有機化學實驗教學改革探索

時間:2022-09-12 09:07:58

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有機化學實驗教學改革探索

摘要:有機化學實驗是一門重要的基礎課程。針對目前有機化學實驗課程存在的缺點和不足,本文介紹了賀州學院對有機化學實驗教學改革的實踐,其中包括實驗內容的調整,注重實驗教學環節,教學方法的改革,考核評價體系的完善等。通過有機化學實驗教學實驗改革,調動了學生學習的積極性和主動性,提高了學生的實驗操作技能,強化了學生的創新意識,提高了有機化學實驗教學質量。

關鍵詞:改革;有機化學實驗;教學

為了培養的學生滿足經濟發展的需求,更好地為服務社會,很多地方本科院校樹立了以“市場為導向,能力為本位,應用為目的”[1]的人才培養理念,向應用型大學轉型和發展。有機化學實驗是賀州學院食品、生物工程、應用化學等專業的重要基礎課程。通過有機化學實驗的系統訓練,可提高學生獨立思考,分析問題解決問題,實踐動手等能力,使學生的實驗技能得到鍛煉和提高[2]。目前有機化學實驗存在以下的缺點和不足[3]:如實驗內容方面,驗證性實驗、基本操作較多,綜合性、設計性實驗不多;上課以老師講解實驗目的、原理、操作、注意事項,學生按部就班完成實驗;實驗成績主要根據實驗報告成績評定等。這些不利于調動學生的學習的自主性,不利于應用型人才的培養。為此,我們以我校培養應用型人才為契機,對有機化學實驗教學進行了改革,來提高學生的實驗技能和綜合素質。

1實驗內容的調整

為了滿足培養應用型人才的需要,我們對實驗內容進行了調整。如溴乙烷的制備過程中,部分學生用溴化鈉做原料,部分同學以溴化鉀做原料;如乙酸乙酯的制備中,部分同學采用回流的方法,部分同學采用分水器的方法,同時開設苯甲酸乙酯的制備實驗等;同學們通過實驗過程和實驗結果的比較,學到了不同制備的原理和方法,激發了學生的積極性和主動性。增加了一些地方特色實驗,如用水(或乙醇水溶液)從茶葉中提取咖啡因,從橘子皮中提取色素和黃酮類化合物等。另外還增加了一個設計性實驗,完全由同學通過查文獻設計實驗方案,由老師審核后即可進行,增強了學生查找文獻的能力,培養了學生的探索精神,增強了學生的創新意識。

2注重實驗教學環節

在針對原先學生課前不預習,實驗過程中不動腦,過分依賴老師的情況,學生只是機械地重復,驗證實驗,只重結果,忽略基本操作,這既不利于增強學生的動手能力,又不符合培養應用型人才的需要[4]。對此,我們特別采取了相應措施。不預習則不能做實驗,部分內容由學生自己講解、討論,然后老師再進行總結和補充,從而調動學生的學習主動性;比如在溴乙烷制備的實驗中,學生對實驗內容和實驗原理較為了解,但對一些具體操作的原因不是很清楚。老師就補充對接收瓶中為什么先加入一些水;溴乙烷的沸點低,接收瓶放入冰水使溴乙烷容易冷卻成液體易于收集;分液后濃硫酸加入的作用主要是除去乙醇、乙醚和溴化氫;分液時要上層還是要下層的依據是什么等;在苯甲酸乙酯的制備實驗中,學生不會與乙酸乙酯的實驗作比較,老師就補充相同點和不同點,相同點包括都用濃硫酸做催化劑,都是用乙醇過量,都使用了碳酸鈉等;不同有苯甲酸乙酯用到了分水器,并加入環己烷作夾帶劑,最后精制制備回收乙酸乙酯和苯甲酸的實驗裝置不相同等。這樣在調動課堂氣氛的同時,使學生由被動接受到積極主動學習,從而實現“教為主導,學為主體”的教學理念[5]。對學生實驗中存在的問題,采用啟發式的提問,讓學生思考和解決。如溴乙烷制備實驗過程中,接收瓶中的液體為什么是黃色的?是什么物質導致如此?如何避免這種情況的發生?茶葉中提取咖啡因的實驗過程中,焙炒時如何確定水分全部除去(應呈松散的灰綠色粉末狀)?如何烤制焙炒的溫度?升華時濾紙的安放高度如何確定?升華時濾紙上為什么有發黃的物質?如何避免和減少這種物質?濾紙上為什么還沒有出現白色毛狀的物質?學生通過相互交流比照實驗結果,討論解決實驗中存在的一些問題從而培養了學生分析問題和解決問題的能力。同時學生實驗的每一步必須經過老師的檢查和鑒別才能進行下一步,避免了敷衍了事的發生。同時特別強調實驗中不規范的操作或違規的現象可能引起的安全事故,引起學生的重視,做到實驗安全事故的零發生。實驗過程中,仔細關注學生的實驗操作是否規范,耐心處理因學生粗心或其他原因引起的實驗突發事件,如玻璃塞拔不出來,因加料過快,燒瓶中的藥品溢出等情況。同時要求學生注意不要追求實驗速度,要追求實驗質量。實驗過程中抽查學生是否觀察到實驗現象,是否及時做好實驗記錄和探討原因,如反應溶液顏色變深是什么原因,反應液為什么減少了,為什么出現與其他組不同的實驗現象。同時在實驗過程中提醒學生注意反應終點的判斷。實驗結束后,由老師對實驗結果和實驗記錄進行檢查,合格后才算完成實驗,促使他們養成實事求是和嚴謹的作風。同時要求學生做完實驗一定要將儀器洗凈烘干整理好,并將實驗臺整理干凈,老師確認才能離開實驗室,從而培養他們形成基本的科學實驗素養。

3教學模式和教學方法的調整

根據我校現有的教學條件和有機化學實驗的特點,我們對不同的實驗內容,有目的地采用不同的教學方法,如一些基本操作訓練的實驗,通過視頻的方式讓學生預習和掌握。比如簡單蒸餾操作和熔點測定操作,通過多媒體把實驗所用儀器,注意事項,安裝和拆卸實驗儀器的順序等一步一步的演示給學生看,然后同學們通過現場操作,掌握對蒸餾和熔點測定實驗操作。對于設計性試驗[6],我們告訴學生如何積極有效的查到自己想要的資料,要求學生根據學校實驗條件和實驗內容主動積極查閱文獻,經過小組的討論,寫出實驗方案,經老師審核通過才能進行實驗,建立起了“教師指導與小組自主設計相結合”的實驗模式,從而使學生領悟實驗及科學研究的基本方法,強化了學生的獨立思考的能力。

4考核體系的完善

公平合理的評價標準是衡量學生實驗技能的重要指標,也是調動和激勵學生學習積極性的一個重要方面。評價標準應兼顧實驗的各個方面,堅持全程考核,并根據實驗內容和要求進行合理賦分,才能客觀全面考查學生的實驗技能[7]。我們打破原來實驗成績主要根據實驗報告成績評定的方法,采用平時加期末、實驗報告加操作的考核與考試相結合的方法,綜合評定學生的實驗課成績。綜合評定能夠比較客觀、公正、全面地評價學生,調動學生的自主性,激發學生的上課熱情,提高學生的實驗技能。平時成績包括實驗預習、實驗過程和實驗報告。預習主要通過預習報告和講解來評價;實驗過程包括實驗操作、實驗記錄、紀律、衛生等;實驗報告包括實驗內容,實驗數據的處理,實驗結果的分析和討論等。對實驗操作的考核主要考查操作的正確性和規范性,弱化過分注重實驗數據。期末成績選取一次綜合性實驗,如溴乙烷的制備,乙酸乙酯的制備,乙醚的制備,涉及的操作有蒸餾、萃取、干燥等,采用筆試加操作的方式(筆試30%+實驗操作70%)。筆試以當場完成實驗報告的形成進行;學生根據實驗題目,自己選擇所需的儀器、設備和試劑,完成實驗操作。老師根據學生所選儀器的正確性,操作的規范性以及實驗報告給出期末考核成績。實驗成績的考核以期末成績和平時成績各占50%進行。

5結語

進行有機化學實驗教學改革后,學生的學習自主性和積極性有了一定的提高,實驗操作能力有了增強,文獻檢索能力有了很大的提高,分析和解決問題的能力也有了很大的改善,同學們由被動進實驗室到主動進實驗室,同時學生的自信心和責任感也有一定的提高。同時參加廣西高校大學生化學化工類論文設計競賽和廣西高校大學生化學實驗技能競賽的學生增多。有機化學實驗教學改革畢竟是一項長期、系統的工程,要不斷適應變化的形勢和發展的理念,同時注意有機化學綠色化,需要我們進一步推進有機化學實驗教學的深入改革,注重與后續相關課程的有效銜接,在實踐中進一步優化和完善,切實提高有機化學實驗教學的質量。今后,我們將繼續推進有機化學實驗教學改革的深入研究,關注有機化學實驗的綠色化、微量化研究[8],注重培養學生的綠色化學和環保意識[9],同時積極吸取其他院校有機化學實驗教學改革的成功經驗,不斷探索和改革,從而完善和優化有機化學實驗教學體系。

作者:陳偉玲 陳興田 高友君 鐘星 單位:賀州學院食品與生物工程學院