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一、課程教學(xué)改革
1.精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,滲透綠色化學(xué)觀念
在選擇實(shí)驗(yàn)時(shí),確保內(nèi)容上與理論相呼應(yīng),除了培養(yǎng)學(xué)生研究自然科學(xué)的正確態(tài)度與思維外,更有利于驗(yàn)證理論。充分考慮各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),根據(jù)不同專業(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)的需求安排教學(xué)項(xiàng)目,例如針對(duì)生物工程和化工工程的學(xué)生,對(duì)學(xué)生進(jìn)行了基本操作技能的訓(xùn)練,要求掌握玻璃管的簡單加工,玻璃儀器的清洗與干燥,常用玻璃儀器的裝配和拆卸,加熱和冷卻,回流、蒸餾、萃取和洗滌、重結(jié)晶和過濾、液體和固體有機(jī)物的干燥,沸點(diǎn)和熔點(diǎn)測(cè)定和溫度計(jì)的校正,同時(shí)還開設(shè)了環(huán)己烯的制備以及環(huán)己酮的制備兩個(gè)合成實(shí)驗(yàn);而對(duì)于應(yīng)用化學(xué)與高分子化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,增加了乙酸乙酯的制備、甲基橙的制備以及呋喃甲酸和呋喃甲醇的制備這三個(gè)合成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。另外,在實(shí)驗(yàn)室條件允許的條件下,提供了一些開放性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,例如電化學(xué)還原馬來酐合成丁二酸、微波法合成二苯甲酮、超臨界二氧化碳流體萃取南瓜籽油、相轉(zhuǎn)移催化法制備苯甲醇以及納米二氧化鈦薄膜催化氧化降解苯胺,鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生在教師的指導(dǎo)下利用課余時(shí)間查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,裝配反應(yīng)裝置,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。筆者發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)非常有興趣,看著自己制備出的產(chǎn)品,很有成就感。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,通過選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、微型化實(shí)驗(yàn)、連續(xù)性實(shí)驗(yàn)、合理處置“三廢”等方面,有效促進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化改革。傳統(tǒng)的萃取實(shí)驗(yàn)是用乙醚萃取醋酸溶液中的醋酸,乙醚沸點(diǎn)為35℃,其蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱極易燃燒爆炸;此外乙醚具有很強(qiáng)的滲透性,實(shí)驗(yàn)中易出現(xiàn)滲液和漏液現(xiàn)象大;而且利用乙醚作為萃取劑用量大,成本高,還會(huì)污染環(huán)境。以水為萃取劑,從醋酸與乙酸乙酯混合溶液中的醋酸萃取出來,乙酸乙酯毒性低,分液后上層溶液中的乙酸乙酯可以用碳酸鈉溶液洗滌后回收利用,整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡單,分層速度快,對(duì)環(huán)境友好,而且萃取效率高。在環(huán)己烯的制備中,傳統(tǒng)方法是采用濃硫酸或者濃磷酸液相脫水環(huán)己醇,收率一般只有46~56%,同時(shí)硫酸的腐蝕性強(qiáng),炭化嚴(yán)重,而磷酸的成本較高。而且用濃硫酸或者濃磷酸作為催化劑制備環(huán)己烯,副產(chǎn)物多,對(duì)實(shí)驗(yàn)造成較大影響。采用環(huán)己醇?xì)庀嗝撍苽洵h(huán)己烯,六水合三氯化鐵代替濃硫酸或者濃磷酸作為催化劑,后續(xù)處理工藝簡單,并且產(chǎn)率較高,同時(shí)催化劑可以重復(fù)使用,有效減低實(shí)驗(yàn)成本。在實(shí)際教學(xué)過程中利用這些措施,從源頭和過程中盡可能減少原料的用量,節(jié)約了成本,同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的污染。實(shí)踐證明,教學(xué)效果與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一樣,能達(dá)到鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的目的,在提高學(xué)生能力的同時(shí),增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí),從而有效提高教學(xué)質(zhì)量。
2.現(xiàn)代化教學(xué)手段的運(yùn)用
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式采用的是“填鴨式”,致使學(xué)生失去了主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣,并且傳統(tǒng)的教學(xué)手段(掛圖、模型、幻燈等)無法生動(dòng)表現(xiàn)神奇的化學(xué)微觀世界。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中引入多媒體技術(shù),利用其集合文字、聲音、圖像、動(dòng)畫于一體的特點(diǎn),極大激發(fā)學(xué)生獲取新知識(shí)的興趣,從而提高課堂效率。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)內(nèi)容是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)單元操作錄像,給學(xué)生一個(gè)感性認(rèn)識(shí),使枯燥的教學(xué)活動(dòng)以形象靈活的方式展現(xiàn)在學(xué)生面前,或娛樂課堂氣氛,縮短了教學(xué)時(shí)間,收到了較好的效果。通過向?qū)W生展示回流、蒸餾和分餾、水蒸氣蒸餾、干燥、洗滌、重結(jié)晶以及熔點(diǎn)的測(cè)定等過程中的儀器安裝以及操作演示的正確方法,使學(xué)生對(duì)基本操作的了解更加直觀,為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)奠定良好的基礎(chǔ),同時(shí)向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)室安全與防護(hù)知識(shí),基本常識(shí)與技巧以及常用儀器與設(shè)備的維護(hù),提高學(xué)生有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)水平,提升教學(xué)質(zhì)量。
3.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)課教學(xué)不僅僅是單純傳授操作技能的訓(xùn)練以及對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證,同時(shí)還對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究能力的培養(yǎng),以及培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)以及實(shí)驗(yàn)室工作習(xí)慣,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。遵循“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念,力圖在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動(dòng),促進(jìn)師生互動(dòng),同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前認(rèn)真做好預(yù)習(xí),寫好預(yù)習(xí)報(bào)告,為使預(yù)習(xí)具有針對(duì)性,教師先提些思考題,這樣學(xué)生才能認(rèn)真思考,通過理論課已經(jīng)掌握的知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象做出解釋。此外,還要求學(xué)生查閱常見有機(jī)化合物的物理常數(shù),對(duì)不同合成路線的利弊進(jìn)行分析,該模式扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的按照實(shí)驗(yàn)教材“照方抓藥”的現(xiàn)象。指導(dǎo)教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑?、演示儀器的正確操作后,對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作中需要注意的事項(xiàng)以隨機(jī)問題的方式要求學(xué)生回答,以檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,對(duì)于學(xué)生理解不透徹的地方再次強(qiáng)調(diào)。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中,要求學(xué)生獨(dú)立完成儀器的裝備、實(shí)驗(yàn)操作條件的控制,對(duì)于不規(guī)范的操作及時(shí)糾正,并且要求如實(shí)記載實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求是的科學(xué)態(tài)度。還增加了幾項(xiàng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等方法,供有余力或者是感興趣的學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)條件,在教師的指導(dǎo)和參與下,學(xué)生利用課余時(shí)間開展,通過網(wǎng)絡(luò)以及圖書館查閱文獻(xiàn)資料等手段,貫穿綠色化學(xué)的理念,通過采用綠色催化劑、溶劑、氧化劑、減少原料用量等方法來實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化,鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和初步的科學(xué)研究能力。
4.學(xué)習(xí)成績的評(píng)價(jià)
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,主要通過考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫來判定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績,再作為平時(shí)成績以一定的比例計(jì)入學(xué)生的總成績,所占比例較小,學(xué)生忽視了實(shí)驗(yàn)課的重要性。為了切實(shí)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和解決實(shí)際問題的能力,有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的考核方法和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改革。將“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課作為單獨(dú)的一門必修課,綜合平時(shí)成績和期末考核成績計(jì)入總成績。平時(shí)成績主要考查學(xué)生回答問題的情況,資料查閱情況、實(shí)驗(yàn)過程中操作的規(guī)范性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫以及與同學(xué)的協(xié)作精神等方面,全方位衡量學(xué)生的能力。在全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束后,將有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行閉卷考核,內(nèi)容涉及所開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原理,儀器的操作方法以及事故的處理方法,有效督促學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視,養(yǎng)成良好的學(xué)生習(xí)慣,同時(shí)有利于教師總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法,做到了全方位、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課成績,改變了以往實(shí)驗(yàn)考核體系中僅依靠單一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告來評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)成績的弊端,有效提高了學(xué)生獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作技能和分析問題解決問題的能力。
二、結(jié)束語
教學(xué)改革是一項(xiàng)長期而艱巨的工作,需要不斷地探索和實(shí)踐,不能一蹴而就。教師是改革的主體,教師要擴(kuò)展知識(shí)視野,不斷地吸取新知識(shí),努力提高自身的素質(zhì)和水平,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不斷提高,才能達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的目的。
作者:黃紅霞劉崢單位:桂林理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院