高校化學(xué)實驗的教學(xué)改革

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摘要:在有機化學(xué)實驗的教學(xué)過程中不僅需要提高學(xué)生的動手操作能力，同時也需要調(diào)動學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。另外，通過有機化學(xué)實驗教學(xué)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的途徑之一;并可以通過有機化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗;實驗操作;教學(xué)改革

有機化學(xué)是一門實踐性很強的理工科基礎(chǔ)學(xué)科，因此在高校相關(guān)專業(yè)中普遍開設(shè)了有機化學(xué)實驗課程，與有機化學(xué)教學(xué)同步進行。通過有機化學(xué)實驗可以促進學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識解決實際問題的能力。然而，目前在有機化學(xué)實驗教學(xué)過程中暴露出來諸多問題尚未得到良好、有效的解決。例如，教學(xué)內(nèi)容的冗長與不斷壓縮的學(xué)時之間的矛盾;學(xué)生在實驗過程中的許多操作過程不合規(guī)范;教學(xué)方式枯燥乏味導(dǎo)致學(xué)生被動接收，缺乏學(xué)習(xí)積極性;實驗過后"三廢"造成環(huán)境污染等。為解決這些問題，我們課題組一直在不斷探索改進，在此分享我們的一點心得。

1實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

1．1教學(xué)內(nèi)容的重組與融合

目前，有機化學(xué)實驗教材內(nèi)容依舊較為陳舊，與現(xiàn)實生活結(jié)合不緊密。有調(diào)查顯示，學(xué)生對于貼近生活的實驗更感興趣［1］。俗話說，興趣是最好的老師，由此可見設(shè)計貼近實際生活的實驗內(nèi)容是很有必要的。以色譜法的教學(xué)為例，教材中薄層色譜實驗內(nèi)容為偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離，根據(jù)Rf值來分離鑒別不同色素。由于對偶氮苯和蘇丹Ⅲ并不熟悉，學(xué)生對此部分內(nèi)容并沒有表現(xiàn)出強烈的興趣;并且偶氮苯是有低毒性的，且對水體污染較大;而蘇丹Ⅲ對人體肝腎也具有明顯毒性。我們對此部分教學(xué)內(nèi)容進行改革，在不改變基本教學(xué)大綱的基礎(chǔ)下，將該實驗與菠菜色素的提取和色素分離［2］。通過這一改動，學(xué)生的興趣被充分調(diào)動起來;另外，實驗原料換成菠菜葉后，大大降低了對環(huán)境的影響;同時，將兩節(jié)課的內(nèi)容融合到一節(jié)課中，減少了學(xué)時。

1．2有機實驗的綠色化

除了通過調(diào)整實驗內(nèi)容提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性之外，通過對實驗的綠色化，不僅有益師生的身體健康，也顯著改變了學(xué)生對有機化學(xué)實驗的“有毒”、“有害”的不良印象，同時培養(yǎng)了學(xué)生的綠色化學(xué)和環(huán)保意識［3］。實驗的綠色化，在于盡可能采用無毒無害的原料、催化劑和溶劑，上面提到的用菠菜葉中色素的分離替換原本的偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離的實驗，就是典型的有機實驗綠色化的體現(xiàn)。再比如，用“1－溴丁烷的制備”代替“溴苯的制備”實驗，避開或減少使用苯、溴等毒性較大的試劑。對于一些無法更換原料的實驗，應(yīng)當(dāng)嘗試減小實驗規(guī)模，爭取以最少的消耗完成教學(xué)目標(biāo)。在實驗過程中，應(yīng)遵循綠色化學(xué)的“5R”原則，即減量(reduce)，重復(fù)使用(reuse)，拒用(rejection)，回收(recycling)，再生(regeneration)。

2實驗教學(xué)方式的探索

2．1使用多媒體輔助教學(xué)

采用多媒體輔助教學(xué)的方法有諸多益處。首先，將部分使用或產(chǎn)生高毒副作用的教學(xué)實驗改用多媒體演示進行，可以減少有毒有害的物質(zhì)對學(xué)生的侵害［4］。其次，通過學(xué)生自己預(yù)習(xí)教材往往不能達到預(yù)期效果，學(xué)生很難掌握整個實驗過程，無法把握一些關(guān)鍵的操作，導(dǎo)致實驗失敗。俗話說，磨刀不誤砍柴工，在實驗開始之前，通過多媒體視頻或者動畫演示，學(xué)生很容易就抓住其中的一些關(guān)鍵步驟和需要注意的事項，例如藥品添加順序、反應(yīng)參數(shù)控制等，實驗結(jié)束時大部分學(xué)生都能成功完成實驗，提高了實驗效率，并且部分學(xué)生還提出了自己的想法，說明學(xué)生在主動思考，尋求新的解決方法，這有利于學(xué)生創(chuàng)新思想的培養(yǎng)。同時，實驗之前的視頻或動畫演示，也生動了課堂，使學(xué)生克服了畏難情緒。

2．2注重實驗操作能力的培養(yǎng)

通過近幾年的觀察，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍存在以下問題:實驗操作不規(guī)范，實驗態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，總結(jié)反思不深刻。為解決這些問題，我們不斷嘗試，摸索出了切實可行的解決方式。為了提高學(xué)生的實驗操作能力，在學(xué)生親自動手操作的實驗中，需要細(xì)分實驗步驟，將實驗分成一個個單元操作，向?qū)W生講述各單元操作的規(guī)范操作方式，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么要這樣操作，例如取用藥品時怎樣操作才能防止藥品污染，萃取過程中如何防止溶液乳化等。并在最終的考核中制定詳細(xì)的評分細(xì)則，根據(jù)學(xué)生的實際操作規(guī)范程度評分［5］。通過課堂上的觀察以及與學(xué)生的溝通我們了解到，學(xué)生在實驗過程中存在一些比較隨意的行為，例如藥品用量不精確，通過肉眼觀察或者估計等取樣;為了呈交"成功"的實驗結(jié)果，存在拼湊、偽造實驗數(shù)據(jù)等現(xiàn)象。為培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度，我們需要不過分重視實驗結(jié)果，而是強調(diào)實驗過程的細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)，才能引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)會從試驗的過程去推測產(chǎn)生該結(jié)果的原因，這樣才能有所收獲，并培養(yǎng)出學(xué)生做科研工作所必須的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度?？梢砸髮W(xué)生將在實驗過程中記錄的原始數(shù)據(jù)當(dāng)堂交給老師審閱并簽字，以此督促學(xué)生細(xì)心操作，如實記錄實驗。總結(jié)反思的基礎(chǔ)在于規(guī)范操作并詳實記錄實驗過程，所以實驗過程的嚴(yán)謹(jǐn)也是為總結(jié)反思做準(zhǔn)備的。為了能夠深入總結(jié)反思，學(xué)生需要提交一份規(guī)范的實驗報告［6］。要求學(xué)生按實際操作分步記錄實驗過程，而不是照搬照抄課本中的內(nèi)容?？梢砸髮W(xué)生在實驗報告上粘貼由老師簽字的原始試驗記錄。在實驗報告的最后，要求學(xué)生根據(jù)實驗過程和結(jié)果的記錄反思總結(jié)，若能提出自己的思想可以獲得額外加分。

3結(jié)語

有機化學(xué)實驗是化學(xué)、化工、制藥等相關(guān)學(xué)科的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，開設(shè)此課程的目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，科研創(chuàng)新能力等。隨著有機化學(xué)的發(fā)展，有機化學(xué)實驗課程的教學(xué)也需要順應(yīng)時代做出相應(yīng)改革。我們根據(jù)課時的劃分對實驗教學(xué)內(nèi)容做了相應(yīng)調(diào)整，對實驗內(nèi)容進行了重組與融合，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;針對目前環(huán)保問題的迫切性引入了有機化學(xué)綠色化的思想，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。另外，在有機化學(xué)實驗課程中引入多媒體輔助教學(xué)，幫助學(xué)生更加高效的學(xué)習(xí)，同時降低實驗過程中對學(xué)生健康的危害;針對學(xué)生的實驗操作能力不足、實驗態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)葐栴}探索研究，實施平時成績實驗操作評分、實驗記錄當(dāng)堂交由老師簽字的方法，以提高學(xué)生的實驗操作能力和改善學(xué)生的科研態(tài)度。

參考文獻

［1］趙瑛祁，王馨瑤，丁洪生，等．分析化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及改革發(fā)展新思路［J］．實驗室科學(xué)，2016，19(6):149－151．

［2］李好祥，馮軼雪．菠菜色素的提取與分離［J］．太原師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，3(3):64－66．

［3］易兵，譚正德，黨麗敏，等．微型有機化學(xué)實驗的綠色化教學(xué)淺探［J］．實驗室研究與探索，2011，30(10):139－141．

［4］刁小瓊，毛璞，楊亮茹．有機化學(xué)實驗教學(xué)模式改革研究［J］．廣州化工，2016，44(1):202－203．

［5］蘇文莉．有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的探索與實踐［J］．科教文匯，2014(285):45－46．

［6］張紅素，袁茂林，鄭志明．基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的思考與實踐［J］．實驗科學(xué)與技術(shù)，2015，13(6):113－115.

作者:王龍 朝飛 李永雙 李德瑩 陳衛(wèi)豐 胡為民 李德江 單位:三峽大學(xué)材料與化工學(xué)院