包頭師范學(xué)院有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

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包頭師范學(xué)院有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

雍 勝 利，高 俊 芳

(包頭師范學(xué)院 化學(xué)學(xué)院, 內(nèi)蒙古 包頭 014030)

摘要：本文介紹了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問題，初步探討了包頭師范學(xué)院化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)室三廢處理、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定等方面進(jìn)行的改革以及取得的成果。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)改革；教學(xué)成果

高等師范院校開設(shè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，與有機(jī)化學(xué)理論課的教學(xué)不同，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)要求學(xué)生通過親自操作實(shí)驗(yàn)對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)理論進(jìn)行驗(yàn)證與理解，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必由之路，其作用是理論教學(xué)不能替代的。近些年來，國(guó)外大學(xué)逐漸把掌握實(shí)驗(yàn)方法的知識(shí)和技能列為跨世紀(jì)人才應(yīng)具備的素質(zhì)，國(guó)內(nèi)大學(xué)也提出了”基礎(chǔ)厚、知識(shí)寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高”的人才培養(yǎng)目標(biāo)[1]，因此，如何使學(xué)生在學(xué)習(xí)了有機(jī)化學(xué)基本理論的基礎(chǔ)之上能夠進(jìn)行一定的實(shí)踐與創(chuàng)新是我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)之一。

1有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱不能滿足時(shí)代發(fā)展要求，亟待更新

我校化學(xué)學(xué)院每年招收化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)理工科專業(yè)的本科生大約170人，由于學(xué)生人數(shù)較多，實(shí)驗(yàn)條件不足，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一直按照2008年制定的實(shí)施，隨著社會(huì)的發(fā)展，課程設(shè)置的內(nèi)容已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展的需要。因此學(xué)院對(duì)正在使用的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材做了合理調(diào)整，在保證有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作內(nèi)容的基礎(chǔ)上，去除了有機(jī)化合物的性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，加大了有機(jī)化合物合成操作實(shí)驗(yàn)。具體做法：1)去除了環(huán)己烯的制備實(shí)驗(yàn)，選擇了更加具有代表性的降冰片烯二酸酐的制備實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的選擇為學(xué)生更好地理解和掌握雙烯合成的理論知識(shí)打下基礎(chǔ)。2)根據(jù)國(guó)家易制毒管理中心的規(guī)定，一些化學(xué)試劑屬于受管控的易制毒試劑，如醋酸酐、丙酮、甲苯等常用試劑，國(guó)家對(duì)這類試劑的購(gòu)買制定了非常嚴(yán)厲的審批制度，不方便大量購(gòu)買，因此刪除了肉桂酸的制備實(shí)驗(yàn)選擇了更加具有代表性的5,5-二甲基-1,3-環(huán)己二酮的制備實(shí)驗(yàn)。該化合物是非常重要的一類有機(jī)合成中間體，其中的1,3-二羰基與金屬離子的配位作用又具有特殊的光學(xué)性質(zhì)。我校部分教師的科研課題與1,3-二羰基化合物與稀土金屬離子的配位作用有關(guān)，因此它的合成和制備既提高了試劑和產(chǎn)品的利用率，又使學(xué)生通過親手操作實(shí)驗(yàn)理解和掌握醇鈉的制備方法以及邁克爾加成和狄克曼縮合反應(yīng)的理論知識(shí)，在一個(gè)合成實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)和掌握兩個(gè)人名反應(yīng)，學(xué)生們興趣濃厚，對(duì)每一步實(shí)驗(yàn)高度重視，既能提高他們的實(shí)驗(yàn)操作技能，又能使合成得到的產(chǎn)物最大程度的利用，符合綠色化的要求，因而這類組合實(shí)驗(yàn)和多步驟合成實(shí)驗(yàn)既能有效地減少?gòu)U棄物的排放又能減輕對(duì)環(huán)境的污染。在實(shí)際教學(xué)過程中通過上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整和多步驟合成操作實(shí)驗(yàn)的選取，不論是化學(xué)學(xué)院11級(jí)應(yīng)用化學(xué)本科班和12級(jí)應(yīng)用化學(xué)本科班的同學(xué)們還是任課教師，均反映修改后的教學(xué)大綱設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容不論是教學(xué)效果還是實(shí)驗(yàn)效果都非常理想。

2有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣亟待激發(fā)

目前我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)基本上是教師就實(shí)驗(yàn)內(nèi)容先進(jìn)行講解，重點(diǎn)說明和提示實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵操作步驟，然后在教師指導(dǎo)下兩名同學(xué)一組按照實(shí)驗(yàn)教材設(shè)定好的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法有它的優(yōu)點(diǎn)，但隨著社會(huì)的發(fā)展它的更多缺點(diǎn)漸漸顯露出來，其中最重要的是不能廣泛激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)際教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)，剛開始動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程總是會(huì)碰到各種問題，如儀器組裝不熟練，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_，不能較好地處理實(shí)驗(yàn)過程中遇到的一些突發(fā)事件等。因此，在這一階段我們把預(yù)習(xí)提問法、啟發(fā)式教學(xué)和邊講邊實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方法引入到實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，既發(fā)揮了教師的示范作用，又發(fā)揮了學(xué)生的自主能動(dòng)性，最大程度避免實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生，使學(xué)生很快熟悉實(shí)驗(yàn)的基本操作，實(shí)驗(yàn)技能在較短時(shí)間內(nèi)有很大的提高。在預(yù)習(xí)提問法的實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)，雖然教師的備課時(shí)間延長(zhǎng)了、工作強(qiáng)度加大了，但學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣卻極大地被調(diào)動(dòng)起來。如：學(xué)生在上溴乙烷的制備實(shí)驗(yàn)課時(shí)，每個(gè)同學(xué)都事先預(yù)習(xí)教材所講解的內(nèi)容，仔細(xì)研讀每一步操作，理解為什么要那樣操作。上課時(shí)，教師按照備好的課進(jìn)行有針對(duì)性的提問，代表性的問題有：本實(shí)驗(yàn)制備溴乙烷的反應(yīng)原理是什么？為什么在接受瓶中事先加入一定量冰水？加入濃硫酸精制產(chǎn)物時(shí)，為什么要注意冷卻？實(shí)驗(yàn)過程中要采用兩次分液，所要產(chǎn)物分別在哪一層？如何鑒定所得產(chǎn)物是溴乙烷？阿貝折光儀的英文名稱如何寫？這些問題涉及到反應(yīng)原理、具體操作步驟、產(chǎn)物的收集與鑒定以及基本檢測(cè)儀器的操作與使用方法等，能夠反映出學(xué)生的預(yù)習(xí)與掌握程度，回答正確與否，既反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度還能檢測(cè)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因?yàn)橛信d趣學(xué)生才會(huì)認(rèn)真準(zhǔn)備，才能正確回答得到相應(yīng)的預(yù)習(xí)分?jǐn)?shù)，在具體提問過程中，有幾組同學(xué)通過查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)有研究人員已經(jīng)做了最佳實(shí)驗(yàn)條件的改進(jìn)并給出了詳細(xì)數(shù)據(jù)[2]，他們通過分析對(duì)比，得到了非常好的實(shí)驗(yàn)效果。通過預(yù)習(xí)提問使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)中輕松地實(shí)現(xiàn)從驗(yàn)證到探究的過渡，不僅大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也讓學(xué)生掌握了更多的實(shí)驗(yàn)技能，為他們今后能在環(huán)境差、經(jīng)費(fèi)少的情況下能自己創(chuàng)造條件開設(shè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)打下較扎實(shí)的基礎(chǔ)?？傊ㄟ^預(yù)習(xí)提問法能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能幫助學(xué)生在具體操作實(shí)驗(yàn)過程中理解化學(xué)基本理論體系，能培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新精神，能讓學(xué)生形成正確的學(xué)習(xí)方法和務(wù)實(shí)的工作態(tài)度。

3有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室“三廢”的合理收集及排放

考慮到學(xué)生以及授課教師的人生安全與身體健康因素，學(xué)院將安裝的桌排風(fēng)、頂排風(fēng)、通風(fēng)櫥進(jìn)行統(tǒng)一維修，確保實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生的少量揮發(fā)性氣體由以上通風(fēng)設(shè)施排出室外，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有毒有害以及腐蝕性氣體，如溴乙烷制備實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的溴化氫氣體則用專門的氣體吸收裝置進(jìn)行中和吸收。將實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢液分為廢酸、廢堿、廢有機(jī)溶劑進(jìn)行分別收集，廢酸廢堿用來洗刷儀器，將用不完的廢液累積到一定數(shù)量后相互中和，調(diào)節(jié)PH值到7.0左右，清水稀釋后再排入下水道。廢有機(jī)溶劑如二氯甲烷、丙酮、乙醚等可以專門回收，重新蒸餾提純，以便在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中繼續(xù)使用。乙酰苯胺的制備實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的主要廢渣是分子篩等固體產(chǎn)品，可以通過高溫馬弗爐后處理后，循環(huán)使用。

4學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的客觀評(píng)定

一套合理，又能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定制度，將直接影響學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的態(tài)度和積極性。如何才能公平、公正的評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課成績(jī)呢？我們參考國(guó)內(nèi)相關(guān)高校的做法[3]，設(shè)計(jì)了一套如下表所示的成績(jī)?cè)u(píng)定方法。

考核內(nèi)容平時(shí)考核設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)權(quán)值,%實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)臺(tái)、室衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告2040102010

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考核需要教師在課堂教學(xué)結(jié)束前兩周給出題目，學(xué)生每?jī)扇艘唤M在課余時(shí)間完成資料查閱、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)藥品以及儀器的準(zhǔn)備等工作，然后在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)的方案完成實(shí)驗(yàn)，教師對(duì)每組學(xué)生的操作以及獲得產(chǎn)物的量(液體以折光率，固體以熔點(diǎn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行評(píng)分。同時(shí)，為了更客觀地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的分值設(shè)置為10分。由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)存在一定風(fēng)險(xiǎn)學(xué)生可能操作不當(dāng)或?qū)嶒?yàn)過程中出現(xiàn)突發(fā)因素導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，因此考核方法相對(duì)靈活、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)不局限于所獲得的產(chǎn)物的量。

5結(jié)束語(yǔ)

上述有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)施是以我院有機(jī)化學(xué)教研室的教師為具體指導(dǎo)，以我校2011、2012級(jí)化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，按照教改計(jì)劃實(shí)施的教學(xué)改革，在課程結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果顯示：1、在具體實(shí)驗(yàn)操作過程中，學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到了很大提高；2、學(xué)生對(duì)預(yù)習(xí)提問法的教學(xué)環(huán)節(jié)記憶深刻，課前通過仔細(xì)研讀教材、查閱文獻(xiàn)、使得每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都能較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生們的自發(fā)學(xué)習(xí)性；3、學(xué)生對(duì)于具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有很高的興趣，多數(shù)同學(xué)認(rèn)為通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的積累，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以讓他們將所學(xué)的知識(shí)具體應(yīng)用提高了分析問題與解決問題的能力，除此之外在文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理及問題討論等方面都有了較大的提高；4、通過實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生三廢的科學(xué)處理，較好地樹立起學(xué)生的環(huán)保意識(shí)； 5、合理科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課考核方法使得學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)課程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生的素質(zhì)得到了全面的提高。

〔參考文獻(xiàn)〕

[1]周齊佩.我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理的研究[D]. 上海交通大學(xué)，2005.

[2]劉戎.溴乙烷制備實(shí)驗(yàn)的最佳條件的改進(jìn)[J]. 白城師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2010.

[3]余兆菊.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù), 2007,(5).

Exploration in Organic Chemistry Experimental Teaching

Reform at Baotou Teacher’s College

YONG Sheng-li,GAO Jun-fang

(Faculty of Chemistry, Baotou Teachers College,Baotou 014030)

Abstract:This article mainly discusses some questions in organic chemistry experimental course teaching and explores some reforms in teaching contents、teaching methods、waste treatment and performance evaluation at Baotou Teachers’College Chemistry and Applied chemistry specialty .

Key words:Organic chemistry experiment；Teaching content；Teaching reform；Teaching achievment

中圖分類號(hào)：O621-45

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-1869(2015)01-0068-02

作者簡(jiǎn)介：雍勝利(1972-)，內(nèi)蒙古阿拉善左旗人，副教授，研究方向：天然產(chǎn)物全合成。

基金項(xiàng)目：包頭師范學(xué)院教改項(xiàng)目BSJG12024

收稿日期：2014-11-04