分析化学教学中运用三个“联系”的探索与实践

2018-01-16王益林

山东化工 2017年24期

王益林

(广西大学化学化工学院广西南宁 530004)

化学是一门与生产、生活实际密切相关并不断发展的自然科学，分析化学作为化学的分支也不例外。分析化学课本是对分析化学理论知识系统的、高浓缩的概括，教学时，对教材内容进行合理的取舍与补充，让学生在掌握分析化学基础知识的同时，了解分析化学在生产与生活中的应用，了解分析化学的发展历程与研究方向，对激发学生兴趣，调动学习积极性，提高分析化学教学质量及学生的综合素质大有好处。为此，我们在教学中坚持三个"联系"(联系生活，联系生产，联系学科发展)并取得了良好的教学效果。

1 联系生活实际，增强教学内容的亲切感

生活中的食品与药品安全与分析化学密切相关，因此，分析化学教学中的生活实例无处不在。教师要善于收集、整理这些生动典型的教学资源，并有意识的渗透到教学中去，增强教学内容的亲切感。这样可以拉近抽象的知识与学生之间的距离，让学生觉得分析化学和自己的生活密切相关。

例如，在酸碱滴定法教学中，我们向学生介绍向奶粉中添加化工原料的“聚氰胺事件”，围绕这一事件我们提出如下问题进行讨论：(1)不法分子向奶粉中添加三聚氰胺的目的是什么？(2)用酸碱滴定法测定蛋白质含量的缺陷主要表现在哪里？(3)测定食品中蛋白质含量的其他方法有哪些？(4)食用三聚氰胺有何危害？(5)三聚氰胺有哪些主要用途？学生对前面两个问题的回答非常踊跃，鉴于已有知识，后三个问题在课堂上难以回答，但课后查资料的兴趣很高。又如，钙是人体内的一种必需元素，其含量的高低与人的健康密切相关。在讲授配位滴定时，我们向学生介绍补钙制剂(如新盖中盖高钙片、葡萄糖酸钙口服液)中钙含量的测定方法。碘是人体必需的微量元素，摄入量不足或过多都会引起各种疾病，加碘食盐中的碘以KIO3形式存在。在学习氧化还原滴定法时，我们向学生介绍测定加碘食盐中碘含量的方法。此外，真假葡萄酒的鉴别；阿司匹林药片中乙酰水杨酸含量的测定；胃舒平药片中Al(OH)3和MgO含量的测定；食品中防腐剂苯甲酸、山梨酸及亚硝酸盐的定量测定；酒中甲醇含量的测定等都可以以知识介绍的形式出现在分析化学课堂中[1]。因为这些东西来源于生活，学生感兴趣。尽管在课堂上不可能详细讲解，但学生课后查资料的热情很高。这样，学生的积极性调动起来了，教学效果也就上去了。

2 联系生产实际，增强教学内容的实用感

分析化学是一门应用性强的基础学科，在环境监测、原材料与产品分析及疾病诊断等方面有着广泛应用，绝大多数学生渴望对分析化学在生产实际中的应用有更多了解。教学中，将书本中抽象的基础知识与生产实践有机结合可增强教学内容的实用感，有效调动学生学习的积极性。例如，在讲授氧化还原滴定法时，我们向学生介绍水质检测中化学需氧量测定的两种国家标准方法，并指出高锰酸钾法的测定对象主要是地表水、生活饮用水和生活污水，对于各类工业废水及污染严重的环境水中化学需氧量的测定，要采用重铬酸钾法。围绕这一知识点，教学时，我们向学生提出如下问题供其讨论：(1)怎样采集与保存水样？(2)高锰酸钾法和重铬酸钾法测定化学需氧量的实验原理及结果计算公式分别是什么？(3)为什么高锰酸钾法不适合于工业废水及污染严重的环境水的测定？由于测定方法来源于国家标准，学生学习的热情很高，讨论非常积极。通过讨论，强化了学生对分析试样的采集与处理知识的理解；加深了对化学需氧量测定原理的认识，取得了良好的教学效果。此外，我们针对不同专业的学生，结合滴定分析教学，有选择性地介绍铵盐中氮的测定、铝及铝合金中铝镁锌铜等元素的测定、水泥熟料中Fe2O3、Al2O3、CaO和MgO含量的测定、铜合金中铜的测定及铁矿石中全铁含量的测定等；结合吸光光度法的教学，有选择性地介绍植物体内微量铁含量的测定、血清中葡萄糖含量的测定等知识。由于这些知识与所学专业实际相关，增强了他们学好分析化学的决心和信心。

3 联系学科发展，增强教学内容的动态感

分析化学是一门不断发展的交叉学科，教学时，将著名科学家的主要贡献或有趣故事融入到基础分析化学教学中，可以让学生深入了解分析化学的发展历程和方向，提高学习兴趣，增强教学内容的历史感；此外，绝大多数任课教师都是科研工作的参与者，平时需要查阅大量文献，教学时，可以结合课本知识，以各种形式向学生介绍具有时代特色的研究热点和研究进展，增强教学内容的时代感。

例如，在讲解有效数字时，我们向学生介绍稀有气体的发现过程：英国科学家卡文迪许在1785年研究空气组成时，发现把空气中的氮气、氧气、二氧化碳等成分除尽后，还残留少量气体，但在当时，这个现象并未引起重视。100多年后，物理学家瑞利在实验中发现，从空气里分离出来的氮气密度为1.2572 g/ L，而从含氮物质制得的氮气其密度则为1.2505 g/L，这两个数值极为接近，但严谨的瑞利并未忽视这微小的差异，经过反复实验，于1894年在除去氧气和氮气后的空气中发现了第1种稀有气体元素——氩，并由此获得了1904年的诺贝尔物理奖[2-3]。教学时辅以这些知识的介绍，既可使学生加深对有效数字的认识，又能让学生领悟到科学需要严谨的态度和缜密的思维。又如，结合容量分析和重量分析的教学，我们向学生简单介绍了四大滴定的起源及贝格曼在重量分析方面的贡献等，见表1。

表1 容量分析和重量分析的起源

容量分析和重量分析的测定对象主要是无机及有机小分子化合物，其理论基础是四大化学平衡，而四大平衡是利用四对对立物之间的反应：酸与碱、氧化剂与还原剂、络合物的中心离子与配体、形成沉淀的软阳离子和软阴离子。这样的对立物还有：抗体与抗原；酶与底物，它们之间的反应有高度专一的选择性，基于抗体与抗原、酶与底物相互作用的高灵敏分析也是当代分析化学研究的热点之一，教学内容中适当介绍这方面的分析知识，对培养学生的科研兴趣和创新意识大有好处。例如，课本[4]在吸光光度法一章分别介绍了酶联免疫法和比色法在食品和临床分析方面的应用，但比较简单。教学时，我们结合具体文献，对这两种分析方法的原理及其在生物毒素、农药残留、血清与尿液检测中的应用进行详细说明，获得了学生的一致好评。此外，向学生提供一些介绍分析化学研究进展的综述、鼓励学生阅读化学期刊、结合教学内容布置相关题目让有兴趣的学生利用课余时间写综述也是联系学科发展的好方式。