信息化教學手段在分析化學的應用

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【摘要】在分析化學的實訓教學中，以《自來水硬度的測定》教學設計為例，通過采用多媒體動畫、手機投屏等多種信息化教學手段，有效解決實驗原理難以理解，操作不規范等關鍵問題，注重學生的過程評價，提高學生的實訓課程的自主學習的主動性和積極性。

【關鍵詞】分析化學;實訓;信息化教學;教學設計

1.教學分析

本次任務《自來水硬度的測定》選自化工應用技術專業課程《分析化學》，是專業基礎課程，教材選用十二五規劃教材，為后續課程《儀器分析》打下基礎。根據培養目標，為了使學生熟練地掌握分析化學的滴定分析技術，共設計了五個實訓模塊，本實訓屬于第三個模塊中的第一個任務，使用4課時完成。授課對象為高職一年級學生，這一階段的學生學習積極性比較高，喜歡動手操作但是沒有耐心。喜歡上實訓課，但是對于實驗原理不清楚，照單抓藥，不進行思考；操作不規范，數據記錄及處理不認真。我們從知識、能力和素質三個方面確定了本次實訓的教學目標。知識目標為掌握水硬度的測定原理和方法；熟悉水的硬度表示方法。能力目標為能用絡合滴定法準確測定水樣的硬度；能對測定結果進行分析、處理。職業素養：形成安全生產、節能環保的職業意識；養成嚴格遵守操作規程的職業操守。確定本次實訓教學重點為：滴定操作的規范性及數據的記錄和處理。教學難點：滴定終點的判斷及指示劑變色的原理。

2教學策略

在教學策略上，以“配位滴定法測定自來水硬度”這一任務為驅動；充分利用泛雅教學平臺，整合視頻、多媒體課件、移動終端、虛擬實驗室、網絡資源等多種信息化手段展開教學，重點解決學生在實訓過程中操作規范和數據處理等問題。

3.教學過程

3.1課前。課前準備，通過教學平臺的學習資料，學生可以在客戶端“學習通”應用中用手機進行學習，抽象的滴定原理可以通過平臺上的動畫形象的展現給學生，讓學生直觀的觀察到：水中的Ca2+、Mg2+離子與指示劑鉻黑T指示劑想絡合，形成了酒紅色溶液。隨著滴定劑EDTA的加入，由于Ca、和Mg與EDTA的配位能力更強，上述絡合物中的鈣鎂離子被EDTA奪取出來，指示劑被釋放出來，溶液顏色變為純藍色。讓學生直觀看到配位滴定的變色原理。有效解決了配位滴定的變色原理這一教學難點。繁瑣的滴定流程，也用動畫展示操作流程，化繁為簡，避免學生在實訓過程中只抓細節不顧大局的毛病。3.2課中。實訓教學過程主要分為：小組方案匯報，演示操作要點，學生進行滴定分析及數據處理演示。每個環節都綜合使用了多種信息化資源與手段。3.2.1環節1分析方案匯報及制定。學生分組匯報分析方案。點評學生匯報的分析流程，展示國標方案，討論滴定條件，制定合理的分析最后制定本次實訓的操作流程。在此過程中，讓學生思考反應條件如何具體選擇。展示通過仿真軟件水硬度的測定流程，進一步讓學生熟悉測定步驟，激發學生的動手興趣。3.2.2環節2確定實訓任務。根據分析流程，制定本次實訓的2個具體任務：（1）EDTA標準溶液的配制和標定（2）自來水硬度的測定3.2.3環節3任務實施。演示滴定操作過程。在此過程中，借助于多媒體軟件，重點演示基本的操作規范，比如，移液管的使用，半滴操作等。借助于投屏軟件可以實現在大屏幕上播放操作細節，解決實驗過程中學生多，無法演示操作細節的問題。學生實訓中，重點巡視學生的操作是否規范，對于典型的錯誤借助手機及時錄播，讓學生及時改正，以此規范學生的基本操作。針對滴定終點的判斷這一教學難點及時選擇典型案例，利用投屏軟件在大屏幕上展示滴定過量及滴定不足時錐形瓶中溶液的顏色，讓學生對滴定終點的判斷有直觀的感受，強調半滴操作的重要性。數據的記錄和處理是本次實訓的重點。傳統的實訓過程中，學生課后整理實驗報告，在此過程中，為了使實驗結果在誤差范圍內，學生有可能對實驗數據進行涂改。為了避免此類問題，要求學生在實訓操作完成以后，立刻登錄教學平臺，將所得實驗數據完全提交到教學平臺上，避免學生對實驗數據進行私自修改，使學生養成良好的職業素養和科學實驗態度。并以同一學生的不同顏色的滴定終點為例，講授數據處理過程，誤差分析過程。強調正確判斷滴定終點的重要性。課后讓學生登錄教學平臺完成實驗數據的處理，完成水質檢測報告單的填寫。3.2.4總結評價。學生分小組匯報所測水質的硬度，教師講授水硬度的常識，指出水硬度是鈣鎂離子的總濃度，根據不同濃度分為軟水，硬水，和很硬水，讓學生判斷所測水硬度屬于哪個范圍，激發學生的學習興趣。課后根據學生的在線測評成績（10%），實訓課堂表現（40%），實驗數據處理（20%）及實訓報告的書寫情況（30%）在教學平臺給出本次學生的實訓成績，體現過程評價的重要性[1]。3.3課后拓展。通過開放實訓課堂，請學生完成不同品牌礦泉水硬度測定，并與自來水硬度相比較。查閱相關國標規定，檢測給定的礦泉水硬度是否達標。學期末，教師帶隊到市質監局實習，完成水樣硬度測定的實習任務，并與實訓課堂比較，學生歸納總結硬度測定的條件選擇。進一步拓展提高學生知識遷移能力，讓學生不僅會操作,更要學會合理簡化測定條件，提高測定的準確度和精密度。

4.教學反思

本次實訓是滴定操作，如果基礎知識在也課上講解，將嚴重減少學生的操作時間，無法完整實現教學目標。通過信息化手段，學生可以在課前接收預習材料，完成基礎知識的獲取，多媒體動畫形象展現了配位滴定的原理，突破教學難點，并為課上贏得寶貴的動手時間。教學指導視頻可以多次查看，避免了課上線性聽課的不足，學生可以掌握完整的學習內容；投屏軟件的使用，規范學生的操作細節；有效解決實訓過程中對于操作要點看不清的問題。網絡教學平臺可以記錄學生學習的每一個任務點，教學評價更及時全面。學生實驗數據及時上傳教學平臺，可以有效杜絕對實驗數據的篡改，有助于養成良好的職業操守。

參考文獻：

[1]柳玉英，王平，王粵博，劉青，藺紅桃，張天，范慧清.改革分析化學實驗教學模式培養學生自主學習能力[J].實驗室研究與探索.2018，37，217-220.

作者:呂乃霞 文麗 孫靜 單位:1.興義民族師范學院生化學院 2.萊蕪職業技術學院信息工程系