高校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革新模式
時間:2022-07-22 11:00:30
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摘要:“有機(jī)化學(xué)”是高校生物、醫(yī)學(xué)、化工這3個專業(yè)在校大學(xué)生的專業(yè)必修課和基礎(chǔ)課,“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實驗”課程研究是高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)研究過程中的重要環(huán)節(jié)。要加快實現(xiàn)新理念課程標(biāo)準(zhǔn)和新要求下的有機(jī)化學(xué)綜合型專業(yè)人才培養(yǎng),就必須加快改革高校傳統(tǒng)的“有機(jī)化學(xué)綜合實驗”教學(xué)管理模式,以“應(yīng)用”和“綠色化學(xué)”為教學(xué)主題,加強(qiáng)“有機(jī)化學(xué)綜合實驗”教學(xué)管理和改革,激發(fā)廣大學(xué)生的實踐自主性、創(chuàng)新意識和主觀能動性。
關(guān)鍵詞:有機(jī)化學(xué);優(yōu)化改革;應(yīng)用性
1高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)改革的重要性
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展,高校有機(jī)制的教學(xué)資源迫切需要成為專業(yè)、全面型科學(xué)技術(shù)管理人才的培養(yǎng)動力源,以適應(yīng)當(dāng)前教育市場的發(fā)展趨勢。在這樣的時代背景下,高校教師更應(yīng)該把加強(qiáng)培養(yǎng)廣大學(xué)生的實踐能力作為主要的教學(xué)目標(biāo),讓廣大學(xué)生把理論知識與實踐活動結(jié)合起來,創(chuàng)造新穎、實用、有趣的實驗實踐教學(xué)課堂。高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)改革的重要性日益突出,主要體現(xiàn)在以下方面。
1.1改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的基本實驗技能
“有機(jī)化學(xué)綜合實驗”課程教學(xué)模式的改革主要是對高校學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識的逐步拓展和有效延伸,使化學(xué)基礎(chǔ)知識的教學(xué)內(nèi)容更加復(fù)雜和具體。大學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)的實驗理論知識開展各種化學(xué)實驗,熟練掌握實驗中的相關(guān)操作技能和技巧,選擇合適的有機(jī)合成物、分離物的純化法、分析法和鑒定實驗方法,掌握各種典型合成有機(jī)反應(yīng)物的化學(xué)原理,深化對各種典型有機(jī)合成反應(yīng)的認(rèn)識和理解[1]。
1.2改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)觀念,發(fā)展學(xué)生的綜合能力
以往的教學(xué)大多由教師主導(dǎo),學(xué)生只能聽教師的安排,容易對教師的教學(xué)產(chǎn)生錯誤的認(rèn)識。隨著學(xué)校實驗教學(xué)的不斷改革,教學(xué)的根本目的是以學(xué)生實踐為基礎(chǔ),采用有趣的實驗教學(xué)方法,讓學(xué)生積極參與實驗教學(xué)的討論過程,提高學(xué)生的綜合發(fā)散思維和自主創(chuàng)新能力。不同于其他學(xué)科,化學(xué)中的實驗問題具有強(qiáng)大、不可逆的預(yù)測性,這就必然要求教師和全體學(xué)生采取適當(dāng)?shù)拇胧?,解決遇到的問題,并靈活運(yùn)用化學(xué)知識。
1.3規(guī)范學(xué)生的基本操作
要不斷提高有機(jī)化學(xué)實驗操作的嚴(yán)謹(jǐn)性,“有機(jī)化學(xué)實驗”教師要嚴(yán)格按照實驗操作技術(shù)規(guī)范進(jìn)行實驗教學(xué),培養(yǎng)廣大學(xué)生的良好實驗習(xí)慣,避免學(xué)生在實際操作過程中出現(xiàn)錯誤操作。在以往的課堂教學(xué)中,學(xué)生未能完全掌握實驗原理,也不熟悉實際操作步驟,經(jīng)常出現(xiàn)錯誤的操作甚至造成安全事故。
2我國高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1“有機(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)模式相對被動
目前,我國高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”的授課習(xí)慣是在開展實驗前對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)、詳細(xì)的講解。從需要使用的藥物、儀器開始,到每個步驟可能出現(xiàn)的化學(xué)現(xiàn)象、原理以及原因。在稍顯復(fù)雜的驗證性實驗課程教學(xué)中,教師會及時結(jié)合以往的實驗教學(xué)經(jīng)驗,預(yù)測學(xué)生在實際操作過程中可能遇到的問題。因此,學(xué)生往往強(qiáng)制記憶和被動接受實驗教學(xué)的主要內(nèi)容和過程,很難真正激發(fā)出實踐自主性、創(chuàng)新意識和主觀能動性。
2.2“有機(jī)化學(xué)實驗”創(chuàng)新教學(xué)目標(biāo)不明確目前,在新課程改革的要求下,我國高校一直把培養(yǎng)創(chuàng)新思維作為實驗教學(xué)改革的目標(biāo),而高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)往往無法實現(xiàn)這一目標(biāo)。歸根結(jié)底是因為,部分高校的化學(xué)教師沒有明確“有機(jī)化學(xué)實驗”的重要性以及對教學(xué)改革的發(fā)展方向認(rèn)識不足。在高等教育中,大多數(shù)教師只是為了完成教學(xué)任務(wù)而教學(xué),對“有機(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)沒有正確的認(rèn)識。
2.3“有機(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)的評價體系單一
隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,高校實驗教學(xué)的硬件和軟件設(shè)施、設(shè)備已不能充分適應(yīng)當(dāng)前高校實驗教學(xué)的快速發(fā)展,學(xué)生的實驗環(huán)境已經(jīng)得不到有效保障。實驗教學(xué)儀器的單一性,導(dǎo)致許多實驗教學(xué)處理過程過于簡單機(jī)械,學(xué)生甚至有隨意篡改實驗數(shù)據(jù)等行為,造成“有機(jī)化學(xué)實驗”的綜合評價指標(biāo)形同虛設(shè),不能客觀地評價學(xué)生的實際科學(xué)素質(zhì),難以達(dá)到“有機(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)改革的根本目標(biāo)。
3高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)改革新模式
3.1提高學(xué)生實驗操作的基本能力
學(xué)生通過學(xué)習(xí)“有機(jī)化學(xué)實驗”的重結(jié)晶、蒸餾、分餾、回流、萃取、液相分離等基本操作[2],制作、分離和鑒定有機(jī)化合物等更復(fù)雜的體系,在實際操作中查找問題及其出現(xiàn)的原因,再找到解決問題的方法,提高實驗操作的基本能力。如果沒有良好的基本操作技術(shù)作為基礎(chǔ),就不能順利開展有機(jī)化學(xué)實驗。因此,必須重視基礎(chǔ)化學(xué)實驗以及化學(xué)基礎(chǔ)操作知識與技能的學(xué)習(xí),這也是“有機(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)的核心內(nèi)容。實驗時,教師要經(jīng)常檢查學(xué)生的實驗操作是否符合規(guī)范要求,并及時糾正;對于實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和原因,督促學(xué)生及時做好實驗記錄。為培養(yǎng)學(xué)生務(wù)實、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度,教師應(yīng)在實驗結(jié)束后,查看實驗記錄及實驗結(jié)果,給出實驗評價。與此同時,學(xué)生在實驗結(jié)束后,要清洗所用的儀器設(shè)備,經(jīng)教師檢查確認(rèn)后,方可離開。教師安排的實驗項目,不僅要能培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)技能,還要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。重視“用腦做實驗”,注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。所以,在做實驗之前,老師一定要要求學(xué)生先寫一份實驗相關(guān)報告,鍛煉學(xué)生的思維能力。在實際教學(xué)過程中,隨機(jī)挑選實驗報告論述準(zhǔn)確的學(xué)生講解步驟,包括闡述實驗?zāi)康摹嶒灛F(xiàn)象及其原理。同時,對報告不準(zhǔn)確的學(xué)生進(jìn)行糾正指導(dǎo),并演示實驗的操作細(xì)節(jié),加深學(xué)生的理解。
3.2利用多媒體輔助教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
多媒體輔助有機(jī)化學(xué)實驗?zāi)軌驇Ыo學(xué)生可視化、多樣化的學(xué)習(xí)體驗。這種教學(xué)方式能夠非常生動地呈現(xiàn)實驗裝置的操作流程以及實驗現(xiàn)象,使學(xué)生更加了解實驗,進(jìn)而提高實驗教學(xué)的效果[3]。因此,教師應(yīng)該多使用多媒體進(jìn)行教學(xué),提高實驗教學(xué)質(zhì)量。尤其是對一些危險性比較高的實驗,學(xué)生通過多媒體了解實驗原理、實驗裝置、實驗步驟、實驗現(xiàn)象等,不僅可以完成學(xué)習(xí)任務(wù),還可以規(guī)避風(fēng)險。采用多種現(xiàn)代教學(xué)技術(shù),包括視頻、虛擬三維動畫、2D圖像增強(qiáng)現(xiàn)實等,生動、全面地展示實驗教學(xué)過程,使學(xué)生在獲取豐富的實驗信息的同時,對實驗操作過程也有了直觀的感受和清晰的認(rèn)識,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望。
3.3將現(xiàn)代分析手段引入綜合性實驗,監(jiān)測跟蹤反應(yīng)進(jìn)程
在實驗過程中引入傅里葉變換紅外光譜儀、核磁共振光譜儀等大型儀器,幫助學(xué)生了解合成產(chǎn)品[4]。為了保證學(xué)生所學(xué)內(nèi)容的完整性,盡量選擇和學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的實驗項目,這樣不僅能彌補(bǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足,還能讓學(xué)生掌握一些科學(xué)儀器的具體使用方法,拓寬知識面。通過學(xué)習(xí)儀器的使用方法,學(xué)生可以了解到,磁共振可用于分析化合物結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器是有機(jī)溶劑旋轉(zhuǎn)干燥過程中用于后處理必不可少的設(shè)備。采用薄層色譜法或者紅外光譜分析法可以跟蹤反應(yīng)過程。其中,紅外光譜分析法可以檢測某些具有特定官能團(tuán)的化合物。將現(xiàn)代分析手段引入綜合性實驗,監(jiān)測、跟蹤反應(yīng)過程,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為以后的科研工作奠定良好的基礎(chǔ)。例如學(xué)生可以采用薄層色譜法監(jiān)測反應(yīng)過程,判斷反應(yīng)是否發(fā)生、觀察如何進(jìn)行、預(yù)測反應(yīng)何時結(jié)束,而不需要老師告訴學(xué)生反應(yīng)需要多長時間停止。該方法可以有效提高學(xué)生的自主思考能力,同時深化其對有機(jī)化學(xué)實驗的認(rèn)知。
3.4將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)項目,開展“科研啟蒙”教育
高校教師要注重教學(xué)和科研的結(jié)合,抓住重點,提高科研工作水平,努力使學(xué)生掌握本學(xué)科學(xué)術(shù)研究的前沿動態(tài),更深入地了解本學(xué)科學(xué)術(shù)研究的發(fā)展趨勢,為今后的研究和工作提供幫助、奠定基礎(chǔ)?;瘜W(xué)與應(yīng)用化學(xué)系教師發(fā)表了大量高質(zhì)量的研究論文,并熱忱地將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)項目,在完成基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)的同時,培養(yǎng)科研人才。有些科學(xué)研究的實驗并不簡單,有很強(qiáng)的創(chuàng)造性。在基礎(chǔ)課程教學(xué)中,可適當(dāng)增加1~2項相關(guān)的科研項目。教師與學(xué)生可在相應(yīng)的實驗過程中共同探討實驗現(xiàn)象,讓學(xué)生講述實驗原理、具體操作流程以及目的性,提高學(xué)生的自主研究與創(chuàng)新能力[5]。
4結(jié)語
為了向社會持續(xù)輸送創(chuàng)新應(yīng)用型人才,高校應(yīng)加強(qiáng)實驗基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),優(yōu)化傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式,把“應(yīng)用”和“綠色化學(xué)”作為“有機(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)改革的基礎(chǔ),全面開展高?!坝袡C(jī)化學(xué)實驗”教學(xué)改革,努力培養(yǎng)高素質(zhì)人才,為我國現(xiàn)代化建設(shè)作出貢獻(xiàn)。
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作者:李佳穎 牟芬 周婷婷 單位:昌吉學(xué)院