

2.4.1 签到

上课前打开手机APP，全班同学签到。

2.4.2 回顾上一节课内容

点击APP中的教学资源，播放上一节课“天平的使用”录播视频。

设置问题，视频中的操作有几处错误？让学生通过观看视频，快速找出其中的三个操作错误，给准确找出的同学加经验值2分，根据找出错误点的时间和出错率，判断上一节课的教学效果，并及时做出点评，带领学生回顾天平的操作要点。

2.4.3 总碱度的测定原理

PPT展示灰碱的制备方法，不同的制备方法灰碱的组成不一样，图片展示灰碱的主要组成，除Na2CO3外，还含有少量的NaCl，Na2SO4，NaOH或者NaHCO3。

设置提问，混合碱的含量要以何种物质的质量百分数来计算呢？学生在APP上开始抢答，前五个回答正确的同学加经验值2分，以此检验同学们的预习成果。

教师通过PPT讲解为什么要以Na2O的质量分数作为标准来计算，当指示剂为甲基橙时，灰碱中的Na2CO3和杂质(如NaOH和NaHCO3等)都被中和了，所以用Na2O的质量分数来表示。

滴定反应：Na2CO3+ 2HCl2NaCl +CO2+H2O

指示剂：甲基橙

终点颜色：黄色→ 橙色

计算： 2HCl∽Na2CO3∽Na2O

2.4.4 实验仪器的使用

图4 实验仪器教学流程图

2.4.4.1 移液管的使用

将移液管的操作分为洗涤、润洗、吸取、移液等四个动画来演示，在每一个动画结束后，均有抢答环节。

设置提问，洗涤时，应将洗液吸至管容积的1/2、1/3、1/4处？同学们通过APP进行抢答，答对的同学加经验值2分。

教师PPT讲解，洗液应吸至管容积的1/3处，1/2的洗液量过多，当移液管水平洗时，容易造成管口的溢液，1/4的量又过少，易造成管内断液而洗不干净。讲解结束后，教师现场动作演示，理实一体，增强学生的掌握程度。

设置第二个问题，移液管一般要润洗多少次为佳？学生在APP中抢答，答对的同学加经验值2分。

教师讲解，润洗3次为佳，是为了减小洗涤过程中洗液对待测液浓度的影响，在动画与PPT讲解后，教师动手演示，让学生记忆深刻。

设置第三个问题，移液操作时，移液管与被接受溶液的容器应该成多少度角呢？学生抢答。

教师回放APP中的动画，并现场演示，强调移液管在保持竖直的情况下，管尖处要靠着容器内壁，与锥形瓶成45度角，目的是使移液管内的液体能够顺利地流出，而管尖不残留液体。

2.4.4.2 酸式滴定管的使用

酸式滴定管的使用是本次课的重难点部分，同样将操作分解为滴定管的准备、标准液的转入、滴定管的读数、管的操作方法以及滴定操作等五个部分来教学，且每个动画结束后，依次设置细节提问，学生抢答。

设置第一个提问，在滴定管洗涤的过程中，我们双手应抓在滴定管的什么地方？学生讨论。

结论结束后，教师放大视频让学生仔细观察，并现场示范，手应放在滴定管的两端无刻度处，是因为滴定管是一个非常精确的量器，人的手温，会影响滴定管的精确度。

点击标准液的转入动画，设置第二个提问，管尖气泡是如何排出的？学生讨论。

教师回放视频，现场讲解并演示，尖端气泡如未排出，会出现误差，使最终滴定液的体积偏大。规范的操作是右手抓住滴定管，并倾斜约30度，左手迅速打开旋塞使溶液冲出，进而排出气泡。

图5 算式滴定管洗涤要求

图6 滴定管的读数

滴定管读数动画后，设置第三个提问，滴定管放液后，是立刻读数还是稍等才读数？学生抢答。

教师回放视频，并同步演示，放液后，必须要等1～2 min后，才能读数，让附着在内壁的溶液流下来，同时要保证每次读数前管尖无气泡、管壁无水珠。读数时，首先眼睛要和滴定管凹液面底部平视，直接读取滴定管数字，并估读数字后一位，即到小数点后两位。

设置第四个提问，操作人员的手是放在旋塞的同侧还是在另一侧呢？学生在APP中讨论。

教师视频回放，现场演示，强调在使用滴定管前要检查滴定管是否漏水，如果滴定管漏水，要将旋塞拿出并擦干水，在旋塞孔的前后半部擦少许凡士林，而后顺时针旋进旋塞。操作时，手应该放在旋塞的另一侧，因为同侧操作较易造成旋塞外拉，而导致漏水。

设置第五个提问，半滴溶液滴加时，搅拌棒是否碰到了滴定管尖呢？学生讨论。

教师视频回放，现场讲解，强调滴定操作时，滴液不能呈直线型，同时锥形瓶要按同一个方向摇匀。在接近终点时，应半滴滴入，玻璃棒只可接触滴液，不能碰到管尖，一旦碰到管尖，会使管尖内的滴液顺势流出，从而造成实验误差。

2.4.5 实操过程

在理论知识讲解结束后，学生两人一组开始实操练习，同步开启“直播”软件，同时学生可随时调阅APP中的教学视频或动画，做到每步操作都有规范技术对照，如果遇到问题，也可通过APP直接呼叫教师实时指导。

教师可任意调阅任何一组同学的操作视频，并录播视频为下一节课做准备，实操结束后，教师也可通过直播软件，查看学生实验台面卫生情况。

2.5 课后

教师在查看学生实操视频和实验报告结果后，通过APP给学生一个客观的评价，并在APP教学平台上给学生布置好作业和下一节课预习资料，同时上传滴定管操作规范游戏。

学生也能在教学平台中看到教师的评价和实操过程的视频，并完成“闯关”游戏，以达到复习的效果。

图7 每周教学反馈

3 总结

借助手机APP教学平台，教师上传教学视频、“闯关”游戏等教学资料，设置一系列课堂提问，“直播”监督每一组实验过程，学生在线预习上课内容、参与课堂抢答、复习知识点。实践表明，此教学模式，将沉闷的课堂气氛变活跃，将被动的学习变主动，较大提高了学生的学习热情，让学习变得更加轻松。

虽然指尖上教学模式也存在着某些缺陷，但随着学生学习习惯的改变，这一模式已成为趋势，相信在不久的将来，必将全面应用。