Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обучение студентов-экологов основам химического анализа

Новик И.Р.

Нижегородский государственный педагогический университет

Профессия эколога востребована в наше время ввиду непростой экологической обстановки не только в России, но и во всем мире. В свою очередь, в обучении основам данной профессии важное место занимает освоение соответствующих разделов аналитической химии, что учитывается в программе курсов «Химический анализ» и «Эколого-аналитическая практика» для студентов II - III курса специальности «Экология» естественно-географического факультета.

Целью курсов является овладение студентами-экологами методами анализа загрязняющих веществ, которые используются при проведении экологического мониторинга; развитие экспериментальных и интеллектуальных умений, формирование навыков работы в химической лаборатории (см. схему 1).

Комплексное формирование интеллектуальных и экспериментальных умений должно способствовать выработке у студентов обобщенных умений по ведению научноисследовательской и экспериментальной работы и способствовать развитию профессиональных навыков эколога.

Экспериментальные умения включают общие экспериментальные, измерительные, общие организационно-трудовые и оформительские [2].

Общие экспериментальные умения: грамотное обращение с лабораторной посудой и простейшими лабораторными приборами; обращение с реактивами; приготовление растворов определенной концентрации растворенного вещества; проведение лабораторных операций: измельчения, смешивания, перемешивания; распознавание веществ.

Измерительные экспериментальные умения: умелое обращение с измерительными приборами; произведение измерений с определенной точностью; варьирование различными методами количественного исследования.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

И Н Т Е Л Л Е К Т У А Л Ь Н Ы Е У М Е Н И Я

Схема 1. Развитие умений студентов

студент эколог химический анализ

Измерительные умения относятся к числу операций, которыми студенты пользуются не только при изучении всех дисциплин естественно-математического цикла, но и в повседневной жизни, а также в профессиональной деятельности. Измерения приходится выполнять в процессе наблюдений и количественных опытов, на основе которых формируются новые понятия, устанавливаются новые для студентов количественные закономерности.

Оформительские умения: фиксация опытов в тетради (зарисовка схем, приборов, запись уравнения реакции); квалифицированное описание протекания опыта; количественное выражение результатов опыта и оформление их с помощью таблиц и графиков; объяснение результатов опытов и выводы из них.

Общие организационно-трудовые умения: планирование своей работы; правильное распределение времени при выполнении плана работы; соблюдение порядка на своем рабочем месте; экономное расходование реактивов и энергии; соблюдение правил техники безопасности.

Любая учебная деятельность невозможна без интеллектуальных умений [3]: формулировать цель эксперимента; выдвигать гипотезу; проводить наблюдения; устанавливать причинно-следственные связи; анализировать и сравнивать результаты эксперимента; делать выводы и обобщения.

Развиваясь, интеллектуальные и экспериментальные умения формируют систему исследовательских умений. Критерии оценки эффективности исследовательских умений, предложенные И.Я. Лернером и дополненные П.Д. Васильевой и Н.Е. Кузнецовой [1, с. 56], следующие: способность переносить прием в сходную ситуацию; способность самостоятельно решать учебную проблему; логичность рассуждений ученика, рациональность решения; сформированность обобщенных исследовательских умений.

Освоение курса «Химического анализа» осуществляется в соответствии с программой:

1. Аналитическая химия и химический анализ. Задачи аналитической химии: снижение пределов обнаружения, повышение точности, экспрессность метода, локальность и анализ без разрушения образца. Роль аналитической химии в решении экологических проблем. Химический анализ. Основные этапы химического анализа.

2. Техника безопасности при работе в лаборатории. Техника выполнения работ по качественному анализу.

3. Основные методы изучения состава веществ. Классификация методов. Методы разделения и определения. Химические, физико-химические и физические методы анализа. Характеристика методов. Примеры их использования в контроле за состоянием объектов окружающей среды.

4. Основные этапы химического анализа. Процесс анализа. Отбор проб газов, жидкостей, твердых тел. Потери и загрязнения при пробоотборе. Хранение пробы. Методы пробоподготовки. Измерение и оформление результатов анализа.

5. Обнаружение катионов и анионов пробирочным, капельным, микрокристаллоскопическими методами.

6. Мониторинг состояния окружающей среды. Основные виды мониторинга. Роль аналитической химии в решении экологических проблем.

7. Качественный анализ природных вод (экспериментальная задача).

8. Кислотно-основное равновесие.

Основные типы реакций, применяемые в химическом анализе: кислотно-основные, окислительно-восстановительные, комплексообразования, осаждения.

Кислотно-основное равновесие. Ионные равновесия. Сильные и слабые электролиты.

Диссоциация слабых электролитов. Константы диссоциации.

Ионное произведение воды, рН и рОН. рН в растворах кислот, оснований, солей.

9. Окислительно-восстановительные реакции в химическом анализе. Окислительновосстановительный потенциал. Уравнение Нернста. Применение окислительно-восстановительных реакций для обнаружения и количественного определения загрязняющих веществ.

10. Равновесие раствор-осадок малорастворимого электролита. Произведение растворимости. Растворимость.

Использование реакций осаждения для обнаружения и количественного определения в анализе объектов окружающей среды.

11. Титриметрические методы анализа. Общая характеристика.

Мерная посуда. Техника выполнения работ в титриметрическом анализе.

Титриметрические методы анализа: кислотно-основное, окислительновосстановительное, комплексонометрическое титрование.

Кислотно-основное титрование. Определение общей щелочности природных вод. Определение точной концентрации соляной кислоты по буре.

Йодометрия. Определение точной концентрации тиосульфата натрия. Определение остаточного хлора в водопроводной воде.

Комплексонометрия. Применение органических реагентов для обнаружения тяжелых металлов и определения жесткости природных вод.

Определение рН природных вод. Определение кислотности почв.

Курс включает 17 ч. лекционных и 34 ч. семинарских занятий. На семинарских занятиях предполагается проведение контрольных работ.

Практическим продолжением курса «Химического анализа» является «Экологоаналитическая практика», включающая 34 ч. занятий. На ней студенты закрепляют навыки правильного отбора проб воды и почвы, их консервирования и подготовки к анализу, определения качественных и количественных параметров природных объектов (наличие различных катионов и анионов и их примерное количество, определение рН растворов, исследование окисляемости и жесткости воды и т.д.). Студенты-экологи сравнивают результаты исследований различных проб, анализируют и делают выводы о состоянии объекта, об экологической обстановке территории мониторинга. При этом происходит максимальная активизация познавательной деятельности студентов, развитие у них творческого мышления.

Курс «Эколого-аналитическая практика» способствует не только закреплению экспериментальных умений студентов и приобретению исследовательских навыков, но и усилению познавательной мотивации, направленной на повышение уровня образования будущего квалифицированного специалиста.

Список литературы

1. Васильева, П. Д. Обучение химии / П.Д. Васильева, Н.Е. Кузнецова. - С.-П.: КАРО, 2003. - 128 с.

2. Гаркунов, В. П. Формирование практических умений учащихся при решении количественных экспериментальных задач по химии / В.П. Гаркунов, Э.Г. Злотников, Нгуен Суан Чыонг // Совершенствование содержания и методов обучения химии в средней школе / Отв. ред. Н.Е. Кузнецова. - Л., 1986. - С. 90.

3. Горева, И. В. Подготовка студентов химико-педагогических специальностей вузов к организации и проведению школьного химического эксперимента: Дис… канд. пед. наук. 13. 00. 02./ И.В. Горева. - Н.Новгород, 2003. - 232 с.

Размещено на Allbest.ru