浅谈有机化学实验教学体会
2018-01-31张艳荣杨选民
张艳荣 杨选民
【摘 要】有机化学实验教学是有机化学理论教学的延续、补充,也是将理论知识应用、付诸于实践中的重要环节。基于我校的办学宗旨和特色---突出产学研紧密结合、创建世界一流农业大学,针对农林高校非化学专业本科生,应从以下几方面加以重视:摆正学习态度,注重诱导和启发式教学,选取适合的教学内容,充分利用网络和合理利用“空闲时间”。
【关键词】机化学实验教学;教学体会;农林高校;非化學专业
中图分类号: O62-4;G642 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2018)30-0165-003
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.072
Some experience of teaching organic chemistry experiment
——For non-chemistry major in agriculture and forestry colleges
ZHANG Yan-rong YANG Xuan-min
(College of Chemistry & Pharmacy,Northwest A&F; University,Yangling Shaanxi 712100,China)
【Abstract】The teaching of organic chemistry experiment is the continuation and supplement of the teaching of organic chemistry theory,and it is also an important conjugation in applying theoretical knowledge to practice.Based on the purpose and characteristics of our school----emphasizing the close integration of production,study and research, and creating a world-class agricultural university,the undergraduate students not majoring in chemistry in agricultural and forestry universities should pay attention to the following aspects:correcting the learning attitude,focusing on induction and heuristic teaching,selecting appropriate teaching content,making full use of the network and making reasonable use of "free time".
【Key words】Organic chemistry experiment;Teaching experience;Agriculture and forestry university;Non-chemistry major
有机化学实验教学是有机化学教学工作的重要组成部分,是有机化学理论教学的延续、补充,也是将理论知识应用、付诸于实践中的重要环节。基于我校的办学宗旨和特色---突出产学研紧密结合、创建世界一流农业大学,有较多专业的学生需要一定的有机化学实验技能作为重要的支撑,比如,种子、植保、环科、资环、林学、制药、食工等专业的学生。为了更好的服务于我校的办学宗旨,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,同时为我校非化学专业的本科生相关后续课程和进一步的科研打下良好扎实的基础,笔者认为应该从如下几方面加以重识。
1 摆正学习态度,认识该课程的辅助作用
由于是非化学专业的学生学习有机化学实验课,并非这些学生本专业的课程,就不能充分的引起他们的兴趣和重视。我们常说“态度决定一切”,“兴趣是最好的老师”,只有让学生认识到这门课程的重要性,才能从根本上调动其主观能动性。要告知他们,千万不能鼠目寸光,而要把目光放得更长远一点;现在学的是某一专业,但将来会从事什么样的工作或研究什么科学领域,这些就目前来说还都是未知数。我们之所以会产生某门学科或某一课程对我们没用的想法,原因是我们根本就不了解这门学科的内容,有怎能妄自断言就对我们的将来没用途呢?只有先摆正了学习态度,认真对待所开设的每一门课程,这样才不会有“书到用时方恨少”的感叹,才能领悟到“艺不压身”的真正含义。
那么,农林学校的学生为什么要学习有机化学实验呢?因为农林院校是以生命科学为基础的,有机化学作为支撑生命科学的不可缺失和替代的基石,就显示出其尤为重要的地位,用有机化学的思维、理念、手段和技术去解读生命密码,解释生命的本质。而实验课就是为了让同学们了解和掌握有机化学的最基本、最实用的实验技能而开设的课程,通过这门课的学习,不仅可以为他们本专业的学习积累充足的理论知识、培养熟练的操作能力,还可以开阔视野、增加知识储备。只有多掌握一门相关学科,做到多学科的交叉融合,才能在未来的科研之路中碰撞出闪耀的光芒。
我们老师作为学生时代的过来人,上述这些浅显易懂的道理,放在第一节课上给学生讲解,其中的利害关系,他们会牢记在心。
2 注重诱导和启发式教学
在实验开始前的讲解时段,改变老师讲、学生听的“填鸭式”教学模式,注重引导学生为什么这样操作,否则就会产生什么样的后果;同时加强老师的示范作用。现以第一次实验课的教学内容安装普通蒸馏装置中几个问题为例,加以说明。(1)选择合适的加热器,我们选用的是加热套,将圆底烧瓶放入加热套内,接触其底部后要稍稍提上一点;提问一,为什么要稍稍提上一点呢?让学生稍作思考,而不是直接告诉他们就是要这样做或其原因;回答一,若圆底烧瓶直接接触加热套的底部,会引起烧瓶内部受热不均匀,所以这种加热方式称为空气浴。提问二,将十字夹固定在铁架台的连杆上,其另一开口的朝向问题,朝上还是朝下呢,让学生稍作思考;回答二,若是朝下,倘若稍有不慎,十字架没拧紧或滑丝,就可能将圆底烧瓶脱落打碎,但若是朝上,即使发生上述的情况,朝上的开口也会十字架上托而不至于脱落。(2)冷凝管的安装及连接,提问一,上下支口进出水的问题;稍作停顿后,不妨将两种连接方式分别都展示给他们:从上支口进的水很快地从冷凝管中流过,并且即使将冷凝水开的很大,也不能将冷凝管充满;相反,从下支口进的水很容易就将冷凝管充满,而得到较好的冷凝效果。实践证明,通过这种诱导启发式的讲解,达到了“知其然,知其所以然”的教学效果,并使得教学不在枯燥无味。
在学生自已操作的过程中,当他们出现了错误的操作时,可以不急于给他们指出;而是简单的告诉他们的操作出现了错误,让他们找到问题出现在哪里,先找到问题,再分析问题和进一步解决问题。现举以分液漏斗的使用这一简单的例子加以说明。在静置分层之后,对于上面塞子上有缺口的分液漏斗,我们需要将其缺口与分液漏斗上的小孔对齐;而对于上面塞子没有缺口的分液漏斗,我们需要将塞子拿掉,这样才能保证下层顺畅地流出。然而,在实际的教学过程中,还是有一部分学生注意不到,发现一部分下层液体流出后,继而不再往下流出,或有气泡从下层向上层泛起,破坏了分层界面。当这情况发生之后,可以反问学生们是什么原因引起的,而不是直接告诉他们原因。等他们自已发现了原因之后,就会茅塞顿开,并且铭记于心,不会再犯类似的问题。
3 选取合适教学内容
由于课时的限制,我们不可能将所有的有关有机化学的实验操作都成为教学任务部分,选取合适的实验教学内容显得尤为重要,既要到达开设这门课的教学目标,更重要的是让学生所学到的能力在今后的学习和科研中得到进一步的提升。
结合我校学院建设的实际情况和我们学院自身教师的科研情况(天然产物的提出与分离及其构效关系研究),我们选取了以下的实验内容(仅列举几个作以说明),既让学生们掌握了有机化学最基本的几种操作,又将其应用到了实际天然产物的提取、分离鉴定中去:(1)普通蒸馏,分离掺杂了红色墨水的乙醇为对象,通过蒸馏操作,收集馏分为无色液体而残留在蒸馏瓶中的液体颜色加深,通过这一鲜明现象的观测,让同学们“眼见为实”地观测到蒸馏的作用。(2)应用水蒸气蒸馏提取烟草中烟碱,这一实验的开展,不仅让同学们掌握了水蒸气蒸馏的原理、装置和其操作要点,还将其具体应用到实际生物碱的提取、分离,让同学们真正领悟到“学有所用”。(3)薄层色谱法、柱色谱和纸色谱,将这三种色谱放到一次实验来完成,可以让学生们知道这些色谱的相同与不同之处,采用比较的方法加以学习。对于薄层色谱法,我们用香草醛溶液、茴香醛溶液及二者的混合溶液为试剂,通过以2,4-二硝基苯肼这一羰基化试剂为显色剂,巩固上学期“醛酮醌”这一章的知识点,从而做到了“温故而知新”;对于纸色谱,我们采用丙氨酸、缬氨酸及二者的混合溶液为试剂,通过以水合茚三酮为显色剂,通过在学习新知识的同时复习了“氨基酸、蛋白质”这一章的重要知识。对于柱色谱,我们选用甲基橙和亚甲基蓝的混合物为试剂,由于这两种试剂都有鲜亮的颜色,这两个混合物在柱子中的分离,就像幻灯片一样呈现在同学们的面前,他们强烈的视觉上的冲击,同时感受到柱分离的效果。(4)气相色谱和高效液相色谱,最后,值得一提的是,我们学校投入巨大的财力,购买了多台气相色谱仪和液相色谱,投入到本科生的教学工作中去,给学生们亲自动手操作仪器的机会。许多学生在课后感叹仪器分析的强大,在极短的时间内实现了对痕量样品的定量和定性分析。
4 充分利用网络,做好实验预习
实验预习是进行好有机化学的非常重要的环节,对保证实验的安全顺利起到至关重要的作用。因此,必须要求学生认真做好课前预习工作。但普遍存在的问题是,学生们为应付老师的检查,只是机械地照着课本誊写一边,虽浪费了时间,但没有收到预期的效果。学生之所以会这样草草应付,其中一个原因就是面对大堆枯燥无味的文字,不能很好理解其中的含义。
在网络如此发达的今天,应鼓励学生充分利用网络视频,视频中图文并茂的讲解,可以使学生一下子明白操作的要点,比起看课本来说,效率要高很多,收到事半功倍的结果。比如在百度视频输入“水蒸气蒸馏”,就可以了解水蒸气蒸馏的原理、要求条件、仪器的安装及注意的要点。这样,学生不仅学习了具体的知识,更重要的是培养了他们的自学能力,而这种自学能力的培养,在以后的学习和科研工作中发挥着重要的作用;再则,学生在网络上学习时,会感知自身知识的不足,从而进一步激发他们的求知欲,取得更大的进步。
5 合理利用“空闲时间”
这里所说的“空闲时间”是指只需稍作留意,不需动手操作的较长一段时间。在有的实验过程中,如粗乙酸乙酯的制备和咖啡因的提取实验过程中,有大约半小时的“空闲时间”,除了花较短的时间准备下一步所需的装置外,许多学生无所事事,要不就玩手机、聊天沟通感情,要不就爬下睡觉。其实,我们做老师的,在这段时间中一定不要偷闲,可以与学生们谈一下实验中的细节问题,提醒他们加以注意,也可以與学生分享一下自已的求学经验,或是考研的经历,或是出国的经历,这些可以无形中拉近与他们的距离,为以后的教学打下良好的基础,何乐而不为呢!这样,大家能够在实验课上零距离的感受有机化学的魅力,并在获取知识、锻炼技能的同时,享受有机化学实验给大家带来的快乐。
6 结束语
通过采取以上的教学措施和教学内容的选取,所担任的班级在最后的一次考试实验过程中,绝大多数都能规范、顺利完成实验内容,并能对实验现象做出合理的分析,为有机化学实验课画上了圆满句号的同时,为以后的学习和科研奠定了一定的基础。
【参考文献】
[1]王俊儒,马柏林,李炳奇,主编.有机化学实验.高等教育出版社.
[2]浅谈非化学专业有机化学教学体会.科技信息,2011,第 33期,286.
[3]有机化学实验教学改革与创新人才培养.实验室研究与探索,2003,第1期,25-28.