王彩榮
(長治學院 化學系,山西 長治 046011)
改革有機化學實驗教學 培養學生綜合能力
王彩榮
(長治學院 化學系,山西 長治 046011)
文章從教學內容、教學方法、教學評價等方面對有機化學實驗教學進行改革探索,以進一步提高課堂教學質量,培養學生的綜合能力。
有機化學實驗;教學改革;綜合能力
有機化學實驗是一門重要的基礎實驗課,是高等學校化學專業教學體系中一個必不可少的教學環節。它的任務是使學生掌握有機化學實驗的基本操作技能,鞏固和加深有機化學基本理論,培養學生實事求是的科學態度,良好的實驗習慣和理論聯系實際的工作作風,提高學生分析問題和解決實際問題的能力[1]。我校有機化學實驗是在大二全年開設的,共計104學時,使用教材是曾昭瓊主編的《有機化學實驗》(第三版)。目前的有機化學實驗教學實踐過程存在著許多問題和矛盾,很大程度上制約了學生學習積極性和主動性的發揮,不利于學生分析問題和解決實際問題的能力。這種現狀不利于當代大學生綜合素質的提高,也不符合“創新型人才”培養目標的要求[2]。因此在有機化學實驗中開展教學改革成為必要。文章結合多年教學實踐,從教學內容、教學模式、教學評價等方面對有機化學實驗教學進行改革探索,以進一步提高課堂教學質量,培養學生綜合能力。
目前有機化學實驗內容驗證性實驗較多,綜合與設計性實驗較少;基礎性實驗較多,應用性實驗較少。為了培養學生的實驗操作技能,筆者主要從以下三個方面著手對實驗內容進行優化組合。
在有機化學實驗教學實踐中,基本操作實驗除教材中列出的基礎訓練外,還可以適當增加具體的內容和難度,或在化合物的制備實驗中有針對性的進行訓練,從而鞏固學生的基本操作技能。如在熔點測定實驗中,除通過測純樣品的熔點來掌握毛細管法測定熔點的操作外,還可以要求測定混合物樣品和未知樣品的熔點;在選樣時應盡量選擇實驗常用原料或自己制備出的產品,既增加了實驗的難度、鞏固了測定熔點的基本操作,也使學生對試樣產生感性認識,將所學理論與實際應用相結合。在環己烯的制備和乙酰苯胺的制備中有針對性進行分餾操作的訓練;在1-溴丁烷的制備實驗中,可以增加對產品進行折光率測定的基本操作,這樣使學生在熟練基本實驗技能的基礎上,進一步掌握該基本操作的實際意義所在,培養了學生解決實際問題的能力。
在有機化學實驗課教學過程中,應適當壓縮驗證性實驗,將相關內容滲透到有機合成實驗中,用性質實驗來檢測或驗證合成產品是否符合要求。如在有機酸堿的制備實驗中,利用其自身的酸堿性進行進一步的分離和純化;環己烯、正溴丁烷的制備實驗里,增加了對官能團的檢驗內容;在乙酰乙酸乙酯的合成實驗中,對產品的烯醇式結構進行分析等。同時還應適當增加綜合性實驗的內容。綜合性實驗通常為多步連續合成,它涉及許多理論知識及實驗技能,實驗的每一步內容是環環相扣的,因而在實驗過程中要求學生必須認真思考、科學規劃、規范操作。這樣既能調動學生實驗的積極性、主動性,對提高學生綜合實驗能力有很大幫助。
設計性實驗是事先給定實驗目的、要求和條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗,有利于提高學生的科學思維方式和科學研究能力,是培養學生綜合能力的有效途徑。在現有實驗條件的基礎上,每學年開出一個設計性實驗項目,實驗教師根據實驗教學內容安排難度適當的設計性題目,要求學生去圖書館查閱資料,然后寫出具體的實驗方案,在通過小組討論并得到實驗教師的認可后進行。例如:開設阿司匹林的制備實驗,通過查閱文獻,讓學生了解阿司匹林的歷史、用途、及合成方法等內容,然后通過具體的原料及產物的性質去設計出完整的實驗方案。通過設計性實驗能夠實現以學生自我訓練為主的教學模式,鍛煉其思考、分析、解決問題的能力,培養創新思維和實際動手能力。
孟子曰:“事必有法,然后可成,師舍則無以教,弟子舍則無以學”。這句話充分表明教學方法的重要性[3]。
目前在有機化學實驗的教學中我們提出了“學生自學,教師導學”[4]的教學方法。首先要求學生查閱相關文獻和資料,作好實驗的預習工作,包含實驗目的、實驗原理、實驗藥品及儀器、實驗步驟的流程圖、實驗現象及結果預測和實驗評價等項。實驗課的講解以提問的方式進行,引導學生對實驗中的重點、難點進行討論,提出自己的想法。這樣一方面可以檢查學生的預習情況,同時也可鍛煉學生的語言組織和表達能力。在學生具體操作過程中,教師應嚴格要求,積極指導。密切觀察實驗操作過程,及時檢查和發現存在問題和錯誤,并通過啟發、交流等方式解決;對實驗過程中出現的未預見實驗現象和結果,教師應引導學生結合理論知識進行分析,這樣可以使學生充分理解反應機理,掌握操作過程的關鍵,提高實驗成功率。實驗結束后,教師應當針對本次實驗中或者實驗報告中存在的問題進行總結和點評,使學生的實驗基礎知識和實驗技能得到進一步的鞏固和強化。
在實驗教學中,應培養學生樹立綠色化學理念,指導學生充分利用資源,真正實現零排放和零污染,在無毒的原料、催化劑、溶劑等條件下獲得環境友好的產物。為達到這個目標,我們將從兩個方面著手。(1)盡量少用試劑,達到實驗目的。性質實驗中,要求學生只要能看到實驗現象就可以,事實證明用量過多反而影響實驗效果。合成實驗中,根據學生的實驗能力,減量至合成出1-2克左右產品的用量即可。在試劑的選用方面,能用低級純就不用高級純,能用水合試劑的就不用無水試劑,用盡可能小劑量實驗,來體現綠色化學的思想。(2)進行微型化學實驗是實現綠色化的另一途徑。微型化學實驗是以微小量的試劑,在微量化的儀器裝置中進行的實驗,其試劑用量是常規實驗的1%~10%。微型化學實驗的優越性主要表現在試劑用量、輔助材料用量、水電消耗量大大減少,從而降低了實驗成本,且使爆炸、燃燒、中毒等事故發生的可能性相應減少,提高了實驗的安全性;又由于實驗中產生的三廢少,可以改善了實驗環境,極大地減少了實驗過程對環境的污染。總之在有機化學實驗教學中倡導綠色化理念,不僅加強了學生實驗操作技能,而且益于培養學生的環保意識。
在我校以往的有機實驗教學中,學生的最終成績由平時成績(50%)和期末考核成績(50%)兩部分組成,在評定中重理論考試,輕操作考核,重期末考核,輕平時考核,且平時成績主要參考實驗報告評定,主觀性強,缺乏客觀標準。實驗成績并不能全面客觀地反映學生的實驗習慣,實驗基本知識掌握情況,以及實驗操作能力和實驗過程中分析問題、解決問題的能力,不利于學生學習的積極性和主動性的培養。
目前我們對學生實驗成績考核、評定辦法進行了改革。首先將實驗成績的兩部分內容,即對平時實驗成績和期末實驗成績的比例進行了調整,平時成績所占總成績的60%,操作考試成績占總成績的比重調到40%。其次,將每一部分考核的內容和方法調整。平時成績包括出勤率(10%)、實驗預習情況(20%)、實驗操作過程(30%)和實驗報告(40%)四部分,每一個實驗的各個環節都應及時客觀的進行評價;期末實驗成績包括理論考核(40%)和實驗操作考核(60%)。理論考核內容包括實驗基礎知識、基本概念及實驗的原理及課后思考題等;實驗操作考核任課教師選擇幾個綜合性較強的實驗,要求在規定的時間內按照要求獨立完成實驗操作,老師制定相應的實驗操作考試評分細則對學生操作的規范性、科學性及熟練程度進行評價。這種考核方法能較為全面、客觀、真實地反映學生對基礎知識的掌握情況、實驗動手能力及創新實踐能力。
通過實驗考核方法的改革,能夠使學生對實驗的每一個環節都認真對待,而不是僅注重實驗結果和實驗報告。實驗操作的考核改變了過去單純理論知識的測試,將學生的知識、能力、態度、方法等方面從多方位評價。這種考核體系既保證了實驗成績評定的客觀性和準確性,激發了學生的學習熱情,提高了教學質量,同時也有利于學生綜合能力的培養。
[1]曾昭瓊主編.有機化學實驗[M].北京:高等教育出版社,2000,(3):69.
[2]王克勤主編.化學教學論[M].北京:科學出版社,2006,(1):234.
[3]江西省人事廳出版.創造性思維與創造力開發,163-169.
[4]張永華,郭長彬等.在有機化學實驗教學中培養學生的創新能力[J].首都師范大學學報(自然科學版),2007,(12):88-91.
[5]汪朝陽,李景寧.大學化學教學中綠色化學教育滲透[J].大學化學,2001,16(2):19-24.
Reinforcing Undergraduates'All-round Ability through Reforming Organic Chem istry Experiment Teaching
WANG Cai-rong
(Department of Chemistry Changzhi University,Changzhi Shanxi 046011)
In the paper,improvements including teaching methods,contents and assessmentmethods for the subject have been implemented.Quality of teaching is improved and undergraduates'all-round abilities are better developed.
organic chemistry experiment;teaching reform;all-round ability
G642.423
A
1673-2014(2011)05-0095-03
2011—06—08
王彩榮(1970— ),女,山西長子人,講師,碩士,主要從事有機化學及有機化學實驗方面的教學與研究。
(責任編輯 王璟琳)