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[摘要]本文以“工业硫酸含量的测定”为例阐明教师如何引导学生进行自主实验设计及如何培养他们的实践创新能力。通过设计并实施实验表明：设计性实验有利于培养学生的实验设计能力，也有利于提高实际操作能力，更是提高学生综合素质的有力手段。
[关键词]分析化学实验 创新 工业硫酸 测定方案
引 言
化学实验是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式。但传统的基础化学实验教学模式往往以验证性实验为主，学生必须无条件接受现成操作设计和规定，不利于学生创新意识、求是求真的品格和科学精神的养成。设计性实验以学生为主，鼓励学生通过查阅文献资料和相关理论来设计方案，老师只对学生设计的方案只进行方向性的引导。在实验过程中引导学生通过实验现象发现问题，改进实验方案，完成整个实验。这类实验是以前教学实验的延伸，具有实验技能的综合性、实验操作的独立性、实验过程的研究性等特点。所以我们应该大力提倡将设计性实验教学模式应用于化学实验教学当中，让教师及学生都了解它对学生创新能力提高的重要作用。
1、引导学生制定并实施实验方案
首先，在选题时一定要遵循以下3个原则：一是实验内容不能超出学生基本操作能力和知识水平；二是实验项目要容易激发学生的兴趣，有利于发挥学生的主观能动性；三是实验的设计和实施应符合实验室现有的条件。以“工业硫酸含量的测定”这一设计性实验为例，首先在选定课题后，指引学生由以前学习过的理论知识和以前做过的实验来制定方案。如“NaOH直接滴定测定HCI的浓度”、“土壤硫酸根离子含量的测定”等实验，看能否借鉴这些实验的经验来制定此实验的方案，再告诉他们通过查阅一些相关的文献来修补自己制定的方案的不足。其次，要引导学生学会分析实验过程中一些可能出现的细节的小问题，所以可以以发问的方式来询问诸如“浓硫酸应该怎么样称量以避免称量过程吸水”、“每一种实验方案中指示剂应该怎么样选取”、“每一种实验方案中浓硫酸的含量应该在哪个范围内才是最优的”等等问题，让他们预先对自己的实验有一些深入的思考。之后就是要求学生在试做的过程中仔细观察，认真分析，最后根据实验结果的可行性、安全性、准确性等方面来确定最优的实验方案。以下是对于此实验设计的四种实验方案
方案一、用酸碱滴定法测定工业硫酸含量
用0.1NaOH为滴定剂，用酚酞为指示剂测定。
方案二、用标准Na2C03测定工业硫酸含量
用Na2C03基准试剂标定硫酸的测定。
方案三、用EDTA滴定Ba2+返滴定测工业硫酸含量
1).EDTA的配标
2).浓硫酸的稀释
3).滴定溶液中Ca2+、Mg2+及与S042-作用后剩余的钡镁混合液所消耗掉的EDTA的体积
4).空白试验测定所消耗的EDTA的体积
方案四、重量分析法工业硫酸含量的测定
准确称量浓硫酸试样8.6 g左右，将称取的浓硫酸稀释至250mL。取25.00mL于烧杯中，按照教材实验步骤进行。
2、结果讨论
通过以上实验的过程和结果可以分析，第一种准确度高，稳定性好，并且具有操作简单、分析时间较短、滴定终点极易判断等优点。第二种准确度也比较高、测定时间短，但在终点对颜色的判断可能有困难，很难准确的确定滴定终点，对实验数据的测定有较大影响，所以此法虽是一种可行的实验方法，但不完全适宜采用。第三种在实验过程中，因为有沉淀的影响，终点的判断较难分辨，对实验的准确度影响较大。而且络合反应时间慢，易有副反应发生，干扰较严重，而且这个实验中对钡镁离子的浓度要求极为严格，所以采用此法进行实验并不可行。第四种准确度较高，但是重量法分析时间太长，手续繁杂，不宜广泛采用。
综上所述，用NaOH直接滴定工业硫酸的方法操作简便、反应迅速、干扰小，准确度较高等优点，为最优实验方案。用Na2C03法测定的方法次之。
3、结 论
通过问卷调查我们不难发现设计性实验教学在以下几方面得到了明显的收效：一、学生学习的积极性大为增强。当得到這个课题之后，学生都积极地开动脑筋，踊跃发言，明显的提高了课堂的氛围。二、学生查阅文献能力有所提高。为了设计出一个好的实验方案，学生需要查阅大量的资料，接触以前从没有接触过的国内化学领域核心刊物大量的化学文献，学会了一些查阅文献的方法。三、学生对所学理论课程有了更深层次的理解，各种能力有所提高。模拟科研方式的设计实验在学生的动手能力、分析问题、解决问题的能力、实验技巧、综合素质都有了明显的提高。四、学生意识到了设计一个实验的不易，更加珍惜每一次做实验的机会。
参考文献
[1]李明，谈谈化学实验教学改革的几个设想[J]，玉溪师范高等专科学校学报，2000，16(1)：107-108
[2]高艳阳，董培荣，王金霞，对设计性实验的认识与思考[J]，实验技术与管理，2003，20(6)：125-127
[3]Paul C，Jere C，Andrea D，et al_Design Experiments in E—ducational
Research[J]，Educational
Researcher，2003，32(1)：9-13
[4]王春燕，分析化学实验教学改革与学生创新能力的培养[J]，洛阳师范学院学报，2008，05(3)：138-141
[5]华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，等，分析化学实验(第三版)[M]，北京：高等教育出版社，2001，63
[关键词]分析化学实验 创新 工业硫酸 测定方案
引 言
化学实验是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式。但传统的基础化学实验教学模式往往以验证性实验为主，学生必须无条件接受现成操作设计和规定，不利于学生创新意识、求是求真的品格和科学精神的养成。设计性实验以学生为主，鼓励学生通过查阅文献资料和相关理论来设计方案，老师只对学生设计的方案只进行方向性的引导。在实验过程中引导学生通过实验现象发现问题，改进实验方案，完成整个实验。这类实验是以前教学实验的延伸，具有实验技能的综合性、实验操作的独立性、实验过程的研究性等特点。所以我们应该大力提倡将设计性实验教学模式应用于化学实验教学当中，让教师及学生都了解它对学生创新能力提高的重要作用。
1、引导学生制定并实施实验方案
首先，在选题时一定要遵循以下3个原则：一是实验内容不能超出学生基本操作能力和知识水平；二是实验项目要容易激发学生的兴趣，有利于发挥学生的主观能动性；三是实验的设计和实施应符合实验室现有的条件。以“工业硫酸含量的测定”这一设计性实验为例，首先在选定课题后，指引学生由以前学习过的理论知识和以前做过的实验来制定方案。如“NaOH直接滴定测定HCI的浓度”、“土壤硫酸根离子含量的测定”等实验，看能否借鉴这些实验的经验来制定此实验的方案，再告诉他们通过查阅一些相关的文献来修补自己制定的方案的不足。其次，要引导学生学会分析实验过程中一些可能出现的细节的小问题，所以可以以发问的方式来询问诸如“浓硫酸应该怎么样称量以避免称量过程吸水”、“每一种实验方案中指示剂应该怎么样选取”、“每一种实验方案中浓硫酸的含量应该在哪个范围内才是最优的”等等问题，让他们预先对自己的实验有一些深入的思考。之后就是要求学生在试做的过程中仔细观察，认真分析，最后根据实验结果的可行性、安全性、准确性等方面来确定最优的实验方案。以下是对于此实验设计的四种实验方案
方案一、用酸碱滴定法测定工业硫酸含量
用0.1NaOH为滴定剂，用酚酞为指示剂测定。
方案二、用标准Na2C03测定工业硫酸含量
用Na2C03基准试剂标定硫酸的测定。
方案三、用EDTA滴定Ba2+返滴定测工业硫酸含量
1).EDTA的配标
2).浓硫酸的稀释
3).滴定溶液中Ca2+、Mg2+及与S042-作用后剩余的钡镁混合液所消耗掉的EDTA的体积
4).空白试验测定所消耗的EDTA的体积
方案四、重量分析法工业硫酸含量的测定
准确称量浓硫酸试样8.6 g左右，将称取的浓硫酸稀释至250mL。取25.00mL于烧杯中，按照教材实验步骤进行。
2、结果讨论
通过以上实验的过程和结果可以分析，第一种准确度高，稳定性好，并且具有操作简单、分析时间较短、滴定终点极易判断等优点。第二种准确度也比较高、测定时间短，但在终点对颜色的判断可能有困难，很难准确的确定滴定终点，对实验数据的测定有较大影响，所以此法虽是一种可行的实验方法，但不完全适宜采用。第三种在实验过程中，因为有沉淀的影响，终点的判断较难分辨，对实验的准确度影响较大。而且络合反应时间慢，易有副反应发生，干扰较严重，而且这个实验中对钡镁离子的浓度要求极为严格，所以采用此法进行实验并不可行。第四种准确度较高，但是重量法分析时间太长，手续繁杂，不宜广泛采用。
综上所述，用NaOH直接滴定工业硫酸的方法操作简便、反应迅速、干扰小，准确度较高等优点，为最优实验方案。用Na2C03法测定的方法次之。
3、结 论
通过问卷调查我们不难发现设计性实验教学在以下几方面得到了明显的收效：一、学生学习的积极性大为增强。当得到這个课题之后，学生都积极地开动脑筋，踊跃发言，明显的提高了课堂的氛围。二、学生查阅文献能力有所提高。为了设计出一个好的实验方案，学生需要查阅大量的资料，接触以前从没有接触过的国内化学领域核心刊物大量的化学文献，学会了一些查阅文献的方法。三、学生对所学理论课程有了更深层次的理解，各种能力有所提高。模拟科研方式的设计实验在学生的动手能力、分析问题、解决问题的能力、实验技巧、综合素质都有了明显的提高。四、学生意识到了设计一个实验的不易，更加珍惜每一次做实验的机会。
参考文献
[1]李明，谈谈化学实验教学改革的几个设想[J]，玉溪师范高等专科学校学报，2000，16(1)：107-108
[2]高艳阳，董培荣，王金霞，对设计性实验的认识与思考[J]，实验技术与管理，2003，20(6)：125-127
[3]Paul C，Jere C，Andrea D，et al_Design Experiments in E—ducational
Research[J]，Educational
Researcher，2003，32(1)：9-13
[4]王春燕，分析化学实验教学改革与学生创新能力的培养[J]，洛阳师范学院学报，2008，05(3)：138-141
[5]华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，等，分析化学实验(第三版)[M]，北京：高等教育出版社，2001，63