高校有機化學(xué)實(shí)驗教學(xué)研究論文
有機化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的學(xué)科。有機化學(xué)實(shí)驗課程也是化學(xué)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)必修課程。它是一門(mén)實(shí)驗實(shí)踐課程，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗實(shí)踐學(xué)習，一方面可以更深刻的認識有機化學(xué)中的基本概念和基本理論知識，另一方面還可以培養創(chuàng )新實(shí)踐能力。因此，有機化學(xué)實(shí)驗課程是一門(mén)理論教學(xué)不可替代的課程［1－2］。通過(guò)對我院有機化學(xué)實(shí)驗課程長(cháng)時(shí)間的觀(guān)察與分析，我們發(fā)現有機化學(xué)實(shí)驗課程與我們的培養目標還存在一定的差距。今年我院舉辦了實(shí)驗技能競賽，從競賽的過(guò)程中反應出許多的問(wèn)題，如學(xué)生實(shí)驗基本操作技能不扎實(shí)、知識遷移能力不足、缺乏創(chuàng )新等。學(xué)生的問(wèn)題折射學(xué)校教學(xué)的問(wèn)題，因此我們一致認為有必要對我院有機化學(xué)實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行改革。
1有機實(shí)驗教學(xué)存在的問(wèn)題
目前我們的有機化學(xué)實(shí)驗課程總課程主要分為兩類(lèi):基礎有機化學(xué)實(shí)驗和有機物制備，課程分兩個(gè)學(xué)期完成。此外還開(kāi)設了綜合實(shí)驗和精細品化工實(shí)驗(專(zhuān)業(yè)選修課)。從課程的安排可以看出，第一學(xué)期主要培養學(xué)生的基本實(shí)驗操作能力，然后在掌握好基本操作之后將其融入到有機物制備的實(shí)驗項目中鞏固練習。第二學(xué)期課程基本為有機物制備。根據長(cháng)時(shí)間觀(guān)察以及和學(xué)生的交流，我們發(fā)現，95%以上的學(xué)生一開(kāi)始接觸有機化學(xué)實(shí)驗時(shí)興趣濃厚，積極性高;然而，一學(xué)期下來(lái)對有機化學(xué)實(shí)驗還保持著(zhù)濃厚興趣的學(xué)生比例大幅度下降。學(xué)生對有機化學(xué)實(shí)驗逐漸失去興趣的原因主要有以下幾個(gè)方面:①性質(zhì)實(shí)驗時(shí)，有機物氣味太刺激;②部分實(shí)驗時(shí)間過(guò)長(cháng)，如柱色譜;③制備實(shí)驗很辛苦，經(jīng)常還產(chǎn)率較低甚至失敗沒(méi)有產(chǎn)品等。實(shí)驗指導老師經(jīng)過(guò)觀(guān)察教學(xué)發(fā)現以下問(wèn)題:①學(xué)生基本照方抓藥，學(xué)生都是“聽(tīng)話(huà)”的學(xué)生，缺乏自主思考能力;②學(xué)生過(guò)于謹慎膽怯，不敢大膽創(chuàng )新［3］;③實(shí)驗裝置安裝好后，大部分學(xué)生缺乏觀(guān)察記錄實(shí)驗現象以及實(shí)驗探索思考的習慣等。無(wú)論是從學(xué)生還是老師的角度我們都發(fā)現現行有機化學(xué)實(shí)驗教學(xué)存在很多的問(wèn)題。這些問(wèn)題日益突顯，導致無(wú)法達到我們的教學(xué)培養方案。因此，是時(shí)候對我們的有機化學(xué)實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行深刻的反思了。
2有機實(shí)驗教學(xué)改進(jìn)措施
2.1傳統實(shí)驗教學(xué)與先進(jìn)儀器教學(xué)相結合
目前，根據調查發(fā)現高校有機化學(xué)實(shí)驗內容安排陳舊［4］，部分“經(jīng)典”實(shí)驗開(kāi)設幾十年未變。如b型管法測定物質(zhì)熔點(diǎn)，在該實(shí)驗中用硫酸作為導熱介質(zhì)，升溫至上百攝氏度再降溫再升溫，如此平行做9次。該實(shí)驗耗時(shí)較長(cháng)，并且學(xué)生基本處于等待降溫，學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味，硫酸使用量大且溫度高，實(shí)驗過(guò)程危險系數較大，實(shí)驗結束后廢硫酸處理難度大。然而，隨著(zhù)科技的發(fā)展，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中更多的使用現代先進(jìn)儀器，熔點(diǎn)測定主要采用熔點(diǎn)儀，方便快捷，實(shí)驗誤差受操作者影響較小。因此傳統b型管法測定物質(zhì)熔點(diǎn)可以由熔點(diǎn)儀代替，并且該實(shí)驗可以整合在有機物制備實(shí)驗中，學(xué)生做出的產(chǎn)品使用熔點(diǎn)儀測定熔點(diǎn)，學(xué)生更容易接受先進(jìn)技術(shù)，從而調動(dòng)學(xué)生實(shí)驗的積極性。再比如，在制備實(shí)驗過(guò)程中有時(shí)需要蒸餾除去溶劑，傳統方法需要學(xué)生搭建蒸餾裝置，而現代先進(jìn)設備旋轉蒸發(fā)儀能代替傳統蒸餾方法，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中也是多數使用旋轉蒸發(fā)儀除去溶劑。采用先進(jìn)儀器教學(xué)相結合培養出的學(xué)生能更快的適應現代科技生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程。
2.2實(shí)驗課程時(shí)間優(yōu)化
學(xué)生反映有機實(shí)驗課持續時(shí)間過(guò)長(cháng)，導致有機化學(xué)實(shí)驗課時(shí)過(guò)長(cháng)的原因主要有以下兩個(gè)方面:①實(shí)驗開(kāi)始前，老師講解時(shí)間過(guò)長(cháng)。一般有機化學(xué)基本實(shí)驗操作的講授板塊分為實(shí)驗目的、實(shí)驗原理、實(shí)驗裝置、實(shí)驗過(guò)程及實(shí)驗注意事項等。根據調查，學(xué)生聽(tīng)課注意力集中時(shí)間一般在30～40min，超過(guò)這個(gè)時(shí)間段學(xué)生注意力開(kāi)始分散。因此實(shí)驗教學(xué)重點(diǎn)放在操作和注意事項上。根據問(wèn)卷調查，學(xué)生普遍認為實(shí)驗課只PPT教學(xué)，一堂課結束后，老師原理講太多而學(xué)生基本操作依然不會(huì );相比較而言，課堂中老師操作演示，演示過(guò)程中強調注意事項的教學(xué)模式更容易接受。②實(shí)驗過(guò)程中，常常反應時(shí)間就需要1～2h左右。通過(guò)觀(guān)察發(fā)現，這段時(shí)間學(xué)生大多數處于“低頭族”玩手機的狀態(tài)。傳統的實(shí)驗教法導致學(xué)生都是“聽(tīng)話(huà)的好學(xué)生”，缺乏主動(dòng)思考，不利于學(xué)生探索能力的培養。好的教學(xué)應該引導學(xué)生充分利用這段時(shí)間進(jìn)行問(wèn)題思考，一個(gè)有機物的制備也許可以有不同的實(shí)驗方案，為什么我們是按照教材編寫(xiě)的實(shí)驗方案來(lái)操作，而不是用其他的方案，這些問(wèn)題都是需要同學(xué)們探索思考的。實(shí)驗教學(xué)應該分階段采用不同的教學(xué)方法。在學(xué)生剛開(kāi)始接觸有機實(shí)驗時(shí)，對有機實(shí)驗的性質(zhì)不太了解，這個(gè)階段應該注意培養學(xué)生規范操作，讓學(xué)生掌握安全操作技能。隨著(zhù)學(xué)習的不斷加深，學(xué)生已經(jīng)掌握基本實(shí)驗操作，這個(gè)階段要注重培養學(xué)生思考探索能力。對于一個(gè)有機制備實(shí)驗來(lái)講，學(xué)生應該通過(guò)自主學(xué)習，主動(dòng)思考，初步完成實(shí)驗原料篩選，儀器裝置篩選，產(chǎn)物提出方案等方面。在這個(gè)階段，教師的作用就是指引學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗方案，而不是直接告知學(xué)生這個(gè)實(shí)驗的方方面面，造成學(xué)生按部就班完成實(shí)驗，把學(xué)生培養成為一個(gè)操作工。
3緊密?chē)@培養目標
教學(xué)的目標是培養人才，培養適應社會(huì )生產(chǎn)需求的人才［5］。教育培養出來(lái)的人才最終是要服務(wù)社會(huì )的，在服務(wù)社會(huì )中才能體現教育的價(jià)值［6］。盡管我校是以師范命名的高校，但我院是學(xué)科專(zhuān)業(yè)包含師范專(zhuān)業(yè)和應用化學(xué)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)。針對不同專(zhuān)業(yè)，我們的培養目標不同。對于師范專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，人才目標是培養出中學(xué)教師，有機化學(xué)基礎知識以及教師教學(xué)技能是主要培養方向。因此師范專(zhuān)業(yè)學(xué)生有機化學(xué)實(shí)驗具體項目可以側重于驗證性實(shí)驗，比如性質(zhì)實(shí)驗比例可以提高，通過(guò)性質(zhì)實(shí)驗學(xué)生對有機物化學(xué)性質(zhì)有更直觀(guān)深刻的理解，加深有機化學(xué)基本理論知識。此外增開(kāi)貼近生活的實(shí)驗，如藥物阿司匹林的制備，除草劑的合成等，這些實(shí)驗項目不僅能提高學(xué)生的學(xué)習興趣，還能給師范專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提供以后教學(xué)的素材。對師范專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)驗教學(xué)方式可以改變傳統實(shí)驗教學(xué)中的老師主講，學(xué)生聽(tīng)課然后學(xué)生實(shí)驗的教學(xué)模式。在實(shí)驗課程中可以給師范專(zhuān)業(yè)學(xué)生更多講課的機會(huì )。對學(xué)生進(jìn)行分組，讓學(xué)生通過(guò)預習實(shí)驗，制作講課文稿課件，然后每次實(shí)驗課讓學(xué)生先講解自己準備的實(shí)驗教學(xué)課件，其他同學(xué)提問(wèn)點(diǎn)評，最后老師對整個(gè)實(shí)驗統一指導把控。通過(guò)實(shí)驗教學(xué)課件的準備，學(xué)生需要查閱更多的資料，實(shí)驗預習更加充分，對所要進(jìn)行的實(shí)驗有更充分的預知性。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)自己講解實(shí)驗還練習師范專(zhuān)業(yè)學(xué)生講課技能，在一次課程中得到既教又學(xué)的目的。這樣的教學(xué)模式不僅可以大大調動(dòng)學(xué)生學(xué)習興趣和積極性，還緊緊圍繞著(zhù)我們的培養目標。對于應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，人才培養目標是實(shí)驗研究型人才，有機化學(xué)實(shí)驗基本操作和技能是主要培養重點(diǎn)。因此應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生有機化學(xué)實(shí)驗項目主要有機物制備實(shí)驗和綜合實(shí)驗。遵循教學(xué)中的循序漸進(jìn)原則，實(shí)驗項目先開(kāi)設有機化學(xué)實(shí)驗基本操作(如蒸餾、重結晶、薄層色譜、柱色譜等)然后開(kāi)設有機物制備實(shí)驗，最后提升到綜合實(shí)驗。對于應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)，學(xué)生的主要流向分為兩部分:一部分是在化工、制藥等公司做應用實(shí)驗員，另一部分進(jìn)入其他高校繼續攻讀研究生。這兩個(gè)流向均要求學(xué)生在有機化學(xué)實(shí)驗基本操作方面有過(guò)硬的本領(lǐng)。因此，在實(shí)驗項目開(kāi)設過(guò)程中，第一階段主要培養實(shí)驗基本操作技能。有機化學(xué)實(shí)驗基本操作不僅是有機制備實(shí)驗和綜合實(shí)驗的基礎，而且在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，有機化學(xué)實(shí)驗基本操作也是應用最廣的一種技能。在抓好基本操作這一關(guān)后，逐漸開(kāi)設有機制備實(shí)驗和綜合，將基本操作技能在有機物的合成實(shí)驗過(guò)程中得以鞏固練習。有機合成實(shí)驗項目的開(kāi)設也要注意同實(shí)際生產(chǎn)相結合。例如開(kāi)設一些簡(jiǎn)單藥物合成實(shí)驗，具體有阿司匹林、苯佐卡因等的制備。這種貼近生活生產(chǎn)藥物合成實(shí)驗的開(kāi)設能大大激發(fā)學(xué)生實(shí)驗興趣，讓實(shí)驗課程不再枯燥乏味。此外，對于應用化學(xué)專(zhuān)業(yè)還應該掌握一些特殊反應技能和特殊藥品處理方式，特殊類(lèi)型反應有微波反應、催化反應、高壓釜反應等，特殊藥品有鋁鋰氫、酰氯、鈀/碳等。在基本操作學(xué)習基礎上，進(jìn)一步拓寬學(xué)生的知識面。努力做到讓學(xué)生學(xué)得開(kāi)心，讓用人單位對學(xué)校培養出的學(xué)生滿(mǎn)意，朝著(zhù)“讀書(shū)的好地方，選才的好去處”的目標培養學(xué)生。
4結語(yǔ)
有機化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題是長(cháng)時(shí)間累積下來(lái)形成的，要想改善有機化學(xué)實(shí)驗教學(xué)中問(wèn)題，提高學(xué)生對有機化學(xué)學(xué)習積極性也不是一蹴而就的事情。目前，我們對有機化學(xué)實(shí)驗教學(xué)的思考與改進(jìn)也還處于初探過(guò)程中，我們將在今后的教學(xué)過(guò)程中不斷反思，努力改善，達到更高的人才培養目標。
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