首页 -> 2008年第9期
混合碱分析教学改革研究
作者：王文君 赵 育
[关键词]混合碱 碳酸钠 碳酸氢钠 实验 教学效果
高职院校招生体制改革，缩短教学时间，使高职教学面临着新挑战：一方面，各普通高校不断扩招和高职院校自身扩张，使高职生整体质量呈下降趋势，大部分学生学习基础较差；另一方面，高职三年教学，实际上课时间缩短为两年半，最后一学期是为就业进行的实践活动。因此，教学工作面临着由于学生基础差、教学时间不够而不能保证教学质量的问题。
分析化学是一门技术性较强的专业基础课。对学生来说，不仅要有较强的基础理论知识，还要具备把知识转化为技术的设计、动手能力。因此，在教学中，首先要求学生消化知识，否则其他全为枉谈。比如：酸碱滴定中的工业混合碱分析，无论哪一本分析化学教材， 都有这部分知识，并且内容安排也大同小异。每一本分析化学实验教材，也无一例外地选择了这个典型实验。但从反馈信息来看，学生对其理解仍不清楚。笔者结合多年的教学实践，对该部分知识的教学进行了改革尝试，取得了较好的效果。现总结出来供大家参考，并共同探讨更佳方案。
（一）以体积相等为切入点，从碳酸钠的分析入手
讲授酸碱的应用知识前，学生已学过多元酸碱的滴定知识，了解了多元酸碱的滴定特点。试分析能否分步滴定，如果能，能够准确滴定到哪一步，每一步的滴定剂体积之间有什么关系。对于碳酸钠，也要经过这样分析，学生就可以得出结论，可以分步滴定，并且发现第二步的准确性差一些，这时，给出盐酸滴定碳酸钠的滴定分析曲线：
从图中，分析酚酞变色时消耗的盐酸体积V1和甲基橙变色又消耗的盐酸体积V2之间的关系，学生会轻松地给出相等的结论。这是化学计量关系的必然结果，酚酞变色时碳酸钠的中和反应进行了一半，甲基橙变色时碳酸钠被彻底中和。然后，引导学生思考：如果碳酸钠中混有了氢氧化钠将会怎样?
（二）由体积相等到体积不等，分析混合碱成分
教师提出问题请学生思考：假若混有了氢氧化钠，氢氧化钠与盐酸的反应会发生在哪一个阶段？哪部分体积会发生变化？怎样得到与氢氧化钠发生反应所消耗的盐酸的体积？经过一番热烈地讨论，学生得出结论：如果氢氧化钠反应不完，就不会有碳酸氢钠生成。所以，该反应应发生在第一阶段，V1会增大，消耗的盐酸的体积为（V1-V2）。这时给出滴定曲线：
学生从滴定曲线上直观地看到，反应发生在哪个阶段，两次突跃的耗酸体积关系，从而迅速给出结论：碳酸钠消耗的酸体积为V2，氢氧化钠消耗的酸体积为（V1-V2），进而求出各个组分的含量。用同样的分析方法也可以分析出混合物是碳酸钠和碳酸氢钠时，将存在V1
（三）由体积不等转入极限分析
有了以上基础，再给学生进一步探讨的空间：如果实验结果出现了V1=0，V2>0或V1>0，V2=0的情况，待测物组成是什么？学生经过短暂地分析，很快给出结论，即如果V1=0，第一阶段的反应不存在，则待测物组成为碳酸氢钠；若V2=0，则待测物组成为氢氧化钠，不可能为碳酸钠。学生积极参与，分析出同一个实验原理可以对五种物质进行分析。最后把分析结果绘制成以下表格：
（四）在实验中彻底消化知识
对混合碱测定实验，笔者改变以往实验教材给出的氢氧化钠与碳酸钠含量测定，而给出五个未知碱样，每一组至少对一个以上的样品进行分析。在这个实验中，教师只给出了实验名称，不给实验步骤，要求学生自己查阅资料，对实验进行设计，选择适当浓度的试剂，合理的实验步骤，并把设计好的方案让老师审查，审查通过后再进行实验。查找实验测定方法不难，但学生在参与中不自觉地对知识进行了细化。如有三组同学在设计实验中，对查找到的方案提出了质疑，对盐酸溶液进行标定的操作，用无水碳酸钠基准物进行标定，文献中给出称取0.15~0.2g之间的碳酸钠，进行标定。学生指出这不符合容量分析相对误差小于0.1%的要求，应对此方案进行改进。如何改？展开讨论。最后拿出一个很合理的方案：利用碳酸钠的标准溶液进行标定，就可以轻松解决这个问题，并把改革方案推向全班。
小小的改革，带给学生的不仅仅是成功的喜悦，更重要的是培养了学生独立探索、发现和解决问题的能力，真正地理解、消化了知识。实验经过学生的一番精心设计之后，取得了良好的效果。
（五）教学效果检验
为检验教学效果，笔者把自己教的三个班，组合成两个班，一个班（以下简称普通班）沿用以前的讲课方法，而另两个班（以下简称实验班）采用以上所述的新方法。检验开始，普通班采用传统方法以氢氧化钠和碳酸钠的混合碱为例分析出V1和V2的关系，进而给出其他四种情况的体积关系，让学生进行记忆；实验班则采用新方法进行教学，让学生积极参与分析，得出不同情况的体积关系，再进行实验方案设计，合理后进行实验。实验结束后，让学生根据实验数据做出定性判断。普通班有5人很快做出准确判断，所占百分比为10.64%，30人经过一番回忆后做出准确判断，所占百分比为63.83%，12人无法回答，所占百分比为25.53%。而实验班有81人，很快作出准确判断，所占百分比为83.51%，13人思考一番做出准确判断，所占百分比为13.40%，3人无法回答，仅占3.09%。
为了检验学生的掌握情况，一个月后，笔者在两个班中随机抽取学生各10人，重复进行该实验，普通班只有两个学生完成实验，而实验班有9人完成实验。随后，又进行了两个班的笔试检验，混合碱分析实验方案设计。普通班有14人设计合格，而实验班84人设计合格。
从这些数据中可以看出新的教学方法所取得的效果。学生不再是被动地“填鸭式”接受知识，而是主动地积极参与，学习热情也提高了。同时，培养了思维能力、提出问题和解决问题的能力。
由此可以看出，尽管高职学生底子较薄、基础较差，但只要方法得当，充分挖掘学生的内驱力，调动他们的积极参与意识，培养学习兴趣，就可以铸就具有创新能力的人才。爱因斯坦曾说过，“单纯的专业知识灌输，只能产生机器，而不可能造就一个和谐发展的人才。”面对21世纪社会对人才的需求，教学方法突破传统，立志改革，势在必行。笔者相信，研究参与性教学会培养出更多的富有创造力的、满足新世纪需要的人才。
参考文献：
[1]叶芬霞.无机与分析化学[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2]高职高专化学教材编写组.分析化学[M].北京:高等教育出版社,2005.
[3]武汉大学.分析化学[M].北京:高等教育出版社,1991.
[4]高职高专化学教材编写组.分析化学实验[M].北京:高等教育出版社,2005.