比较教学法在分析化学教学中的应用

黄文瑜，黄荣增

（湖北中医药大学，湖北 武汉 430065）

比较教学法在分析化学教学中的应用

黄文瑜，黄荣增

（湖北中医药大学，湖北 武汉 430065）

比较教学法；分析化学；应用实例

在分析化学教学中，学生反映一些知识点较为零散，不便于理解记忆，这是因为没有将各个不同部分的知识进行联系比较，容易混淆。采用比较教学法可以有效指导学生用联系并区分的眼光来看待问题，找出知识点之间的个性和共性，并学会融会贯通，建立较为完整的知识结构体系，取得事半功倍的教学效果［1-2］。

1 以创新为核心的比较教学法

在从事分析化学教学的过程中，常有学生提到知识难记，不易归纳总结，考试难以取得高分。出现这种现象的原因之一在于学生不善于对学过的分析化学知识进行深入理解，进行归纳、总结、联想比较。而比较教学法能克服这些缺点，将知识点加以归纳、总结、比较、研究，加深学生对所学知识的理解与记忆，使学生在有限的课堂教学时间内学到更多的知识。从素质教育的目标和内容来看，其核心就是要求教育把人类素质中的一切创新潜能都激发出来，培养全面发展且具有创新能力的高素质人才。为了实现这一目标，必须采用新颖、灵活的课堂教学法。而比较教学法的设计及应用正是构建以培养创新意识和创新能力为核心的教学观念、教学方法体系。因此，比较教学法对于创新人才的培养具有重要的指导意义和潜在的应用价值。

2 比较教学法在分析化学教学中的应用

2.1 分析化学基本概念之间的比较

分析化学基本概念之间存在几种常见的关系，如同一关系、相近关系、对立关系、主从关系等。同一关系，如系统误差与可定误差、偶然误差与不可定误差及随机误差、非晶形沉淀与无定形沉淀、返滴定法与剩余滴定法等。对于这些同一概念要做到无论出现何种说法，学生都应明确所指相同。相近关系，如滴定终点与化学计量点、沉淀形式与称量形式等。对于这些相近概念，学生应明确它们看似差不多，实则存在差异，相近概念的各自特点必须非常清晰，不能混淆。对立关系，如质子酸与质子碱、晶形沉淀与非晶形沉淀、光谱法与非光谱法、特征区与指纹区。对立概念是完全不同而且相反的概念，它们之间的界限必须很清楚。主从关系，如共沉淀与表面吸附、指示电极与离子选择电极、分子光谱法与紫外可见分光光度法。

2.2 不同滴定曲线之间的比较

4 种不同的滴定分析方法即酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法与氧化还原滴定法，它们的讨论体系有很多类似点。在开始讲解酸碱滴定的时候，需要交待的问题较多，而后面的3种滴定方法可以让学生类比酸碱滴定的过程，很多概念可以触类旁通。如滴定曲线的表示方法，纵坐标是pH、pX、pM、φ，横坐标则都是滴定剂体积或滴定分数。它们在滴定时都要用到指示剂，分别是酸碱指示剂、铬酸钾指示剂或铁铵矾指示剂或吸附指示剂、金属指示剂、氧化还原指示剂。在讨论滴定过程时都是分阶段讨论的，即滴定开始前、滴定开始至化学计量点前、化学计量点、化学计量点后4个阶段。滴定曲线都存在滴定突跃，均根据滴定突跃范围选择指示剂，而滴定突跃范围都会随条件改变而变化。在初学或复习时，均应指导学生按照它们共同的规律进行学习，从而建立起滴定分析的知识框架。

2.3 各种光学分析方法的比较

光学分析法虽多，但药学类专业本科阶段主要介绍紫外可见分光光度法、荧光分析法、原子吸收分光光度法、红外分光光度法及磁共振波谱法。除荧光分析法之外，均属于吸收光谱法。在原理上，它们可以从电磁辐射与物质分子或原子相互作用的角度来理解。它们定量的关系也有所区别，紫外可见分光光度法是朗伯比尔定律A=Elc，而荧光分析法是F=kc，原子吸收分光光度法是A=k'c，红外分光光度法和磁共振波谱法不用于定量分析，主要用于结构分析中。

在所用仪器的结构上，也可以按照光谱仪等部件的排列顺序和各部件的作用来学习。如紫外可见分光光度计是按照连续光源、单色器、吸收池、检测器、信号显示器来排列。荧光分光光度计是按照激发光源氙灯、激发单色器、样品池、发射单色器、检测器、信号显示器的顺序排列，而且光路不是直线，而是呈90°排列的。原子吸收分光光度计的主要部件有锐线光源（空心阴极灯）、原子化器、分光系统、检测器、信号显示器。傅里叶变换红外光谱仪由光源（硅碳棒）、迈克尔逊干涉仪、检测器、电脑组成。连续波磁共振波谱仪由磁铁、射频振荡器、探头、扫描发生器、射频接收器及记录仪组成。它们不是完全彼此孤立的，但不同的地方要区分清楚。

2.4 几种色谱分析法的比较

色谱法不可缺少两相，即流动相和固定相，其中流动相为气体的是气相色谱法，流动相是液体的是液相色谱法。液相色谱法又分为高效液相色谱法和经典液相色谱法，它们在流动相、固定相、输送压力、柱温、柱效等方面都存在很多不同。在讲解这部分内容时，一定要使学生明确它们之间的差异与联系，使用比较法这些知识就很容易被学生接受。

2.5 在实验教学中的应用

分析化学实验主要训练学生滴定与称量的基本操作，但是滴定时加入指示剂的时间、滴定终点颜色的判断、滴定的快慢要求都不一样。酸碱滴定时，指示剂是在滴定前加入，终点时观察溶液颜色的变化，这存在一个渐变的过程，滴定开始时可以快一点，临近终点时则要慢一些。配位滴定时如用EDTA滴定Zn离子溶液，滴定前加入铬黑T指示剂，终点时溶液颜色由紫红变成紫蓝，然后紫蓝变为纯蓝即为终点。滴定速度与酸碱滴定差不多。氧化还原滴定中，对于间接碘量法标定Na2S2O3溶液的实验，应该在接近终点时加入淀粉指示剂，终点溶液由深蓝变为亮绿色，滴定开始时要快滴慢摇，终点时则慢滴，不然判断终点会不准确。沉淀滴定法中，3种方法指示终点都有差异。铬酸钾指示剂法是通过观察沉淀的颜色来判断的，沉淀从白色变砖红即为终点；铁铵矾指示剂法滴定过程中有白色沉淀生成，而溶液变棕红色即为终点；吸附指示剂法要观察沉淀胶体的颜色变化，所以要保护胶体，防止胶体凝聚。不仅如此，3种沉淀滴定法控制溶液酸碱度都不同，铬酸钾指示剂法在中性、弱碱性条件下进行，铁铵矾指示剂法在硝酸的酸性条件下进行，吸附指示剂法根据指示剂控制溶液滴定时的pH值。

而仪器分析实验主要开设了光谱分析法和色谱分析法的相关内容。紫外可见分光光度计的使用分为722型和UV2000型两种，这两种仪器的使用有很多相似点也有差异。二者的基本构造是相似的，都是五大部件。差异如722型分光光度计是开盖调零，学生先学习了这种仪器后，再学习UV2000时容易混淆，一定要对学生强调UV2000型是关盖用黑体调零。前者有一种光源（卤钨灯），后者有两种光源（卤钨灯和氘灯），在使用紫外光区时会有马达自动进行光源切换；前者用玻璃吸收池，后者用石英吸收池，紫外光区的测定是不能用玻璃的。这些要点必须向学生说明，这样他们既可以通过对前者的操作体会很快掌握后者的操作技能，又不会混淆二者的使用方法。色谱实验中主要开设了气相色谱实验和高效液相色谱实验，二者在结构上很相似，都有流动相输送系统、进样系统、分离系统、检测系统、信号显示系统等。但是气相色谱是用惰性气体作为流动相，高效液相色谱是用脱气过滤后的高纯液体作为流动相，可以采用梯度洗脱方式输送流动相改善分离效果。气相色谱是用尖头进样针直接进样，定时更换硅橡胶，而高效液相色谱用平头进样针采用六通阀进样。气相色谱法是采用填充色谱柱或石英毛细管柱分离，可以采用程序升温方式改善分离效果。高效液相色谱法采用的色谱柱比前者要短，柱温也比前者低。这些异同点应在教学时向学生阐明，通过比较新旧知识，不仅不会混淆，而且会更快掌握新知识。

3 结语

比较教学法有利于将学生在学习中的疑点和教材中的重点与难点结合起来。在分析化学教学过程中，我们经常看到学生容易混淆分析化学中的基本概念、基本理论、基本反应、平衡常数、各类滴定曲线等内容。而比较教学法能把教材中的重点、难点和学生学习中存在的疑点结合起来，从而加深学生的印象，易于掌握和记忆。通过比较法的思维训练，学生可以将各个章节的知识点彼此联系、相互辨别，在知识点之间建立横向和纵向比较，对于初学时的辨别知识和复习时的归纳总结都大有裨益。

［1］向梅先，葛月宾，肖新才.改进药用植物学教学的几点体会［J］.湖北中医学院学报，2010，12（3）：75.

［2］张慧.无机化学教学中比较教学法的应用［J］.宁波大学学报：教育科学版，1999，12（3）：145-146.

G424.1

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1671-1246（2015）10-0038-03