生活情境在有机化学实验教学的应用

[摘要]介绍生活情景与有机化学实验基本操作的相通性，点燃学习有机化学实验的好奇心；启发引导学生将自己经历的生活情景在实验教学中应用，调动学生学习积极性，提升学习有机化学实验的兴趣；在综合实验中，师生共同探索生活情景在有机化学实验中的应用，感悟生活、感悟科学研究，训练学生科学的方法，激活学生科学思维，培养学生科学的精神和品德，提升创新能力和实践能力，提高有机化学实验教学质量。

[关键词]生活情境；有机化学实验；好奇心；兴趣；创新

戴安邦先生提出了全面的化学教育，强调化学实验教学是实施全面化学教育的最有效教学形式[1]。全面的化学教育，不仅要注重传授化学知识和技术，更应重视知识的探索过程和取得方法，通过实验训练科学方法和思维，培养科学精神和品德[2-3]。有机化学实验是化学类本科专业重要的基础实验课程，也是生物科学、环境科学、医学及药学等学科本科生必修专业课，因此，提高有机化学实验的教学质量既是适应时展的需求，也是实施全面化学教育的关键所在。有机化学实验的教学目的[4-5]是训练学生掌握实验基本操作技能，熟悉有机化合物的基本合成方法、分离提纯、结构与性质鉴定技术，培养学生独立思考、发现问题、分析问题和解决问题的能力以及创新能力，培养良好的实验工作方法和工作习惯，以及实事求是的科学态度。

哈佛大学教授何毓琦，在宁夏大学做的“决策和控制理论的基础及其在日常生活中的应用”报告中提出，最好的教育理念是教育学生，从而使学生掌握独立学习的能力，掌握提出问题而不仅仅是解决问题的能力。可见学生学会提出问题是培养学生各项综合能力的起点，是创新创业能力提升过程中核心。将生活情境与有机化学实验操作联系类比，使得学生学习有机化学实验具有亲近感，学生更乐于去求知、探索、思考、实践、创新，学生有更多的机会提出生活中和实验中的问题，进而用生活常识解决实验中的问题或者用实验的知识技能去解决生活中的问题，提高学习兴趣和效率，进而开启培养学生创新思维和创新创业能力大门。在学习的过程中融入生活情景，培养学生善于观察、认真思考、总结归纳、认知迁移、实践检验、创新思维、创新实践的科学方法和科学思维。进一步提高有机化学实验教学质量，培养高素质会生活的化学人才。

1点燃学习有机化学实验好奇心

有机化学实验的一个重要内容是合成新物质，如何合成、如何表征、有何用途？带着众多问题，走进课堂，充满好奇展开探索有机化学实验的创新之路。众所周知鲁班发明了锯子。据传鲁班在一次伐木的时候，手被草叶划一个口子，还渗出血。他摘下一片叶子，仔细观察发现，叶子的边缘长着锋利的齿。他用草叶的边缘在手背上轻轻一划，真的划破了手。他想能否做一个类似这种叶子的工具用来伐木，认真思考过后，多次试验，终于发明了伐木的锯子。另一个应用仿生学的例子是尼龙粘扣的发明。我们在草丛走过时，会在裤子上粘上一些球状的植物果实——苍耳。西方的一位有心人，发现这种现象以后，仔细观察苍耳，初看苍耳的外表面上是一些细小的尖刺，通过放大镜再细致观察，实际上刺的前端有小钩。这些带钩的小刺使得苍耳在我们走过草丛时可以挂在我们的裤子上。这位西方人士受到苍耳粘结现象的启发发明了尼龙粘扣。这两个在生活中经常会遇到的现象，对于普通人来说，仅仅是增加了生活的烦恼。而对于有心人来说，烦恼即为施展才华的机遇。他们细致观察，认真思考，勤于实践，勇于尝试，虽有困难，但是积极探索，敢于试错，终究利用自己的学习积累，创造出了变革型的新事物，改变或方便了人们的生活。屠呦呦于2015年10月，因为发现青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。她是如何提取到青蒿素的？关键的操作和突破口是什么？她综合应用了回流提取、蒸馏、减压蒸馏、重结晶和柱色谱等有机化学实验的基本操作，而且查阅资料，受古医术上一句话的启发，创造性的使用低沸点的乙醚作为提取溶剂，经过大量的试验、失败、再试验，终于成功提取到了青蒿素，为后续的研究奠定了坚实的物质保障。可见掌握有机化学实验基本操作和技能是可以大有作为的，以此点燃学生学习有机化学实验的好奇心，激发学习有机化学实验的兴趣，感悟科学研究的求真、严谨、创新、勤奋不懈、乐于协作的精神品德。

2提升学习有机化学实验兴趣

做好有机化学实验，作一个懂化学会生活的人。某个具体操作和生活情景类比，启发引导学生大胆的提出想法和创意，探索如何实践应用，从而调动学生学习积极性，提升学习有机化学实验的兴趣。与学生探讨如何做好有机化学实验？与生活情景的烧水煮饭具有相通性。如何做才能既煮了饭，又煮成可口的饭？用什么容器、加热的工具、煮多少水、用多少米、如何把水烧开、何时将米加入水中、需要多长时间、烧水煮饭过程中需要怎么操作，若有特殊情况怎么处理？等等一系列的事项，如何统筹考虑？饭后如何处理容器和器具等。烧水煮饭的过程需要认真准备，仔细劳作，全身心的投入方可成功煮出可口的饭菜。做好有机化学实验亦然。做好一个实验，要知道做什么实验、需要什么试剂和器材，涉及哪些基本操作、实验步骤如何、如何做好每一步、如果出现意外如何处理、实验结果如何、实验的收获如何、得到什么样的认识、如何处理实验中遇到了什么的困难(困惑)、对自己的启发是什么等？具体实验的具体问题，一环紧扣一环，使得学生在实验中独立操作，积极思考，提高学生的实验兴趣和注意力。实验过程中培养了独立思考能力，持之不懈形成习惯。重结晶实验中热过滤使用的菊花形滤纸折叠较不容易，但生活中纸扇子的折叠方法众人皆知。关于滤纸的折叠方法，书中描述方法较繁琐，不易学习，将纸扇子的折叠方法迁移到此处，轻松解决。具体操作为：先将圆形滤纸折成半圆形，沿着半径折叠约15°的小扇形，正折一次，反折一次，直至半圆形滤纸变为一个小的折叠扇子，此时将双层滤纸从中间撑开，即为类似于菊花形的滤纸。干燥剂的用量多少为最合适？由于在合成、分离洗涤、分液操作时的个性化差异，导致每人的产品中含水量不同，加干燥剂的量也就不同，如何准确判断所加干燥剂的量合适与否？类比于檫黑板时，粉笔灰落在手上，如果手是干燥的则拍拍手，手就干净了；如果手是湿润的，则需要洗手，手才会干净。边加干燥剂边摇晃瓶子，直到瓶壁上不再粘附干燥剂即可。通过类比生活情景，将生活小技巧迁移到繁杂的操作技能中化繁为简、化难为易。学生在实践过程中，将生活技巧迁移到实验中，不仅掌握基本操作，而且操作中加入了自己的创意，使得自己小有成就感，有了继续探索的好奇心，提升了学习有机化学实验的兴趣。实验结束，我们将学生的小创意、经验进行总结在并微信群署名公布，学生的成就感和自豪感油然而生。

3生活情景综合应用培养创新能力

在综合性实验中综合应用多种生活情景技巧，开创性的完成实验的各个环节，得到完美的结果。在生物碱提取实验的两个环节：提取和升华操作。提取操作中，类似于煮粥时防止粥糊锅底。提取的过程中，学生发现圆底烧瓶内出现固体附着在瓶壁上，随着实验的进行，固体会越来越多而且会炭化，造成提取得到的产品减少，烧瓶也不易洗干净。怎么办？通过观察发现，附着的固体为提取物，第一次虹吸前，瓶壁上没有附着物，第二次虹吸过程中，瓶壁上开始出现附着物，随着实验的进行，瓶内乙醇的量的减少附着物逐渐增多，并且会逐渐炭化。进一步的分析探索发现，开始析出的附着物，很容易通过轻微晃动装置使得烧瓶内的液体旋转(学生能够把握好晃动瓶子的力度和频率进而使溶液顺时针或者逆时针旋转，也会有小小的成就感)而溶解下来，所以，提醒学生在第一次虹吸完成以后，注意观察烧瓶内液体和瓶壁上附着物的变化，及时的晃动烧瓶，避免产品附着在瓶壁上进而碳化，影响产率和烧瓶洗涤的困难。

升华操作中，有一段过程类似于一个常见的水坑的水分挥发过程。室外下雨后形成的小水坑，雨停后水分逐渐蒸发，浑浊的水逐渐变成泥糊状、饼状、粉状，这个自然过程可能需要几天时间。而升华实验的蒸馏浓缩成糊状、烘焙成粉状，大约两个小时左右。模拟自然过程的发生，学生有了从事科学研究的感觉，进而积极主动的参与到学习实践和创新实践中。

总之，将生活情景与有机化学实验基本操作相类比，减少了实验的陌生感，降低了学习的难度，增强了学习的信心，好奇心的驱动下，对有机化学实验的兴趣得以提升，潜移默化的得到了科学训练，了解了科学研究方法，提高了科研和创新思维能力。最终有效的提高了有机化学实验教学质量！

参考文献

[1]戴安邦．全面的化学教育和实验室教学[J]．大学化学，1989，4(1)：1-7，30．

[2]戴安邦．实验教学是实施全面化学教育的有效形式[J]．实验室研究与探索，1994，3：1-5．

[3]陈荣三，杨震．戴安邦先生的化学教育思想[J]．中国大学教学，2018，6：44-46，70．

[4]李厚金，陈六平．有机化学实验教学方法探索与实践[J]．大学化学，2018，33(1)：7-11．

[5]曾和平．有机化学实验[M]．北京：高等教育出版社，2014第四版．

作者:朱瑞涛 王松 王慧辉 赵云 李好样 韩红斐 郭爱玲 单位:1.太原师范学院 2.山西中医药大学