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1合理設(shè)置,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容循序漸進(jìn)
根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)以及教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn),我們?cè)?a href="http://m.bjhyfc.net/lunwen/jylw/youjihuaxuelunwen/201507/787398.html" target="_blank">實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了精心的選擇和安排,教學(xué)課程內(nèi)容注重培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能?;緦?shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練部分占總學(xué)時(shí)數(shù)約30%,綜合性實(shí)驗(yàn)占40%,研究性實(shí)驗(yàn)占20%,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容占10%。充分考慮基本實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)出現(xiàn)的順序及頻率,重要的實(shí)驗(yàn)操作至少要訓(xùn)練兩次以上,幫助學(xué)生靈活運(yùn)用這些實(shí)驗(yàn)基本功打好基礎(chǔ)。為此前期我們安排熔點(diǎn)和沸點(diǎn)測(cè)定、常壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、折光率測(cè)定、旋光度測(cè)定、重結(jié)晶等實(shí)驗(yàn),盡可能對(duì)各種基礎(chǔ)操作進(jìn)行訓(xùn)練。運(yùn)用前期所學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和操作技術(shù),對(duì)物質(zhì)進(jìn)行合成,然后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鑒定及含量分析,對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的綜合訓(xùn)練做到由淺到深、由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)。
2開設(shè)多步驟合成實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合能力
在有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排上,一般是學(xué)生先做一些基本實(shí)驗(yàn)。掌握了一些基本實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù),經(jīng)綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練。進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐。因此,在學(xué)生掌握了一些最基本的操作技術(shù),完成了一定數(shù)量的有代表性的、典型的、重要的有機(jī)反應(yīng)類型的制備實(shí)驗(yàn)之后。盡可能將單個(gè)的合成實(shí)驗(yàn)變成多步驟的合成實(shí)驗(yàn),用前一步反應(yīng)所得的產(chǎn)品,作為后一步反應(yīng)的原料,即多步驟有機(jī)合成。比如可以設(shè)計(jì)合成1-溴-2甲基-3硝基苯。該系列實(shí)驗(yàn)涉及到的基本操作有滴液漏斗的使用、回流、蒸餾、萃取分離、重結(jié)晶、抽濾、熔點(diǎn)的測(cè)定、脫色等。涉及到的反應(yīng)有苯的鹵化、烷基化、硝化、磺化及去磺化等諸多反應(yīng)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生能獲得較多的信息,較深刻的理解到欲給甲苯的鄰位引入硝基或鹵素,首先要利用磺?;鶎?duì)位進(jìn)行占位反應(yīng),從而避免對(duì)位產(chǎn)物的生成。由于是系列實(shí)驗(yàn),每一步產(chǎn)品的產(chǎn)率及純度都關(guān)系到下一步實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁M(jìn)行,學(xué)生必須仔細(xì)認(rèn)真地對(duì)待每一步反應(yīng)和每一步操作。通過這些操作既加強(qiáng)了基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練,又加強(qiáng)了理論與實(shí)際的聯(lián)系,并且前一反應(yīng)的產(chǎn)物要用來(lái)作為后一反應(yīng)的原料,因此對(duì)中間產(chǎn)物的質(zhì)和量提出了較高的要求,杜絕了部分學(xué)生的弄虛作假。培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
3滲透綠色化學(xué)理念,引入現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與方法
(1)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)過程中有意識(shí)地向?qū)W生滲透環(huán)保意識(shí),使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境必須要“從自我做起”,從而養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)行為習(xí)慣,在實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的廢液必須分類回收,如果可能盡量做到循環(huán)利用,盡可能做到“三廢”對(duì)環(huán)境的零排放。(2)對(duì)某些有毒反應(yīng),尋找無(wú)毒替代物。如間二硝基苯的制備實(shí)驗(yàn),所用的原料硝基苯及產(chǎn)物間二硝基苯均為劇毒致癌化學(xué)物質(zhì),我們選用毒性較小甲基橙制備實(shí)驗(yàn)取代間二硝基苯的制備實(shí)驗(yàn)。而甲基橙為實(shí)驗(yàn)室常用酸堿指示劑,可以大大增加了學(xué)生對(duì)甲基橙合成的興趣。(3)充分利用學(xué)生的產(chǎn)品,將該反應(yīng)產(chǎn)品作為另一反應(yīng)的原料,實(shí)現(xiàn)無(wú)廢物排放。如上面實(shí)驗(yàn)合成的甲基橙,甲基橙可以作為光催化降解的模型化合物,甲基橙可以被分解為無(wú)毒的小分子。
4選擇聯(lián)系學(xué)生專業(yè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
基于我校化學(xué)、材料及生物類專業(yè)畢業(yè)后大部分將從事與化學(xué)、材料及生物制藥有關(guān)的工作,教學(xué)上有意為學(xué)生將來(lái)的發(fā)展做好知識(shí)方面的儲(chǔ)備。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容上根據(jù)專業(yè)的不同,選擇了一些與專業(yè)聯(lián)系緊密的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如:針對(duì)高分子材料專業(yè)及金屬材料專業(yè)我們選擇雙酚A(BPA)的制備實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)內(nèi)容,雙酚A是一種用途很廣泛的化工原料。它是雙酚A型環(huán)氧樹脂及聚碳酸酯等化工產(chǎn)品的合成原料。雙酚A主要是通過苯酚和丙酮的縮合反應(yīng)來(lái)制備,一般用鹽酸、硫酸等質(zhì)子酸作為催化劑。由于高分子專業(yè)及金屬材料專業(yè)在后續(xù)課程中會(huì)講到環(huán)氧樹脂及環(huán)氧樹脂涂料的制備。前期的實(shí)驗(yàn)會(huì)讓學(xué)生對(duì)環(huán)氧樹脂有更深的認(rèn)識(shí)。另外我們也適當(dāng)增加了精細(xì)有機(jī)合成,天然有機(jī)物提取等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如針對(duì)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)具有解熱、鎮(zhèn)痛和消炎作用阿司匹林的制備實(shí)驗(yàn)。對(duì)生物工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)茶葉中提取可作為中樞神經(jīng)興奮藥的“咖啡因“等。這些實(shí)驗(yàn)既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生將實(shí)驗(yàn)成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的意識(shí)。
5建立開放型實(shí)驗(yàn)室,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
創(chuàng)新教育應(yīng)當(dāng)融入所有教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生多接觸需要發(fā)現(xiàn)、分析和解決的問題,進(jìn)行思維訓(xùn)練和實(shí)踐鍛煉。首先,加強(qiáng)開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置與管理。開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目目前已成為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案的一個(gè)有機(jī)組成部分。而且有的項(xiàng)目還根據(jù)低年級(jí)與高年級(jí)學(xué)生知識(shí)水平和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的差異,因材施教,把科學(xué)研究訓(xùn)練、科研實(shí)踐訓(xùn)練分成要求不同的兩個(gè)層次,使低年級(jí)學(xué)生盡早接受研究氣氛的熏陶;高年級(jí)學(xué)生的訓(xùn)練選題則盡量與教師的科研課題結(jié)合,條件具備的還與其畢業(yè)論文工作相銜接,使他們得到系統(tǒng)和全面的鍛煉,以期獲得更好的效果。在開放性實(shí)驗(yàn)方面,我們針對(duì)基礎(chǔ)較扎實(shí),求知欲較強(qiáng),對(duì)化學(xué)有濃厚興趣的學(xué)生開展“大學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)”。其形式將學(xué)院論證、設(shè)立由教師或?qū)W生建議的具有科研或開發(fā)背景的課題與項(xiàng)目,然后由學(xué)生自行組合的小組(3~5人)在教師的指導(dǎo)下完成研究工作,提交研究論文或研究報(bào)告。通過這種活動(dòng)進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素養(yǎng),了解科學(xué)研究方法,鼓勵(lì)他們積極參與各項(xiàng)競(jìng)爭(zhēng),展示自己的才華。其次,繼續(xù)組織學(xué)生積極參加省內(nèi)外的各類競(jìng)賽,如課程競(jìng)賽、化學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽等。以江蘇省化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽為例,參賽以小組為單位進(jìn)行,要求參賽者針對(duì)一個(gè)綜合的化學(xué)問題,設(shè)計(jì)出制備、分離、分析等詳細(xì)步驟,包括提出所需藥品及儀器設(shè)備的要求,完成論文式報(bào)告,并進(jìn)行答辯。這種競(jìng)賽方式可以綜合考察學(xué)生的分析解決問題的創(chuàng)造力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、數(shù)據(jù)處理能力、科研論文撰寫能力及口頭表達(dá)能力。通過這種競(jìng)賽可以總體考察學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)與實(shí)踐中的能力和團(tuán)隊(duì)合作精神;檢驗(yàn)化學(xué)教學(xué)的狀況。
6改革實(shí)驗(yàn)考核體系,實(shí)現(xiàn)客觀全面評(píng)價(jià)
考核是實(shí)驗(yàn)課的重要組成部分,是對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)水平的操作技能情況的綜合客觀評(píng)價(jià)。(1)考前開放實(shí)驗(yàn)室,給學(xué)生創(chuàng)造良好的復(fù)習(xí)條件。考前將整個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)儀器都擺出來(lái),學(xué)生可以來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行復(fù)習(xí),并有教師輔導(dǎo)。(2)正確擬定考核題目,制定統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。命題原則是以大綱為依據(jù),注意不偏離所學(xué)的基本內(nèi)容,又要考核學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)過知識(shí)和技能;既要反應(yīng)基本要求,又要有綜合試題,使考試真正能夠起到對(duì)學(xué)生全面檢查,并利于提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。(3)以組為單位,現(xiàn)場(chǎng)觀摩,單兵考核。每班學(xué)生分成四組,每組7~8人,以小組為單位分批進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)考核。按序抽簽,單兵考核,其他學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)觀摩?,F(xiàn)場(chǎng)抽簽,使學(xué)生無(wú)法猜題,這就促使學(xué)生必須對(duì)本學(xué)期所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行全面的復(fù)習(xí),考前開放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生積極參加,扭轉(zhuǎn)學(xué)生死記硬背應(yīng)付考試的被動(dòng)局面?,F(xiàn)場(chǎng)觀摩受益面大,效果好。每個(gè)學(xué)生雖然只抽一個(gè)考題,但要觀摩6~7個(gè)學(xué)生的考試,觀摩別人可以發(fā)現(xiàn)自己的問題。(4)評(píng)定總結(jié)。小組考核完畢后,學(xué)生進(jìn)行評(píng)定總結(jié),由于考核情況相互了解,學(xué)生發(fā)言積極,氣氛活躍,最好老師補(bǔ)充總結(jié)。小組講評(píng),既肯定成績(jī),又指出存在的問題,激發(fā)了學(xué)生的進(jìn)取精神,活躍了學(xué)習(xí)氛圍。教學(xué)實(shí)踐證明,改革實(shí)驗(yàn)考核方法,嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,不但使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度加強(qiáng),也使學(xué)生的操作技能得到進(jìn)一步加強(qiáng)。
7總結(jié)
總之,教學(xué)改革作為一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作,需要不斷地探索和實(shí)踐。作者認(rèn)為要提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果,關(guān)鍵在于細(xì)節(jié)和落實(shí)。教師需要花大量時(shí)間在教學(xué)上,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)精度,與學(xué)生實(shí)現(xiàn)互動(dòng),調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,因材施教,切實(shí)提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,使學(xué)生完全適合現(xiàn)代教育對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求,成長(zhǎng)為具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才。
作者:陳立莊 汪芳明 單位:江蘇科技大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院
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