首页范文无机及化学分析十篇无机及化学分析十篇

无机及化学分析十篇

发布时间:2024-04-25 18:06:48

无机及化学分析篇1

关键词:无机及分析化学;实验课程;教改;探究

无机及分析化学实验是我校生化制药技术、药品经营与管理、工业分析与检验、药物制剂技术这四个专业新生入学后所接触的第一门基础性实验课,该课程的学习不仅可以培养学生的实验素养,也为学生在后续课程的学习上奠定了良好的基础[1]。笔者在无机及分析化学实验的授课中,深深的体会到本课程在学生科研能力的培养上起着至关重要的作用,例如溶液配置、分析天平的使用、实验数据处理等操作方法在任何一个科研实验中几乎是密不可分的。因此,我们在授课时,可以从一个科研人员的角度出发,除了让学生熟练仪器操作外,也要注意对学生的实验素养进行培养,这对于学生来说,无论是在今后的学习还是工作上都会颇有收益[2-3]。目前,从我校学生在实验课上的基本情况来看,实验操作的规范性和理论基础上仍有待提高。因此,笔者通过借鉴国内其他院校同行的授课经验[4-6],针对我校的实际情况,尝试改变实验教学方式,优化实验内容的方法来达到提高教学效率的目的。

1无机及分析化学实验课程简介

无机及分析化学实验作为我校大一学生所接触的第一门基础性实验课程,主要由无机和分析这两块内容组成,但由于内容上有些重复,因此把无机化学实验中的酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配位平衡这四块内容与分析化学中所对应的四大滴定方法相整合,这样一来,将重复的内容进行综合后,不仅保证了知识的系统性和完整性,还能让学生在有限的学时中学到更多的知识。从教学目标上来看,无机及分析化学实验的训练除了让学生熟练掌握相关的实验操作技能外,更重要的是培养学生独立思考以及分析和解决问题的能力,在无机分析的实验中,学生应当树立严格、准确的“量”的概念,为今后参加生产或科研打下夯实的基础。

2教改的具体实施内容

2.1改革教学方法,激发学生的学习兴趣兴趣是学习的动力,科学新颖的教学方法才能调动起学生的学习兴趣,学生才会愿意去学,主动去学。而传统的教学方法在授课的过程中偏重于理论讲解,使实验内容脱离了实际应用。无机及分析化学实验分为两部分内容,分别是无机实验和分析实验,其中分析实验主要是以滴定分析为主,所涉及的实验操作简单重复,因此传统的实验教学方法在授课的过程中就会显得单一化,无法提高学生的学习兴趣。针对这些情况,我们采用项目式教学方法,这一方法的改革大大提高了学生对学习的积极性。我们在项目式教学法的实践应用中,首先根据教学目标的需求,将生活和企业中的真实案例作为教学内容,例如“牛奶或奶粉中钙含量的测定”、“药品中维生素C含量的测定”、“腌制品中亚硝酸盐的测定”等实验设为授课内容,将需要掌握的理论知识隐含在这些典型的案例中,以增加学生的学习兴趣。在案例的实施中,教师就好像是一名向导和顾问,帮助学生在实践中掌握新的知识,学生则作为学习的主体,在提高实操水平的同时,也培养了他们独立思考的能力,可以说,项目式教学法是师生合作,共同学习,共同完成项目的教学方法,非常适用于该实验课程的教学。2.2实验安排上的优化2.2.1精选实验内容引用项目式教学法后,对实验内容的筛选就尤为重要,为了提高学生的兴趣度,实验内容的选择要贴近于生活,尽可能的和学生未来从事的工作相关,适当减少单纯化合物的滴定分析,这样,学生才会更加清晰教学目的,并且在今后的工作中才能做到真正的学以致用。与此同时,也可以开设综合性的设计实验,可以让学生来拟题,最后由老师选定一个最佳的题目展开实验,让学生能在这个综合性的实验课题中学会相互合作、独立思考、共同进步。2.2.2合理分组小组实验不仅可以培养学生的团队合作意识,而且也有利于他们之间的相互探讨,尤其是进行综合设计性实验时,小组合作更能加快实验进度与上课的效率。但在小组人数分配上要做到合理,人数过多,则会使组内的个别学生形成“搭便车”的心理,这样就不能让每个人都全身心的投入到实验中去。因此,在笔者的授课经验上来看,每组最佳的人数安排应该是2~3人左右。2.2.3培养实验素养在整个实验过程中,学生除了要掌握基本的实验操作技能外,还要注意树立良好的实验素养,不可在上课时喧哗吵闹,实验时要注意台面的整洁,仪器试剂原取原放,并且及时记录下实验的原始数据,在实验完毕后要将仪器复原,废纸废液不乱丢不乱倒。2.3加强环保教育,树立绿色实验观念在无机及分析化学实验中,必然要消耗大量的化学药品,其中也会涉及到一些有毒有害的物质,倘若都直接倒入水槽中就会对环境造成污染。所以,在实验课程中,向学生渗透一个绿色实验的环保理念尤为重要。(1)公共试剂统一配置。在滴定分析实验中,指示剂就是属于实验中所必须用到的试剂,倘若每组都进行配置的话不仅影响实验进度,而且对于那些使用过剩的指示剂来说也是一种浪费。因此,教师在实验前可以先对实验过程中要用到的试剂进行划分,属于共用的试剂让学生进行统一配置,配置的原则做到宁少勿多,够用就行。(2)节约用水。学生在洗涤仪器时要时刻提醒大家节约用水。(3)有害试剂统一回收处理。铬酸洗液具有配置简单,使用方便的特点,是实验室中常用的一种洗液。但由于铬的毒性较大,在实验过程中应尽量减少该洗液的使用,对于用过后的铬酸洗液要进行回收,不能直接倒入水槽中。2.4科学考核,规范实验操作科学的考核制度不仅可以促进学生认真主动的去学习,还能规范学生的实验操作。目前,我们在实验课程中,对学生的考核主要由三个部分组成,第一部分是平时成绩,即在项目式教学中,根据每个分组的学生在课堂上的表现情况进行打分,占单次成绩的30%;第二部分是实操成绩,主要是依据每个学生的操作熟练度进行打分,占单次成绩的30%;第三部分是对学生提交的实验报告进行打分,主要是针对学生在实验数据处理的掌握情况以及实验报告是否书写规范这两方面进行考核,占单次成绩的40%。最后,实践部分的最终成绩再由每次实验的分数累加取平均值得出。这样从多个方面对学生进行考核,与过去单一的从实验报告上进行打分相比,会更加科学。

3结语

苏联教育家巴班斯基曾经说过:不存在教学方法上的百宝箱。的确,教学有法,但无定法,贵在得法。笔者在教学方法的探索上,根据本专业的性质,结合无机及分析化学实验课程的特点,通过优化实验内容、改革教学方法、加强环保教育等措施,对该课程实施教学改革,并在实践中不断推行,取得了良好的教学效果。其成果从无机及分析化学实验体系改革的角度来看,能够满足我校不同专业的教学要求,其次,从理论与实践两部分的考核结果上来看,学生在期末时的理论成绩大有进步,对大纲要求的基本理论知识都掌握的较好,在实验课上的积极性较往常也有所提高。

参考文献

[1]刘冰,陈厚,徐强.《无机及分析化学实验》教材建设的探索与实践[J].化学教育,2015(4):6-9.

[2]薛春霞,秦斐,翟淑红.无机及分析化学课程教学改革探讨[J].广州化工,2014,42(11):237-238.

[3]邓辉,高英.浅谈无机及分析化学实验的教学改革[J].广州化工,2014,42(7):162-163.

[4]周萃文,尚秀丽,郭亚玲,等.高职石油化工专业无机及分析化学教学改革创新[J].广州化工,2015,43(10):213-214,216.

[5]赵丽,孙洪海,王丽敏,等.化工专业《无机及分析化学》教学改革实践与探索[J].教育教学论坛,2015(13):114-115.

无机及化学分析篇2

【关键词】无机及分析化学教学质量策略

【中图分类号】G【文献标识码】a

【文章编号】0450-9889(2013)07C-

0136-02

无机及分析化学是我校于2004年实施基础化学教学改革后,将无机化学和分析化学的课程内容进行整合形成的一门新的课程,是化学工程、高分子材料工程、生物工程、环境工程等工科专业学生在大学阶段学习的第一门化学课,对培养基础扎实、创新能力强、适应经济社会发展需要的应用型人才起着十分重要的作用。这门课程的学习效果直接关系到后续课程如有机化学、物理化学及相关专业课程的学习。整合以后的无机及分析化学课程内容更紧凑、合理、连贯,并且大大减少学科间知识点的重复,从而建立起更有利于学生系统地学习和创新思维培养的课程体系。针对目前该课程教学内容较多、课时数较少的情况,为了使学生掌握更多的知识,有效地提高课堂教学质量,我们在改进教学内容、教学方法等方面进行了探索和尝试,收到了明显的效果。

一、教师提高教学科研水平

课堂是教师传道授业的大舞台,教师要在这个舞台上面充分展示自身学识、能力、魅力。教师在课堂中若能旁征博引,引经据典,妙语连珠,必然能提高学生的学习注意力和兴趣,从而达到优化课堂教学效果和提高教学质量的目的。要做到这一点,单纯地在课堂上照本宣科讲授知识是不够的。素质教育对现代教师提出了更新、更高的要求,老师不仅需要有渊博、深厚的学科知识,还需要勇于反思,不断提高自己的科研业务能力。专任教师特别是青年教师必须不断地提高自身的综合素质和教学技能,并且时刻关注学科前沿信息及发展动态,注重教学内容的更新和拓展,避免过多地讲授陈旧过时的知识。教师的业务素质是提高教学质量的保证,而教学与科研相结合是提高高校教师素质的一个重要途径,因为科研过程也是学习过程,教师在科研过程中可以发现和弥补自身知识、技能的缺陷,促进自身对于科研方法的掌握、运用与科研能力的提高。

二、合理安排教学内容

我校采用的教材是林培喜、朱玲主编的《无机化学与分析化学》(第一版),全书共十九章,主要分为化学热力学与动力学、四大化学平衡与定量分析、原子结构与分子结构、元素化学和现代分析方法四大部分,教学大纲要求是一个学期教完,70个课时。学生普遍觉得教学内容繁多,上课进度太快,对知识点的消化理解周期短,上一节课的内容还没有掌握好,下一节课又有新的知识点,如此下去就进入一个恶性循环,也就谈不上对教学内容学透、学深了。因此,在教学内容的组织、教学设计的布局等方面,都要充分考虑到学生的接受能力。要在有限的学时内按质按量地完成教学任务,就要对教学内容进行取舍,适当安排学生自学的内容。为此我们选择了化学热力学与动力学及元素化学这两部分内容进行处理。由于热力学和动力学方面的内容学生会在后面的物理化学课程中重点学习,所以在课堂上只是重点介绍了化学反应的吉布斯自由能及其与化学平衡的关系这一内容,因为这一内容对后面四大化学平衡的掌握非常重要;而元素化学部分的内容繁多且没有规律,由于学生在高中化学也学过相关的知识,要掌握起来也不算难,所以在教学这一部分时,重点把各族元素的通性向学生介绍,学生通过自学掌握其它的知识点。如此就可以把教学重点放在其余部分的教学上,在有限的时间内完成教学任务。

另外,我们还要根据学生的专业特点来制定教学内容。例如,对于环境专业的学生,除了基础概念的讲解之外,在涉及具体的分析方法和仪器分析时,可以和环境污染方面的内容联系起来,如自来水硬度的测定可用eDta滴定法、环境中甲醛的测定可用分光光度法等;而对于食品及生物专业的学生,可以把“如何分析奶粉中的蛋白质含量”“如何检测三聚氰胺的存在”“如何鉴别及检测地沟油”等相关的热点问题和教学联系起来。这些内容不仅和我们的生活息息相关,还跟学生的专业紧密相连,让学生在思考问题的过程中既能体会到分析科学在实践中的具体过程,也能将抽象概念与实际问题相结合,即加深了学生的印象,又帮助其掌握了相关知识点,达到学以致用。

三、讲解做到深入浅出

一个知识点,阐述方法不同,难易程度可能大大不同。针对教学过程中的一些疑点、重点、难点,应该做到深入浅出,讲明讲透,尽量让学生在课堂上就能掌握。对于教材中的原子结构、分子结构这一类空间结构的内容,很多学生感到抽象难懂。如果我们单纯地照本宣科,只是把其中的条条框框讲出来,很多学生是听不懂的,而且也会因此对这个内容产生厌恶的情绪,也不会主动再学习,不利于今后其他专业课程的学习和深造。比如,“原子核外电子排布”规律要遵循的三大原则中的“洪特规则:电子在简并轨道上排布时,应优先分占尽可能多的轨道,且自旋方向相同”这一内容,如果以公共汽车上的座位为例,将原子核外的各个电子比做乘客,将原子核外的各个轨道比做座位,学生觉得有趣,通俗易懂,普遍反映比较好理解。诸如此类问题,在课堂上要随时发现并用通俗的实例化抽象为具体,深入浅出,提高教学质量。

四、善于综合利用教学法

教无定法,贵在得法。教学方法直接影响课堂教学质量和效果,在人才培养中处于十分重要的地位。虽然广大教育工作者普遍都认识到“满堂灌”“填鸭式”的教学方法的弊端,也一直在探索新的教学方法,但由于很大程度上受到传统思维习惯的影响,课堂教学方法的改革在很大程度上难以实施。在课堂教学上一方面要继承和借鉴传统教学的经验和长处,使其不断发扬光大;另一方面也要在认真调查、深入研究的基础上,大胆改革那些陈旧的、落后的教学内容、教学方法和教学手段,敢于打破常规,不断推进课堂教学理念及课堂教学工作的更新、丰富和发展。要根据教学内容及特点选用合适的教学方法,将各种教学方法综合起来利用,如在以教师讲授为主的教学过程当中,可以采用启发式、设问式、提问式、自问自答式等方法;在以研究探讨为主的师生互动的教学过程中,采用以学生为主体的探究式、开放式、研究式、创造式等教学方法。

五、传统教学与现代教学手段有机结合

随着教育教学研究的日益丰富、教育技术的日益提高,多媒体教学逐渐成为目前教学技术的主流之一。因为多媒体具有图、文、声并茂甚至有活动影像这样的特点,具有许多对于教育、教学过程来说特别宝贵的特性与功能,这些特性与功能是其他媒体(例如幻灯、投影、电影、录音、录像、电视等)所不具备或是不完全具备的。利用多媒体可以在有限的时间内提供大量的教学信息,对教学任务繁重的无机及分析化学课程来说是大大提高了教学的效率。而且这种教育技术具有强大的表现力和渲染力,增强了教学的趣味性和直观性,在教学重点和难点的讲解上起到很好的辅助作用,这是传统教学无法比拟的。

将现代教学手段和教育技术引入课堂教学,无疑将大大提高课堂教学质量和教学效果。但是课堂信息过多过滥只能使学生被动地接受授课内容,缺乏思维的过程;甚至造成教师只是播音员和解说员,失去了对教学应有的控制。科学的教学手段和教育技术不仅仅是现代教学手段和教育技术,同时也包括传统的教学手段,如粉笔和黑板等。课堂教学不应该单纯依赖于教学课件,而应该根据教学内容选择适当的教学手段,为教学内容服务,不能喧宾夺主、本末倒置。比如对于教材中的公式推导,应该通过板书的边讲边推理来引导学生理解公式,如此学生才可以清楚地理解公式的来源及推导过程,对于公式的应用及理解可以达到很好的效果。在教学中应避免盲目使用和滥用多媒体教学课件的现象,要正确把握其中的度。只有将多媒体与其他教学手段有机地结合起来,才能使教学效果得到最大程度的提高。

六、注重课后辅导和答疑

课后辅导和答疑一直是教学过程中的一个重要环节,是检验教学效果的一种手段,同时也是促进教师教学能力提高的一种途径,是课堂教学的补充和延伸。一方面,教师通过辅导答疑可及时了解教学效果和学生的学习情况,有助于“因材施教”,提高教学质量;另一方面,辅导答疑也能促进教师自身的成长,学生咨询的问题包罗万象,无疑会给教师造成一种压力,进而转化为教师积极学习、不断提高的内在动力。由于无机及分析化学的课时有限,仅仅通过课堂上的时间来解决学生的疑难问题是远远不够的,因此,教师除了每周应安排固定的答疑时间,还可以充分利用网络资源进行课后辅导。如可以利用我校的网络教学平台,在网上解答问题,上传一些教学心得、无机化学课后习题答案、教学安排、实验安排、考试成绩和优秀的化学课程网站等,学生通过课外时间上网查阅各种无机化学的资料,扩展了知识,弥补了课堂教学和课堂讨论的不足,进一步加深理解和巩固无机化学的基本理论及基础知识。

总之,无机及分析化学课程教学面临的问题是多方面的,而教学方法是没有固定模式的,我们要始终坚持不懈地探索、实践,努力提高教学水平,才能适应培养应用型人才的目标,为培养高素质的人才贡献力量。

【参考文献】

[1]李俊卿.提高课堂教学质量培养大学生的创新能力[J].中国大学教学,2010(1)

[2]肖顺华,钟福新,刘峥等.充分发挥多媒体优势,提高无机化学课程教学质量[J].梧州学院学报,2008(6)

[3]于新蕊,宋辉,邓淑凤,郝勇.对课后辅导答疑的探讨与实践[J].山西职工医学院学报[J].2012(5)

[4]夏金虹,莫德清,李学军.环境工程专业无机化学教学改革初探[J],高教论坛,2007(1)

[5]王薇,张旺喜,孙丹.QQ博客及QQ群对工科无机化学教学的辅助作用[J].理工高教研究,2009(1)

无机及化学分析篇3

[关键词]农林;无机及分析化学;试题库

无机及分析化学课程是我国农林院校的一门公共基础课,以西北农林科技大学(西农)为例,每年有过一半的大一新生(近3000人)要学习该课程,足见其在农林院校的重要地位。一般有如此多学生的课程都会采用统考的方式考试,因此试卷的全面性、公正性、区分度和客观性就显得非常重要。然而由于某些原因,部分农林院校仍以人工命题的方式出卷。人工命题方式有其优点,但在当前信息科技越来越发达的时代,其缺点越来越突出。首先,人工命题往往易受出题人的主观影响,存在对课程内容覆盖面不全、难度把握不好、重点不够突出、题目容易跟往年类似或重复等缺点,对学生的考查不够细致,区分度可能也不好,达不到考试目的[1]。如果情况严重,甚至可能造成教学事故。其次,人工命题容易出错,如符号错误、分值错误、数据错误等。出题人的责任心不同,试卷的质量往往差别很大,责任心强的教师出的试卷质量还比较高,但责任心较弱的老师所出的试卷质量则不能保证。再次,人工命题效率低、成本高。命题一般在教师课程未结束的时候同时进行,教师在上课之余,要花很多时间命题,往往是人付出了很多精力,却没有得到相应回报,可能也没有得优良的试卷[2]。

1试题库系统结构

我们已进入一个信息科技爆炸的时代,电脑、手机和网络已是我们日常生活、教学和工作必不可少的工具,农林院校的无机及分析化学课程也应该跟上时代步伐,建立计算机试题库系统。试题库系统的优点显而易见。首先,计算机试题库系统可有效避免人工命题的诸多缺点,如实现教考分离,更好把握课程内容的覆盖、难度分布、重点突出、不易出错等等[3]。再次,机器出卷效率高,只要设置好一些基本要求,就会很快组成试卷。另外,试题库系统还有其他方面的用途,如满足学生的日常练习,课程进行过程中,可以利用试题库系统出一些较简单的练习题,供学生加深对课程内容的理解之用。最后,考试完之后,考试情况可以反馈给试题库系统,进一步改进试题库系统,那么以后的试卷会越来越好越客观。当然电脑组卷也不是万能的,如果结合电脑组卷和人工修改,即可结合二者的优点,得到一份优秀的试卷。建立一个优秀的试题库系统,工作量巨大,需要大量细致长期的工作。总的来说,试题库系统首先应该有一套优秀的试题库软件,然后问题就在于要采集大量试题,最后就是管理与参与者的长期完善。针对无机及分析化学课程,应该包含以下几个方面。所示,应该包含四个基本子系统,即题型管理、试题管理、用户管理和组题管理子系统[4]。题型管理子系统可以设置加入不同类型题目,除传统的填空、选择、判断及计算题之外,用户可以定制自己的题型;试题管理子系统对试题进行管理、设置难度、归类等,如批量输入试题,设置修改难度系数等;通过用户管理子系统可设置不同权限的用户,用户通过网络可以登录系统,根据要求使用系统,保证多用户使用,同时保证安全;组题管理子系统可以设置不同组题方式,产生试卷。另外还有试题质量评价模块,为考完试后进行评价反馈而设置。

2试题库系统软件

试题库软件一般通过两种途径获得,即商业软件和使用者自己编写。对于非计算机专业的化学工作者来说,编写一套较好的软件有一定难度,故采用成熟商业软件比较可行。不管那种方式,试题库软件系统应包括以下方面:(1)界面友好,易于操作管理,功能齐全:试题库系统不仅管理员使用,普通老师也要用,如出一些练习题、小测验等。大多数化学老师的计算机水平有限,因此简单易用的界面能为更多人使用。界面简单易用的同时,还要保证内容丰富、功能齐全。如题型的设置,普通的选择、填空、判断、计算题必不可少,还有其他题型,如概念、证明、小论文之类。另外用户管理、组题出卷等都要包含。每个题目设置相应的难度系数,组试卷时根据难度系数的分布情况组卷,这样考试时一般都会比较符合正态分布,难度系数可由管理员修改。(2)化学语言友好:由于化学试题必不可少的出现化学语言,如无机及分析化学课中热力学部分的热化学方程式、热力学函数关系式,原子分子结构部分的分子杂化轨道显示、化学分子结构式,四大平衡对应的滴定实验示意图等。因此试题库软件应该正确显示这些化学语言,兼容CHemDRaw等化学软件绘制结构图,而且必须是woRD软件友好的软件,以正确显示化学语言和数学公式。(3)网络题库:试题库系统不仅在考试时使用,平时也要发挥作用。无机及分析化学课本中的练习题非常有限,学生可能需要做更多些练习题以加强对知识的理解,试题库系统可以提供网络练习接口,让学生可以更灵活地获取知识。另外网络题库可以发挥其交互的优势,让学生和教师更好的交互反馈。(4)安全性:无机及分析化学课程为农林院校公共基础课,因此试题库软件的安全性一定要高,如果出现试题泄露、黑客入侵等情况,将严重影响教学工作,造成教学事故。因此,软件系统一定要提供良好的安全性。

3试题采集

试题库系统的另一大关键就是试题的数量和质量,即试题采集。大量试题需要大量人员完成,是一个大工程。有经验的老教师承担试题的核验、确定难度系数、试卷的把关等工作,其他老师可搜集试题,试题翻译,试题录入及管理等工作。系统管理可由几位老师承担,每位负责某种题型。试题采集是最为繁琐且庞大的工作,必须由多人承担,按章节划分,每1至2位老师负责一章,结合科学前沿有趣的东西,收集翻译编写题目。试题采集主要通过以下几种途径获得:(1)已有资料。西农无机及分析化学课程的命题近年都由不同老师轮流命题,教师一般都有出题经历,有一定量试题资料,因此首先将每个老师的试题资料收集、归类,就是试题库的基础试题。(2)外文课本翻译。相对于国内课本,国外教科书或参考书中一般都有大量题目,可以联系版权方,获得题目的使用权,然后进行翻译。(3)自编题目。组织教师自己命题,教师根据自己的授课经验,结合自己的专业特长和学校特点,负责某一章节试题的编写。(4)另外,试题库的题型可多样化,不局限于考试,可引导学生自己动手,查资料写小论文,将小论文的题目也可加入试题库共享。

4不断实践、反馈和改进

试题库系统是不断建设、实践及完善的长期工程,每次组卷考试后,根据考试情况进行反馈,然后对有问题的部分进行修改,如难度调整等。另外,每年都应该往系统里加入一定量的试题,淘汰陈旧试题,保持更新。经过几年的改进完善,最终会建设好一个优秀的试题库系统。

综上所述,无机及分析化学课是一门农林院校非常重要的基础课,应该充分重视其考核方式的公平性和客观性,实现教考分离,淘汰陈旧的人工命题方式,有效组织起来,建设试题库系统进行组卷考试。

作者:蒲亮张忠王文己杨正亮单丽伟单位:西北农林科技大学

参考文献

[1]袁东华.高校试题库、试卷库建设问题的思考[J].黑龙江教育,2013,4:77-78.

[2]陈红兵,贾俊仙,武英耀,等.创建农业院校化学网上试题库的探讨[J].高等农业教育,2002,138(12):50-51.

无机及化学分析篇4

关键词:环境科学;无机及分析化学;教学

中图分类号:G642文献标志码:a文章编号:2096-000X(2016)24-0140-02

abstract:accordingtotherequirementsofthecourse,thearticleexplainshowtoselectteachingmaterialsandteachingcontentofinorganicandanalyticalchemistrycourse.atthesametime,onthebasisofthecharacteristicsoftheenvironmentalscienceandthestudents'situation,theteachingreformoftheclassroomteachingisdiscussed.

Keywords:environmentalscience;inorganicandanalyticalchemistry;teaching

在环境科学本科专业的培养方案中,化学课程占了比较大的比重。学生首先学习的化学专业基础课是《无机及分析化学》(有配套的无机及分析化学实验课程),由无机化学与分析化学的化学分析两大部分内容整合形成。它将为后续课程的学习奠定基础,如有机化学、仪器分析化学、物理化学和环境化学等。因此,有必要对无机及分析化学的教学进行探讨,激发学生的学习兴趣,提高课堂的教学效果,以适应科技的飞速发展。

一、教材的选择

目前,该课程采用高等教育出版社的面向21世纪课程教材,《无机化学与化学分析》(第三版),史启祯主编。教材分为两大部分-主篇和副篇,主篇的内容是基础,是对学生的基本要求,副篇的内容供教师选用和学生选读。主篇共有19章,第1章到第12章为无机化学及分析化学的基础理论知识,而第13章到第17章为元素、化合物知识,第18、19章分别介绍氢和核化学的一些相关知识。与旧版相比,新版引入了学科的前沿知识,选取的教材内容更加新颖,有助于学生初步了解学科的发展趋势。为了适应新形势下的课堂教学要求,新版也调整了部分章节内容的编排顺序。别具特色的是,教材中的习题作业全部用英语表达,并且最后还给出了一些英文词汇的解释[1]。

二、教学内容侧重点的选择

该课程是对环境科学本科专业的学生开设的,而不是化学本科专业的学生,所以课时进行了一定的压缩。因此教学过程中不可能面面俱到,不需要像化学专业的学生那么深入,要求讲授基础知识。

环境科学专业毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

1.掌握普通化学、分析化学、物理化学、工程力学、测量学、工程制图、微生物学、水力学、电工学、环境监测与评价、环境工程学科的基本理论、基本知识;2.掌握水污染控制工程、空气污染控制工程、噪声污染控制工程、固体废物处理处置与资源化工程的基本原理和设计方法;3.具有污染物监测和分析、环境监测、环境质量评价、环境规划与管理的初步能力;4.了解环境科学与技术的理论前沿和发展动态;5.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究和实际工作能力。由此出发,在主篇内容的教学中,应该把重点放在第1章到第12章的无机化学及分析化学理论知识上。

三、教学改革的四个方面

(一)在教学中渗透学科研究的前沿领域

高校教学必须重视各学科领域的最新发展,将其融会贯通到教学进程中,开阔学生的眼界,培养学生的兴趣,提高学生的知识素养,使教学与时俱进,不断推陈出新,保持足够的吸引力,为培养创新型人才打下夯实的基础。

对环境科学专业的《无机及分析化学》课程而言,教学中主要渗透的是环境学科以及无机、分析领域的发展。例如第六章《氧化还原反应与电化学》讲授中,介绍了废弃干电池是环境杀手,台湾成功大学研发以硫酸亚铁溶解废电池,再萃取成为磁性纳米吸附剂,反而成为污染防治的助手。第19章《核化学简介》讲授中,介绍了中国科学院东北地理与农业生态研究所环境修复材料与技术学科组研制出一种可净化放射性铯污染的新型纳米材料。同时,该材料还可在外加磁场作用下,实现吸附材料与废水的简便、快速分离,为土壤重金属污染治理研究提供了一条新的思路[2,3]。

(二)在教学中多媒体教学与传统教学相结合

目前,多媒体教学已经普遍应用于高校的各学科教学中,因其灵活多变,可以充分调动学生的积极主动性,大大提高了教学质量。

例如讲授现代价键理论的要点-原子轨道最大重叠时,运用多媒体教学,可以直观、具体、形象地演示这一抽象的微观过程,学生在动态的画面中,似乎看得见原子轨道的形状和取向,这是传统的教学手段无法达到的。

但也不能一味地全部采用多媒体教学,摒弃传统教学。不是所有的教学内容都适合使用多媒体手段。《无机及分析化学》涉及到许多基本定律和公式,教师用粉笔在黑板上层层深入地推导,通过板书、语言、动作和表情与学生进行实时交流,这比用多媒体教学更能使学生深刻地理解基本定律和公式的关键之处。例如,在讲授一元弱酸和弱碱平衡计算时,利用多媒体讲授,教师被“固定”在電脑前面,与学生的交流很少,哪怕是逐步地呈现公式,学生也不容易掌握。而在传统的黑板上,教师科学、严谨地一步步推导,加上富有逻辑性的推理语言、板书的停顿、近距离与学生眼神的交流,使学生更容易理清思路,紧跟教学的节奏,学生收获的不仅是一条定律或公式,更是一种思考方法。

因此,如果教师针对不同的章节内容采用不同的教学媒体,将多媒体技术和传统教学方式有机结合起来,将会达到事半功倍的效果[4]。

(三)在教学中创设问题情境

问题教学法是一种以问题为中心进行教学活动的方法。它是贯彻启发式教学的基本教学方法。在传统教学甚至多媒体教学中,“填鸭式”教学是主流模式,教多问少。教师即便提出一些问题,或者学生被动地回答,或者教师自问自答,或者教师只问不答,在教学中几乎没有给学生提供解決问题的时机,学生的能力也就无法提升。

在教学中如何创设问题情境?

1.利用学生代表性的错误创设问题情境

在讲化学热力学的基本概念-热和功时,教师提问:热和功属于状态函数吗?不少学生联想温度和压强,马上回答是!这时教师要求学生回忆状态函数的特性,讨论热、功与状态函数的性质比较,最后由学生自己得出热和功不属于状态函数。

2.利用学生固有知识与客观事实的矛盾创设问题情境

同样是在讨论热和功基本概念,教师提问:热和功是系统的能量吗?学生很有把握地说是。教师明确指出,并非如此。这时教师可以逐步地追问:系统的状态没有改变,有没有热和功?-系统从同样的始态到同样的终态,热和功一样?通过问题教学,学生真正理解和掌握了热和功这两个基本概念。

3.利用学生对同一问题的不同看法创设问题情境

在讲价层电子对互斥理论时,教师提问:水和氨分子的键角大小比较?学生的意见不统一,教师要求学生利用VSepR理论计算水和氨分子的分子理想模型,继而通过电子对排斥力顺序判断分子的立体结构及键角大小,最后顺利地导出答案:水分子的键角小于氨分子的键角。

4.利用提出的假设创设问题情境

在讲化学热力学的基本概念-自发过程时,教师提出假设:热可以自动从低温物体传向高温物体。创设如下的问题:热从低温物体传向高温物体,再从高温物体传向低温物体,从始态到终态,系统和环境有什么变化?教师要求学生分组讨论。

5.利用课堂演示实验创设问题情境

对于化学课程来说,课堂演示实验是很重要的一种教学形式。结合现代化的多媒体技术,还可以进行虚拟的实验演示,在演示实验过程中,可以询问学生关于实验操作或实验现象的问题。

在教学中有时候会同时应用几种创新问题情境的方法,如提出假设并且利用学生的不同看法来提出问题。这类方法很多,教师只要用心,都可以游刃有余地应用到教学中。

如何给学生提供解决问题的时机?

要留出足够的时间给学生思考回答问题;要设计难度适中的问题给学生解决;给学生的提问要回答,切忌只问不答,尽量避免自问自答;

在教学中创设问题情境,不仅能使学生获取知识,熟练掌握基本技能,更重要的是能调动学生的积极性和主动性,培养学生独立思考、自主学习的能力[5]。

(四)在教学中加强各知识点的联系

在多年的教学生涯中,教师对《无机及分析化学》每个章节的关键点和知识点都了如指掌,在教学中也会强调对每个知识点的讲解,然而对知识点之间的联系尤其是各章节知识点的联系相对不够重视,也较少融入到教学中。如何突出各章节知识点之间的逻辑关系?借鉴思维导图,以图形方式说明各章节的主要教学内容,直观地给出各章节关键点与知识点之间的内在联系,可以反映知识点之间的层层推进,使学生形成一个较为完整的知识网络,培养学生的逻辑能力[6],例如图1反映了化学热力学和化学动力学的关系。

目前,我们正在录制慕课视频。接下来,我们将会尝试线上学习和线下教学按一定比例相结合的混合教学模式。总之,我们的教学模式也不是一成不变的,需要在教学中不断前行,摸索总结经验,提出更多、更好的教学方式、方法来改进教学质量。

作者;许妙琼

参考文献 

[1]史启祯.无机化学与化学分析(第三版)[m].北京:高等教育出版社,2011. 

[2]邱锐.中科院东北地理所制备出可净化核污染新型纳米材料[n].第四版.中国科学报,2014,3(6). 

[3]董斌,吕仁庆,曹作刚.无机化学研究的前沿领域在教学中的应用[J].高等函授学报(自然科学版),2011,24(2):29-33. 

[4]杨影洲.无机化学教学中使用多媒体技术应注意的问题[J].长春理工大学学报综合版,2006,2(2):113-114. 

无机及化学分析篇5

【关键词】无机化学;分析化学;课程改革

化学是一门以实验为基础的学科,化学实验是化学理论教学的延续和深化,化学实验教学从来都是化学教学的重要环节,“无机及分析化学实验”是与《无机及分析化学》理论相配套的一门实验课,主要含无机化学和分析化学的实验内容,是培养学生基础化学动手能力和创新能力的重要实践环节。实验教学的水平与质量对培养人才的实验能力起着至关重要的作用,通过实验教学,不仅可以加深对无机及分析化学基本理论的理解,通过典型的实验,应用理论指导实践,掌握无机及分析实验的基本原理和条件;正确掌握无机及化学分析实验的基本操作技能,还可以培养学生分析问题和解决问题的能力以及严格的科学作风,提高观察、分析和解决问题的能力,从而培养具有创新能力的人才。而我院无机及分析化学实验课程教学,长期以来局限于传统的实验教学模式即完成验证知识、传授技能,反映学科前沿实验少的现象,特别是随着课程教学时数的缩减,学生的实验操作技能和实践能力的训练尤感不足,不能满足提高学生创新实践能力培养目标的要求。为此,针对这方面存在的问题,我们从以下几个方面对该课程进行了教学改革。

1改革教学内容,使其层次化

将课程实验分为操作性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验几个层次开设实验课。

1)操作性实验和验证性实验着重对学生进行实验基础知识、基本操作技能训练,是化学基础实验教学的重要环节。对于该类实验,我们首先明确该门实验课中学生应掌握的实验基本操作;基本操作所属的具体实验项目,通过讲授、演示和与学生的交流讨论,向学生传授实验基本原理、基本知识和实验基本要点与关键步骤,对学生进行严格的规范化操作的指导和训练,及时发现和纠正学生在实验基本操作上存在的问题。

2)综合性实验主要指导学生根据实验原理,运用基本实验方法、实验手段和技能完成给定化合物的合成、组成测定及结构表征,使学生系统学习各类化合物的合成原理与方法,学习运用近代分析仪器的方法。综合性实验突出训练学生对所学化学知识和化学实验技能的综合应用,通过一个物质或产品的研制、生产过程、成分分析等,达到培养学生科学思维和创新意识的目的。对于实验中的关键问题、安全要求、基本装置的规范安装和基本操作等内容进行详细的讲解,而对实验过程的现象及实验产生的结果,则由老师引导学生分析和思考,并要求学生进行讨论,这种启发式和互动式教学,调动了学生参与学习的积极性。

3)设计性实验突出培养学生运用所学知识解决实际问题的能力、判断推理能力、研究创新能力、团结协作能力。设计性实验是指在给定实验目的、要求和在实验室现有条件下,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验教学方法。与传统的实验相比,设计性实验突出学生在实验中的主体性,让学生主动思考、主动实践,这对于提高学生的创新能力、实践能力等综合素质十分有利。对设计性实验,我们首先指导学生查阅相关文献,与学生共同讨论实验方案,对实验原理、操作步骤、数据处理则由学生自行弄懂。实验完毕后,与学生共同探讨实验的成败。

2改革实验环节,使得实验预习、实验过程以及课后辅导一体化

2.1实验预习

在实验前要求学生对将要进行的实验进行预习,写出预习报告。预习报告主要包括实验的基本原理、实验仪器、实验药品、实验步骤、实验数据的记录、课后问题等内容。通过预习学生可对实验原理、所用仪器、药品、操作步骤等内容有一定的了解,可提高学生实验的效果。

2.2实验过程

在实验课上,教师和学生针对本次实验内容进行充分的讨论。通过教师讲解和学生的讨论,使学生能掌握实验基本原理、实验步骤、实验数据的处理方式、实验过程中的注意事项等。

实验过程中要求学生要按照正确的操作步骤进行实验操作,要及时正确地观察与记录实验现象、获取实验数据并进行结果处理。教师要对学生的实验基本操作进行具体指导,及时发现学生在实验基本操作上存在的问题并及时纠正。

2.3课后辅导

实验指导教师要对学生的实验报告进行认真、详细的批改,指出实验报告中的错误,记录实验报告中反映出来的学生在实验过程中可能存在的问题,并与学生进行及时交流。

3改革教学手段,提高教学质量

3.1重视现代现代教育技术在课程教学中的应用

任课教师将该课程的教学课件放到每个教师的教师社区中,学生可根据课件的要求进行预习、自学和课后讨论。同时将把实验中的基本操作以多媒体的形式放到学院的网站上,学生在网上可进行基本操作的网络练习,使学生在正式操作练习前就有一个感性的认识。现代教学手段用于课程教学中,改变了传统实验教学单一的教学形式,使现代教育技术手段与传统实验教学方法有机结合,优势互补,提高了实验教学质量。

3.2对于设计性实验,自主选题和教师拟题相结合

对于设计性实验,教师拟定一些题目,学生从中选题进行实验,也鼓励同学根据自己所掌握的知识自主拟题。学生针对选择的题目查阅文献,设计实验方案,进入实验室进行实验操作,撰写出完整的科学研究报告。通过设计性实验过程,学生自主设计实验的能力逐步提高,创新意识得到加强,创新能力得到培养。

3.3注重科研与教学结合

在教学过程中,鼓励和支持教师将学科发展前沿、最新科研成果、最新研究技术融入实验教学内容中,不断更新实验教学内容,开出新实验。特别是设计性实验,多数实验项目是由教师的科研成果或在研项目转化而来的。同时吸收部分优秀的学生进入到教师的课题组,逐步培养学生的实验动手能力和探索创新精神。

教学内容、方法、手段等是没有固定模式的,我们要用于创新,不断探索改革和实践。在实际的教学过程中,通过教学改革使之更符合社会实际需要,为培养符合社会实际需要的人才做出应有的贡献。

【参考文献】

[1]刘改云,党卫红.无机及分析化学实验教学改革初探[J].漯河职业技术学院学报,2009,8(5):134-135.

[2]王丽红,朱团.无机及分析化学实验教学改革的研究[J].科技创新导报,2012(15):158.

[3]张玲,王传虎,吴景梅,葛金龙,金陵.无机及分析化学实验教学改革与实践科技创新导报,2011(10):149.

无机及化学分析篇6

[关键词]网络课程;无机及分析化学;立体课程建设;实践

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]a [文章编号]1005-4634(2012)02-0100-03

山东科技大学的《无机及分析化学》不仅是应用化学和化学工程与工艺专业最核心的专业基础课,也是矿物加工、生物工程、环境科学与环境工程、无机非金属材料工程和高分子材料与工程等近化学专业的核心基础课程,主要为学生进一步学习《有机化学》、《环境监测》、《食品理化检验》、《高分子化学》、《生物化学》、《生化实验技术》、《仪器分析》等核心专业基础课打以及做毕业论文打基础。

《无机及分析化学》课程是一门理论与实验相结合的课程,针对不同专业的需要,山东科技大学有两种方式进行教学:一种是将无机化学与分析化学整合成一门课程的短学时教学(近化学专业),一种是将无机化学与分析化学分开授课的长学时教学(化学专业)。

《无机及分析化学》网络立体课程主要包括理论教学和实验教学两部分,经过十多年的教学改革和课程建设,形成了一套以培养应用型人才为特色的教学内容体系:在理论教学方面,本着应用为目的,够用为度、适量超前的原则,以定量分析为主线,设置化学基础原理和化学分析原理与技术两大块教学内容,准确、简明的阐述最基本的无机及分析化学原理和规律,并使“分析与应用”贯穿于整个课程教学内容之中,体了重基础、强应用、为专业服务的特色。在实验教学方面,按照“基础一综合一应用”的思路设计的实验教学内容,突出基础技能为专业技能服务的特点,强化综合技能的训练。

1 《无机及分析化学》课程系列教材的建设实践

教材的建设体了教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的改革,是网络立体课程建设的重要组成部分,是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。

根据山东科技大学近化学、化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》、《无机及分析化学实验》和《分析化学实验》。这些教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强简化分子轨道理论、晶体场理论等难度较大的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于矿物加工、材料、环境、生物工程等主要专业大类。

2 《无机及分析化学》课程立体化网站的建设实践

按照国家、学校新修改的教学大纲的要求,对《无机及分析化学》课程进行了网络立体化的全面建设,建立了《无机及分析化学》课程网络平台。将课程简介、师资队伍、理论教学、实验教学、教学互动、教学视频和化学资源等栏目的内容公布在山东科技大学的网站上。目前无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生可不受时间和空间的限制,掌控自己的学习过程。

在教学理念方面,把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练,强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。矿物加工、材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不开无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,要不断建立矿物加工类、材料类、环境类、生物类几个模块相关专业的课程体系和教学内容。

3 在教学实践中改革教学方法,增强师生互动

网络立体化教学的多样性,给不同层次的学生提供了适合自己的教学平台。学分制的改革,作为基础课的《无机及分析化学》的学时数也在减少,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法上,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授一课外讲座一辅导答疑一考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。

《无机及分析化学》的教学课程在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大提高,要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用代教育技术,将传统的教学方式与代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,也在网络课程中制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表课程教学内容。

不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0~10分,若能达到公开

发表的水平最多可加10分,但课程总成绩最多为100分。

4 《无机及分析化学》实验课的改革实践

实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是代意识、竞争意识的培养。自2004年起,根据山东科技大学实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验一综合实验一设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,设计了适合山东科技大学不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生个性发展、潜能开发以及优秀学生脱颖而出创造条件。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系,多模块的实验教学内容,预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施。

1)对无机及分析化学实验教学内容进行了重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,实了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”,这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。

2)正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富、技术熟练和教学方法科学而实用的要求。

3)多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。

4)形成了基础-提高-突优-参与科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来山东科技大学启动“挑战者杯”、“大学生实验技能大赛”、“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。

无机及化学分析篇7

关键词:化学实验教学多平台体系建设实践

中图分类号:G642文献标识码:a文章编号:1672-3791(2012)12(c)-0211-01

无机及分析化学实验是本科院校应用化学本科专业必修的第一门基础实验课,它是后续实验课程的重要基础,在教学计划中有非常重要的地位,在教学中有着独特的功能和作用。新建本科院校无机及分析化学实验教学由于环境、条件及运行模式的限制,难以适应新时期教学改革和人才培养的需求。因此,针对目前新建本科院校无机及分析化学实验教学中存在的问题,加强无机及分析化学实验教学改革,以创新和应用为主导,改革教学内容,优化课程结构,加强课程建设,对化学实验进行创新和发展研究,培养学生分析问题、解决问题的能力,提高创新能力和实践能力。

1新建本科院校无机及分析化学实验教学改革的必要性和紧迫性

新建本科院校主要是由地方各专科学校在合并整合的基础上升级形成的教学型本科院校,实验设施比较落后。随着高等教育的发展和高考制度的改革、扩大招生,学生普遍存在化学基础薄弱的状况,而无机及分析化学实验作为大学一年级的重要专业基础实验课,目前实验内容主要是验证课堂上讲授的理论,综合性、设计性实验偏少,化学科学发展的新技术、新成就难以反映到实验教学中去,不利于学生创新能力和实践能力的训练。因此,为了培养具有创新精神、创新能力和实践能力的高素质21世纪化学科技人才,改革无机及分析化学实验是当前一项刻不容缓的任务。

2新建本科院校无机及分析化学实验课程体系的建设

高校无机及分析化学实验是构成高等学校课程教学的重要组成部分,课程体系建设必须以科学发展观为指导,坚持以学生为本,树立“融知识、能力、素质全面协调发展”的教育教学理念,根据“体系重组、内容贯通”的原则,以强化学生实践技能、培养创新精神和实践能力为目标,以加强无机及分析实验教学体系的建设为核心,从实验课程结构、实验教学内容以及实验教学方法等方面综合进行改革与整合,形成了从低到高、从基础到前沿、从基础知识型到综合能力型的逐级提高的实验课程新体系。

3整合与优化实验内容,提高教学质量

无机及分析化学实验是构成新建本科院校化学课程的重要组成部分,在实验教学中,不断深化教学改革,强化实验教学在人才培养过程中的作用,进行实验内容的整合与优化,涵盖无机化学实验与分析化学实验常用的基本理论、基本技术和基本技能,包括常用化学基本实验仪器的使用,化学基本操作技能训练,重要化学原理的验证,实验数据的处理分析等,从而实现学生的“基础性”共性的培养,使学生掌握化学实验必备的基本技术和基本技能,重在训练大学一年级学生的基本实验操作的规范性和标准化,培养学生求真务实的科学态度和认真细致的工作作风,不断提高教学质量。

4综合运用多媒体技术,提高教学效果

随着计算机技术的不断普及与发展,多媒体技术已经成为高校教学工作中不可或缺的一种辅助教学手段。采用现代化的多媒体教学与传统教学相结合的方法,针对实验教学内容多而教学课时少的状况,运用多媒体教学,逐步提高多媒体技术和网络技术在实验教学中的应用比例,增强对无机及分析化学实验课程主要内容和重点难点知识讲解的实效,使学生加深对实验内容的理解,启发创新思维,培养创新能力,提高实验教学容量和教学效果。在实验仪器方面,积极推广微量操作技术与方法,对于投资较大的实验,部分开设“虚拟实验”,利用计算机模拟实验,解决在实验过程中难于理解的问题,提高实验教学的效果。

5增开具有专业特色的综合设计性实验,培养学生的创新能力

在实验课程教学中,实验内容除了反映化学专业的培养目标和基本要求以外,增设与现实紧密相关的实验。在实验类型上不仅提高综合型、设计型、创新型实验的比例,增加综合性选做实验的数量,而且内容不断改进、充实、丰富和提高,给学生们提供更多的选择和扩展的余地,实现学生的“专业性”和“特色化”培养,突出办学特色,培养学生的创新能力。

6实施开放创新实验教学模式,提高学生的创新能力和实践能力

根据本校的教学和科研优势,利用学生的自主学习时间,针对学生各人的志趣而设立的开放式实验教学模式,注重引导学生把所学知识与专业技能有效结合起来,提高学生的综合素质,提高学生走向社会参与竞争的能力。实验题目来自于教师的科研课题和学生的科研项目,选择优秀的学生到科研实验室,直接参与科学研究,实地参与科研实践,学生自愿组合,自由选题,在教师的指导下,直接参加科研项目,利用所学知识对实验中出现的问题,设计出不同的解决方案,独立完成实验设计、研究、总结和报告,并积极撰写论文和研究报告形成研究成果,充分发挥学生的主体作用,使学生受到科研的全程训练,参加大学生创新设计大赛,为学生提供更多的实践机会,提高学生的创新能力和实践能力。

7完善实验考核体系科学评价学生成绩

完善实验教学质量监控和教学质量评价体系,建立按实验过程、实验结果和实验考试等内容综合评定学生实验成绩的考核体系,使学生在知识、能力和素质等方面协调发展,实行实验室主任负责制和实验课程主讲教师责任制,加强实验教学的质量评估。实验考评改变过去单一的闭卷考试方式,代之实施一套闭卷+开卷+课程论文等多种有利于学生创新能力培养的考试方法,考试重点从获取知识量向知识、能力、综合素质的评价转移。采取平时与期末考评相结合的方法,期末考评采用实验操作考核、实验理论笔试与实验操作考核、命题试验考核等多种形式,激发学生的创新意识,充分调动学生学习的积极性,全面测试和提高学生的实验能力与创新能力。

8结语

无机及分析化学实验教学改革是一项长期、复杂的系统工程。在教学中要打破传统的化学实验教学模式,在无机及分析化学实验教学实践中积极改革,开拓创新,加强课程体系的建设,不断总结经验,加大改革力度,探索与无机及分析化学实验教学相对应的教学方法和教学规律,提高教学质量,充分发挥实验教学的优势,不断提高学生的创新能力和实践能力,培养出能够适应未来社会发展需要的化学人才。

参考文献

无机及化学分析篇8

关键词:化学工程与工艺基础实验训练

中图分类号:G642文献标识码:a文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0240-01

本文以无机及分析化学实验为例,浅谈化工专业学好该实验的重要性及无机及分析化学实验教学中的几点建议。

基础实验训练除加强物理实验、电子实验、计算机、金工实习等基础外,无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、专业实验是重点[1]。其中,无机及分析化学是由原无机化学和分析化学统合而成的一门基础化学课程,也是化工专业学生必修的第一门化学基础课。通过本课程的学习,使学生掌握化学反应的基本原理、原子结构的基本理论、元素化学的基本知识、误差的基本概念和化学分析的基本技能。由于无机及分析化学是第一门化学基础课,为学生进一步学习化学相关基础课和专业课打下基础,所以这门课程以对后续基础化学和专业化学课程的学习起着至关重要的作用。由于化学是以实验为主的学科,所以与之相应的实验课无机及分析化学实验,是加强该课程实践性教学环节的一门主要课程。通过实验,可以加深学生对无机及分析化学基本理论的理解。

无机及分析化学实验,使学生在学习一些典型的化学分析法实验的基础上,正确地、熟练地掌握无机及分析化学实验的基本操作技能;认真观察现象进而分析判断、逻辑推理、作出结论的能力;初步学会处理实验数据及正确表达分析结果的方法;正确设计实验(选择实验方法、实验条件、实验仪器和试剂等)解决实际问题的能力;通过查阅手册、工具书及其它信息源获得信息的能力;培养他们实事求是的、严谨的科学作风,认真、细致、整洁的科学习惯,并锻炼学生独立从事科学实验的能力,为学习后续课程和将来从事实际工作打下良好的基础。总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养是非常重要的。

在无机及分析化学实验的教学中,培养学生实事求是的科学态度、勤俭节约的优良作风、勇于开拓的创新意识,应始终贯穿整个基础实验教学过程中。

为了培养学生实事求是的科学态度,要求学生准备一个实验预习报告,用于实验课前预习。预习的内容包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据及记录。让学生在实验课前对实验做到胸有成竹,清楚为什么要做这个实验,理解相应的实验原理,清楚实验步骤,知道在实验过程中需要记录哪些数据,不至于在实验过程中手忙脚乱。在实验过程中,要求学生将实验数据记录在预习报告本子上,实验结束后,将实验报告本子拿给实验老师看。实验老师主要看实验结果记录的是否正确,误差大小,并签字。要求学生在写实验报告时,将预习报告本上的实验数据记录贴到实验报告册上,以保证数据的真实性,以达到培养他们实事求是的科学态度。同时,在实验过程中要求学生认真观察实验现象,做好记录,认真分析实验结果,从而培养他们实事求是的科学态度。

在实验教学过程中,注重培养学生勤俭节约的优良作风。在第一次实验课上,要求学生在实验过程中节约用水,节约试剂。在无机及分析化学实验教学过程中,通常采用微型实验,除了勤俭节约、降低实验成本之外,还有一个重要的目的就是尽量减少污染物排放,使学生具有环保意识。微型化学实验是指用尽可能少的化学试剂获得比较明白清晰的反应结果和化学信息的一种新型实验方法[2]。在实验过程中,在不影响实验结果的前提下,将实验工具书上的试剂量变为原来的一半或者更少,以达到节约试剂的目的。将一些价格昂贵的试剂,在实验准备过程中配制成溶度较稀的溶液,如在生理盐水中氯化钠含量的测定实验过程中,将agno3的浓度配制为0.05mol/L。在上述实验过程中,要求学生在润洗滴定管时,润洗液的量为5mL。在一些制备和提纯实验中,要求学生将产品称量完回收到指定的容器中,有些药品可以重复利用,如氯化钠的提纯实验。

化学实验是在理论指导下的实践过程,在这一过程中,允许有不同的观点、方法、手段,甚至有不同的结论,应提倡创新,鼓励探索,培养学生分析问题,解决问题的能力,为创新知识和创新能力的培养创造良好的氛围[3]。在实验课教学过程中,多设置一些问题,引导学生独立思考。在课后,要求学生认真写实验报告册,并对自己的实验结果进行分析,同时要求他们通过查阅工具书、文献资料等手段按时完成思考题。为了提高学生的创新能力,使实验室对学生开放。开放实验室使学生的创新能力培养延伸到课后。课堂内已经培养了学生的独立思考能力和创造性思维能力,使他们能从不同的角度分析问题,同时学生的科研能力也日趋成熟。开放实验室,主要是让学生利用业余时间到实验室去验证自己的想法,准备毕业论文。学生可以自己想课堂,自行设计出切实可行的实验方案。老师起到辅助的作用,帮助他们分析实验成败的原因,指出他们实验方案的可行部分,鼓励他们要有勇气面对失败,锻炼学生的意志,训练其缜密的思维能力。

总之,无机及分析化学实验对化工专业学生实践能力的培养起着关键的作用,希望在教学中得到高度重视。

参考文献

[1]钟军.对加强化工专业学生实践能力培养的认识与思考[J].广州化工,1999,27(4):136-137.

无机及化学分析篇9

1.1实验结构的改革

无机化学实验与化学分析实验内容有较大程度的重复,如果将定性分析实验融入到无机实验中,将滴定分析实验与无机实验综合,实验结构重叠问题就能得到较好的解决。还可根据无机、分析化学教学内容的特点,保留一些经典的实验内容。如“反应速率与活化能的测定”、“无机盐的制备”、“酸碱溶液浓度的标定”和容量分析中具代表性的测定等。强化各个实验的基本原理和操作,在原有基础上,深化教学内容,增设一些具有先进性、典型化的实验,例如酸碱反应实验。原无机化学实验设有“醋酸电离常数的测定”,而在分析化学实验中有“混合碱的测定”和“铵盐中含氮量的测定”,根据学生反映,酸碱滴定操作重复过多,感到枯燥,为此我们可以将“混合碱的测定”和“铵盐中含氮量的测定”这两个实验删除,而在“醋酸电离常数的测定”实验中增加了醋酸溶液浓度的标定,这样不仅充实了实验内容,而且实验内容选择上具有典型性,酸碱滴定既有强酸、强碱之间的滴定,也有强碱滴定弱酸,以拓宽学生的眼界,同时根据醋酸电离常数测定值的准确度直接检验学生标定酸碱浓度的准确性。实验课程的整合给实验课的教学提出了新的要求,原有的教材已不能满足实验的要求,特别需要与之相配套的符合学生实际情况的实验教材。为此首先在保持无机化学实验与分析化学实验教材自身的独立性和系统性的基础上,尽可能覆盖无机及分析化学实验基本操作技能,把那些对学生基本技能训练有重大作用的典型实验作为必做实验。精简两门实验中重复的部分,使其简而不漏。

1.2综合性实验的设立

无机及分析化学实验结构的改革使得综合性实验的设立成为必然。综合设计性实验的开设可有效提高学生综合设计能力和分析测试能力,培养学生解决实际问题的能力和综合实践能力。综合设计性实验需要综合各门学科的基础知识,必须具备各门实验课程的基础操作能力。如果整合两个实验课程,则可以设立无机与分析综合实验,提高学生的综合素质和能力。例如:在开设的综合实验中,可以同时包含有无机化合物制备、原料与产品定量分析等多项内容。教师可提出项目,指导学生查阅相关资料,由学生自己设计实验方案并完成实验,最后要求学生以小论文形式写出实验报告。这类实验不仅能提高学生的逻辑思维能力,自学能力和综合能力,而且也增强了学生的学习主动性。如可将无机化学实验中“由铜为原料制备硫酸铜”与分析化学实验中采用碘量法测定铜盐中的铜含量有机地结合成为设计性综合实验,由铜和工业硫酸为原料制备硫酸铜,再将粗产品重结晶制得纯品硫酸铜CuSo4•5H2o,然后进行铜含量测定。本实验要求学生独立设计合理的实验方案,选择实验仪器并计算主原料用量及确定最佳的实验条件,通过该过程不仅消除了学生以往为追求产品数量而忽视产品质量问题,而且使学生巩固了基本操作,学会解决实际问题的方法。

1.3教学方法的调整

无机与分析实验操作及其教材整合后,其教学方法也应作相应调整。根据综合性大学教学对象的差异性和教学组织的灵活多样性等特点,针对不同教学阶段、不同教学对象采用不同教学方法。如:第一周,在进行基本技能训练时,为保证学生操作的规范性,采用教师示范———学生实践———教师指导的教学方法;第二周进行定量分析实验时,为了培养学生思考问题、解决问题的能力,采用学生预习———教师讲解———学生实践———教师指导的教学方法,为下一步综合实验打下基础;第三、四周综合实验、设计实验时,采用教师命题———学生设计———师生讨论———学生实践———教师讲评的教学方法,以更好的培养学生的综合能力和创新能力。在教学方式上,采用多媒体教学为补充。根据综合性大学教育必须够用性原则,实验课时不能一味增加,无机元素性质、重量分析法等实验可以考虑在理论教学时一并完成。具体实施办法是:有任课教师在实验室录制相关实验教学录像,授课时采用多媒体教学。这样可以节省实验室资源,为学生自主实验提供条件。

1.4开放式实验室的设立

无机及分析化学实验的实验结构和教材的整合有助于我们设立综合性实验,从而培养学生勤动手勤动脑的习惯,培养学生学习兴趣,激发学生创新思维。对学生进行化学实验设计培养及实验技术和知识的综合应用能力训练,已成为学生创新能力培养过程中必不可少的重要环节,因此必须对化学实验、实训教学模式进行改革,挖掘实验教学与工作过程的结合点。所以建立开放式实验室无疑是解决这一问题的较好方法。开放式实验室的设立将以学生为中学,注重从验证式教学模式向研究式教学模式过渡,由灌输式教学法向诱导式再到自主式教学法转变,从学生被动的被灌输到诱导学生学习,再到学生能自主学习相关知识和技能。通过各种形式和层次的实验教学,以及实验室的开放,极大地调动广大学生对实验课的学习积极性,体现因材施教的教学理念。在开放式实验室里,学生可以一改过去“照方抓药”的实验工作方式,在教师及时、正确的引导下根据自己的实际情况选择实验内容,将实验主体从教师转变为学生,使学生的主动性和创造性得到充分发挥,并逐步培养学生完成既定工作的能力和毅力。开放式实验室是培养综合性大学学生工作能力和素质的有效手段。但值得注意的是,由于教学对象存在较大差异性,实验的难度和要求应遵循梯度原则,学生可以根据自己的实际情况选择教学题目。

2无机及分析化学改革与整合的特点

2.1增进学科间的融合,提高学习的时效性

随着化学学科在现代化工农业生产中应用的不断提高,化学各科之间的融合与渗透不断增强,工业分析中往往要综合运用无机化学、分析化学等领域的知识。将无机与分析化学实验内容整合,恰能避免学校知识与实践需要脱节的弊端。另外,大学的实验操作课程一般在新生入学第二学期开始,而此时大学的理论课程繁重,学生可能不能投入百分之百的精力与时间于实验中,所以课程的优化可以较好的解决这一问题。改革原有教学内容划分过细、各门课程过分强调各自的系统性完整性的状况,推进教学改革,为学生节省因重复操作而浪费的宝贵时间,提高学生学习的效率,从而达到增强学生获取和综合知识的能力,培养运用化学知识进行科学研究和解决工程问题的创新能力的目的。具体做法如:在实验内容的安排中,把化学常数测定的实验与仪器分析实验相结合,如,用pH法测定醋酸电离度、电离常数,由已知醋酸浓度改为学生自己配置标准醋酸溶液,从而激发学生的学习热情,同时又学习了pH计的运用,提高了实验效果;在水中铁含量的测定实验中,运用分光光度法,既可以使学生学会分光光度计的使用,又复习了分光光度计的原理及计算知识。这样做可使基本操作更加规范化,建立正确的概念,实验效果更好。

2.2减少重复性,突出整体性

传统的无机化学实验和分析化学实验是彼此独立的,两门实验课程各自安排实验,在一定程度上会造成内容上的重复。如,传统的实验安排中,在分析化学试验中会做酸碱滴定分析实验,在无机化学实验中同样会做这项实验;又如,在无机化学实验中称量微量试剂时要用到分析天平,而在分析化学实验中分析天平的使用率更高,两门实验课程中都要讲解分析天平的使用方法未免太过重复。当实验中出现重复时,回使学生对实验的兴趣降低,影响教学效果,而且用两次实验课的时间做同一个实验,在一定程度上也浪费了学生的学习时间。当把两门实验课程整合成一门课程后,这类实验内容重复的问题就会避免。将两门课程联系在一起,可以发展学生的思维,拓宽学生的眼界,促进学科间的融合,使学生自主学会联系各学科之间的关系,学会多方面对待生活中的化学问题。因此,避免实验内容的重复在安排实验项目工作中非常重要。

2.3符合够用性原则

现在的教育体制,不善于培养学生独立思考的意识。在当今的高考体制下,学生很难有时间去积极的投入到自身的兴趣爱好当中。在学校里只是一味的去接受知识,不是通过自己的思考来获得。这样的一些死知识使得学生没有了学习的热情,同时也失去了自己探索知识的兴趣。进入大学以后高校的教育体制又过度放任,这样的一上一下使学生的思维转变过大,学生很难适应,独立思考与创新意识更难以激发出来。并且重复的实验使得实验仪器使用率增大,学校很难安排出空余的仪器供学生自主学习与创新。学生自制力不强,加之实验室资源的短缺,学生很难全面而精准的学习课业内容。将两门实验课程整合起来,可以空余出实验室资源,供学生操作兴趣实验。解决了当今高校实验室资源短缺的难题,让学生在有限的时间内学到更多的实验技能。针对教学对象的差异性,让领悟稍慢的学生有更多的机会操作实验内容,让兴趣浓厚的学生在教师的帮助下完成各项探索及创新实验,做到因材施教。

3结语

无机及化学分析篇10

【关键词】微波消化技术;化学分析前处理;应用研究

20世纪70年代,Harwell实验室使用微波炉装置成功的处理了核材料,从这之后,微波辐射技术的发展逐渐扩展到了化学领域,并形成了一门新的交叉学科即微波化学。微波化学学科的形成,无论是在化学领域的基础理论方面,还是技术应用方面,都是化学领域中的一个新进展。如日常生活中的矿工、化工以及金属材料和食品成分的检测中,都需要应用微波消化技术,应用微波消化技术进行化学分析前处理工作,可以精确的检测出分解成溶液状态的样品成分,对保证样品分析过程的高效性和精准性具有重要意义。

一、传统的化学分析前处理方法

我国化学领域常用的化学分析前处理方法大致可分为溶解和熔融两种。溶解化学分析方法主要是将样品试样水溶于酸、碱以及其它种类的化学溶剂中,对样品的成分进行检测分析。熔融化学分析方法主要是将检测样品的试样与固体的化学溶剂混合,在高温加热的条件下,使分析检测样品的成分转化为可溶于水、酸和碱等化学溶剂的物质。另外在检测分析有机物,如生物制品、食品等中含有的无机物时,首先要去除检测样品中的有机物质。我国早期最常用的方法就是干法灰化和湿法消解,干法灰化主要是将检测样品试样用电炉进行碳化,然后在将碳化后的样品移至高温炉进行灰化,灰化后在测定该样品中的无机元素。湿法消解是在容器中按要求加入适当比例硝酸、硫酸混合酸进行消解检测。这些化学分析前处理方法普遍存在着化学试剂用量大、操作过程复杂、需要时间长、容易产生大量的有毒有害气体等问题,并且容易造成某些珍贵化学元素的挥费以及对人类的生存环境造成污染。由此可见传统的化学分析前处理方法在应用过程中存在很多问题,也带来了很多危害,同时还在一定程度上制约了化学分析仪器的先进性。

二、微波消化技术的应用原理及优势

目前我国化学领域在化学分析前处理中应用最广泛的化学分析技术就是微波消化技术,其主要应用原理是密闭微波溶样技术。微博消化技术的应用最早起源于上个世纪30年代,并且最初被应用于通讯领域,而应用于化学领域则是从20世纪80年代开始的。其实际工作原理是在250Hz的微波电磁场的作用下,使检测分析过程中添加的化学溶剂分子和水分子每秒产生24.5亿次的超高频率震荡,并与检测分析样品进行碰撞、摩擦和挤压,使温度升高,加快检测样品表层的破裂速度,形成新的样品表面与化学溶剂发生反应,使检测样品在短时间内完全分解。微波消化技术在化学分析前处理中的应用,是近年来化学分析领域的一项重要进展,在应用中,主要具备以下几点优点:

(1)检测分析样品溶解快,所需化学试剂少,样品溶解时间短,花费成本少;

(2)检验样品试样分解完全,有效减少了稀少元素的挥发率,回收率较高;

(3)检测分析过程中,引入的杂质和干扰物质少,降低检测分析失误率;

(4)采用密闭微波溶样技术,可有效防止检测分析过程中有害气体的泄漏,减少环境污染;

(5)能分解许多常规检测分析方法不能分解的样品试样,适合各种样品试样的化学分析前处理,尤其适合痕量分析和超纯分析。

由于微波消化技术在应用中具有以上优点,所以其在世界各国的化学分析前处理实验室中得到了广泛的应用。[1]目前我国海关部门和质检部门以及一些教育机构和研究所也逐渐开始应用微波消化技术,但由于设备价格昂贵,使得该技术还没有得到很大范围的应用。

三、化学分析前处理应用微波消化技术应注意的事项

在应用微波消化技术进行化学分析前处理时,检测样品试样的分解通常会用到无机酸。化学领域中,大多数的无机酸都具有良好的微波吸收能力,单一酸和混合酸在进行微波消化的过程中都会产生不同的性质变化和热分解效果,本文以密闭微波溶样为例,列出了部分单一酸和混合酸的基本性质以及适用检测样品的种类。

(一)盐酸

盐酸属于还原性较强的酸,不具有氧化性,不适合用于消解有机物质,在高温条件可与硅盐酸和难溶氧化物形成可溶性盐。而盐酸和硝酸进行混合后就会具有很强的氧化性,可以快速分解金、合金、硫化物以及矿砂等较难分解的物质,同时盐酸和过氧化氢混合使用,是分解效果良好的金属溶剂。

(二)硫酸

硫酸相对于其它酸性物质来说,具有较高的沸点,几乎可以破坏所有有机物的内部分子结构。但由于硫酸在高温条件下容易融化为聚四氟乙烯溶样杯,通常情况下不能单独使用。硫酸和硝酸混合后,可以使有机物氧化和碳化,同时还可以水解脂类。[2]比较适用于有机物、聚合物和脂肪类物质的分解,分解后可得到无色透明液体,如果所得溶液呈淡黄色,可加入适量过氧化氢进行消解。

(三)硝酸

目前我国化学分析前处理中,比较常用的酸溶剂就是硝酸和过氧化氢混合溶剂。硝酸具有氧化性强和沸点低的特点,在高温和高压的条件下,可以和检测分析样品迅速发生反应,化学分解产生的高能态活性氧是破坏检测样品有机物质的重要工具,化学分析前处理在使用微波消化技术时,往往会先加入硝酸,待检测分析样品初步分解后,在滴加过氧化氢,加强溶剂酸性,加快检测样品的分解速度。适合用硝酸和过氧化氢进行微波消化的样品包括蛋白质、脂肪、化妆品以及食品等。

(四)磷酸

磷酸具有挥发困难的特点,比较适用于分解氧化物,通常情况下,在应用过程中都需要与其它化学物质混合使用。[3]如磷和硫酸混合后使用可在低压条件下产生高温,比较适用于陶瓷制品和铝制品的消化分解。

(五)高氯酸

高氯酸属于典型的强氧化剂,加热后可分解出大量气体,产生高压。浓度和温度较高的高氯酸会与有机物质发生剧烈的反应,甚至引起爆炸,因此不适合应用于微波消化技术中。

四、结论

样品的化学分析前处理是一个复杂的化学反应过程,通常情况下,对于未知的样品试样,在进行微波消化之前一定要明确该样品的特征和属性,根据检测分析样品的不同属性和特征以及样品试样的待测元素含量,称量检测样品加入溶样酸的量,根据检测分析样品是否含有易挥发性有机溶剂以及和溶样酸的反应程度,来决定该样品是否要进行预处理,降低样品在微波消化的过程中所带来的高温和高压等危险性,确保微波消化技术应用过程中的安全性,使其能够被广泛应用。

参考文献:

[1]杨建民.微波消解技术在煤及煤灰处理中的应用研究[J].中州煤炭,2012,(11)07:17-19.