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化學是一門以實驗為基礎的自然學科,化學實驗是研究化學的有效手段和方法。尤其是在大力倡導素質教育、培養(yǎng)跨世紀復合型人才的今天,培養(yǎng)學生的實驗操作能力,在初中化學教學中有著重要意義。實驗教學內容主要集中在實驗基礎知識和基礎操作兩方面。教學中如何才能使學生的實驗操作能力達到較好的效果呢?下面筆者就在化學基本實驗操作教學中的一些體驗淺談幾點看法。
一、要注重引導學生養(yǎng)成良好的實驗習慣
化學實驗基本操作訓練就是學生實驗的開始。在第一次上實驗課時,教師應該對學生進行實驗目的性和重要性的教育,以提高學生學習的自覺性。同時,教師還應該對學生提出進行化學實驗的要求,如課前做好預習準備,明確實驗要求;實驗時要嚴格遵守操作規(guī)程,聽從教師的指導,按實驗說明的步驟和方法進行實驗;要認真細致地進行觀察,實事求是地做好記錄;分析原因寫好實驗報告;廢液和廢物要妥善處理,儀器用畢要及時清洗,保持實驗室的整潔。這些要求不僅要在實驗課開始時提出,更重要的是在以后的實驗中要一直堅持貫徹,才能使學生養(yǎng)成良好的實驗習慣。
對學生進行實驗基本操作訓練時,要特別注意的是教師示范操作的規(guī)范性。教師的一舉一動都應當成為學生的榜樣,無論是儀器的使用或是實驗的基本操作,都要一絲不茍地、嚴格地按規(guī)范要求進行。要知道糾正一個已形成的不正確的動作要比掌握一個正確的操作技能困難得多。進行實驗基本操作技能教學一定要注意貫徹講練結合,以練為主。教師的講解和演示是為了使學生明白應該怎樣做和為什么一定要這樣做,而這些技能要為學生所掌握則必須要通過他們自己實踐才能達到,因此要重視讓學生自己練習。對大多數(shù)學生都感到困難的部分,教師必須再一次加以講解和示范操作,以便學生模仿,達到使全體學生學會規(guī)范性操作的目的。教師在實驗教學中,除了要加強示范性,對學生進行潛移默化的影響外,還可以針對學生的特點,有目的地設計一些實驗失誤:如用試管給固體加熱,將試管口向上傾斜,當有些固體試劑受熱時會放出水蒸氣,水蒸氣冷凝回流到熱的試管底部,這樣就容易造成事故。通過此類教學,會給學生留下深刻的印象,使他們認識到實驗操作規(guī)范化的重要性,從而達到事半功倍的效果。
二、要注重提高學生學習的積極性
對實驗基本操作步驟分別進行反復練習是必要的。但是這樣又容易造成學生學習積極性的下降。教師在組織學生練習時,要善于改變活動方式,提出不同的要求以調動學生學習的積極性。例如,在“液體的量取”的練習中,可以提出用膠頭滴管取一定量的液體,比一比誰估計的液體量最準確,誰取的速度最快;在做“給試管里液體加熱”的練習時,可以比誰的操作最符合要求等。這樣做,不僅可以提高學生學習的積極性,而且對提高實驗基本操作技能有很好的效果。
教學要求必須針對學生的實際,使學生在原有的基礎上有所發(fā)展,從而提高教學效果。例如托盤天平、量筒等儀器,這些器材在以前的物理課中就學習過或者接觸過,教學方法如果采取像第一次接觸到那樣逐點講解是不可取的。教師可以結合具體的儀器和實驗操作,按教學要求提出一系列問題請學生回答,例如,用托盤天平稱量物質前應做好哪些準備?為什么稱量物應該放在左盤而砝碼應該放在右盤?用量筒量取液體讀數(shù)時,為什么視線必須與液體的凹掖面的最低處保持水平?如果高于凹液面,讀出的數(shù)據(jù)是偏高還是偏低等。這樣做,既可以使課堂教學的氣氛變得活躍,而且通過檢查可以進一步了解學生理解、掌握知識的程度,以便教師針對實際,做好填平補齊的工作。
三、要注重學生合作能力的培養(yǎng)
學生分組實驗是學生實驗的重要組成部分,也是提高學生實驗能力的最有效手段,它主要是通過學生分組,由學生親自動手操作、自主完成實驗的教學方式。學生在分組實驗中可通過相互配合協(xié)助、相互討論交流和共同合作分享實驗成果,達到共同發(fā)展的目的。為取得有效的實驗教學效果,在進行學生分組實驗教學時,教師應注重指導學生課前對實驗進行預習,編寫詳細的實驗方案,觀察和記錄實驗的實施過程、現(xiàn)象,實驗結論的分析,完成實驗報告等方面的落實情況。對實驗中發(fā)現(xiàn)的問題及時加以糾正,使學生的實驗得以順利完成,并取得較為理想的實驗學習效果。實驗結束后展開分組發(fā)言,總結實驗的得與失,并提出一些改進方案。這一教學過程能很好地培養(yǎng)學生的動手能力和合作能力,使學生的綜合實驗能力得以有效的提高。
總之,在化學教學中提倡和鼓勵學生通過掌握好實驗基本操作技能進行化學實驗學習,能充分挖掘化學實驗在化學學習中的功能,發(fā)揮化學實驗在學習中創(chuàng)設問題情境、驗證假設問題或猜想等環(huán)節(jié)中的作用,對在化學實驗中培養(yǎng)學生合作能力,提高學生學習的積極性,實現(xiàn)學生的學習方式由被動接受式學習向主動性學習的根本轉變,具有重要的意義。
參考文獻:
1.梁慧姝,鄭長龍.化學實驗論[M].南寧:廣西教育出版社,1996.
關鍵詞:項目教學法;實驗操作技能
中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A文章編號:1005-5312(2010)21-0167-01
當今社會處于知識激增和科技競爭的時代,培養(yǎng)技術應用性、綜合素質型人才已經(jīng)成為職業(yè)學校的基本目標。在中職化學實驗基本操作技能的教學過程中,調動學生的好奇、求索、好勝、獨創(chuàng)、發(fā)散性思維等學習心理,培養(yǎng)他們科學有序的規(guī)范性,認識事物的深刻性和勇于創(chuàng)新的開拓性,已經(jīng)成為大多數(shù)實驗教師潛心研究的重要課題。傳統(tǒng)的化學實驗基本操作技能,教師是傳授知識的主體,而學生則是被動地接受知識,多采用灌輸式教學。實驗儀器、試劑的準備,實驗步驟的制定都由教師完成,學生只需按部就班的操作即可。由于學生沒有主動地參與教學過程,其積極性、主動性沒有調動起來,因而實驗時不知道為什么要加這種試劑,為什么要加那么多等等。這樣一學期下來,雖然做了很多實驗,但實驗技能沒有提高,實驗操作缺乏要領。筆者在多年的化學實驗基本操作技能的教學實踐中應用項目教學法,取得了較好的教學效果。
一、項目教學法的基本內涵
項目教學法是一種教和學互動的教學模式,是師生通過共同實施的一個完整的項目而進行的教學活動。教師以工作任務為中心組織課程內容,以典型的案例為載體設計教學內容,是行為引導型教學方法中的一種。能充分體現(xiàn)教學以學生為主體,教師為主導的現(xiàn)代教育理念。讓學生在情景的刺激和教師的引導下主動開展探究活動,并在探究過程中掌握知識,學習分析問題,解決問題的方法。
項目教學應該滿足下列條件:(1)該過程可以用于學習一定的教學內容,具有一定的教學應用價值;(2)能將某一課題的理論知識和實踐技能結合在一起;(3)與企業(yè)實際生產過程或現(xiàn)實的商業(yè)經(jīng)營活動有直接的關系;(4)學生有獨立團隊工作進行計劃的機會,在一定的范圍內,可以自行組織、安排自己的學習行為;(5)有明確而具體的成果展示;(6)學生自己克服和處理在項目工作中出現(xiàn)的困難和問題;(7)要求運用已有的知識、技能以及新學習的知識、技能,解決過去從未遇到過的實際問題;(8)學習結束時師生共同評價項目成果和過程中的相關工作及學習方法。
二、以肥皂的制取為例,說明項目教學法在實驗基本操作技能中的應用
(一)實驗分析,提出任務
肥皂的制取實驗旨在讓學生通過了解皂化反應原理及肥皂的制備方法,熟悉鹽析原理,掌握水浴加熱、沉淀洗滌以及減壓過濾等實驗操作。
向學生下達任務,要求查閱以下資料:(1)肥皂是的主要成分是什么,工業(yè)上如何制取;(2)寫出本次實驗室制備肥皂的儀器、試劑,實驗用品及用量,并自行準備食用豬油;(3)根據(jù)所選儀器設備,實驗要求,自行設計反應裝置;(4)設計反應,從濾液中回收副產品。
(二)項目實踐
本實驗技能針對中職化工專業(yè)一年級學生,涉及到尚未學習的有機化學基礎課程,因而其對實驗原理中涉及的有機化學反應還不能從根本上認識。
按照實驗要求,根據(jù)以前所學理論知識,學生自行配制40%NaOH溶液,自行安裝儀器。在安裝儀器的過程中有學生提出:能否用酒精燈代替電爐加熱?我提議可以試一試。在肥皂制備過程中,有學生提出根據(jù)反應原理的描述,實驗中95%乙醇在反應中的作用沒有體現(xiàn),能否不加?加入乙醇的作用是什么?這時我就及時、正確引導解釋加入乙醇的目的,及乙醇溶液在反應中并未消耗的原因,同時提出在實驗結束后的濾液中設計回收乙醇的實驗方法―提出了又一“項目”任務。
在項目實踐過程中發(fā)現(xiàn):用電爐加熱的反應組泡沫容易溢出,而用酒精燈加熱的組反應平穩(wěn)。學生馬上得出結論:利用酒精燈加熱比較容易控制反應溫度,有效防止泡沫的溢出。在抽濾過程中,有的組抽濾非???而有的組同樣的水流量,抽濾卻很慢,找不出原因。有學生提出抽濾的原理是什么,是不是抽濾器壞了?我就帶著他們找原因,解釋水泵抽濾器的原理,并提醒學生在抽濾過程中不能讓系統(tǒng)漏氣。
當他們向我展示任意捏制的肥皂作品時,臉上的笑容是那么的燦爛,那么的滿足,那么的充滿自信。
(三)作品展示和評價
學生經(jīng)過兩節(jié)課的實驗實踐操作,都拿出了成果,所制作的肥皂造型豐富。學生熟練掌握了水浴加熱,沉淀洗滌的方法以及抽濾等操作技能。以上為選取的學生肥皂作品。
教師點評:通過此次實驗,學生知道了肥皂的主要成分,每組操作完成都非常出色。組內學生配合默契,基本上掌握操作要領,完成實驗要求。但是從各組的肥皂成品中看出有的肥皂堿性太強,分析原因是洗滌不夠,肥皂表面吸附了較多的堿液;有些組判斷反應終點把握不夠,還沒反應完全就開始鹽析、過濾操作,直接導致肥皂液不夠稠,溶液象牛奶樣,鹽析分層不明顯。最后,由各組收集本組的濾液,以備下次實驗。根據(jù)濾液中含有較多的乙醇以及丙三醇,教師布置下一個項目教學實驗:設計回收乙醇和丙三醇,從而引出下一個實驗基本操作技能――簡單蒸餾。
三、應用項目教學法的幾點體會
(一)通過近兩年在化學實驗教學中項目教學法的應用,能切實有效的提高學生的專業(yè)操作基本技能。畢業(yè)學的生深受用人單位的好評,在學生技能操作競賽中取得了驕人的好成績。
(二)在提倡解決問題的過程中開展學習,課堂效率、學生的學習方向更為明確。學生進實驗室的目的更為明確,沒有了以前實驗室里吵吵鬧鬧的現(xiàn)象,取而代之的是每位學生都有動手的機會,實踐的機會,參與實驗設計的機會,由被動的“聽”轉變成主動的“學”。
(三)有利于培養(yǎng)學生的協(xié)作精神,協(xié)作是學生情商的體現(xiàn),學生間互相尊重、互相謙讓、共同進步,有利于培養(yǎng)學生良好的心理素質的形成,有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新的勇氣,有利于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題到能力,有利于培養(yǎng)學生環(huán)保意識、節(jié)約意識。
(四)項目教學法的開展對教師提出了更高的要求,教師所選的項目要體現(xiàn)教學計劃規(guī)定的內容,完成既定的技能訓練任務,根據(jù)實驗內容和步驟的實際情況設計完備的教學方案。教師在項目實施管理過程中要有細心、耐心,對學生要有信心、愛心。
綜上所述,項目教學法可以優(yōu)化課堂教學結構,強化教學過程。特別是對培養(yǎng)學生的綜合能力和提高學生的素質而言,都有獨到之處。因此,項目教學法不失為中職學校專業(yè)技能教學中一種較好的方法,能使中職學生在較短的時間內具備某種行業(yè)或崗位所需技能。經(jīng)過項目教學法在化學實驗基本操作技能中的教學實踐證明,能使學生深入掌握化學實驗基本操作技能,全方位、多角度培養(yǎng)和提高學生的綜合能力及素質。
關鍵詞:常規(guī)實驗教學方法;微型有機化學實驗
一、引言
近年來,化學實驗微型化的研究和應用,在國內外得到迅速發(fā)展。國外已將微型化化學實驗技術在基礎有機化學實驗學習中普遍推廣應用。在我國不同類型不同層次的學校,相繼開展了微型化學實驗推廣應用的研究工作,并取得了可喜的成果。實踐證明,適當采用微型化學實驗,是符合我國國情的一項化學實驗的改革。
二、有機化學實驗微型化的意義
不論常規(guī)與微型化學實驗,其目的都是為了通過實驗獲取所需的盡可能多的化學信息。微型化學實驗和常規(guī)化學實驗相比,所用的儀器體積小,設計精巧、便于攜帶、試劑用量少、節(jié)約經(jīng)費、對環(huán)境污染小、安全程度高,而實驗結果卻與常規(guī)實驗相同,甚至更為明顯。由于有機藥品毒性大,易燃、易揮發(fā),所以進行有機化學實驗的微型研究更具有特殊意義。
三、開展微型有機化學實驗的做法
(1)重視實驗基本操作。重視基本操作是提高實驗能力的基礎。化學實驗的基本操作包括常見的化學儀器的使用及藥品的用途、性能和作用,如試劑的取用、物質的加熱、溶液的配制、液體的過濾與溶液的蒸發(fā)、儀器的連接、裝置氣密性的檢查、儀器的洗滌等。熟練掌握這些基本操作是學生安全進行化學實驗和獲得準確實驗結果的保證。每當接觸一種新的儀器時,除了讓學生知道該儀器的名稱、特征、規(guī)格、使用范圍、設備性能 、正確的操作方法以外,還應該讓學生懂得不按規(guī)范操作可能引起的實驗誤差及可能帶來的危害。重要的基本操作必須讓學生人人動手、反復練習,并達到相當熟練的程度。對定性實驗要做到會用、會放、會接、會裝、簡單直觀;對定量實驗要會取、會讀、會控制 、會計劃、安全可行。
(2)培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的觀察習慣。良好觀察習慣的養(yǎng)成是提高化學實驗能力的前提。觀察是人類認識世界的一個重要途徑與開端 ,學習化學知識離不開化學實驗,而做化學實驗時離不開實驗現(xiàn)象的觀察分析。通過觀察分析,不僅能夠使學生更好地掌握課本知識,激發(fā)學習化學知識的熱情和積極性,而且有的學生能從實踐中發(fā)現(xiàn)一些重大奧秘,這為學生今后的發(fā)展與創(chuàng)新打下良好的基礎。要教育學生掌握觀察的一般程序,即先局部后整體,既要觀察明顯的現(xiàn)象,更要抓住那些細微、瞬息萬變的現(xiàn)象,同時還不要忽略用手觸摸、鼻嗅、耳聽等感覺器官的作用。
(3)自己動手設計實驗、記錄實驗并分析處理數(shù)據(jù)。自己動手實驗、記錄實驗并分析處理數(shù)據(jù)是提高實驗能力的重要手段。在實驗之前,首先要讓學生自己設計實驗方案,包括實驗目的、選用實驗儀器、藥品(規(guī)格和數(shù)量)、實驗涉及的化學反應原理和注意事項。還要教育學生在實驗時要注意運用多種感官把實驗中收集到的各種感性材料,如氣泡、氣味、顏色、聲音、反應狀態(tài)等現(xiàn)象毫無遺漏地記錄下來,要做到準確的觀察,認真的記錄。實驗結束后要讓學生把實驗所得的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)進行概括、分析、歸納、綜合判斷、去偽存真,要注意讓學生揭示有關物質的變化與物質之間的內存聯(lián)系的規(guī)律,并讓學生用化學語言表達出實驗結論。
(4)開展好家庭化學小實驗。家庭化學小實驗是學生理論聯(lián)系實際和提高化學能力的良好途徑。家庭化學小實驗內容豐富,形式多樣,這樣既鞏固和運用課堂所學知識 ,又能提高學生自己動手操作的能力。在教師的指導下,可讓學生利用家庭的廢藥瓶、管、杯、罐等操作簡易實驗裝置,練習藥品的取用等,做一些趣味性的生活中常見的小實驗,讓學生能夠把理論應用于實際生活,體會到學好化學知識的重要性,并感受到化學實驗成功的喜悅,還能從此播下終生從事化學研究的“火種”。
關鍵詞:基礎化學實驗 教學改革 實踐能力 創(chuàng)新精神
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0234-01
大學生的實踐能力已成為影響就業(yè)、社會適應和創(chuàng)造性的重要因素.如何培養(yǎng)大學生的實踐能力,是我國教育部實施新世紀高等教育教學改革工程的主旨目標,是高校教育工作者的重要課題。下面結合我院學生和教學現(xiàn)狀,分析基礎化學實驗教與學中存在的問題,改革基礎化學實驗內容和教學方法,為以后的專業(yè)學習和就業(yè)打下更加良好的基礎。
1 基礎化學實驗現(xiàn)狀
基礎化學實驗是針對我院一年級化工類專業(yè)(精細化工、工業(yè)分析、環(huán)境、材料、 生物等)開設的實驗課程,是學生進入大學的第一門專業(yè)基礎實驗課,也是接受系統(tǒng)的化學實驗基本技能訓練的開端,對培養(yǎng)學生動手能力和提高專業(yè)學習興趣起著重要的作用。然而,很多同學中學沒有選修化學,有些學生雖然選修了化學,但因為中學的實驗條件限制和學校對實驗的重視程度不夠,在中學階段接觸實驗較少,很少動手做實驗,大部分學生實驗操作能力較差,有些學生甚至不認識常見實驗儀器和化學試劑。因此,在實驗教學中規(guī)范學生的實驗基本操作、培養(yǎng)學生良好的實驗習慣和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度等是十分必要的。
目前基礎化學實驗教材存在的主要問題是:(1)內容陳舊。隨著科學技術的迅猛發(fā)展,用于生產實踐和科學研究的儀器設備不斷更新,使用越來越簡單,數(shù)據(jù)越來越精準。但是我們實訓中心的一些儀器已使用多年沒有更新?lián)Q代,例如在有機合成實驗中,仍然用酒精燈加熱,沒有用到恒溫加熱磁力攪拌器、旋轉蒸發(fā)儀等儀器裝置;分析化學實驗以滴定分析為主,沒有常見的氣相色譜儀 高效液相色譜儀等儀器。我們的實驗教材不能與時俱進,不能教給學生一些較新儀器設備的使用方法,而這些教新儀器學生在今后工作中都會用到的。(2)內容起點低。以驗證性、單科性實驗為主,綜合性實驗很少,設計性實驗沒有,不能有效地激發(fā)學生的學習興趣,不利于培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力和創(chuàng)新能力。
2 改革實驗內容和教學方法
我們改變以往驗證性、示教性實驗為主的狀況,增加綜合設計性、創(chuàng)新性實驗項目,建立了基礎性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新設計性實驗三層次教學模式。考慮到基礎化學實驗主要要求學生掌握基本的化學實驗操作,為以后的專業(yè)實驗和就業(yè)作準備,因此在實驗項目的設置上基礎性實驗仍然是主要的。
在基礎性實驗部分,在廣泛查找資料基礎上,打破無機、有機、分析、物化四大學科,整合實驗內容,總結出高職高專化學最基本的實驗操作,使化學技能系統(tǒng)化條理化,比如常見化學儀器的洗滌干燥技能,加熱技術(酒精燈 酒精噴燈的使用 水浴 油浴等),藥品稱量技能(托盤天平、電光分析天平與電子天平的使用,以及固體液體藥品的取用等),物質提純技能(溶解、過濾、蒸發(fā)等),滴定分析技術(容量瓶、移液管和滴定管的使用等)。
訓練學生基本操作技能的同時,也要培養(yǎng)學生良好的實驗習慣。首先,從實驗紀律、實驗環(huán)境衛(wèi)生、愛護儀器、節(jié)約藥品等各個細節(jié)抓起,嚴格要求學生。其次,實驗課教師應從職業(yè)指導的高度引導學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L,對學生進行職業(yè)道德教育。以身作則,培養(yǎng)學生對認真負責、一絲不茍的敬業(yè)精神,增強學生精益求精的工作理念,提高職業(yè)者的道德素養(yǎng)。另外,在化學實驗過程中,很多學生對安全意識很淡漠,如部分學生在實驗室吃東西,實驗結束后也沒有洗手的習慣,一些學生在反應藥品灑落桌面后沒有及時處理。教師應在實驗指導時向學生講授規(guī)范、正確的實驗操作方法和技能,經(jīng)常性進行安全教育。例如,實驗室的水、電、氣、火使用安全,化學試劑、反應產物、廢棄物的毒性和腐蝕性等安全問題,要引起學生的高度重視。
綜合性實驗訓練以有機合成、無機合成為主線,運用多種實驗方法,輔以各種儀器分析與參數(shù)測量手段,對合成的產品進行分離提純,運用現(xiàn)代分析測試儀器研究它們的結構、性能,
進行分析檢測或相關理化參數(shù)的測定等。綜合性實驗盡量選取與生活相關的實驗內容,例如阿司匹林的合成及組分分析、從茶葉中提取咖啡因、硫酸亞鐵銨的制備及檢測等。這樣,既訓練了學生的基本操作技能,培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的能力,又增加了理論知識的實用性,提高了學生的學習興趣。
以實驗基本操作為載體,進行實驗設計性研究,可以培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維。創(chuàng)新設計性實驗是學生自選實驗項目,查閱文獻資料,設計實驗方法、實驗內容和實驗步驟,在教師指導下,最后動手做實驗。例如,在利用廢牙膏皮制取氫氧化鋁的實驗中,學生利用所學的實驗基本操作技能,積極探索合成方法,結果學生們大膽想象,提出了許多制備方法。此外,學生可以積極參加江蘇省大學生實踐創(chuàng)新項目、教師的科研課題和興趣小組等項目開展研究。實踐證明,學生通過自主設計實驗,不僅培養(yǎng)了實驗技能,熟練掌握了化學實驗的基本操作,更重要的是激發(fā)了他們的學習熱情和創(chuàng)新思維。
3 構建化學實驗評價新體系
基礎化學實驗單獨設課、單獨考試、克服重理論輕實驗現(xiàn)象。現(xiàn)有的基礎化學教學計劃中,實驗教學學時只能占總學時很少部分,總成績中也很少體現(xiàn)實驗內容,實驗操作技能基本不進行考核。這必然造成學生將主要精力放在理論課上,忽視實驗課動手能力的訓練,也對實驗失去了學習的動力。因此基礎化學實驗很有必要單獨設課、單獨考試、克服重理論輕實驗現(xiàn)象。
考試是檢驗學生學習情況和教師教學質量的簡捷而有效的手段。為了對實驗教學效果進行科學的評價,課題組對實驗課考試模式進行了改革,加強了平時考核的力度,平時考核為全程考核,即每次實驗均給學生評定成績,不設最后考試。這樣加強了平時對學生的要求、訓練與培養(yǎng),學生對每次實驗都會認真對待,不消極應付,調動了學生學習的積極性和主動性,有利于學生全面掌握實驗技能,促進了教學質量的提高。
綜上所述,我們對基礎化學實驗課程進行了研究和改革,在整合和更新的基礎上,優(yōu)化了實驗內容,部分實驗進行了更新,與時俱進。實驗教學中,規(guī)范了學生的實驗基本操作,培養(yǎng)學生良好的實驗習慣和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,激發(fā)了學生對專業(yè)的學習興趣,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。
參考文獻
[1] 劉銀萍,彭端,蔣力立.創(chuàng)新實驗教學與傳統(tǒng)實驗教學的比較[J].廣東工業(yè)大學學報:社會科學版,2010,10(5):27-30.
關鍵詞:無機化學實驗;教學改革;教材建設;教學方法
化學是研究“應天地之萬變,集物質之精華”的科學,藥學是揭示藥物與人體或藥物與病原生物體間相互作用規(guī)律的科學。用于維護人類生命和健康的西藥和中藥都是化學物質,所以,藥物對抗疾病的過程本質上就是化學反應的過程。因此,化學不僅是蓬勃發(fā)展不斷變革的科學,更是我國高等藥學教育的重要基礎課程。無機化學和無機化學實驗分別是藥學院校新生升入大學之后的第一門化學理論和化學實驗課程。沈陽藥科大學的無機化學實驗是面向全校本科新生開設的課程,其授課對象覆蓋6個學院(藥學院、制藥工程學院、中藥學院、生命科學與生物制藥學院、工商管理學院以及醫(yī)療器械學院),授課人數(shù)達1900人,授課時長48學時。作為首門化學實驗課程,無機化學實驗的教學質量對后續(xù)化學基礎、藥學專業(yè)以及相應實驗課程的學習效果將產生深遠的影響。因此,如何提升該課程的教學水平,以培養(yǎng)學生規(guī)范的實驗技能和良好實驗習慣、提高分析與解決問題的能力、激發(fā)主觀的求知熱情以及增強學生自主創(chuàng)新意識,是本課程在教學改革中亟待解決的問題[1,2]。近年來,筆者所在的無機化學教研室聯(lián)合化學實驗中心,從實驗教材建設、教學手段和教學方法等方面進行探索和實踐,已經(jīng)取得一定成效。
1教材建設
教材作為知識承載的工具,是教師進行教學的依據(jù),是學生進行學習的參考。教材對于保證教學質量是至關重要的,好的教材能使師生如虎添翼,差的教材會令師生思維受限,甚至誤導。所以,我校在無機化學實驗改革中首先從教材建設入手。為突出無機化學實驗的藥學專業(yè)特色,在新版教材內容的選擇上,我們注意與國內藥學發(fā)展現(xiàn)狀相結合,吸納可以展現(xiàn)無機化學在藥學領域中實際應用的素材作為實驗內容。為此,在保留原有“藥用氯化鈉的制備及雜質限度檢查”實驗的基礎上,新版教材中增加了經(jīng)典的無機藥物合成實驗——藥用氫氧化鋁的制備、鑒別、制酸力檢查及含量測定,以及藥用堿式碳酸鉍的制備、鑒別、制酸力檢查及含量測定,這些無機藥物合成實驗不僅可以激發(fā)學生對藥學專業(yè)的濃厚興趣,還為后續(xù)藥物合成以及藥物分析課程學習奠定了良好基礎,從而巧妙地完成了借助于基礎化學實驗課程將新生領進藥學專業(yè)之門的目標。在全球一體化的大趨勢下,為逐步實現(xiàn)與發(fā)達國家的高校教材同步接軌,以適應21世紀我國教育、科技和社會發(fā)展的需要,我們在新版教材中采用了雙語編寫體系。雙語實驗教材不僅可以幫助外國留學生快速地掌握課程內容,還可以促進國內學生在本科階段積累化學實驗專業(yè)英語,為將來去國外深造以及進行國際學術交流打下重要基礎。近年來,無機納米材料發(fā)展十分活躍,推動許多領域取得突破性進展,特別是在生物、醫(yī)藥、催化、傳感、吸附和分離等領域,新技術材料展現(xiàn)出多種多樣的應用潛能。為能及時了解無機化學領域近年來的科研成果,在新版教材中,我們增加了無機納米材料的合成實驗——二氧化鈦納米粒子的制備及其催化活性測定、納米四氧化三鐵的化學沉淀法制備及表征,增設這種前沿性實驗旨在引導學生綜合運用已學過的知識分析和解決復雜問題,通過了解納米材料的特殊性質和實際應用拓寬學生的知識視野、培養(yǎng)學生的科研思維與創(chuàng)新意識、激發(fā)學生的學習動力和熱情。無機化學實驗不但可以強化學生基本化學實驗的技能和技巧、培養(yǎng)科學思維,還可以促進無機化學的理論教學,幫助學生加深理解并掌握基本原理和元素化學性質。為實現(xiàn)這一目的,在新版教材中,我們對原教材中的化學原理實驗和元素化學實驗兩部分內容進行了重新選擇和優(yōu)化,使實驗內容覆蓋了無機化學理論教學的各主要方面,包括化學熱力學、化學動力學、四大化學平衡、原子結構和分子結構理論以及元素化學,實現(xiàn)理論教學和實驗教學有機結合,相得益彰。
2教學手段
以前我校無機化學實驗的授課一直采取主講教師黑板板書講解實驗原理聯(lián)合現(xiàn)場演示來強調基本操作技能、技巧以及注意事項的方式。這種授課方式,存在一些弊端,比如,不同班級由于主講教師不同,導致對學生基本實驗操作規(guī)范的要求不統(tǒng)一;對于化學實驗基礎參差不齊的新生來講,沒有特別措施的講課方式無法滿足所有學生的聽課需求;處于不利聽課位置的學生無法看清教師實驗演示細節(jié);黑板板書的教學手段形式單一、信息有限、教學效率低下等。在信息技術迅猛發(fā)展的今天,現(xiàn)代化教學手段——多媒體課件成為可顛覆傳統(tǒng)課堂教學,使其內容更豐富、教學更高效、可重復學習、備受青睞的新形式。為此,在無機化學實驗改革中,經(jīng)過教研室全體教師集體備課研究后,統(tǒng)一制作出所有備選實驗的ppt課件,并將課程中涉及的標準基本實驗操作制作成24個規(guī)范的基本操作視頻。課堂上,教師采用講解實驗ppt課件聯(lián)合播放基本操作視頻的方式為新的教學手段(如圖1所示)。為提升教學效果,主講教師課前半小時開始循環(huán)播放基本操作視頻,對于普通學生,這可作為課前操作預習,而對實驗基礎薄弱的學生來講,這是一個彌補基礎知識的有效方式,另外,它還可在學生實驗過程中提供研究操作細節(jié)之用。采用這種手段授課,解決了不同主講教師對學生操作要求無法一致、學生的實驗基礎不齊、無法保證全部學生掌握實驗操作的細節(jié)以及黑板板書的教學手段單調、信息受限等系列問題。我們總結制作的24個標準基本操作視頻包括:玻璃儀器洗滌、超聲波洗滌、加熱方法、加熱套使用、恒溫干燥箱使用、冷卻方法、試劑取用、托盤天平構造與使用、電子天平使用、純化水取用、滴定管使用、pH計使用、pH試紙使用、比色管使用、恒溫磁力攪拌器使用、點滴板使用、離心機使用、電動勢測定、常壓過濾、減壓抽濾、甘汞電極-鋅電極原電池組裝、硝酸鉀溶解度測定、藥用氯化鈉制備及硫酸亞鐵銨的制備。這種以標準基本操作視頻取代以往教師操作演示的教學模式,可以保證全班學生高效輕松地掌握全部操作要點,降低了學習難度,提高了教學效率。例如,基本操作“減壓抽濾”,在視頻中,我們按照實驗流程錄制了濾紙的剪裁、抽濾瓶的安裝、布氏漏斗斜口的方向、濾液的轉移、晶體的轉移、先拔橡皮管后關泵、以及濾餅的轉移等所有操作要領。再如,“藥用氯化鈉的制備”實驗,目的是練習和鞏固稱重、調節(jié)pH、減壓抽濾、常壓過濾、蒸發(fā)、濃縮等基本操作,而對于新生而言,這是第一次接觸到步驟繁瑣的綜合實驗,難免手忙腳亂或對部分步驟的注意要點記憶模糊;標準基本操作視頻播放的教學模式,不但能使學生更系統(tǒng)地了解實驗流程,還能使學生對實驗的每一步都有更具體明晰的掌握。
3教學方法
傳統(tǒng)的教學方法以教師為主體,以傳授知識為導向(Lecture-BasedLearning,LBL),在該法中學生處于被動地位,所以導致學生學習興趣不高,參與性不強。當今國際上推崇的是以學生為主體,以問題為導向(Problem-BasedLearning,PBL)的教學方法[3,4]。PBL方法以注重學生能力培養(yǎng)的方式取代以教師知識傳授為主的方式,強調學生在解決教師提出問題的過程中獲取對事物的認識,以現(xiàn)實問題作為驅動力來培養(yǎng)學生自主獲取和應用新知識的能力,從而幫助學生發(fā)展自主學習能力、創(chuàng)新能力和與人合作的能力[5,6]。在無機化學實驗教學改革實踐中,我們將PBL方法引入本課程的綜合設計性實驗教學中。比如,硫酸亞鐵銨的制備實驗,幾乎涉及到全部的基本實驗操作,學生如果能夠自行設計并完成的話,既可以對本課程的主要實驗技能和技巧進行復習和運用,又可以充分提升學生自主分析和解決問題的能力。為此,提前兩周,教師將相關的實驗問題布置給學生(比如,反應物溶液的液性是怎樣的?反應溫度是多少?采用怎樣的固液分離方式?怎樣檢驗產品質量等級?如何進行產品檢驗操作?),讓學生自行設計解決方案并完成實驗。為探尋“反應溫度是多少?”、“怎樣檢驗產品質量等級?”等問題,學生需要查閱大量文獻,無形中培養(yǎng)了主動查閱文獻、梳理文獻和思考問題的能力。為探尋“采用怎樣的固液分離方式?”、“如何進行產品檢驗操作?”等問題,學生需要對常壓過濾、減壓抽濾、比色管使用等基本操作進行復習,使學生積極主動地參與到學習活動中。為獲得精確的實驗結果,學生能夠充分運用所學理論知識和實驗技能,使知識得以綜合運用、融會貫通。
4結語
從無機化學實驗教學改革以來,無機教研室和化學實驗中心全體同仁圍繞著教材建設、教學手段及教學方法等方面,做出了大量工作和努力,并取得一定成效。今后,我們還將對該課程的教學改革在如下方面進行更深入的研究和實踐:及時將最新科研成果引入實驗教材中、不斷探索符合教學規(guī)律的教學新思路、多渠道爭取實驗室建設經(jīng)費以改善本科實驗條件、加強教師自身素質的完善和提高,為國家培養(yǎng)出當今社會發(fā)展需要的、具有競爭實力和創(chuàng)新能力的高端藥學人才。
參考文獻
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關鍵詞:生物工程;基礎化學實驗;教學模式;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)26-0216-02
生物工程專業(yè)是我院的一個特色專業(yè),該專業(yè)主要通過學習生物技術及其產業(yè)化的基本原理、工藝技術和工程設計等基礎理論、基本技能,培養(yǎng)能在生物工程領域從事生產管理和新技術研究、新產品開發(fā)的工程應用型人才?;A化學實驗包括無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗和物理化學實驗,是生物工程專業(yè)學生進入大學后首先接觸的重要專業(yè)基礎實驗課,是培養(yǎng)高素質工程應用型生物工程人才的必修課程。深厚的化學基礎知識、過硬的基礎化學實驗技能,符合我院“重基礎、寬口徑、擅應用”的人才培養(yǎng)模式,也將有利于生物工程專業(yè)學生在學科領域的就業(yè)和發(fā)展[1]。
實驗教學是培養(yǎng)學生實驗能力和綜合素質的重要教學手段,也是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段[2]。通過實驗教學,能系統(tǒng)地訓練學生的基本操作技能,規(guī)范其基本操作,培養(yǎng)基本實驗素養(yǎng),使其養(yǎng)成良好的實驗態(tài)度和科研態(tài)度,提升學生的綜合素養(yǎng)和工程實踐能力[3]?;瘜W是一門以實驗為基礎的自然科學,化學學科的發(fā)展離不開實驗。因此,如何提高生物工程專業(yè)基礎化學實驗教學水平,更好地適應工程應用型本科院校人才培養(yǎng)需要,是基礎化學實驗教學研究與改革必須探索的重要課題。
一、直面現(xiàn)狀,科學構建基礎化學實驗教學新體系
生物工程屬于非化學類專業(yè),基礎化學實驗是生物工程專業(yè)本科生的基礎課程,是訓練學生實驗操作和技能的基礎實驗課程,是學生學習專業(yè)課的基礎。但長期以來,受本科教學體系和教學模式的影響,非化學專業(yè)基礎化學實驗基本沿用了化學化工專業(yè)的課程模式,導致生物工程專業(yè)學生在基礎化學實驗教學中積極性不高,教學效果不理想。
1.注重基礎操作培訓與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。工程應用型人才要求動手能力強,在工程實踐中操作規(guī)范是最基本的要求。規(guī)范的實驗操作是保障實驗安全與成功的基礎。只有熟練掌握基本操作,才能做到操作流暢、規(guī)范、標準,才能保證實驗的成功?;A化學實驗授課對象為大一、大二學生,課程教學對學生實驗能力培養(yǎng)和個人實驗習慣的養(yǎng)成影響深遠。故在基礎化學實驗教學中,以基礎操作為單元,以技術要素為紐帶,從指導學生如何預習實驗內容、撰寫預習報告開始,認真抓好基本操作練習。通過實驗內容預習,要求學生知道在這個實驗中,我們要做什么、怎么做;通過實驗現(xiàn)場指導,讓學生明白怎么做才是正確的、規(guī)范的、可行的;通過撰寫實驗報告及批改,讓學生知道為什么會得到這樣的結果(結論),實驗中有哪些需要完善的地方,如何總結提高,逐步幫助學生養(yǎng)成良好的實驗習慣,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維,達到工程應用型人才的培養(yǎng)目標。
2.整合教學資源,創(chuàng)新基礎化學實驗教學體系。傳統(tǒng)的基礎化學實驗共有四門課程,分屬不同實驗室,由不同的教師承擔教學任務。以生物工程專業(yè)基礎化學實驗教學改革為契機,在課程建設中,對這四門課程的教學資源進行整合,打破舊有基礎化學實驗教學體系附屬于理論課程設置所形成的細而全的小系統(tǒng),優(yōu)化教學體系,共享實驗教學資源,做到既突出基礎化學實驗課程特點,又體現(xiàn)生物工程專業(yè)特色,以達到增強學生的實驗操作能力和工程實踐能力之目的。
3.結合專業(yè)特點,優(yōu)化基礎化學實驗教學內容。傳統(tǒng)的生物工程專業(yè)基礎化學實驗教學,從內容安排上,忽視了學生學科內容的選擇和科學素養(yǎng)的培育,實驗教程不能與專業(yè)學習有機結合,壓抑了學生學習的主動性和積極性,埋沒了學生的創(chuàng)造力。為此,我們在設計適合生物工程專業(yè)基礎化學實驗內容時,首先選擇與其專業(yè)相關聯(lián)的實驗內容,這樣既能夠提高學生的實驗熱情,又能有效地將所學知識運用到本專業(yè)上,達到學以致用的目的;其次,選擇一些與生產生活相關聯(lián)的實驗課題,可以激發(fā)學生的學習興趣,教學效果良好。如我們安排了鈣片中鈣含量測定;膠囊殼中鉻含量測定;大米中鉻、鎘含量測定;牛奶中三聚氰胺含量測定;紅棗中多糖提取與分離;黃連中黃連素的提取等實驗項目;這些實驗供學生在實驗室開放時根據(jù)自己的興趣和愛好選擇。這些措施顯著地提高了學生的實驗熱情,有利于學生綜合素質的培養(yǎng)。
二、勇于創(chuàng)新,改革傳統(tǒng)基礎化學實驗教學模式
基礎化學實驗教學是學生學習專業(yè)知識的基礎,是提高學生綜合素質的有效途徑。在實驗教學中,堅持以學生為主體,學生主動學習是學習過程中的主要活動。為此,我們在教學模式上進行了改革。
1.將多媒體輔助教學和網(wǎng)絡教學平臺引入到實驗教學。傳統(tǒng)的實驗教學模式通常是教師在黑板上講解并進行部分操作演示,受實驗場地的限制,離教師較遠的同學可能沒有注意到一些具體操作細節(jié),也不明白實驗成敗的關鍵,實驗過程中對教師依賴度高,只知道按部就班,照方抓藥,不能掌握實驗成功的操作要領,操作技能也不能得到提高。為了改變這種狀況,基礎化學課程組充分利用現(xiàn)代教學手段,將多媒體輔助教學和網(wǎng)絡教學平臺引入到實驗教學中。
多媒體教學是一種現(xiàn)代的教學手段,它利用文字、實物、圖像、聲音等多種媒體向學生傳遞信息,具有圖文并茂、生動直觀等優(yōu)點,能使教師講課更生動,學生更愛聽?;A化學實驗教學可以采用多媒體教學,它不僅教學信息量大,而且可以非常直觀地演示實驗操作過程,很多實驗可以采用多媒體技術進行輔助教學,如基本操作單元、儀器的使用等。
隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,利用流媒體技術,在實驗室環(huán)境下將所開的基礎實驗過程進行拍攝并制成視頻教材,放在網(wǎng)絡教學平臺上,學生可以不受時間、空間的限制,反復觀看,自主地開展預習、學習和復習。這樣不僅增強了課堂教學的可視性,而且增加了教師演示的可再現(xiàn)性,延長了學生的學習時間,從而提高了學生操作的規(guī)范性,使實驗教學得到延伸。
2.減少驗證型實驗,增加與專業(yè)相關的綜合型、設計型與研究型實驗。根據(jù)生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,把基礎化學實驗課的要求定位在對基本操作的熟練和常規(guī)儀器的使用上,并將這些基本操作和技能用于生物工程專業(yè)后續(xù)學習和實踐中。因此,在安排實驗內容時,我們按照化學實驗教學規(guī)律,打破原有的課程界限,將基礎化學實驗教學遵循由單元操作到技能組合,由綜合型實驗到設計型、研究型實驗四個層次,循序漸進,由簡單到復雜,選擇實驗課題,布置實驗任務。
在綜合型、設計型與研究型實驗中,讓學生學會自己查找文獻資料,自行設計實驗方案,獨立開展實驗,教師及時跟蹤指導,以培養(yǎng)學生利用所學知識和實驗技能開展實驗及科研的能力。
3.實施開放型實驗教學。開放型實驗教學是對傳統(tǒng)的封閉式教學的改革,是一種先進的現(xiàn)代化的教學方式,它有利于提高學生的學習熱情,有利于調動學生的學習積極性,有利于培養(yǎng)學生的綜合實踐能力和創(chuàng)新能力,是一種體現(xiàn)能力培養(yǎng)、素質教育的實驗教學新方式。在這種教學模式中,在現(xiàn)有實驗條件下,學生以小組為單位,根據(jù)自己的理解、愛好,綜合運用所學知識,自主選題,并鼓勵學生提出可行的實驗課題,設計實驗方案進行實驗。這種實驗,具有新穎性、創(chuàng)新性和趣味性,學生主動性高,在整個實驗過程中,學生處于主動地位,教師對學生只需進行科學引導與指導。
4.改革課程考核評價方法,注重學生實驗素養(yǎng)。良好的實驗技能和實驗習慣,優(yōu)良的實驗素養(yǎng),是高素質人才必備的條件。在基礎化學實驗教學考核的過程中,僅憑實驗報告成績和期末考試成績,難以準確地衡量學生的實驗能力和實驗素養(yǎng)。為了科學地評估學生的實驗技能,需要優(yōu)化傳統(tǒng)的實驗課程考核體系,建立全面的基礎化學實驗綜合考核辦法。將學生的課程考核成績分為實驗過程成績、實驗報告成績、實驗理論考試成績,單項考核不合格,則總成績不合格。這種考核方式促使學生認真地對待每個實驗環(huán)節(jié),有效地提高了學生的綜合素養(yǎng)。實驗過程成績是教師在指導學生實驗過程中,根據(jù)學生實際操作情況、實驗習慣和個人素養(yǎng)給出的評價;實驗報告成績主要是根據(jù)學生的實驗預習報告和實驗報告書寫、數(shù)據(jù)處理及分析能力等情況來評判;在實驗理論考試中,除了常見考題外,還結合基礎化學實驗和專業(yè)特點,增加了實驗方案設計等考核內容,突出了綜合實驗能力和創(chuàng)新能力的考核,以促進學生實驗能力的全面發(fā)展。
三、結語
為了適應地方工科院校工程應用型人才培養(yǎng)的要求,基礎化學實驗教學改革一直在討論和進行中。我們根據(jù)我院生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標,對目前基礎化學實驗教學內容、教學方法和教學手段及考核方式等方面進行了改革,以全面培養(yǎng)學生的工程應用能力,適應經(jīng)濟社會發(fā)展對人才的要求。在全面提倡素質教育和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的今天,對傳統(tǒng)的基礎化學實驗教學方法提出了新的挑戰(zhàn),對從事基礎化學實驗教學的教師提出了更高的要求。與時俱進,適應時代的要求和社會發(fā)展的步伐,因地制宜,因材施教,是每一位教師努力的方向。
參考文獻:
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關鍵詞: 高職院校 有機化學 實驗教學
高等職業(yè)教育作為高等教育中的一個類型,肩負著培養(yǎng)面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才的使命。大力提高人才培養(yǎng)的質量,增強人才對于就業(yè)崗位的適應性已成為高等職業(yè)教育自身發(fā)展的迫切需要。
有機化學是高職教育的一門重要的基礎課,在農林牧類高職教育中起著十分重要的作用。有機化學的教學形式由理論教學和實驗教學組成。理論教學主要是傳授有機化學基本理論和知識。有機化學實驗是有機化學教學的一個重要組成部分,實驗一方面能使學生鞏固、驗證所學的基本知識,另一方面能使學生掌握郵寄化學實驗的基本操作方法和既能,培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和獨立分析問題、解決問題的能力,從而為后續(xù)課程和將來的工作打下堅實的基礎。有機化學實驗是我院化學制藥、生物制藥、藥品檢測、寵物藥學等專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課程。隨著教學改革的深入發(fā)展,如何提高這門課程的教學質量,顯得尤為重要。
1.重視安全教育
為了保證有機化學實驗正常進行,并保證實驗室的安全,在第一次有機化學實驗課程時教師不可忽視對學生進行有機化學實驗室規(guī)則和安全知識教育。由于有機化學實驗所用的藥品多數(shù)是有毒、可燃、有腐蝕性或有爆炸性的,所用的大部分是玻璃制品,因此在有機化學實驗中過程,若粗心大意,就容易發(fā)生事故,如割傷、燒傷,乃至火災、中毒或爆炸等,教師必須讓學生認識到化學實驗室是潛在危險的場所。只要重視安全問題,提高警惕,嚴格遵守實驗操作規(guī)程,加強安全措施,事故是可以避免的。有了這種警惕意識,學生在進行有機化學實驗時就會集中精神、認真操作。同時教師應教學生一些事故的處理方法,在發(fā)生意外時能夠及時、冷靜地處理。如果遇到緊急狀況不懂得處理,驚慌失措,必將影響學生以后的實驗,不利于實驗課程的正常進行。
2.培養(yǎng)科學態(tài)度
每次進行有機化學實驗教師都要注意培養(yǎng)學生端正的實驗態(tài)度、規(guī)范的實驗操作、精確的數(shù)據(jù)處理能力和良好的協(xié)作精神。學生要重視對實驗現(xiàn)象細心觀察、對實驗數(shù)據(jù)認真記錄,對試驗結果科學分析,打好學習和工作的基礎。教師應向學生詳細講解實驗操作及試驗后總的注意事項,并作必要的示范。學生進行操作過程中,應仔細觀察操作過程,并對不當之處及時糾正。例如,“熔點測定技術”實驗,由于苯甲酸的熔程很短(0.5―1.0℃),如果沒搞清楚正確的初熔現(xiàn)象,學生記錄的初熔溫度易提前。當毛細管內的樣品出現(xiàn)“發(fā)毛”、“收縮”、“軟化”、“出汗”等現(xiàn)象,在未出現(xiàn)局部液化的明顯的液滴和持續(xù)熔融過程時,均不作初熔判斷。樣品的初熔過程很快,有的學生觀察不夠敏銳或粗心大意,等到發(fā)覺樣品融化時,實質上樣品已經(jīng)完全變?yōu)橐后w,達到了終熔溫度。特別是個別樣品在熔融成液體后會有小氣泡停留在液體中,此時容易與未熔融的固體相混淆,應仔細辨別。通過測定熔點,學生不僅可以鑒別不同的有機物,而且可以判斷有機物的純度。實驗時不細心觀察,有時會導致截然相反的實驗結果。
3.注重基本技能操作
在有機化學實驗課程的進行過程中,教師應在結合高職教育的特點的基礎上,注重學生能力的培養(yǎng),將必需的基礎知識和應用技能進行有機結合,力求淡化理論,以實用、夠用為度,強化基本技能訓練,著重培養(yǎng)學生基本操作,使學生初步掌握蒸餾、分餾、萃取、重結晶等基本操作。教師應通過安排某些物理參數(shù)的測定(熔點、沸點、旋光度等)、有機化合物的制備、定性分析等實驗,使學生學會系統(tǒng)運用化學實驗方法,掌握實驗室中一些常用儀器的操作和使用方法。如“乙酸乙酯的合成技術”實驗,分為乙酸乙酯的制備和乙酸乙酯的精制兩部分內容。乙酸乙酯的制備這部分實驗,可使學生掌握有機物的制備方法(液―液),并掌握滴液漏斗、冷凝管等一些儀器的使用方法。而另一部分實驗――乙酸乙酯的精制,則可使學生進一步強化蒸餾、分離和提純,以及熔點測定等基本操作技術,熟練掌握分液漏斗等儀器的使用方法。
4.合理進行設計性實驗
設計性實驗可給學生提供更加自由的學習空間和實踐,既能考查學生的理論知識和實驗技能,又能提高學生獨立設計實驗和獨立完成實驗的能力,同時還能提高學生的科研能力,以及分析問題和解決問題的能力。如,在有機化學理論教學講授完烴的衍生物后,教師可以安排一次設計實驗――烴及其衍生物的鑒別實驗,提供乙醇、乙醛、丙酮、苯、乙酸、甲酸、苯酚等溶液,給出實驗目的、要求,讓學生自己寫出實驗原理,并應用所學的實驗技能,設計實驗方案,將以上溶液一一鑒別出來。在方案設計時,學生可列出可能的幾種途徑,從中選擇最佳的實驗條件和實驗方法。設計的實驗方案經(jīng)教師批準后,可進行具體的實驗。如此可引導學生多思考,既動手又動腦。
5.適當增加應用性實驗
教師在重視基礎實驗的同時,適當?shù)卦黾右恍眯詫嶒?既能激發(fā)學生對做有機化學實驗的興趣,又可提高學生的動手能力,培養(yǎng)學生的科研能力,為學生今后從事產品開發(fā)和研究打下基礎。在有機化學實驗課程中,我們增加了“茶葉中咖啡因的提取技術”實驗。學生在進行該實驗時,表現(xiàn)出濃厚的興趣,做實驗時認真積極。學生不僅掌握了一種新的提取技術和索氏提取器的使用方法,而且鞏固了蒸餾、提純等基本操作技術。
6.盡量開設“綠色”實驗
有機化學實驗的試劑大多為易揮發(fā)、有毒甚至劇毒物質,學生做實驗時有心理壓力,同時實驗產物對環(huán)境會造成有害的影響。因此,教師應盡可能開設“綠色”合成實驗,解除學生的后顧之憂,使學生能夠放心大膽地去做。如,在有機物的合成實驗中,我們進行的是“乙酸乙酯的合成技術”實驗。該實驗中使用的試劑主要是C2H5OH、CH3COOH、NaCO3、NaCl、CaCl3、NaSO4,不僅對實驗人員和環(huán)境的負面影響都比較小,而且成本較低。
7.加強實驗考核
為了切實增強學生的操作技能,教師必須加強實驗教學的考核。實驗操作、實驗現(xiàn)象的觀察、數(shù)據(jù)記錄、實驗結果等都應作為考核的內容。每次實驗結束后都應及時對所做實驗的相關內容進行考核。實踐證明,學生在接受實驗考核后,在思想上會更加重視實驗課,實驗更認真,課前預習和課后的復習也更到位。
參考文獻:
[1]張龍.有機化學[M].北京:中國農業(yè)大學出版社,2007.
論文摘要:通過改革基礎有機化學實驗課教學內容,本科生有機化學實驗技能的強化訓練,開設綜合性實驗—有機化學大實驗的實施與實踐,對高等林業(yè)院校有機化學實驗教學改革進行了初步探索。
教學改革的中心問題之一就是進一步加強學生素質和能力的培養(yǎng)。如何通過高等林業(yè)院校的化學教學,特別是實驗教學提高學生的化學素質、知識和能力,將“素質和能力”培養(yǎng)落到實處,是一個值得探討和研究的課題,也是我們進行有機化學實驗教學改革的目的。有機化學實驗教學的改革,包括實驗教學體系和實驗教學內容的改革。“七五”、“‘八五”期間,我們主要致力于實驗教學內容的改革,將立足點放在結合林業(yè)院校的特點,優(yōu)化實驗內容,淘汰某些驗證性實驗,增加操作實驗和應用性較強的實驗,開放實驗室,強化學生實驗技能,在此基礎上適當開設綜合性實驗,從而為實驗教學體系的改革奠定了基礎。
1、改革基礎有機化學實驗課教學內容
1.1實驗指導書內容和實驗方法的改革
(1)基本操作高等林業(yè)院校林學類專業(yè)基礎有機化學實驗課的教學內容包括基本操作、有機化合物的制備、有機化合物的性質、色譜技術和天然有機物的提取?;静僮鞑糠謱τ谔岣邔W生實驗技能和培養(yǎng)學生動手能力至關重要。編人我院有機化學實驗指導書的絕大部分基本操作既有獨立的實驗,又結合在有機化合物制備和天然有機物提取分離這兩部分內容之中,且涉及每項基本操作在生物學科特別是在林業(yè)上的應用,強化了學生把基本理論學習、基本技能訓練與林業(yè)科技工作緊密結合的意識,提高了學生學習的積極性。例如。水蒸氣蒸餾屬重要的基本操作之一,廣泛用于植物中易揮發(fā)成分(香精油等)的提取,與植物資源的利用和開發(fā)關系密切,而一般的有機化學實驗指導書都是通過含雜質苯胺的提純,使學生掌握這一基本操作。實驗人員在查閱大量資料的基礎上,選用含雜質的正丁醇作為苯胺的替代物,既解決了安全問題,又適于初學者掌握操作步驟。除此以外,實驗指導書中還安排了供選做的水蒸氣蒸餾的應用性實驗:松脂含油量的測定。通過前一個實驗內容,對于真正掌握水蒸氣蒸餾這一基本操作的學生,完全能夠借助實驗指導書獨立完成松脂含油量的測定。
(2)色譜技術色譜技術對于從植物資源中提取、分離和鑒定天然有機物,是必不可少的實驗手段。其中薄層色譜既可直接用于天然有機物的定性定量分析,又可用于柱色譜選擇洗脫劑和收集流分。而許多天然有機物對紫外光有吸收,所以在薄層色譜中常利用一定波長紫外光照射替代顯色劑進行顯色.。鑒于一般實驗指導書上無此內容,任課教師選用蔡、a-茶酚作為試樣,摸索出用硅膠板分離這兩種化合物的展開劑,用紫外光(=254nm)顯色,檢驗分離效果。經(jīng)過幾年實踐,表明該實驗方法既簡便又省時,效果十分明顯。
(3)天然有機化合物的提取天然有機化合物的提取屬應用性較強的實驗內容。在掌握基本操作的基礎上,對學生進行這方面的技能訓練,所選實驗項目應難度適中,而且要能夠在3學時內完成。我院有機化學實驗指導書中天然有機化合物的提取部分共編人了7個實驗,其中兩個實驗分別選自我院和兄弟院校教師科研項目的部分實驗內容,但由于條件和實驗學時所限,無法面對本科生開設二“七五”期間開設‘、油脂的提取”和、“茶葉中提取咖啡因”,這兩個實驗內容綜合性不強,儀器、試劑的投人和消耗量過大,因此在“八五”期間逐漸被另一個實驗“黃楊葉中色素的提取”所替代。該實驗內容屬有機化學大實驗“黃楊葉中胡蘿卜素的提取、分離和鑒定”內容的一部分,其中包括復習分液漏斗的使用、薄層色譜用薄板的制作及薄層色譜。柱色譜等實驗技能以及初步掌握溶劑提取植物材料中天然有機化合物的方法。該實驗內容綜合性較強,試劑、玻璃儀器的消耗量低,而且能夠在3學時內完成。
1.2優(yōu)化實驗內容
為了在有限的學時內完成教學大綱要求的實驗項目,我們除淘汰一定數(shù)目的驗證實驗外,盡可能優(yōu)化實驗內容。首先安排固體有機物的重結晶。第二次實驗則包括熔點、沸點的測定兩個實驗內容,一方面便于用學生以已知標準物為對照,檢驗重結晶實驗所得樣品的純度;另一方面通過常量法測沸點,又掌握了普通蒸餾這一最基本的操作技能。第三次實驗則安排水蒸氣蒸餾和折光率的測定,除用無水乙醇、蒸餾水為樣品學習阿貝折光儀的使用外,還測定水蒸氣蒸餾分離提純后的正丁醇折光率,并用分析純正丁醇作為對照,既掌握了折光儀的使用方法,也檢驗了水蒸氣蒸餾分離提純的效果。而分液漏斗的使用和液態(tài)有機物的干澡,則是通過水蒸氣蒸餾、乙酸乙醋的制備,以及黃楊葉中色素的提取和分離等三次實驗,使學生得以掌握和鞏固。另外,我們把柱色譜、薄層色譜和紙色譜三個實驗內容集中在一次實驗內完成,利用柱色譜洗脫樣品的間隙,完成另兩個實驗內容。隨后安排的色素提取和分離實驗,又為學生掌握色譜技術創(chuàng)造了條件。
2、本科生有機化學實驗技能的強化訓練
在指導學生畢業(yè)論文的過程中,我們發(fā)現(xiàn)僅依靠有限的基礎有機化學實驗學時,難以使學生的基本功更加扎實,對基本操作也不可能運用自如。因此,在院教務處的協(xié)調下,我們利用課余時間,對本科生的有機化學實驗技能進行強化訓練。把立足點放在操作要點的指導和掌握方面。例如,對蒸餾和合成實驗,反復對學生進行實驗裝置的裝卸和操作要點的訓練。在此基礎上、指定實驗內容,對學生進行考核。讓他們根據(jù)實驗指導書獨立列出所需儀器的名稱和件數(shù),自選儀器,完成裝置的裝卸,再由教師指出操作過程的不足,并針對實驗內容提出問題讓學生回答,最后根據(jù)各個環(huán)節(jié)給出成績。又如,對糖和蛋白質的性質實驗,我們則模擬理論考試中的化合物性質鑒定,讓學生擬定方案,自己動手鑒定未知物,并寫出鑒定過程和結果。
以上是強化訓練的第一個環(huán)節(jié),接下來是由教務處統(tǒng)一安排時間,各系部挑選出5名學生(優(yōu)秀生1名,中等生2名,一般生2名),進行有機化學實驗技能的抽測。由主講教師擔任主考,有關各系部主任擔任監(jiān)考,教務處處長擔任巡考,學生持學生證進人實驗室,以抽簽的方式選定實驗內容,在3學時內完成實驗和實驗報告,主考教師按實驗考核辦法當場評分。6個專業(yè)7個班級的36名學生參加考核,平均成績87.7分、90分以上14人,8D一89分17人,7079分5人。其結果表明,強化實驗技能訓練獲得了預期的效果。
第三個環(huán)節(jié)是開放實驗室,利用晚自習和雙休日,讓學生針對自己的操作薄弱環(huán)節(jié),有目的的進行進一步強化訓練。
經(jīng)過以上三個環(huán)節(jié)的強化訓練,使每個學生的基本技能達到合格標準,并對綜合能力的提高起到了循序漸進的作用。
3、開設綜合性實驗—有機化學大實驗
為了進一步提高本科生的動手能力和綜合實驗技能、在我院林學系和教務處的支持下,以林學本科為試點,調整教學計劃,并撥出???,安排一周有機化學大實驗的教學實習,從1988一1995年,我們連續(xù)8年承擔了林學本科生的該項教學任務(表1)。并于1996年開始又推廣到經(jīng)濟林專業(yè)。