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摘要

以“工業碳酸納的質量鑒定”為基礎，設計了一個以學生為主體的綜合性分析化學實驗教學項目。教學環節包含自主設計、師生討論、自主實踐和教學評價4個階段。教學實踐表明，該實驗項目可以充分調動學生的實驗興趣，增強學生在教學實踐中的自主性，鞏固學生的專業基礎理論與技能，提高學生的專業綜合素質。

關鍵詞

自主式學習；綜合分析化學實驗；工業碳酸鈉；質量鑒定

高等教育的目標之一就是培養學生獨立思考、自主學習的能力［1－2］。具體到實驗教學中，就要求加強綜合性、設計性實驗的開發與建設，引入自主式、探究式的實驗教學方法，建立以學生為主體、教師指導為輔的教學模式，提高學生的專業綜合能力與自我創新意識［3－7］。我們在分析化學實驗教學實踐中，一方面保證基礎性實驗的開設，確保“三基（基本知識、理論、技能）”融入到實驗教學，注重培養學生扎實的專業基礎素質。另一方面也加大了綜合性、設計性實驗項目的開設，注重培養學生的獨立工作能力、綜合創新能力。基礎實驗內容主要偏重驗證性，有很多成熟的實驗項目可選擇。而綜合設計性實驗要求涉及本課程的綜合知識或者與本課程相關的課程知識，必須具備綜合性、探究性、實用性、普遍性與先進性的特點［8－9］。目前許多已有的綜合性實驗僅僅是基礎實驗的粗略改造，真正具備綜合設計性特點的實驗項目很少。因此教師需要整合現有的實驗資源，積極進行以學生為主體的綜合設計性實驗的設計與開發。在國家標準“工業碳酸鈉及試驗方法”（GB210．1－2004）里，工業碳酸鈉的質量技術指標項目包括總堿量、氯化鈉、鐵、硫酸鹽、水不溶物和堆積密度［10］。其中前4個指標分析涉及到了酸堿滴定、沉淀滴定、重量分析和光度分析等分析化學實驗內容。我們以此國家標準為基礎，結合分析化學實驗的基本要求，精心設計了“工業碳酸鈉的質量鑒定”這一緊密聯系生產實際、充分調動學生主觀能動性的綜合性實驗項目。

1自主設計

教師采用“任務式”教學方法，首先下發“工業碳酸鈉質量鑒定”實驗方案的設計任務書。任務書中明確了設計實驗方案的要求。（1）要求學生進行文獻信息調研。如查閱工業碳酸鈉生產的工藝流程；了解物料的物理化學性質；利用多種渠道進行國家標準的檢索；解讀工業碳酸鈉的質量標準。（2）根據國家標準確定檢驗項目，編寫工業碳酸鈉的質量分析方案。要求詳細列出：實驗目的、實驗原理、試劑與儀器、實驗步驟、數據記錄與處理。鼓勵學生根據所學專業基礎知識和查閱的文獻資料獨立設計出新的實驗方法。該“任務式”教學活動為學生提供了自主查閱文獻資料、獨立設計實驗方案的體驗實踐，充分調動了學生自主學習、獨立思考和解決實際問題的能力。

2師生討論

教師提前一周組織學生對設計的實驗方案進行“分組討論”與“個別討論”，增加師生互動的機會。教學實踐表明，學生提交的分析方案主要來自對教材基礎實驗的修改，國家標準的分析方法及專業文獻的新方法。其中，也不乏個別學生自主設計的新方案。教師對學生設計的實驗方案進行具體的分析評定，對學生設計的新方法的合理性、可行性進行討論。這中間會涉及到許多實際應用的基礎知識點：實際樣品的取樣；樣品的前處理（如樣品溶液的酸度調節）；標準溶液的選擇、配置與標定；混合指示劑與基礎實驗常用指示劑的不同；不同分析方法（如比濁法、重量分析法和光度法測定硫酸鹽）的比較等等。通過對分析方案分組討論，師生一對一討論這一教學環節，加深了學生對分析化學專業知識的綜合化與系統化理解。

3自主實踐

為了方便實驗室藥品采購與管理，在方案討論結束后對實驗方案進行了統一，并在實驗室條件允許下鼓勵學生對自己設計的新方案進行自主實踐。表1列出了“工業碳酸鈉的質量鑒定”的實驗方案中所選用的測定方法。學生在這一綜合性實驗方案的實踐過程中，進一步鞏固了基礎性實驗的內容，拓寬了分析化學實驗的應用面，提高了理論知識與實驗技能。例如，在酸堿滴定法測定總堿量的實驗中切身體會了溴甲酚綠－甲基紅混合指示劑與甲基橙指示劑變色的不同；沉淀滴定法測定氯化物時學習了如何在大量沉淀存在下判斷滴定的終點；光度法測定鐵時樣品溶液酸度的調節方法；個別同學還自主實踐，比較了采用目視比濁法與光度法進行硫酸鹽限量分析的實際區別。面對實際工業生產的樣品分析，在整個實驗方案實踐過程中，學生表現出極高的實驗興致，能夠獨立思考、勇于嘗試，專業知識綜合應用的能力得到了充分施展和顯著提高。特別是，在實驗方案的實施過程中，改變常規的由實驗員教師準備試劑藥品的做法，要求學生列出所使用試劑儀器的詳細清單，親自配制實驗所需的試液、標準溶液、指示劑等。這一具體的實踐環節鍛煉了學生實驗的基本技能，提高了學生的實際動手能力。

4教學評價

數據的記錄與處理部分要求學生科學地、規范地記錄原始數據，計算實驗結果和相對平均偏差。要求學生在保證精密度前提下提高樣品測定結果的準確度。根據國家標準里各項指標的要求，評價工業碳酸鈉的質量等級，編制工業碳酸鈉質量等級認定報告。最后，要求學生總結實驗的心得體會，進行“自我評價”。學生普遍反映該實驗項目更貼近工業生產實踐，給了學生查閱資料、設計方案、自己處理問題的機會，提高了分析化學實驗的興趣。科學、合理的教學評價可以激發學生學習的主觀能動性。我們把該實驗項目的開設學時數定為8學時，相當于2個基礎性實驗項目。對學生的評價與考核包含了2個部分，首先是對設計方案的評價，從中可以了解課后學生查閱的文獻量，對設計方案的可實施性和規范性進行評價。其次是方案實施過程中的規范與實驗結果的準確度，從中可以掌握學生處理實際問題的能力及科學嚴謹的工作態度與作風。

5結束語

3個學期的教學實踐結果說明，該綜合性實驗項目充分確立了學生在教學過程中的主導地位，調動了學生自主學習的能動性，提高了學生對分析化學實驗的興趣。學生在項目實施過程中進一步拓寬了專業知識面，實踐了所學的理論知識，提高了分析問題、解決問題的綜合能力。另外，在教學實施過程中，教師需要逐一評價學生的設計方案，處理學生實踐過程中遇到的各種問題。這需要教師投入比常規基礎性實驗更多的時間與精力。但教師也因此能更深入地了解學生掌握專業基礎知識的實際程度，發現實驗教學中的不足，從而不斷優化后繼的教學過程。教學雙方做到了互相促進，共同進步！

參考文獻

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［11］王升富，周立群．無機及分析化學實驗．北京：科學出版社，2009：205－207

作者：黨雪平 黃建林 葛伊莉 陳懷俠 葉勇 王升富 單位：湖北大學化學化工學院有機功能分子合成與應用教育部重點實驗室 有機化工新材料湖北省協同創新中心