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有机化学实验教学改革探索

摘要:有机化学实验是一门重要的基础课程。针对目前有机化学实验课程存在的缺点和不足,本文介绍了贺州学院对有机化学实验教学改革的实践,其中包括实验内容的调整,注重实验教学环节,教学方法的改革,考核评价体系的完善等。通过有机化学实验教学实验改革,调动了学生学习的积极性和主动性,提高了学生的实验操作技能,强化了学生的创新意识,提高了有机化学实验教学质量。

关键词:改革;有机化学实验;教学

为了培养的学生满足经济发展的需求,更好地为服务社会,很多地方本科院校树立了以“市场为导向,能力为本位,应用为目的”[1]的人才培养理念,向应用型大学转型和发展。有机化学实验是贺州学院食品、生物工程、应用化学等专业的重要基础课程。通过有机化学实验的系统训练,可提高学生独立思考,分析问题解决问题,实践动手等能力,使学生的实验技能得到锻炼和提高[2]。目前有机化学实验存在以下的缺点和不足[3]:如实验内容方面,验证性实验、基本操作较多,综合性、设计性实验不多;上课以老师讲解实验目的、原理、操作、注意事项,学生按部就班完成实验;实验成绩主要根据实验报告成绩评定等。这些不利于调动学生的学习的自主性,不利于应用型人才的培养。为此,我们以我校培养应用型人才为契机,对有机化学实验教学进行了改革,来提高学生的实验技能和综合素质。

1实验内容的调整

为了满足培养应用型人才的需要,我们对实验内容进行了调整。如溴乙烷的制备过程中,部分学生用溴化钠做原料,部分同学以溴化钾做原料;如乙酸乙酯的制备中,部分同学采用回流的方法,部分同学采用分水器的方法,同时开设苯甲酸乙酯的制备实验等;同学们通过实验过程和实验结果的比较,学到了不同制备的原理和方法,激发了学生的积极性和主动性。增加了一些地方特色实验,如用水(或乙醇水溶液)从茶叶中提取咖啡因,从橘子皮中提取色素和黄酮类化合物等。另外还增加了一个设计性实验,完全由同学通过查文献设计实验方案,由老师审核后即可进行,增强了学生查找文献的能力,培养了学生的探索精神,增强了学生的创新意识。

2注重实验教学环节

在针对原先学生课前不预习,实验过程中不动脑,过分依赖老师的情况,学生只是机械地重复,验证实验,只重结果,忽略基本操作,这既不利于增强学生的动手能力,又不符合培养应用型人才的需要[4]。对此,我们特别采取了相应措施。不预习则不能做实验,部分内容由学生自己讲解、讨论,然后老师再进行总结和补充,从而调动学生的学习主动性;比如在溴乙烷制备的实验中,学生对实验内容和实验原理较为了解,但对一些具体操作的原因不是很清楚。老师就补充对接收瓶中为什么先加入一些水;溴乙烷的沸点低,接收瓶放入冰水使溴乙烷容易冷却成液体易于收集;分液后浓硫酸加入的作用主要是除去乙醇、乙醚和溴化氢;分液时要上层还是要下层的依据是什么等;在苯甲酸乙酯的制备实验中,学生不会与乙酸乙酯的实验作比较,老师就补充相同点和不同点,相同点包括都用浓硫酸做催化剂,都是用乙醇过量,都使用了碳酸钠等;不同有苯甲酸乙酯用到了分水器,并加入环己烷作夹带剂,最后精制制备回收乙酸乙酯和苯甲酸的实验装置不相同等。这样在调动课堂气氛的同时,使学生由被动接受到积极主动学习,从而实现“教为主导,学为主体”的教学理念[5]。对学生实验中存在的问题,采用启发式的提问,让学生思考和解决。如溴乙烷制备实验过程中,接收瓶中的液体为什么是黄色的?是什么物质导致如此?如何避免这种情况的发生?茶叶中提取咖啡因的实验过程中,焙炒时如何确定水分全部除去(应呈松散的灰绿色粉末状)?如何烤制焙炒的温度?升华时滤纸的安放高度如何确定?升华时滤纸上为什么有发黄的物质?如何避免和减少这种物质?滤纸上为什么还没有出现白色毛状的物质?学生通过相互交流比照实验结果,讨论解决实验中存在的一些问题从而培养了学生分析问题和解决问题的能力。同时学生实验的每一步必须经过老师的检查和鉴别才能进行下一步,避免了敷衍了事的发生。同时特别强调实验中不规范的操作或违规的现象可能引起的安全事故,引起学生的重视,做到实验安全事故的零发生。实验过程中,仔细关注学生的实验操作是否规范,耐心处理因学生粗心或其他原因引起的实验突发事件,如玻璃塞拔不出来,因加料过快,烧瓶中的药品溢出等情况。同时要求学生注意不要追求实验速度,要追求实验质量。实验过程中抽查学生是否观察到实验现象,是否及时做好实验记录和探讨原因,如反应溶液颜色变深是什么原因,反应液为什么减少了,为什么出现与其他组不同的实验现象。同时在实验过程中提醒学生注意反应终点的判断。实验结束后,由老师对实验结果和实验记录进行检查,合格后才算完成实验,促使他们养成实事求是和严谨的作风。同时要求学生做完实验一定要将仪器洗净烘干整理好,并将实验台整理干净,老师确认才能离开实验室,从而培养他们形成基本的科学实验素养。

3教学模式和教学方法的调整

根据我校现有的教学条件和有机化学实验的特点,我们对不同的实验内容,有目的地采用不同的教学方法,如一些基本操作训练的实验,通过视频的方式让学生预习和掌握。比如简单蒸馏操作和熔点测定操作,通过多媒体把实验所用仪器,注意事项,安装和拆卸实验仪器的顺序等一步一步的演示给学生看,然后同学们通过现场操作,掌握对蒸馏和熔点测定实验操作。对于设计性试验[6],我们告诉学生如何积极有效的查到自己想要的资料,要求学生根据学校实验条件和实验内容主动积极查阅文献,经过小组的讨论,写出实验方案,经老师审核通过才能进行实验,建立起了“教师指导与小组自主设计相结合”的实验模式,从而使学生领悟实验及科学研究的基本方法,强化了学生的独立思考的能力。

4考核体系的完善

公平合理的评价标准是衡量学生实验技能的重要指标,也是调动和激励学生学习积极性的一个重要方面。评价标准应兼顾实验的各个方面,坚持全程考核,并根据实验内容和要求进行合理赋分,才能客观全面考查学生的实验技能[7]。我们打破原来实验成绩主要根据实验报告成绩评定的方法,采用平时加期末、实验报告加操作的考核与考试相结合的方法,综合评定学生的实验课成绩。综合评定能够比较客观、公正、全面地评价学生,调动学生的自主性,激发学生的上课热情,提高学生的实验技能。平时成绩包括实验预习、实验过程和实验报告。预习主要通过预习报告和讲解来评价;实验过程包括实验操作、实验记录、纪律、卫生等;实验报告包括实验内容,实验数据的处理,实验结果的分析和讨论等。对实验操作的考核主要考查操作的正确性和规范性,弱化过分注重实验数据。期末成绩选取一次综合性实验,如溴乙烷的制备,乙酸乙酯的制备,乙醚的制备,涉及的操作有蒸馏、萃取、干燥等,采用笔试加操作的方式(笔试30%+实验操作70%)。笔试以当场完成实验报告的形成进行;学生根据实验题目,自己选择所需的仪器、设备和试剂,完成实验操作。老师根据学生所选仪器的正确性,操作的规范性以及实验报告给出期末考核成绩。实验成绩的考核以期末成绩和平时成绩各占50%进行。

5结语

进行有机化学实验教学改革后,学生的学习自主性和积极性有了一定的提高,实验操作能力有了增强,文献检索能力有了很大的提高,分析和解决问题的能力也有了很大的改善,同学们由被动进实验室到主动进实验室,同时学生的自信心和责任感也有一定的提高。同时参加广西高校大学生化学化工类论文设计竞赛和广西高校大学生化学实验技能竞赛的学生增多。有机化学实验教学改革毕竟是一项长期、系统的工程,要不断适应变化的形势和发展的理念,同时注意有机化学绿色化,需要我们进一步推进有机化学实验教学的深入改革,注重与后续相关课程的有效衔接,在实践中进一步优化和完善,切实提高有机化学实验教学的质量。今后,我们将继续推进有机化学实验教学改革的深入研究,关注有机化学实验的绿色化、微量化研究[8],注重培养学生的绿色化学和环保意识[9],同时积极吸取其他院校有机化学实验教学改革的成功经验,不断探索和改革,从而完善和优化有机化学实验教学体系。

作者:陈伟玲 陈兴田 高友君 钟星 单位:贺州学院食品与生物工程学院

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