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有机化学实验教学模式探索

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发布日期:2019-02-24 11:55

有机化学实验是化学化工专业一门基础实验课程,通过实验教学,训练学生的实验操作技能,可加强学生对理论知识的理解、培养学生的创新意识和创新能力。然而,传统的教学模式是以教师、课堂、教材为中心,学生学习兴趣不大,实验过程中是“照方抓药”、“依葫芦画瓢”敷衍了事[1]。为了提高有机化学实验教学质量,充分发挥实验教学在培养学生创新能力作用,从课程自身性质和专业特点出发,结合作者从事有机合成实验和有机实验教学的亲身经历,对有机化学实验教学模式进行了探索,并且在实践中不断完善。

1注重学生兴趣的培养

俗话说:兴趣是最好的老师,兴趣是学生积极主动做实验的源动力,是使学生由“要我做实验”转变为“我要做实验”的关键所在。我们从以下三方面培养学生的兴趣。首先,唤起学生的学习兴趣。学生知道世界上有机化合物最多,很多日常用品是从实验室里合成出来的,但学生自己感觉不到,告诉学生,到有机实验室,可以合成出日常生活中的物质,例如:洗涤用品肥皂、阿司匹林药物,从茶叶中提取出烟碱等。这样学生对有机化学实验有种强烈的好奇,想去实验室里试试。其次,加深学生的学习兴趣。在有机合成实验中尽量不要把实验步骤讲解过细、要求过死,给学生留下独立思考的空间,发挥学生的想象力[2]。学生遇到问题时,不要急于告诉答案,在指导教师的引导下,尽量让学生自己解决问题,培养学生独立思考、分析问题解决问题的能力。总是都按教师规定的或教材上的实验步骤做,学生感觉是给老师做实验或者是重复书上的内容,就不会投入精力做实验,敷衍了事,学生会对实验失去了兴趣。最后,延续学生的学习兴趣,及时地评价非常重要。学生在实验操作中有所创新,比如好的想法和更好的解决问题的方法,指导教师要在第一时间给予充分的肯定,鼓励学生科学合理地思考问题,不对的地方,说明原因。学生很在意指导教师对他们的想法和行动的看法,如果我们不准学生想或是忽略学生的想法,慢慢地学生不敢想,也不愿想,做实验就是敷衍了事。更重要的一点,就是实验报告的批改,一定要及时认真,对于做的好的,特别是有创意的地方,一定要肯定,给予好的成绩,做的不好的,要跟学生说明清楚。总之,在安全可行的前提下,鼓励学生动手动脑,让学生在实践中摸索才能培养出兴趣。

2不同类型的实验要求

2.1基本操作性实验

在当前强调培养创新人才、加强综合性实验的同时,不要忘记和淡化基础性实验。基础性实验在过去、现在和将来都是实验教学的根本,是必须扎扎实实做好的一件事情,没有基础或基础不牢,就谈不上综合,更谈不上创新[3]。基础性实验要求学生熟练掌握化学实验的基本操作、常规仪器操作方法及基本理论等[4]。有机化学实验涉及基础性实验有熔点的测定、蒸馏和沸点的测定、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、简单分馏、薄层色谱和柱色谱、重结晶和萃取等。其中有些实验在无机实验中学习过,比如重结晶,对这个实验指导教师要说明清楚不同点:是操作方法使用范围扩大,不是简单地重复以前的实验。无论是第一次接触到的还是在以前基础上进一步学习的基础性实验,一定要求严谨规范,不能有丝毫的怠慢,常规仪器的操作方法一定要规范正确,否则容易造成实验事故,损坏仪器设备。基础性实验是培养学生良好实验行为的关键所在,也为后面的综合性实验和设计性实验打下坚实的基础。

2.2综合性实验

有机化学实验的综合性实验主要是有机合成实验,是本课程内容最丰富的地方,也是培养学生兴趣最好的地方,能初步培养学生的创新意识和创新能力。第一,有机合成实验内容丰富,可以选择教材上经典的有机合成实验,如1-溴丁烷的制备、正丁醚的制备、乙酸乙酰乙酯的制备、生物碱的提取等。训练学生正确地组装仪器和使用仪器,规范实验操作,这些合成实验时间较长,引导学生仔细观察实验现象和正确记录实验数据,简单高效地分离出产物,要求步骤正确、操作规范,如果学生实验顺利,能合成出来的产物分离较纯净,产率高,学生的成就感很高,兴趣也就来了。也可以让学生合成出日常生活中的物质,如肥皂等,学生亲手合成出和商场买回来一样的东西,很兴奋,感觉到实验有用武之地,不是书上那些空洞的知识。还可以选择教师的科研课题,只要实验条件要求不是很高,又不危险,让学生合成出新物质,学生们的成就感就更强。第二,有机合成实验的路线多样性,如果说有机合成的理论课是一门艺术,那么有机合成实验就是艺术品。给定具体的产物,可以从不同的原料经过不同的合成步骤合成出产物,指导教师先给出不同的合成路线,让学生选择其中一条路线,自己连接仪器装置,人的大脑喜欢多样性,有些学生就会想出更多的合成路线,方案可行的话,让学生现场实验。如果学生的想法合理可行,会非常高兴,甚至不敢相信他们自己能设计实验步骤;如果不具备操作可行性的话,和学生一起分析原因,学生还是乐意接受的。第三,随着科技的进步,出现了新技术、新方法和新手段,要及时引入到基础实验室中[5]。让学生有与时俱进的感觉,新方法比传统的方法简单容易操作,比如合成产物的分离和检测,有很多新的方法。如果实验条件允许,就采用新的方法,书上的旧的方法就不要使用,要让学生跟上时代的脚步;如果一些旧的方法迟早要淘汰,指导教师要尽力更换,即使不能购买新仪器,也要向学生说明新仪器的用法及优点,学生有印象,以后继续深造或工作中遇到时,不至于茫然不知。

2.3设计性实验

设计性实验是培养学生独立解决问题的能力和初步的创新能力,指导教师给出实验名称,让学生查阅与实验有关的知识内容和相关的文献,学生对已有的文献资料进行阅读、分析、评价之后,设计出具体的实验步骤,列举出实验所需要的药品和试剂。然后让学生上交设计的实验方案,经指导教师评阅后,总体上合理可行的方案,让学生进入实验室进行实验。实验是检测学生们设计出的实验方案的合理可行性最好的方法,同时也能纠正有些不合理的地方,最后让学生写实验报告。设计性实验没有具体的实验内容和预期的实验现象和实验结果,在指导教师的引导下,学生们独立解决问题,拟出的实验方案可以是借鉴文献上的,也可以在旧的实验方法上进行改进,初步地培养学生的创新能力,然后在实验室里检验方案的合理性和可行性。如果学生设计的实验方案能够在实验室执行,学生很有成就感,就会对实验充满好奇,并乐意探索实验。

3合理的考核体系

考核是实验教学不可忽视的环节,通过考核可以调动学生的积极性,促进有机化学实验课教学质量的提高[5]。以往的考核方式一般是平时成绩70%,期末成绩30%。平时成绩主要看实验报告,有些同学写得认真就会得到好的成绩,而指导教师并不知道该生实验操作如何,更严重的是,有的实验报告是抄袭的,实验数据是伪造的,学生主要精力放在实验数据和认真书写实验报告上,不在意如何去做实验,就无法提高实验教学质量。学生有如此的想法主要责任在指导教师,因为考核评定成绩的方法太狭隘,让学生有空可钻。最后一个实验指定为期末考核实验,学生认为只要做好最后一个实验就会有个好成绩,这样也无法提高学生的兴趣。针对以上的不足,经过不断地摸索,建立相对公正合理的评价体系:平时成绩70%和期末成绩30%。平时成绩包括实验成绩70%和实验报告成绩30%,基础性实验和综合性实验实验成绩包括实验预习报告20%、实验操作40%、实验结果30%、实验室卫生习惯10%,每次实验结束及时给出实验成绩。设计性实验的实验成绩包括文献查阅20%、实验设计30%、实验操作30%、实验结果10%、实验室卫生习惯10%,实验结束给出成绩,避免了只重实验结果轻视实验过程。期末成绩考核包括笔试40%和操作60%,笔试采取闭卷,考查实验室安全知识、仪器的操作方法、实验操作易错地方等,操作考核上学期基础操作性实验多,重在考核操作的规范方面。

4结束语

有机化学实验是一门重要的基础实验课程,加强实验教学是提高教学质量的重要教学环节。经过几年的摸索,逐渐意识到,要给学生留下独立思考的空间,让学生真正成为实验的主人,培养学生的兴趣,在实验中培养学生的分析问题解决问题的能力和初步的创新能力,制定合理的考核评价体系为提高有机化学实验教学质量作保证。

作者:程东 孟祥珍 单位:巢湖学院化学与材料工程学院 安徽师范大学化学与材料科学学院

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