pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数*<br/>——介绍一个开放式实验

pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数*
——介绍一个开放式实验

2011-09-25王峥周立群刘丽颖

大学化学 2011年5期

王峥周立群刘丽颖

(湖北大学化学化工学院湖北武汉 430062)

近年来，全国各大高校都在对化学实验教学内容和课程体系进行改革，对传统的验证性实验进行合并精简，增加综合性和设计性实验，并积极构建开放式实验教学模式，发挥学生的主动性和创造性，为学生的个性发展提供广阔的空间[1-4]。综合性实验旨在培养学生的综合实验技能，训练学生灵活运用所学知识解决问题的能力，并培养学生的开拓创新意识。综合性实验项目的选择与设计应充分体现这一宗旨[5]。

pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数是湖北大学实验教学中心的一个综合实验项目。实验涉及配位平衡和酸碱平衡相关理论知识的综合运用，实验中涉及试剂的取用、溶液的配制、酸碱滴定等基本操作，以及酸度计、恒温磁力搅拌器、电子天平等仪器设备的使用；在数据处理上还涉及数据处理软件的应用。通过该实验，能有效地培养学生对实验方法的设计能力，对各种实验基本操作、实验技能的综合运用能力，以及对实验结果的处理及表达能力[6]。

由于该实验的综合性较强，因此教学难度较大。难教，难在对实验原理和实验方法的讲解。指导教师一般采用讲授法，在学生动手前对实验原理进行详细的讲解，帮助学生理解并掌握实验原理和实验方法。难学，难在对实验原理的理解、仪器设备的正确使用以及数据处理软件的运用。指导教师要在实验前对仪器设备以及数据处理软件的使用方法进行详细的讲解，以保证实验顺利进行。为了进一步激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性，有效地培养学生独立思考问题和解决问题的能力，我们对pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数实验进行了开放式教学的探索[7-9]。

1 教学设计

1.1 教学目标

(1)了解测定配合物稳定常数的几种方法。

(2) 掌握pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数的原理和方法。

(3) 掌握酸度计、恒温磁力搅拌器等仪器设备的使用方法。

(4) 熟练运用数据处理软件对实验结果进行处理。

(5) 培养学生综合运用化学基础知识和实验技能的能力；提高学生的思维能力、解决问题能力和创新意识。

1.2 教学要点

帮助学生理解并掌握pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数的实验原理和实验方法。(1) 在课前，学生通过自学和教师指导下的互助式学习，初步掌握实验原理和实验方法;(2) 在课上，学生通过实验，获得感性认识，进一步理解和掌握实验原理和实验方法;(3) 在课后，通过小组讨论与总结，进一步加深学生对实验原理和实验方法的理解，并加以应用。

1.3 教学方法及手段

(1) 通过情境激学法创设问题，激发学生学习兴趣，调动学生内在学习动力。

(2) 通过网络辅助教学，帮助学生理解实验原理、熟悉各种仪器的使用方法以及数据处理软件的使用方法。

(3) 开展互动，在讨论中活跃学生的思维。

(4) 采用归纳、演绎法，让学生对本次实验进行归纳总结，设计类似实验。

1.4 教学过程

开放式实验教学分4个阶段进行。

第一阶段，实验前的自我准备。

每名指导教师指导8～10名学生，将其分成4个互助式学习小组，每组2～3名学生。学生通过自主学习和互助学习相结合的方式进行实验前的准备。

通过以上问题引导学生做好实验前的准备工作，让学生带着问题，通过实验教学中心网站上的实验指导，理解实验原理，学习仪器的使用方法和数据处理方法。学生在自学过程中遇到问题时，可相互讨论，也可在指定时间段与教师进行在线交流。

第二阶段，学生以小组为单位，展示实验的准备情况并展开讨论。

4个小组代表抽签，当场回答所抽中的问题，展示小组实验的准备情况。指导教师和另外3个小组代表分别给回答问题的小组打分，当4个小组回答完所有问题后，由指导教师统一进行点评，并展开进一步讨论，使学生加深对实验原理和实验方法的理解。

第三阶段，进行实验并完成数据处理。

第四阶段，实验总结、讨论和实验拓展。

此外，要求学生以小组为单位，选择1种配合物，通过pH法测定该配合物的逐级稳定常数，进行实验设计，拟定实验方案，并将实验设计方案制作成ppt进行展示，由指导教师组织学生对各小组的设计方案进行讨论，并推选一个小组参加班级的实验设计展示。

1.5 全方位考核

通过自我评价、小组内互评、小组间互评和指导教师评价，对学生进行全方位考核，考核内容主要包括学生在实验前对实验的准备情况，在实验中对实验的掌控能力、团队合作能力，对实验过程中出现问题的处理能力，以及实验后对整个实验的总结能力以及实验设计能力等。

这种全方位的考核，既能避免指导教师由于其主观性给学生评价所带来的偏差，也能体现评价并不仅仅是以实验结果为标准。使学生重视实验过程，重视能力培养，主动深入研究实验，并通过对他人进行评价的过程培养学生的责任感。

2 教学效果

通过对pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数实验实施开放式实验教学，无论是学还是教，都取得了较好的效果。

从学的一方来说，学生获得自主权后，对实验课表现出很高的热情。课前积极准备，主动完成指导教师布置的预习任务，并在小组讨论中充分展示其预习效果，提出独到的见解。在实验过程中，发现问题时，能主动运用所学知识分析问题、解决问题，使处理问题的能力得到提升。通过最后的实验总结和拓展训练，学生能发现自己在理论方面和实验技能方面的不足，对知识的获取更加主动，对理论课的学习也有良好的促进作用。

从教的一方来说，指导教师将自主权交给学生后，可以将更多的精力放在对学生的引导上，加上学生的积极配合，可取得事半功倍的效果。

在开放式实验教学实施的过程中，也发现了一些问题，主要表现在：① 学生对实验原理的理解深度不够；② 学生对于一些基本操作的应用不够灵活，如在标定酸或碱的时候，不知如何选择指示剂，不知如何计算基准物质的称量范围等；③ 由于没有指导教师对整个实验过程的详细讲解，有些学生不能很好地从总体上把握实验，在实验中易手忙脚乱；加上综合实验与基础实验间隔时间较长，学生虽然对仪器较为熟悉，但是很多操作细节却忘了。因此，在网络辅助教学上，还需要开发仿真实验，以便于学生对仪器进行模拟操作，帮助学生更好地把握整个实验。

总的来说，对pH法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数实验实施开放式实验教学，已初步达到了预期的效果。对于其中存在的问题，则需要教师、学生和管理层三方共同努力解决。