应用化学综合性实验的设计及探索

战兆森

摘   要：在我国迅速发展的过程中，教育正处于不断的改革之中，化学实验是化学教学中不可缺少的一环。根据某校课程情况下的综合性、设计性实验，提出了以黄酮类化合物的生成、多糖的提取、鉴定和含量测定为主题的综合性实验方案，通过开放性的实验不仅可以帮助学生提高对于有机化学、分析化学、天然药物化学、药物分析综合实验的技能，理论与实践的有效结合，利于课堂上理论知识的巩固，还可以重点培养学生的科研创新意识。

关键词：综合实验;三氯化六氨合钴;合成

1    化学综合性、设计性实验的设置原则

1.1  科学性原则

在探索性实验设计中的实验原则、实验步骤和方法必须与化学理论知识、科学方法和化学实验研究过程相一致。实验过程必须有充分的科学依据，必须以之前的实验、公式或其本身为基础，而不是以想象为基础。实验教师应树立科学的发展观，指导实验教学。

1.2  教学目的原则

实验设计的目的必须尽可能明确和具体。只要实验的目的明确，就可以分析和获得相关事物的性质和特征，从而找到达到目的的方法。有了明确的目标，就可以选择正确的主题。实验对象的选择是合理的，可以达到事半功倍的效果。在开展综合性设计实验教学之前，首先要明确实验的目的。综合设计性实验教学的主要目的是培养和提高学生分析和解决专业问题的能力，用来处理专业复杂数据，查阅中外文献，培养学生用系统知识来解决实际专业问题的能力，培养学生的创新能力和绿色化学意识，提高其科学素养，并逐步形成可持续发展的理念，使学生能够在知识与技能、过程与方法、态度与价值观3个方面得到统一与协调的发展。

2    实验目的

（1）了解钴（II）和钴（III）化合物的性质，加深对络合物形成对Co（III）稳定性影响的理解。利用无机制备和化学分析的基本知識和操作方法合成了三氯化钴，并用碘量法测定了样品中钴的含量。（2）回顾和巩固无机制剂和化学分析的基本操作。（3）掌握测量的原理和方法，理解的意义磁化率和磁化率之间的关系以及材料结构，学会计算数量的未配对电子的分子通过磁化率，然后判断分子构型。

3    实验要求

（1）本实验要将学生分成两组，对比进行黄酮类和多糖的实验，然后将两组实验所得数据和其他组对比，以此让学生明白在不同操作环境条件下会得到不同实验结果。而且要明白最优的实验工艺条件环境不仅需要前期的精心准备，还需要专业、精准的操作。另外，要让学生实验前提前查阅实验需要的相关专业文献，了解国内外研究动态，认真地总结实验数据和结果，不断提高自己严谨的科研素质和独立思考问题的能力。（2）分配不同品种、不同采收期、不同药用部位，提高学生对实验中发生的异常现象和数据的分析、判断能力以及增强团队合作意识。一个实验不可能由一个人独立完成，只有共同合作才能取得好的科研成果。（3）实验结束以后，要让学生写实验总结报告。如：摘要、介绍、实验材料、实验方法、结果、讨论、参考文献等。总结实验过程中存在的不足和需要进一步改进完善的措施。不断提高学生的科研素养和能力。（4）把报告的50%计入实验总分。本报告主要对实验原始记录的准确性、结果的计算和课后问题的答案进行评价。另外，25%部分为平时成绩，主要包括课堂提问、实验操作的熟练程度、动手情况，遵守纪律、卫生情况、团队合作情况占25%。

4    [Co（NH3）6]Cl3的制备

在150 mL烧杯中加入6 g氯化铵NH4Cl和12 mL水，置于煤气灯上加热至沸腾，再加入9 g二氯化钴CoCl2·6H2O，溶解后（此时溶液呈蓝色）趁热倒入盛有0.5 g活性炭的锥形瓶，用水冷却后，加入一定量的浓氨水（用量自行计算），此时溶液变为黑紫色，进一步用冰水冷却到10 ℃以下，缓慢加入9 mL 36%的H2O2，在水浴上加热至60 ℃左右，恒温20 min（不断摇动锥形瓶）。水冷却后再加入含6 mL 6 mol/L HCl的水75 mL，将锥形瓶置于煤气灯上加热至沸后趁热过滤。向溶液中缓慢加入20 mL 6 mol/L的HCl，即有橘黄色晶体析出（粗产品），将锥形瓶置于冰水浴中冷却（重结晶）。用布氏漏斗抽滤，并用少量冷、稀HCl洗涤晶体，抽干，转移至表面皿，置于红外灯下烘干。称量并计算产量。专业实验是对已培养的基本知识和概念的综合运用，因此课前复习这些基本知识和单元操作非常重要。如果学生的预习作业仅限于将讲义上的课文“迁移”到预习报告中，实验效果会大大降低。为了保证实验的顺利进行，要求学生：（1）查阅参考资料，记录各种原料和产品的物理性质，了解各种原料在合成实验中的用途，了解实验中应注意的事项。在本实验中，氨水与Co2+的配合及Co（II）的氧化十分重要，因此加入氨水前后体系的温度及氧化剂的滴加速度、氧化反应的温度控制十分重要。（2）在教师的指导下进行实验方案研究，以确定最佳合适方案。通过对文献的查阅研究，掌握相关专业领域的最新动态，提高自己的综合分析、判断和语言组织表达能力。通过主动的课前准备工作，学生不仅明白了做什么、如何做、为什么这么做，还能杜绝不认真预习、机械被动地按照老师提供的步骤完成实验这一实验教学的不良习惯，从而达到实验设立的预期效果。

5    结语

综合实验可以培养学生的实验能力、科研素养，提高学生的综合素质。促进综合性实验的建立，使学生接触科学研究，提高学生的创新能力，是促进教师科研进程的有效途径。这种科研与教学相结合的模式，在优化师资、优化设备、全面提高学生素质等方面取得了显著成效。

[参考文献]

[1]欧阳玉祝，陈小东，彭晓春，等.基于绿色化学理念的基础化学实验教学研究[J].化工高等教育，2010（2）：64-67.

[2]宋其圣，孙思修.无机化学教程[M].济南：山东大学出版社，2001.