提高分析化学实验课程教学质量的研究

齐东来 陈雷

摘 要：从本校分析化学实际教学出发，对分析化学实验的内容设计、教学重点及考核方式等方面进行分析，探讨提高分析化学实验教学质量的策略，进一步增强学生对分析化学知识的理解。

关键词：分析化学实验;内容设计;能力提高

分析化学是获取物质组成及结构信息的科学。通过该课程的学习，可使学生掌握不同物质的定性、定量分析方法的理论和技术，培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力[1]。结合实验课程的练习，可使学生学会正确选择分析方法和正确表达分析结果，建立准确的“量”的概念，并养成良好的实验习惯和严谨求实的科学作风，为学生学习其他相关化学课程、将来参加实际工作和科学研究奠定良好的基础。本校该门课程涉及多个学院，是化工、制药、应化、环境以及材料各专业学生一门重要的必修课。课程既包括理论知识，又包括实验操作。化学是实验的科学，分析化学实验课程不仅可加深学生对理论知识的理解和提高动手操作的能力，更重要的是通过实验培养学生严谨的科学态度以及发现问题解决问题的能力[2]。在长期课堂和实验教学中，学校从课堂教学内容出发，紧密结合理论知识设计实验。从实验的选择与安排、提高学生动手操作能力以及合理考核等方面进行研究，取得了较好的教学效果。

一、根据课堂教学内容选取实验

由于化学基础课的教学课时主体呈现压缩趋势，本校分析化学课堂教学目前仅以化学分析方法为主，一些重要的仪器分析方法则另设专业课。分析化学课堂教学重点讲解的是滴定分析中的酸碱、配位以及氧化还原滴定法，另外对应用广泛的分光光度法作基础介绍。在实验的选取和安排上，基本按照课堂教学的内容和顺序设计实验，选择了酸碱滴定、配位滴定、氧化还原滴定实验以及分光光度法仪器实验，充分保证了实验教学和课堂教学的一致性[3]。并且教师在每一类化学滴定法中都设计了至少两个相关的实验，让学生对同一类滴定法进行多次实验练习，对此类滴定法了解的更加深入。学生在课堂所学到的知识，通过做实验，观察实际现象及处理数据，得到了充分巩固和提高，二者相辅相成，可以使学生更好的掌握分析化学理论知识。

二、实验内容设计注重前后连贯性及实用性

我校根据分析化学的要求进行实验内容安排。初期实验专门训练学生如何正确使用精密分析天平准确称量、正确使用滴定管以及正确配制和保存溶液等基本操作。在实验课上对仪器的使用方法进行详细讲解，并在实验过程中严格要求正确操作，为实验的顺利进行打下坚实的基础。每一类滴定方法都是先进行基础性实验操作练习，然后阶段性安排课时适宜、有一定实用性的实验来考察学生前期实验的结果。例如在酸碱滴定实验中，教师前期让学生操作的是酸碱互相滴定实验和氢氧化钠溶液浓度标定的实验，这些属于基础性操作实验。在学生掌握了滴定管的操作和通过指示剂较为准确的确定滴定终点的基础上，设计了双指示剂法测定混合碱含量实验进行考核，让学生进行测定，结果作为阶段性的实验考核。表面上这些实验互相独立，实际上密不可分。因为盐酸的浓度通过此前标定的氢氧化钠浓度和酸碱互相滴定的结果算出，不再单独标定。而盐酸作为标准溶液，其浓度是否准确，对混合碱含量测定的结果会产生直接的影响。在混合碱测定实验完成后酸碱滴定实验也随之结束。

教师在对考核结果进行分析时，会引导学生分析此前实验结果对考核结果的影响，由此使学生清楚认识到前后实验之间的密切联系，从而深刻体会到不能孤立的看待单次实验，而需要认真对待每一次实验，才可能在阶段性考核实验中取得理想的结果。此外也让学生懂得为了某一次实验取得好的结果而编造一些数据，固然这次实验结果能获得较好成绩，但在占比较高的考核实验时，此前所编造的数据有可能造成考核实验出现误差较大的情况，导致实验结果不准确。在接下来的配位、氧化还原等滴定实验中，都按这样的思路设计实验，而学生为了取得好的实验结果，也会认真对待每一次实验。在多年教学中，我校发现设计前后衔接紧密的实验，能有效提高学生对单次实验的严谨态度，使其更加细致的进行操作。

从以上实验设计思路可以看出，考核性实验是检验学生实验能力的重要指标。我们对于考核实验的选择兼顾了科学性和应用性，既使考核实验不过于冗长繁琐，又与实际的生产生活有一定联系。例如，配位滴定法我校选择水硬度的测定实验来考核，实验课上进一步从生产生活方面介绍与水硬度有关的知识，如水垢的形成、对供暖的影响以及与洗涤剂作用从而影响洗涤衣物的效果。又如，在进行氧化还原滴定法测定过氧化氢含量实验时，教师会讲解双氧水的应用，以及衣物上如被高锰酸钾等化学物质污染后如何利用化学方法去除污渍，进而再介绍一些其他氧化剂的去除污渍方法。通过对以上与生产或生活密切相关的化学知识的讲解，学生对于化学实用价值的朦胧认识可以变得更加清晰，从而提高学生做实验和学习分析化学的兴趣。

三、注重指导实验操作的规范性

良好实验结果的获得由多方面因素决定，而实验操作的规范性是获得理想实验结果的重要保证。仪器操作合理规范，不仅可以提高实验准确度，而且能使实验操作过程易于控制，省时省力。规范的操作可以培养学生良好的动手能力，对于随后其他课程的实验操作以及毕业实验操作都有一定幫助。因此我校非常重视学生实验操作的规范性，要求学生一定要按照要求对仪器进行操作，注意正确性[4]，如减量法称量时如何正确从称量瓶中倒出样品，酸碱滴定管的正确放出液体的操作手法，移液管的正确拿法，分光光度法中比色皿的使用和样品池中取放样品的操作等。这些看似最基础的操作，实际上都会在实验过程中影响学生实验结果的精密度和准确性。

尤其是酸碱滴定管放液体的操作，由于平时的习惯和直觉，学生在教师讲完操作后，使用酸式滴定管时仍然会直接同侧开关活塞，而使用碱式滴定管时则难于掌握挤压玻璃球放出液体的操作。这时就需要教师在实验过程中不断观察，进行纠正，讲解使用时的细节，并解释为何规定这样操作，如果操作不正确可能导致什么样的结果，让学生不仅形成正确的操作习惯，而且真正理解规范操作的意义。对于如何通过酸碱指示剂颜色准确的确定终点，教师会事先调整好指示剂终点颜色（如甲基橙为橙色），然后演示终点时滴加半滴溶液的操作，让学生看到极少量的溶液就足以引起指示剂颜色突变而导致误差，给学生量的直观感受。通过这样的演示，教师在课堂上讲的滴定突跃以及滴定终点要严格控制标准溶液加入量的理论知识，就能够通过实验现象的反映给学生留下较深刻的印象，学生则自然而然地理解为何指示剂要控制正确的终点颜色才能达到滴定准确度要求，也明白了滴定终点时要练好半滴滴加操作的意义。

四、合理考核实验结果，严格要求真实性

科学合理的考核方式不仅可以较为客观公正地反映学生的实验情况，有利于加强实验管理，同时还能够调动学生的学习积极性，提高教学质量。我们将实验分为基础性实验和考核性实验，实验前要求学生进行预习，提前写好预习报告，包括实验目的、原理及简单操作步骤，在做实验之前让学生对于实验已有较为充分的了解。而实验之前教师则会检查预习报告，以此督促学生预习实验内容。实验结果好坏由准确度和精密度两方面共同确定，按一定的标准给出成绩。阶段性考核性实验占成绩比重较多，体现对于整体实验能力及实际操作的综合考察。

此外，为了培养学生严谨的科研态度，对于实验数据的真实性我校一直严格要求。实验数据必须真实可靠，经教师检查并签字后的数据不允许出现涂改现象，一旦发现原始数据改动，该次实验成绩记零分。该要求多年来我校一直坚持，并在实验课程初始即对学生讲明，强调数据要如实反映实验结果，要有真实性，不应弄虚作假。这不仅培养学生将来从事科研的基本素质，同时也为学生形成良好的人格打下基础。事实证明，这项做法对纠正和遏制学生改动数据的做法产生了较好的效果。学生在其他实验课可能出现改动甚至编造数据的现象，在分析化学实验课中却很少出现。严格要求真实性的做法不仅提高了实验的教学效果，也促进了学生养成求真务实的作风。

五、结语

分析化学实验是加深理解理论知识及提高实验操作能力的必修课程，对学习分析化学的重要性不言而喻。在课程设计上，我校按照课堂教学内容合理选取安排实验内容。在实验设计上，兼顾了实验内容的相对独立又连贯统一。在实验过程中严格要求实验操作的规范性，对实验结果则严格要求数据真实性。多年的实验教学中我校始终强调以上几方面的要求，学生对分析化学实验课的重视程度得到了提高，多数学生实验时操作标准规范，能认真观察实验现象，积极思考实验问题，实验积极性普遍提高。经过实验课程学习后，学生的动手操作能力也有了较大的进步。同时，对于实验教学的探索也促进了教师业务素质提高，增强了师生之间的交流和反馈，保证了分析化学实验的教学质量。今后我们将在已有模式的基础上，继续不断探索分析化学实验教学模式、内容和方法，适当引入新的设计性实验，使实验内容与学科发展和应用密切联系，在提高学生动手能力的同时开阔学生的眼界和知识面，提高学生对于新知识的掌握和创新能力。

参考文献：

[1]陈凌，施隆文，巢新冬.改革分析化學实验教学培养学生创新能力[J].实验科学与技术，2004（2）：76-77.

[2]彭敬东，马学兵.综合性大学化学实验教学体系和教学方法的思考与实施[J].西南师范大学学报（自然科学版），2010，35（2）：259-263.

[3]刘玲，韦寿莲.浅议分析化学教学中的“设计性”实验[J].实验室研究与探索，2006，25（1）：85-86.

[4]莫运春，许金生，冯泳兰，屈景年，刘梦琴.分析化学实验教学模式的优化与实践[J].大学化学，2006，21（1）：24-26.