高师院校分析化学论文

时间:2022-09-29 09:47:21

高师院校分析化学论文

1分析化学实验教学中美育的内容

1.1实验室之美

宽敞明亮的实验室、摆放有序的仪器设备、整洁一新的实验室台面、地面,在环境优美的实验室完成学习任务,都能给予学生美的享受。但实际上大部分化学实验室都有着令人不悦的异常气味,这就需要教师先引导学生了解实验室,了解化学实验的特点,了解异常气味产生的来源;再启发学生通过科学合理的实验设计,严格遵循实验室的各项规程,减少实验对化学试剂的使用以及“三废”的产生和排放。实验完毕后,再将个人使用的仪器刷洗干净,摆放整齐,将实验台面、地面打扫干净,以保持实验室的整洁之美。

1.2实验仪器之美

分析化学实验使用的玻璃仪器较多,如滴定管、容量瓶等,造型各异,本身就具有直线美、曲线美及造型美。教师在实验教学过程中要求学生按照“从左到右,自下而上”的原则组装仪器,仪器装毕干净利落、匀称协调,充分展现出仪器美的均衡性。而教师要求学生规范的使用仪器,如通过控制滴定管活塞的开关,就可随时控制反应速度以及反应的终止。使学生体会到仪器美不仅在“外表”,还有“内在”的性能美。

1.3实验技术之美

随着科技的进步,化学实验技术也愈显其美的价值和特征。如邻二氮菲分光光度法测定铁的实验,往届学生使用的是手动波长的721型分光光度计,用于可见光区的测定,按钮式、手动波长设置,波长精度10nm,操作繁琐,仪器稳定性能也较差。现在实验使用UV762型全自动扫描分光光度计,通过触摸屏实现全部操作,测量波长范围宽,可用于紫外和可见光的测定,波长精度为2nm,可进行自动波长扫描,大大提高了学生的实验效率。让学生体验到现代分析仪器技术突飞猛进的发展美。

1.4实验操作之美

实验演示时,教师先以规范、优美、娴熟的动作给学生做出示范,从仪器的用法到试剂的用量处处体现出实验操作之美,增强学生获得鲜明的实验现象、准确的实验结果的信心。当学生进行实验时,教师再巡回指导,解惑答疑,让学生切身体验到滴定终点将到时,一滴或半滴试剂的滴下就能改变颜色而获得准确实验结果的操作乐趣,既是培养学生良好实验习惯的手段,也是美的欣赏和熏陶的途径。

1.5实验思维之美

“化学实验过程不仅是感性活动过程,而且更是理论思维活动过程,它本质上是理论思维的物化。”科学之美在于发现,因为科学的发现就是透过现象看本质,寻找其深刻的内在规律,这是人们从事科学研究的目的所在。如常见阳离子混合液的定性分析实验时,在酸性试液中加入稀HCl溶液,可得到白色沉淀,经分析可确定白色沉淀是由AgCl/Hg2Cl2/PbCl2组成,从而体现出Ag+、Hg2+2的Pb2+的共性。接着将除去氯化物的酸性离心液中加入硫代乙酰胺(TAA)溶液并加热,可得到第二组阳离子的硫化物沉淀,离心分离;再将离心液pH值调为9.0,并加入TAA加热,可得到第三组阳离子的硫化物沉淀。实验要求学生细致观察现象从中发现实质之美。上述现象的实质是其硫化物溶解度的差异,第二组阳离子相应的硫化物的溶解度小,因此在酸性试液中可生成沉淀,从而与其它离子分离;而第三组阳离子相应的硫化物的溶解度比第二组的大,所以在碱性试液中才能沉淀完全。由此可见,使离子完全沉淀的条件选择依据是离子生成相应化合物的溶解度。教师通过引导学生对一系列实验现象的观察与思考,使他们深深领悟该原理在思维上的动态之美与和谐之美。

1.6实验设计之美

一个体现出科学性、可行性、安全性、简约性的实验设计,不仅是科学设计,而且是美的设计。居里夫人说:“科学的探讨本身就含着美,其本身给人的愉悦就是报酬。”如研究型设计性实验“Cu2+、Zn2+混合溶液各自含量的测定”,有学生会考虑利用Cu2+、Zn2+与EDTA络合性能的差异,采用控制酸度法测定。即在pH为5~6时,以二甲酚橙(XO)为指示剂,用EDTA标准溶液滴定Zn2+的含量,然后调节溶液的酸度pH为4,以1-(2-吡啶偶氮)-2萘酚(PAN)为指示剂,加热80~90℃情况下,用EDTA标准溶液滴定Cu2+的含量。但是,这种方法的结果误差较大且滴定终点的颜色突变不明显。如何解释和解决这个问题,就要考虑Cu2+、Zn2+两种金属离子和EDTA、XO的络合性的差异,尽管在pH为5~6时,Cu2+与XO不络合,但与EDTA会有络合反应,从而造成较大的测定误差。为此,师生共同探究解决方案,最后结合预实验给出可行的实验方案,即以硫脲掩蔽Cu2+先测定Zn2+含量(要求严格控制溶液的酸度、硫脲与其它试剂的加入顺序);再取一份试液,测定总量时,首先以Cu2+标准溶液多次实验,确定正确的滴定终点颜色,从而提出正确合理的设计方案。

1.7实验报告之美

实验报告是实验全过程的记录、归纳和升华。教师除了要求学生把实验目的、原理、过程现象、数据处理、结果分析等简要地记录下来,形成常规格式的书面报告外;还要重点强调学生需独立完成并且实事求是的记录数据和描述现象,不可臆造、篡改或抄袭。如滴定分析实验,需要求学生在三次平行实验中,数据极差应在0.08mL以内(以每次消耗滴定液体积20mL计算)才算合格;若不合格,必须再进行操作直到得到三次合格的数据为止。同时鼓励学生对实验报告进行创造性设计,绘制美观、整洁、比例适当的线条图、着色图、装置图等,就像一幅精美的绘画那样令学生自我陶醉,培养学生通过“想象-创造”,用化学语言和简明符号来表达化学之美的能力,从中体会到获得成功的创造美感。

1.8实验教师之美

在美育和实验教学的渗透、结合与促进中,教师起着媒介、桥梁的作用,所以实验教师不仅要以美施教,从心灵到仪表都要成为美的化身,以美好的形象和言行垂范于学生,以自己的人格魅力影响学生,同时要以高超精湛的教学艺术使学生感到上课就是一种惬意的审美享受。实验教师着装朴素得当、教态端庄自然,使内在学识修养与外在形象和谐统一,就会令学生感到愉快,提高听课情绪,有利于知识的传递。而实验教师在课堂教学传递知识信息时使用的准确、生动、富有启发性的语言,吐字清晰,发音标准,都能让学生体验和感受到轻重缓急、高低强弱等众多的语言变化美。从而使师与生、教与学之间呈现一种融洽畅达的氛围,形成一种师生心灵相通、情感和谐的美。

2分析化学实验教学模式的审美化

如何在分析化学实验教学中充分展示上述美育内容,就需要教师了解美学原理以及将美学原理与实验教学相结合的原则,改变传统实验教学模式为审美化教学,使学生在欣赏、体验化学实验美的同时习得知识、陶冶情操;达到提高教学效率,又培养学生审美素质的目的。

2.1教学目标审美化

教学目标审美化就是改变传统实验教学中单纯的验证性、知识传授性模式,将知识传授和审美修养结合起来,使学生能将化学知识变为审美对象,在亲身实践中体验到分析化学实验里的仪器美、操作美、现象美、思维美,提高其审美欣赏、创造和表现能力。同时通过审美模仿与迁移,培养学生积极向上的生活态度。

2.2教学内容审美化

分析化学实验教学内容丰富且涉及面广,但各知识点间并非孤立无关,而是有规可寻。教学内容审美化就是要发掘这其中的内在逻辑美,即让教学内容逻辑清晰化。可采取以知识点为纽结,知识点间的联系为线,再以多条线形成面,以多个面构成“点线面体”的立体知识系统和跨学科知识联系,按照“基础实验—综合实验—研究实验”三个层次组织实验教学内容,实现教学内容的审美转化。如在酸碱滴定法的基础、综合实验完成后,安排HCl-NH4Cl、HCl-MgCl2-NaCl中各组分含量的测定这两个研究性实验。为了设计出科学合理的实验方案,学生需查阅相关理论书、分析化学手册以获得各种有用的常数和溶液的配制方法,写出完整规范的设计实验报告,再在实验室里完成实验。通过完成这两个实验的学习,学生对强酸、弱酸和极弱酸的概念性质以及滴定过程的特性有了深入的理解;同时,对于几种指示剂的变色范围、选择原则等更加熟悉,今后遇到同类问题都会迎刃而解。在络合滴定法基础、综合性实验完成后,则安排Fe3+-Al3+、Cu2+-Zn2+混合液中各自含量测定的两个研究性实验,让学生在实验过程中充分了解各种离子性质(络合、水解等)、酸效应曲线的应用以及各种金属离子指示剂的变色、适用酸度范围及其正确应用等,得到的效果是传统教学内容的编排所无法取得的。

2.3教学过程审美化

教学过程审美化就是教师将实验课的预习、授课、演示、提问、启发、讨论等环节艺术化,引导学生用实验、记录、实验条件控制等科学方法及分析、比较、抽象概括等逻辑思维方法得出正确结论,使学生在学习过程中,体验到研究科学问题的思维过程美、理性美。

2.4教学手段审美化

教学手段审美化就是实验教学中充分利用直观教具与多媒体等现代教学手段,向学生展示直观、形象、和谐、愉悦化学美的同时,促进学生学习兴趣,提高教学质量和效率,锐化学生审美感观。如分析天平的称量实验,就可先播放相关视频,再辅以教师讲解,最后进行实际操作练习。

2.5教学评价审美化

教学评价审美化即采取多样化的评价方法,以积极的态度看待学生个体差异,给予肯定评价。如在研究型设计性实验中对提出有新意和创新性的方案的学生要及时肯定、积极鼓励,以赞美的评语使学生感到成功和进步,激发学生新的积极行为。

3结语

新世纪基础教育改革要求高师院校以培养优秀教师(以及科学后备人才)基本素质和综合能力为主线,对教学目标、教学管理、教学方式、教学手段等进行系统的改革与规范,不仅要重视学生的学习能力、语言表达及教学组织能力、创新思维及研究能力,而且也要将学生对社会和自然的关注和协调能力、科学的世界观、和谐的情操观和审美能力等的培养贯穿于整个教学过程中,做到真正的“以人为本”。分析化学实验教学中融合审美教育,教师是主导,要改革教学模式,将美的教育真实的贯穿于整个教学过程,在言传身教中影响学生,给学生以美的欣赏、熏陶及感染;不能简单的灌输说教,更不能本末倒置以美育替代智育。要以科学技术教育为媒介,将教书与育人统一起来,从而陶冶学生的高尚情操,塑造美的灵魂,提高学生的科学素养。

作者:邱罡陈宜菲单位:韩山师范学院环境化学应用技术研究所韩山师范学院化学系

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