提高分析化学实验教学质量的实践与体会

王光荣

（蚌埠学院应用化学与环境工程系，安徽蚌埠 233030）

提高分析化学实验教学质量的实践与体会

王光荣

（蚌埠学院应用化学与环境工程系，安徽蚌埠 233030）

经过多年实验教学实践，得到的体会是：提高分析化学实验教学质量，关键要把握好三个阶段，一是预习和准备阶段，二是操作和体验阶段，三是考核和提高阶段。

分析化学；实验教学；实践；体会

教学是一个实践、反思、总结、提高的过程，教师既不能只埋头于教学之中，也不能只热衷于搞科研项目、写文章、评教授，而忽视课堂教学工作，高校教师应该在教学过程中不断地“探出头来”进行反思，“呼吸外面的新鲜空气”，总结教学过程中的“得”与“失”，研究提高教学质量的方法，最终达到教师和学生共同进步的目的。通过多年分析化学实验教学，我深刻感受到，分析化学是一门实验性很强的学科，分析化学实验在分析化学学科中有着突出重要的地位［1］。提高分析化学实验教学质量，必须切实把握好三个阶段，一是预习和准备阶段，二是操作和体验阶段，三是考核和提高阶段。

1 预习和准备阶段

在分析化学实验教学过程中，教师应提醒和告诫学生：“带着目的和准备走进实验室，带着成功和快乐走出实验室”、“成功总是留给有准备的人”等，要想实验获得成功，必须认真预习和准备，预习不是照抄实验书上内容，而是通过预习理解实验原理、方法、步骤，做到心中有实验。

1.1 通过预习和准备，将实验目的和要求溶入实验步骤之中

预习的过程应全面细致，目的、要求→仪器、材料→步骤→思考题，都要弄个明白，心中有数，并用简洁性语言书写在报告上面，同时还要在步骤后面画出表格用于记录实验数据。预习的重点应放在实验的目的和要求上，并把它们溶入到具体的实验步骤当中，实验结束后，反思一下，看看是否达到目的，还有没有不足和需要改进之处。例如，工业纯碱总碱度的测定实验［2］，实验目的和要求有四点：一、掌握盐酸标准溶液的配制、标定；二、掌握工业纯碱总碱度的测定方法；三、进一步熟悉差减称量法；四、巩固滴定分析基本操作。每一个目的和要求都与具体的步骤密切相关，通过预习，学生带着明确的目的去执行步骤，通过科学正确的操作步骤去实现实验的目的。每一个目的都有具体目标，“目的一”的具体目标是，学会HCl标准溶液的配制，涉及的主要步骤有，配制大约浓度的HCl溶液→准确称取一定质量的无水Na2CO3基准物→标定等。“目的二”的具体目标是，工业纯碱总碱度的测定，涉及的主要步骤有，工业纯碱主要含有哪些成分→选用什么指示剂合适→测定次数→结果计算等。在“目的三”中，学生会使用分析天平通过差减称量法准确称量一定质量无水Na2CO3，“差减称量法”在前面的“分析天平称量练习”实验中已经初步掌握，通过本实验达到对该称量方法进一步熟练掌握。“目的四”是对滴定操作的巩固，滴定是滴定分析（容量分析）的基本操作，通过训练，达到操作正确大方、规范、自然、舒适，滴定速度控制自如（一滴或半滴也能够自由控制），结果正确、可靠。

总之，走进实验室“胸有成竹”，是实验成功的开端。此外，教师要及时检查学生的预习报告，没有写预习报告的学生不得进入实验室。预习报告的书写要简明、扼要，通过预习报告的书写培养大学生的总结和概括能力。

1.2 充分利用因特网上的实验教学资源进行预习和准备

当今已是信息化社会，因特网就象一个自由开放的图书馆，里面的实验教学等资源非常丰富，其作用不可小视，教师应当引导和鼓励学生上网进行学习和观看，从而提高学生对分析化学实验的兴趣。有些实验，由于仪器的一些部件太小不便于教师演示，学生可以于实验前观看网上视频，增强预习效果。例如，“分析天平称量练习”实验，实验要求学生掌握电光分析天平的构造和使用。以前是在实验课时，教师对照天平进行讲解和演示，在讲解如何读出天平投影屏上的刻度时，由于刻度很细小，不方便演示和观看，加上分析天平实验室的空间较小，学生较多，造成教师的讲解和演示效果不佳。如果在实验课前学生预习时打开 http：／／www.tudou.com／programs／view／XnIIv6hJPNo／，通过上网观看“分析天平的使用”视频，实验效果则明显改善。此外，分析化学的其他一些实验的视频资料在网上也很容易获得，例如，打开http：／／www.tudou.com／programs／view／44In－102y NY／可以观看“滴定管的使用”视频；打开http：／／www.56.com／u51／v＿Mjcx MjI2MDg.html可以观看“容量瓶的使用”视频；打开http：／／www.56.com／u14／v＿MTU2MTA3Nj M.html可以观看“移液管的使用”视频；打开http：／／www.56.com／u74／v＿MTM5NTA4Nzk.html可以观看“分光光度计的使用”视频；打开http：／／video.baidu.com／v？word＝%D6% D8%Cl%BF%B7%D6%CE%F6＆sc＝hao123可以观看“重量分析的操作过程”视频等。

因特网正在不知不觉中改变人们的生活与学习方式，网络的生动直观、海洋般的信息量、交互便利等优点，使网络应用成为近年我国高教改革研究和实践领域的热点［3］［4］。利用因特网上面的实验教学资源进行分析化学实验前的预习和准备，将会大大提高分析化学实验的教学质量。

2 操作和体验阶段

在充分预习和准备的基础上，学生才有资格走进实验室。在实验室里，我们又应该如何做呢？

2.1 重视教师的示范和引领作用

通过实验教学，应着力培养学生科学、负责的态度，整洁、有序的习惯，正确、规范的动作。这些素质的养成，除了学生自身努力外，教师的示范和引领作用尤其重要。对于有些实验的教学，往往教师认为实验操作简单，学生通过实验教材可以看懂，加之实验时间有限，所以，教师只是讲解实验操作要点和注意事项，不去亲自动手示范。当学生操作出现错误时，就进行批评，使得学生无所适从，造成实验效果降低。对于第一次使用的仪器或方法，在讲解实验时，教师应当亲手操作，示范到位，减少学生出现操作错误的机会，提高实验教学质量。例如，首次电光分析天平的使用实验，讲解原理后，我再操作一遍给学生看，通过我的示范，学生真切地感受到，使用分析天平时，什么是轻取轻放，如何防止环码的震荡跳跃，如何保护天平的刀口、如何手持称量瓶等，通过示范和引领，以往使用天平动作失当，用手直接握称量瓶的错误操作现象几乎没有了。又例如酸（碱）滴定管的首次使用，从查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→滴定→读数，教师都要示范一遍，给学生以直观的感受，从开始就对学生的操作进行规范。

所以，指导实验的教师不仅要有丰富的理论知识，还要具备熟练的实验操作能力，教师的演示要正确、大方，通过演示，给学生树立一个好榜样，使学生对实验产生无穷的力量。2.2 实验过程中教师要注意观察每一位学生并及时进行纠错

虽然教师进行了示范，但是仍然会有少数学生出现操作错误和不规范的现象。因此，在指导学生实验过程中，教师应尽量注意观察到每一位学生，注意他（她）的实验表现，发现问题及时讲解和纠正，不让学生把问题和遗憾带出实验室。例如，滴定实验过程中比较容易出现的错误操作主要有：玻璃仪器没有洗净；滴定管或移液管没有用待装溶液润洗；手握滴定管或移液管的姿势不正确；不会（或不）控制滴定速度；用手直接拿称量瓶；使用天平不轻取轻放；不注意保护电光分析天平的刀口；滴定管或分析天平的读数不正确；滴定终点判断错误；使用的玻璃仪器错误；实验数据记录不准确；实验结果不会计算等等。

2.3 实验结束时当堂算出实验结果，培养学生及时正确处理实验数据的能力

学生在规定的时间里做完实验，教师要及时检查学生的实验数据是否完整、合理，结果是否正确。这就要求学生认真、仔细、及时、正确地将实验数据记录在预习报告规定的地方，还要当堂算出实验结果（学生进实验室要带计算器），即被测组分含量，误差等。这样的教学要求，可以增强学生对实验内容的理解，培养学生运用理论知识解决具体实验问题的能力（我曾经给学生总结了这样一句笑话：“实验中遇到最痛苦的事情是什么？最痛苦的是实验做对了，结果却算错了！”），做到理论和实验相结合，即课堂里学的理论知识，马上在实验中就能够应用，培养了学生的应用能力，学生感到口服心服。如此下来，实验又反过来促进学生对分析化学理论课的学习，达到了一箭双雕的效果。比如，“铵盐中氮含量的测定”［2］这一实验，学生做完实验后，教师检查数据合理后，学生才能离开实验室，教师首先要看学生记录的数据是否完整、合理，比如，有的学生记录的NaOH标准溶液浓度保留的有效数字不正确，有的学生平均相对偏差不会计算，有的氮含量计算错误等问题，都在数据检查中及时得到发现。我在与这些学生交流时发现，产生这些错误的主要原因是这些学生对理论知识没有彻底理解和掌握。如果实验误差太大，则要求实验重做。

2.4 重视实验思考题的解答

做完一个实验后，实验教材上的思考题也要进行解答，并将回答的结果写在实验报告上，交给教师连同整个实验报告一起批改，教师在下次实验时，公布思考题的答案。通过思考题的解答，可以帮助学生对实验中的重点和难点进行理解，使课堂中学习的理论知识得到进一步巩固。例如，在“滴定分析基本操作练习”［2］实验中有四道思考题，（1）配制NaOH溶液应选用何种天平称取试剂？为什么？（2）滴定管在装入标准溶液前为什么要用此溶液润洗2－3次？移液管是否要用被取的溶液润洗？用于滴定的锥形瓶是否需要干燥？要不要用待测溶液润洗？为什么？（3）在每次滴定完成后，要将滴定剂加至滴定管的0.00刻度，然后再进行下一次滴定，为什么？（4）HCl溶液与NaOH溶液反应后，生成NaCl和水，为什么用HCl滴定NaOH采用甲基橙指示剂，而用NaOH滴定HCl采用酚酞作为指示剂？这些思考题都很有代表性，只有理论知识扎实，熟悉仪器和试剂的使用和实验过程，才能正确回答这些问题。我在教学中发现，前三个思考题大部分学生都能正确回答，对于第四个问题，答对的学生较少。于是，我就在下次的实验当中，对第四道思考题进行了解答。正确回答第四题关键要知道：指示剂的颜色变化是否有利于人眼的观察，对于甲基橙指示剂，由黄色变为橙色，眼睛比较容易观察，由红色变为橙色，则眼睛不容易观察；对于酚酞指示剂，由无色变为淡红色比由红色变为无色更容易观察。加深了学生对指示剂变色的理解。

3 考核和提高阶段

3.1 建立统一科学规范的实验考核体系

一直以来，人们总是比较重视分析化学理论课的考核，每当理论课学完后，教师提前拟好考试卷，交学院教务处统一印制，理论课期末考试时，学院要安排严格的监考，确保理论课的教学质量，同样，学生也很重视理论课的考试，考前都对理论课进行认真的复习，争取考出好成绩。而实验课就没有这样高的“待遇”了，在我们学院，实验课结束后，虽然有的教师也给学生进行“考核”，但这种考核由任课教师自己说了算，没有严格的考试规则，没有监考，随便做一个“综合实验”或者“设计实验”，由于实验成绩难于量化，教师就简单地依据学生的实验表现给个成绩。显然，这样的现状难以保证实验教学质量，与培养应用型大学生的要求是不相符合的。我认为，同一类高校（比如，安徽省所有的新建二本院校）建立统一科学规范的分析化学实验考核体系已经是迫在眉睫。

我在分析化学实验教学中，对分析化学实验考核进行了尝试，分析化学实验作为一门独立课程，其成绩可由两部分组成。第一部分是学生平时实验成绩，占总成绩40%，具体考核标准见表1。第二部分为学生的实验考试成绩，占总成绩60%，具体考核标准见表2。

表1 分析化学实验平时成绩分配表（占实验总成绩40%）

表2 分析化学实验期末考试评分标准（占实验总成绩60%）［5］

3.2 通过综合实验和设计性实验，培养学生解决问题的综合能力

学生经过反复、严格的实验训练，掌握了各种实验方法和操作技能，这只是达到了初级阶段，关键是要学会运用学到的知识和技能解决实际问题。

（1）通过分析化学综合实验和设计性实验提高学生的全面能力。过去，比较重视学生的单一实验，忽视了综合实验和设计性实验的安排。实践证明，要提高学生的综合实验能力，必须在熟悉单一实验的基础上，再进行综合实验和设计性实验的训练。例如，分析化学综合实验“糖精钴的合成和化学式的测定”，既锻炼学生合成的能力又要根据测定数据推测出糖精钴的化学式。又如，分析化学设计性实验“HCl－NH4Cl溶液中二组分准确浓度的测定”，学生要根据所学的知识和实验技术，根据以下要求，自拟实验方案，具体要求有：①所选择的分析方法；②测定原理（包括反应式、计算公式等）；③测定所需要的主要仪器和试剂（包括规格等级）；④操作步骤（包括标准溶液的配制和标定及试样测定的具体过程、试样和试剂的用量等）。

（2）通过分析化学综合实验和设计性实验，培养学生学会质疑，学会寻找证据的能力，加强批判性思维和创新能力的训练。

［1］倪静安，商少明，翟滨.无机及分析化学教程［M］.北京：高等教育出版社，2006（5）：18.

［2］杨 梅，梁信源，黄富嵘.分析化学实验［M］.上海：华东理工大学出版社，2005.

［3］李克东，黄晓地，谢幼如.多媒体技术的应用［M］.北京：电子工业出版社，1996.

［4］谢新观，刘雍潜，杨炳任.教育技术－迈向21世纪教育的选择［M］.北京：中央广播电视大学出版社，1999.

［5］郑吉圆.食品质量检验员（国家职业资格四级）［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2008：220－221.

O652.1

A

1673－1794（2011）05－0121－03

王光荣（1963－），男，副教授，研究方向，分析化学。

蚌埠学院重点课程（ZDKC0807）

2011－07－23