2021-4-9 | 理学
化学实验教学在完善学生科学素质、培养学生创新意识和训练学生创造思维能力方面起到积极的促进作用。无机化学实验是化学专业学生从中学时代步入大学学习过程中接触到的第一门必修实验课，绝大多数学生在中学的实验训练是不够的，没有受到正规而系统的实验训练。因此无机化学实验不但可以训练学生的基础性操作，培养学生的实验技能和良好作风，为后续的基础化学实验以及专业课程学习、知识应用和科学研究打下扎实基础，还可以培养和提高学生运用无机化学基本理论分析、解决问题的能力，观察实验现象并正确记录、处理原始数据及分析实验结果的能力，学习实验研究的工作方法，使学生实验技能向研究能力进行转化等方面具有重要的作用。本文对近3年来化学专业大一下学期无机化学的实验情况进行总结。
1精选实验内容，注重提高学生的实验技能
精选和确定较好的实验内容，并按教学规律、知识层次科学地组织，是搞好无机化学实验教学的基础［1］。在实验内容设计方面，既注意实验的基础性和系统性，又注意其实用性和先进性，既有经典的实验和理论知识，又融入前沿学科知识，尽量反映现代实验内容;在教学理念中，融入了绿色化学和环境保护意识，尽可能使实验微型化;在教学观念上，更注重能力的培养和综合素质的提高。每一个实验不但要求学生认真预习实验要点和关键步骤，部分实验还鼓励学生进行“延伸实验”，引导学生拓宽知识面，同时还加大了综合设计及研究性实验的内容及力度，着眼于培养学生的创新意识及能力。既使用经典的化学实验设备方法，又使用现代高新实用技术和方法，加强学生的基础训练，全方位提高学生的实验技能。
我院化学专业的学生在开设无机化学实验课时，在协调好理论课和实验课进度的同时，根据教学目的重新整合实验内容［2］，进行合理组合和内容优化，精选具有代表性的实验，力求使实验内容适应素质教育和能力培养的要求。化学专业大一下学期开设6个实验(30学时)，分别是:(1)硫酸亚铁和硫酸亚铁铵的制备;(2)三草酸合铁(III)酸钾的合成及其离子类型的测定(电导率法);(3)三草酸合铁(III)酸钾的感光实验;(4)从金属铜制取铜的碘化物;(5)X－射线衍射光谱仪测定铜的碘化物;(6)无机纸上色谱。其中前3个实验为系列化串联实验，用前一实验的产物作为后一实验的主要反应物。即利用废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵，根据实验操作进一步由硫酸亚铁铵制备三草酸合铁(III)酸钾，最后验证三草酸合铁(III)酸钾的感光性。通过此系列化串联实验可以培养学生合成、分离、分析、表征等各种实验技术的综合能力，同时减少试剂用量和环境污染。第4和第5个实验是综合设计性连续实验，采用多种方法由铜制备铜的碘化物，并对碘化铜产物采用现代的X－射线衍射仪进行结构表征，第6个是相对独立的具有实用性的实验，通过无机纸上反应进行离子的分离，为后续有机化学实验室奠定基础。通过连续性实验，可培养学生严谨的工作作风，每一步实验都必须细心认真的去做，因为每一步操作的失误都可能导致整个实验的失败。
2实验中注重培养学生的各种能力［3］
2．1培养学生的动手能力
经过上一学期的实验，学生已接受了实验技能的基础训练，如药品的称量、过滤、抽滤、容量瓶、移液管、滴定管、电子天平等的正确操作和使用、化学试剂配制等。学生经过严格训练，能较规范地掌握实验的基本操作和基本实验技能，正确使用各类相关仪器。对于一些基本操作如加热、蒸发、过滤、洗涤要反复练习，做到操作准确、熟练自如，对实验中异常或有疑问的现象应重做或进行空白对照、标准对照，并对异常现象进行深入研究和讨论。实验课上要求学生独立动手做实验，4人一小组，选出一小组长负责卫生、收发实验报告和安全等相关事宜。实验中每一学生要做到胆大、心细，做到既不急于求成，匆忙做完实验了事，又不能磨蹭拖拉完不成实验。
2．2培养学生观测能力、思考能力和创新能力
实验课上要求学生集中精力，仔细观测实验现象及数据，善于捕捉细微的、瞬间的现象，寻找实验的“闪光点”，特别是对那些与预期不相同的现象进行更深入地分析，寻找产生异常现象的原因和提出解决办法，培养学生的综合能力［4］。例如在做“三草酸合铁(III)酸钾的感光实验”时，在制好的晒图纸上，学生自由选取不透明的物体(如钥匙、硬币、小饰物等)放置于强光源或阳光下照射进行实验，结果得到多种不同的实验现象:(1)被物体遮盖部分显示的是蓝色图像，教材书上写的是白色［2］;(2)放置1角、5角和1元的硬币所得到的图案颜色深浅不同，其中放置1角硬币得到的图案蓝色更深一些，而放置5角和1元硬币所得到的图案颜色略浅，有的根本没有现象;同样条件下，用1角硬币和钥匙作为遮盖物的图案颜色深浅也不一样。为此，我们引导学生认真分析和研究，查明异常现象产生的原因，鼓励学生敢于提问，相互探讨，及时点评，科学引导，通过教材和网络学习查找各个知识点之间的联系，分析解决问题。经过思考、分析和归纳、总结，学生懂得了如何在实验中发现问题和解决问题，使学生真正掌握相关的基本理论和基本知识。在解决问题的过程中，极大地激发了学生的积极性，能力得以提升，思维得以激活，创新能力自然得到了培养。
2．3培养学生使用计算机能力
大一学生对计算机虽然有所了解，但采用工具软件来处理数据、绘制图表、计算实验结果还不是很清楚，更谈不上熟练操作。我们利用课余时间在计算机上指导学生学习常用的工具软件(如Origin、Excel)的使用，对所得的实验数据进行处理［5］，写入实验报告。例如做综合设计实验“从金属铜制取铜的碘化物及其实验式的测定”的过程中，得到的产物采用X－射线衍射光谱仪进行测定，实验数据要求学生用Origin软件做出达到正规期刊上可发表的规范图形，并比较不同制备方法及不同实验条件是否对产物的结构有影响。为了更好地完成实验报告，有的学生上网下载Origin软件包、安装到自己的计算中，深入学习软件的基本功能。通过这个实验，学生不但加深了对实验过程基本概念的理解，了解X－射线衍射光谱仪的工作原理、组成和实验的基本操作［6］，同时培养了学生使用计算机的能力，激发学习的潜能。