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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究3篇

時(shí)間:2023-01-09 14:54:39

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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究3篇

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革篇1

一 引言

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是化學(xué)學(xué)科的重要組成部分,同時(shí)還是很多其他相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)。有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容特殊,對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)裝置、精密分析儀器等專業(yè)設(shè)備有很高要求。但是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,化學(xué)理論發(fā)展速度不斷加快,各種新型的實(shí)驗(yàn)材料層出不窮,對實(shí)驗(yàn)設(shè)備提出了更高的要求,專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備更新?lián)Q代速度越來越快,但是受資金等各方面的限制,學(xué)校很少更新有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。因此,學(xué)校實(shí)驗(yàn)室環(huán)境及專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)不能滿足有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。另一方面,學(xué)校教學(xué)模式、師資力量等各方面也存在一定的不足。傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)落后于時(shí)代發(fā)展,大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行。

二 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性及要求

(一) 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

在化學(xué)學(xué)科當(dāng)中有機(jī)化學(xué)是最重要的部分之一,有機(jī)化學(xué)能夠廣泛應(yīng)用到很多領(lǐng)域,例如食品領(lǐng)域、醫(yī)藥行業(yè)、工業(yè)設(shè)備制造、有機(jī)溶劑領(lǐng)域等。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很高的應(yīng)用價(jià)值,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是很多專業(yè)的基礎(chǔ)課程。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有十分重要的價(jià)值。首先,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于促進(jìn)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。在高?;瘜W(xué)教學(xué)中,很多教學(xué)內(nèi)容十分抽象,學(xué)生理解存在困難,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以把理論課堂上抽象的知識(shí)直觀地表現(xiàn)出來。其次,有利于鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。在化學(xué)教學(xué)中,學(xué)校和教師更加重視理論知識(shí)的教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足。但是化學(xué)對學(xué)生的實(shí)踐能力又很高要求,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,提高學(xué)生的素質(zhì)有重要意義。再次,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鍛煉了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,各種探究性活動(dòng)提高了學(xué)生對有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題的能力。最后,有利于學(xué)生就業(yè)。隨著時(shí)代的發(fā)展,社會(huì)對化學(xué)人才的要求逐漸提高,不僅需要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還要具有一定的實(shí)踐能力,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生綜合素質(zhì)的提高有很大促進(jìn)作用,學(xué)生的就業(yè)競爭力相對提高。

(二) 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求

在化學(xué)學(xué)科中,實(shí)驗(yàn)是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中既是基礎(chǔ)課程又是核心課程。開展有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很多的要求。首先,對學(xué)校管理人員的要求。學(xué)校應(yīng)該加大對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),營造出良好的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境;制定嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室管理制度;設(shè)置專業(yè)的維護(hù)管理隊(duì)伍,負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室中的各種專業(yè)設(shè)備的維護(hù),化學(xué)實(shí)驗(yàn)用品的采購等工作。其次,對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師的要求。教師必須要具備豐富的理論知識(shí)與扎實(shí)的實(shí)踐能力,具有較高的專業(yè)素質(zhì);教師還需要能夠結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)開展教學(xué)活動(dòng),做到因材施教,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。最后,對學(xué)生的要求。學(xué)生首先要具有扎實(shí)的理論功底,為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行奠定基礎(chǔ);學(xué)生應(yīng)該發(fā)揮主動(dòng)性,積極參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng);學(xué)生要通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鍛煉自己的動(dòng)手能力,掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能,了解有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)室安全、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫等各方面的相關(guān)知識(shí),提高自己的綜合素質(zhì)。

三大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

(一) 實(shí)驗(yàn)教材更新緩慢,教學(xué)內(nèi)容單一

在當(dāng)前階段的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中,教師開展教學(xué)活動(dòng)最主要的依據(jù)是實(shí)驗(yàn)教材,但是我們必須要清醒地認(rèn)識(shí)到現(xiàn)行的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材存在很大問題。首先,現(xiàn)行的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材通常會(huì)選擇一些較為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)內(nèi)容,包括測定化合物物理常數(shù)、制取有機(jī)化合物、有機(jī)化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作技能等,這些內(nèi)容往往很少更新,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、陳舊,已經(jīng)不符合化學(xué)發(fā)展的需求。另一方面,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教材由于內(nèi)容更新慢,很多新興的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)知識(shí)無法進(jìn)入教學(xué)當(dāng)中,嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

(二) 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)垃圾處理存在問題

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,缺乏環(huán)保意識(shí),有機(jī)試劑的大量使用,容易造成三廢,如若這些有污染的物質(zhì)沒有做好相應(yīng)的處理,這樣會(huì)導(dǎo)致后期集中清理會(huì)很麻煩[1]。在傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,為了幫助學(xué)生加深對理論知識(shí)的理解,很多實(shí)驗(yàn)的都是根據(jù)理論課程教學(xué)內(nèi)容安排的,一大部分實(shí)驗(yàn)都是測量化學(xué)參數(shù)等,在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)之后這些實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物便沒有利用價(jià)值,產(chǎn)生了大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)垃圾。另一方面,有很多化學(xué)試劑等存在劇毒,無論是在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中還是實(shí)驗(yàn)完成之后,如果沒有得到有效處理會(huì)產(chǎn)生很大安全隱患。

(三) 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)上有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用老師講解,學(xué)生按部就班操作的教學(xué)模式,現(xiàn)階段這種教學(xué)模式仍占據(jù)很大比例。這種教學(xué)模式有很大優(yōu)勢。首先,很多學(xué)生沒有接觸過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),對很多東西不夠了解;其次,化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)專業(yè)儀器的操作有很嚴(yán)格的要求,必須嚴(yán)格按操作步驟進(jìn)行;最后,一些化學(xué)試劑存在危險(xiǎn)。但是這種單一的教學(xué)模式弊端十分明顯,教師演示之后學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)基本上機(jī)械重復(fù)教師的動(dòng)作,對實(shí)驗(yàn)的步驟以及原因缺乏思考,學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差,學(xué)習(xí)興趣不高,嚴(yán)重影響了學(xué)生操作技能的提高。

(四) 學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不足

長久以來,實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直不是教學(xué)的重點(diǎn),無論是教師還是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性都認(rèn)識(shí)不足,學(xué)生群體很少接觸實(shí)驗(yàn)教學(xué),在以往有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中對實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了偏見。大學(xué)時(shí)期,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為專業(yè)教學(xué)的重要部分。但是,學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)程度仍然不夠,對老師安排的任務(wù),只是注重書面形式,達(dá)不到理想的效果[2]。大部分學(xué)生在潛意識(shí)中輕視實(shí)驗(yàn)課程,學(xué)習(xí)態(tài)度不端正,積極性不高。少數(shù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程流于形式,不關(guān)心實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)踐能力沒有得到有效鍛煉。

(五) 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系不緊密

我國高等教育長期以來對理論教育更加重視,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也不例外。首先,教師受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響對實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)教學(xué)更加重視,實(shí)踐教學(xué)存在不足之處,影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能的提高。其次,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容較少,缺乏專業(yè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材,教師開展教學(xué)活動(dòng)沒有教材的支持,無法有效開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。再次,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容都是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或者傳統(tǒng)的典型實(shí)驗(yàn),與理論教學(xué)內(nèi)容不相符,理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間缺乏必要的聯(lián)系。最后,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展受到各種因素的制約。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對軟硬件設(shè)備有較高要求,但是很多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相對落后,無法滿足開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,導(dǎo)致有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論與實(shí)踐脫節(jié)。

四大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐

隨著教育的不斷發(fā)展,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端,高等教育改革逐漸深入。對于化學(xué)教學(xué)而言,現(xiàn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的弊端已經(jīng)逐漸凸顯出來,人們對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了一些探索,下面介紹現(xiàn)階段比較典型的幾種改革方式。

(一) 微課教學(xué)在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突飛猛進(jìn),各種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入教學(xué)當(dāng)中,微課作為一種新型的教學(xué)模式,在教育領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成績。教師把微課引入有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很大優(yōu)勢。首先,打破了時(shí)空的限制,教師和學(xué)生可以通過微課平臺(tái)開展教學(xué)活動(dòng),不再受到課堂教學(xué)時(shí)間的限制。其次,教學(xué)更加生動(dòng),可以通過微課視頻講授各種實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),更具吸引力。最后,教師可以通過微課展示各種實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)流程,進(jìn)行示范操作等,不僅可以提高課堂效率,還豐富了教學(xué)內(nèi)容。在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用微課需要注意以下幾點(diǎn)。首先,建立以學(xué)生為主的教學(xué)體系。注重發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)作用。其次,通過“微課”的形式展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件要求高,實(shí)驗(yàn)操作技能要求高,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)很難達(dá)到的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及危險(xiǎn)情況的處理等[3]。再次,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及相關(guān)設(shè)備建設(shè),微課教學(xué)建立在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,學(xué)校要加強(qiáng)建設(shè)微課教學(xué)所需的軟硬件設(shè)施。最后,及時(shí)更新微課教學(xué)內(nèi)容,注意理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。

(二) 多媒體技術(shù)在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

多媒體技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高等教育當(dāng)中,在理論課程中多媒體技術(shù)的應(yīng)用最為成熟。隨著教育的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中開始越來越多地應(yīng)用多媒體技術(shù),其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下方面。首先,多媒體技術(shù)教學(xué)手段豐富,音頻、視頻、文字、圖像等各種教學(xué)手段有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次,教學(xué)內(nèi)容豐富多彩,刺激了學(xué)生的多種感官,有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提高。最后,適合大規(guī)模班級教學(xué),符合信息化時(shí)代發(fā)展趨勢,促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)提高。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多媒體技術(shù)的應(yīng)用措施主要包括以下幾點(diǎn)。首先,教師應(yīng)該重視有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需要的各種教學(xué)資料建設(shè),教師在課前準(zhǔn)備教學(xué)課件,學(xué)校組織教師以團(tuán)隊(duì)的形式制作教學(xué)視頻文件等。其次,學(xué)校要重視相應(yīng)軟硬件系統(tǒng)建設(shè)。利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)搭建智能錄播系統(tǒng),將傳統(tǒng)的演播室延伸到了普通實(shí)驗(yàn)室,用于常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[4],為多媒體技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。最后,教師要開展多樣化教學(xué),重視教學(xué)考核。應(yīng)用多媒體技術(shù)之后,教師要改變傳統(tǒng)單一的教學(xué)方式,還應(yīng)該掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

(三) 計(jì)算機(jī)軟件模擬在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,軟件技術(shù)不斷進(jìn)步,各種專業(yè)軟件為各行各業(yè)的發(fā)展提供了極大便利。使用計(jì)算機(jī)軟件模擬有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為可能,并且具有極大優(yōu)勢。首先,極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,內(nèi)容豐富。使用軟件模擬更加方便靈活,打破了校園現(xiàn)有化學(xué)儀器的限制,可以開展更多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)教學(xué)生動(dòng)有趣,學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲。其次,降低了實(shí)驗(yàn)成本,減少污染。使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)不需要耗費(fèi)各種實(shí)驗(yàn)試劑,降低了實(shí)驗(yàn)成本,不需要對實(shí)驗(yàn)廢棄物進(jìn)行處理,有效避免了環(huán)境污染。最后,可以使用軟件模擬各種具有高風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜實(shí)驗(yàn),有效避免了在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中存在的各種安全隱患,例如有毒有害化學(xué)試劑泄露、爆炸等。計(jì)算機(jī)軟件模擬在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用要注意以下幾個(gè)問題。首先,學(xué)校應(yīng)該重視信息化教學(xué)設(shè)施的建設(shè),為軟件模擬在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用奠定良好的硬件基礎(chǔ)。其次,學(xué)校要引進(jìn)多種適合開展有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的專業(yè)軟件,并利用軟件開發(fā)建設(shè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需的各種教學(xué)資源。再次,教師要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

(四) CDIO模式在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

CDIO模式是美國麻省理工學(xué)院與一些高校合作,經(jīng)過多年探索開創(chuàng)的一種新型工程教育模式?!癈”是構(gòu)思(Conceive)、“D”是設(shè)計(jì)(Design)、“I”是實(shí)施(Implement)、“O”是運(yùn)行(Operate),這種教育模式更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力及合作能力的培養(yǎng),CDIO模式得到了很多世界知名高校的青睞。國內(nèi)一些高校也在教學(xué)中引入了CDIO模式。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很高的課程,對學(xué)生的實(shí)踐能力有較高要求,CDIO模式的應(yīng)用意義重大。首先,CDIO模式的應(yīng)用有利于促進(jìn)教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念,重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。其次,CDIO模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)的能力,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用后有利于改革教學(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一,提高學(xué)生的實(shí)踐能力。最后,CDIO模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用CDIO模式需要注意以下幾點(diǎn)。首先,提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師的綜合素質(zhì)。學(xué)校應(yīng)該組織教師深入企業(yè)一線,了解行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀;學(xué)校還應(yīng)該組織開展各種培訓(xùn)活動(dòng),轉(zhuǎn)變教師教學(xué)觀念,提高教學(xué)水平。其次,改革有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。整合基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作,把有聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行組合,開展系列實(shí)驗(yàn)教學(xué),既培養(yǎng)學(xué)生的操作能力,又能夠提高學(xué)生對知識(shí)的系統(tǒng)化認(rèn)識(shí),還可以節(jié)約成本。另一方面,要重視綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,通過自主查詢資料,完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作等各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)學(xué)生理論知識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)的提高。

五大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施

(一) 轉(zhuǎn)變學(xué)生的思想觀念

學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性認(rèn)識(shí)不足是影響教學(xué)效果的重要因素之一。因此,學(xué)校必須要轉(zhuǎn)變學(xué)生的思想觀念。首先,學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)重要性的宣傳教育,讓學(xué)生從入學(xué)就認(rèn)識(shí)到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有十分重要的價(jià)值,重視實(shí)驗(yàn)課程。其次,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要具有針對性。根據(jù)不同的專業(yè),重新對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合,選擇和學(xué)生所學(xué)專業(yè)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓學(xué)生意識(shí)到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對專業(yè)課學(xué)習(xí)的重要性,進(jìn)而激發(fā)實(shí)驗(yàn)的積極性[5]。

(二) 創(chuàng)新有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

傳統(tǒng)的教學(xué)方式弊端突出,教師必須要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式。首先,教師應(yīng)該充分利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),開展有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)方式,教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開展慕課教學(xué)、微課教學(xué)等。其次,教師應(yīng)該注重線上線下教學(xué)的結(jié)合,把線上教學(xué)的內(nèi)容與線下實(shí)驗(yàn)操作有機(jī)結(jié)合起來。最后,在課堂中要重視各種信息技術(shù)的應(yīng)用,使用軟件模擬有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等,利用信息化教學(xué)手段開展互動(dòng)式課堂教學(xué),提高學(xué)生的參與度,加深學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的理解。

(三) 創(chuàng)新有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

隨著時(shí)代發(fā)展,社會(huì)對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求也發(fā)生了變化,學(xué)校教學(xué)內(nèi)容必須要滿足社會(huì)發(fā)展需要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)要與發(fā)展同步,將學(xué)科發(fā)展的新動(dòng)態(tài)引入進(jìn)來,讓學(xué)生在第一時(shí)間接觸到新技術(shù)[6]。首先,學(xué)校應(yīng)該增加有機(jī)化學(xué)設(shè)計(jì)類、研究類實(shí)驗(yàn)的比重,豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。其次,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必須要與理論知識(shí)相結(jié)合,對原有的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合,轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,以學(xué)生為主體,提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。最后,學(xué)校和教師必須要關(guān)注行業(yè)發(fā)展的趨勢,把新興理論及實(shí)驗(yàn)知識(shí)引入有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中。

(四) 加強(qiáng)安全教育

學(xué)校和教師要提高對安全問題的重視,加大安全教育力度。首先,從學(xué)生入學(xué)開始,學(xué)校就應(yīng)該對學(xué)生開展安全教育,內(nèi)容要包括學(xué)校生活的方方面面,培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)。在開展有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前,學(xué)校要組織開展專門的安全教育,針對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全問題進(jìn)行培訓(xùn),提高學(xué)生的安全意識(shí)。其次,教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)要強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng),對學(xué)生的操作進(jìn)行監(jiān)督,避免發(fā)生問題。最后,實(shí)驗(yàn)室安全管理人員要定期進(jìn)行檢查,糾正學(xué)生的不當(dāng)行為。

(五) 完善大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系

傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核體系不完善,無法體現(xiàn)學(xué)生對知識(shí)的掌握水平。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核要從各環(huán)節(jié)對學(xué)生的成績進(jìn)行考核。首先,課前預(yù)習(xí)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)前,學(xué)生要對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)期,教師在課前對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行考核,鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。其次,課堂表現(xiàn)。這部分的考核既包括理論課程學(xué)生的課堂表現(xiàn),如學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的狀態(tài),回答問題的積極性等,也包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的課堂表現(xiàn),如實(shí)驗(yàn)操作、團(tuán)隊(duì)合作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容。這部分考核的主要目的是提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。最后,學(xué)生日常作業(yè)完成情況及期末考核。教師應(yīng)該記錄學(xué)生日常作業(yè)的完成情況,并結(jié)合期末考核成績對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價(jià),全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高等教育的重要組成部分,在很多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值,改革傳統(tǒng)大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)意義重大。本文對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性及要求進(jìn)行了介紹,分析了現(xiàn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足,介紹了現(xiàn)行的幾種教學(xué)改革模式,最后對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體措施進(jìn)行了探討,有利于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量提高和高等教育改革發(fā)展。

作者:莫云燕 焦琳娟 劉宏文 賴胤龍 曾憲標(biāo) 王仲南 單位:韶關(guān)學(xué)院

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革篇2

1前言

近年來,隨著我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐的加快,社會(huì)對科技人才的需求變得越來越具體化和專業(yè)化,所以如何培養(yǎng)理論與技能兼?zhèn)涞娜瞬懦蔀楦咝=虒W(xué)的一個(gè)重要課題?;瘜W(xué)作為一門兼具理論和實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的學(xué)科,如何在有限的時(shí)間內(nèi)完成高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)具有較強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的人才亟待解決。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)相輔相成,缺一不可,通過有機(jī)化學(xué)理論課程的學(xué)習(xí),初步掌握了有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)。然而,理論教學(xué)是抽象的,很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和機(jī)理需要實(shí)驗(yàn)教學(xué)予以呈現(xiàn),而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以加深對理論知識(shí)的理解,同時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以提高學(xué)生動(dòng)手操作的能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,因?yàn)榛瘜W(xué)本質(zhì)上是一門具有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的學(xué)科。當(dāng)前很多高校均開設(shè)了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,然而,很多課程內(nèi)容陳舊,未及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生感覺沒有新鮮感,也難以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。針對這一現(xiàn)象,很多高校都在積極推進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,希望這些改革舉措既能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,又能加深對所學(xué)理論知識(shí)的掌握。結(jié)合我院的一些實(shí)際情況,本文從實(shí)驗(yàn)室安全、綠色化學(xué)與節(jié)省實(shí)驗(yàn)藥品、教學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及完善考核體系等方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐,以使學(xué)生能夠更好地掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理,加深對有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)的理解,提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力、創(chuàng)新能力。

2實(shí)驗(yàn)室安全

在實(shí)驗(yàn)室安全方面,要了解所用藥品的危害性及安全操作方法,小心使用有關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備,若有問題立即停止使用,了解實(shí)驗(yàn)事故的一般處理方法。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室難免會(huì)存在一些安全隱患方面的問題,首先是實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境污染問題,在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生一些廢水、廢渣及一些殘留物,這些物質(zhì)如果沒有收集完全,就會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,而且可能會(huì)對實(shí)驗(yàn)室通水管道造成腐蝕。另外,實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中用到的一些化學(xué)試劑可能會(huì)有不同程度的毒性,比如濃硫酸、濃鹽酸等,如果這些藥品不小心接觸到我們的皮膚就會(huì)產(chǎn)生灼傷,對有刺激性或產(chǎn)生有毒氣體的實(shí)驗(yàn),應(yīng)該安排在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,或采用氣體收集裝置。實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)現(xiàn)有頭暈、惡心、頭疼等中毒癥狀,應(yīng)立即到空氣新鮮的地方休息,嚴(yán)重的立即送往醫(yī)院。最后是關(guān)于實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)的問題,實(shí)驗(yàn)室引起火災(zāi)的因素有很多,包括易燃物質(zhì)、通電溫度過高,而且里面的試劑、藥品也有燃燒的風(fēng)險(xiǎn),實(shí)驗(yàn)操作要應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范,對易燃、易爆、揮發(fā)性化學(xué)品應(yīng)遠(yuǎn)離火源,不能隨意丟棄,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要專門回收。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),應(yīng)首先切斷電源、煤氣、清除易燃易爆物品,然后采取其他適當(dāng)?shù)臏缁鸱椒?。同時(shí)火災(zāi)問題是實(shí)驗(yàn)室最大的安全隱患。學(xué)校要非常重視這一安全性問題,貫徹以人為本的理念。所以我們針對實(shí)驗(yàn)安全問題要有一些必要的措施,例如可以讓學(xué)生實(shí)際操作練習(xí)滅火器的使用方法,熟悉急救箱的放置地點(diǎn)和如何使用急救箱,另外實(shí)驗(yàn)儀器的清洗一定要到位,以防影響下一組同學(xué)的實(shí)驗(yàn),增加實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性,學(xué)??梢砸牖瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)安全考核APP,要求學(xué)生只有通過在線安全考核后,才能正式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)中的一些易燃試劑、有毒藥品、腐蝕藥品作為考試的考核內(nèi)容并在實(shí)驗(yàn)課開始前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全教育。對于一些污染環(huán)境、對身體健康有害的實(shí)驗(yàn),可以進(jìn)行刪減或者替換成其它類似的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室安全只有通過實(shí)驗(yàn)室的安全保障,才能保證師生員工的安全與健康,才能滿足師生員工安全教育的需要,滿足高等教育健康、可持續(xù)發(fā)展的需要,更好地為社會(huì)服務(wù)。

3綠色化學(xué)與節(jié)省實(shí)驗(yàn)藥品

傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)化學(xué)藥品用量大,因此教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入也多,甚至還有可能污染環(huán)境。因此,有必要對學(xué)生進(jìn)行一些小劑量、半微量的實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的準(zhǔn)確度有更高的要求,這樣既可以鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,而且這些實(shí)驗(yàn)可以節(jié)省大量的實(shí)驗(yàn)藥品,從而減少經(jīng)費(fèi)的投入[6]。一般的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后都是直接把實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物倒掉,一些產(chǎn)物也只是做簡單的處理,這樣不僅會(huì)污染環(huán)境,而且也會(huì)對實(shí)驗(yàn)藥品造成浪費(fèi),需要注意的是,我們需要對這些產(chǎn)物進(jìn)行一定的加工處理或者回收再利用[7]。貫徹綠色發(fā)展的理念,例如,所有的實(shí)驗(yàn)廢物都應(yīng)按照按固體、液體、有害、無害等類別收集到不同的容器中,對某些難處理的有害廢物可以送到環(huán)境部門專門處理;少量的酸或堿必須在倒入下水道之前經(jīng)過中和處理,并用水稀釋。如果在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中過于重視利用實(shí)驗(yàn)來鞏固課堂理論知識(shí),就不能很好的提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,更不能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,而且容易對實(shí)驗(yàn)藥品造成浪費(fèi)。如果前一次的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品作為后一次實(shí)驗(yàn)的原料,這樣不僅可以提高學(xué)生的操作技能,而且也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)的藥品,所以要對實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行模塊化的整理,例如,以乙醇為原料,學(xué)生進(jìn)行“蒸餾及沸點(diǎn)測定”的實(shí)驗(yàn)中,得到的乙醇的產(chǎn)品可以用于奈的重結(jié)晶實(shí)驗(yàn),濾出的母液可以在下一個(gè)蒸餾實(shí)驗(yàn)中分離出來,回收的乙醇產(chǎn)品又可以用于茶葉中提取咖啡堿,獲得的高純度的咖啡堿可以用于后面的儀器分析實(shí)驗(yàn);在“咖啡”中關(guān)于咖啡因的高效液相色譜分析,可以作為標(biāo)準(zhǔn)品使用。這樣一系列的反應(yīng)不僅能減少廢棄物的排放,還為化學(xué)實(shí)驗(yàn)節(jié)約了成本。

4教學(xué)方法

在教學(xué)方法方面也有一些不足,比如學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣比較低,而且不夠重視,學(xué)生普遍認(rèn)為只要去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),并且按時(shí)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告,老師就會(huì)給及格的分?jǐn)?shù),所以學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是應(yīng)付的態(tài)度,更不會(huì)積極主動(dòng),而且如果當(dāng)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)一些突發(fā)情況時(shí),學(xué)生如果不會(huì)及時(shí)處理,就可能會(huì)導(dǎo)致一些實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生。所以有必要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行一些改進(jìn)[9]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以采取線上線下相結(jié)合的方式進(jìn)行,為了改變學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告中只抄原文、不動(dòng)腦筋的習(xí)慣,應(yīng)該對學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告提出具體的要求。例如:在制備環(huán)己烯的實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生提前了解環(huán)己烯、環(huán)己醇等物質(zhì)的一些物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),并且要能夠解釋此反應(yīng)為什么要控制在90度;在偶氮苯的光異構(gòu)化、波層色譜及柱色譜分離實(shí)驗(yàn)中,讓學(xué)生思考柱子中若有氣泡或填裝不均勻,將給分離造成什么樣的結(jié)果?如何避免;在乙酰二茂鐵的合成和柱色譜分離及結(jié)構(gòu)表征實(shí)驗(yàn)中,提問乙酰二茂鐵的純化為什么要用柱色譜法?可以用結(jié)晶法嗎?他們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)。教師可以適當(dāng)給出一些實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)建議,然后讓學(xué)生自己下去查閱相關(guān)文獻(xiàn),更好的了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容原理,開始實(shí)驗(yàn)時(shí),教師可以和學(xué)生一塊討論,找到最佳的實(shí)驗(yàn)方案,通過這樣的方式,既能調(diào)動(dòng)了學(xué)生的參與性,又能培養(yǎng)學(xué)生的思考能力,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣;這樣學(xué)生在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候就不會(huì)只簡單的照抄實(shí)驗(yàn)步驟,他們會(huì)去查閱與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文獻(xiàn),積極思考被要求知道的問題,從而對實(shí)驗(yàn)有一個(gè)更加全面的了解,在實(shí)驗(yàn)講解的過程當(dāng)中,教師隨機(jī)抽查學(xué)生進(jìn)行相關(guān)問題的提問,老師再針對其回答進(jìn)行補(bǔ)充,這樣的教學(xué)方式還能鍛煉師范類學(xué)生專業(yè)的教學(xué)技能。計(jì)算機(jī)軟件仿真系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展逐步出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)軟件模擬系統(tǒng)對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很大的優(yōu)勢,其內(nèi)容豐富,能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果一些實(shí)驗(yàn)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中十分重要,但是由于這些實(shí)驗(yàn)有污染性,而且危害性大,不適合進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作。這時(shí)學(xué)生可以利用計(jì)算機(jī)軟件模擬系統(tǒng)在電腦上進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的仿真操作,這樣也同樣能夠完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。計(jì)算機(jī)軟件模擬系統(tǒng)不僅滿足了學(xué)生知識(shí)技能方面的需求,而且極大地降低了實(shí)驗(yàn)成本,避免了實(shí)驗(yàn)中存在的一些隱患和安全問題,同時(shí)也減少了環(huán)境的污染。

5培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力

大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程重在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和科學(xué)思維意識(shí),動(dòng)手操作能力是學(xué)生做實(shí)驗(yàn)最基本的需要掌握的能力,只有動(dòng)手操作能力提高了,才能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)思維習(xí)慣,但是在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,課堂演示實(shí)驗(yàn)一般只能以教師為主體,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中僅僅只能旁觀,沒有直接參與,沒有真正的體會(huì)規(guī)范的操作過程,這樣難免會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不能掌握最基本的實(shí)驗(yàn)操作[10],而且大學(xué)生也只是簡單地根據(jù)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),針對這種問題,教師可以嘗試變演示實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn),假設(shè)多種實(shí)驗(yàn)方法,讓學(xué)生演示一些不同的操作,教師在旁邊進(jìn)行指導(dǎo),然后一塊比較討論哪種實(shí)驗(yàn)方法最合適可行,從而在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生有機(jī)會(huì)去動(dòng)腦、動(dòng)手,發(fā)揮學(xué)生的課堂主體作用,有的學(xué)生不能熟練地使用基本儀器、藥品,例如對膠頭滴管的使用,學(xué)生嘗嘗忽略正確的使用方法,使用膠頭滴管時(shí)不懸空、也不豎直;而且操作不熟練、或者用完后直接把滴管平放在桌面上。學(xué)生沒有認(rèn)識(shí)到操作的規(guī)范性、科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性。針對學(xué)生這方面的問題首先教師要對一些實(shí)驗(yàn)操作提前進(jìn)行規(guī)范的演示,而且要反復(fù)強(qiáng)調(diào)一些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),將學(xué)生進(jìn)行分組,小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小組成員之間也可以相互學(xué)習(xí),這樣同學(xué)之間的相互學(xué)習(xí)能有效地提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

6培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)室安全教育,認(rèn)領(lǐng)、識(shí)別各種實(shí)驗(yàn)儀器,蒸餾及沸點(diǎn)的測定,熔點(diǎn)、折光率及旋光度的測定,從茶葉中提取咖啡堿,肉桂酸的制備,正丁醚的制備,己內(nèi)酰胺的制備,扁桃酸的制備,乙酰二茂鐵的合成和柱色譜分離及結(jié)構(gòu)表征等等,這些實(shí)驗(yàn)當(dāng)中性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、合成實(shí)驗(yàn)較多,而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)相對較少,導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)基本不用動(dòng)腦子,這樣就抑制了學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備也沒有及時(shí)更新,例如在滴定分析過程中還使用酸堿滴定管,但是在一些企業(yè)已經(jīng)開始使用滴定儀,滴定儀很好地提高了效率和準(zhǔn)確度。而且現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)課主要是教師先講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生只是簡單地根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),沒有很好地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力?!笆谌艘贼~,不如授人以漁”,最主要的還是要教會(huì)學(xué)生方法去學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的積極性、創(chuàng)新性[11]。教師應(yīng)該對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和重組,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中加大綜合實(shí)驗(yàn)的比重,而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平保持同步,可以設(shè)計(jì)前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物為后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料。例如乙酰苯胺→對氨基苯磺酸→甲基橙,同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的多向思維,而且在教師講解過程中,要恰當(dāng)提出一些疑難問題,加大課堂討論,例如在熔點(diǎn)、折光率及旋光度的測定實(shí)驗(yàn)中,可以提問學(xué)生本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是什么?什么叫折光率?物質(zhì)的折光率與哪些因素有關(guān)?對于一些問題,要有針對性的解釋,適當(dāng)?shù)卦黾右恍┡c時(shí)俱進(jìn)的新知識(shí),新方法;學(xué)校也要恰當(dāng)開設(shè)一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),要求教師提前給出供學(xué)生選擇的課題,這些課題要能適合學(xué)生,能被學(xué)生去理解,并且能很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S意識(shí),由學(xué)生自主選擇想設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),在確定做哪個(gè)課題之后,學(xué)生查閱文獻(xiàn)去完善課題內(nèi)容,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。實(shí)驗(yàn)前教師根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查和指導(dǎo),并提出實(shí)驗(yàn)中存在的一些問題,幫助學(xué)生解決這些問題,最后由學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中如果遇到問題再和老師進(jìn)行討論與溝通,而且在高年級可以適當(dāng)安排開放式的實(shí)驗(yàn),以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,涉及一些前沿的研究型實(shí)驗(yàn),滿足不同層次學(xué)生對知識(shí)的追求。在平時(shí)具體的實(shí)驗(yàn)過程中,在實(shí)驗(yàn)開始之前教師應(yīng)該針對實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)幾道問題,讓學(xué)生在預(yù)習(xí)的時(shí)候搜集資料解決,而且可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始之前查閱合成產(chǎn)物的更合適的路徑,做實(shí)驗(yàn)時(shí)如果條件具備可以不按照規(guī)定好的方法步驟去做實(shí)驗(yàn),這樣培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研精神;一些學(xué)校的有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用的儀器設(shè)備通常陳舊、不先進(jìn),而且一些實(shí)驗(yàn)方法也已經(jīng)過時(shí)淘汰,與實(shí)際科研過程有很大的差別,針對那些過時(shí)的方法和操作,可以通過多媒體視頻或教師演示來讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)原理和操作,從而把更多的時(shí)間用來學(xué)習(xí)先進(jìn)的儀器設(shè)備和方法。

7完善考核體系

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)最終都會(huì)對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行考核,是對學(xué)生做實(shí)驗(yàn)整體水平的檢測,大部分學(xué)生以為只要去做實(shí)驗(yàn)并且按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告最后老師都會(huì)給及格的成績。但是這樣并不能培養(yǎng)出高水平,有創(chuàng)新能力的大學(xué)生,因此,必須完善有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評價(jià)體系,使其更好的發(fā)揮作用,為大學(xué)生提供更好的教育反饋??己朔?jǐn)?shù)要能真實(shí)的反映出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。首先,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核可以分為兩部分,期末成績考核和平時(shí)成績考核[12],兩者占比不同,平時(shí)成績考核占比60%,而期末成績考核只占比40%,這樣才能更準(zhǔn)確地反映出學(xué)生平時(shí)做有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作水平,平時(shí)成績又包括學(xué)生準(zhǔn)時(shí)簽到、簽退、實(shí)驗(yàn)操作、產(chǎn)物的產(chǎn)率、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等等。其中簽到、簽退不能代替,教師在操作過程中隨時(shí)隨地檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作情況,指導(dǎo)學(xué)生正確規(guī)范的操作,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,學(xué)生拿著自己的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品去找老師登記,教師根據(jù)產(chǎn)物給學(xué)生進(jìn)行一個(gè)打分,還要看學(xué)生的預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況,實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要寫上對實(shí)驗(yàn)的總結(jié),思考與討論部分。期末考試成績中筆試占40%,實(shí)驗(yàn)操作技能占60%。通過細(xì)化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中各個(gè)環(huán)節(jié)占總成績的比例,可以讓老師來充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整體掌握情況,以便于改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),達(dá)到更好的教學(xué)效果。通過這樣的考核方式可以提高學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性。并且可以提高實(shí)驗(yàn)操作技能。

8結(jié)論

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門能培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、分析問題解決問題能力的基礎(chǔ)課程。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教師應(yīng)該根據(jù)社會(huì)的發(fā)展需求從實(shí)際情況出發(fā)提高教學(xué)質(zhì)量。隨著新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷出現(xiàn),有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程正在向用量少、效率高、綠色環(huán)保的方向發(fā)展。我主要針對近年來有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的變化和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的一些問題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、綠色化學(xué)、實(shí)驗(yàn)室安全等方面進(jìn)行了改革,期望能達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的效果。促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

作者:李政 邢月月 王樹軍 肖立偉 單位:廊坊師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革篇3

1.引言

“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出,要深化新時(shí)代教育評價(jià)改革,建立健全教育評價(jià)制度和機(jī)制,發(fā)展素質(zhì)教育,注重學(xué)生愛國情懷、創(chuàng)新精神和健康人格培養(yǎng)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)課程的重要組成部分,課程不僅非常注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,要求學(xué)生將課堂的理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合起來,做到知行合一。而且重視學(xué)生的素質(zhì)教育,從不同方面不斷培養(yǎng)學(xué)生真正熱愛化學(xué)、尊重化學(xué)、發(fā)展化學(xué)的家國情懷。隨著科技強(qiáng)國戰(zhàn)略的提出[2],有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程對學(xué)生的學(xué)習(xí)要求除了實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)記錄,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)分析外,對學(xué)生安全教育和解決復(fù)雜問題的綜合能力及高級思維的要求越來越嚴(yán)格,以適應(yīng)有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“高階性”,從而培養(yǎng)適應(yīng)科技快速發(fā)展的高素質(zhì)綜合性人才。如何將意識(shí)、知識(shí)、能力和素質(zhì)四者進(jìn)行有機(jī)融合,是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的中心問題。

2.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的問題

目前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)或者其他學(xué)科的實(shí)驗(yàn)課程,普遍存在著眾多比較明顯的問題。比如沒有足夠的實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)[3]。夏季有些同學(xué)在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候,穿著短褲、裙子、涼鞋等,認(rèn)為舒服、方便,殊不知這是嚴(yán)重違法實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度。盡管在學(xué)生被允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,教師們對學(xué)生進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室安全教育,可是仍有部分學(xué)生對此不放在心上,不夠重視。認(rèn)為自己做的是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),是經(jīng)過老師甄選后非常安全的實(shí)驗(yàn),從根本上認(rèn)為即使不安全也不會(huì)有嚴(yán)重后果,非常不重視。當(dāng)危險(xiǎn)發(fā)生時(shí),他們難免緊張、害怕,慌亂中會(huì)用不正確的方式處理問題,造成更大的事故,更嚴(yán)重的后果。多少關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)室不規(guī)范操作、不正確操作、不重視的安全隱患最終釀成生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失,血的教訓(xùn)當(dāng)時(shí)起到了警示作用,然而過后,又出現(xiàn)思想大意麻痹,這是對實(shí)驗(yàn)安全教育不夠重視的表現(xiàn)。再如實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性和積極性比較差。雖然學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行了預(yù)習(xí),抄寫了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),但是僅停留在抄寫完這幾部分工作,沒有進(jìn)行深刻的思考,對實(shí)驗(yàn)具體原理和內(nèi)容并不走心。往往教師講授完實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原理、實(shí)驗(yàn)過程以及注意事項(xiàng)和處理方式后,要求學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)操作,但發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在手機(jī)上查詢實(shí)驗(yàn)資料,遲遲不開展實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)呆或聊天。雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)采取單人單組實(shí)驗(yàn),但是還有部分學(xué)生,沒有主動(dòng)動(dòng)手操作,而是在旁邊觀看別的同學(xué)操作,然后模仿。這就造成,如果第一個(gè)動(dòng)手操作的學(xué)生稱量錯(cuò)藥品,或者量取了錯(cuò)誤的溶劑,或者將其中的某一步驟弄混,后面的學(xué)生因?yàn)楦L(fēng),基本都出現(xiàn)了同樣的錯(cuò)誤,導(dǎo)致最終實(shí)驗(yàn)失敗。學(xué)生因此甚至開始懷疑實(shí)驗(yàn)的正確性,藥品的純度,找各種理由。其實(shí)造成這種結(jié)果的根本原因是自己沒有吃準(zhǔn)、吃透實(shí)驗(yàn)的本質(zhì),這是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課不夠重視的表現(xiàn)。同樣,有些教師,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)做時(shí),對實(shí)驗(yàn)過程中的細(xì)微現(xiàn)象沒有進(jìn)行細(xì)致分析,對細(xì)微操作沒有進(jìn)行完全考量,作為對化學(xué)操作早已如行云流水般熟悉的教師,這些操作顯得格外簡單。但是,對于實(shí)際操作次數(shù)有限、技能并不嫻熟的學(xué)生來說,各種簡單的操作可能因?yàn)椴煌脑虬l(fā)生錯(cuò)誤或者不合理的操作,因此學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中往往會(huì)出現(xiàn)“意外”。對此,教師沒有提前預(yù)估或者準(zhǔn)備,不能或沒有辦法解答、處理,從而影響學(xué)生對科學(xué)知識(shí)的篤信。這是教師對實(shí)驗(yàn)課不夠重視的表現(xiàn)。此外,有些經(jīng)典的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不適合綠色化學(xué)理念[5]。實(shí)驗(yàn)過程中有難聞的氣味散出,比如環(huán)己酮制備實(shí)驗(yàn)中熏人的氣味,正溴丁烷制備中有害氣體溴化氫的排放,聚乙烯醇縮甲醛制備實(shí)驗(yàn)中揮發(fā)甲醛對眼睛的刺激等等,這些實(shí)驗(yàn)在具體操作時(shí),都會(huì)污染空氣或?qū)θ梭w產(chǎn)生危害。這是對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置不優(yōu)化的表現(xiàn)?;诖耍覀儚募訌?qiáng)安全意識(shí)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)手段、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法等方面對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革,并取得了顯著的成效。

3.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

(1)實(shí)驗(yàn)安全體系化

2020年2月26日,國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的意見》。2021年12月10日,教育部辦公廳關(guān)于開展加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室安全專項(xiàng)行動(dòng)的通知,對實(shí)驗(yàn)室的安全管理提出了更高的要求,更嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn),更實(shí)的舉措,更細(xì)的檢查。立德樹人是教育的根本任務(wù),安全教育培訓(xùn)是立德樹人的基本。實(shí)驗(yàn)室安全教育與準(zhǔn)入培訓(xùn)必須融入實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),涵蓋每一個(gè)學(xué)生、每一個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程,讓實(shí)驗(yàn)室安全要素“入腦入心”,是落實(shí)“三全育人”、立德樹人的基本要求。實(shí)驗(yàn)室事故發(fā)生的主要原因有三方面,其中實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施不符合要求占1%,實(shí)驗(yàn)室防護(hù)設(shè)備不符合要求占9%,實(shí)驗(yàn)室操作不規(guī)范占90%。因此,進(jìn)行安全的規(guī)范操作尤為重要[6]。有機(jī)實(shí)驗(yàn)室中難免會(huì)有包括危險(xiǎn)化學(xué)品、生物、易制毒制爆材料等。學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)時(shí)人員相對集中,安全風(fēng)險(xiǎn)具有累加效應(yīng),開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)準(zhǔn)入精準(zhǔn)培訓(xùn)極為重要。對此,我們將安全教育列入教學(xué)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)大綱中,使實(shí)驗(yàn)室安全教育和培訓(xùn)制度完整化、體系化。對于實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入不能僅僅停留在參加考試和簽署承諾書上,特別是對具有學(xué)科特色的化學(xué)、生物安全要進(jìn)行針對性、專業(yè)性的安全培訓(xùn),將實(shí)驗(yàn)室安全基本知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)納入每位學(xué)生必修的學(xué)校通識(shí)教育體系,學(xué)生學(xué)習(xí)考核通過后方可獲得選課資格,考核不通過,不具備選課資格。另外培訓(xùn)方式不僅局限于技術(shù)安全講座和進(jìn)行防火逃生的消防演練,還通過課程與講座、專門網(wǎng)站、手冊、宣傳、互聯(lián)網(wǎng)、各種媒體、化學(xué)類(生物類)應(yīng)急演練、研討等方式加強(qiáng)學(xué)生安全意識(shí)。實(shí)驗(yàn)開始前教師要講解當(dāng)前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中存在安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、預(yù)防措施以及緊急情況下的處置措施;讓學(xué)生知曉當(dāng)前實(shí)驗(yàn)的安全因素,實(shí)驗(yàn)室安全設(shè)施配置及使用方法;加強(qiáng)學(xué)生對當(dāng)前實(shí)驗(yàn)安全因素掌握情況的考核,學(xué)生掌握當(dāng)前實(shí)驗(yàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、預(yù)防措施以及緊急情況下的處置措施后方可開展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,教師還要不斷巡查,加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)安全技能、習(xí)慣的監(jiān)督與指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)室安全準(zhǔn)入培訓(xùn)要讓學(xué)生做到底數(shù)清、責(zé)任明,正確應(yīng)對實(shí)驗(yàn)過程中的各種安全因素,教育學(xué)生切實(shí)掌握防范化解遏制實(shí)驗(yàn)室安全風(fēng)險(xiǎn)的主動(dòng)權(quán),切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)室安全育人的能力和水平。

(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化

傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中包含環(huán)己烯、環(huán)己酮、正丁醚等有機(jī)化合物的制備、分離及鑒定。這些實(shí)驗(yàn)所使用的試劑一般都有不同程度的毒性,而且氣味難聞。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生往往認(rèn)為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)傷害身體,影響了學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和興趣。針對這一情況,我們積極修訂實(shí)驗(yàn)大綱,在實(shí)驗(yàn)講義編寫過程中,倡導(dǎo)綠色化學(xué)的理念,在不減少實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容的情況下盡量選取毒性小、實(shí)驗(yàn)方法先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)。如水蒸氣蒸餾采用橙皮檸檬烯提取來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的肉桂酸的制備,所用的純天然材料橙皮成本低廉無污染。合成過程中由過去的苦杏仁氣味變成了檸檬的清香味,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境得到了很好的改善。對于驗(yàn)證性的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),學(xué)生已學(xué)習(xí)了相關(guān)理論知識(shí),因此在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中刪除了性質(zhì)實(shí)驗(yàn),增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容盡可能貼近現(xiàn)實(shí),以提高學(xué)生的興趣。比如增加彩色固體酒精的制備和聚乙烯醇縮甲醛的制備,使學(xué)生親身體會(huì)到利用所學(xué)的有機(jī)化學(xué)知識(shí),自己可以親手合成出干鍋用的固體酒精和辦公用品膠水,這些我們?nèi)粘I钪械奈锲贰4蟠笤鰪?qiáng)學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,使學(xué)生從原來的被要求做實(shí)驗(yàn)到積極的想去完成實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變。

(3)實(shí)驗(yàn)過程微量化

傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在試劑用量、實(shí)驗(yàn)時(shí)間及污染排放上不僅費(fèi)物、費(fèi)時(shí),而且污染大,產(chǎn)生的各類廢液也比較多。廢液長期存儲(chǔ)和大批量轉(zhuǎn)移存在較大的安全隱患。據(jù)此,我們在教學(xué)過程中,通過采取微量、半微量實(shí)驗(yàn)的方式,不僅減少了試劑用量,縮減了反應(yīng)時(shí)間,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、反應(yīng)原理及方法、實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)記錄及分析,在沒有減少任何一個(gè)環(huán)節(jié)的情況下,完成了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),而且減少了“三廢”排放量,改善了師生的實(shí)驗(yàn)環(huán)境并減少了事故的發(fā)生,增強(qiáng)了學(xué)生綠色化學(xué)環(huán)保意識(shí)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)采用微量化后,要使用小型化、微型化的儀器進(jìn)行取樣、混合、加熱、過濾等一系列的實(shí)驗(yàn)操作,對學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能要求更加嚴(yán)格,在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力,培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才方面起到了積極的作用。另外,進(jìn)行微型化實(shí)驗(yàn),有利于學(xué)生在后期進(jìn)行研究生科研深造方面的理念和技能培養(yǎng),畢竟科研階段的實(shí)驗(yàn)都是不斷進(jìn)行微型化實(shí)驗(yàn)探索來完成。

(4)實(shí)驗(yàn)安排串聯(lián)化

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中大量使用的是有機(jī)溶劑,如甲醇,乙醇和95%乙醇等。使用的有機(jī)溶劑比較單一,因此我們設(shè)計(jì)可以將相關(guān)科目實(shí)驗(yàn)進(jìn)行串聯(lián)化以促進(jìn)試劑的高效利用和回收,從而減小環(huán)境污染,將綠色環(huán)保的化學(xué)思政理念于無形中傳遞給學(xué)生。如有機(jī)化學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“咖啡因的提取與升華操作”,實(shí)驗(yàn)中提取茶葉中的咖啡因會(huì)使用大量的乙醇作為萃取劑,當(dāng)咖啡因萃取完成后,要通過蒸餾方式,將乙醇除去,從而方便后續(xù)咖啡因的升華操作。因此,蒸餾后將得到大量的乙醇。這些乙醇,雖不能作為分析實(shí)驗(yàn)中的有機(jī)試劑進(jìn)行使用,但是可以作為原料,用于彩色固體酒精的制備實(shí)驗(yàn)中。如此一來,咖啡因中的乙醇廢液變成了固體酒精中的原材料,可謂變廢為寶,降低原材料,降低教學(xué)成本,更重要的是實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排、降低能耗,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和為實(shí)現(xiàn)2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。除了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目串聯(lián)外,我們也將不同實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了串聯(lián)式銜接。比如“物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)”中的環(huán)已烷一乙醇雙液系的氣-液平衡相圖繪制實(shí)驗(yàn),使用的環(huán)己烷和乙醇的純度都非常高,但是一旦實(shí)驗(yàn)結(jié)束,產(chǎn)生的環(huán)已烷一乙醇就是廢液。如果按照以往的處理情況,這種廢液后期要經(jīng)過專門部門進(jìn)行專門處理,費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)錢。當(dāng)我們進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革以后,就將此廢液用于學(xué)生的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作的訓(xùn)練,通過萃取、分餾、蒸餾等方式得到純的乙醇和環(huán)己烷,這些純化的乙醇和環(huán)己烷完全可以使用在后期的“薄層色譜分離有機(jī)化合物(偶氮苯、蘇丹紅等)”有機(jī)實(shí)驗(yàn)中,作為展開劑使用,這種循環(huán)使用到串聯(lián)的實(shí)驗(yàn)中的方式,同時(shí)也減少“三廢”的排放。

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)層次化

鑒于學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生的動(dòng)手操作、思考問題和解決問題的能力不同,整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成情況也不同,我們特地將實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)化分為四個(gè)不同層次。分別是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、技能實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)[7]。針對動(dòng)手能力強(qiáng)、具有分析問題和解決問題能力強(qiáng)的學(xué)生,可以選做具有更高要求的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也有不同層次的難易分類,讓喜歡鉆研有機(jī)化學(xué),且學(xué)有余力的學(xué)生更好發(fā)揮自己的特長,在實(shí)驗(yàn)過程中不斷提升自己的綜合分析、解決問題的能力,也利于充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造性。同時(shí)同學(xué)們在分析討論過程中,也逐漸培養(yǎng)了良好的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神,為后期的深造學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。

(6)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)問題化和虛擬化

對于實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),學(xué)生基本上照抄課本實(shí)驗(yàn)原理和步驟,對實(shí)驗(yàn)過程只知其然。對此我們要求學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí)。課堂上教師不再詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn),而是隨機(jī)指定學(xué)生自己講解實(shí)驗(yàn)方案,同學(xué)提問和老師就其中細(xì)節(jié)問題再給予補(bǔ)充的方法,逐步增強(qiáng)學(xué)生積極思考,做到知其然,更知其所以然,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,有利于培養(yǎng)其獨(dú)立思考的科學(xué)素養(yǎng)。雖然學(xué)生學(xué)習(xí)了有機(jī)化學(xué),對反應(yīng)原理已經(jīng)有所了解,但是學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)具體操作仍是陌生的,甚至對于一些玻璃儀器的認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建完全沒有概念。為了讓學(xué)生不再迷茫地進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,我們建設(shè)了虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)中包含了基本的實(shí)驗(yàn)操作和具體實(shí)驗(yàn)的操作。特別是對于一些異味、有毒、實(shí)驗(yàn)材料昂貴、實(shí)驗(yàn)時(shí)間比較長的實(shí)驗(yàn),虛擬實(shí)驗(yàn)可以完全避開這些不足。學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)操作,既可以充分了解和熟悉實(shí)驗(yàn)過程,又可以輕松的學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作,可謂一舉多得。

(7)多媒體教學(xué)動(dòng)態(tài)化

多媒體畫面色彩逼真,通過文字、圖像、聲音等多種表現(xiàn)手法使學(xué)生能夠從多角度直觀、形象、生動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察,變靜止教學(xué)為動(dòng)態(tài)教學(xué)。多媒體演示動(dòng)畫還可以讓學(xué)生通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)錄像觀摩了解大型生產(chǎn)線上相關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作,比如化工車間內(nèi)液體的蒸餾過程,紅外光譜儀的操作過程等,通過視頻操作的觀看,了解實(shí)驗(yàn)室和工廠在儀器使用、實(shí)驗(yàn)操作過程中的差別,極大地激發(fā)學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)熱情。

4.總結(jié)

通過上述的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法等幾方面的改革,學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了全面預(yù)習(xí)和虛擬預(yù)做,做到時(shí)刻牢記實(shí)驗(yàn)安全、進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟熟記于心,學(xué)生渴望進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品作為自己能力的展示,具有極強(qiáng)的自豪感。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革有效的提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效果,最大程度上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生安全意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)及能力,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,為培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新型、復(fù)合能力的應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者:周利君 龐海麗 張思銳 朱黎霞 單位:西安電子科技大學(xué)先進(jìn)材料與納米科技學(xué)院

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