高校环境类实验课预习模式和方法探讨

蔡艳荣渤海大学　辽宁锦州　121000

高校环境类实验课预习模式和方法探讨

蔡艳荣
渤海大学辽宁锦州121000

探讨了预习在实验课中的重要性，结合实例对验证型实验、综合型实验、设计型实验和创新型实验的预习模式进行了分析。

预习；验证型实验；综合型实验；设计型实验；创新型实验

1　预习在实验课中的重要性

环境科学和环境工程是一门实验实践性学科，在教学中除了理论课教学以外，还设置了一系列的实验课。一般实验课的实验过程都包括预习环节、实验操作环节和实验结果汇总环节等。在实验教材、实验课堂上，关于实验课程都强调了预习的重要性。学生在实验预习时疑惑不解的地方往往是实验的重点和难点部分。[1]马余敏曾就实验教学中预习的重要性进行过论述，论文中指出，由于预习时没有教师的督促，一些学生没有预习，只是在做实验前听教师指点性地讲解了实验中的关键步骤，导致无法跟上教师的讲解思路，对如何做好实验感到困惑，实验结果非常不理想。[2]路平等针对开放实验方式进行了实践与探讨，介绍了实验的预习过程采用资料预习、现场预习和仿真预习相结合的实验预习方式，严把实验预习关，提高了学生综合分析和实验方案设计能力。[3]张志立在实验教学过程中，发现有的学生预习报告与实验报告相差无几，有时甚至用实验报告来代替预习报告。因此，引导学生正确预习，构建了不同类型实验的预习引导方案，提高了实验教学质量。

2　预习过程存在的问题

实验时学生虽然了解预习的重要性，但是在实际实验实施过程中预习存在着一系列的问题，主要体现在以下方面：

2.1照抄教材

学生在预习时，直接照抄教材或讲义上内容，没有经过认真思考，没有理解实验内容，只是为了完成实验预习任务而抄写一遍。由于实验前对实验原理没有理解，对实验步骤没有分析，实验课上简单听讲以后，临时一边看实验步骤，一边照单抓药、进行实验。这样的实验预习，学生在实验前没有深入理解实验内容，实验课上学生只是机械地操作一遍，达不到掌握实验内容、提高实践能力的目的。

2.2预习内容与实际实验内容不相符

有的实验教材与实际实验内容有部分不完全一致，尤其是一些应用到仪器器材的实验课程，实验室的仪器型号与实验教材上的仪器型号往往不一致，学生课前预习后，到实验室接触到实际应用仪器时，还是有些发懵，预习效果达不到。

3　不同类型实验课预习模式

鉴于以上情况，针对不同类型实验课，预习的侧重点也不相同，应采用不同模式预习，才能达到更好的预习效果。

3.1验证型实验

验证型实验通常是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。学生在预习时，主要预习实验的基本原理、实验的正确操作方法。

以“分析化学实验”中“酸碱滴定分析实验—HCl溶液的配制与标定”为例，实验的主要内容包括：用分析天平准确地称出所需的基准物；用酸碱滴定分析法标定HCl的含量；学会准确地判断滴定终点；计算HCl的浓度和相对平均偏差。实验时，教师采用提问式的教学方法，以示范方法强调基本操作的规范。

学生在预习时，主要预习：

HCl溶液的配制原理：配制HCl溶液时采用粗略配制HCl浓度的方法，先根据要配制的盐酸溶液浓度和体积，计算所需浓HCl的体积；然后用量筒量取浓盐酸，再加入一定量的去离子水溶解，冷却后定容到一定的体积，把溶液摇匀。

HCl溶液的标定原理：用基准物质Na2CO3标定HCl溶液的浓度。必须准确称量基准物质Na2CO3，溶解完全；然后加入2滴甲基橙指示剂，用酸式滴定管滴定至橙色，准确记录消耗HCl溶液的体积。

酸式滴定管的操作：操作要规范，滴定终点的判断要准确。

数据记录：溶液体积记录要规范，结果计算和表述要规范。

3.2综合型实验

综合型实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。学生在预习时，除了预习实验的基本原理，还要预习及分析实验过程的组合，考虑合理的实验途径。以“环境监测实验”中“废水中铬的形态分析”为例，说明预习的方法和掌握的内容：

实验“废水中铬的形态分析”，主要内容包括：配制铬标准系列溶液；六价铬的显色测定；水样的氧化处理；总铬的显色测定；结果的计算与分析。实验时，教师只强调实验中需要注意的事项，然后学生在教师指导下自己完成实验。

学生在预习时，主要预习：

六价铬的显色原理：在适当的酸性条件下，六价铬和二苯碳酰二肼显色；通过预习了解，需要先将待测水样调至中性，再加入一定量的酸，调节溶液的酸性。

水样的氧化处理原理：将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠去除，过量的亚硝酸钠用尿素去除。实验操作时，先将一定量水样放至锥形瓶中，然后加入过量的高锰酸钾，加热煮沸一定时间。接着在锥形瓶中加入1ml尿素溶液，然后用滴管滴加亚硝酸钠，边滴加边振摇锥形瓶，滴至刚好无色，然后将溶液定容后取部分进行显色测定。这是因为，如果亚硝酸钠过量，会将溶液中生成的六价铬又还原为三价铬，影响测定结果。如果预习时没有搞懂原理，实验试剂加入顺序反了，就会影响到实验结果。

废水中铬形态的分析：分别取原水样和氧化后水样显色测定六价铬和总铬；分析废水中铬的存在形态。

3.3设计型实验

设计型实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。学生在预习时，要掌握实验的基本原理，结合实验目的要求和实验条件，自行设计实验方案，要考虑到实验的合理性和可操作性，以“环境监测实验”中“废水中挥发酚类化合物的分析”为例，说明预习的方法和掌握的内容：

学生预习时，设计实验方案要考虑到样品预蒸馏处理、标准溶液的配制和标定、标准系列和样品显色溶液的配制、分光光度计的调节和使用、测定结果的评价等方面，我们在相关论文中已经进行过论述。［4］

样品预蒸馏部分：用4-氨基安替比林分光光度法测定挥发酚时，要考虑在采样时是否已加入CuSO4溶液抑制微生物对酚类的生物氧化作用；用磷酸调节废水样品pH值大约为4，同时考虑是否加入CuSO4溶液排除硫化物的干扰；蒸馏装置的连接顺序；预蒸馏后样品的定容。

标准溶液的配制和标定：准确称量一定量的碘酸钾，配制碘酸钾标准溶液；用碘酸钾标准溶液标定硫代硫酸钠溶液；用硫代硫酸钠溶液标定苯酚标准贮备溶液浓度。这部分内容进行预习时，根据原理，要注意：选取称量器具是否合适，天平、玻璃容器、移液管、酸式滴定管等的操作使用方法是否正确，溶液浓度计算方法是否正确，设计实验方案时是否考虑到下一步药品用量，是否配制足够量的溶液，做到即不浪费，又能合理使用试剂等。

标准系列和样品显色溶液的配制：配制过程要按顺序加入缓冲溶液、显色剂等，确保显色反应条件一致。

分光光度计的调节和使用：调节方法要准确。

测定结果的评价：数据结果的计算方法要正确，包括硫代硫酸钠溶液浓度的计算、苯酚标准储备溶液浓度的计算、苯酚标准中间液浓度的计算、标准曲线回归方程的计算、溶液蒸馏定容的体积、废水中挥发酚浓度的计算、与相应质量标准或排放标准进行比对时对监测结果的评价等。

3.4创新型实验

创新型实验，一般是由参与计划的学生自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验。分为校级、省级和国家级资助计划。创新型实验，旨在调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，在校园内形成创新教育氛围，建设创新教育文化，全面提升学生的创新实验能力。

创新型实验在预习时，学生已经掌握了实验所需的基础知识，在兴趣的驱动下，自主参与实验。学生预习过程，需要自行查阅有关文献，在研读文献的基础上，提出创新型实验项目，设计实验的思路，并提出实验的设想，注重的是创新型实验项目的实施过程。在实验进行过程中，随着实验的深入，“查阅文献—进行实验尝试—修订实验过程—查阅文献—继续探索实验”，这个过程是不断进行的。

4　结束语

俗语说得好“磨刀不误砍柴工”。预习在实验过程中起着至关重要的作用，实验前采用合理的方式进行预习，必将在实验时起到事半功倍的效果。

[1] 吕金顺，张莉莉，仲慧.分析化学实验教学中提高学生综合能力的方法探讨[J].新课程研究:中旬刊，2009(8):63-65.

[2] 路平，周富荣，胥桂萍.化工原理开放实验方式实践与探讨[J].江汉大学学报:自然科学版，2013，41(3):105-107.

[3] 张志立.引导学生正确预习提高实验教学质量[J].理工高教研究，2009，28(1):129-131.

[4] 蔡艳荣.设计性实验在环境监测实验课中的应用[J].实验室科学，2007(4):12-13.

Discussion on Previewmodel andmethod of the Experiment for the Environmental Profession

Cai Yanrong
Bohai University， Jinzhou， 121000， China

The importance of the preview on the experiment was discussed. The experiment previewmodes were analyzed for the verification experiment， comprehensive experiment， designing experiment and innovative experiment combined with examples.

preview； verification experiment； comprehensive experiment； designing experiment；innovative experiment

2014-12-10

蔡艳荣，硕士，教授。

辽宁省省级工科人才培养模式改革试点专业专项(辽教办发[2013]120号)；辽宁省教改项目“网络环境下混合式教学模式的研究与实践—以《水污染控制工程》课程为例”(辽教发[2014]123号)。