李洪基
“有機化學實驗課程”是大學有機化學專業開設的基礎化學課程之一,這對培養有機合成和化學材料專業人才具有十分重要的指導意義。在大學學習期間,學生對有機實驗課的重視不夠及教學方法沒有及時改進導致教學效果不太理想。針對這種情況,學生不僅要好好學習大學有機化學課程,更要熟練掌握有機化學應用實踐方面的基礎知識,這對提高化學專業畢業學生的素質非常有利。
目前,大學有機化學實驗內容主要包括一些實驗基本操作,如:蒸餾、分餾、水蒸氣蒸餾和重結晶等實驗,目的是讓學生掌握分離有機化合物的基本手段;開設一些合成實驗,比如簡單烯烴、醚及酯類化合物的合成;另外,也設計了一些天然產物的提取實驗,以鍛煉學生的動手能力。這些傳統實驗教學經過多年實踐取得一定的教學成果,但是需要注意的是畢業生在走向工作崗位時出現一些不可避免的問題,即實際工作中常碰到化學專業的外語名詞或者概念時顯得有些不知所措。究其原因,認為學生在校學習期間忽略化學專業外語的學習和應用。針對這種情況,我結合多年實驗教學實踐認為有必要對化學實驗教學進行適當的改革。
常規的實驗教學比較枯燥、死板,教師一般先講述實驗原理(理論課也有介紹),其次講述試驗中的注意事項(包括安全及實驗成敗的關鍵點),其實學生就是重復課本實驗。調查發現實驗教學好像和現實生產沒有關聯,因此有機化學實驗課程開設的效果不太顯著。所以,激發與培養學生對有機化學化學實驗這門課程的學習興趣非常關鍵。為此,建議每周安排研究生把自身在科研中的體會向本科實驗教學中學生群體講解,包括實驗的思路和方法等;讓研究生講解化學實驗,強調化學專業外語的重要性。其中,最主要的是專業外語詞匯的引入,利用研究生的專業外語優勢,讓本科生了解化學專業外語詞匯是基礎,但是由于有機化學學科的特點,專業詞匯眾多,不可能面面俱到。我們可以根據教育部1999版大綱的要求讓學生掌握1000個與本專業有關的常用單詞,以及由這些詞構成的常用詞組,也可以從有機化學化學專業外語教學書籍及外文原版教材中選擇一些常用的專業詞匯。,例如:烷烴(alkane)、烯烴(alkene)、炔烴(alkyne)及醇(alcohol)等。還可以把平時做實驗所用儀器的英文表達部分列出,如圓底燒瓶(round-bottom flask)和試管(tube)等,更可以給學生講述一些學習的網站,如關于諾貝爾化學獎的介紹http://no-belprize.org/chemistry/。這種形式的學習,可以提高學生的學習興趣,擴大他們的知識面。
此外,在有機化學實驗教學過程中刻意向學生著重強調環保意識,養成良好的實驗習慣。比如,試驗期間冷凝水要盡量把流速控制到最低,廢液不能隨便倒進下水管,讓學生充分認識到“從自我做起”的必要性,最大限度地做到“三廢”對環境的零排放。在此,教師可以引入一個概念“綠色化學”(Green Chemistry),又被稱為“環境友好化學”或者“清潔化學”,是近年來才產生和發展起來的一門理論學科;其主要涉及有機合成、催化、生物化學及分析化學等領域。綠色化學的最大特點是強調原子經濟性,即在實驗開始就采用科學預防手段控制污染源頭。借助這樣一個機會讓學生在實驗中把產生的廢液進行分類回收,盡量做到循環利用。如在蒸餾試驗中或者柱色譜實驗中的乙醇裝于指定廢液瓶,可以通過簡單蒸餾進行循環利用,其實回收的乙醇可以制作堿桶。在其他實驗中若產生少量可燃的溶劑乙醚、二氯甲烷和乙酸乙酯等則可以將其合并,置于廢液桶及時處理掉,防止意外的發生。最近,天津化學品爆炸事件就給我們一個很好的教訓。在實驗教學中對綠色化學這一概念進行講解時,化學專業外語也可有意進行穿插講解。如介紹循環利用(recycle)、污染(pollution)、廢液(liquid waste)等常見的相關名詞,可以加深學生對綠色化學的印象,強化環境保護意識。除此之外,還適當向學生講解教學之外常使用的綠色有機合成手段,如微波合成、超聲波震蕩、球磨和光催化反應合成技術等。最后,實驗考核是實驗課的重要組成部分,也是對學生掌握基礎知識和操作水平的綜合客觀評價。在實驗課考核中,可以通過問答的方式檢查學生對有機化學實驗基礎知識的理解、掌握和運用情況;現場搭建實驗裝置可以檢查學生掌握有機化學實驗基本操作技能的情況,同時檢查學生處理、分析實驗數據及討論實驗結果的能力。
有機化學實驗教學改革是一項比較艱巨的任務,教師要不斷地進行探索和實踐,始終以增強有機化學實驗的教學效果為目標,但前提是教師需要在教學環節上花費大量時間設計實驗教學,激發學生的學習興趣,切實增強化學實驗教學效果。這樣通過具體的實驗教學改革措施努力使學生完全適應現實生產崗位的要求,成長為具有創新意識和創新能力的高層次人才。
參考文獻:
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[2]劉妍,楊富巍,龍世佳,趙素瑞,高錦章.參與式教學在化學專業英語教學中的應用.化工高等教育,2008,5,102.