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      醫(yī)學(xué)院校分析化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐與思考

      2022-12-04 00:07:19蘇日娜趙國(guó)丁鈕松召陳建平白文明屈愛桃
      衛(wèi)生職業(yè)教育 2022年3期
      關(guān)鍵詞:滴定法錐形瓶副反應(yīng)

      盧 菲,蘇日娜,趙國(guó)丁,鈕松召,陳建平,牧 丹,白文明,屈愛桃

      (內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010110)

      分析化學(xué)是內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院藥學(xué)、藥物制劑、制藥工程、中藥學(xué)、中藥資源與開發(fā)、臨床藥學(xué)專業(yè)和蒙醫(yī)藥學(xué)院蒙藥學(xué)專業(yè)以及第一臨床醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,這些專業(yè)的學(xué)生不但要學(xué)習(xí)分析化學(xué)理論課還要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)課,學(xué)好分析化學(xué)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)其他專業(yè)課和提升學(xué)歷有重要作用。筆者在內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院從事分析化學(xué)課程教學(xué)工作,對(duì)于分析化學(xué)教學(xué)有一些見解和看法,現(xiàn)借助本文與同行交流。

      1 理論課教學(xué)的實(shí)踐與思考

      1.1 講好緒論,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

      如果把分析化學(xué)比喻成一座高樓,那么緒論就是這座高樓的地基,緒論講述了分析化學(xué)的定義、作用、發(fā)展歷史、方法分類、分析過(guò)程及步驟、學(xué)習(xí)方法等內(nèi)容。分析化學(xué)教材中提到,分析化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法和相關(guān)理論的一門學(xué)科[1]。為了讓學(xué)生理解分析化學(xué)這門課程的概念,在講緒論時(shí)先拋出一個(gè)問題:“如果你合成了阿司匹林,怎樣判斷你合成的藥物就是目標(biāo)產(chǎn)物阿司匹林,并且這個(gè)藥物是合格的?”利用問題激發(fā)學(xué)生的興趣,接著用課件講解元素分析和質(zhì)譜分析合成物的組成、紅外光譜分析合成物的結(jié)構(gòu)、酸堿滴定法測(cè)定其含量,并告訴學(xué)生上述分析過(guò)程用到的各種方法都是分析化學(xué)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,這些方法理論和實(shí)驗(yàn)構(gòu)成了分析化學(xué)整門課程,學(xué)生便理解了分析化學(xué)課程的構(gòu)成。接著,教師問學(xué)生在學(xué)習(xí)分析化學(xué)課程之前學(xué)了什么化學(xué),學(xué)生回答無(wú)機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué),教師則講解這兩門課程與分析化學(xué)課程的聯(lián)系與區(qū)別,以進(jìn)一步幫助學(xué)生理解分析化學(xué)的內(nèi)涵。

      在講解分析化學(xué)的作用時(shí),引入諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者屠呦呦的事跡,告訴學(xué)生青蒿素的提取、分離等過(guò)程用到的分析化學(xué)相關(guān)方法,把與分析儀器發(fā)明發(fā)展相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者信息呈現(xiàn)在學(xué)生面前,使學(xué)生懂得分析化學(xué)這門課的重要性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的熱情和動(dòng)力。講述分析化學(xué)的發(fā)展史和發(fā)展趨勢(shì)時(shí),多角度指出分析化學(xué)的發(fā)展方向,如更加智能化、更加快速精準(zhǔn)等,讓學(xué)生感受到分析化學(xué)蓬勃的發(fā)展,進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)的興趣。講解分析化學(xué)的分析方法時(shí),使學(xué)生明白同一個(gè)分析方法,分類角度不同可以歸屬為不同的類別,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生用發(fā)散思維去分析和學(xué)習(xí)課程內(nèi)容,有助于提高學(xué)生的思維能力。

      1.2 引入口訣,講清楚有效數(shù)字相關(guān)內(nèi)容

      有效數(shù)字的教學(xué)中,0是否是有效數(shù)字的判斷規(guī)則比較瑣碎,為此,將判斷規(guī)則編為口訣:數(shù)前定位、數(shù)中有效、數(shù)后看整小、整數(shù)不確定、小數(shù)是有效。也就是說(shuō)0放在非0數(shù)字之前是定位作用,不是有效數(shù)字;放在非0數(shù)字之間是有效數(shù)字;在非0數(shù)字后要看該數(shù)字是整數(shù)還是小數(shù),整數(shù)則不確定,小數(shù)則是有效數(shù)字。“四舍六入五留雙”的修約規(guī)則中關(guān)于被修約數(shù)是5的修約規(guī)定也比較詳細(xì),可以概括為如下口訣:五后非零則進(jìn)一,五后皆零看五前,奇數(shù)進(jìn)一偶數(shù)舍去。意即被修約數(shù)字是5時(shí),5后有非0數(shù)則進(jìn)一;5后數(shù)字全部為0,則看5前面緊挨著5的數(shù)字,該數(shù)字是奇數(shù)則進(jìn)一,是偶數(shù)則舍去5。

      1.3 引入表格,講清楚相關(guān)內(nèi)容

      分析化學(xué)的很多知識(shí)點(diǎn)比較瑣碎,使用表格可使被呈現(xiàn)內(nèi)容系統(tǒng)化、條理化。緒論中分析化學(xué)和儀器分析的比較、誤差和數(shù)據(jù)處理中相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差的比較、直接碘量法和間接碘量法的比較[2]、銀量法中鉻酸鉀指示劑法、鐵銨礬指示劑法和吸附指示劑法的比較[3-4]、各種光譜儀器組成部件比較、紫外可見吸收光譜和紅外吸收光譜的比較[5]等知識(shí)點(diǎn)都可以用表格呈現(xiàn)給學(xué)生,或者列出表格讓學(xué)生自己填寫,訓(xùn)練學(xué)生總結(jié)知識(shí)點(diǎn)的能力,使學(xué)生形成系統(tǒng)性的知識(shí)體系和整體觀意識(shí)。

      1.4 巧設(shè)比喻,講清楚抽象內(nèi)容

      EDTA的副反應(yīng)系數(shù)是配位滴定法中出現(xiàn)的名詞概念,比較抽象難懂,教師講到這部分內(nèi)容時(shí)把班級(jí)里的學(xué)生看作EDTA,認(rèn)真聽課的學(xué)生看作主反應(yīng),不認(rèn)真聽課的學(xué)生看作副反應(yīng),說(shuō)明副反應(yīng)對(duì)主反應(yīng)的影響,把包括不認(rèn)真聽課的學(xué)生在內(nèi)的全體學(xué)生看作EDTA的各種存在型體的總濃度,而認(rèn)真聽課的學(xué)生為有效配位的EDTA的平衡濃度,不認(rèn)真聽課的學(xué)生數(shù)量越多,副反應(yīng)系數(shù)越大,副反應(yīng)越嚴(yán)重,這樣可以幫助學(xué)生理解副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)的概念。講到色譜分離原理時(shí),將運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽中4×100米接力賽的運(yùn)動(dòng)員看作流動(dòng)相,把手中的接力棒看作被分離物質(zhì),將運(yùn)動(dòng)場(chǎng)跑道看作固定相,把運(yùn)動(dòng)員在跑道上奔跑速度不同表示流動(dòng)相與固定相作用力不同,把終點(diǎn)計(jì)時(shí)員看作檢測(cè)器,讓學(xué)生明白雖然開始時(shí)各運(yùn)動(dòng)員在同一起點(diǎn)上,但是隨著時(shí)間的推移,各運(yùn)動(dòng)員奔跑速度不同導(dǎo)致經(jīng)過(guò)終點(diǎn)時(shí)間不同,也就是分離物質(zhì)被流動(dòng)相帶著經(jīng)過(guò)檢測(cè)器的時(shí)間不同進(jìn)而得到分離。

      1.5 引入實(shí)驗(yàn)案例,加強(qiáng)理論課和實(shí)驗(yàn)課的聯(lián)系

      講解酸堿滴定法時(shí)將實(shí)驗(yàn)課中0.1mo l/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定、醋酸含量的測(cè)定、0.1mo l/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定和雙指示劑法測(cè)定藥用氫氧化鈉含量的實(shí)驗(yàn),作為案例講解酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定以及酸堿滴定法的應(yīng)用實(shí)例,加深學(xué)生對(duì)這些內(nèi)容的印象,上實(shí)驗(yàn)課時(shí)不會(huì)感到很陌生。講解配位滴定法時(shí)講解水的硬度測(cè)定和明礬含量的測(cè)定,讓學(xué)生了解這些源自生活的實(shí)驗(yàn)案例在分析化學(xué)中的應(yīng)用,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)該章內(nèi)容的興趣。講解氧化還原滴定法時(shí)將置換碘量法測(cè)定硫酸銅的含量作為應(yīng)用實(shí)例,講解測(cè)定原理和含量計(jì)算公式的推導(dǎo),進(jìn)而為學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)課奠定理論基礎(chǔ)。

      2 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的實(shí)踐與思考

      分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課有容量分析實(shí)驗(yàn)課和儀器分析實(shí)驗(yàn)課。容量分析實(shí)驗(yàn)課上每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)課的相關(guān)任務(wù),儀器分析實(shí)驗(yàn)課則是2~3人一組合作完成。容量分析實(shí)驗(yàn)包括酸堿滴定法、配位滴定法和氧化還原滴定法的實(shí)驗(yàn),用的實(shí)驗(yàn)儀器比較固定,如滴定管、容量瓶、移液管、吸量管、錐形瓶、量筒、燒杯、試劑瓶等,這些儀器的操作模式比較固定,實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)各種儀器的規(guī)范操作;儀器分析實(shí)驗(yàn)包括電化學(xué)、光譜、色譜實(shí)驗(yàn)和大型儀器(高校液相色譜儀和紅外光譜儀)的使用演示實(shí)驗(yàn)。

      2.1 加強(qiáng)巡視指導(dǎo),提高學(xué)生操作規(guī)范程度

      在容量分析實(shí)驗(yàn)課講解結(jié)束后,教師巡視,隨時(shí)糾正學(xué)生不規(guī)范操作。學(xué)生在操作堿式滴定管時(shí),會(huì)感到捏玻璃珠的手很困乏,教師將學(xué)生的白大衣袖口處比作乳膠管,學(xué)生的手腕比作玻璃珠,教師推學(xué)生手腕處的白大衣袖口讓學(xué)生看到衣袖口與手腕間形成間隙,此時(shí)教師告訴學(xué)生液體可以從這個(gè)推開的間隙里流出來(lái),而不是手指對(duì)著捏玻璃珠處的乳膠管,講解后學(xué)生學(xué)會(huì)了怎樣操作堿式滴定管。學(xué)生用移液管移取液體后將液體放入錐形瓶時(shí)經(jīng)常忘記將移液管保持垂直及其尖端緊貼錐形瓶瓶頸內(nèi)壁,造成液體飛濺出去,為了讓學(xué)生記住操作要領(lǐng),教師講到此處時(shí)讓學(xué)生拿著空移液管或者吸量管和錐形瓶做“斜靠壁”的操作(“斜”即錐形瓶?jī)A斜一定角度,“靠壁”即移液管尖端緊貼錐形瓶瓶頸內(nèi)壁),教師巡視檢查操作是否規(guī)范,并且及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作,經(jīng)過(guò)這樣的講解和訓(xùn)練后,學(xué)生的錯(cuò)誤操作大幅度減少。

      2.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課評(píng)價(jià)方式,培養(yǎng)學(xué)生多種能力

      分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)由預(yù)習(xí)報(bào)告(20%)、課堂表現(xiàn)(40%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(40%)3部分組成,此種成績(jī)構(gòu)成全方位考查了學(xué)生的綜合能力。特別是2021年上半年開始,對(duì)儀器分析實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)報(bào)告試行電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告,學(xué)生需要把要列表格或畫圖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用表格或者Excel表達(dá)出來(lái),學(xué)生以小組為單位用W or d文檔書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、用Excel作圖,提高了計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)(如繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線、光譜曲線和滴定曲線)的能力,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作能力。經(jīng)過(guò)這樣的訓(xùn)練,學(xué)生已具備完成本科畢業(yè)論文的計(jì)算機(jī)使用能力,為完成畢業(yè)論文奠定了基礎(chǔ)。

      3 在理論課和實(shí)驗(yàn)課中融入課程思政

      分析化學(xué)的理論課和實(shí)驗(yàn)課中蘊(yùn)含著豐富的思政元素,教師在講解教學(xué)內(nèi)容時(shí)恰當(dāng)引入思政內(nèi)容,可培養(yǎng)學(xué)生的能力,提升學(xué)生素質(zhì)。在分析化學(xué)理論課中,緒論中分析方法多角度的分類體現(xiàn)了多角度看問題的思維方法;4種滴定分析法的滴定曲線和滴定突躍體現(xiàn)了量變引起質(zhì)變的哲學(xué)內(nèi)涵;滴定分析概論和4種滴定分析法之間的關(guān)系、光譜分析法概論和各種光譜分析法的講解、色譜分析法概論和各種色譜分析法的呈現(xiàn)都反映了共性和個(gè)性的關(guān)系。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中,教師講到用碳酸鈉以混合指示劑標(biāo)定鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)出現(xiàn)“假終點(diǎn)”內(nèi)容時(shí),可以告訴學(xué)生現(xiàn)象和本質(zhì)的關(guān)系、真象和假象的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的思維邏輯能力。

      分析化學(xué)課程教學(xué)的實(shí)踐和思考沒有止境,永遠(yuǎn)在路上,本文是筆者從事一線教學(xué)工作以來(lái)的總結(jié),在今后的教學(xué)中還將不斷學(xué)習(xí),提高教學(xué)能力和水平,為培養(yǎng)更多優(yōu)秀學(xué)生貢獻(xiàn)自己微薄的力量。

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