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概论有机化学实验教学

概论有机化学实验教学

1优化实验项目

选择具有代表性的实验项目,在实验项目的学习过程中,能更多的锻炼学生的动手操作能力,能更好的与理论教学结合起来,加深巩固学生在课堂中所学到的理论知识.实验项目的类型可以从演示性、验证性、综合性、设计研究及其它几个方面着手设计,由浅入深,由基本操作的学习到合成再到研究性学习,让学生能够循序渐进的掌握有机化学实验的操作及其科学研究的基本素养,培养学生解决实际问题的能力.有机化学实验常用教材有吴江主编的《大学基础化学实验》、兰州大学版的《有机化学实验》、黄涛主编的《有机化学实验》.以兰州大学版的《有机化学实验》为例,常见的演示性实验为有机化学实验的一般知识,包括实验室的安全,事故的预防、处理与急救;实验预习、记录和实验报告;常用装置图;仪器的清洗、干燥和塞子的配置;化学试剂的取用和转移;手册的查阅和有机化学文献简介.对于这一部分知识可以借助于多媒体教学,图文并茂地阐述,并配以操作演示,让学生在愉悦的学习环境中潜移默化的接受实验室的一般知识及其安全注意事项.常见的验证性实验为有机化合物物理常数的测定;固体有机化合物的分离与提纯;液体有机化合物的分离与提纯;萃取;色谱分离技术;鉴别结构的波谱方法.这一部分实验锻炼了学生的基本操作能力,为以后的合成研究性实验打下夯实的基础.综合性和设计研究性实验为有机化学实验中的重点教学内容,主要指有机化合物的合成实验及其天然物的提取实验,这一部分实验综合了课堂上学到的理论知识以及前面所掌握的基本操作,在一定的自我创新基础上合成出产品化合物.在这一部分的教学实验过程中,应注意充分调动学生的独立思考能力和创新能力,注意培养学生科学素养和科研能力.教师可以提前2-3周把实验题目及要求下发给学生,学生可以自行查阅资料,写出详细的实验预习报告,然后交予老师检查、修改,再在老师的指导下独立完成实验内容.但是实验结束后应让学生自我反思评价,最后教师应做总结,将常见的问题讲解分析.

2培养学生对有机化学实验的兴趣

努力激发学生的学习兴趣,使学生享受学习的乐趣,是化学教学的任务之一,也是减轻学生学习负担和提高课堂教学质量的有效途径.要想提高学生的兴趣,除了以自己的兴趣去感染学生以为,还应该阐述“有机化学”在学科专业中的重要地位.“有机化学”与“无机化学”、“分析化学”、“物理化学”并称为“四大基础化学”,它对后续专业课的学习起着至关重要的作用.化学专业学生毕业后就业或者升学,动手操作能力是必备的一个基础条件,是学生想要有所发展的基石,使学生重视有机化学实验,进而激发出学生的学习兴趣.另外,在每堂课的实验讲解应多穿插一些化学史和前沿动态,并且引导学生多多查阅相关资料,这样不但可以拓展学生的科学知识,提高学习兴趣,增强求知欲,更有利于培养学生的自学能力.

3注重实验教学中的安全教育

有机化学实验相对于其它实验危险性比较大,教学中会常使用到低沸点、易燃易爆、有腐蚀性、有毒、致癌的药品,会用到一些密闭性的装置和仪器,这些都是教学中的安全隐患.学生是未来的希望,国家的栋梁,但他们经验匮乏,知识系统性不强.所以教师在每个实验开始之前应该强调这个实验的安全注意事项,并将这些实验的安全注意事项成文成稿的印发给学生.教师可以介绍引起这些危险的原因和机理,让学生做实验时能够心中有数,明白究竟,最后能够举一反三.教师应该将教学中使用到的低沸点、易燃易爆、有腐蚀性、有毒、致癌的药品罗列总结并粘贴在实验室的墙上,要求学生在预习实验时查阅实验所需药品的物理参数,让学生自己通过资料的查阅了解药品中存在的危害.对于仪器的使用,应将仪器使用的注意事项及其安全注意事项成文成稿粘贴在仪器旁边,以备学生查阅.

4贯彻低碳环保、绿色和节约理念

有机化学实验是学生认识低碳环保绿色化学的基本途径,所以在有机化学实验的教学过程中应充分贯彻低碳环保和节约理念,教学中渗透低碳绿色化学内容,加强学生的环保绿色意识,具有极其深刻的意义.在实验教学中,教师应注意补充和介绍一些具有时代性并与低碳环保理念有关的内容,如绿色化学的定义和内涵;低碳生活与地球温室效应的关系.教师可以改进某些实验内容,以期达到节约和环保的目的.比如说在做某些合成实验时,若药品的危害性比较大,可以按比例减少药品的用量;在做熔沸点的测定时,可以选择低熔点的物质萘,这样就可以将加热介质浓硫酸换成水,减少了浓硫酸的危险和污染;在做萃取实验的时候可以将课本中的萃取剂乙醚换成乙酸乙酯,因为乙醚沸点低、用量大、渗透性很强、有毒而且危险,而乙酸乙酯毒性低、污染小、萃取能力强、分层速度快、现象明显、操作简单.在实验过程中应注意资源循环使用,比如说让低年级的学生用上一年级制备的乙酰苯胺做重结晶及过滤实验;学生自己做的乙酸乙酯进而可以做萃取实验;实验中产生的三废,不允许直接排入外界,应分门别类地做好废物回收再利用,尽量做到除产品外的零排放.在实验教学中,注重学生节约用水和节约用电的教育,因为水和电是每个实验的必需品,节约了水电,也就间接的体现了绿色化学的思想,也就减少了水电生产过程中的污染,而水电也是生活的必需品,学生也能将这一思想用到生活中,更能体现绿色思想的应用.在实验过程中,应该减少学生重取药品、重做实验的情况.虽然有机化学实验中学生所用的药品、用量和反应条件完全一样,但是出来的实验现象和实验结果可能会完全不一样,所以有的学生觉得自己做的不正确,担心不能合成出产品,所以重做.但是这完全是没有必要的,教师应该耐心地向学生解释,出现差异性是必然的结果,开始现象不对,不一定结果比其他同学差.教师可以引导学生思考实验现象出现差异性的原因,培养学生分析解决问题的能力.

5尽量多的介绍专业词汇

目前,随着全球一体化步伐的加快,以专业英语作为工具获取知识的能力必将成为择业和就业的强有力武器.在实验教学过程中常涉及到具体的操作演示以及仪器的实物介绍等,所以较多地介绍专业词汇是比较容易让学生接受的.教师可以通过中英文穿插的方式讲解实验,对于实验中经常出现的玻璃仪器,如锥形瓶(beakerflask)、蒸馏头(distillationhead)、三颈瓶(three-neckflask)、冷凝管(condenser)、球形回流管(Ballreturnpipe)等,要求学生尽快记住它们的中英文名称,但需注意循序渐进,由中文名称到英文名称,由简单到复杂的学习.在学期结束时,可以安排开放实验的讨论,让学生用英文交流讨论实验方法及改进、讨论实验现象及原因、分析数据得出结论、讨论实验成功或者失败的原因.将这一部分讨论也列入期末考试的一部分,这样将更有效的提高学生的英文口语及写作能力,而且积累了很多专业词汇,为进一步的学习打下牢固的基础.

6对学生提出严格的要求

学生的自控能力有限,自我的学习方法还未形成,避免学生人浮于事,为了实验而进行实验,在实验教学中应对学生提出严格的要求.首先课前让学生写实验预习报告,把它作为评价实验平时成绩的一个重要指标.预习报告需要写出实验原理及其可能出现的实验现象、查阅相关物质的物理参数、提出问题,让学生带着问题做实验,这样不仅可以使学生知道怎么做,还可让学生懂得为什么要这么做.其次,教师在实验过程中应认真负责,及时发现并纠正不正确的操作,讲解错误操作可能带来的危害,反复强调常见错误,如若屡次不改应给予惩罚.再次,要求学生独立完成实验报告,以巩固理论知识并培养学生的分析总结能力,但应严防抄袭.最后,若学生实验失败,应详细写出失败原因,并给出合理的解释.

7建立有效的评价、考核方法

大多数的实验考核主要是由平时成绩和期末指定实验操作考核两部分构成,这些考核的实验项目是完全相同的,操作也是可以互相模仿的,所以这种考核方法是体现不出学生的水平,而且很大程度上挫伤了学生学习的积极性.为了改变这种局面,建立有效的评价、考核方法,对学生进行较为全面的考核是非常重要的.可以对学生进行分组,每组人数不必太多,十个学生左右即可,实行教考分离原则,注重实验内容和基本技能操作两个方面的考核,考试采用口试和基本操作技能考试相结合的方式.基本操作技能和口试成绩的比例可以视具体情况而定,他们相辅相成,基本操作技能主要是指学生对指导教师所指定实验项目的操作规范、熟练程度等;口试考试在操作过程中进行,即教师随机提问,包括有机实验安全知识、实验原理、实验仪器设备、基本操作和实验装置方面的理论性和技术性问题、以及实验安全注意事项等.这样不仅全面考核了学生的实验操作技能及其基本知识,而且还可以检查教学目的的实施情况,反馈教学成果.

8实验教师要不断自我提升

作为教书育人的教师,在育人的过程中要思考,通过自己的教授能够给学生留下哪些终身受益的东西,而现在的网络发达,信息的传播速度快,所以教师在教学过程中要不断充实自己,应将每个实验的基本教学知识把握清楚,应将实验中可预见的一切问题未雨绸缪,还应拓展知识将最新的科研成果贯穿到实验教学中去,激发学生的学习兴趣,保证学生的实验安全.实验教师应该参与科研工作,这不仅能更新自己原有的知识,而且能够了解化学的发展以及相关领域的最新进展,并把这些信息融入到实验教学中,以弥补在教材中缺乏对实验背景知识及相关领域进展介绍的不足.兰州大学版的有机化学实验书对实验药品、用量和实验步骤都叙述相当详细,学生常常依葫芦画瓢,只能获得一些表观印象.但实际上有机化学实验能非常有效的锻炼学生的实验操作能力,而且还能培养学生的科学素养.教师可以在实验课堂上的前半个小时的讲解中穿插科技前沿知识,这样不仅能够更新教学内容,使科研与教学有机的结合起来;而且还可以拓宽学生的知识面,增强学习兴趣.除此之外,教师在实验过程中应该引导学生独立思考,让学生观察记录实验现象,提出问题,分析原因,得出结论,培养学生的科学思维能力.如在做乙酰苯胺的制备实验中,可以介绍其在医药方面的应用,稍带讲解最新的退烧药尼美舒利替代品(呱西替柳干混悬剂);在做乙酰水杨酸的制备实验中可以讲解乙酰水杨酸的发现史及其应用价值,提出开放式问题,为什么解热镇痛药要用乙酰水杨酸代替水杨酸;在做从茶叶中提取咖啡因的实验时,让学生自己查阅资料详细叙述脂肪提取器的原理及其使用方法,并分析脂肪提取器的优点.但所有这些仅仅是为实验教学提供服务,不可喧宾夺主大幅度展开讨论,否则会影响实验教学的进度.

9小结

通过教师的不断提升,实验教学方法和教学技巧的不断完善,在教学过程中严格遵守以上教学原则,使实验教学丰富实用,辅助理论教学,跟实践紧密联系,着重培养学生的动手操作能力,培养学生的科学素养和科研能力,最终为社会培养出合格优秀的毕业生。

作者:田婧单位:宜宾学院实验与教学资源管理中心