三氯化六氨合钴(III)制备实验的教学实践与反思

张 冶，胡天娇，黄 坚，王清华

(中国人民解放军国防科技大学 文理学院生物与化学系，湖南 长沙 410073)

三价钴离子与氨形成的配合物很多，三氯化六氨合钴(III)制备路线经典，几乎涉及无机制备实验所有操作，成功制备三氯化六氨合钴(III)具有很大的挑战性。

三氯化六氨合钴(III)制备实验属于我校《无机及分析化学实验》课程最后一部分“综合训练实验”的内容，从自然界存在的或者容易获取的原料出发获得复杂的化合物。在前面的基本操作训练、元素化学性质和定量分析实验过程中，学生已经掌握了化学实验的基本操作技巧，并对化学反应的基本原理、常见现象有了一定认识。通过三氯化六氨合钴(III)制备实验，希望不仅是进一步提高学员实验技能，还要培养学生综合运用无机及分析化学知识以及独立分析与解决问题的能力[1]。

三氯化六氨合钴(III)制备实验步骤较多，实验时间较长，而且实验中会用到具有强烈刺激性的浓盐酸、浓氨水等药品，实验难度较大[2，3]。本文将详细介绍三氯化六氨合钴(III)制备实验的教学实践过程，包括课前准备，课堂讲授和实践指导方式等多个方面，并进行反思，进一步提升教学效果。

1 三氯化六氨合钴(III)制备实验的教学实践过程

1.1 课前准备

课前准备包括两个方面，一是发布课前预习内容，并进行预习测试；二是准备实验药品、仪器。

开课前通过雨课堂发布预习课件和预习测试。预习课件要包含基本的实验原理、实验内容和注意事项。开课前一天分析预习测试结果，用于指导教学设计。图1为2021年春季学期学生预习测试情况汇总。学员全部参与测试，预习效果较好。实验的难点是减压过滤操作方法(正确率60%)、实验条件中去离子水的用量和温度对产率的影响(正确率53%)，以及三氯化六氨合钴(III)理论产量的计算(正确率65%)，在上课时要加强讲解。

图1 2021年春季学期三氯化六氨合钴(III)制备实验预习测试结果统计

三氯化六氨合钴(III)制备实验的药品包括CoCl2·6H2O固体、NH4Cl固体、活性炭、浓氨水，浓盐酸、H2O2(6%)、无水乙醇等，仪器包括电子天平、恒温水浴锅、循环水式真空泵、抽滤瓶、布氏漏斗等，药品要准备充足，检查是否受到污染，仪器要注意是否能够正常运行。

1.2 课堂讲授

课堂讲授内容包括实验目标、实验原理、实验内容、实验仪器及操作、数据处理和注意事项等六部分，结合PPT(多媒体课件)和板书进行具体讲解。从预习测试来看，部分学员对实验条件对产率的影响并不理解(如图2所示)，尤其是去离子水的用量。授课中要结合雨课堂设置的问题，分析实验过程中每一步温度的选择、去离子水的用量对产率的影响原理等内容。

图2 2021年春季学期“产率影响因素”测试结果统计

在掌握实验原理的基础上，详细讲解实验内容，以提问的方式与学员互动。例如“实验中加入浓氨水前为何需要冷却”“加入H2O2后为何要在60℃加热20分钟”“为何要趁热抽滤”，让学生思考每一步操作的“内涵”。实验仪器及操作中用天平称量固体、量筒量取液体等内容在之前的实验中都有涉及，本实验中的重点操作是减压过滤，通过雨课堂测试结果(图3)发现，学生在布氏漏斗的安装、抽滤过程的操作细节等方面存在误区。结合实物演示进行讲解，并邀请1～2个同学参与实践互动。在预习中有很多同学不知如何计算理论产量，数据处理的讲授强调产率和产量的计算方法，给出计算公式，分析计算错误的可能原因。实验注意事项重点围绕三个字，“稳、准、细”，提醒大家实验中安全是第一位的，要如实记录实验数据，注意观察实验中出现的现象。

图3 2021年春季学期“减压过滤操作”测试结果统计

1.3 实验过程指导

三氯化六氨合钴(III)制备实验一共安排4学时，其中1学时的课堂讲授，3学时的时间留给学生独立完成实验。实验时间较长，步骤又较多。基于最近3学期的实验情况，将学生经常出现的问题总结如下：①滤纸裁剪大小和布氏漏斗不匹配；②活性炭在反应体系中混合不均匀；③加入浓盐酸或浓氨水等强刺激性试剂后，未及时给容器加上盖子；④产物最后洗涤时引入大量水；⑤第一次加入浓盐酸溶解产物后没有趁热抽滤；⑥未及时记录实验现象和数据。

在实验过程指导中发现，2021年春季学期通过雨课堂进行课前预习和测试后，问题①、③和⑤出现的较少，课前预习效果明显。但问题②、④和⑥发生情况仍然较多，需要重点关注，加强与学生的交流，对于难点问题各个击破。同时也要注意在指导过程中适当“留白”，对于一些问题只给出提示，让学员在实验中进行探索研究，培养独立分析、解决问题的能力，激发学员的科研探索精神。

2 三氯化六氨合钴(III)制备实验的教学反思

2.1 板书和多媒体教学的充分结合

多媒体教学是当前主要的教学方式，但板书在教学中仍是重要组成，特别是实验课程，内容和步骤较多，板书的设计不可或缺。在以后的教学中，一方面PPT(多媒体课件)中实验操作要有动画和视频，吸引学员注意，另一方面板书要和PPT内容充分配合，重点内容(关键的温度、时间、去离子水的用量等)更要在板书上突出体现，这样学生在做实验时才能将相应内容熟记在心，避免出现错误。

2.2 先进教学工具的运用

对于实验教学，在上课人数较多的时候(2021年春季学期每组有20人)，直接观看教师操作演示，距离较近的同学观看比较清晰，距离较远的少部分同学可能会出现关键操作看不全的情况。在以后的教学中要思考，如何运用更为先进的教学工具，例如，采用摄像机将操作演示进行投屏，方便所有学员观看，提升教学效果。

2.3 线上互动方式的利用

在授课过程中，教师与学生的互动必不可少。虽然实验的预习和测试通过线上的方式(雨课堂)进行，但在线下课堂讲授时仍以传统的互动方式-问答为主，在充分了解所有学员的学习情况上有所欠缺。在以后的教学中，要充分利用雨课堂等线上辅助教学方式，统计学员的学习情况数据，考虑学员整体的学习效果，及时的对讲授内容进行调整。

2.4 思政元素的设计

随着时代的进步和教育的改革，当今的教育形势向每一位教师提出了更高的要求。目前的教学内容中虽有思政的味道，但还可以挖掘的更深。例如，讲解温度、药品用量等实验条件的时候，强调“细节决定成败”。另外，本实验相对复杂，步骤较多，难免会失败。有时学生会很沮丧，教学中要强调“结果重要，过程也同样重要”，通过实验不只是获得最终产物，还有考察对实验内容的一些思考、实验整体的规划等，这对以后的学习是非常关键的。

3 结语

三氯化六氨合钴(III)制备实验，作为“综合训练实验”的内容，对全面提升学员的实验技能和理论知识的灵活运用具有重要意义。本文详细介绍了三氯化六氨合钴(III)制备实验的教学实践过程，通过雨课堂进行课前预习和测试，能够很好的把握学生预习情况和难点；结合实物演示，讲解减压过滤操作方法能够加深学员的印象，取了较好的教学效果。以后的教学要注重在先进教学工具的运用、思政元素的设计等方面下功夫，进一步提升教学效果。