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现代化学实验教学(1)——滴定实验

上一篇 / 下一篇  2015-12-24 11:52:58

                              深圳市清时捷科技仪器事业部 谷峰

  传统教学中,经常会被冠以“应试”、“传授”、“灌输”、“机械”等标签。传统教学是以老师为主导的一种“填鸭式”的教学方式,老师讲学生听,老师分析学生思,老师归纳学生记[1],则最终培养出来的学生具有很强的应试能力、动手能力,在创新思维、分析问题与解决问题方面的能力不够。

随着科技的不断发展,社会的不断进步,“创新”、“素质”、“自主”、“合作”等逐渐成为教学的新理念。应试能力与动手能力不再是对人才考核的重要指标,更多的是需要有较强的创新意识,独立分析问题与解决问题的能力。因此,现代教学的推行是迫在眉睫,现代教学应以学生为主体,激发学生的学习积极性,锻炼学生的分析问题、解决问题能力,培养创新性的人才。

    教学分为理论教学与实验教学,理论教学是以课本知识为主,注重理解与学习,而实验教学则是学生学习科学知识、训练实验技能、开展科学研究、探索科学奥秘的重要方式。因此,与理论教学相比,实验教学的现代化改革就显得更为重要,通过实验教学,可以培养学生严谨、认真和实事求是的科学态度,还可以锻炼学生观察、分析、判断问题的能力及科学研究的思维[2]

    分析化学实验是化学学科中的必修课程,更是一门实践性强的学科,能够加深学生对分析化学基础理论的理解,正确和熟练地掌握相关实验技能和基本操作,培养学生通过正确观察实验现象进行分析判断、逻辑推理和得出正确结论的能力;并树立严格的“量”的概念,掌握定量分析在化学分析中的重要性[3]。本文以分析化学实验中的滴定实验为例,阐述传统实验中存在的一些问题,及如何实现滴定实验的现代教学。

    滴定实验是分析化学实验中最为重要的一个分支,其特点是理论与实践紧密结合,实践性强,应用范围广,对学生的逻辑思维能力、综合分析能力、动手操作能力等有较高的要求,是化学实验中必备技能之一。滴定分析实验类型主要包括酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、络合滴定等,酸碱滴定是基于H+OH=H2O的中和反应;氧化还原滴定是以溶液中氧化剂和还原剂之间的电子转移为基础的一种滴定分析方法;沉淀滴定是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法;络合滴定是以配位反应为基础的一种滴定分析法。这些理论对如何控制好滴定的体积及终点的判断意义重大,因此在实验教学中,不仅要求学生具有动手能力,还必须熟练和准确的掌握相关理论知识。

    传统的滴定教学偏重于滴定操作的进行,过多的强调操作的基本技能、基本操作的正确性,而对学生如何运用理论知识来指导滴定的实际操作关注不够[4]。同时,在实验时,由于滴定实验本身的限制,滴定管的难以掌控,使得学生在操作过程中觉得滴定实验很复杂,难以把握终点的变化,尤其是一滴、半滴的操作。这对初学者来说更是难上加难,也更没有时间和精力去理解滴定实验的跃变过程。

    例如在酸碱滴定实验中,以0.1000 mol/L的氢氧化钠滴定氯化氢溶液,酚酞为指示剂,滴定终点判断由无色变为红色。实验中,终点的误差需控制在一定范围之内,即化学计量点的前后0.1%为突变点,半滴就能引起溶液的变色。传统实验是用滴定管来进行教学,通过控制碱式滴定管上的玻璃珠来完成这个实验的话。在快到达终点时,由于担心终点控制不好,经常出现少滴或者滴定过头的问题,学生很难及时的观察到半滴对颜色的变化,也就很难理解滴定的原理。长久以往,学生就会习惯的按照固定的流程去完成每一步操作,就会经常出现“我做的实验现象对吗?”、“结果是不是这样的?”、“为什么我做的结果与他们的不同?”等问题,导致实验结束了,也就真的结束了[5]

    现代实验教学是指要在教学方式与教学理念上实现现代教学,在教学方式上,采用先进的实验设备,将一些重复性的基础操作交由仪器去完成,使实验变得高效、有趣。例如滴定实验中,当学生在掌握并理解滴定管的操作后,在后续的滴定实验中,这种重复性的操作便可以交给滴定仪器来执行,学生便会有足够的时间去观察滴定终点的变化,并思考为什么会产生这样的现象。第二是在教学理念上,随着科技的不断发展,自动化、智能化技术的不断冲击,传统的基础实验操作将不再是社会所需人才的必备技能,而是需要学生有良好的创新意识,较强的分析问题、解决问题的能力。

如果以现代教学的方式来进行上述滴定实验,采用数字化滴定分析仪来教学。实验时,学生便可很轻松的掌握一滴、半滴操作,自己去判断与分析最后一滴、半滴对实验结果的影响,而不是一味地与同学去对比,与课本上的结果比较,真正的将理论与实践结合起来。这样不仅可以加强学生对滴定实验原理的理解,更是激发他们的学习兴趣,自己来设计实验,如白醋中的总酸量的测定、鸡蛋壳中碳酸钙含量的测定、柑橘中维生素C含量的测定等,提高学生的创新意识,锻炼分析问题、解决问题的能力。

 

参考文献:

[1] 林尤宏,化学教学中现代教学与传统教学的最佳结合[J],化学教学,2010,11:18-22

[2] 陈洪渊,实验教学是造就创造型人才的摇篮[J],实验室研究与探索,2005,24(8):1-3

[3] 许文菊,易华玉,张小丹等,分析化学滴定实验学生常见问题分析及教学改进建议[J],西南师范大学学报,2014,39(3):188-192

[4] 邓春艳,司士辉,浅析分析化学实验教学改革及学生创新能力的培养[J],广州化工,2011,39(5):177-178

[5] 吕金顺,张莉莉,仲慧等,分析化学实验教学中提高学生综合能力的方法探讨[J],教法探究,2009,159:63-65


TAG: 教学滴定

 

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