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提高有机化学实验教学效果的几点体会

2012-04-01廖小建徐石海

当代化工 2012年5期
关键词:实验教学实验教学

廖小建,徐石海

(暨南大学化学系,广东 广州 510632)

提高有机化学实验教学效果的几点体会

廖小建,徐石海

(暨南大学化学系,广东 广州 510632)

针对我校在有机化学实验教学中的具体情况和存在的一些问题,我们改革实验教学方法,更新实验教学内容,对学生进行分流培养和双语教学,建设网络教学资源库,在加强基本操作训练的同时培学生的创新能力,提高有机化学实验教学效果。

有机化学实验;教学改革;教学体会

暨南大学是中国第一所由国家创办的华侨学府,是目前全国境外生最多的大学,是国家“211工程”重点综合性大学,直属国务院侨务办公室领导。暨南大学的学生来自全球五大洲100多个国家和地区,截至2011年9月,在校全日制本科生19 236人,在校的华侨、港澳台和外国学生11 411人[1]。有机化学实验课程是化学工程、应用化学、药物化学、食品化学,环境科学等相关专业的一门专业基础课。有机化学实验是一门实践性很强的学科,重视和学好这门课程对于培养学生分析问题、解决问题的能力以及创新能力有着极其重要的意义。针对本校学生的具体情况,我们改革实验教学方法,在加强基本操作技能训练的同时,严格把关每个教学环节,及时更新实验教学内容,不断把新技术、新方法、以及近代仪器引入有机化学实验教学中;对于外招生采取分流教学和双语教学。引导学生充分利用网络教学资源,充分发挥网站的平台作用, 很好的提高实验学习的效率和效果。

1 强调课前预习采取互动式教学

在以往的教学经验中,我们发现学生普遍不预习,或者只是对实验原理、实验步骤进行简单的摘抄。做实验的时候一边看书一边做,甚至产物到底是什么,有哪些副产物都没有弄清楚。这样无法养成良好的实验习惯,也不能达到实验教学的目的。我们将一学期的实验安排张贴出来通知学生, 在进实验室做实验之前做到理解实验的目的和原理, 掌握实验操作步骤, 明白实验成败的关键,查阅有关参考书、文献、物理常数等,尤其是对一些实验细节要了解,鼓励学生对实验方案进行完善和修改,需要学生发动脑筋,积极思考。我们要求学生用流程图的形式书写出预习报告,列出实验注意事项和关键点,不允许其简单摘抄。为了提高课前预习效果,我们不再详细讲解实验原理和步骤,而是随机抽取学生,由学生讲解实验方案,其他学生可以提问,老师就其中细节问题再给予补充。这样课前预习就不再是一个形式,需要学生积极思考,理论联系实际,大大增强了学生学习的兴趣,调动了学生的学习积极性和主动性。让学生在化学实验过程中产生良好的情感体验, 使他们的智力得以积极参与,提高了他们对化学学科的研究热情,有利于培养其独立思考的科学素养。在课堂上老师要巧妙地设计一些问题让学生去思考,如在正溴丁烷的制备实验中是否可以用分水器,分离粗产品正溴丁烷可否直接用分液漏斗分离等。在乙醇提取茶叶中咖啡因的时候,可以让学生思考如果用沸水提取是否可行,或者用稀碱液是否可行等,设计这样的问题可以让学生深入思考,真正领会实验的原理,这才是培养和提高学生创新能力的有效途径。

2 加强基本操作技能和实验操作指导

基本操作技能实验是有机化学实验的重要组成部分,也是培养学生扎实的实验基础和良好习惯的重要环节[2]。为此需要对学生的基本操作如各种分离手段,蒸馏,分馏,萃取,色谱技术,以及提纯操作等进行规范训练,使学生真正掌握各种基本操作,熟练使用各种常用仪器。在多年的教学经验中,我们发现基本操作技能训练不是强调的不多,而是没有落到实处。在每年的研究生复试中我们经常发现,学生往往连简单的蒸馏操作都没有完全掌握,如温度计的位置、冷凝管的选择、仪器安装过程中是否漏气、分液漏斗的正确使用,这些基本的操作学生往往出错。这就要求实验教师在教学过程中注重细节,手把手教导。要求学生对每一步操作,既要要知道其然,还要知道其所以然。教师严谨的治学态度,对学生有着深刻的影响. 为保证实验质量,提高教学效果,在实验教学中,教师要不断地深入到学生中去,发现问题并及时启发学生思考,与学生讨论解决。教师在实验教学时,应该规范操作,严格要求,对每一个仪器要仔细、正确讲解其操作要点、注意事项, 使学生知道什么样的动作是规范的,什么样的动作是正确的,这些基本操作既是每个从事化学的工作者所必须掌握的基本功,也是显示实验教学质量的一个标志。在实验安排中要多次练习使之变成学生准确、牢固的技能, 养成学生良好的实验习惯,为以后从事科学研究打下基础。

3 开设系列化实验促进学生手脑并用

在教学过程中我们发现学生没有纯度的概念。如用没有烘干的锥形瓶接液,样品未干燥就称重,在合成实验中对原料,目标产物的纯度不检验,甚至有些学生为了应对老师的检查,在实验开始的时候人为加大反应物的量,有些学生在实验过程中不思考,只知道照方抓药,一味求快,完成任务。没有养成良好的实验室工作习惯和实事求是的工作作风。为此我们开设了系列化实验,从苯→苯胺制备→乙酰苯胺制备→对氨基苯磺酸制备→甲基橙合成,实验过程中需要学生学会利用薄层色谱跟踪反应,检验产物纯度。这样上一步的产物是下一步的原料,需要学生自己独立思考,合理安排每一步的各种原料的合理用量和配比,并且还要保证目标产物的纯度,这就必然地要求学生遵循操作规范,认真对待实验的每一个步骤,熟悉各种操作方法,透彻理解实验原理。实验过程中需要学生主动学习,碰到问题会主动查阅资料,为提高实验教学质量奠定了基础[3]。

4 实验编排要调动学生兴趣及时更新

实验的编排除了要注意到重要的有代表性的有机反应外,还需兼顾到迅速发展的新试剂,新技术,新手段。如微波、超声波、光、电以及绿色溶剂(离子液体、超临界流体、水)、生物催化剂(酶、微生物、抗体酶)在有机合成中的应用,保证实验与学科领域的快速发展紧密联系。因此需要及时更新某些实验内容,使实验教学成为探究新理论、新方法的实践过程。我们拟在化学专业的学生有机化学实验教学中加入肽类药物合成实验。近代仪器的发展给测定有机化合物结构提供了迅速方便准确获得结果的可能。通过仪器测定也能使学生对反应机制理解的更加深刻[4]。在茶叶中咖啡因的提取实验中,我们要求学生对产物的红外,紫外,以及核磁进行检验。目前我们使用的实验教材为本系郭书好老师主编的第三版教材,在以后的改版中我们将附上所选实验的原料和目标产物的红外和核磁共振谱图,光谱的分析与测试将成为实验教材的一个重要部分。这样既有利于提高了学生的学习兴趣,又有利于学生对现代仪器有一定的认识和了解。

5 针对本校具体情况,对学生分流教学和双语教学

暨南大学本科教育人才培养的总目标是: 培养造就知识、能力、素质俱佳,具有国际视野的创新型人才。根据内招生和外招生的不同特点 ,把内、外招学生分流培养,进一步充分体现学校的专业特色和办学特色,其最终目的在于推动本科教学质量的全面提高[5]。很多外招生大部分英语基础较好,性格普遍外向,思维活跃喜欢提问,动手能力较强,但一般汉语基础薄弱,有些仅能听懂少数日常用语。部分外招生自律能力较差,上课迟到,旷课时有发生。为此对学生进行分流和双语教学就变得非常必要。这样既有利于国内学生提高专业英语水平也有利于外老师招生能够听懂和理解实验内容。双语教学对老师的要求提高,尤其是一些专业术语的表达,

要求老师阅读原版英文实验教材。必须用流利的英语讲解实验原理,同时还要准备用英语回答学生的提问。通过双语教学学生不仅学到了专业知识,还积累了专业词汇量,为以后从事科研工作打下基础。由于外招生很多来自英语国家,如果有老师表达错误,他们也会告诉老师纠正,这样教学相长,老师也能提高自己的英语水平。

6 充分利用教学网络资源

国家发展纲要指出:“以教育信息化带动教育现代化。加快普及信息技术教育,全面提高教师和学生运用信息技术的能力,实现信息技术与教育教学的有机结合。加快教育管理信息化,提高教育管理水平。努力构建教育信息化公共服务体系。”网络教学为学生自主学习和课后复习提供了便利条件。目前网络实验教学资源比较丰富,国内外名校的实验教学PowerPoint课件,实验仪器和实验装置图像,实验操作视频等都可以在网上下载。如美国阿克伦大学(http://ull.chemistry.uakron.edu/organic_la b/)的有机化学实验网站。网站共编排了9个不同类型的有机实验。实验的步骤和方法都有别于国内有机实验教材中的内容,非常新颖。学生可模仿此网站提供的实验案例进行有机化学实验练习,提高自身的实验技能。国内如中国石油大学,西南科技大学都建立了一系列有机化学实验高品质的实验模拟动画,云南大学也建立了云南大学微型半微型有机化学实验精品课程网站(http://wxyjhx.col.ynu.edu.cn /jbcz/index.html)。暨南大学化学系有机化学课程是2003年省级精品课程,相关教学网站已经比较完善,目前我们正在进一步完善有机化学实验教学网站的建立。学生可以充分利用已有的教学网络资源提供的良好的实验预习和复习的电子信息环境, 并通过网络互动式学习的模式解决实验学习中的疑问,获得比教材综合程度更高的更直观的信息。

7 在有机化学实验必修课后开设有机合成选修实验

开设有机合成选修课,让那些确实喜欢钻研有机化学,且学有余力的学生,在修完有机化学实验必修课后再进一步选做一些具有综合性、设计性甚至创造性的实验。采用这种因材施教的教学方法有利于充分发挥学生的个性和创造性, 最大限度地满足一部分学生对知识的超额需求和进一步的学习愿望。选修实验课学生可按自己的兴趣和爱好任意选做。只要做完其中几个实验,就可以修完学分。学生在这种教学模式可以从被动、被迫做实验的状态转变为站立到主动、自愿做实验的地位。这不但可以明显提高实验的效果, 而且也将大大激发学生对实验课持久的兴趣。

8 结束语

通过几年的教学实践,笔者认为要提高有机化学实验的教学效果,关键在于细节和落实。在目前的考评机制之下老师尤其要有一定的奉献精神,真正花时间用在教学上。加强实验教学环节,调动学生的兴趣,提高学生动手动脑能力,考虑到学生的个体差异,总结经验,因材施教。切实提高有机化学实验教学效果,从而使教学水平提高层次,为培养创新型人才做应有的贡献。

[1] http://www.jnu.edu.cn/xxgk.html[EB/OL].

[2] 陈聪,严国兵. 浅谈有机化学实验教学改革的实践与体会[J]. 广州化工,2011,39(23):178-179.

[3] 杨振平,王海滨,孙莉,王红,强根荣. 用新思维、新方法设计有机化学精品系列化实验[J]. 实验技术与管理,2011,28(12):141-144.

[4] 北京大学化学学院有机化学研究所编.有机化学实验[M]. 第二版.北京大学出版社,2002.

[5] 颜海波. 以目标为导向的本科课程体系优化的理论依据探析[J].高教研究,2011(2):50-53.

Some Experiences to Improve Organic Chemistry Experimental Teaching

LIAO Xiao-jian,XU Shi-hai
(Department of Chemistry ,Ji’nan University, Guangdong Guangzhou 510632,China)

Taking into account the specific circumstance and the existing problem in organic chemistry experiments, the experimental teaching method was reformed, the experimental teaching content was updated, triage training and bilingual education to the students were launched, online teaching resource library was built. The basic operation training was strengthened and innovation capability was developed, organic chemistry experimental teaching was improved.

Organic chemical experiment; Teaching reformation; Teaching experience

TQ 016

A

1671-0460(2012)05-0516-03

国家自然科学基金,项目号:No.21172094。

2012-03-18

廖小建(1976-),男,湖南邵阳人,实验师,硕士,研究方向:海洋天然产物。E-mail:tliaoxj@jnu.edu.cn。通讯作者: 徐石海(1967-),男,教授,博士,研究方向:海洋天然产物。E-mail:txush@jnu.edu.cn。

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