有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革論文

時(shí)間:2022-08-19 09:00:58

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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革論文

一、當(dāng)前我校在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所存在的問(wèn)題

(一)教學(xué)內(nèi)容老舊。雖然有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材每隔3~5年就會(huì)改版,不過(guò)不同版本的教材教學(xué)內(nèi)容與主體框架差異不大,除了基本操作外,主要為驗(yàn)證合成實(shí)驗(yàn),缺少創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放性綜合實(shí)驗(yàn)及與生活相關(guān)的應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。大多實(shí)驗(yàn)在教材中已將實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果明確告知,學(xué)生們不需要獨(dú)立思考和分析也可以順利做完實(shí)驗(yàn),創(chuàng)新思維無(wú)法得到培養(yǎng)。并且大部分的合成產(chǎn)物沒(méi)有進(jìn)行純化和表征,僅涉及許多重復(fù)性的操作,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)感到枯燥無(wú)趣。(二)教學(xué)方法傳統(tǒng)、教學(xué)模式單一。當(dāng)前傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法仍在我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用,即由教師講解實(shí)驗(yàn)操作的全過(guò)程及注意事項(xiàng),并演示如何搭建實(shí)驗(yàn)裝置,然后學(xué)生只需參考老師的實(shí)驗(yàn)流程便可順利的完成實(shí)驗(yàn)。這種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué),雖然讓學(xué)生的基本操作得到了訓(xùn)練,可是也讓學(xué)生產(chǎn)生了很大的依賴(lài)心理。無(wú)法鍛煉學(xué)生思考、分析和解決問(wèn)題的能力,直接影響到了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,更不利于學(xué)生思維模式的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法與單一的教學(xué)模式使得學(xué)生只能“照貓畫(huà)虎”,機(jī)械的完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教學(xué)效果欠佳。(三)缺乏節(jié)約、綠色環(huán)保意識(shí)。目前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室會(huì)涉及到眾多易燃易爆、劇毒的化學(xué)試劑,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的強(qiáng)酸強(qiáng)堿等化學(xué)危險(xiǎn)廢棄物,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。而實(shí)驗(yàn)課堂中學(xué)生和老師往往會(huì)忽視這個(gè)環(huán)節(jié),缺乏環(huán)保意識(shí),大量的使用有機(jī)試劑或者直接將廢物偷偷倒入下水道。這不僅造成了物品的浪費(fèi),而有些易揮發(fā)、毒害性較大的藥品也會(huì)對(duì)師生身體健康和周?chē)h(huán)境產(chǎn)生巨大威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅四川省每年產(chǎn)生的危險(xiǎn)化學(xué)廢物累積超2萬(wàn)噸,而全國(guó)有著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的高?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室,所產(chǎn)生的污染總量當(dāng)引起我們的重視。

二、民族院校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

(一)豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。首先,應(yīng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,盡量減少一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),再根據(jù)我院的實(shí)際教學(xué)特點(diǎn)優(yōu)化組合,合理安排基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)與合成實(shí)驗(yàn)。其次,增加設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)的比例,以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是由指導(dǎo)老師提前給出實(shí)驗(yàn)題目(題目可以是教師的科研項(xiàng)目或?qū)嶋H生產(chǎn)中的常規(guī)藥物),學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)背景,查閱相關(guān)資料、文獻(xiàn),了解物質(zhì)的性質(zhì)和用途,擬定實(shí)驗(yàn)方案和相關(guān)的合成路線和實(shí)驗(yàn)裝置,經(jīng)教師確定其可行性再獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。由學(xué)生獨(dú)立完成文獻(xiàn)搜集、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、儀器和試劑選擇等諸多環(huán)節(jié)。通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn),切實(shí)提高學(xué)生的獨(dú)立思考和動(dòng)手能力,以及自主學(xué)習(xí)及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。綜合性實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)的綜合體現(xiàn),其中包含大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和基本操作。綜合實(shí)驗(yàn)并不僅僅是單一的化合物合成,還會(huì)涉及到產(chǎn)物的提純及性質(zhì)的表征。如,乙酰苯胺的合成實(shí)驗(yàn),產(chǎn)物可測(cè)定其熔點(diǎn)進(jìn)行表征;甲基橙的制備實(shí)驗(yàn),由于產(chǎn)物具有一定熒光性能,可進(jìn)行光學(xué)性能的應(yīng)用。綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)不僅可以增加學(xué)生的知識(shí)量,還可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生基本操作,培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。而應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)則可結(jié)合和生活密切相關(guān)的有機(jī)化學(xué)問(wèn)題開(kāi)展實(shí)驗(yàn),如從茶葉中提取咖啡因,從橘皮中提取橙油,制備常見(jiàn)的解熱鎮(zhèn)痛藥阿司匹林等。不但可以引導(dǎo)學(xué)生思考生活中的化學(xué)問(wèn)題,還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步提高其科研和創(chuàng)新能力。另外,在實(shí)驗(yàn)安排上,還可以將多個(gè)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)起來(lái),如前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物為后面實(shí)驗(yàn)的原料、催化劑等。通過(guò)多步實(shí)驗(yàn)反應(yīng),學(xué)生的知識(shí)能夠更系統(tǒng)地構(gòu)建起來(lái),實(shí)驗(yàn)操作技能也能夠較大程度的得到提高。(二)設(shè)立多維教學(xué)模式,提升學(xué)生參與度。在強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念指引下,教師在課堂上的作用也應(yīng)當(dāng)發(fā)生變化,即從傳統(tǒng)的“主角”轉(zhuǎn)變成為教學(xué)的“引導(dǎo)者”。教師在教學(xué)過(guò)程中需要適當(dāng)改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法,組建多形式的教學(xué)模式,如翻轉(zhuǎn)課堂、視頻微課、探究式教學(xué)等,以提升學(xué)生的參與度[2]。開(kāi)展“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式,可先給定某一實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題,然后組織學(xué)生提前分組查閱文獻(xiàn)、探討、總結(jié)歸納,在上課期間去講臺(tái)做學(xué)習(xí)匯報(bào)?;蚴沁x取某些實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生課前預(yù)習(xí),課堂上扮演“小老師”的角色,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,完全以學(xué)生為主,老師僅僅作為課程教學(xué)的引導(dǎo)和補(bǔ)充,促進(jìn)了學(xué)生參與教學(xué)的積極性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,利用信息化教學(xué)資源能夠更有效的促進(jìn)教學(xué)的開(kāi)展。如引入多媒體教學(xué),視頻微課,慕課等,將實(shí)驗(yàn)中儀器的搭建、實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)、重難點(diǎn)問(wèn)題以及儀器使用規(guī)范等用PPT或者視頻等多媒體方式展示出來(lái)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前,可通過(guò)視頻進(jìn)行預(yù)習(xí),對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程有詳細(xì)的理解,使后期實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。針對(duì)視頻中的重難點(diǎn)問(wèn)題,學(xué)生也能夠在具體實(shí)驗(yàn)操作時(shí)找到答案,對(duì)學(xué)生思維的養(yǎng)成有著積極的意義。線上教學(xué)的有效管理對(duì)于學(xué)生知識(shí)的全面促進(jìn)以及教學(xué)效率的提升,有著十分重要的意義,應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。探究式教學(xué)旨在讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并一步步地進(jìn)行探索,從而掌握解決問(wèn)題的方法和步驟。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前,先提出與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的理論知識(shí)點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)等關(guān)鍵問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生帶著疑問(wèn)去探究。在學(xué)生自學(xué)的基礎(chǔ)上和老師的輔導(dǎo)下,學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)原理進(jìn)行探索,并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè),解決問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)后可讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,讓學(xué)生探討實(shí)驗(yàn)成敗的原因、產(chǎn)率高低的影響因素等。在“實(shí)驗(yàn)探究”中學(xué)習(xí),不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力,還能形成積極的學(xué)習(xí)方式和思維習(xí)慣。(三)運(yùn)用微型化實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)綠色化教學(xué)。綠色化學(xué)的核心是從源頭上根除對(duì)環(huán)境的污染。因此,在實(shí)驗(yàn)藥品的選擇上可以使用無(wú)毒或毒性較小的試劑和藥品進(jìn)行教學(xué),以減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生,對(duì)實(shí)驗(yàn)者的傷害和環(huán)境的污染。還可改進(jìn)部分實(shí)驗(yàn)路線,選用環(huán)境友好的原料,將綠色無(wú)污染實(shí)驗(yàn)引入到教學(xué)中。而微型化、半微型化實(shí)驗(yàn)更能符合綠色化教學(xué)的要求,不僅能夠充分保證實(shí)驗(yàn)效果,還能大大縮小試劑用量,縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,減省實(shí)驗(yàn)成本,降低有害物質(zhì)的排放,利于實(shí)驗(yàn)室安全和環(huán)境保護(hù),成為各大高校相繼采取的一種實(shí)驗(yàn)方法。此外,老師在進(jìn)行授課時(shí)還應(yīng)將實(shí)驗(yàn)藥品的理化性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的安全注意事項(xiàng)及廢液的有效回收進(jìn)行反復(fù)強(qiáng)調(diào),以樹(shù)立起學(xué)生們的安全和綠色環(huán)保意識(shí)。讓學(xué)生盡量減少藥品的重取及實(shí)驗(yàn)重做現(xiàn)象,節(jié)約實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的水電消耗,也是體現(xiàn)綠色化學(xué)的方法。對(duì)于一些操作危險(xiǎn)性大,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),可采用計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式完成教學(xué)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)打破了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地域性和時(shí)間性束縛,學(xué)生可隨時(shí)自己獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作,對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行觀察,調(diào)動(dòng)求知欲和學(xué)習(xí)興趣。考慮到我校少數(shù)民族學(xué)生基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)吃力的特點(diǎn),虛擬仿真實(shí)驗(yàn)滿足了學(xué)生反復(fù)觀看和訓(xùn)練的需要,加深了他們對(duì)理論知識(shí)的理解,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和主觀能動(dòng)性、創(chuàng)新能力。多媒體技術(shù)的引入也成功減少了化學(xué)藥品的使用和實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的污染,使有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化得以實(shí)現(xiàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)民族院校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和綠色化教學(xué)等問(wèn)題進(jìn)行研究分析并提出相應(yīng)的對(duì)策。意在提升有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐動(dòng)手能力,提升學(xué)科素養(yǎng),為少數(shù)民族地區(qū)培養(yǎng)更多全方位發(fā)展型人才。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊進(jìn).高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探析[J].廣西科技師范學(xué)院學(xué)報(bào),2018,33(6):95-98.

[2]吳倩.理論與實(shí)踐貫通專(zhuān)題式有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].高教學(xué)刊,2018(20):134-139.

作者:易文婧 趙志剛 單位:西南民族大學(xué)化學(xué)與環(huán)境保護(hù)工程學(xué)院