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有機化學實驗是化學化工專業(yè)一門基礎實驗課程,通過實驗教學,訓練學生的實驗操作技能,可加強學生對理論知識的理解、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。然而,傳統(tǒng)的教學模式是以教師、課堂、教材為中心,學生學習興趣不大,實驗過程中是“照方抓藥”、“依葫蘆畫瓢”敷衍了事[1]。為了提高有機化學實驗教學質(zhì)量,充分發(fā)揮實驗教學在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力作用,從課程自身性質(zhì)和專業(yè)特點出發(fā),結(jié)合作者從事有機合成實驗和有機實驗教學的親身經(jīng)歷,對有機化學實驗教學模式進行了探索,并且在實踐中不斷完善。
1注重學生興趣的培養(yǎng)
俗話說:興趣是最好的老師,興趣是學生積極主動做實驗的源動力,是使學生由“要我做實驗”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙鰧嶒灐钡年P(guān)鍵所在。我們從以下三方面培養(yǎng)學生的興趣。首先,喚起學生的學習興趣。學生知道世界上有機化合物最多,很多日常用品是從實驗室里合成出來的,但學生自己感覺不到,告訴學生,到有機實驗室,可以合成出日常生活中的物質(zhì),例如:洗滌用品肥皂、阿司匹林藥物,從茶葉中提取出煙堿等。這樣學生對有機化學實驗有種強烈的好奇,想去實驗室里試試。其次,加深學生的學習興趣。在有機合成實驗中盡量不要把實驗步驟講解過細、要求過死,給學生留下獨立思考的空間,發(fā)揮學生的想象力[2]。學生遇到問題時,不要急于告訴答案,在指導教師的引導下,盡量讓學生自己解決問題,培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題解決問題的能力。總是都按教師規(guī)定的或教材上的實驗步驟做,學生感覺是給老師做實驗或者是重復書上的內(nèi)容,就不會投入精力做實驗,敷衍了事,學生會對實驗失去了興趣。最后,延續(xù)學生的學習興趣,及時地評價非常重要。學生在實驗操作中有所創(chuàng)新,比如好的想法和更好的解決問題的方法,指導教師要在第一時間給予充分的肯定,鼓勵學生科學合理地思考問題,不對的地方,說明原因。學生很在意指導教師對他們的想法和行動的看法,如果我們不準學生想或是忽略學生的想法,慢慢地學生不敢想,也不愿想,做實驗就是敷衍了事。更重要的一點,就是實驗報告的批改,一定要及時認真,對于做的好的,特別是有創(chuàng)意的地方,一定要肯定,給予好的成績,做的不好的,要跟學生說明清楚??傊?,在安全可行的前提下,鼓勵學生動手動腦,讓學生在實踐中摸索才能培養(yǎng)出興趣。
2不同類型的實驗要求
2.1基本操作性實驗
在當前強調(diào)培養(yǎng)創(chuàng)新人才、加強綜合性實驗的同時,不要忘記和淡化基礎性實驗?;A性實驗在過去、現(xiàn)在和將來都是實驗教學的根本,是必須扎扎實實做好的一件事情,沒有基礎或基礎不牢,就談不上綜合,更談不上創(chuàng)新[3]?;A性實驗要求學生熟練掌握化學實驗的基本操作、常規(guī)儀器操作方法及基本理論等[4]。有機化學實驗涉及基礎性實驗有熔點的測定、蒸餾和沸點的測定、減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、簡單分餾、薄層色譜和柱色譜、重結(jié)晶和萃取等。其中有些實驗在無機實驗中學習過,比如重結(jié)晶,對這個實驗指導教師要說明清楚不同點:是操作方法使用范圍擴大,不是簡單地重復以前的實驗。無論是第一次接觸到的還是在以前基礎上進一步學習的基礎性實驗,一定要求嚴謹規(guī)范,不能有絲毫的怠慢,常規(guī)儀器的操作方法一定要規(guī)范正確,否則容易造成實驗事故,損壞儀器設備?;A性實驗是培養(yǎng)學生良好實驗行為的關(guān)鍵所在,也為后面的綜合性實驗和設計性實驗打下堅實的基礎。
2.2綜合性實驗
有機化學實驗的綜合性實驗主要是有機合成實驗,是本課程內(nèi)容最豐富的地方,也是培養(yǎng)學生興趣最好的地方,能初步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。第一,有機合成實驗內(nèi)容豐富,可以選擇教材上經(jīng)典的有機合成實驗,如1-溴丁烷的制備、正丁醚的制備、乙酸乙酰乙酯的制備、生物堿的提取等。訓練學生正確地組裝儀器和使用儀器,規(guī)范實驗操作,這些合成實驗時間較長,引導學生仔細觀察實驗現(xiàn)象和正確記錄實驗數(shù)據(jù),簡單高效地分離出產(chǎn)物,要求步驟正確、操作規(guī)范,如果學生實驗順利,能合成出來的產(chǎn)物分離較純凈,產(chǎn)率高,學生的成就感很高,興趣也就來了。也可以讓學生合成出日常生活中的物質(zhì),如肥皂等,學生親手合成出和商場買回來一樣的東西,很興奮,感覺到實驗有用武之地,不是書上那些空洞的知識。還可以選擇教師的科研課題,只要實驗條件要求不是很高,又不危險,讓學生合成出新物質(zhì),學生們的成就感就更強。第二,有機合成實驗的路線多樣性,如果說有機合成的理論課是一門藝術(shù),那么有機合成實驗就是藝術(shù)品。給定具體的產(chǎn)物,可以從不同的原料經(jīng)過不同的合成步驟合成出產(chǎn)物,指導教師先給出不同的合成路線,讓學生選擇其中一條路線,自己連接儀器裝置,人的大腦喜歡多樣性,有些學生就會想出更多的合成路線,方案可行的話,讓學生現(xiàn)場實驗。如果學生的想法合理可行,會非常高興,甚至不敢相信他們自己能設計實驗步驟;如果不具備操作可行性的話,和學生一起分析原因,學生還是樂意接受的。第三,隨著科技的進步,出現(xiàn)了新技術(shù)、新方法和新手段,要及時引入到基礎實驗室中[5]。讓學生有與時俱進的感覺,新方法比傳統(tǒng)的方法簡單容易操作,比如合成產(chǎn)物的分離和檢測,有很多新的方法。如果實驗條件允許,就采用新的方法,書上的舊的方法就不要使用,要讓學生跟上時代的腳步;如果一些舊的方法遲早要淘汰,指導教師要盡力更換,即使不能購買新儀器,也要向?qū)W生說明新儀器的用法及優(yōu)點,學生有印象,以后繼續(xù)深造或工作中遇到時,不至于茫然不知。
2.3設計性實驗
設計性實驗是培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力和初步的創(chuàng)新能力,指導教師給出實驗名稱,讓學生查閱與實驗有關(guān)的知識內(nèi)容和相關(guān)的文獻,學生對已有的文獻資料進行閱讀、分析、評價之后,設計出具體的實驗步驟,列舉出實驗所需要的藥品和試劑。然后讓學生上交設計的實驗方案,經(jīng)指導教師評閱后,總體上合理可行的方案,讓學生進入實驗室進行實驗。實驗是檢測學生們設計出的實驗方案的合理可行性最好的方法,同時也能糾正有些不合理的地方,最后讓學生寫實驗報告。設計性實驗沒有具體的實驗內(nèi)容和預期的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果,在指導教師的引導下,學生們獨立解決問題,擬出的實驗方案可以是借鑒文獻上的,也可以在舊的實驗方法上進行改進,初步地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,然后在實驗室里檢驗方案的合理性和可行性。如果學生設計的實驗方案能夠在實驗室執(zhí)行,學生很有成就感,就會對實驗充滿好奇,并樂意探索實驗。
3合理的考核體系
考核是實驗教學不可忽視的環(huán)節(jié),通過考核可以調(diào)動學生的積極性,促進有機化學實驗課教學質(zhì)量的提高[5]。以往的考核方式一般是平時成績70%,期末成績30%。平時成績主要看實驗報告,有些同學寫得認真就會得到好的成績,而指導教師并不知道該生實驗操作如何,更嚴重的是,有的實驗報告是抄襲的,實驗數(shù)據(jù)是偽造的,學生主要精力放在實驗數(shù)據(jù)和認真書寫實驗報告上,不在意如何去做實驗,就無法提高實驗教學質(zhì)量。學生有如此的想法主要責任在指導教師,因為考核評定成績的方法太狹隘,讓學生有空可鉆。最后一個實驗指定為期末考核實驗,學生認為只要做好最后一個實驗就會有個好成績,這樣也無法提高學生的興趣。針對以上的不足,經(jīng)過不斷地摸索,建立相對公正合理的評價體系:平時成績70%和期末成績30%。平時成績包括實驗成績70%和實驗報告成績30%,基礎性實驗和綜合性實驗實驗成績包括實驗預習報告20%、實驗操作40%、實驗結(jié)果30%、實驗室衛(wèi)生習慣10%,每次實驗結(jié)束及時給出實驗成績。設計性實驗的實驗成績包括文獻查閱20%、實驗設計30%、實驗操作30%、實驗結(jié)果10%、實驗室衛(wèi)生習慣10%,實驗結(jié)束給出成績,避免了只重實驗結(jié)果輕視實驗過程。期末成績考核包括筆試40%和操作60%,筆試采取閉卷,考查實驗室安全知識、儀器的操作方法、實驗操作易錯地方等,操作考核上學期基礎操作性實驗多,重在考核操作的規(guī)范方面。
4結(jié)束語
有機化學實驗是一門重要的基礎實驗課程,加強實驗教學是提高教學質(zhì)量的重要教學環(huán)節(jié)。經(jīng)過幾年的摸索,逐漸意識到,要給學生留下獨立思考的空間,讓學生真正成為實驗的主人,培養(yǎng)學生的興趣,在實驗中培養(yǎng)學生的分析問題解決問題的能力和初步的創(chuàng)新能力,制定合理的考核評價體系為提高有機化學實驗教學質(zhì)量作保證。
作者:程東 孟祥珍 單位:巢湖學院化學與材料工程學院 安徽師范大學化學與材料科學學院