无机化学实验教学的几点构想

【摘 要】化学实验是培养大学生科学思维能力和创造力的一种科学有效的方式。根据我院无机化学实验教学实践，针对无机实验普遍存在的问题，笔者从教学观念的转变，固有教学内容的调整组合，教学模式的改革等方面，提出改变无机化学实验教学模式的几点构想。

【关键词】无机化学;实验教学

化学是一门实验性非常强的学科，许多化学理论都是在大量实验的基础上总结出来的。无机化学实验是高校化学、化工、环境、制药、生物、材料等专业学生入学后学习的第一门实验课程，对于培养学生严谨的科学态度、良好的科学素养起着至关重要的作用，同时无机化学实验的教学效果也直接影响着后续实验课程的学习。一直以来，针对无机化学实验课程的改进虽然不断地进行，但仍然存在诸多问题。针对其中的几个主要问题，笔者提出一些个人的构想。

一、无机化学实验教学中存在的主要问题

（一）性质实验过多。性质实验是学生利用教材中已设计好的步骤和方案进行验证，对于综合操作技能的要求不高;实验中涉及的药品种类繁多，每个实验完成后就要丢弃产物，这样势必造成实验的成本很高;同时丢弃物中有许多有毒有害的物质，多数情况下不能进行有效的废物处理，又对环境造成了极大的污染，在环境污染愈演愈烈的当下这是绝对不能容忍的。

（二）教学方法落后。无机化学实验课仍以教师讲解、规定实验方案为主，这样势必造成学生照方抓药、照葫芦画瓢，束缚了学生的思想、遏制了学生的创新能力、打击了学生的学习积极性，这样的教学效果是可想而知的。

（三）不同的实验间过于独立。在传统的实验教学模式中，各个实验间几乎没有关联，各自独立，浪费药品、增加资金投入、不能把知识系统化。

二、对于无机化学实验教学的几点构想

（一）使性质实验微型化、绿色化、封闭化、模拟化。改变常规的药品用量，尽量“点、滴”化，如在试管或烧杯中进行的实验，改为在点滴板甚至滤纸上进行。如S2O32-的鉴定反应：Ag++S2O32-===Ag2S2O3（白）↓ Ag2S2O3+H2O===Ag2S（黑）↓+SO42-+2H+

这个实验在白瓷点滴板上完成，不仅节约药品，而且可以清楚地看到沉淀颜色出现白→黄→棕→黑的变化。

对于涉及有毒有害药品的实验严禁使用，以相同类型的其它内容取而代之。如H2O2的氧化性实验，传统的方案为：Pb2++S2-=PbS（黑）↓ PbS+4H2O2=PbSO4（白）↓+4H2O

可以改为：2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O

实验现象为由无色变为棕红色即表明H2O2将I-氧化为I2。此方案药品种类少、现象明显、产物I2可再生，符合绿色化的要求。

又如H2S和SO2的制备和性质实验，可以结合二者的性质将两个实验组合在一起，以微型化、封闭化的形式进行，这样既减少了资金的投入又将有毒气体的排放量降到了最低。

在电子产品普及的今天，我们还可以利用计算机对于性质实验模拟化，利用计算机使实验以文字、声音、图像、甚至动画的效果表现出来，既让学生有身临其境的感觉，同时又避免了那些有毒有害的试剂的使用，从源头上杜绝了环境污染，节约了实验费用。如铵盐的热分解反应就可以设计成模拟实验：模拟NH4Cl在试管中受热分解为NH3和HCl气体时，先逸出的NH3遇湿润的pH试纸使之变为蓝色，继续加热后来逸出的HCl气体又使pH试纸变为红色，同时试管口的内壁上又生成NH4Cl固体。通过这个模拟实验，学生既认知了铵盐的热分解，又避免了两种有毒气体的吸入和排放，保证了学生的身体健康，避免了大气的污染。诸如此类的许多涉及污染的性质实验都可以模拟进行。利用计算机模拟化学实验，画面生动逼真，实验具有可重复性，使学生对实验过程和实验现象观察得更清楚，极大地激发学生的学习兴趣，学生在掌握知识的同时又加强了环保意识，可以收到意想不到的教学效果。

（二）打破常规的教学方法，开放实验室。教材中的实验方案固然可行，但未免过于模式化，几十甚至几百个学生在老师的指导下同时按照完全相同的方案进行实验，最终得出完全相同的实验结果，这样的后果一定是使学生大脑僵化、学习的积极性和创造性丧失。开放实验室就是使学生成为实验的主体，教师则处于实验教学的辅助位置。学生根据所学内容和自己对于知识的掌握情况，自行设计实验方案。这样学生就必须查阅大量文献和资料，并进行归纳总结，设计出实验方案。在这个过程中大大地调动了学生的学习积极性、激发了学习的兴趣，变被动学习为主动学习，同时在不知不觉中给学生渗透了学术研究的作风。如海带中碘的提取的实验，其基本原理是将海带进行前期处理后，利用I-的还原性将其氧化为I2。由于I-具有較强的还原性，所以可供选择的氧化剂种类很多，所以教学中就可以调动学生的积极性，自己查找资料、制定不同的实验方案，教师只是辅助学生使各种方案更加合理化。由于学生各自采用不同的方案进行实验，就可以将各个实验结果进行对比，既使学生掌握了各种氧化剂与I-的反应、又可以从中选择较理想的方案，也为高年级时做毕业论文做了铺垫。

（三）对于性质实验进行整合，使药品的利用达到最大化。打破惯用的一味强调某个实验的完整性，使不同的实验间尽量进行关联，既可以使知识系统化，又可以减少资金投入。如在难溶金属硫化物的溶解性实验中，一直以来沿用的方案是让Mn+与S2-生成M2Sn沉淀，再依M2Sn的溶解性的不同选用不同的酸将其溶解，现象观察到了即丢弃药品。其实用酸将M2Sn溶解后，完全可以继续做Mn+的鉴定反应。这样不仅节约药品、减少投入、降低污染，同时学生可以将金属硫化物的溶解性、阳离子的分组及Mn+的鉴定等知识串联起来，加深了印象和理解，弥补了分析化学实验的一个空白。

环境污染日益严重、教学思想僵化、学生缺乏创新能力等，诸多问题使得化学实验教学的深入改进势在必行且刻不容缓，无机实验作为第一门专业实验课程更是首当其冲。教学改革，每一位化学教师都责无旁贷。过来一段时间，我们在教学实践中，从实验内容的完善到教学方式的改变都做了一系列的尝试，如S2O32-的鉴定反应、H2O2的氧化性实验、H2S和SO2的制备和性质实验、海带中碘的提取实验等的改进，已在教学过程中取得了一定的成效，尤其是碘的提取的实验等的改进，已使无机实验教学的改进优势得以显现，学生学习的主动性大大增强，动手能力也有了很大的提高。