基础化学实验教学新思路探索

覃 松，苏布道，朱宇萍，王福海，阮尚全，王 碧

(内江师范学院 化学化工学院，四川 内江 641112)

基础化学实验教学新思路探索

覃 松，苏布道，朱宇萍，王福海，阮尚全，王 碧

(内江师范学院 化学化工学院，四川 内江 641112)

通过对基础化学实验中基本操作的一般方法论介绍，以及对实验原理部分从普遍规律到具体实践阐述，多种方法的对比介绍，反应条件确立的分析，再在拓展知识中把实验项目放在更为广泛的时空范围中等教学实践，探索了基础化学实验教学中素质教育和创新性教育的新思路。

基础化学实验；素质教育；创新性教育；探索

最近十几年，随着国内许多高校对素质教育和创新性教育理念的深入探讨，化学专业逐步实现了宽口径的大专业教育。化学实验教学改革的目的，是通过贯彻素质教育和创新性教育理念，更好地培养学生的探索精神、科学思维、实践能力和创新能力。在实验方面的改革成果，体现在逐渐取消了二级学科专业课程实验，代之以基础化学实验、综合化学实验等多层次一体化的化学实验体系[1]。其中基础化学实验课程的设立，以原来无机化学实验为主体，整合了部分分析化学实验的内容，甚至一部分还包含了有机化学实验和物理化学实验的某些内容[2-5]。内江师范学院通过多年基础化学实验的教学实践，针对实验教学的各个环节，探索采取不同的创新方法并不断实践，总结了一些经验和心得。

1 基本操作教学

作为化学实验的第一门课程，基础化学实验包含了大部分的化学实验技能：玻璃仪器的洗涤，试剂的取用、过滤、蒸发、浓缩、干燥、滴定等基本操作，同时还涉及一些基本实验仪器如气压计、离心机、酸度计、电导率仪等的使用。传统教学中通常是对使用方法作较为详尽介绍，虽然能够使学生较快地学会基本操作和仪器的使用，但却使学生失去了自己探索研究的机会，并且过细的规定常流于八股。因此，如果能够以确立原则为主，具体方法由学生自己实践和选择，将在主观上造成鼓励学生进行创新性思维和实践的外在条件，能够更好地培养学生的探索精神，同时还能避免教条禁锢学生。

例如离心机的使用，强调原则为使用安全、专用离心试管要对称放置，至于如何做到离心试管的对称放置，则可由学生自主实践和选择。而滴定管的读数，确立的原则是滴定管垂直、有效数字以及手握在没有溶液的部位；学生具体如何操作，可由其自由探索。

2 实验原理教学

针对某个实验的反应原理的介绍，涉及在一定反应条件下进行某个化学反应等。如果以灌输式的方法介绍给学生，学生基本上就是接受，用这样的条件和方法进行某个化学反应。显然这样并不能培养学生的探究能力，与科学思维和创新思维更是相距甚远。这部分内容的介绍，应以解决问题的思路和方法为目的，让学生不仅学到具体某个实验本身的理论和实践知识，还应该学到一般的方法论。这是使学生能够理论联系实际，并进行归纳和总结的最好实践，也能很好地培养学生思辨能力，养成逻辑推理的习惯，既要知其然，更要知其所以然。

2.1 从普遍规律到具体实践

每一个实验就其原理方法而言都有其特殊性，但就一类实验而言，又有其一般性。考虑到学生面对的实验都是具体的某个实验，因此，对于同类型实验的一般性特征的介绍，就成为归纳和总结的必然。这是以一个实验为载体，传授同类型实验的解决问题的思路和方法，使学生对原理的学习，成为一种研究性的学习。

以溶液的配制实验为例。在原理部分，对溶液配制的一般步骤进行系统介绍。涉及从配置要求判断是粗略配制还是精确配制；介绍并选择相应的仪器；按要求进行计算(各种计算类型及有效数字运算规则)；各种溶解方法；配置过程。实验项目选择了几种典型的溶液配制(如由固体配制溶液、由溶液配制溶液、粗略配制和准确配制)，学生需要自己根据一般方法，确定出每一个配制要求属于哪一种情况，进而自行选择仪器、计算、选择方法、配制。这样的介绍条理清晰、逻辑关系明确，有理论，更有实践，给予学生的已经是方法论的教育和实践。

硫代硫酸钠制备实验，是加热条件下的多相反应制备，因此介绍加热反应的一般情况和多相反应的基本概念及特征，学生能够通过多相反应的特征的学习，自然过渡到对实验操作中的某些手段和操作(乙醇的湿润、加热和搅拌等)的理解和掌握。

对于过氧化钙制备实验，是低温制备实验，因此介绍低温制备的原因和类型，低温获得的一般方法。

滴定操作实验中，针对滴定的基本原理和方法进行一般性介绍，之后的酸碱滴定、配位滴定等，都是具体实例而已。

2.2 不同方法的对比介绍

不论是制备实验还是测定实验，同一个产物的制备方法都应该不止一个；同一个测定目的测定方法也可能多样化。因此，在原理部分就对不同方法进行比较性的介绍，分出各自特点并最终选择一种合适的方法为本实验选用。这既是一种方法论的介绍，更是一种选择和决策思维的教育和训练，能够很好地训练学生的科学思维。

例如在硫代硫酸钠制备实验中，就分别介绍了工业制备方法和实验室制法，每种方法的优点和缺点都列出来，最终依据实验室的条件，综合几种方法选择出了最适合的制备方法。

再如工业食盐的提纯实验，也能够介绍好几种方法，然后依据绿色化学的理念进行选择。

2.3 反应条件的确立

反应条件的控制，涉及辅助试剂的使用、加热、温度控制、酸度控制、时间控制等等。针对上述内容，在学生所学知识能够理解和掌握的情况下，对涉及的反应条件都进行相关知识的介绍和讨论，让学生知道原因，这将有助于训练学生的科学思维，同时也有利于学生举一反三，自己去创新性的实践，进而达到培养学生探索精神的目的。

如过氧化钙制备实验，通过对过氧化钙性质的介绍，自然过渡到反应条件的控制；再如硫代硫酸钠制备实验，由多相反应的基本概念、特征及对策，引申出硫黄粉需预先用乙醇湿润，以及需加热、搅拌；再如EDTA滴定，通过对EDTA的介绍，使学生知道其配合能力受酸度影响，再由于EDTA使用的是其二钠盐，自然引申出EDTA滴定需要加缓冲溶液。

2.4 性质实验的原理

基础化学实验作为一门独立的课程，在实际教学中存在着可能与理论课进度不一致的问题。并且，即便是理论课在前，针对性质实验的内容，学生也不能很好地联系到理论知识达到对实验现象很好的解释。性质实验如果不能很好地运用理论知识进行解释，就会事倍功半，甚至失去意义。这种情况在酸碱反应、沉淀反应和氧化还原反应等性质实验中尤其明显。基于此，在性质实验中，把每一组实验涉及的理论知识于实验之前简明扼要的介绍，使学生意识到本组实验的内容与相关理论内容的联系，就能够更好地解释实验现象，以达到理论与实验相结合，相互交融的目的。这是培养学生理论联系实际的最好练习机会，能够很好地培养学生的科学观念。

例如，在配合物性质实验中，针对配位平衡移动的相关原理介绍如下。

利用平衡移动原理可以移动配位平衡。一般通过浓度改变移动平衡，而浓度改变常通过化学反应来实施。即通过让中心离子、配体参与化学反应来改变其浓度。反应类型涉及酸碱反应、沉淀反应、配位反应、氧化还原反应等。

1)配位反应对配位平衡的影响

平衡常数：K=KML′m/KMLn

2)沉淀反应对配位平衡的影响

MLn+A=MA↓+nL(省略电荷)

平衡常数：K=K(MLn)-1·Ksp(MA)-1

可以判断：配合物越稳定，沉淀的溶解度越大，正向反应的倾向越小，则MLn难于转变成MA。

在了解了上述理论知识之后，针对具体的配位平衡移动实验内容，学生就能够很好的对实验结果进行正确的理论解释。

3 知识拓展

每一个化学实验其实都涉及相当广泛的知识背景，这些知识背景可能与专业相关，也可能与社会、文化、人生等等相关。前者涉及对专业知识的拓展，后者则可能涉及情感教育、人文教育。基础化学实验只是一门课程，但如果能够把这门课程放在更为广泛的时空范围中、在与别的学科的交融中、在与历史文化相结合中、在与社会产生共鸣中来学习，知识才会更加生动、鲜活，知识才会是承接着历史文化传统。基于这样的考虑，在实验教学中，如果能够在这两方面都做出一些努力，尤其是后者，应该是非常有意义，并且也是开拓性的。

例如在粗食盐提纯实验中，拓展知识就可以涉及粗食盐四大原料来源(海盐、湖盐、井盐和矿盐)，典型工业生产流程，我国古代的制盐技术，北宋词人柳永体恤盐民的诗歌《煮海歌》等。

再比如硫代硫酸钠制备实验拓展知识中介绍火山口中自然硫的获取，体现出对劳苦民众的关怀。

醋酸电离常数测定实验拓展知识中介绍中国传统酿醋，关于吃醋的传说，有关吃醋传说主人翁初唐名相房玄龄的相关传统戏剧等。

沉淀平衡实验拓展知识中对自然界钙化池的产生的介绍，地球著名的溶洞和钙化池(中国黄龙、土耳其棉花堡及美国飞翔的喷泉等)的介绍等。

化学反应速率与活化能的测定拓展知识介绍由excel做回归曲线方程等。

缓冲溶液实验拓展知识介绍生物体中的缓冲体系及其作用等。

4 结束语

大学化学教学的目的，是为了更好地培养学生的探索精神、科学思维、实践能力和创新能力，探索通过基础化学实验的教学，达到上述目的。这将会是一个长期的过程，尚需要我们继续努力。

[1]许淼清，李国清，胡东.基础化学实验教学改革走向[J].化学教育，2001(1)：14-15.

[2]林金华.综合性大学基础化学实验(一)教学改革[J].大学化学，2010，25(5)：20-23.

[3]李秀玲，蒋吉清，曾秀琼，等.坚持以人为本搞好基础化学实验教学[J].大学化学，2011,26(2)：32-37.

[4]朱莎娜.基础化学实验教学改革与探索[J].实验科学与技术，2011,9(3)：99-187.

[5]万坚，宋丹丹，涂海洋，等.在基础化学实验教学实践中培养学生综合素质[J].实验技术与管理，2012,29(5)：166，171.

Exploration of New Thinkings on Basic Chemistry Experiment

QIN Song, SU Budao, ZHU Yuping, WANG Fuhai, RUAN Shangquan, WANG Bi

(College of Chemistry and Chemical Engineering，Neijiang Normal University，Neijiang 641112, China)

This paper introduces the common methods of basic chemistry experiment in the experiment operation, and expounds the experiment principle from common regulation to concrete practice.Through introducing the methods and comparison, we analyze the reaction condition.Simultaneously, we carry out the widely teaching practice based on the expanding knowledge.Finally, we find a new thinking to carry out quality-oriented education and innovative education.

basic chemistry experiment; quality education; innovative education；reform

2014-07-17

四川省教育厅教改项目(SJJG2009-5-24)；内江师范学院教改项目(JG201208-2003)。

覃 松(1961-)，男，本科，教授，主要从事量子化学研究。

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.06.021