梁信源，蔡卓

摘要：“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)是一個(gè)可操作性很強(qiáng)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用于基礎(chǔ)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能助學(xué)生全面鞏固、加深理解其所學(xué)分析化學(xué)基本理論知識(shí)和提高其實(shí)驗(yàn)基本技能，有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力和開(kāi)拓創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)；綜合性；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；蛋殼

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）07-0213-03

分析化學(xué)課不僅是化學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，也是農(nóng)林、輕化食品類(lèi)等許多專(zhuān)業(yè)的學(xué)科必修基礎(chǔ)課，實(shí)驗(yàn)課在其中占有特別重要的地位。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格、有效的訓(xùn)練，對(duì)學(xué)習(xí)本課程的學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)和工作有著非常重要的意義。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和效果，實(shí)現(xiàn)課程目的，許多教育工作者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐方面做了許多內(nèi)容、形式多樣的探索工作1-[4]。如進(jìn)行課程建設(shè)，開(kāi)發(fā)可操作的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式等。本文僅就“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，作一些論述。

一、選題源于社會(huì)生活，與專(zhuān)業(yè)密切，有現(xiàn)實(shí)意義

蛋殼是一種良好的鈣源，且富含鎂、磷、鐵、鋅等多種營(yíng)養(yǎng)元素，可用于食品、飼料業(yè)等領(lǐng)域[5]，如制取乳酸鈣、葡萄糖酸鈣、檸檬酸鈣等補(bǔ)鈣制劑和微量元素添加劑等。然而，日常生活中產(chǎn)生的大量蛋殼常被當(dāng)作廢物扔棄，這是一種浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境衛(wèi)生也有很大的影響。因此，實(shí)現(xiàn)禽蛋殼資源化利用對(duì)提高其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有重要的意義。利用蛋殼資源開(kāi)發(fā)“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可變廢為寶，充分利用蛋殼資源。而實(shí)驗(yàn)選題與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)，與日常生活貼近，用于基礎(chǔ)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生感興趣，能激發(fā)其求知欲，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力和開(kāi)拓創(chuàng)新意識(shí)，以及樹(shù)立廢物資源化利用的意識(shí)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、設(shè)計(jì)性與可操作性

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指給定實(shí)驗(yàn)選題及其目的要求，由學(xué)生在一定期限內(nèi)自行設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)選題“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”而言，只給出其目的要求和一些必要的提示（如實(shí)驗(yàn)室可以提供的某些儀器設(shè)備與試劑等），不給具體實(shí)驗(yàn)步驟，要求學(xué)生課外提前設(shè)計(jì)好分析方案，然后在計(jì)劃實(shí)驗(yàn)教學(xué)課內(nèi)進(jìn)行分析測(cè)試，完成實(shí)驗(yàn)。其設(shè)計(jì)性主要體現(xiàn)在分析方案的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上，分析方案應(yīng)包括測(cè)定的理論依據(jù)（方法原理）與蛋殼樣的溶解方法說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)所需儀器、試劑（包括配制）、標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定與樣品測(cè)定的具體操作步驟（稱(chēng)樣量和試劑用量應(yīng)明確）及分析結(jié)果計(jì)算公式、參考文獻(xiàn)等。由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)全過(guò)程是由學(xué)生獨(dú)立自主完成，因此要達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，其設(shè)置應(yīng)與學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)室條件、課內(nèi)外學(xué)時(shí)的限制等要求相適應(yīng)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過(guò)于容易或過(guò)難過(guò)大，都難以達(dá)到預(yù)期的效果，這在多年的教學(xué)實(shí)踐中已有所證明。對(duì)實(shí)驗(yàn)選題“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”而言，首先它與學(xué)生的分析化學(xué)知識(shí)水平相適，經(jīng)過(guò)理論課的學(xué)習(xí)和分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)前期的訓(xùn)練，學(xué)生已具備了解決選題所需的分析方法原理等基本理論知識(shí)和必要的基本操作技能；其次，解決本選題所需的實(shí)驗(yàn)室條件有保證，實(shí)驗(yàn)儀器（分析天平、量器、分光光度計(jì)等）為常用儀器，實(shí)驗(yàn)試劑為常用試劑，實(shí)驗(yàn)室一般都能提供；再次就是本實(shí)驗(yàn)全部或部分內(nèi)容可通過(guò)課外教學(xué)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)（作開(kāi)放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)），而作為分析化學(xué)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，其分析方案的實(shí)施（驗(yàn)證測(cè)定）只需幾個(gè)課時(shí)即可完成?？梢?jiàn)，“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的可操作性。

三、綜合性與創(chuàng)新性

分析化學(xué)綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是指相關(guān)分析化學(xué)知識(shí)綜合、需綜合運(yùn)用各種分析方法、基本操作技能等的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，其完成過(guò)程包含創(chuàng)新性。實(shí)驗(yàn)“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”的綜合性，體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，包括查閱收集文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)分析方案和分析測(cè)試、數(shù)據(jù)處理與總結(jié)報(bào)告等各個(gè)環(huán)節(jié)，需要綜合運(yùn)用分析化學(xué)基本理論知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能。本選題內(nèi)容既有常量組分（鈣與鎂）分析，又包含微量組分（鐵與磷）分析；既涉及樣品的預(yù)處理（難溶物的溶解及干擾的消除等）問(wèn)題，又要解決樣品的測(cè)定問(wèn)題；測(cè)定所需分析方法既有化學(xué)分析法（酸堿滴定、配位滴定和氧化還原滴定等），又有儀器分析法（分光光度法等），而且有不同的方法選擇。如蛋殼中鈣鎂總量的測(cè)定，既可用EDTA配位滴定法，也可用酸堿滴定法[6-8]；對(duì)蛋殼中鈣的含量，既可用EDTA滴定法直接測(cè)定，也可采用氧化還原滴定法（高錳酸鉀法）間接測(cè)定；對(duì)于微量組分，其含量可采用分光光度法等測(cè)定，如采用鄰二氮菲亞鐵光度法等測(cè)定微量鐵、磷鉬藍(lán)光度法等測(cè)定微量磷?？梢?jiàn)，實(shí)驗(yàn)“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷等組分的測(cè)定”的綜合性強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”，由于無(wú)現(xiàn)成的操作步驟，因此學(xué)生必須根據(jù)教師所給的提示和要求，提前設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，可以預(yù)約開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試測(cè)、修改和完善分析方案，然后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，會(huì)發(fā)現(xiàn)許多實(shí)際問(wèn)題需要解決，如蛋殼的組成情況、有關(guān)組分的性質(zhì)與含量范圍、選用什么分析方法合適、需用哪些儀器與試劑、如何配制標(biāo)準(zhǔn)溶液、如何確定稱(chēng)樣量范圍、如何進(jìn)行蛋殼預(yù)處理、如何控制實(shí)驗(yàn)條件（體系、儀器條件）和消除干擾等。這些問(wèn)題都是由學(xué)生設(shè)法靈活綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立解決，有一定的壓力，又有挑戰(zhàn)性，因此整個(gè)過(guò)程都會(huì)促使學(xué)生積極思考和探索，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮其創(chuàng)新思維能力。同時(shí)，有關(guān)問(wèn)題的解決過(guò)程也是學(xué)生全面鞏固、加深理解其對(duì)所學(xué)分析化學(xué)基本理論知識(shí)和提高其實(shí)驗(yàn)技能的過(guò)程?！暗皻ぶ锈}、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)可用于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)教學(xué)外，還可作為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)施，學(xué)生可以在課余時(shí)間利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更富有挑戰(zhàn)性的創(chuàng)新探索活動(dòng)，如進(jìn)行原有分析方法改進(jìn)或新分析方法研究、撰寫(xiě)研究論文等實(shí)踐，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)其創(chuàng)新潛力。

綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“蛋殼中鈣、鎂、鐵、磷含量的測(cè)定”與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)相關(guān)，與社會(huì)生活密切，其知識(shí)面覆蓋廣而可操作性強(qiáng)，用于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可拓展學(xué)生的知識(shí)面和有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?chuàng)新能力，提高其綜合素質(zhì)，尤其適合于計(jì)劃學(xué)時(shí)少、只安排七、八次課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的農(nóng)林、輕化食品類(lèi)分析化學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

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基金項(xiàng)目：廣西大學(xué)實(shí)驗(yàn)教改基金項(xiàng)目（2010305）

作者簡(jiǎn)介：梁信源，男，廣西桂平人，講師，主要從事分析化學(xué)教學(xué)與研究工作。