分析化学实验教学方法初探

周　瑞

(西安石油大学化学化工学院，陕西　西安　710065)



分析化学实验教学方法初探

周瑞

(西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065)

针对分析化学实验教学的现状，阐述了开设验证性基础实验的必要性。从基本操作技能的训练、实验数据的处理分析和课堂互动三个方面分别讨论了如何更好的开设验证性实验，培养学生扎实的实验基本功；在开设验证性实验的基础上，说明了开设设计性实验的必要性，对如何利用设计性实验调动学生探究科学的积极性和创造性提出了几点建议；认为今后分析化学实验的发展方向应该由验证性转向验证性和设计性并行的教学方式。

分析化学；实验；验证性；设计性

实验教学作为高校化学教育的重要组成部分逐渐得到各大高校和专业院系的重视。传统的分析化学实验教学以验证性实验为主，其目的在于巩固课堂知识、培养学生的基本实验技能、从事自然科学研究的严谨治学态度。但是在实验教学中，学生按部就班完成实验，操作技能不规范，不积极思考实验现象深层次的原因，无法达到理想的实验教学效果。本文将对分析化学实验课堂中如何调动学生的积极性，使其掌握扎实的基本功，加深对理论知识的理解，做到融会贯通，培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力进行探讨。

1　培养扎实的基本功

分析化学基础实验主要是验证性实验，即随课堂中所学基本分析方法的验证。所选实验的分析方法典型，现象明显，与课本知识结合紧密，重在培养学生的基本实验操作技能和科学严谨的态度。基本技能包括操作技能和数据记录、数据处理以及数据分析能力，准确规范的实验操作关系到实验安全和实验数据的可靠性。实验结果式试验过程的最终表达形式，选择科学合理的数据分析方法在整个实验环节中至关重要。更重要的是通过实验教学让学生建立正确的科学研究态度。

1.1基本操作技能的训练

实验操作基本技能训练是分析化学教学中的重要环节，实验操作是否规范直接影响实验结果的准确性。分析化学实验中应掌握的基本技能有称量、滴定、移液、溶液配制和标定等。课程的对象是大学一年级的新生，部分同学在中学时期没有进行过化学实验技能的相关培训，在最初的几堂课中，操作不规范，需要反复纠正。所以，教师在授课时应做好规范的操作演示和讲解，实验过程中加强巡视，及时纠正学生在操作中的问题。为了能够更准确的把握实验课堂，在实验课开始之前，教师需提前预作实验，一方面可以熟悉实验内容，了解实验中可能出问题的环节；另一方面，可以提前处理实验数据，得知实验结果，对学生的实验结果进行正确评价[1]。

1.2实验数据记录、处理和分析

科学地记录和处理实验数据，给出定性、定量分析报告是分析化学实验课程非常重要内容之一。操作只是实验的一部分，实验过程最终要以实验数据和结果的形式来体现，做好实验数据的记录、处理、分析，实验过程才完整。但在实际的实验课堂中，往往过于强调实验操作部分，数据记录和数据处理容易被忽略，无法得出正确的结论。指导教师可以结合实例深入浅出的讲解实验数据记录和分析的重要性，让学生从思想上重视起来，并做出具体要求。比如，原始数据需如实记录在原始数据记录本上，应以表格的形式记录；该数据不得随意涂改，记录本不能缺页，保持整洁。基础实验一般测试三组平行样本，计算相对误差和绝对误差，误差应在实验要求的范围之内，否则应重新测定。

实验结束后，学生应该给出完整的实验报告。在报告中应该体现出实验目的、原理、主要的试剂、仪器、实验步骤、数据处理的过程、图表和结论，结合理论知识分析实验中出现的异常现象，分析误差原因以及减小误差的措施。也可针对实验方法进行讨论，提出自己的观点。报告撰写是对实验进行归纳总结，整理消化知识的过程，是培养学生分析问题的一种手段，也为今后的科研论文撰写打下一定得基础。

1.3课堂互动

分析化学基础实验基本上采用滴定的方法进行样品分析，分析方法类似，实验单调，学生按照课本流程即可完成实验，导致部分同学即使完成实验也不知道为什么，采用的是什么方法，这样就失去了实验本身的意义。所以，指导教师在讲授时应有意识地为学生创造问题情境，对某些环节的交待要留有一定的余地，采取抛砖引玉的方法，引导学生产生疑虑，激发学生的思维。或者通过提问的方式与学生互动，调动学生的积极性，活跃课堂气氛。实验中发现个别问题或者个别特殊现象时，可及时向全班同学提出，鼓励大家思考问题原因，解决的方案等。例如:在水的硬度测定实验中，某同学在测定总硬度时使用铬黑T指示剂，但是溶液并未出现应有的酒红色，无法判断滴定终点。这时可以引导同学们思考问题原因，当他们发现这一现象是因为该同学的水样本是蒸馏水而不是自来水时，他们会进一步是因为蒸馏水中的Ca2+和Mg2+已被除去，没有了与指示剂发生络合的金属离子，那么水样自然就不会显示出酒红色了。这样就会大大激发同学们浓厚的学习兴趣。所提的问题不一定要复杂难解，关键在于让学生的脑筋动起来，将注意力集中在实验当中。

2　能力拓展——开设设计性实验

开设验证性实验能够提高学生的操作熟练度，巩固知识，但是与课本点对点的知识结构很难拓宽学生的知识面。所以，在具有熟练基本操作技能和一定理论知识的基础上开设设计性实验，充分调动学生的参与热情，为学生提供一个展现自我的平台，是今后实验教学的发展方向。设计性实验在给定题目后，学生根据所学知识独立进行实验方案的设计，实现，题目要求。其中包括查阅相关资料，确定试验方案，实验步骤、选择仪器、试剂、配制溶液、处理实验数据，得出实验结论，撰写报告等内容。

设计性实验介于基础实验教学和创新型科学实验之间，模拟科学实验过程，利用已知的科学问题对学生的实验能力进行系统训练，在实验过程中，老师只起到指导的作用。设计性实验是在具备多了扎实的基本功的条件下开设的，重在培养学生对知识综合的运用，独立思考问题、分析问题、解决问题的初步科研能力，激发学生不断探索和创新的精神[2]。

2.1设计性实验的选题

设计性实验的选题是指导教师应该慎重考虑的问题，课题选择是否恰当是学生能否顺利完成实验设计，达到教学目的的关键。

首先，题目难度要适中。设计性实验需在规定的学时内完成，所选课题不应偏离基础知识太远，难度不能过大。题目难度太大，学生感到无从下手，容易产生挫败感和厌学情绪；难度过小又达不到实验教学的目的。应该以学生通过查阅资料并结合所学知识可以设计出合理的实验方案为宜。这样能够激发学生对该课程的兴趣，树立信心。

其次，设计性实验的题目最好能与生产实践相关联，设计的知识面应当尽量广泛题目要不断更新。与实际生产或者生活相关的课题可以引起学生的好奇心，有利于实验的推进。这就要求教师应该不断更新知识，了解现代化学化工技术的热点，提高自己的业务水平。

第三，选题时要充分考虑实验室的硬件设施是否能够满足实验要求，实验经费是否充足等问题。实验室应当尽量为学生提供良好的环境和较为灵活的时间，确保实验的顺利进行。

2.2实验方案的拟定

设计性实验不同于验证性实验，没有现成的方法直接使用。例如，漂白精中总钙量的测定可以使用钙指示剂和EDTA配位滴定法测定，但是由于漂白精中的次氯酸会使钙指示剂褪色，干扰测定，所以需要先想办法将次氯酸还原，这就需要学生用自己所学的知识来设计合理的实验方案。往往实验方案和路线并不是唯一的，要鼓励学生多查阅文献，开拓思路，与小组成员展开讨论。可以采用小组交流会的形式让学生分别阐述各个方案的优缺点，综合评比，最终确定出简单易行、经济可靠的实验方案。

2.3发挥自主性

设计性实验从选题到实验环节的每一个过程，学生都应该积极参与，主动组织完成。从药品的购买、仪器的使用、实验方案的拟定到实验实践和进度安排等，分一个环节都应该主要依靠学生自主进行，指导教师把握大的方向，启发引导即可，在保证实验安全和得到能够正确实验结论的基础上，应尽可能创造条件满足学生的要求[3]。即学生为主体，教师为主导，发挥学生的主观能动性，将知识、能力、素质、三要素有机的结合起来[4]，让学生通过自己的努力在科学研究的道路上收获信心。

3　结　论

验证性实验的开设主要培养学生端正的科学态度，扎实的操作技能以及数据记录处理和分析的能力，在分析化学实验教学中不可或缺。在此基础上加开的设计性实验有利于培养学生的主观能动性，拓展知识面，激发创新性思维，增强学生对自己所学专业的的兴趣。分析化学实验教学今后的发展方向应该从单一的验证性实验转为验证性和设计性并行的实验思路，培养学生思考问题、分析问题、解决问题的能力，加深对理论知识更深层次的理解，提高学生的实验动手能力，培养出更能适应社会发展和需求的人才。

[1]王芬.改革分析化学实验教学,培养学生创新能力[J].高等农业教育,2000(7):68-69.

[2]郭彩红,李兰,谢川,等.多媒体技术在大学化学实验教学中的作用[J].实验科学与技术,2016,8(3):115-116.

[3]贾素云,高艳阳,徐春彦.“设计性实验”教学与管理方法的研究[J].化工高等教育,2006(5):36-37.

[4]张剑荣.构建研究型实验教学平台实施研究性实验教学[J].中国大学教育,2014(7): 84-87.

Discussion on Teaching Methods of Analytical Chemistry Experiment

ZHOU Rui

(Academic of Chemical Engineering, Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China)

TothecurrentsituationofteachingofAnalyticalChemistryExperiment,theimportanceofverifiedexperimentteachingwasexplained.Somesuggestionsofhowtostartverifiedexperimentandcultivationofthesteadybasicskillsweregivenfromtheviewsofbasicskillstraining,theprocessingofexperimentaldataandclassinteraction.Thenecessityofopendesignexperimentwasanalyzed.Howtomobilizetheinitiativeandcreativityofstudentswasdiscussedtakingadvantageofopendesignexperiment.OpinionsaboutthedevelopmentdirectionofAnalyticalChemistryExperimentteachingwereraised,whichshouldchangedfromverifiedexperimenttotheparallelmodeinverifiedandopendesignexperiment.

AnalyticalChemistry;experiment;verifiedexperiment;designexperiment

周瑞(1980-)，女，工程师，主要从事应用化学研究。

O6-31

B

1001-9677(2016)013-0218-02