分析化学实验教案

分析化学实验教案（共8篇）

分析化学实验教案 篇1

分析化学实验教案

刘晓庚2006 实验一

认领仪器并学习分析实验室规章制度

实验目的和要求 了解本实验室的设施(水、电闸和通风设施)，重视实验室安全和急救措施及方法，整洁实验室环境。学习分析化学实验室规则和安全守则。领取并熟悉基础化学实验常用仪器，熟悉其名称、规格、用途、性能及其使用方法。4 学会并练习常用仪器的洗涤和干燥方法。

一、分析化学实验课程特点、设施介绍，安全教育、大扫除 介绍任课教师 本实验课和特点(实验时间长，难度大，需细心、认真、实事求是，做好预习，及时记录，认真报告；讲、学方式：重视预习、提问检查，扼要讲解，集体与个别指导相结合、以个别指导为主。)。实验室安全(安全的重要性，安全的内容；本实验室水、电闸位置的处置方法)。4 本实验室特点(优点、不足)5 大扫除各小组的分工和结束验收。

二、清点、清洗仪器 发放仪器清单，按清单核查，不足注明，有多上交，并经教师逐个核对，及时做好补充、调剂。清洗定性分析仪器，并检查。3 布置下次实验内容 玻璃仪器加工的简单方法

阅读教材1-67 页，预习教材17-

21、68-71页，写好预习报告。注意事项(1 去污汾的发放及保管，抹布发放及费用的开支；2 实验完毕后须经教师检查合格方可离开实验室。)附：

1.玻璃仪器的洗涤

化学实验所用的玻璃仪器必须是十分洁净的，否则会影响实验效果，甚至导致实验失败。洗涤时应根据污物性质和实验要求选择不同方法。洁净的玻璃仪器的内壁应能被水均匀地湿润而不挂水珠，并且无水的条纹。一般而言，附着在仪器上的污物既有可溶性物质，也有尘土、不溶物及有机物等。常见洗涤方法有：

(1)刷洗法：用水和毛刷刷洗仪器，可以去掉仪器上附着的尘土、可溶性物质及易脱落的不溶性物质，注意使用毛刷刷洗时，不可用力过猛，以免戳破容器。

(2)合成洗涤剂法：去污粉是由碳酸钠、白土、细砂等混合而成的。它是利用Na2CO3的碱性具有强的去污能力，细砂的磨擦作用，白土的吸附作用，增加了对仪器的清洗效果。

分析化学实验教案

刘晓庚2006 先将待洗仪器用少量水润湿后，加入少量去污粉，再用毛刷擦洗，最后用自来水洗去去污粉颗粒，并用蒸馏水洗去自来水中带来的钙、镁、铁、氯等离子，每次蒸馏水的用量要少(本着“少量、多次”的原则)。其它合成洗涤剂也有较强的去污能力，使用方法类似于去污粉。(3)铬酸洗液法：这种洗液是由浓H2SO4和K2Cr2O7配制而成的(将25g K2Cr2O7置于烧杯中，加50mL水溶解，然后在不断搅拌下，慢慢加入450mL浓H2SO4)，呈深褐色，具有强酸性、强氧化性，对有机物、油污等的去污能力特别强。太脏的仪器应用水冲洗并倒尽残留的水后，再加入铬酸洗液润洗，以免洗液被稀释。洗液可反复使用，用后倒回原瓶并密闭，以防吸水。当洗液由棕红色变为绿色时即失效。可再加入适量K2Cr2O7加热溶解后继续使用。实验中常用的移液管、容量瓶和滴定管等具有精确刻度的玻璃器皿，可恰当地选择洗液来洗。但铬酸洗液具有很强腐蚀性和毒性，故近年来较少使用。NaOH/乙醇溶液洗涤附着有机物的玻璃器皿，效果较好。

(4)“对症”洗涤法：针对附着在玻璃器皿上不同物质性质，采用特殊的洗涤法，如硫磺用煮沸的石灰水；难溶硫化物用HNO3/HCl；铜或银用HNO3；AgCl用氨水；煤焦油用浓碱；粘稠焦油状有机物用回收的溶剂浸泡；MnO2用热浓盐酸等。

光度分析中使用的比色皿等，系光学玻璃制成，不能用毛刷刷洗，可用HCl-乙醇浸泡、润洗。

2.玻璃仪器的干燥

(1)空气晾干，叫又风干，是最简单易行的干燥方法，只要将仪器在空气中放置一段时间即可。

(2)烤干：将仪器外壁擦干后用小火烘烤，并不停转动仪器，使其受热均匀。该法适用于试管、烧杯、蒸发皿等仪器的干燥。

(3)烘干：将仪器放入烘箱中，控制温度在105℃左右烘干。待烘干的仪器在放入烘箱前应尽量将水倒净并放在金属托盘上。此法不能用于精密度高的容量仪器。

(4)吹干：用电吹风吹干。

(5)有机溶剂法：先用少量丙酮或无水乙醇使内壁均匀润湿后倒出，再用乙醚使内壁均匀润湿后倒出。再依次用电吹风冷风和热风吹干，此种方法又称为快干法。

思考题

1.烤干试管时为什么管口要略向下倾斜？

2.按能否用于加热、容量仪器与非容量仪器等将所领取的仪器进行分类。 3.比较玻璃仪器不同洗涤方法的适用范围和优缺点。

分析化学实验教案 篇2

一、教学目标

1.知识目标

通过糖类的学习使学生掌握糖类的主要代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质, 以及它们之间相互转化的关系。能举例说明糖类在临床上的用途。

2.能力目标

通过探究实验, 体会到实验是学习和研究物质化学性质的重要方法。

3.情感目标

通过对单糖、双糖、多糖代表物的探索实验, 培养学生乐于交流、相互协作、勇于承担的精神。

二、教学重点和难点

1.教学重点

掌握糖类重要的代表物葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素的组成和重要性质, 它们之间的相互转化以及与烃的衍生物的关系。

2.教学难点

糖类的概念、葡萄糖的结构和性质。

三、教学方法

目标导向法, 循序渐进法, 教、学、做合一。

四、教学过程

【目标导向】借助PPT先展示本次课的教学目标, 接着演示四种含糖食物——糖果、葡萄、红薯、麦杆。它们之间有何联系?

【提问】我们每天吃的主食米饭、馒头、面条中的主要营养成分是什么?为何每天还要吃大量的蔬菜和水果?

学生阅读教材P89, 边读边思考。

PPT演示

糖的概念:糖类又叫碳水化合物。

糖的分类:

单糖:葡萄糖、果糖、核糖。不能水解成更简单的糖。

双糖:蔗糖、麦芽糖、乳糖。能水解生成2分子单糖的糖。

多糖:淀粉、糖原、纤维素。能水解生成许多分子单糖的糖。

【实验】学生观察葡萄糖晶体并做葡萄糖溶解实验。区分溶解与水解的不同。

一、单糖———葡萄糖与果糖

(一) 葡萄糖的结构与性质

1.物理性质:白色晶体, 易溶于水, 有甜味。

实验测得:葡萄糖的相对分子质量为180, C、H、O三种元素的质量分数为40%、6.7%、53.3%。

葡萄糖的分子式为:C6H12O6。

【设问】葡萄糖具有什么结构呢?除碳、氢外还含有氧原子, 说明它可能含什么官能团呢?是前面学过烃的含氧衍生物醇、酚的官能团———羟基;还是醛、酮的官能团———醛基;或是羧酸的官能团———羧基?还是多种官能团并存。如何鉴别葡萄糖的官能团呢?在教师的提示下, 学生分组进行探究实验。

探究内容:葡萄糖的结构特点及性质。具体方法是依据前面学过的内容———烃的含氧衍生物醇、酚、醛、酮、羧酸, 由结构决定性质, 最终推导出它的结构特点及其应具有的性质。

2.结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO。

3.葡萄糖的用途:

(1) 临床上:病人往往因疾病导致饮食较少, 或者是身体虚弱, 通过输液方式补充葡萄糖, 有助于人体机能的恢复。1g葡萄糖完全氧化放出约15.6kJ的热量。注射葡萄糖可迅速补充营养。

(2) 生活中:可直接使用, 补充营养, 还有利尿、解毒作用。

(3) 工业上:大量用葡萄糖为原料合成维生素C, 在印染制革, 制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中作还原剂。

【小结】葡萄糖是醛糖, 具有还原性。

(二) 果糖的结构与性质

1.物理性质:无色晶体, 易溶于水, 有甜味 (是所有糖中最甜的糖)

【强调】糖精虽然比果糖还甜, 但糖精不是糖。

如何检验果糖是否有还原性?通过实验探究进行。

果糖没有还原性, 因为它没有醛基, 不能发生银镜反应和与新制氢氧化铜反应, 属于非还原性糖。

2.结构简式:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH。

二、双糖———蔗糖、麦芽糖、乳糖

【讲述】蔗糖是自然界分布最广的一种二糖, 存在于大多数植物体中, 甜菜和甘蔗中含量最丰富。麦芽糖主要存在于发芽的谷粒和麦芽中, 是淀粉在体内消化过程中的一个中间产物, 可以由淀粉在淀粉酶作用下水解而得到。乳糖存在于哺乳动物的乳汁中而得名。蔗糖、麦芽糖乳糖的分子式均为:C12H22O11, 三者为同分异构体。

1.物理性质

蔗糖:白色晶体, 易溶于水, 甜味仅次于果糖。

麦芽糖:白色晶体, 易溶于水, 有甜味。

乳糖:白色粉末, 溶解度小, 味不甚甜。

2.化学性质

蔗糖:无醛基, 无还原性, 但水解产物具有还原性。产物为一分子葡萄糖、一分子果糖。为了加深印象, 用一民间歇后语说明:吃甘蔗上楼梯———步步高、节节甜。正是由于水解后产生了最甜的糖———果糖的缘故。

麦芽糖: (1) 有还原性:能发生银镜反应 (分子中含有醛基) , 是还原性糖。

(2) 水解反应:产物为2分子葡萄糖。

乳糖: (1) 有还原性:能发生银镜反应 (分子中含有醛基) , 是还原性糖。

(2) 水解反应:产物为一分子葡萄糖和一分子半乳糖。

PPT演示:三种双糖的组成示意图

学生自己列表归纳比较葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的结构、物理性质、化学性质以及它们在医药上的用途。

PPT演示:汉堡包中包含的三种多糖:面里面有淀粉, 肉里面有糖原, 蔬菜里面有纤维素。

三、多糖———淀粉、糖原、纤维素

结构:[C6H7O2 (OH) 3]n

【提问】我们日常摄入的食物中哪些含有较丰富的淀粉?【思考】米饭、馒头、红薯等。

米饭没有甜味, 但咀嚼后有甜味, 为什么?

淀粉是一种多糖, 属天然高分子化合物, 虽然属糖类, 但它本身没有甜味, 在唾液淀粉酶的催化作用下, 水解生成麦芽糖, 故咀嚼后有甜味。

PPT演示:淀粉在体内的水解过程:

【实验】碘遇淀粉变蓝实验。

如何用实验的方法判断淀粉是否已水解及水解程度?由学生设计实验方案。

【讲述】纤维素是绿色植物通过光合作用生成的, 是构成植物细胞的基础物质。一切植物中都含有纤维素, 但不同的植物所含纤维素的多少不同。纤维素是白色、没有气味和味道的纤维状结构的物质, 是一种多糖。水解的最终产物是葡萄糖。

小组讨论:

1.人在患病时往往浑身乏力, 临床上常采取静脉输液治疗, 为什么输液中含有葡萄糖的成分?葡萄糖的浓度是否越浓越好?能否用蔗糖代替?

2.糖尿病人能否吃糖?

3.含纤维素丰富的食物对人体有哪些好处?哪些食物中含有较丰富的纤维素?

【小结】人体摄入最多的糖类物质是淀粉, 但食物中的淀粉在人体内不能直接被吸收和利用, 而是要转化成葡萄糖才能实现, 血液中的葡萄糖称为血糖, 血糖浓度的相对恒定对机体有着重要的生理意义。糠尿病人的首要治疗原则虽然是控制饮食, 但医生常常提醒病人外出时一定要带几个糖果或含糖的点心, 就是为了避免出现低血糖。

纤维素虽然不能直接作为人类的营养食物, 但它在人体组织消化过程中起着重要作用。例如:能刺激肠道蠕动和分泌消化液, 有助于食物的消化和废物的排泄, 减少有害物质与肠粘膜的接触时间, 可预防很多疾病, 如便秘、痔疮和直肠癌等。还可用于预防和治疗肥胖、糖尿病, 缺血性心脏病等。

分析化学实验教案 篇3

背景：由于还有升学率的思想的影响，受分数决定高度，有分数就有了一切的旧观念影响，初中数学教学存在着教与学脱节，教师的教学观念陈旧，教学方法落后，教学质量不高，教学效果低下，还有这一代孩子独生子女偏多，家长在外务工偏多等问题。究其原因，我认为有以下几方面：

1.无视学生是这个学习主体

教学过程中，教师的引导点播、学生的主体作用，在培养学生自主学习的基础上，理应得到教师的重视，但在课堂教学实践中，长期是教师的主导作用得到了“充分的发挥”，学生的主体作用没有得到重视。教师讲，学生听；教师写，学生抄；教师考，学生背；重知识传授，轻能力培养。学生被动学习，不会学习，课内不行可外补，加班加点，重复劳动，课业负担越来越重。这既影响了学生身心健康，又妨碍了学生个性发展，教学质量和学生素质难以全面发展和有效提高。

2.重教轻学是教学管理中长期存在的问题

在教学管理过程中，很多学校都非常重视教师参与教学过程的管理，重视教师教案的编写工作，把写好教案作为教学管理的首要条件，是整个教学工作的中心环节，但往往轻视学生参与教学过程的管理和学生学习的准备，忽视学生自主学习和互相研讨对有效学习所起的积极意义，学生如何学，如何学好，一直没有得到应有的重视，教者又往往怕學生不能很好的掌握教学内容，只好来了个面面俱到“满堂灌”。

3.教师过重的负担和无效劳动没有引起足够的重视

学生的学习负担过重，得到社会广泛关注，但教师的工作负担问题，还没有被提到议事日程上来，为此我们做过一个统计。

（1）教师（班主任）一天在校的工作时间大致是这样的：

上午：6：20——6：50 住校生上早操 ，早自习

7：50——11：40备课，上课，批改作业

下午：2：00——6：00备课，上课，批改作业，组织学生活动

晚上：6：50——8：30办公，辅导，组织学生就寝教师一天在校时间大约12小时。

（2）从工作的内容时间划分大致如下：

备课：从构思到教案设计，查找习题，如何检验学习效果，最后效果验收，纠错。

上课：约2小时

批改作业：约2.5小时

辅导：约2.5小时

其它：约2小时

从以上统计数据看，教师在校的工作时间和工作量是超负荷的，教师的身心健不能得到保证。特别是一些教师的心理素质较差，由于工作压力大，脾气变得暴躁，有时语言粗俗，体罚 变相体罚学生的现象时有发生，因此，很有必要来研究解决教师负担的问题。

二 研究的对象、方法和理论依据

1.研究的对象：初中各年级学生。

2.研究的方法：实验法·总结法

3.研究的理论依据：

现代教育理论认为，教师和学生是教育活动中两个基本要素，教育的一切活动都必须以调动学生主动性·积极性为出发点，使学生具有充分的动力，主动学习，善于学习。

现代教育理论还认为，学校教育应着眼于教学生学会学习，培养学生自主学习能力，务实学生“终身学习”的基础，这已成为具有时代特征的的教育口号。

认识论也告诉我们，学生的学习要通过认识·实践·再认识·再实践的循环往复，不断提高，形成能力。

“洋思中学”的经验也启示我们要“先学而后教，以教促学，以教帮学，使“主导”和“主体”作用得以充分发挥。

我们认为：在教与学的过程中，更应重视创造条件，引导学生自主学习，指导帮助学生逐步学会学习。那么制定好教案和学案才保证学生自主学习，学会学习的有效途径。

从学得一方面来看，学生的自主学习是指学生在教学过程中，能够自我学习，主动求知，具有如下特点：

（1）主体性。即学生处于教学的主体地位，能自始至终地参与有关教学决策，能自觉地对学习实施自我检查和评价，成为学习的主人。

（2）独立性。学生在学习过程中，能够根据自己的学习特点选择学习方法，独立地，策略地解决学习中问题。

（3）超前性。学生主动参与到教学中去，可根据学案，课前对所学内容进行钻研，熟悉教材，探讨过程，弥补课堂上自学时间的不足。

从教的方面来看，我们强调学生是主体，但并不否任教师的作用，而应起主导作用，即导趣（激发动机，引起兴趣）、导向（提示目标，引导方向）、导疑（激起疑问，引发思维）、导法（提示目标，授以技能）、导馈（引导反馈，及时矫正），从而使学生主体作用与教师的主导作用得以最优组合。

三 课题有关概念的界定和理论假设

1.课题有关概念的界定：

（1）什么叫“教案学案”同步化。依据教学大纲和教学对象，达成目标要求，编制一套与现行“统编”教材相配套的，供学生课堂课外自主独立学习和教师课堂教学相配套的具体方案。简称“教案学案同步化”。

（2）什么叫开放式研究型教学。

主要研究教师如何教，学生如何学，实行教材开放，教案开放，学案开放。学生知道学什么，要达到什么目标，解决哪些重点，难点，疑点，学生也知道教师怎样教，教什么，完成了封闭型向开放型教学的转变。

2.理论假设：

如果我们的实验研究是可行的，那么就能改变落后的教学模式，实现向先进的模式转变，提高学生自主学习能力，提高学生素质，解决师生负担较重的现象，课堂教学质量同时得以提高，可谓一举两得。

四 课题研究的措施和操作变量

工作措施：

在2009年暑假中，我们开始确定研究课题，组参与该课题研究的，进行了认真的理论学习，查找课题研究的理论依据，制定了切实可行的研究计划，明确职责，分工合作。

研究时间：初步打算从2009年6月到2011年6月，用两年的时间进行实验研究，最后以著作的形式公布研究成果。

操作变量：

①编制操作性强的教学方案同步化实验丛书，到现在为止，我们已编出初一数学同步练习（上下），初二数学同步练习（上下），初三数学同步练习（上下）。

②实施“三环六部”教学模式 。

我们依据“合作教学”理论和“三环教学法”，把我们的實验教学简称“三环六歩教学法”。“三环”是指课堂教学的学生自学、教师引导、课堂练习三个环节。六步是指课堂教学实施的六个步骤：①自学探求；②精讲梳理；③疑难分析；④课堂练习；⑤课堂小结；⑥课外训练。把传统的教学方法与先进的教学思想揉合到一起，是比较可行的，具有可操作性。

自学探求：自学探求就是在教师的指导下，由学生自学新教材，学生顺着教材发展的的思路，按照自学提纲的提示和要求；在新概念上停留思考，在论证原理或总结规时进行探索，从而对本节课要学的概念和原理有一个初步的了解，弄懂自己可以学会的东西，对于少数自己弄不懂的地方也念念不忘。这时，老师在引导学生相互开展讨论，交流学习体会，即互帮、互学、互教，使学生解决少数较难的问题。对于极少数大家都感到困惑的知识，同学们又会以焦虑的心情期待着老师的讲解，激起了学生浓厚的求知欲。

此阶段老师应来回巡视，发现学生在自学中有什么问题，是力所不及，思路不对，还是方法不对？同时给予提示指点，帮助解决，并为下一步组织学生讨论做好准备。

自学探求的优点是：第一，让学生学会了本课要学的大部分知识。第二，激发勇于探索的精神，培养了学生自主学习能力。第三，培养了同学们相互研究 互学互助，共同提高的优良学风。第四，为下一部教师讲解和梳理知识创设一个良好的心理氛围 。

精讲梳理：

通过第一环节的自学讨论，在本节课要学的新内容中，哪些地方学生已经弄懂了，哪些地方虽然弄懂但理解深度还不够，哪些地方学生还没有弄懂，教师掌握这些情况后对症下药，该讲的地方要精讲，讲深的地方要讲透。然后再按知识结构梳理知识，特别要把本节课知识分类归档，分别嵌入到知识结构体系中去，与其他知识点联系起来形成一体。

注意精讲内容的选择，什么问题要重点讲，要结合学生自学实际，一般对于本节课内容中的重点，难点，关键的，应结合自学提纲作为精讲内容，要讲深讲透，讲解时要尽量运用启发性语言，提问，自由交流，运用启发引导促使学生保持积极的心理状态。

在精讲的基础上，教师要注意知识梳理，对学习内容作简要概括整理，可归纳为几条基本原理，或形成简明提纲，或列成图表，或几句话概括，使所学知识系统化。

疑难分析：

重在解决疑点和难点问题，帮助学生突破。

练习深化：

精选几组练习题给学生练习。选择练习时，主要是融合了课本的练习，精选部分典型习题来加深拓宽，已达到巩固记忆和加深理解教材的目的，同时也使学生把学得的理论知识初步转化为能力，提高运算，推理，复述和解答问题的技巧。学生练习后，教师应及时评定对错，有时也可采用学生自评相互对比，教师提供答案等多种方法进行。

课堂小结：

为学提供可行的课后作业，一般总量不宜太多，起到巩固知识点作用即可。

我们采用教案学案一体化，教师的教和学生的学同步进行，教学效果将会大大提高，降低了教师选题难度，也省去了学生课后繁重的作业负担，较好地体现了增效减负。

五 实验的阶段性成果

1.面向全体学生的教学得以实施。由于有了学案，全体学生课前就可以依据学案，通过钻研教材，掌握教学内容和要求，对一些后进生也会积极参与讨论，大大提高这部分同学学习的积极性，保证教学真正面向全体同学。

2.先进教学经验得以推广。由于学生在课前有充分的时间按学案的要求去钻研教材，弥补了学生课堂自学时间不足的缺憾，真正做到课堂上学学，议议，自由自在寓学于乐。

六 关于课题研究工作的理性思考

1.“教案学案同步化”课题研究有理论有基础，可操作性强，但教者不能唯教案唯学案，要针对学生的实际情况，对教案学案灵活运用。

2.对学生要求要循序渐进，要有层次。因为初中生年龄尚小，阅历浅，能力弱，所以对学生应用学案的要求要循序渐进，不能操之过急，而要允许学生在动用学案的过程中逐步养成了良好的学习习惯，逐步培养各种能力。另外学生由于学习基础不同，智力不同，故不能要求所有学生都能达到同样要求，要因材施教，这样才能爱护和调动学生运用学案的积极性。

分析化学实验教案 篇4

课程名称： 材料失效分析实验 任课教师： 刘先兰 所属院（部）： 机械工程学院 教学班级： 2011级金属材料工程 教学时间：2013—2014学年第二学期

湖 南 工 学 院

《材料失效分析》实验

实验课程编码： 学时：6 适用专业：金属材料工程

先修课程：材料科学基础、材料力学性能、金属塑性成型原理、现代材料检测技术等 考核方式：

一、实验课程的性质与任务

帮助学生进一步理解所学知识，加深对一般工程结构和机械零件失效分析的基础知识、基本方法和基本技能的掌握；能够利用所学的知识建立失效分析方法和思路（故障树）；熟悉判断失效零件裂纹源的方法；熟知各类断裂件的断口形貌及断裂机制，分析各种断裂类型、起裂点及断裂过程。

二、实验项目

实验一 材料失效中的金相分析法实验（2学时）

实验二 零件失效的宏观分析法（2学时）

实验三 静载荷作用下的金属材料断裂失效断口分析（2学时）

三、实验报告要求

每个实验均应写实验报告。按统一格式，采用统一封面和报告纸。实验报告内容应包括实验名称、目的、内容和理论基础、实验设备（名称、规格及型号）及材料名称，实验步骤、实验结果、结果分析。

四、其它要求

实验中，注重知识、能力、素质的协调发展，突出学生的创新精神与创新能力的培养。

五、教材和参考资料 1教材：

《材料失效分析》，庄东汉主编.华东理工大学出版社.2．参考资料：

[1]《机械零件失效分析》，刘瑞堂编，哈尔滨工业大学出版社..[2]《材料成形与失效》，王国凡主编，化学工业出版社.[3]《材料现代分析方法》，左演声主编，北京工业出版社.[4] 《断口学》，钟群鹏主编，高等教育出版社.[5] 《金属材料及其缺陷分析和失效分析100例》，候公伟主编，机械工业出版社.实验一

材料失效中的金相分析法实验（2学时）

金相分析技术的重要性在于：（1）根据金相分析结果可以判断热处理生产工艺及其组织缺陷；（2）根据金相显微组织照片可以知道构件的破坏原因

【1】实验的目的和要求

1）目的

通过实验，帮助学生进一步理解和掌握所学专业知识，加深对一般工程结构和机械零件失效分析的基础知识、基本方法和基本技能的掌握。

2）要求

要求学生在熟悉和巩固各种检测方法的基本原理和应用特点的基础上，结合具体失效产品，做出合理分析。能够运用金相分析法在材料失效分析中的应用。

【2】实验内容或原理

在失效件上切片，制备相关金相试样。金相检验材料的显微组织，有助于确认热处理的质量情况，为失效原因提供证据。

一、材料失效分析方法分类

一）相关性分析的思路及方法

一般用于具体零、部件及不太复杂的设备系统的失效分析中。1.按照失效件制造的全过程及使用条件的分析方法

（1）审查设计 如对使用条件估计不足进行的设计，标准选用不当，设计判据不足，高应力区有缺口，截面变化太陡，缺口或凹倒角半径过小及表面加工质量要求过低等均可能是致断因素。

（2）材料分析 材料选用不正确，热处理制度不合理，材料成分不合格，夹杂物超级，显微组织不符合要求，材料各向异性严重，冶金缺陷等。

（3）加工制造缺陷分析 铸、锻、焊、热处理缺陷，冷加工缺陷，酸铣、电镀缺陷，碰伤，工序间锈蚀严重，装配不当，异物混入及漏检等。

（4）使用及维护情况分析 超载、超温、超速，启动、停车频繁或过于突然，润滑制度不正确，润滑剂不合格，冷却介质中混有硬质点，未按时维修保养，意外灾害预防措施不完善等。

2.根据产品的失效形式及失效模式分析的思路及方法

这是较为常用的分析方法。一个具体的零件失效后，根据其表现形式（过量变形、表面损伤和断裂）进一步分析失效模式，然后分析导致这种失效模式的内部因素和外部因素，最后找出失效的原因。3.“四M”分析思路及方法

所谓“四M”分析法，是指将Man（人）、Machine（机器设备）、Media（环境介质）和Management（管理）作为一个统一的系统进行分析的方法。对于一个比较复杂的系统常采用此种方法。依此分别进行如下四方面的分析工作。

（1）操作人员情况的分析 如工作态度不好、责任心不强、玩忽职守、主观臆断和违章作业等不安全行为以及缺乏经验、反应迟钝和技术低劣等局限性。

（2）环境情况的分析 主要指的是产品在使用状态下所处的环境条件，如载荷状态、大小、方向的变化。温度，湿度，尘埃，是否存在腐蚀介质等。

（3）设备情况的分析 主要指的是材料的选择，结构设计，加工制信水平及安装、运输保护措施等。

（4）管理情况的分析 如缺乏适当的作业程序，保护措施不健全，辅助工作太差，使用的工具、设施不当，没有按规定的作业程序操作，缺乏严格的维修保养制度等。二）系统工程的分析思路及方法

失效系统工程是把复杂的设备或系统和人的因素当作一个统一体，运用数学方法和计算机等现代化工具，来研究设备或系统失效的原因与结果之间的逻辑联系，并计算出设备或系统失效与部件之间的定量关系。

失效系统工程分析法主要类型：（1）故障树分析法（简称FTA法）（2）特征—因素图分析法

（3）事件时序树分析法（简称 ETA法）（4）故障率预测法

（5）失效模式及后果分析法（简称FMEA法）（6）模糊数学分析法 三）数理统计分析思路及方法

相关性：

二、失效分析的一般程序

机械零件失效的情况是千变万化的，分析的目的和要求也不尽相同，因而很难规度一个统一的分析程序。一般说来，大体上包括：

1）调查失效事件的现场，2）收集背景材料，3）深入研究分析，4）综合归纳所有信息并提出初步结论，5）重现性试验或证明试验，6）确定失效原因并提出建议措施，7）写出分析报告等内容。

三、失效分析的步骤 l、现场调查（1）保护现场

（2）查明事故发生的时间、地点及失效过程（3）收集残骸碎片，标出相对位置，保护好断口。（4）选取进一步分析的试样。

（5）询问且击者及其他有关人员能提供的有关情况。（6）写出现场调查报告。

2、收集背景材料（1）设备的自然情况（2）设备的运行记录（3）设备的维修历史情况（4）设备的失效历史情况

（5）设计图纸及说明书，装配程序说明书，使用维护说明书（6）材料选择及其依据（7）设备主要零部件的生产流程（8）质量检验报告及有关的规范和标准

3、技术参量复验（1）材料的化学成分（2）材料的金相组织及硬度（3）常规力学性能

（4）主要零部件的几何参量及装配间隙

4、深入分析研究

（1）失效产品的直观检查（变形。损伤情况，裂纹扩展，断裂源）（2）断口的宏观分析及微观形貌分析（多用扫描电镜）

（3）无损探伤检查（涡流、着色、磁粉、同位素、X射线、超声波等）（4）表面及界面成分分析（俄歇能谱）

（5）局部或微区成分分析（辉光光谱、能谱、电子探针）（6）相结构分析（X射线衍射法）

（7）断裂韧性检查，强度、韧性及刚度校核

5、综合分析归纳，推理判断提出初步结论

根据失效现场获得的信息、背景材料及各种实测数据，运用材料学、机械学、管理学及统计学等方面的知识，进行综合归纳、推理判断、分析后，初步确定失效模式并提出失效原因的初步意见和预防措施。

6．重现性试验或证明试验 重大事件： 7．撰写失效分析报告

失效分析报告与科学研究报告相比较，除了在应写得条理清晰、简明扼要、合乎逻辑方面相同外，二者在格式和侧重点等许多方面都有所不同。失效分析侧重于失效增况的调查、取证和验证，在此基础上通过综合归纳得出结论、而不着重探讨失效机理，这就有别于断裂机理的研究报告。

机械产品的失效分析报告通常应包括的内容

（1）概述 首先介绍失效事件的自然情况：事件发生的时间、地点，失效造成的经济损失及人员伤亡情况；受何部门或单位的委拓；分析的目的及要求；参加分析人员情况；起止时间等。

（2）失效事件的调查结果 简明扼要地介绍失效部件的损坏情况。当时的环境条件及工况条件；当事人和目击者对失效事件的看法，失效部件的服役史、制造史及有关的技术要求和标准。

（3）分析结果 为了寻找失效原因，采用何种方法和手段做了哪些分析工作、有何发现，按照认识的自然过程一步步地介绍清楚。对于断裂件的分析，断口的宏观和微观分析、材料的选择及冶金质量情况分析，力学性能及硬度的复检、制造工艺及服役条件的评价等分析内容通常是不可缺少的。

（4）问题讨论 必要时，对分析工作中出现的异常情况、观点上的分歧、失效机理的看法等问题进行进一步的分析讨论。

（5）结论与建议 结论要准确，建议要具体、切实可行。写明遗留的问题、尚需进一步观察和验证的问题等。

四、国际上比较公认的分析程序

材料失效的类型多种多样，所以，进行失效分析的思路和方法也不一样。以金属件为例，国际上比较公认的分析步骤和顺序是美国的Brooks失效分析程序和ASM失效分析程序。这两套分析程序实质上是相同的，可以相互替代。Brooks失效分析程序说明如下：

（一）失效情况的描述

以技术文件的形式记述失效的历史情况。如失效的特征过程、失效件的原设计要求以及失效件的使用情况和环境。特别是有关的照片资料和多媒体资料。

（二）裸眼观察

失效件失效后的总体形貌应记入上述文件，而且必须进行断口表面或其他重要的失效特征的保护，不得造成损害。

（三）机械设计分析（应力分析）

当失效件是重要的承重构件时，应进行强度分析（应力分析），正确评估其承载能力或其他力学性能。这有助于确定失效件是否具有足够的尺寸和合适的形状，以满足设计要求，从而可能找出失效的原因。

（四）化学成分设计分析

据此可考察材料的力学性能、工艺性能和抗腐蚀性能。

（五）制造过程及其各工艺环节分析

错误的加工工艺过程往往是导致失效的主要原因，如不合格的原材料、各种热加工工艺的错误和机加工、磨削的错误等等。

（六）宏观断口形貌检查

在裸眼和低倍放大下检查断口表面时，往往可以发现明显的形貌特征，可按照断裂特征和载荷性质之间的关系来推断断裂的模式。（实验二）

（七）微观断口分析

包括断口显微形貌（断口组织）试验和局部化学成分试验，以此确定断裂机理。通常都是采用电子显微镜分析。（实验三）

（八）金相检验

金相试样的制备需在失效件上切片，这可能要求有关各方在切片前取得一致。金相检验材料的显微组织，有助于确认热处理的质量情况，为失效原因提供证据。（实验一）

（九）性能检验

性能检验是与设计所对应的性能试验，这种确定性能的试验通常是破坏性试验。在不允许对失效件做破坏性取样时，可以用硬度试验来推断其力学性能，如屈服强度等。（实验三）

（十）失效分析

模拟失效原因，制作与失效件相同的构件，使之在设计要求的真实工况下运行。这是非常昂贵但却可信的试验，只有在特殊需要下才做。

五、金相分析技术的应用

1、根据金相分析结果可以判断热处理生产工艺及其组织缺陷

2、根据金相显微组织照片可以知道构件的破坏原因

六、金相分析用设备

1、光学显微镜观察

在铸造、固溶态试样及挤压样品的中心部位截取金相试样，热压缩试样的金相试样沿平行于压缩方向截取，试样尺寸约为15×15×15mm。将截取的试样在国产M-2型金相试样预磨机上经粗磨、精磨至、抛光至精抛光，达到样品表面无划痕、污迹、拖尾的镜面，将制备好的镜面试样侵蚀于4％HNO3＋C2H5OH溶液（此为镁合金，不同的材料，其腐蚀剂不同）中，在POLYVAR MET型金相显微镜下观察在不同状态下合金的组织。

2、扫描电子显微镜观察

铸态、固溶态、挤压态合金的第二相的形态及其在基体中的分布通过Sirion 200场发射扫描电镜上进行观察，对合金相的组成进行能谱(EDX)分析，并观察拉伸试样的断口形貌。

3、透射电镜观察

用水磨砂纸和金相砂纸对铸态、固溶态、挤压态合金的透射电镜试样进行机械减薄到70μm左右，再分别冲裁成直径为Φ3mm的圆片用于离子减薄，离子减薄在Gantan691型离子减薄仪上进行，其减薄时的工作条件为：轰击电压为4~5kV，电流为0.3-0.4mA，入射角为6°-8°。在TECNAI G220型透射电镜上进行观察分析，加速电压为200kV。通过透射电镜主要观察合金晶粒形态、晶内及晶界处位错组态、亚晶、亚晶内位错、位错密度，合金第二相形态及其分布等等。

七、案例分析

1、钢铁合金 1）相图

1538 1495 1394 Fe

2）灰铸铁缸体断裂失效分析

3）灰铸铁轮毂的失效分析

2、铝合金

1）相图

2）低压铸造铝合金轮毂内部缺陷探讨 3）高强度高耐磨性铝硅合金的实验研究

3、镁合金

1）相图 2）金相图片分析

思考题：

1、说明金相分析法在材料失效分析中的意义。

2、分析低碳钢（20）、中碳钢（45）、高碳钢（T10）的平衡组织结构，分析其对合金性能的影响。

3、以铝硅合金为例，从成分、组织和性能的关系出发，分析如何提高铝合金的强度？

实验二

零件失效的宏观分析法（2学时）

宏观分析主要用于分析断口形貌。断口的宏观分析是断裂件失效分析的基础。断口的宏观分析，能够了解断裂的全过程，因而有助于确定断裂过程和构件几何结构间的关系，并有助于确定断裂过程和断裂应力间的关系。断口的宏观分析，可以直接确定断裂的宏观表现及其性质，即宏观脆断还是韧断，并可确定断裂源区的位置、数量及裂纹扩展方向等。

【1】实验的目的和要求

1）目的

通过宏观分析法，让学生了解宏观分析法在材料失效分析中的重要作用。了解各种失效产品在进行分析时其宏观特征。

2）要求

要求学生在熟悉和巩固各种材料如钢、铁、铝、镁等合金的制备工艺特点的基础上，结合具体失效产品，分析其宏观特征。

【2】实验内容或原理

轴、齿轮的失效分析。腐蚀构件的失效分析。磨损件的失效分析。可用于实例分析的构件有：柴油机曲轴断裂分析、扭力轴断裂分析、工、模具断裂分析、旋转弯曲曲轴件断裂分析、齿轮类零件失效分析、铸铁件开裂分析、铝合金/镁合金零件断裂分析、环境致脆断裂件分析、腐蚀、磨损件分析等。

一、分析方法

材料失效的类型多种多样，所以，进行失效分析的思路和方法也不一样。以金属件为例，国际上比较公认的分析步骤和顺序是美国的Brooks失效分析程序和ASM失效分析程序。这两套分析程序实质上是相同的，可以相互替代。Brooks失效分析程序说明如下：

（一）失效情况的描述

以技术文件的形式记述失效的历史情况。如失效的特征过程、失效件的原设计要求以及失效件的使用情况和环境。特别是有关的照片资料和多媒体资料。

（二）裸眼观察

失效件失效后的总体形貌应记入上述文件，而且必须进行断口表面或其他重要的失效特征的保护，不得造成损害。

（三）机械设计分析（应力分析）

当失效件是重要的承重构件时，应进行强度分析（应力分析），正确评估其承载能力或其他力学性能。这有助于确定失效件是否具有足够的尺寸和合适的形状，以满足设计要求，从而可能找出失效的原因。

（四）化学成分设计分析 据此可考察材料的力学性能、工艺性能和抗腐蚀性能。

（五）制造过程及其各工艺环节分析

错误的加工工艺过程往往是导致失效的主要原因，如不合格的原材料、各种热加工工艺的错误和机加工、磨削的错误等等。

（六）宏观断口形貌检查

在裸眼和低倍放大下检查断口表面时，往往可以发现明显的形貌特征，可按照断裂特征和载荷性质之间的关系来推断断裂的模式。

（七）微观断口分析

包括断口显微形貌（断口组织）试验和局部化学成分试验，以此确定断裂机理。通常都是采用电子显微镜分析。

（八）金相检验

金相试样的制备需在失效件上切片，这可能要求有关各方在切片前取得一致。金相检验材料的显微组织，有助于确认热处理的质量情况，为失效原因提供证据。

（九）性能检验

性能检验是与设计所对应的性能试验，这种确定性能的试验通常是破坏性试验。在不允许对失效件做破坏性取样时，可以用硬度试验来推断其力学性能，如屈服强度等。

（十）失效分析

模拟失效原因，制作与失效件相同的构件，使之在设计要求的真实工况下运行。这是非常昂贵但却可信的试验，只有在特殊需要下才做。

二、宏观分析方法

根据《机械工程材料测试手册》，按国家标准《钢材断口检验方法》和《碳素钢和低合金钢断口检验方法》规定,已经纳入上述标准的断口有:(1)纤维状断口,(2)瓷状断口,(3)结晶状断口,(4)台状断口...一）断口处理及断口分析的任务

断口分析，是用肉眼、低倍放大镜、实体显微镜、电子显微镜、电子探针、俄歇电子能谱、离子探针质谱等仪器设备，对断口表面进行观察及分析，以便找出断裂的形貌特征、成分特点及相结构等与致断因素的内在联系。

断口分析包括宏观分析和微观分析两个方面。宏观分析主要用于分析断口形貌。微观分析，既包括微观形貌分析又包括断口产物分析（如产物的化学成分、相结构及其分布等）。

在对断口进行分析以前必须妥善地保护好断口并进行必要的处理。断裂的基本分类 1）延性断裂与脆性断裂

断裂前如有宏观塑性变形——延性断裂 断裂前如无宏观塑性变形——脆性断裂 2）穿晶断裂与沿晶断裂

裂纹扩展是穿过晶粒内部的——穿晶断裂 裂纹扩展是沿着晶粒晶界的——沿晶断裂 穿晶断裂可分： 脆性断裂——穿过晶粒，沿晶体的解理面裂开，无塑性变形

延性断裂——穿过晶粒，晶粒本身有明显塑性变形

1、断口的处理

（1）在干燥大气中断裂的新鲜断口 防止锈蚀，防止手指污染断口及损伤断口表面；

（2）对于断后被油污染的断口，要进行仔细清洗。（3）在潮湿大气中锈蚀的断口。

（4）在腐蚀环境中断裂的断口，在断口表面通常覆盖一层腐蚀产物，这层腐蚀产物对分析致断原因往往非常重要。

腐蚀产物的去除方法有化学法、电化学法及干剥法等。

2、断口分析的任务

（l）确定断裂的宏观性质。塑性断裂/脆住断裂/疲劳断裂等。

（2）确定断口的宏观形貌。纤维状断口/结晶状断口；有无放射线花样及有无剪切唇等；（3）查找裂纹源区的位置及数量。裂纹源区的所在位置是在表面、次表面还是在内部，裂纹源区是单个还是多个，在存在多个裂草源区的情况下，它们产生的先后顺序是怎样的等；

（4）确定断口的形成过程。裂纹是从何处产生的，裂纹向何处扩展，扩展的速度如何等；

（5）确定断裂的微观机制。解理型/准解理型/微孔型，沿晶型/穿晶型等；（6）确定断口表面产物的性质。断口上有无腐蚀产物或其他产物，何种产物，该产物是否参与了断裂过程等。二）断口的宏观分析方法

断口的宏观分析是断裂件失效分析的基础。断口的宏观分析，能够了解断裂的全过程，因而有助于确定断裂过程和构件几何结构间的关系，并有助于确定断裂过程和断裂应力（正应力及切应力）间的关系。断口的宏观分析，可以直接确定断裂的宏观表现及其性质，即宏观脆断还是韧断，并可确定断裂源区的位置、数量及裂纹扩展方向等。生产中的产品检验的目的主要是：

1）利用断口来检查铸铁件的白口情况，用于确定铸件的浇注工艺； 2）用断口法检查渗碳件渗层的厚度，以便确定渗碳件的出炉时间；

3）用断口法检查高频淬火件的淬硬层厚度，以便确定合理的感应器设计及淬火工艺； 4）用断口法确定高速钢的淬火质量；

5）用断口法检查铸锭及铸件的冶金质量（如有无疏松、来杂、气孔、折迭、分层、白点及氧化膜等）。

1、最初断裂件的判断

分析对象是一个复杂的大型机组或是一组同类零件中的多个发生断裂。（1）整机残骸的失效分析

整机残骸的分析通常称为残骸的顺序分析。即根据残骸上的碰伤、划痕及其破坏特征分析整机破坏的先后顺序，由大部件到小部件，再到单个零件，进而对最初断裂件的断口作具体分析。（2）多个同类零件损坏的失效分析

一组同类零件的几个或全部发生损坏时，要判明事故原因需确定哪一个件先坏，这类分析也应采用顺序分析法。在对多个同类零件的损坏情况下，要根据损坏件的变形及损伤的严重程度来确定最初破断件。

（3）同一个零件上相同部位的多处发生破断时的分析

在同一个零件上，在其几何结构及受力情况完全相同的几个部位均出现损坏的情况。必须首先搞清楚是哪个部位首先损坏。

2、主断面（主裂纹）的宏观判断

最初断裂件找到后，紧接着的任务就是确定该断裂件的主断面或主裂纹。所谓主断面就是最先开裂的断裂面。主断面上的变形程度、形貌特点，特别是断裂源区的分析，是整个断裂事故分析中最重要的环节。1）利用碎片拼凑法确定主断面

2）按照“T”型汇合法确定主断面或主裂纹 3）按照裂纹的河流花样确定主裂纹

碎片拼凑法确定主断面 “T”型汇合法确定主断面或主裂纹 裂纹的河流花样确定主裂纹

3、断裂（裂纹）源区的宏观判断

主断面（主裂纹）确定后，断裂分析的进一步工作是寻找裂纹源区。裂纹源区是断裂破坏的宏观开始部位。寻找裂纹源区不仅是断裂宏观分析中最核心的任务，而且是光学显微分析和电子显微分析的基础。

1）利用断口上的“三要素”特征确定裂纹源区

2）利用断口上的“人”字纹特征确定裂纹源区 3）根据断口上的放射花样确定裂纹源区

4）根据断口上的“贝纹”线确定裂纹源区

5）将断开的零件的两部分相匹配，则裂缝的最宽处为裂纹源 6）根据断口上的色彩程度确定裂纹源区 氧化色

4、宏观断口的表观现象与致断原因初判 1）断裂源区和零件几何结构间的关系

断裂源区可能发生在零件的表面、次表面或内部。

对于塑性材料的光滑试件（零件），在单向拉伸状态下，断裂源在截面的中心部位属于正常情况。为防止零件出现此种断裂，应提高材料的强度水平或加大零件的几何尺寸。

表面硬化件发生断裂时，断裂源可能发生在次表层，为防止此类零件的断裂，应加大硬化层的深度或提高零件的心部硬度。

除上述两种情况外，断裂源区一般发生在零件的表面。零件的尖角、凸台、缺口、刮伤及较深的加工刀痕等应力集中处。为防止此类破坏显然应从减小应力集中方面入手。2）断裂源区与零件最大应力截面位置的关系

断裂源区的位置一般应与最大应力所在平面相对应。如果不一致则表明零件的几何结构存在某种缺陷或工作载荷发生了变化，但更为常见的情况是材料的组织状态不正常（如材料的各向异性现象严重）或存在着较严重的缺陷（如铸造缺陷、焊接裂纹、锻造折迭）等情况。

例如，承受单向扭转工作载荷的轴件，其断口的宏观形貌，按其与最大应力之关系可能有以下几种情况：

（a）断口表面与最大正应力所在平面相对应，即断口与轴线呈45螺旋状。此种类型的断裂为宏观脆性断裂，通常是由材料的脆性过大或韧塑性不足引起的。通过改变零件的热处理工艺，适当提高回火温度则有助于减少零件的此类断裂。

（b）断口的表面与最大切应力所在平面相对应，即断口平面与轴线垂直或平行。此种类型的断裂为宏观韧性的断裂，通常是由材料的强度或硬度不足引起的。适当降低零件的回火温度，则有助于零件使用性能的改善。

上述两种情况均表示材料的组织均匀性未出现太大问题。在此种情况下，如果调整热处理工艺难以避免上述两种断裂，则应提高材料的强韧性级别或者适当加大零件的几何尺寸。

（c）断口表面与轴线的夹角远小于45，即断口表面既不和最大正应力所在平面相对应也不和最大切应力所在平面相对应。换句话说，该断裂面是在较小的应力条件下形成的。由此可以推知，材料的各向异性现象比较严重，横向性能比较差。通常是由材料中的塑性夹杂物比较多及锻造流线沿轴向分布显著等因素引起的。

3）断裂是从一个部位产生的还是从几个部位产生的，是从局部部位产生的还是从很大范围内产生的。

通常的情况是，应力数值较小或应力状态较柔时易从一处产生，应力数值较大或应力状态较硬时易从多处产生；由材料中的缺陷及局部应力集中引起的断裂，裂纹多从局部产生；存在大尺寸的几何结构缺陷引起的应力集中时，裂纹易从大范围内产生。

承受旋转弯曲的轴件可能产生以下几种类型的断裂：

（a）裂纹源于表面一处或两处（基本对称，但稍有偏转）这是最为常见的断裂形式。其产生原因是由于表面拉应力最大及表面存在一定的加工缺陷或材料缺陷所致。在无明显缺陷存在的情况下，正常的断裂（由材料性质及轴件的几何尺寸和载荷性质来决定）也呈此种断裂形式；

（b）裂纹源于次表面某处。次表面的拉应力小于表面，其所以成为起裂点，必然存在有较大的缺陷；

（c）裂纹源于整个表面向内扩展导致的断裂。其断裂原因一般是由于轴件存在有变截面且其应力集中现象严重所致，如此处为直角过渡的情况。4）断口表面的粗糙度

断口表面的粗糙度在很大程度上可以反映断裂的微观机制并有助于断裂性质及致断原因的判断。

如粗糙的纤维状多为微孔聚集型的断裂机制，且孔坑粗大，塑变现象严重；瓷状断口多为准解理或脆性的微孔断裂，塑变现象极小，孔坑小、浅、数量极多；粗、细晶粒状为沿晶断裂；镜面反光现象明显的结晶状断口为解理断裂；表面较平整多为穿晶断裂，凹凸不平多为沿晶断裂等。5）断口的边缘情况

观察断口的边缘有无台阶、毛刺、剪切唇和宏观塑性变形等，将有助于分析裂纹源区的位置、裂纹扩展方向及断裂的性质等问题。因为随着裂纹的扩展，零件的有效面积不断减小，使实际载荷不断增加。对于塑性材料来说，随着裂纹的扩展，裂纹两侧的塑性变形不断加大，依此即可确定裂纹的扩展方向。例如，一裂纹顺着一排铆钉孔扩展，最先扩展的裂纹孔基本不变形是圆形的，而后的裂纹孔将依次加大变形成为非圆形的孔，裂纹的扩展方向则是由圆孔指向非圆孔。在断口的表面没有其它特殊花样存在的情况下，利用断口边缘的情况往往是判断裂纹源区及裂纹扩展方向的唯一的和可靠的方法。6）断口上的冶金缺陷

注意观察断口上有无夹杂、分层、粗大晶粒、疏松、缩孔等缺陷。有时依此可以直接确定断裂原因。

三、宏观断口实例分析

1、铸铁件 1）HT250

2）20CrMnTi伞齿轮淬火后校直时断裂

3）30钢玻璃机道轨渗碳盐浴淬火断裂

30钢玻璃机道轨渗碳盐浴淬火断裂20CrMnTi伞齿轮淬火后校直时断裂

2、铸铝件（ZL105）

思考题：

1、描述HT250合金铸件的的宏观特征，分析其失效原因。

2、描述20CrMnTi伞齿轮淬火后校直时断裂的宏观特征，分析其失效原因。

3、描述30钢玻璃机道轨渗碳盐浴淬火断裂的宏观特征，分析其失效原因。

4、描述汽车叶轮铸铝件（ZL105）的宏观特征，分析其失效原因。

实验三

静载荷作用下的金属材料断裂失效断口分析（2学时）

通过断口分析，可以判断断裂失效的裂纹起源与裂纹扩张的途径，判断断裂的性质，反反推断裂载荷的类型和大小、材料的性质、大致的环境，推断失效的原因是：设计的原因；材质的原因；工艺的原因和环境的原因等。通过实例来说明断口分析的应用，以体现不同的断裂类型具有不同有形貌特征。

【1】实验的目的和要求

1）目的

通过断口分析法，让学生了解静载荷作用下的金属材料断裂时韧性断口和脆性断口的特征。

2）要求

要求学生在熟悉和巩固韧性和脆性材料的应力-应变特点，熟悉相关检测设备的工作原理，通过实验，判断失效零件的宏观和微观特征。

【2】实验内容或原理

拉伸断口形貌观察。三要素；断口宏/微观形貌及其特征；裂源及裂纹扩展方向。通过实际失效件及其断口的宏观分析，掌握最初断裂件的判断、主裂纹（主断面）的判断方法。

一、基本理论

一）断口三要素的内容与特点

光滑园柱形试样的拉伸变形过程：均匀变形——缩颈——断裂（杯锥状断口）三要素：

纤维状区（fibrous zone）;放射状区（radial zone）;剪切唇区（shear lip）纤维区：位于断口中央，与外加应力垂直，呈粗糙的纤维状园环形花样；

暗灰色，常可观察到显微空洞和锯齿状；

其底部晶粒被拉长象纤维一样，为裂纹萌生区 放射区：具有放射花样特征（脆断特征）

放射线的发散或收敛方向为裂纹扩展方向

纤维区与放射区交界线标志着裂纹由稳定

扩展向快速扩展（失稳扩展的转化）剪切唇：表面较光滑，与拉应力方向呈45°

切断区域，有金属光泽，呈灰色鹅毛状

二）断口三要素的分布类型

①F、R、S②F、S——160℃光滑园柱拉伸试样断口③R、S——低合金钢在－160℃条件拉伸或冲击断口④S——纯剪切型断口或薄板拉伸断口 三）影响因素

1、试验温度 T ↓，F↓ S↓ R↑

2、试样尺寸 t↑，F↓ S↓ R↑

3、试样形状 四）断口三要素的应用

根据断口三要素可以判断裂纹源的位置及宏观裂纹扩展方向裂纹源的确定：

①利用纤维区，通常情况裂源位于纤维区的中心部位，因此找到纤维区的位置就找到了裂源的位置；②利用放射区形貌特征，一般情况下，放射条纹的收敛处为裂源位置；③根据剪切唇形貌特征来判断，通常情况下裂纹处无剪切唇形貌特征，而裂源在材料表面上萌生。

裂纹扩展方向的确定：①纤维区指向剪切唇②放射条纹的发散方向③板状样呈现人字纹（chevron pattern）其反方向为 源扩展方向 五）断裂过程

裂纹形成

裂纹扩展：亚稳扩展（亚临界扩展阶段）

失稳扩展 裂纹扩展两阶段：

亚稳扩展：裂纹自形成而扩展至临界长度的过程 特点：扩展速度慢，停止加载，裂纹停止扩展

裂纹总是沿需要消耗扩展功最小的路径，条

件不同，亚稳扩展方式、路径、速度也各不相同 失稳扩展：裂纹自临界长度扩展至断裂 特点：速度快，最大可达声速；

扩展功小，消耗的能量小；

危害性大，总是脆断

二、材料的拉伸实验

拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。金属的力学性能可用强度极限σb、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ和冲击韧度αk五个指标来表示。它是机构设计的主要依据。在机构制造和建筑工程等许多领域，有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的抗泣强度，这就需要测定材料的性能指标是否符台要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料各种使用条件下，确定其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。

1）观察碳钢、铸铁在拉抻过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。2）观察断口，比较低碳锕和铸铁两种材料的拉伸性能。

1、试验设备仪器及量具

2、试件

金属材料拉伸试验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必须按国家桶准的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下能做成标

准试件时，应按规定做成比例试件。圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于板材可制成矩形截面。园形试件标距L。和直径之比，长试件为Lo／do＝10，材料的机械性能指标σs、σb、δ、Ψ是由拉伸破坏实验来确定的，实验时万能材料试验机自动给出载荷与变形关系的拉伸图(P—ΔL图)如图2所示，观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。

1、弹性阶段— OA

2、屈服阶段— BC

3、强化阶段— CD

4、颈缩阶段— DE 由实验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此吁可记录下屈服点Ps。当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Pb后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降。至到断裂，这一阶段叫颈缩阶段。

实验中可测得： Ps一屈服荷重。Pb —最大荷重。L1 一断后标距部分长度。A1 一断后最细部分截面积。由此可计算 屈服极限：APSs=δ 强度极限：APbb=δ 延伸率：%1001×−=LLLδ 截面收缩率：%1001×−=AAAψ 其中A、L均为拉伸前试件的截面面积及标距。

3、碳钢的拉伸步骤

1）试件的准备，试件中段取标距L=50mm，在标距两端刻线（或冲眼）做为标志。用游标卡尺在试件标距范围内，测量中间和两端三处直径d0。取最小值作为计算截面面积用。

2）试验机的准备（液压万能试验机构造原理参看附录一）：首先学习试验机操作规程。估计低碳钢σb，计算打断试件所需的最大荷载。根据最大荷载选定试验机测力表盘和锤锤A、B、C、并调节缓冲手柄到相应的位置。按需要放大倍数调节好自动绘图器，装上绘图纸，以备画出P—ΔL曲线。装好试件，调整指针对准零点。

3）检查试车：由教师检查以上准备情况，开动试验机，加少量荷载（勿使超过比例极限）检查试验机，绘图机构工作是否正常。然后卸载（可保留少量荷载），视情况指针调零。

4）进行试验：慢速加载。使试验机指针缓慢均匀的转动。自动绘图装置可绘出试件受力和变形的关系图，如图1。观察测力盘指针转动情况，当指针不动或摆动，倒退时，说明材料发生流动（屈服）测力指针倒退的最小值。即为流动荷载Ps，如图BC段，试验者应记录下此值，以备计算屈服点应力值δs 流动阶段结束，试件可以继续承受更大的外力和发生变形，称为强化阶段如图C至D段。D段所对应的荷载即试件能承担的最大荷载Pb，试验者记录好Pb，值以备计算。当荷载达到Pb之后，试件开始颈缩，测力指针开始回转，表明试件承载能力减少，到E点断裂。

5）试验结束关闭试验机，取下试件和图纸，打开试验机回油阀，使试验机回到原位。6）测量试件：将断裂试件紧对在一起，测量端口处直径d1,在断口两个互相垂直方1/3处区段内。可直接量取；若不在此区，按国家标准采用断口移中办法，计算L1的长度。

4、铸铁拉伸试验步骤

1）试件的准备：测量试件中间和两端之处直径d，取最小值计算截面积。

2）试验机准备：估计铸铁σb值，估算拉断试件最大荷载。试验机调整与低碳钢拉伸试验相同。

3）检查及试车：与碳钢拉伸试验相同。

4）进行试验：开动好试验机。用慢速加载直到试件断裂，记录最大荷载Pb值。观察自动绘图器上的曲线。

5）试验结束：关闭试验机，取下试件，使试验机回原位。6）测量试件：测量断裂后试件的直径和长度。7）计算铸铁拉伸强度极限：

5、结束工作

1）清理并复原试验机、工具和现场。

2）描下拉伸曲线，按要求填写试验报告，整理数据，写出结论。

6、思考题：

分析化学实验教案 篇5

(4课时)

一、实验目的

通过本实验让学生了解网上保险的特点与功能，掌握各保险公司提供的网上保险服务；掌握保险公司各险种网上投保的流程、手续和业务特点；掌握网上在线投保的具体操作方法。在实验中注重培养学生的分析问题、解决问题的能力。

二、实验条件

（1）硬件：A、PC机 B、宽带网

（2）软件：Win2000 / WinXP以上版本，IE5.0及以上版本，WORD2000

三、实验内容

（1）访问我国几大保险公司网站，浏览各保险公司提供的网上保险服务内容；（2）网上投保的流程。

（3）网上保险交易的模拟操作，了解网上在线投保的基本操作方法。

（4）实验总结（通过个人的实践、分析，得出结论，对存在的不足，提出解决建议或结合行业发展的实际，提出展望）

四、实验步骤

（1）在百度等搜索引擎上查找中国平安保险、人寿保险、阳光保险、太平洋保险等各大保险公司的网址；

（2）登陆上述保险公司的网站，查看各保险公司提供的网上保险服务。并以车险为例，对各保险公司提供的车险服务进行对比分析。（表格形式为佳）

（3）在线投保实例操作题：

如果我们班的同学要自行组织一次户外登山活动，目的地是长沙郊区某自然山脉，时间一天。经考察，该登山活动有一定的危险性，要为全班30名同学购买保险。请说明此类情况在网上有哪些合适的险种可供选择，对可以选择的保险公司及其提供的险种进行比较分

析，并针对自己的实际情况选择相应的保险公司和险种进行投保，详细说明选择的理由。分步骤说明自己进行该险种网上在线投保过程中的具体操作流程。

（4）通过个人的实验、分析总结，得出结论，对存在的不足，提出解决建议或结合行业发展的实际，提出展望）。

五、实验要求

（1）学生遵循实验目的及操作步骤进行练习，及时记录实验过程和数据。（2）实验过程中不迟到、不早退。

化学实验复习教案 篇6

德江县民族中学

简永波

学情分析与教学思路设计：

为迎接2010中考，使考生能够考出好的成绩，通过分析九年级学生如何进行中考总复习问卷调查，从中发现大部分学生都认为实验题是化学题上丢分较多的题，特别是酸碱盐方面的实验部分更是特别的难，特别的难以把握。针对以上情况，特进行化学实验部分的专题复习。通过对化学实验基础知识的回顾及化学综合实验设计习题的分析讲解,培养学生利用所学方法解决实验疑难问题的能力。

一、教学目标 知识与技能：

1、了解九年级化学实验常用仪器及其化学实验中的基本操作;

2、掌握九年级常见气体的制取、净化和检验；

3、能用所学知识设计并解决一部分简单实验综合题等。过程与方法：

通过对实验基础知识的回顾和设计实验题的分析讲解，发展学生逻辑思维能力和分析能力,提高学生解决化学实验实际问题的能力。情感态度与价值观：

通过对化学实验现象的分析，认识事物的过程，潜移默化地渗透实事求是,实践出真知的认识论观点。教学重点:

1、九年级化学实验基础知识的回顾与巩固

2、利用所学实验基础知识和实验基本技能设计简单的实验方案。教学难点：

如何用所学知识设计简单的实验方案 课时安排：1课时 教学设计：

一、知识导入（分析考点）

最近几年的中考题，实验题所占比重较大（占21.7％），大部分同学在这个大题上丢分较多，实验题也是同学们在今后学习化学的重点知识，在这里和同学们一起来分析实验题的重难点和考点。

分析2008、2009中考实验题，总体来说考查的能力都要求不高，主要考查的是学生对实验部分基础知识的扎实程度。如2008年实验题1考查了水、氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳（H2O、N2、H2、CO、CO2）几种气体的鉴别，(要求考生根据题设条件用化学式填写空格)，难度不高但综合性较强（重点考查了考生的严谨性）。本题就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础、对知识点掌握不透彻的考生来说就意味着难题，很多考生答该题最后一空时都只答一种情况，（澄清石灰水的本题中的作用是既检验又吸收CO2的双重目的）。2题考的比较灵活、新颖，要求考生以H2SO4、Fe、CuO三种物质用两种方法（用化学方程式表示写出）制取硫酸铜（CuSO4），本题所涉及的化学知识非常基础，但是综合能力要求比较高，观察和分析不到位，就不能准确的书写。同时考查了考生化学方程式的正确书写。2009年化学实验题则显得比较陈旧，属于老生常谈题，这些都是平2 时反复训练的，甚至是做过的原题。如15题主要考查了实验室制备H2、O2、CO2三种气体的5个化学方程式的正确书写、气体发生装置与收集装置的选择。16题则直接取材于课本上册第六单元第一课题，比较有点创意的是加了对CO检验的信息考查与知识的迁移，同时对考生进行环保教育。

二、新课讲解（如何进行实验总复习）

纵观这两年我区中考实验题的趋势，主要是对基础实验知识的考查，总体难度不大，但知识综合度比较高，所以2010中考化学实验题在难度系数上也不会太大的改动，即同学们在进行中考化学实验题进行复习时尽量以课本基础为主，务求基础的扎实。近两年的实验题主要考查气体制备与收集、如何鉴别几种常见的气体等，而缺乏对酸碱盐在溶液中解离的离子鉴别进行考查，所以同学们复习的时候应该对这方面略有倾斜。下面我们从以下几个方面来谈谈如何对实验部分进行总复习：

（一）、常见仪器的使用

这部分相比较是实验中的简单知识，但同学们也容易在这上面粗心大意而造成丢分，比如化学仪器的名称许多同学就容易写别字来代替或张冠李戴、一些仪器使用时的注意事项等掌握的不够扎实而做错丢分。在幻灯片上和同学们一起复习常见化学仪器的名称和常见的用途与注意事项。

（二）、化学实验基本操作

这部分属于实验题的根基，只有在掌握了基本的实验操作后才能 着手综合实验题的分析解决。要对在初中所涉及的实验基本操作掌握透彻，如对物质进行加热、固体的取用、液体的取用、取用液体时量筒的读法、称量固体时的操作方法、过滤、蒸发、检查装置气密性、测溶液的pH、稀释浓硫酸的等基本操作的熟识。与同学们一起在幻灯片上分析错误的操作会导致什么后果。

（三）、气体的制取、净化和检验

气体的制取、净化和检验是近几年的热点内容，同时也是同学们学习的重点和难点，这部分是第二部分的升华，掌握这部分知识得严谨、细致。要“制取”气体，首先得知道所制取气体的反应原理即反应物的状态、反应所需的条件，气体的密度和溶解性以及能否与水、空气成分发生化学反应等，对应去寻找气体的发生装置与收集装置。“净化”是为了得到纯净的气体，即可能在制取气体时混入其他成分在所制取的气体中，造成所收集的气体不纯而必须除去的过程，如用排水法收集O2时混有水蒸气这时就要浓硫酸把水除去。“检验”则是根据所制取的气体的特殊性质检验是否为我们要制备的气体，如检验制取的气体是否为氧气，根据氧气能使带火星的木条复燃的特性，用一根带火星的木条伸入集气瓶中看能否复燃即可证明。这部分要求同学们会根据一部分题设条件设计简单的实验装置和常见气体的净化与检验等（具体内容在课件中展示）。

（四）、综合实验 综合实验的主要内容：

①气体的制取、净化、性质的组合； ②混合气体成分与混合溶液中离子成分的验证； ③定性实验和定量实验的结合；

具体以题的方式和同学们一起在课件中对实验综合题进行探讨。同学们在掌握了气体的制取、净化与检验后，特别要注意酸碱盐在水溶液中解离出离子的检验、鉴别等。在复习中要特别注意SO42-、Cl-、Ba2+、Ca2+、CO32-、OH-、NH4+ 的检验与鉴别，要能够根据比较明显的实验现象推到得出正确的结论，特别要注意综合实验题的考查，平时就应该在这方面加强练习。

分析化学实验教案 篇7

关键词：分析化学实验,教学改革,方案

《分析化学实验》是分析化学课程的重要组成部分,在分析化学教学中占有很重要的地位[1]。在我校,分析化学实验课程主要面向化学化工学院、资源环境学院和生命科学学院的6个不同专业的学生开设。如何充分发挥实验教学作用,适应社会对“创新型”人才的需求,已成为分析化学实验教学必须思考的重要课题[2]。长期以来,由于受传统的重理论轻实践思想观念的影响,实验教学一直处于教学体系中的弱势地位。针对这种情况,我院对分析化学实验教学进行了积极的改革和探索。我根据近几年在分析化学实验教学中实际教学经验和思考,就目前分析化学实验教学中存在的问题进行了剖析,并提出了一些对策。

一、分析化学实验教学中存在的问题

1. 学生实验观的缺失及教师对实验课的组织不够严谨。

实验教学作为理论联系实际的桥梁,它在培养学生综合素质和创新能力方面所起到的重要作用是其他任何教学形式都无法替代的。但是,我在目前的分析化学实验教学中发现,大多数学生重理论轻实验,对做实验的意义没能很好地认识,认为分析化学实验仅仅是把分析化学理论课中学过的方法和测量条件验证一下而已,每次实验的方法、原理、步骤、实验书中都写得清清楚楚,试剂和仪器老师都给准备好了,没有什么值得思考的。由于思想上认识不到位,导致实验态度的不端正,学生做实验当作一项任务去完成,那么实验教学的效果就可想而知了。

学生不重视实验课,必然在实验课上积极性不高,其中不少学生便会浑水摸鱼,蒙混过关。经常出现的问题有:①学生迟到并且不预习实验内容;有些学生虽然写了预习报告,但是仅仅是对课本的复制,并没有真正理解实验内容。②早退。部分学生趁别人实验完成离开实验室之际,便谎称自己也已做完,而后在实验报告中捏造或抄袭别人的实验数据。③学生不按照实验内容进行实验,而是随意乱做,这种情况很危险,因为有些实验反应剧烈,很可能会发生意外教学事故。这些问题的出现更加剧了学生对于实验课的轻视,如果这些问题长期不被解决,最基本的教学任务也难以完成。年轻教师与教学实习的研究生教学经验尚且不足,遇到这些局面往往无法控制。

2. 教学内容陈旧及教学方法单一。

目前分析化学的实验教学不能反映分析化学实验技术在新兴学科的应用和相关学科的渗透,分析对象简单,与实际生活联系不够密切。实验内容与无机化学实验内容存在一些低层次的重复,如分析天平的使用和酸碱滴定等。因此,长期以来教师仅限于完成传统的实验教学任务,教学内容、教学方式和学生可达到的实际应用能力尚处在较低层次上的循环。目前分析化学实验的教学模式一直是先由教师讲实验原理、操作步骤与注意事项等,然后学生模仿操作。这种“照方抓药”式的教学模式,使学生处于被动地位,抑制了学生的主动性。学生没有了科学的思维,没有了发现新现象、新方法的快乐,感受不到科学的魅力,对实验课失去兴趣而仅仅是疲于应付。

3. 实验成绩考核方法不完善。

目前实验教学中对学生实验成绩的评定方法过于简单,教师根据学生对实验的预习、操作、实验结果和实验报告的情况来给学生打分。这种成绩的评定带有一种主观性,忽视了整个实验过程中学生的情况。实验报告单大多只显示已进行完某项实验,只要学生实验课程不缺席,能够做完规定的实验,按时递交实验报告单,即可取得合格成绩,无法进一步评价学生对实验内容的理解程度、掌握程度,更谈不上评价创新程度。

二、改革分析化学实验教学的对策,提高教学效果

1. 转变教育思想,改变教师和学生观念。

首先,实验教师要让学生充分认识到分析化学实验教学的重要性。分析化学是一门实践性、应用性很强的学科,但是如果脱离了实验只讲理论,它的应用性就无法得到体现。尤其在第一节实验课的讲授中就要体现分析化学实验实践性和应用性的魅力,因为在此之前学生并不知道分析化学实验是怎样一门学科,要让学生感觉到分析化学就在生活身边,无论从吃、穿、住、行等生活的每个方面都能利用到分析化学。最好能拿出热门新闻话题举例,比如可举曝光率很高的三聚氰胺为例子,加重分析化学实用性在学生心目中的印象,学生自然会产生兴趣并认识到学习这门课程的重要性。认识到实验的重要性后,在实验教学中还应该考虑到如何讲,如何做,如何启发引导,如何引起学生的学习兴趣、主动性、积极性和创造性。例如,在用邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠中,教材[3]直接告诉准确称取0.4—0.6g基准物质;在教学中,我们可提问学生:这个质量范围是怎么确定的?学生通过教师的提问,进一步地思考而最终得出正确的答案,这就可使分析化学理论课讲授的基本计算知识得到及时的巩固,也培养学生的“质疑”、“解疑”能力。这样,学生在以后进行设计性实验时会得心应手。

2. 优化实验内容,改进教学方法。

实验内容取材于实验教材,实验教材是实施实验教学活动的依据。合适的实验教材是提高实验教学质量的关键。对于地方性大学,为了学生今后能更好地面向生产实际和生活需要,实验内容应更具针对性和实用性。因此对实验内容的选择和编排要着眼于学生能力的培养和就业的需要。要做好这一点,最好先作市场调研,了解社会和地方的化学人才需求背景,以及相应的应用领域和职业岗位,特别是了解一些企业所采用的与化学有关的产品检测方法,加以吸收,给学生编写出一些企业常规分析项目的实验内容,这样可使学生感到与生产实际和生活实际联系很紧,使学生感到学有所用,提高做分析实验的兴趣,调动做实验的积极性和创造性,从而进一步提高分析化学实验教学的质量。例如在讲解“工业用水总硬度的测定”实验的时候,教师可以先让学生调研硬度对水质的重要性,让学生了解生活中使用的水的硬度情况;每个小组可以让学生从不同的地域如家庭附近河流、水塘等水体中取水,然后可以在完成标准水样测定后测定这些水质的硬度。这样就可以大大提高学生的学习积极性,让他们感觉到分析化学在生活中的实用性,提高学习兴趣。而且实验中还会遇到取样和不同的水体掩蔽问题,可以让学生思考和自己查找资料解决,这样不仅可巩固以前的理论知识,而且可培养学生思考问题习惯和解决问题的能力。

3. 完善实验成绩考核方法。

实验考核是对教师的教学质量和学生的学习质量两方面的检查和评定,科学的考核方法不仅能检验学生对知识的掌握程度和实际操作能力,而且是促进学生认真做好实验、提高分析和解决问题的能力、培养创新能力的有效手段[4]。然而,实验考核指标难以量化,一直是实验教学过程的难点和薄弱环节。为此,我们针对分析化学实验课程的特点,采用综合评分方法。首先是全部量化和细化。实验的平时成绩由每个实验的成绩综合而成。每个实验的成绩细分为六个指标,按照百分制考核,各项指标的分值是:实验预习10分、实验操作35分、实验结果10分、实验报告25分、实验讨论10分、实验纪律与卫生10分。再针对具体实验操作进一步也细化评分。例如滴定操作是分析化学最重要的操作之一,我们也按照百分制考核,进一步细化为8个评价指标,见表1。

这样从每个操作到每个实验,都有具体量化的评分标准,不仅可以科学地考核学生成绩,而且可以让学生更深刻地了解到实验中的每个细节与规范操作,从而提高教学效果。对教师而言,在讲解实验和示范操作时,也可以针对每个标准分步进行讲解,做到重点突出,目的明确。

三、结语

几年来的分析化学实验教学改革实践证明,教师通过转变教育思想、优化实验内容、改进教学方法、完善实验成绩考核方法等方法,不仅可以使学生掌握分析方法和基本操作技能,而且可以培养学生严谨、认真和实事求是的科学态度,提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力,从而为社会培养更多更好的创新型人才。

参考文献

[1]姚天扬.中国大学化学教育改革25年回顾[J].大学化学,2005,(6).

[2]崔艳,温静,刘中博.分析化学实验教学方式改革初探[J].中国科教创新导刊,2008,(14).

[3]王伦,方宾主编.化学实验[M].北京:高等教育出版社,2003.

分析化学实验教案 篇8

【关键词】医用基础化学 化学实验 绿色化学

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）07-0171-02

一、绿色化学的概述

1.概念

绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，是上世纪九十年代产生和发展起来的一个新兴交叉学科，它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色化学是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发、加工、和生产的过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害的科学。

2.特点

①资源和能源利用充分，采用无毒害的原料；②在无毒害的条件下进行反应，可减少废物向环境排放；③原子的利用率提高，可实现零排放；④生产出绿色产品，不仅有利于环境保护，而且还能保证人体的健康。

3.重要性

传统的化学实验设置和模式已经给环境带来了严重的污染，化学实验向大气、水及土壤中排放了大量有毒、有害的气体及物质，给人们的生活和健康也造成了很大的影响[1]。因此，实行绿色化学是很有必要的，要从源头消除污染，从而减少或杜绝污染的产生。

三、医用基础化学实验中体现绿色化学的途径

1.改进化学实验课程体系

传统的化学实验课程体系主要包括一般的基础实验模块、综合实验模块和设计实验模块三部分，无法满足学生实验技能的需要和培养要求。另外医用基础化学实验包括的无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验在内容上缺少联系，且教学模式单一。因此改进化学实验课程体系是很有必要的。学校应充分考虑学生实验技能的需要，在原来的体系基础上合理的增加化学综合实验技能和专业技能培养这两部分内容。在改进时，还应充分体现绿色化学的实验理念。实验教师应积极编写实验教学大纲及实验讲义，由于很多实验会接触到有毒试剂，特别是有机化学实验，因此教师应合理的选择实验项目，适当的删减一些以有毒物质为主的实验，如合成上的甲基化反应；合理保留一些符合绿色化学的实验，如熔点的测定实验、重结晶的提纯法实验等。

2.树立绿色化学的思想理念

医用基础化学主要包括无机化学、有机化学及分析化学三部分的内容，其实验也主要涉及到这几个部分。在进行实验时，经常可以看到学生违反操作规程、随意排放实验的废液、废渣的现象。学生是实验的操作者，也是污染的主要制造者，因此学校应加强绿色化学的教育。首先，学校应积极宣传绿色化学的理念，可以通过宣传栏、板报等媒介进行传播。学校还可以组织学生观看关于绿色环保的宣传片及纪录片，让学生充分的认识、了解绿色化学的概念，并树立绿色化学的思想观念。

3.重视理论的学习，同时理论与实验结合

理论知识也是医用基础化学实验的一个重要学习部分，并且教师应重视理论的学习。很多学生由于理论知识不扎实，不明白不同化学试剂的理化性质，各种试剂之间的相互反应、反应的合成途径及构效关系等，以致于实验中违反操作原理，合成大量对环境有害的物质。因此教师在进行教学时，要注重理论知识的讲解，并且将各种化学试剂的理化性质、稳定性，以及各种化学反应的原理、途径及构效关系作为教学重点，并积极通过实验进行理论知识的巩固、复习及反馈。

4.适当改进实验方案

化学试剂的使用量是造成环境污染的一个重要方面，很多化学试剂的毒性大，腐蚀性强，因此教师应合理改进实验方案，以控制实验中化学试剂的使用量。教师可以通过实验所需的玻璃仪器的大小来减少化学制剂的使用。例如：在有机化学实验的糖的化学性质的实验中，教材上要求在试管内进行实验，但是2，4-二硝基苯肼毒性较大，在试管内实验所需的用量相对较多，因此教师可以将在试管内改为在点滴板上进行，这样可以减少约1/5的用量，而且所得的实验现象与原来所需的用量基本相同。另外，对于这类实验，教师应指导学生正确处理实验废物并排放，其他类的实验所得的废液、废渣也应经合理处理后正确排放，这样才能体现绿色化学实验的原理。

随着环境保护重要性的增加，绿色化学也逐渐深入人心。医用基础化学实验是一门重要的医学基础课程，对学生实践能力和创新能力的培养都起着重要的作用，但是作为一名医学生，要树立绿色化学的理念，在实验过程中也要注重绿色化学的体现，提高自己的环保意识，更好的为临床实践服务。

参考文献：