无机化学实验考核内容的改革与探索*

李聪慧，吴 璇，侯 芹，时爱菊

(山东农业大学化学与材料科学学院，山东 泰安 271000)

无机化学实验是为化学专业大学一年级新生开设的基础实验课，其目的是培养学生科学的思维能力、良好的实验习惯、实事求是的科学态度，巩固无机化学理论课程的专业基础知识，为后续其它实验课程的学习奠定基础[1-2]。随着教学改革的不断深入，传统的实验内容和考核方式已无法满足人才培养的实际需求[3]。

传统无机化学实验内容设计不合理，基础操作和验证性实验相对较多，综合性实验较少，这必然会影响学生实验综合能力的培养。传统无机化学实验课程的考核方式也存在不足，对结果的重视程度远大于对实验过程的重视，通常情况下，一个实验教学班的人数在30人左右，教师很难全面、准确的对每位学生的实验操作做出客观评价[4]。对于学生上交的实验报告，教师根据内容的完整性、书写的规范性、数据处理的正确性等方面综合打分，但实验报告是学生课下完成，经常出现修改实验原始数据、抄袭实验结果等现象。总之，传统的实验考核方式不能全面客观的反映学生的实验综合水平。

鉴于以上问题，对无机化学实验教学进行改革。增强新时代学生的创造性，使实验教学适应新时期人才培养的要求，实现知识传授、能力培养和素质提升的紧密结合，是无机化学实验教学改革的核心问题[5]。开设综合性实验，改革实验内容和考核方式，是增强学生创新能力和综合能力的重要手段之一[6]。因此，本文从改革实验内容和考核方式入手，针对本专业学生“重理论、轻操作”的特点，结合人才培养方案，设计了一个综合性实验：碘酸铜的制备及其溶度积常数的测定，并将其作为大学一年级第一学期期末考试内容。以考促学，提高学生对实验的重视，规范学生基本操作，建立一套科学的考核制度，培养专业型人才，提高教学质量。

1 实验目的

了解制备碘酸铜的实验原理和方法，掌握倾滗法分离溶液与沉淀、洗涤沉淀、减压过滤、普通过滤等制备无机化合物的基本操作。

掌握吸量管、容量瓶及分光光度计的使用。

2 实验原理

2.1 由硫酸铜和碘酸钾制备碘酸铜

硫酸铜和碘酸钾两溶液在一定温度下反应生成碘酸铜沉淀，其化学反应方程式如下：

CuSO4+2KIO3=Cu(IO3)2↓+K2SO4

2.2 碘酸铜的测定

Cu2+在氨水中发生反应：Cu2+(浅蓝色)+4NH3=[Cu(NH3)4]2+(深蓝色)，由此可得：c(Cu2+)：c{[Cu(NH3)4]2+}=1∶1。在λ=610 nm处，吸光度A与浓度c{[Cu(NH3)4]2+}成正比，只要测定[Cu(NH3)4]2+的吸光度，根据工作曲线，即可求得Cu2+的浓度。

3 实验步骤

3.1 碘酸铜的制备

3.2 碘酸铜饱和溶液的制备

将3.1中制备的少量碘酸铜沉淀放入干净的烧杯中，加入约80 mL蒸馏水，不断搅拌约15 min，以保证制备的是饱和溶液。静置，用干燥的双层滤纸普通过滤，用干燥的烧杯承接滤液(注：若无干燥的烧杯，可先过滤少量溶液，用滤液漂洗烧杯后，再承接滤液)。

考点及易错点：(1)饱和溶液的制备：不确定溶液何时能达到饱和，经常制备出不饱和或过饱和溶液。(2)普通过滤：用未经干燥或未经滤液漂洗的烧杯承接滤液；过滤时，滤液不小心漫过双层滤纸上边缘。

3.3 绘制工作曲线

取洗涤干净并标记好的5个50 mL容量瓶，用吸量管分别量取0.00、1.00、2.00、3.00、5.00 mL 0.04 mol/L CuSO4溶液于5个容量瓶中，按表1的用量分别向5个容量瓶中加入6 mol/L NH3·H2O，定容、摇匀。用分光光度计测定λ=610 nm处的吸光度A。(注：用1号溶液做空白，调节透光度T为100%，吸光度A为0.000)以1～5号容量瓶中c(Cu2+)×10-3mol/L为横坐标，吸光度A为纵坐标，在坐标纸上绘制工作曲线(一定是过原点的直线)。

表1 数据记录与处理

考点及易错点：(1)容量瓶的使用：使用前未检漏，导致后期摇动容量瓶时，溶液洒出；(2)吸量管的使用：读数时，视线未与管内液体凹液面的最低处在同一水平面上；未注意吸量管上是否注有“吹”的字样，而直接用洗耳球吹。(3)分光光度计的使用：比色皿的光学表面未放在光线通过的方向上。(4)绘制工作曲线：实际曲线与理论曲线相差较大，不是一条过原点的直线。

3.4 碘酸铜饱和溶液中Cu2+浓度的测定

4 考试安排

实验考试共4个学时，考试时间安排在大一上学期的实验课程结束之后。

教师会在考试前下发相关的考试内容，要求学生查阅文献，对教师提供的实验方案做进一步优化，例如碘酸铜的制备步骤中，所需硫酸铜、碘酸钾的浓度及如何混合两份溶液才能获得较高产率，并在实验报告中详细阐述改进方案和理论依据，完成预习报告。

实验考试实行小班制考核，每班四组，每组两人，每班安排两名监考教师。考试期间，教师只监督不讲解，学生根据前期自己优化的实验方案独立开展实验。教师全程跟踪评价，考核标准细化到每一个环节的基本操作，特别是在平时实验过程中出现问题较多的环节是重点考核内容，教师根据每一个环节中学生的实际表现实时打分。实验结束后，当场完成并上交实验报告，由教师给出综合评分。

5 实践效果

在无机化学实验教学的实验设置中，把基础性实验排在前面，综合性实验后移，并增加综合性实验的数量。在实验考试时，安排综合性实验有利于全面考核学生的实验操作技能。本实验中三种晶体的颜色变化(硫酸铜，蓝色；碘酸钾，白色；碘酸铜，绿色)、Cu(IO3)2饱和溶液的浅蓝色及[Cu(NH3)4]2+形成时溶液颜色由浅蓝色变为深蓝色等，这些生动有趣的实验现象激发了学生的实验兴趣，使学生积极、主动的参与实验，充分调动学生的主观能动性。本实验包含分光光度计、容量瓶、吸量管等仪器的使用以及加热、称量、普通过滤、减压过滤、沉淀的分离与洗涤等多项基本操作，还涉及诸多无机化学原理，例如难溶性电解质的溶解平衡、配位反应、分光光度法的测定原理等。以本实验为考试内容，可以增强学生对无机化学实验课程的重视，提高学生基本操作的规范性，培养学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力。

为了更加全面的评价学生实验学习过程，将考核贯穿实验课程的始终，多元化、多方位考核办法更有利学生的学习进步[8]。本文以碘酸铜的制备及其溶度积的测定这个综合性实验作为考试内容，建立一个客观、公平、科学、合理的考核方式，具体考核模式为：总成绩=平时成绩(出勤率、预习报告、回答问题、实验操作、实验报告)×70% +考试成绩(预习报告、实验操作、实验报告)×30%。与传统考核方式相比，加重实验操作在总成绩中所占的比例，打破过去“重理论，轻操作”的模式。本次考试实行小班制考核，多名教师巡回检查，评分更公正；考试结束，当场上交实验报告，避免了篡改实验数据和抄袭现象。

6 结 语

从优化无机化学实验内容和考核方式入手，经过几年的实践，取得较为满意的效果。结合学生专业，科学设计考核内容，充分调动学生的积极性。以考促学，通过改革考核方式，促进学生对实验操作技能的重视，培养学生的实践动手能力，为进一步的专业学习打下坚实的基础。通过全过程的考核跟踪，教师可以充分了解到每位学生对基础知识的掌握情况，发现教学中的不足，方便制定下一步教学计划。学生也可以充分了解自己对知识的掌握及实验的基本操作情况，方便在以后的学习中多巩固自己的薄弱环节。本实验的设计可以增强学生的整体实验意识，培养学生的科学素质，提高学生的实验能力，提升教学质量。