時間:2023-01-09 04:19:28
引言:易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇有機化學(xué)實驗報告范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容,可隨時聯(lián)系我們的客服老師。
關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗;教學(xué)方法;培養(yǎng)
0引言
有機化學(xué)實驗是四大基礎(chǔ)化學(xué)實驗之一,是化學(xué)等專業(yè)的重要課程。通過學(xué)習(xí)有機化學(xué)實驗,學(xué)生可以掌握一定的實驗技能,為以后的實驗課或者科研工作打下基礎(chǔ)。然而,有機化學(xué)實驗的教學(xué)方式一直以來都是以教師講授為主,學(xué)生通過實驗課本的步驟“依樣畫葫蘆”。這種教學(xué)方式可以提高實驗技能,但也抑制了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識及想象力,很難達(dá)到舉一反三的效果,這樣的培養(yǎng)使學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力。此外,實驗授課內(nèi)容比較陳舊,所做的實驗需要教師演示試驗。實驗報告千奇百怪,實驗教學(xué)毫無意義。如此一來造成了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)懶散、思維不活躍、缺乏興趣等現(xiàn)象。這樣的培養(yǎng)很難達(dá)到預(yù)期的效果,很可能在學(xué)校養(yǎng)成的習(xí)慣會影響其工作崗位的創(chuàng)新發(fā)展。
1實驗教學(xué)內(nèi)容的精練
為了使學(xué)生能夠全面發(fā)展,因此,很多學(xué)校增開許多新課程,并且大部分只是學(xué)一點皮毛,新課的增多,必然使傳統(tǒng)專業(yè)的實驗課課時被壓縮。這樣的話,若是實驗內(nèi)容不改變,學(xué)生在課時少的情況下要完成較過去一樣多的實驗內(nèi)容,疲于應(yīng)付,可能引起學(xué)生厭學(xué)情緒,很難達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。以往的有機化學(xué)實驗教學(xué)中,經(jīng)典性實驗多(簡單的蒸餾、萃取、重結(jié)晶),研究型、設(shè)計型實驗少(合成加提取),反映學(xué)科前沿的實驗少,很少能拓寬學(xué)生的知識面和處理問題的能力,這些很難適用現(xiàn)代實驗教學(xué)和培養(yǎng)人才的要求。針對這種情況,有必要對實驗教學(xué)內(nèi)容進行改革。將實驗內(nèi)容分為有機化合物的提純(提純過程中可以做物理常數(shù)的測定)、有機合成和設(shè)計實驗三個方面。并在實驗教學(xué)大綱中適當(dāng)增加綜合性與設(shè)計性實驗。教師讓學(xué)生課后時間查閱文獻(xiàn),并通過文獻(xiàn)寫出自己的實驗方案,經(jīng)與教師討論同意后,方可開展實驗。通過對綜合型(有機合成)與設(shè)計型實驗的教學(xué),可以使學(xué)生在往后做實驗時,利用已學(xué)知識來解決問題,這大大的提高了實驗課程的教學(xué)質(zhì)量[1,2]。
2實驗教學(xué)方法的改進
通常的實驗教學(xué)是教師簡單對實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢襟E、實驗注意事項進行講解,而學(xué)生按照老師的講解來進行實驗,不動腦,所以學(xué)生一定要提前進行預(yù)習(xí),寫出一份預(yù)習(xí)報告,例如:原料及合成產(chǎn)物的物理性質(zhì)和某些化學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)條件的原因等內(nèi)容,這樣促使學(xué)生不得不思考,也加深對理論知識理解。通常教師演示后,學(xué)生開始實驗,教師隨時注意觀察,看見有同學(xué)有操作不當(dāng)?shù)模M行糾正,若有學(xué)生提問,則需要回答出相應(yīng)的問題。另一方面,教師自身也仔細(xì)并深入研究每一步實踐操作,每一個實驗的反應(yīng)機理,在教學(xué)過程中,有機化學(xué)理論指導(dǎo)有機化學(xué)實驗的每一個步驟,有了有機化學(xué)理論的指導(dǎo),可以杜絕學(xué)生在實驗過程中盲目進行操作,也明白實驗過程中遇到的問題。只有做到了理論與實踐相結(jié)合,才能保證學(xué)生從實驗中學(xué)到知識,使學(xué)生體會到理論知識的學(xué)習(xí),可以指導(dǎo)實踐,從中獲益[3,4]。
3實驗教學(xué)的環(huán)保
在進行有機合成實驗后,大部分養(yǎng)成一個不好的習(xí)慣,就是得到的產(chǎn)品或者用過的溶劑通常當(dāng)作垃圾或者廢液倒掉,應(yīng)該要求學(xué)生將所得的產(chǎn)品統(tǒng)一收集,盡可能循環(huán)利用[5]。例如,在“乙酰苯胺的制備”實驗中,可以將學(xué)生乙酰苯胺產(chǎn)品,用到“重結(jié)晶”實驗,實驗循環(huán)利用;還可以留給考研復(fù)試的同學(xué)練習(xí)實驗基本操作,也可以留給做畢業(yè)設(shè)計需要用到的學(xué)生。其次,要從實驗的安全性的角度考慮,其次盡可能選用低毒性的藥品或者試劑,以保證實驗過程的安全。
4課后分析、討論與總結(jié)
學(xué)生完成整個實驗過程,會遇到各種各樣的問題,讓學(xué)生對提出的問題進行分析,幾個同學(xué)一組進行討論,對學(xué)生討論沒結(jié)果的問題,教師在旁邊加以引導(dǎo),最終得到結(jié)論,再把分析過程和討論的結(jié)果,寫入實驗報告,最終完成實驗報告[6,7]。通常在有機化學(xué)實驗過程中,不是每一次都能成功,而實驗的失敗會打擊學(xué)生的信心,因此,在教學(xué)過程中要鼓勵學(xué)生從實驗失敗中找出原因,并提出解決的方案,例如:乙酰水楊酸的合成,為什么最終沒有得到產(chǎn)物?引導(dǎo)學(xué)生從實驗條件,加熱、冷卻、抽濾洗滌和重結(jié)晶過程找原因,提出解決方案并及時改正。
5實驗成績評定體系的改良
通常學(xué)生有機化學(xué)實驗成績考核中,實驗操作與實驗報告成績各占一定比例。這種考核方式容易讓學(xué)生覺得只要把實驗報告完成,學(xué)生在課堂會不主動實驗操作,不利于學(xué)生實驗動手能力和實驗協(xié)調(diào)能力的培養(yǎng)。為此,為了全面評價學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ覀冏⒅貙W(xué)生學(xué)習(xí)的過程,考核內(nèi)容應(yīng)包括上課出勤(10%)、實驗預(yù)習(xí)報告(15%)、課堂講解和提問(15%)、實驗操作(20%)、實驗操作考試(20%)和實驗報告(20%)。同時,也對實驗報告做出一定的評分要求,即實驗報告應(yīng)包含實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮x器與藥品、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理、實驗反思和注意事項六個項目,內(nèi)容相對來說比較簡單,實驗?zāi)康恼?0%、實驗原理占10%、實驗儀器與藥品占10%、實驗步驟占20%、數(shù)據(jù)處理占20%、實驗反思占20%和注意事項占10%。這樣的考核方式,注重培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方法,特別是需要回答的思考題,養(yǎng)成了科學(xué)的處理問題的態(tài)度。
6完善硬件設(shè)施
有機化學(xué)實驗課程是養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣的一個重要環(huán)節(jié),學(xué)生做實驗缺少各種儀器,導(dǎo)致三四人一組做實驗,有機化學(xué)實驗應(yīng)受到重視,應(yīng)加強硬件設(shè)施。首先加大資金的投入,完善有機化學(xué)實驗室硬件條件和環(huán)境設(shè)施,改變有機化學(xué)實驗室氣味大,通風(fēng)櫥要完好,玻璃儀器要增加,必要時,提供一些大型儀器供學(xué)生學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞:有機化學(xué);安全教育;實驗教學(xué)
教育部部長陳寶生同志指出:本科不牢,地動山搖。人才培養(yǎng)是大學(xué)的本質(zhì)職能,本科教育是大學(xué)的根與本,在高等教育中是具有戰(zhàn)略地位的教育、是綱舉目張的教育。世界一流大學(xué),首先要有一流的本科教育。高質(zhì)量本科人才培養(yǎng),無論是文科、還是理科,實驗教學(xué)都是大學(xué)教學(xué)的重要組成部分,因此各高校必須高度重視實驗室的安全運行。在以化學(xué)為基礎(chǔ)的相關(guān)專業(yè)的實驗課程中,有機化學(xué)實驗是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過有機化學(xué)實驗課程學(xué)習(xí),學(xué)生不僅能夠擴展有機化學(xué)基礎(chǔ)理論知識,增強理論聯(lián)系實際的能力,而且能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)思維方式、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)[1]。如果要上好有機化學(xué)實驗課程,并達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的,需要學(xué)生清楚地了解整個實驗的內(nèi)容、步驟,不僅要掌握有機化學(xué)實驗的一般知識,而且要深入了解整個實驗過程中的安全注意事項、儀器設(shè)備的性能與安全使用方法。有機化學(xué)實驗所使用的試劑與無機、分析、物化等實驗有很大程度的區(qū)別。有機化學(xué)實驗所用試劑大多為易揮發(fā)、易燃燒、易爆炸、有毒性,反應(yīng)物、產(chǎn)物及副產(chǎn)物均為有機化合物,均為化學(xué)危險品,特別是副產(chǎn)物是未知的化學(xué)物質(zhì),具有不確定的安全隱患[2-3]。因此,在整個教學(xué)過程中,從課前預(yù)習(xí)、實驗過程到課后實驗報告的撰寫都必須貫穿安全教育,強化學(xué)生的安全意識。通過將安全教育貫穿有機化學(xué)實驗教學(xué)的全過程,要求學(xué)生掌握實驗原理,精選實驗方案,優(yōu)化實驗步驟,完善實驗裝置,深入實驗思考,從而達(dá)到實驗教學(xué)目的,提高實驗教學(xué)質(zhì)量[4]。
1安全意識貫穿有機化學(xué)實驗教學(xué)全過程
有機化學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科,有機實驗對有機化學(xué)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用,有機化學(xué)實驗課與有機化學(xué)理論課是學(xué)生培養(yǎng)計劃中兩門平行的獨立課程。有機化學(xué)實驗與無機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗與物理化學(xué)實驗相比,其特點之一是在實驗過程中容易出現(xiàn)安全事故,如實驗試劑具有刺激性、腐蝕性、毒性或者易燃易爆,實驗裝置組裝比較繁瑣,實驗操作涉及高溫加熱、加壓、減壓,實驗過程中容易引發(fā)火災(zāi)和傷害事故等。學(xué)生在工作中只有形成了良好的安全意識及強烈的責(zé)任心,才能減少安全事件,防止安全事故發(fā)生。有機化學(xué)實驗室正是培養(yǎng)學(xué)生具有這種意識的有效場所[5-9]。因此,提高學(xué)生安全意識,加強學(xué)生的安全教育是有機化學(xué)實驗教學(xué)的必要任務(wù)。1.1強化學(xué)生安全意識。在本科人才培養(yǎng)方案中,有機化學(xué)實驗課程覆蓋化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料、藥學(xué)、食品、醫(yī)學(xué)、生物、海洋科學(xué)等幾十個專業(yè),而有機化學(xué)實驗課一般安排在大學(xué)一年級的第二學(xué)期。由于在中學(xué)時受實驗條件的限制,有機化學(xué)實驗課開設(shè)很少,多數(shù)學(xué)生幾乎沒有親手做過有機化學(xué)實驗。在大學(xué)時期進入有機化學(xué)實驗室時,許多學(xué)生面對有機化學(xué)實驗室和有機化學(xué)實驗的特點,有些不知所措,更缺乏安全意識,稍不注意就有可能發(fā)生安全事故。因此,有機化學(xué)實驗開始之前必須強化學(xué)生的安全意識,如進入實驗室必須養(yǎng)成穿實驗服和戴護目鏡的習(xí)慣,不許將食品及飲料帶入實驗室,實驗過程中要戴手套,保持實驗室通風(fēng)良好,離開實驗室要洗手及關(guān)掉水閘、電閘、氣閘等。1.2強化實驗教學(xué)安全意識。大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實驗分為無機化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗與高分子化學(xué)實驗等5大基礎(chǔ)實驗課程。有機化學(xué)研究的對象為有機化合物,具有種類較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)特殊(易燃、穩(wěn)定性差、有毒、一般難溶或不溶于水等)、反應(yīng)復(fù)雜(反應(yīng)慢、非單一反應(yīng))等特點,這些特點必然導(dǎo)致有機化學(xué)實驗在開展的過程中會遇到如下問題:(1)具有一定安全隱患;(2)試劑消耗量大;(3)訓(xùn)練的操作程序多,且多為連續(xù)操作;(4)需要的時間長;(5)使用大量有機溶劑等。有機化學(xué)實驗的一些安全隱患已經(jīng)涵蓋無機化學(xué)實驗、分析化學(xué)實驗、物理化學(xué)實驗及高分子化學(xué)實驗所存在的安全隱患,因此在有機化學(xué)實驗教學(xué)中必須強化學(xué)生的安全意識。1.3安全意識融于有機化學(xué)實驗教學(xué)中。在有機化學(xué)實驗的整個過程中始終存在不安全因素,因此有機化學(xué)實驗課程教學(xué)自始至終要提醒學(xué)生注意安全,稍不小心,就會發(fā)生燒傷、割傷或被試劑灼傷,嚴(yán)重的可能出現(xiàn)爆炸、傷人致命。基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗課程的內(nèi)容分為3大模塊,有機化合物分離、有機化合物合成與有機化學(xué)性質(zhì)。有機化合物的分離基本實驗包含蒸餾、分餾、萃取、柱色譜、薄層色譜、重結(jié)晶與水蒸汽蒸餾等。有機化合物性質(zhì)實驗包含烷烴性質(zhì)、芳烴性質(zhì)、鹵代烴性質(zhì)、醇酚醚性質(zhì)與醛酮羧酸性質(zhì)。從以上有機化學(xué)實驗的內(nèi)容可以看出,有機化學(xué)實驗無論是原料,還是產(chǎn)物都屬于危化品,屬于易燃、易爆類化合物,存在不安全因素。因此,在有機化學(xué)實驗教學(xué)整個過程中都要貫穿安全教育。如開始稱取化學(xué)樣品時,要告訴學(xué)生針對試劑(樣品)不同的化學(xué)性質(zhì),采用不同取樣器皿;實驗結(jié)束后,所有的試劑及實驗中產(chǎn)生的廢棄物,要針對其化學(xué)性質(zhì),采用不同的回收器具,用不同的辦法進行保存,確保安全。
2安全知識融于有機化學(xué)實驗教學(xué)各個環(huán)節(jié)
有機化學(xué)實驗課是一門重要的基礎(chǔ)課,起到理論與實踐結(jié)合的橋梁作用,培養(yǎng)學(xué)生獨立操作與動手的能力。由于有機化學(xué)實驗具有一定的不可預(yù)測性,可能會出現(xiàn)不同的實驗狀況,需要靈活面對、臨機處置,這就要求學(xué)生掌握好有機化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識,同時要求教師通過有機化學(xué)實驗課程幫助學(xué)生掌握好這些知識與技能。本文把有機化學(xué)實驗課程教學(xué)分為4個教學(xué)階段,即課前預(yù)習(xí)、課程講解、實驗操作和撰寫報告[10-12]。為了培養(yǎng)學(xué)生的安全意識,把安全知識融于有機化學(xué)實驗教學(xué)的每個階段。對于教師來說,該課程不僅是有機化學(xué)實驗知識的教學(xué),而且是有機實驗安全知識的教學(xué)。對于學(xué)生來說,通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅獲取有機化學(xué)實驗知識、提高實驗操作能力,同時也學(xué)到了有機化學(xué)安全知識,達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生的目的。2.1課前預(yù)習(xí)——評估安全風(fēng)險。如果要達(dá)到有機化學(xué)實驗課程的教學(xué)目的,確保實驗課程的教學(xué)質(zhì)量,必須要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí),以及指導(dǎo)學(xué)生如何進行課前預(yù)習(xí),同時把實驗過程中的安全事項融于預(yù)習(xí)之中。為了提高實驗效率,把學(xué)生將要在課堂上進行操作的實驗,全部制作成多媒體課件,供學(xué)生課前預(yù)習(xí)。如在預(yù)習(xí)“乙醇蒸餾”實驗時,課件告訴學(xué)生如何選擇熱源,如何控制蒸餾時不能將燒瓶中液體蒸干,避免發(fā)生火災(zāi)或爆炸危險。另外,從安全角度考慮,學(xué)生一定要學(xué)會安全風(fēng)險評估,對實驗課程中的每一個步驟、每一個環(huán)節(jié),都要做好風(fēng)險評估,確保每次實驗課的安全。通過預(yù)習(xí)實驗步驟,學(xué)生要牢記如何安裝儀器、將要用到哪些儀器、實驗過程會出現(xiàn)什么現(xiàn)象等。同時通過預(yù)習(xí),學(xué)生要了解在每一步操作中會遇到哪些安全風(fēng)險、如何避免、如何解決;一旦出現(xiàn)安全事件,如何采取應(yīng)急措施,立即解決。如在預(yù)習(xí)“熔點測定”實驗時,該實驗要防止如下安全事件,如溫度計打破、水銀散落,溫度計套管上的小洞不能指向旁邊的學(xué)生,防止酒精燈起火,防止?fàn)C傷、燒傷,b形管必須干燥,防止有水,以免甘油外濺。為了有效防止以上安全事故的發(fā)生,必須進行風(fēng)險評估,采取相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。如在預(yù)習(xí)“四氫呋喃除水”實驗時,該實驗最大的風(fēng)險是產(chǎn)生氫氣,氫氣見光容易爆炸。針對這一安全風(fēng)險,必須采取相應(yīng)的措施消除安全隱患,如必須具備良好的通風(fēng)設(shè)施,先要在敞口容器里,鈉反應(yīng)一段時間,必須使用微小的鈉粒,使反應(yīng)緩慢。此外,在預(yù)習(xí)階段,師生還要準(zhǔn)備好應(yīng)對可能出現(xiàn)的安全事故的應(yīng)急預(yù)案。2.2課程講解——注重安全細(xì)節(jié)。課程講解階段是在學(xué)生動手實驗操作之前,教師對本次實驗內(nèi)容進行系統(tǒng)講解的過程。在該教學(xué)階段,教師應(yīng)告訴學(xué)生實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灧椒ǎ鞔_所需儀器設(shè)備、藥品的種類和用量,講明實驗條件、實驗中將出現(xiàn)的情況等,特別是讓學(xué)生了解在實驗操作中、實驗反應(yīng)中的安全知識。在該教學(xué)階段,培養(yǎng)學(xué)生在實驗開始之前掌握好相關(guān)的安全知識,避免安全事故的發(fā)生,以此提高實驗教學(xué)質(zhì)量。如在講解乙酰苯胺重結(jié)晶實驗時,該實驗掌握的安全知識包括如何避免沸水外濺燙傷、趁熱過濾時燙傷、玻璃打破的刮傷等安全知識。2.3實驗操作——警惕安全事件。實驗操作是有機化學(xué)實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及規(guī)范的實驗操作能力。此外,實驗成敗的關(guān)鍵直接關(guān)系到學(xué)生實驗課程的成績,關(guān)系到學(xué)生是否對有機化學(xué)實驗課程感興趣。在此階段,由于學(xué)生獨立操作,以及有機化學(xué)實驗的獨特性,可能因?qū)W生操作流程發(fā)生的變化、化學(xué)藥品數(shù)量的稱量不準(zhǔn)確等,都會導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)發(fā)生變化,引發(fā)安全事故。因此,學(xué)生在實驗操作中,要特別警惕安全事件的發(fā)生。如在“正丁醚的制備”實驗操作中,為了確保實驗安全,警惕以下事項:實驗裝置必須規(guī)范,三口瓶與冷凝管夾子必須固定在同一鐵架臺上形成一個整體,搖動時避免玻璃斷裂,使正丁醚著火;濃硫酸取用必須按規(guī)程操作,否則容易灼傷;反應(yīng)前在三口瓶中加入沸石,防止反應(yīng)暴沸;檢查分水器是否漏液體,以免正丁醇燃燒等。2.4實驗報告——扎牢安全意識。有機化學(xué)實驗教學(xué)的最后教學(xué)環(huán)節(jié)——撰寫實驗報告,也就是實驗總結(jié)。基于實驗安全的角度,要求學(xué)生在撰寫實驗報告時,一定認(rèn)真分析此次實驗要注意哪些安全事項,使學(xué)生的安全知識、安全意識得到升華,潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。如在撰寫“正溴丁烷的制備”的實驗報告時,一定要總結(jié)該實驗的安全知識,如使用濃硫酸,要如何避免發(fā)生意外事故;反應(yīng)中生成酸性氣體溴化氫,除用吸收裝置外,應(yīng)在通風(fēng)條件下進行操作,防止中毒事件發(fā)生;正丁醇及副產(chǎn)物正丁醚和1-丁烯都易燃燒,要防止著火事件發(fā)生;因此,對實驗產(chǎn)物正溴丁烷應(yīng)全部回收,登記入賬管理等。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:有機化學(xué);實驗教學(xué);教學(xué)體系改革
有機化學(xué)實驗課是基礎(chǔ)化學(xué)的重要組成部分,化學(xué)專業(yè)的學(xué)生通過學(xué)習(xí)有機化學(xué)實驗課,不僅可以鞏固和加深對化學(xué)知識的理解,而且可以學(xué)會和掌握有機化學(xué)實驗的基本操作技能,培養(yǎng)良好的實驗方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣以及實事求是的科學(xué)態(tài)度。
一、有機化學(xué)實驗教學(xué)體系改革的必要性
傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)采用“注入式”教學(xué)方式,這種教學(xué)方式只是讓學(xué)生驗證實驗結(jié)果與教材是否符合,學(xué)生只能進行某些機械性操作,嚴(yán)重阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,當(dāng)前有機化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理,基本操作部分和有機化合物合成實驗較多,天然有機化合物的提取實驗較少,學(xué)生感到實驗課枯燥乏味,難以充分發(fā)揮主觀能動性。再者,有機化學(xué)實驗教學(xué)方法單一。實驗課上,教師先講解實驗內(nèi)容、實驗原理以及注意事項等,然后學(xué)生根據(jù)實驗教程做實驗,這種實驗教學(xué)方法,嚴(yán)重阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),也不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,很難達(dá)到理想的實驗教學(xué)效果。因此,有機化學(xué)實驗教學(xué)體系改革勢在必行。
二、改革教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量
有機化學(xué)實驗教學(xué)方法的改革,主要目標(biāo)在于激發(fā)學(xué)生做實驗的主動性、積極性、科學(xué)性和創(chuàng)新性,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的觀察力、動手操作能力和思維能力,提高實驗教學(xué)質(zhì)量。因此,我們針對有機化學(xué)實驗合成實驗多、毒性大、時間長等特點,并結(jié)合多年來的教學(xué)經(jīng)驗,總結(jié)出以下幾種優(yōu)化有機化學(xué)實驗教學(xué)的措施。
(一)督促學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí)
課前預(yù)習(xí)可以幫助學(xué)生提前了解實驗?zāi)康摹?nèi)容、原理、步驟、儀器的安裝以及注意事項等。預(yù)習(xí)的方法很多,可以閱讀實驗教程、上網(wǎng)查閱有關(guān)文獻(xiàn),也可以通過網(wǎng)絡(luò)和教師進行質(zhì)疑答疑,實現(xiàn)網(wǎng)上互動。實驗課上,教師可以通過邊講解邊提問的方式了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。通過實驗預(yù)習(xí),學(xué)生能夠很好地掌握實驗的知識和技能,大大提高做實驗的效率。
(二)引入多媒體教學(xué)手段
多媒體教學(xué)帶來了全新的教學(xué)理念。相對于傳統(tǒng)教學(xué)手段而言,多媒體教學(xué)直觀新穎,能有效地利用情景演示激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,開發(fā)學(xué)生的潛能,使有意識的學(xué)習(xí)活動和無意識的學(xué)習(xí)活動相結(jié)合,不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容,還活躍了課堂氣氛,調(diào)動了學(xué)生求知的自覺性和主動性。因此,我們成立了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)小組,自制圖片、文字、配音,形成生動形象的多媒體課件。在實驗室內(nèi)安裝多媒體設(shè)備進行教學(xué),可以在較短時間內(nèi),讓學(xué)生獲得更多的專業(yè)知識,實現(xiàn)了“綠色化學(xué)”,取得了較好的教學(xué)效果。
(三)精選實驗題目,提高學(xué)生做實驗的興趣
在實驗題目的選擇上,既要考慮拓展學(xué)生知識面,增強學(xué)生環(huán)保意識,又要貼近實際生活,因此,我們精選了部分學(xué)生感興趣的內(nèi)容融入實驗課程。來自自然界的植物、動物、微生物及其代謝產(chǎn)物中有很多有機化合物,是天然化合物的主要來源,也是很多天然食品添加劑和天然化妝品有效成分的主要來源。這些有機化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多、用途廣泛、含量較低并與許多其他化學(xué)成分共存。想要很好地研究和利用這些天然化合物,就必須進行提取和分離。例如,我們把水蒸氣蒸餾的藥品松節(jié)油換成植物八角,用水蒸氣蒸餾法提取丁香揮發(fā)油。利用丁香酚為苯丙素類衍生物、具有酚羥基、遇到氫氧化鈉水溶液即轉(zhuǎn)為鈉鹽而溶解、酸化時又可游離的性質(zhì),將丁香酚從揮發(fā)油中分離出來,并利用可與三氯化鐵試劑發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)進行檢視,也可進行薄層譜檢視。這種實驗的引入有效激發(fā)了學(xué)生對有機化學(xué)實驗課的濃厚興趣。
(四)注重實驗的規(guī)范性
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,化學(xué)實驗具有一定的危險性,不規(guī)范的操作不僅有可能引發(fā)事故,而且會使學(xué)生養(yǎng)成不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。因此,規(guī)范性地操作實驗不僅是學(xué)生做好實驗的基本要求,還是學(xué)生必須具備的基本技能,同時,也是確保實驗順利進行的前提與保障。怎樣培養(yǎng)學(xué)生做實驗的規(guī)范性呢?其一,學(xué)生第一次進入實驗室,要認(rèn)真學(xué)習(xí)實驗室安全管理制度,樹立規(guī)則意識;其二,實驗課上,指導(dǎo)教師要認(rèn)真講解儀器與藥品的正確使用方法,在實驗過程中,還要不斷地查看,指導(dǎo)學(xué)生做實驗,嚴(yán)格把關(guān),及時糾正學(xué)生不規(guī)范的操作,培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范性操作的良好習(xí)慣;其三,學(xué)生要認(rèn)真閱讀實驗教程,做到理解掌握并寫清楚實驗所用儀器和藥品、儀器的使用方法和安裝順序、注意事項,等等。
(五)采用學(xué)習(xí)與研究相結(jié)合的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)
教學(xué)與科研相結(jié)合是激發(fā)學(xué)生求知欲、好奇心的有效措施,也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和科研能力的有效途徑。學(xué)生在教師指導(dǎo)下進行研究性學(xué)習(xí),主動獲得知識,并利用所學(xué)知識分析問題、解決問題,創(chuàng)新思維和實踐能力會得到鍛煉和提高。因此,近幾年,河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院(以下簡稱“我院”)一直使用導(dǎo)師制,即本專業(yè)的學(xué)生進入大三后,學(xué)生與教師以雙向選擇的方式,自愿進入教師科研室,參與教師的科研工作,使學(xué)生的知識向深度與廣度發(fā)展。學(xué)生通過參與科學(xué)研究,積累了大量科研數(shù)據(jù),為撰寫畢業(yè)論文和今后的工作與科研打下堅實基礎(chǔ)。
(六)定期開放實驗室,提高學(xué)生實驗方案設(shè)計水平
為提高學(xué)生的科研水平,我院實驗室定期對學(xué)生開放。學(xué)生可以5-10人組成一個科研小團隊,查閱有關(guān)文獻(xiàn),自擬實驗題目,設(shè)計出規(guī)范的實驗報告。實驗報告設(shè)計要求包含實驗題目、實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒炈玫钠鞑呐c藥品、實驗內(nèi)容與正確的操作步驟、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果或?qū)嶒灛F(xiàn)象與解釋、問題與討論等幾大項。學(xué)生要根據(jù)實驗室具備的實驗條件,選擇配套的實驗儀器裝置和現(xiàn)有的藥品,把設(shè)計好的實驗題目報告交給教師,經(jīng)幾位教師共同研究后決定實驗題目的可行性。學(xué)生在做實驗過程中,要勤觀察、多記錄、善思考。如果在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題,要及時尋找解決問題的途徑和方法,最終向教師交出規(guī)范的實驗報告。教師要認(rèn)真審讀實驗報告,審核實驗報告的內(nèi)容是否完整,操作順序是否正確,圖表是否規(guī)范,客觀公正地給予成效評定。
三、完善實驗成績評定辦法
為提高實驗教學(xué)質(zhì)量,應(yīng)完善實驗成績考核辦法,以避免個別學(xué)生輕視實驗課、抄襲別人實驗報告的現(xiàn)象。實驗課上,指導(dǎo)教師在讓學(xué)生了解實驗課重要性的同時,還要明確告訴他們有機化學(xué)實驗課的考核辦法及評分標(biāo)準(zhǔn),即期末考試有機化學(xué)采用百分制,理論課成績占70%,實驗課成績占30%。其中:實驗考勤占4%,教師根據(jù)學(xué)生名單在每次做實驗之前點名考勤;(2)實驗預(yù)習(xí)情況占6%,上實驗課時,教師根據(jù)實驗內(nèi)容回答問題情況和學(xué)生實驗報告書寫情況給出分?jǐn)?shù);(3)實驗結(jié)束時,實驗儀器和試驗臺的整理等實驗室的衛(wèi)生成績占5%;(4)根據(jù)實驗進度預(yù)留一個實驗作為實驗考試,教師一對一監(jiān)考,在規(guī)定的時間內(nèi),根據(jù)學(xué)生儀器操作的規(guī)范性、實驗步驟、實驗現(xiàn)象、產(chǎn)率等現(xiàn)場給學(xué)生打分,成績占15%。通過這樣的考核辦法,大大提高了學(xué)生做實驗的積極性和主動性,取得了較好的教學(xué)效果。
四、結(jié)語
通過有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革,優(yōu)化了實驗教學(xué)體系,強化了實驗教學(xué)環(huán)節(jié),大大提高了學(xué)生的動手實踐能力,教學(xué)效果明顯改善。
參考文獻(xiàn)
[1]韓丹丹,祝波,徐鵬程.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)模式探索[J].實驗技術(shù)與管理,2010,(6):69-70.
[2]劉艷華,鄧業(yè)成,鄧志勇.天然有機化合物提取與分離技術(shù)的研究和應(yīng)用的進展[J].化學(xué)與生物工程,2007,(8):172-173.
關(guān)鍵詞: 有機化學(xué)實驗教學(xué) 教學(xué)改革 探索
有機化學(xué)是高校化學(xué)、化學(xué)教育,以及應(yīng)用化學(xué)、高分子、環(huán)境工程等化學(xué)相關(guān)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課,有機化學(xué)實驗作為對理論課的補充,是學(xué)生通過實踐掌握理論知識的體驗過程,也是培養(yǎng)學(xué)生掌握基本實驗原理和實驗技能的操作過程。在化學(xué)專業(yè)的教學(xué)體系中,有機化學(xué)實驗課與有機化學(xué)理論課一樣,在整個化學(xué)教學(xué)中占據(jù)十分重要的位置。
作為皖西南地區(qū)唯一的本科師范院校,安慶師范學(xué)院高度重視實驗課程的建設(shè),對實驗教學(xué)進行了多方面的改革。依據(jù)我校的科研條件,對沿用的實驗教材進行重新編寫[1];開設(shè)綜合性的實驗,讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立設(shè)計實驗,培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力;每年在學(xué)生中開展“實驗操作技能大賽”等活動,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。通過一系列的實驗課教學(xué)改革,學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力得到了提高,由學(xué)生自主設(shè)計的科研項目多次在國家“挑戰(zhàn)杯”設(shè)計大賽中獲獎。本文從實驗教學(xué)與考核的角度,對基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗教學(xué)改革進行探討。
一、重視傳統(tǒng)教學(xué)經(jīng)驗
1.規(guī)范“三個”報告
學(xué)生的實驗?zāi)芰ν窃趯嶒灢僮鳌⒒卮鹚伎碱}與完成報告等過程中培養(yǎng)出來的。一次系統(tǒng)的有機實驗由三部分組成:實驗預(yù)習(xí)報告、實驗數(shù)據(jù)記錄報告和實驗報告。實驗預(yù)習(xí)報告可以檢驗學(xué)生的預(yù)習(xí)效果,幫助學(xué)生對實驗操作事先有一個清晰的整體把握;實驗過程強調(diào)學(xué)生動手操作的能力,注重要求學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,依據(jù)不同的實驗條件,記錄觀察到的實驗現(xiàn)象,設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格,規(guī)范條理的記錄數(shù)據(jù),同時學(xué)生對所記錄的感性層面的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行理論思考與解釋,以便在實驗報告中得出結(jié)論。實驗報告是對整個有機化學(xué)實驗的最終檢驗,包括實驗?zāi)康暮驮怼嶒灢襟E、實驗現(xiàn)象、結(jié)果分析和結(jié)論,而學(xué)生在撰寫實驗報告時,必須字體工整,表達(dá)清楚,準(zhǔn)確地闡述實驗的原理、實驗裝置示意圖、步驟、現(xiàn)象等實驗過程并總結(jié)陳詞。
2.規(guī)范學(xué)生實驗操作
我校有機化學(xué)實驗課程的開設(shè)是從性質(zhì)實驗過渡到合成實驗和設(shè)計型實驗。學(xué)生從驗證實驗現(xiàn)象開始,相互之間比較實驗操作對實驗現(xiàn)象的影響,培養(yǎng)實驗中規(guī)范操作的意識;進而通過開設(shè)一系列對于粗產(chǎn)物分離和提純的操作性實驗,強化學(xué)生處理反應(yīng)產(chǎn)物的能力;順利過渡到合成實驗后,教師發(fā)揮主導(dǎo)作用,就實驗所需的合成條件,在學(xué)生深刻認(rèn)識實驗原理,以及粗產(chǎn)物除雜過程的基礎(chǔ)上,指導(dǎo)學(xué)生舉一反三,最終學(xué)會選擇正確的實驗儀器,設(shè)計合理的實驗裝置,完成設(shè)計型實驗。
3.重視思考題和結(jié)果分析
教師以實驗為基礎(chǔ),聯(lián)系實驗原理提出思考題,引起學(xué)生對實驗的好奇心,提高學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象和動腦思考的主動性。只有認(rèn)真完成實驗并加以理論分析,學(xué)生才能夠很好地回答教師提出的思考題。回答思考題是對整個實驗的再思考與提高[2],在實驗中,教師圍繞每個實驗提出深刻的思考題,不但可以促進學(xué)生深入思考與學(xué)習(xí),而且可以使學(xué)生較好地鍛煉理性思維能力,從而達(dá)到較好的實驗效果,提高教學(xué)質(zhì)量。
二、有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索
1.學(xué)生實驗與教師科研相結(jié)合
我校根據(jù)教師的一些科研課題開設(shè)開放性實驗,學(xué)生自主報名,利用課余和暑假的時間參與實驗研究,查閱文獻(xiàn),學(xué)習(xí)反應(yīng)機理,進一步提出設(shè)想,在教師幫助下優(yōu)化反應(yīng)條件,并動手實驗。參與這些實驗的學(xué)生多數(shù)以這部分工作為起點開始自己畢業(yè)論文的撰寫,并且為考研面試中的實驗操作部分打下基礎(chǔ),更有提出一些較好設(shè)想并努力進行實驗的學(xué)生憑借實驗成果參加“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技創(chuàng)作競賽,其中《基于Ni(dmit)2分子自旋梯材料的制備和構(gòu)效關(guān)系研究》獲2009年全國三等獎。
2.開展有機化學(xué)實驗的“雙語教學(xué)”
應(yīng)對我校化學(xué)化工學(xué)院的大多數(shù)畢業(yè)生都選擇進一步深造的現(xiàn)狀,考慮到提高學(xué)生的科研能力,幫助學(xué)生順利通過考研面試,選擇性地開展有機化學(xué)實驗的“雙語教學(xué)”[3]是必要的。對于同一個實驗,同時開設(shè)中文和英文兩組實驗,讓學(xué)生依據(jù)個人對英語的駕馭能力進行選擇。實驗完成后,實驗報告必須用英文書寫,這對學(xué)生以后撰寫科技論文大有益處。對于學(xué)生來說有機化學(xué)實驗英語教學(xué)是一個難得的系統(tǒng)學(xué)習(xí)運用專業(yè)詞匯的機會,對以后工作、科學(xué)研究及進行學(xué)術(shù)交流非常重要。在雙語教學(xué)過程中,為提高學(xué)生的英文寫作水平,指導(dǎo)學(xué)生查閱與實驗相關(guān)的科技文獻(xiàn),學(xué)習(xí)英文科技論文的寫作方法,如何采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)措施,達(dá)到既能幫助學(xué)生既掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識與專業(yè)詞匯,又能掌握有機化學(xué)實驗的技能操作的雙重效果,還需要進一步探討。
3.有機實驗的微型化和綠色化
有機化學(xué)實驗課程作為對理論課的重要補充,開設(shè)的課時量為108學(xué)時。實驗中所使用藥品大多數(shù)具有毒性和易燃性,實驗流程也需要較長的時間,并且由于教育擴招,學(xué)生多,班級多,而實驗室的資源有限,如何降低實驗試劑的用量,節(jié)省實驗時間,降低污染成為實驗室需要解決的難題。
微型實驗是近年來國內(nèi)外迅速發(fā)展的一種實驗方法和技術(shù)[4],它具有節(jié)能、安全、減少污染、實驗迅速等優(yōu)點,并且實驗的微型化不影響實驗現(xiàn)象的觀察,還可以減少實驗三廢,對保證學(xué)生和教師的安全,提高經(jīng)濟效益和環(huán)保效益有實際意義。
近年來,超聲波、微波、光、電及生物催化劑(酶、微生物、抗體酶)、綠色溶劑(離子液體、超臨界流體、水)在有機合成中的應(yīng)用得到了空前的發(fā)展,并形成了一系列先進實驗技術(shù)[5]-[6],利用這些技術(shù)手段對于加快反應(yīng)速度、提高產(chǎn)率、減少能耗、減小污染起到了意想不到的作用。比如在微波合成β-萘甲醚實驗中,利用微波加熱的方式取代傳統(tǒng)加熱,提高了反應(yīng)速率,節(jié)省了不少時間。
三、建立新實驗考核體系
實驗課成績評定是檢查教學(xué)效果和激勵學(xué)生認(rèn)真完成實驗教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)[7]-[8]。嚴(yán)格的考核是正確引導(dǎo)和激勵學(xué)生的積極性,監(jiān)督和檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果及應(yīng)用能力,提高實驗教學(xué)質(zhì)量的有效手段。
我校的實驗課程考核包括平時考核、操作考查和期末實驗理論考試,平時考核是指對學(xué)生的“三個”報告的撰寫情況和平時表現(xiàn)進行打分,教師通過整個學(xué)期對學(xué)生實驗過程的觀察,對學(xué)生的真實水平有清楚的了解,根據(jù)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α⑺季S能力、團隊合作能力等多方面進行考核,這一部分占實驗總成績的30%;操作考查主要是就選定的設(shè)計型實驗對學(xué)生搭建儀器裝置和實驗基本操作的動手能力,對實驗原理、實驗現(xiàn)象、實驗過程中出現(xiàn)的各種問題的綜合能力等多個角度進行考查,根據(jù)學(xué)生的操作與回答情況進行打分,這一部分占實驗總成績的30%。實驗理論是基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗課程必須掌握的一項重要內(nèi)容,實驗理論考試可促進學(xué)生在掌握具體的操作上更進一步理解各種操作的理論背景知識。實驗理論考試主要對學(xué)生進行有關(guān)實驗的理論知識、基本操作、實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)處理等方面的書面考試,實驗理論考試成績是學(xué)生實驗成績的重要組成部分,這一部分占實驗總成績的40%。
這種實驗考核方式既考查了學(xué)生知識掌握的情況,又考查了學(xué)生的操作能力,還體現(xiàn)了成績的真實性和公平性。
四、結(jié)語
我們對有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革,優(yōu)化了實驗教學(xué)體系,強化了實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生的實驗技能訓(xùn)練和實際動手能力得到了有效加強,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)了科研創(chuàng)新精神,不少學(xué)生發(fā)表了質(zhì)量較高的學(xué)術(shù)論文。學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了有效提升,考上研究生的人數(shù)逐年上升,占畢業(yè)生總數(shù)的50%左右。他們基礎(chǔ)扎實、動手能力強、敢于實踐創(chuàng)新,受到了用人單位普遍歡迎,經(jīng)過兩三年實踐就能成為所在單位的教學(xué)科研骨干。有機實驗教學(xué)改革也大大促進了教師提高自身素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平的積極性,形成了教師與學(xué)生教學(xué)相長的良性互動。
參考文獻(xiàn):
[1]王倫,方賓主編.化學(xué)實驗[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]陳海燕,林翠梧,段文貴,蔣林斌,賴剛.基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗教學(xué)改革初探[J].2009,(7):100-101.
[3]尹傳奇,黃齊茂,陳世清.有機化學(xué)實驗雙語教學(xué)的探索[J].廣東化工,2009,(9):218,235.
[4]錢貴晴.微型化學(xué)實驗與創(chuàng)新教育[J].化學(xué)通報,1999,(5):2-6.
[5]孫爾康,高衛(wèi),張劍榮等.提高環(huán)境保護意識,建立綠色化學(xué)實驗室[J].實驗技術(shù)與管理,2007,24(11):10,34.
[6]高成莊,申國玉.高校綠色化學(xué)實驗教學(xué)初探[J].教育與職業(yè),2007,(21):159-160.
關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗;實驗教學(xué);本科生;科研素質(zhì)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)20-0277-02
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,其中實驗課是化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié),也是學(xué)生從理論課程的學(xué)習(xí)向從事科學(xué)研究過渡的重要橋梁。尤其是有機化學(xué)實驗,以鄭州大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院化學(xué)專業(yè)本科生的課程安排為例,有機化學(xué)實驗課程分兩學(xué)期開課,每學(xué)期100學(xué)時,共計200學(xué)時,是化學(xué)專業(yè)中學(xué)時最多的實驗課程。本門課程對于鞏固學(xué)生有機化學(xué)基礎(chǔ)理論知識、鍛煉其動手能力、培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問題的能力起著至關(guān)重要的作用。如何讓有機化學(xué)實驗課起到橋梁作用,幫助學(xué)生順利地從理論學(xué)習(xí)的模式轉(zhuǎn)入科學(xué)研究的模式,筆者根據(jù)有機化學(xué)實驗課程的特點,結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗,從教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變、教學(xué)方法的改進、評價系統(tǒng)的改革三個方面探索本科生有機化學(xué)實驗教學(xué)改革,以培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和綜合能力。
一、實驗課教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變
1.任課教師在思想上重視有機化學(xué)實驗課教學(xué)。本科教學(xué)不僅要傳授給學(xué)生基本的理論知識,更要結(jié)合教學(xué)實踐培養(yǎng)學(xué)生獨立從事科學(xué)研究的能力[1],為其以后能夠更好地適應(yīng)研究生階段的學(xué)習(xí)、科研打下良好的基礎(chǔ)。實驗課程對于培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和能力起著重要的作用,然而目前在很多高校實驗課程并未受到應(yīng)有的重視。例如,有機化學(xué)實驗課經(jīng)常被視為有機化學(xué)理論課的附屬課程,一般年長且經(jīng)驗豐富的老教師不愿意去帶實驗課,最后只能安排一些新進的年輕教師去帶課。與此同時,許多任課教師力求簡化、敷衍了事,對學(xué)生放松要求,這無論是對于學(xué)生還是教師都是不利的。解決這一問題的方法是讓擁有多年教學(xué)經(jīng)驗的老教師或是科研做得比較好的教師參與其中。這樣,一方面經(jīng)驗豐富的老教師能將其教學(xué)經(jīng)驗傳授給年輕教師。例如在《用脂肪提取器從茶葉中提取咖啡因》的實驗中,由于中間回流、提取的過程時間較長,我們可以采取先給學(xué)生講解如何提取裝置的組裝,待裝置搭建好,體系開始回流后,再講解后面的實驗內(nèi)容,這樣既節(jié)省了時間,同時也避免了實驗過程中空出時間,導(dǎo)致學(xué)生沒事情做,湊到一起說笑,玩手機。另一方面,教研室多年積累的優(yōu)良、教風(fēng)、教學(xué)傳統(tǒng)也會得以傳承,起到了薪火相傳的作用。此外,教師可以在課堂上滲透一些與課程相關(guān)的前沿科技知識,科研做得比較好的教師甚至可以將他們平時科研過程中的心得體會講給學(xué)生,以提高學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣。例如,在講《化合物熔點測定實驗》時,我們使用的是毛細(xì)管熔點測定法,而現(xiàn)在我們做科研一般是用數(shù)字或是顯微熔點儀,后者顯然要比前者更加精準(zhǔn),但我們?yōu)槭裁催€要使用前者呢?這是因為毛細(xì)管熔點法雖然不是最精確的,但由于樣品用量少、簡便易行,還是被廣泛采用的,而且它是《中華人民共和國藥典》確認(rèn)并采用的方法。
2.引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識實驗課,培養(yǎng)其綜合的科研素質(zhì)。大學(xué)生多年來學(xué)習(xí)過程中形成了重理論、輕實踐的觀念。如何轉(zhuǎn)變學(xué)生的這種觀念,任課教師要起到引導(dǎo)作用。首先是對有機化學(xué)實驗認(rèn)識觀念的轉(zhuǎn)變,跟理論課相比,實驗課更要重視課前預(yù)習(xí)(很重要,這相當(dāng)于科研工作中的文獻(xiàn)閱讀),還要消除學(xué)生的兩個誤區(qū)(即使是化學(xué)專業(yè)的學(xué)生對于有機化學(xué)實驗也會有極端的認(rèn)識):一種是一說到有機化學(xué)實驗馬上就想到的是易燃、易爆、劇毒等,于是做實驗時畏首畏尾;另一種是要有“奮不顧身,敢于犧牲”的精神,只有這樣才能取得成就。這兩種極端的認(rèn)識對于學(xué)生的成長是很不利的,前者會對有機化學(xué)望而生畏,久而久之學(xué)生會對這門學(xué)科失去興趣;后者容易在實驗過程中造成事故。因此,作為教師要在教學(xué)過程中及時地糾正學(xué)生的錯誤想法,幫助學(xué)生正確認(rèn)識有機化學(xué)這門學(xué)科。例如在實驗中涉到有危險性的試劑或操作時都要重點強調(diào)(如濃硫酸、金屬鈉、乙醚等)。通過具體地講解試劑的特點、性質(zhì)和使用注意事項,既讓學(xué)生對相關(guān)試劑、儀器有了正確的認(rèn)識,也有助于學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范操作的良好習(xí)慣,提高其安全意識。此外,還要注重學(xué)生其他科研素質(zhì)的培養(yǎng),如實驗現(xiàn)象的觀察、嚴(yán)謹(jǐn)與實事求是的態(tài)度、團隊合作意識等,以全面提高學(xué)生的綜合能力。這對于學(xué)生將來無論是在國內(nèi)外攻讀研究生還是走向工作崗位都將是受益匪淺的。
二、實驗課教學(xué)方法的改進
1.課程講解增加互動提問環(huán)節(jié),讓學(xué)生盡可能參與其中。作為教師不應(yīng)恪守傳統(tǒng)的教育觀念,尤其不能照搬理論課教學(xué)的模式。通過實驗課的教學(xué),我們不僅要教會學(xué)生本門課程里所涉及的若干反應(yīng)原理、實驗方法和操作等,更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題等綜合的科研素質(zhì)與能力。另外,實驗課的教學(xué)不能像理論課那樣只有教師在講,講完大家就去實驗。有的教師把整個實驗的內(nèi)容講得非常仔細(xì),所有的注意事項也完全指出。即使這樣也可能會出現(xiàn)兩種問題:(1)學(xué)生做完這個實驗并沒有真正掌握該實驗,他們只是“照方抓藥”地完成實驗內(nèi)容,對于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力作用并不大;(2)還有一部分學(xué)生,實驗做得并不順利,這是因為他們只是應(yīng)付性地完成了預(yù)習(xí)報告這一環(huán)節(jié),并沒有真正地理解實驗。當(dāng)教師在講到關(guān)鍵問題或注意事項時他們并沒有意識到其重要性,也并不能理解其中真正的原理,導(dǎo)致實驗過程中狀況百出。因此在實驗講解過程中,教師不能平鋪直敘地講解,要舉一反三、前后知識聯(lián)系,因為實驗課上很多用到的知識都是理論課上學(xué)過的,同時多以提問的形式增加與學(xué)生的互動,這樣既對學(xué)生的課前預(yù)習(xí)是一種監(jiān)督,也有助于學(xué)生對知識的掌握。此外,要鼓勵學(xué)生多提問題、發(fā)現(xiàn)問題,提出問題也是一種能力。
2.豐富教學(xué)形式,提高學(xué)生的積極性與興趣。與理論課相比,實驗課的教學(xué)形式可以更豐富些,既然學(xué)生是課堂的主體,就應(yīng)該盡最大可能地讓學(xué)生參與其中。這個過程可以循序漸進,從前面說的提問環(huán)節(jié)可以逐漸過渡到讓學(xué)生上臺來講(比如:實驗原理或是實驗中要注意事項等)。在此基礎(chǔ)上,可以讓學(xué)生試著來講解全部的實驗課內(nèi)容,讓學(xué)生自己做一次“教師”。多媒體教學(xué)已經(jīng)滲透到了所有學(xué)科,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,如果實驗室配備了投影儀,可以讓學(xué)生將要講的內(nèi)容制作成幻燈片來講解,將全班學(xué)生分成若干個小組,每一組負(fù)責(zé)一個實驗,課前做好充分的預(yù)習(xí),并查找資料,制作幻燈片,講解完,其他同學(xué)也可以提問。在學(xué)生講完之后,教師再進行點評和注意事項的強調(diào)。這種教學(xué)形式,在完成教學(xué)任務(wù)的同時,使學(xué)生的能力得到了鍛煉,同時也豐富了教學(xué)形式,活躍了教學(xué)氣氛。
三、評價系統(tǒng)的改革
有機化學(xué)實驗雖然是一門獨立的課程,但一般只作為考查課,即其成績是根據(jù)學(xué)生平時的表現(xiàn),由任課教師打分。由于學(xué)分比較重,學(xué)生還是很重視的,如果只對教學(xué)形式進行改革而不改革成績的評價體系,可能會造成打分的不公平。實驗課的成績一般由預(yù)習(xí)報告、實驗操作、實驗結(jié)果、實驗報告等幾部分組成,但很多時候任課教師還是很看重實驗反應(yīng)的收率,這種考核方式引起的后果是學(xué)生只是片面地追求產(chǎn)物的收率,根本不注重實驗過程,進而忽略了對于規(guī)范實驗操作和實驗安全等方面意識的培養(yǎng)。因此,只有將評價方式也進行改革,學(xué)生才會真正用心去對待每一個實驗、每一步操作。在基本按照上述幾個方面進行評分的原則下,側(cè)重于課堂表現(xiàn)和實驗報告兩個方面。課堂上的表現(xiàn),不只是實驗操作,還包括學(xué)生回答問題的情況、遇到問題時能否主動去思考解決問題的辦法以及實驗結(jié)束后打掃衛(wèi)生的情況等。在實驗報告方面,不只是看其是否書寫的清晰,還要看實驗現(xiàn)象、收率、實驗結(jié)論是否記錄的規(guī)范完整,實驗日期、實驗裝置圖是否準(zhǔn)確記錄,以及課后的思考題或是實驗中遇到的實際問題,是否做到了認(rèn)真思考,并分析其原因給出合理解釋。上述這些方面是能夠真正反映一個學(xué)生是否用心去做實驗,是否認(rèn)真觀察和記錄實驗。對于實驗所得的產(chǎn)物,要綜合分析其收率、顏色、狀態(tài)等并給出評價。例如,如果一個學(xué)生本次實驗不是很成功,但其操作規(guī)范,并且能夠在實驗報告中對其相應(yīng)的結(jié)果做出合理的分析,那么本次實驗的分?jǐn)?shù)就不會太低。相反,如果某學(xué)生本次實驗雖然結(jié)果很好得到產(chǎn)品收率較高,但在實驗過程中有很嚴(yán)重的違規(guī)操作,或者書寫實驗報告時照搬教材或抄襲他人的實驗結(jié)果,甚至杜撰實驗數(shù)據(jù),也要對其成績適當(dāng)扣分,嚴(yán)重者甚至要對其進行警告。此外,還要鼓勵那些在實驗課堂上能夠積極主動地思考、踴躍發(fā)言的學(xué)生提出自己的觀點[2],注重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新性思維。對于在這些方面表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生要適當(dāng)在其總成績中加分。
四、結(jié)語
以上是筆者在有機化學(xué)實驗教學(xué)過程中的一些心得和體會,從學(xué)生的反應(yīng)上來看,取得了良好的教學(xué)效果。其所帶班級的學(xué)生中,有的在國家大學(xué)生化學(xué)競賽中獲獎;有的出國深造;有的被保送到中科院或“985”重點高校。有機化學(xué)實驗課作為化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),對于培養(yǎng)科研素質(zhì)好、綜合能力強的高素質(zhì)人才起到了積極的作用。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞 學(xué)習(xí)興趣 學(xué)習(xí)效果 能力培養(yǎng)
中圖分類號:O62-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
面對科技進步的日新月異,高等教育提出了“一流的教師隊伍,一流教學(xué)內(nèi)容,一流教學(xué)方法,一流教學(xué)和一流教學(xué)管理”的要求,新形勢下如何加強教育教學(xué)體系的改革,適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求,已成為每一位教學(xué)工作者的研究課題。作為民辦學(xué)校,受到教學(xué)條件和人員構(gòu)成的限制,離“一流”的目標(biāo)很遠(yuǎn),但我們也在不斷學(xué)習(xí)研究和改進,爭取培養(yǎng)應(yīng)用型人才,提高學(xué)生對知識應(yīng)用能力。
有機化學(xué)實驗在藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)實驗教學(xué)中起著承上啟下的重要作用。傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)模式其主要特點是:為理論教學(xué)服務(wù),驗證性實驗較多,忽視學(xué)生對實驗過程的分析,輕視獨立設(shè)計、操作。另外,隨著社會對環(huán)境保護意識的日益增強,“綠色化學(xué)”被越來越多的化學(xué)工作者所關(guān)注。因此,如何在有機化學(xué)實驗特點的基礎(chǔ)上,將有機化學(xué)實驗與綠色化學(xué)融合起來,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)中的綠色化學(xué)思想,提高學(xué)生的環(huán)境意識;如何通過此實驗課程提高學(xué)生的實際操作能力、提出問題、分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新能力,已成為急待解決的重要問題。
1重視實驗操作過程
有機化學(xué)實驗是后續(xù)實驗課程順利開設(shè)的基礎(chǔ),其操作技能也是學(xué)生在后續(xù)課程中的基本實驗技能,非常重要,教師應(yīng)投入大量的精力來規(guī)范學(xué)生的基本操作。
(1)要求學(xué)生寫出預(yù)習(xí)報告。學(xué)生實驗前充分預(yù)習(xí),明確實驗?zāi)康模斫鈱嶒炘恚煜嶒瀮?nèi)容等,讓學(xué)生有準(zhǔn)備的進行實驗,充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。
(2)教師課前充分備課。課前充分做好試劑和儀器的準(zhǔn)備工作,認(rèn)真進行預(yù)實驗,授課言簡意賅,要求明確,示范操作準(zhǔn)確到位,強調(diào)安全及環(huán)保注意事項。
(3)學(xué)生實驗要求操作規(guī)范。開始實驗后學(xué)生要求努力規(guī)范操作,實事求是,教師巡回指導(dǎo),見到學(xué)生不規(guī)范操作要及時予以糾正。
(4)實驗結(jié)束總結(jié)。實驗結(jié)束,組織學(xué)生充分討論實驗中出現(xiàn)的問題,并完成實驗報告。教師則應(yīng)認(rèn)真批改實驗報告,指出存在的問題,作出適當(dāng)評價。
2 優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容
將基礎(chǔ)實驗同綜合實驗、設(shè)計實驗相結(jié)合,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動手操作及提出問題、分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。
2.1 加強基礎(chǔ)實驗,減少性質(zhì)實驗
扎實的基礎(chǔ)實驗的訓(xùn)練是后續(xù)實驗得以順利進行的基石,應(yīng)投入大量的精力來規(guī)范學(xué)生的基本操作。而大部分性質(zhì)實驗,學(xué)生一般不做已知道實驗結(jié)果的實驗,學(xué)生的興趣也不大。因此,適當(dāng)減少這種類型的實驗。
2.2 多開設(shè)與藥學(xué)相關(guān)的綜合性實驗
綜合性實驗以學(xué)生的理論知識和驗證性實驗為基礎(chǔ),運用之前所學(xué)理論知識、基本實驗方法。其難度比基礎(chǔ)實驗和驗證性實驗高得多,可對學(xué)生實驗技能進行綜合訓(xùn)練。如:茶葉中咖啡因的提取,阿司匹林的制備等。這些實驗既與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)相聯(lián)系,提高了實驗的興趣,又能加強學(xué)生的動手操作能力。
3 加強有機化學(xué)實驗的“綠色化”
根據(jù)有機化學(xué)實驗的特點,將有機化學(xué)實驗的綠色化融合于化學(xué)教學(xué)之中,培養(yǎng)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)中的綠色化學(xué)思想,提高學(xué)生的環(huán)境意識和社會責(zé)任感。
3.1 選擇綠色實驗課題
以綠色化學(xué)理念,結(jié)合醫(yī)藥學(xué)專業(yè)的特點精選實驗內(nèi)容,并力爭減少有機實驗對環(huán)境的污染和對學(xué)生健康的影響。如,基礎(chǔ)實驗中的常壓蒸餾和沸點測定,我們可以合為無水乙醇的制備及沸點的測定這一個實驗。同時制得的無水乙醇又可以用在分離提取實驗中,如,將從茶葉中提取咖啡因可用乙醇在索氏提取器中提取。也可以設(shè)計多步合成實驗,一步合成實驗的產(chǎn)品作為后一步合成的原料,實現(xiàn)實驗用品的循環(huán)利用,這種實驗教學(xué)方法不僅能滲透綠色化學(xué)教育的思想,減少藥品經(jīng)費的開支。 同時,由于實驗原料由學(xué)生自己合成,又能增強他們的學(xué)習(xí)興趣。
3.2 應(yīng)用新技術(shù)手段進行實驗
近年來,微波、超聲波以及綠色溶劑、生物催化劑在有機合成中的應(yīng)用得到了空前的發(fā)展,這些手段對于加快反應(yīng)速度、提高產(chǎn)率、減小對環(huán)境的污染起到了重要的作用,合理選擇這些新技術(shù)手段不僅可以培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代有機合成新方法、新技術(shù),而且實現(xiàn)了有機實驗的綠色化。
4 建立完善實驗考核的體系
[關(guān)鍵詞]有機化學(xué)實驗;藥學(xué)專業(yè);混合式教學(xué)
有機化學(xué)是一門集理論與實踐于一體的基礎(chǔ)課程,是化學(xué)、化工、醫(yī)藥與生命科學(xué)研究的核心課程[1],尤其對藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說,是其打開藥學(xué)神秘之門的寶貴鑰匙,可為其進一步學(xué)習(xí)藥物化學(xué)、藥物分析、天然藥物化學(xué)等專業(yè)課程打下堅實的基礎(chǔ)。有機化學(xué)實驗課,則是檢測理論知識的實踐工具,更是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題,培養(yǎng)創(chuàng)新意識的重要基石。因此,提高有機化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量,對于改善教學(xué)過程中的“填鴨式”教學(xué)、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、促進理論知識與實踐創(chuàng)新協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的推動作用。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,微課、慕課等在線教學(xué)課堂的開放使得學(xué)生的學(xué)習(xí)不再受時間與空間的限制[2],教學(xué)內(nèi)容短、教學(xué)時間短、教學(xué)方式多樣化,加之視頻與動畫的插入更增加了學(xué)習(xí)過程中樂趣。但是由于知識的碎片化,單一使用在線課堂不足以滿足學(xué)生對知識的系統(tǒng)化。翻轉(zhuǎn)課堂、PBL教學(xué)等課堂教學(xué)策略,以問題、討論與拓展的主動方式,以學(xué)生為主體,在課堂教學(xué)的過程中實現(xiàn)了對知識的回顧、知識體系的構(gòu)建、問題的發(fā)現(xiàn)與解決,提高學(xué)生解決問題的能力[3]。本文綜合運用現(xiàn)代信息化教學(xué)技術(shù),結(jié)合多種教學(xué)策略,探索性地進行了有機化學(xué)實驗課的教學(xué)實踐研究,在教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計與實施、教學(xué)考核三個方面探討適合藥學(xué)專業(yè)的有機化學(xué)實驗教學(xué)模式,以更適合培養(yǎng)具有創(chuàng)新性的新型藥學(xué)專業(yè)人才。
一、教學(xué)分析
有機化學(xué)實驗課貫穿于有機化學(xué)理論課的學(xué)習(xí)過程中,以理論課中涉及的重要反應(yīng)類型為基礎(chǔ),實現(xiàn)對理論基礎(chǔ)知識的可視化,形象化。針對醫(yī)科院校藥學(xué)專業(yè)學(xué)生,該課程開設(shè)于大學(xué)入學(xué)后的第一學(xué)年,可見其在藥學(xué)專業(yè)課程中的核心地位,為培養(yǎng)具有扎實專業(yè)背景與創(chuàng)新性專業(yè)人才提供理論與實踐保障。然而大一新生由高中剛剛步入大學(xué)的新環(huán)境,學(xué)習(xí)模式尚未適應(yīng),且化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊,更有甚者在實驗課中“袖手旁觀,靜待佳音”,因此如何開展高效的教學(xué),帶動學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)生活,使得人人參與,個個思考,成為該課程亟待解決的重要問題。
二、教學(xué)設(shè)計與實施
針對上述問題,在教學(xué)過程中設(shè)計了以下環(huán)節(jié):課前自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)與討論、課后復(fù)習(xí)與討論(見下圖)。1.課前自主學(xué)習(xí):課程開始前一周,教師通過手機平臺,如微信、學(xué)習(xí)通等學(xué)習(xí)軟件視頻作業(yè),亦可借助微課、慕課等在線課堂來實現(xiàn),要求學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)。通過自主學(xué)習(xí)的過程,復(fù)習(xí)實驗課程中涉及的反應(yīng)類型與反應(yīng)機理,學(xué)習(xí)實驗裝置的搭建,并在此過程中發(fā)現(xiàn)自身知識儲備的不足。2.課堂教學(xué)與討論:在課堂教學(xué)與討論環(huán)節(jié),擯棄教師的“灌輸式”教學(xué)模式,將“翻轉(zhuǎn)課堂”引入課堂教學(xué)過程中,即講課的主體由老師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生。(1)以小組為單位,制作授課提綱,并推選學(xué)生代表講授課程,讓學(xué)生感受教師授課的過程,同時也是培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)與邏輯思維能力的重要過程;在學(xué)生講課的過程中,教師需要及時地發(fā)現(xiàn)講授內(nèi)容中的問題與不足;(2)在學(xué)生講授結(jié)束后,教師以提問的方式將授課內(nèi)容中的問題引出,并與全班同學(xué)通過互動討論共同解決問題;(3)實驗內(nèi)容的講解結(jié)束并不意味著實驗課理論知識的結(jié)束,在課本內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)束后,教師有必要進行知識的拓展學(xué)習(xí),需結(jié)合藥學(xué)專業(yè)的特征———藥品,尤其是藥品的結(jié)構(gòu)、特征與制備,講述有機化學(xué)在藥物制備中的重要作用,結(jié)構(gòu)的差異對其性質(zhì)的影響,讓學(xué)生更加深刻地體會到化學(xué)的奧秘,了解藥學(xué)專業(yè)在科技發(fā)展中的重要地位,增加學(xué)習(xí)的興趣,以提高其創(chuàng)新性思維;在此過程中,教師可以案例、動畫等多種方式進行教授,但均需圍繞知識點講述,以強化學(xué)生對理論結(jié)合實際的理解;(4)課堂講授結(jié)束后,學(xué)生可以小組為單位開展實驗操作,并在此過程中記錄實驗現(xiàn)象,完成實驗報告;教師在學(xué)生的實踐過程中需不斷引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)實驗問題,并及時解決。3.課后復(fù)習(xí)與討論:課堂教學(xué)與實踐結(jié)束后,學(xué)生針對實驗內(nèi)容,尤其是大家更關(guān)心的實驗產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量等會有各種疑問,教師可通過與學(xué)生構(gòu)建的學(xué)習(xí)平臺,以作業(yè)、討論、測試等方式完成課后的共同學(xué)習(xí),目的在于增加學(xué)生對知識的鞏固,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力。
三、教學(xué)考核
有機化學(xué)實驗課的成績評定往往以實驗報告作為考核評價的重要指標(biāo),但針對實驗過程中有些學(xué)生不愿動手,而有些小組在實驗過程中團結(jié)協(xié)作,不斷發(fā)現(xiàn)并解決問題,但數(shù)據(jù)不佳等各種情況,一份實驗報告不足以體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在上述混合式教學(xué)模式下,學(xué)生的成績可由課堂簽到、課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)、討論發(fā)言和實驗報告等多種模塊共同組成,此考核方式更有助于學(xué)生積極參與互動討論,也使得教師更能如實的評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗;教學(xué)改革;探索
Exploration in organic chemistry experiment teaching reform
Chen Zhen, Jiang Dong, Cao Xiaoqun, Zhang Changjun, Jiang Hongli
Taishan medical university, Taian, 271016, China
Abstract: Organic chemistry experiment is an important course in fundamental experiment. Aiming at the defects of conventional organic chemistry experiment teaching, this research explores the organic chemistry experiment teaching practice in Taishan medical university, including construction of teaching laboratories, open experiment teaching, study of microscale chemistry and examination systems. The teaching quality has been enhanced via reform.
Key words: organic chemistry experiment; teaching reform; exploration
有機化學(xué)實驗是現(xiàn)代諸多理工科課程的重要基礎(chǔ)實驗課,是醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、化學(xué)、化工、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)藥學(xué)等學(xué)科學(xué)生必修的主干課程之一。實驗課程的教學(xué)不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,養(yǎng)成學(xué)生的實驗技能,而且還有利于培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護意識以及分析問題和解決問題的能力。傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗課教學(xué),安排學(xué)時偏少,實驗內(nèi)容單薄且較為陳舊,使用化學(xué)藥品的量也較大,容易造成環(huán)境污染。這種傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式只能使學(xué)生初步了解有機化學(xué)實驗,并不能達(dá)到上述能力培養(yǎng)的要求,也難以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護意識。傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗成績往往僅根據(jù)實驗報告判定,這種評分法難以全面反映學(xué)生真實的實驗水平,由于實驗報告之間差別小,打出的分?jǐn)?shù)相差甚微,不能有效激發(fā)學(xué)生積極動手操作,抄襲實驗報告的現(xiàn)象甚為普遍。同時有機化學(xué)實驗的教學(xué)與實驗所用的教材、實驗室的管理和建設(shè)也有著密切的關(guān)系。為了改變這種教學(xué)狀況,提高我校有機化學(xué)實驗教學(xué)水平,確立了有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索這一課題,列入了我校化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院的長期發(fā)展規(guī)劃中,并針對上述問題,設(shè)立了多項子課題,由相關(guān)教師負(fù)責(zé)牽頭研究。
我們在有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索這一課題下,細(xì)分了實驗室建設(shè)與發(fā)展目標(biāo)的確定,多種設(shè)計性、開放性實驗的開展,實驗微型化研究,有機化學(xué)實驗考核方式的改變等多項子課題。通過對上述子課題的研究,對我校有機化學(xué)實驗教學(xué)進行改革,有效地提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。
1實驗室建設(shè)與發(fā)展目標(biāo)的確定
高校實驗室種類各有不同,規(guī)模也相差較大,但從功能上來看,主要分為教學(xué)和科研兩大類。據(jù)此可以將高校實驗室大致劃分為教學(xué)型實驗室和科研型實驗室。科研型實驗室與教學(xué)型實驗室在實驗?zāi)康摹⒐芾眢w制、辦公區(qū)域等諸多方面存在較為明顯的區(qū)別。我校有機化學(xué)實驗室每年承擔(dān)著約4000名普通本、專科生的實驗教學(xué)任務(wù),屬于典型的教學(xué)型實驗室,根據(jù)實驗室的主要功能,我們確立了實驗室的建設(shè)和發(fā)展目標(biāo)。
教學(xué)型實驗室的建設(shè)與發(fā)展,可以從軟件和硬件兩個方面入手。軟件方面有管理體制、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式、技術(shù)隊伍等內(nèi)容;硬件方面主要指儀器設(shè)備的購置、更新和維護,現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用等。我院從這兩個方面入手進行了實驗室管理體制的改革,將原有學(xué)校、學(xué)院、教研室三級管理體制,改為學(xué)校、學(xué)院二級管理的新體制,實驗室也由隸屬于教研室管理改為由院設(shè)立大的實驗教學(xué)部管理。通過改革整合了實驗教學(xué)資源,統(tǒng)一了儀器設(shè)備、實驗耗材的采購及實驗課程的編排,儀器設(shè)備的利用率得到提高,實驗耗材的采購成本得到了控制,工作人員的工作量也得以均衡分配。我院同時還加強實驗技術(shù)隊伍的培養(yǎng)和建設(shè),鼓勵原有的實驗技術(shù)人員在職進修,并引進一些高學(xué)歷人才充實到實驗技術(shù)隊伍中來,使實驗室工作人員不僅能擔(dān)任授課、指導(dǎo)實驗、維護維修儀器設(shè)備等日常工作,還能指導(dǎo)學(xué)生的設(shè)計性實驗或自選科研課題,為提高教學(xué)質(zhì)量提供了人才保障。我院還加強了儀器設(shè)備的管理并引進了多臺液相色譜儀、質(zhì)譜儀、紅外光譜儀等,充分保證了有機化學(xué)實驗教學(xué)需要。我院還加強了現(xiàn)代信息技術(shù)在實驗室管理和教學(xué)中的應(yīng)用,已逐步實現(xiàn)了網(wǎng)上預(yù)約實驗及實驗教學(xué)網(wǎng)上反饋;通過仿真軟件開設(shè)虛擬實驗和仿真實驗也在逐步開展中。這些措施使我院的有機化學(xué)實驗室建設(shè)取得了較好成果。
2多種設(shè)計性、開放性實驗的開展
有機化學(xué)教研室針對我院的實際情況開展了多種設(shè)計性、開放性實驗。在每一個學(xué)期末,有機化學(xué)的任課教師根據(jù)實驗室可供使用的時間、儀器設(shè)備等條件和不同層次學(xué)生的能力水平精心設(shè)計一些開放性實驗項目,實驗室匯總后在校內(nèi)網(wǎng)站上公布,有興趣的學(xué)生可報名,在相應(yīng)的時間進入實驗室,在教師的安排指導(dǎo)下進行實驗研究。我校開設(shè)的開放性實驗項目大體可以分為了解和學(xué)習(xí)使用新型儀器的實驗、擴展性實驗、與教師科研相結(jié)合的開放性實驗3種類型。了解和學(xué)習(xí)使用新型儀器的實驗有“現(xiàn)代有機合成儀器的使用”“現(xiàn)代有機分析儀器的使用”等開放性實驗。這些實驗與傳統(tǒng)的熔點測定、減壓蒸餾等實驗相比,使用了一些新型的、先進的儀器。學(xué)生可以接觸到有機合成裝置,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等普通學(xué)生實驗難以使用到的儀器,因而學(xué)生積極性較高,也有利于開闊學(xué)生的視野。教學(xué)實驗的擴展性實驗有“多種方法從茶葉中提取咖啡因”和“沒食子酸甲酯的合成研究”等開放性實驗。這些實驗可以認(rèn)為是對“從茶葉中提取咖啡因”“乙酸正丁酯的合成”等常規(guī)教學(xué)實驗的一種拓展。這種類型的實驗相當(dāng)于讓學(xué)生進行幾個較為簡單的文獻(xiàn)實驗,有利于學(xué)生在原有的實驗基礎(chǔ)上進一步提高實驗操作技能和分析問題、解決問題的能力。與教師科研相結(jié)合的實驗與各個實驗指導(dǎo)教師目前所承擔(dān)的科研課題有關(guān),具體內(nèi)容可以不斷變化,有些還需要學(xué)生自己設(shè)計實驗方案,在這些實驗中,學(xué)生不僅成為了教師的科研助手,而且自身也得到了鍛煉。
我校實施的這些開放性實驗難易程度各不相同,所需時間也有很大差異,因此給了學(xué)生很大的自由選擇空間,有利于激發(fā)化學(xué)基礎(chǔ)較弱的學(xué)生的好奇心和求知欲,也有利于培養(yǎng)中等水平學(xué)生的實驗操作能力和分析思考能力,還給了一些對有機合成有熱情、有天分的學(xué)生一個提高和表現(xiàn)自己的機會。這一做法切實可行,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),對學(xué)生專業(yè)知識的拓展和實踐技能的獲取以及實際工作能力的提高也都起到了明顯的效果。但這一工作的進行需要實驗指導(dǎo)教師和實驗管理人員投入較多的時間和精力,這不僅需要教師和實驗員具有敬業(yè)和奉獻(xiàn)精神,還需要學(xué)校提供相應(yīng)的支持和鼓勵措施。一些探索性實驗項目在實施的過程中還需要教師具有較好的科研水平。
3實驗微型化研究
在有機化學(xué)實驗教學(xué)中,學(xué)生的實驗操作往往需要消耗大量的試劑和玻璃儀器。近年來,由于化學(xué)試劑和玻璃儀器的價格不斷升高,化學(xué)實驗所需經(jīng)費越來越多,已經(jīng)成為困擾化學(xué)和化工院系的一個問題。雖然學(xué)校對實驗教學(xué)的經(jīng)費投入逐年增加,但學(xué)生的數(shù)目、開出實驗的項目也在迅速增加,經(jīng)費不足的壓力始終存在。另外,有機化學(xué)實驗所用的試劑大都易燃、易爆、有毒,很多實驗中使用的芳烴類溶劑還難以降解,會對實驗室及周邊地區(qū)的環(huán)境造成污染。如果通風(fēng)條件不好,有毒氣體排出不暢,更會使學(xué)生和教師的健康受到危害。化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢氣、廢液等直接排出實驗室,會對校園環(huán)境產(chǎn)生污染;如果由專業(yè)回收公司處理,又需要增加一筆經(jīng)費。要解決這些問題,做到既保護環(huán)境又節(jié)約資金,進行實驗微型化改革是有效途徑之一。
我們針對原先開設(shè)的部分常規(guī)實驗存在污染大、實驗成本高等問題,將薄層色譜、紙層色譜、乙酸乙酯的合成、乙酸正丁酯的合成、阿司匹林的合成、甲基橙的合成等改成微型化實驗,進行了教學(xué)實踐,取得了較好效果。有機化學(xué)實驗微型化的改革具有多方面的成效。減少試劑的使用,節(jié)省了實驗經(jīng)費,提高了實驗的安全性,還減少了廢棄化學(xué)品的排放,學(xué)生的實驗環(huán)境也得到了改善。微型化有機化學(xué)實驗的開展還有助學(xué)生接受綠色化學(xué)的思想,有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研意識和環(huán)保意識。
有機化學(xué)實驗的教學(xué)與所使用的實驗教材有著密切的關(guān)系。微型化實驗的開展更需要專門的教材與之配套。課題組針對我院實際教學(xué)情況編寫了《有機化學(xué)實驗》教材,由中國醫(yī)藥科技出版社出版。編寫的教材吸收了一些有機化學(xué)最新的研究內(nèi)容,還增加了一些與生活相關(guān)的實驗,增強了趣味性。尤其是實驗教材中加入了相關(guān)微型化實驗和設(shè)計性實驗,有利于教師的教學(xué)和學(xué)生的進一步學(xué)習(xí)。
4實驗的單獨設(shè)課及考核方式的改變
課題組對2009年應(yīng)用化學(xué)專業(yè)有機化學(xué)實驗進行了單獨開設(shè)的試點,實驗的單獨設(shè)課和考核使得學(xué)生加強了對實驗課的重視,取得了較好效果。我院還對學(xué)生實驗評分方式加以改革,在考慮到大學(xué)一年級學(xué)生普遍重視分?jǐn)?shù)這種心理背景下改革實驗評分制度。課題組針對有關(guān)實驗制定了可以較全面真實反映學(xué)生實驗水平、鼓勵學(xué)生動手積極操作的評分標(biāo)準(zhǔn)。這種改革給學(xué)生造成一種動力,促使學(xué)生努力提高實驗技能。在實驗全過程中根據(jù)學(xué)生實驗的不同進程進行追蹤考核綜合打分,在打分中根據(jù)學(xué)生實驗質(zhì)量高低注意拉開成績的差距。這一成績評定方法與普通的實驗教學(xué)只是根據(jù)實驗報告打分有根本的不同,與實驗課程的考試有相似之處。這一考核方式要求小班化教學(xué),實驗室的學(xué)生數(shù)要少,實驗指導(dǎo)教師和實驗管理人員要多。只有這樣才能保證考核過程的客觀公正,促使學(xué)生提高實驗水平。我們利用改革后的考評方式對學(xué)生進行了多次有機化學(xué)實驗技能比賽,增強了學(xué)生的有機化學(xué)實驗學(xué)習(xí)熱情。2010年課題組對化工類專業(yè)的有機化學(xué)實驗全部單獨開設(shè),并強化考核,實行卷面考試和實驗操作考試相結(jié)合,有效地促進了有機化學(xué)實驗課的教學(xué)。
5 結(jié)束語
我校有機化學(xué)實驗教學(xué)改革通過上述做法取得了較好的效果,不僅得到了學(xué)生和用人單位的好評,在山東省舉辦的大學(xué)生實驗技能競賽中也獲得了較好的成績。課題組成員還將繼續(xù)對有機化學(xué)實驗教學(xué)改革進行研究,增強課題研究成果的理論性和可推廣性,為我國高等教育教學(xué)質(zhì)量的提高做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊世芳,周艷,鄧文娟,等.化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗技術(shù)與管理,2010,27(12):178~179
[2] 余兆菊.有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2007,5(1):65~67
[3] 江棟,曹曉群,孔茜.論高校教學(xué)型實驗室的建設(shè)與發(fā)展[J].實驗技術(shù)與管理,2010,27(2):146~147
[4] 陳震,張昌軍,曹曉群,等.有機化學(xué)開放性實驗教學(xué)的探索與實踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009,13:100~101
[5] 楊小弟,張英華,周耀明,等.大學(xué)化學(xué)開放性實驗教學(xué)的探索[J].實驗室研究與探索,2007,7(4):104~106
[6] 周鮮成.開放性實驗教學(xué)的探索[J].實驗室科學(xué)與技術(shù),2007,5(4):57~59
[7] 曹曉群,劉欣.結(jié)合科研工作開展學(xué)生設(shè)計性實驗培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].實驗室科學(xué),2006,3:135~136
[8] 曹曉群,朱曉慧,王玉民.化學(xué)實驗微型化的改革與實踐[J].實驗室科學(xué),2008,1:24~25
[9] 張昌軍,陳震,原方圓,等.化學(xué)實驗分步計分制對基礎(chǔ)課程教學(xué)的促進作用[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009,17:65~67
【關(guān)鍵詞】有機化學(xué);實驗教學(xué);改革;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)
隨著我國教育體制改革的全面推進,高等教育要求變得越來越高,是社會不斷進步的重要需求。在招生規(guī)模不斷擴大的情況下,重點本科生、普通本科生、獨立民辦學(xué)院學(xué)生擁有的化學(xué)基礎(chǔ)差異較大,因此,不能采用同樣的教學(xué)方式講授課程,必須加強教學(xué)改革與探索,才能培養(yǎng)出社會所需的高技能、高水平、高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
1有機化學(xué)實驗教學(xué)的基本情況
在有機化學(xué)教學(xué)中,有機化學(xué)實驗是非常重要的組成部分之一,也是當(dāng)前高等教育體系中理科專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。根據(jù)相關(guān)調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn),很多高校都只有實驗教學(xué)的基本設(shè)施,還存在有很多急需解決的問題,如實驗儀器設(shè)備數(shù)量不夠多、實驗課時設(shè)置太少等,使得部分學(xué)生同學(xué)在課堂上沒有機會親手動手操作,并在實驗結(jié)束以后,草草的提交實驗報告。同時,在實驗技能綜合考試上,部分學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)操作不規(guī)范的問題,根本沒有達(dá)到有機化學(xué)實驗課程的教學(xué)目的。從當(dāng)前有機化學(xué)實驗教學(xué)存在的上述多種問題可知,如果學(xué)生不加強實踐練習(xí),不讓學(xué)生親自動手操作,則學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)會受到極大影響,最終影響高校學(xué)生未來良好發(fā)展。所以,必須加強有機化學(xué)實驗教學(xué)改革,創(chuàng)新教學(xué)方法、教學(xué)模式,開展各種實踐活動,才能真正培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力等,最終促進我國高校教育事業(yè)更快、更好發(fā)展。
2有機化學(xué)實驗教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的策略
2.1加強實驗課程的教材建設(shè)在學(xué)生理論基礎(chǔ)比較薄弱、實驗操作機會較少的情況下,想要有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能,必須加強有機化學(xué)實驗課程的教材建設(shè),適當(dāng)增強綜合性實驗課程、與學(xué)生生活相近的實驗等,如乙酸乙酯合成實驗、乙酰苯胺有機合成實驗等,才能加強學(xué)生理論知識與實際操作的聯(lián)系,從而奠定學(xué)生學(xué)習(xí)高難度知識的額基礎(chǔ)。同時,加強學(xué)生素質(zhì)教育,注重動手能力的有效培養(yǎng),改善實驗條件,選擇合適的教學(xué)內(nèi)容,才能真正提高教材的實用性,如利用牡丹皮來進行丹皮酚的提取,不斷在生活中很容易找到原材料,還能進一步增強學(xué)生的創(chuàng)新意識。2.2注重實驗內(nèi)容的合理選用在合理選用實驗內(nèi)容時,應(yīng)遵循“由淺入深、循序漸進”等原則,盡可能的選擇具有代表性、比較典型的實驗內(nèi)容,才能幫助學(xué)生更快掌握有機物提取、分離、合成等多個方面的知識,并掌握基本操作、簡單合成、多步合成、綜合實驗、開放性實驗等相關(guān)內(nèi)容,才能更好的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。例如:乙烯的合成實驗,可以從基本技能訓(xùn)練、應(yīng)用技能訓(xùn)練、綜合技能訓(xùn)練三個方面鍛煉學(xué)生的操作能力和實踐能力等,從而提高學(xué)生的探索意識、創(chuàng)新意識。同時,合理安排綠色化學(xué)實驗內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識,通過自主設(shè)計實驗內(nèi)容的方式,完善實驗教學(xué)課程體系,有利于提高有機化學(xué)實驗教學(xué)效率,從而促進學(xué)生創(chuàng)新能力進一步提高。2.3實驗教學(xué)方法與模式的創(chuàng)新在實踐教學(xué)匯總,改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法,構(gòu)建以“預(yù)習(xí)、討論、操作、總結(jié)”為中心的新型實驗方法,讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,自主學(xué)習(xí)相關(guān)知識,并在自學(xué)的過程中提出自己的疑問、想法,以培養(yǎng)學(xué)生主動探索、創(chuàng)新的意識,從而在動手親自開展驗證實驗的基礎(chǔ)上,促進學(xué)生學(xué)習(xí)效率進一步提高。同時,注重實驗教學(xué)模式的創(chuàng)新,合理運用分組、討論、實驗的方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力、學(xué)習(xí)興趣等,對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力有著極大作用。例如:在進行“膠體的性質(zhì)”的實驗教學(xué)時,教師可以介紹幾種不同的實驗方案,讓學(xué)生自由組合成幾個小組,并且,每個小組的實驗方案不一樣,以便每個小組在實驗完成后總結(jié)具體的實驗情況。通過這種分組、對比的方式進行實驗教學(xué),不斷能鍛煉學(xué)生的動手能力,還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力也有著極大作用。2.4注重評估方式的多元化在積極參與各種教學(xué)活動、動手操作與實踐之后,學(xué)生掌握的有機化學(xué)知識可以更加全面,并且,學(xué)生設(shè)計實驗方案、探究實驗原理、解決實際問題等多方的能力也能得到增強。在這種情況下,注重教學(xué)評估,從不同方面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,是有機化學(xué)實驗教學(xué)評估方式多元化發(fā)展的重要體現(xiàn),對于培養(yǎng)各方面能力較強的應(yīng)用型人才有著極大影響。例如:采用平時成績、期末考試成績相結(jié)合的方式進行評估,其中,實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、實驗結(jié)果、實驗報告是評估學(xué)生平時成績的重要依據(jù),而口試、實驗技能測試、實踐操作是期末成績的主要內(nèi)容,不但能真實反映學(xué)生在儀器安裝、使用等方面的熟練程度,還能增學(xué)生對實驗學(xué)習(xí)的重視,最終達(dá)到提高學(xué)習(xí)效率的目的。
3結(jié)束語
總之,在加強有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的過程中,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,需要注重教學(xué)方法、教學(xué)模式的創(chuàng)新,并選擇合適的實驗內(nèi)容、實驗方法等,才能在增強學(xué)生環(huán)保意識的基礎(chǔ)上,促進學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]楊義,李建章,蔣燕,劉應(yīng)樂.有機化學(xué)教學(xué)改革與學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的探索[J].廣州化工,2014(07):219-220.
[2]郭玲香,楊洪,蔣偉,房雷,周建成.實施有機化學(xué)實驗研究性教學(xué)模式提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[J].東南大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版),2014(S2):158-159.
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
上海華誼(集團)公司主辦
預(yù)計1-3個月審稿 統(tǒng)計源期刊
中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計院有限公司主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 省級期刊
廣東省重化工業(yè)廳信息中心主辦
預(yù)計1-3個月審稿 北大期刊
中國科學(xué)院主辦
預(yù)計1-3個月審稿 SCI期刊
中國科協(xié)主辦
預(yù)計1個月內(nèi)審稿 部級期刊
中國機械工業(yè)聯(lián)合會主辦