時間:2023-01-04 15:02:03
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇有機化學(xué)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

一、有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的精選
為了培養(yǎng)礦物分選加工和礦產(chǎn)資源綜合應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人才,有機化學(xué)的教材內(nèi)容應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法,分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo),突出礦物加工工程專業(yè)特點,著力拓寬學(xué)生知識面。據(jù)此,本課程選擇的是獲得第三屆國家教委優(yōu)秀教材一等獎,由徐壽昌主編的《有機化學(xué)》,該教材按照官能團(tuán)系統(tǒng)分類,每一個章節(jié)介紹一類有機化合物,而每一章節(jié)又按照結(jié)構(gòu)、制備方法、物理和化學(xué)性質(zhì)為主線,便于學(xué)生歸納總結(jié)和綜合應(yīng)用。但是在2011年我校在本科生培養(yǎng)方案的調(diào)整中,將礦物加工工程專業(yè)有機化學(xué)的教學(xué)課時由64學(xué)時縮減為48學(xué)時,有機化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容必須做出相應(yīng)的調(diào)整。首先,我們貫徹“少而精”的原則,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化處理,在縮減課時的情況下,精選本學(xué)科中最基本、最重要、最精華的部分作為重點教學(xué)內(nèi)容。例如,教材中烷烴、烯烴、炔烴、脂環(huán)烴、芳烴、鹵代烴、醇和醚、酚和醌、醛和酮、羧酸、胺、雜環(huán)化合物等每一個章節(jié)都包含有機化合物的分類和命名,而很多學(xué)生在高中階段對這些內(nèi)容略有掌握,因此我們在第一章有機化合物的分類中,補充有機化合物的命名,將有機化合物按照官能團(tuán)命名方法進(jìn)行歸納和總結(jié),后面的章節(jié)中就不再介紹。教材中某種有機化合物的制備反應(yīng)和另一種有機化合物的化學(xué)反應(yīng)前后重復(fù)介紹,可以將這一部分內(nèi)容合并簡化。以醇制備鹵烴為例,教材第九章鹵烷的制備方法中介紹了醇與氫鹵酸作用,而第十章醇的化學(xué)性質(zhì)又詳細(xì)介紹了鹵烴的生成,將這兩部分內(nèi)容整合有助于學(xué)生的理解,避免了重復(fù)。教材中立體化學(xué)的內(nèi)容比較抽象,對學(xué)生的空間想象力有一定的要求,而立體化學(xué)和礦物加工的專業(yè)知識關(guān)聯(lián)較少,我們將其內(nèi)容適當(dāng)簡化刪減。其次,為了強調(diào)礦物加工專業(yè)特色,激發(fā)學(xué)生對專業(yè)的興趣,有機化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容必須重點講授一些和專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容。例如,我們學(xué)校的礦物加工專業(yè)主要是面對煤炭行業(yè),學(xué)生必須對煤的相關(guān)知識了解透徹。煤是由有機質(zhì)和礦物質(zhì)組成,煤中的有機質(zhì)又是由苯環(huán)、脂環(huán)、雜環(huán)和一系列的含氧、硫、氮的官能團(tuán)組成,要認(rèn)清煤的大分子結(jié)構(gòu),必須掌握好有機化學(xué)中芳烴、環(huán)烷烴、酚和雜環(huán)化合物這些章節(jié)的內(nèi)容,另外煤經(jīng)常發(fā)生的一些化學(xué)反應(yīng),如氧化反應(yīng)、裂解反應(yīng)、芳構(gòu)化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、脫氧反應(yīng)和磺化反應(yīng)等也滲透在有機化學(xué)各章節(jié)中。煤的浮選過程中浮選藥劑分為捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑三種,這些藥劑大多是有機化合物。捕收劑主要是煤油、輕柴油等,它們是石油裂解的餾分產(chǎn)品,主要是C11-C16的烷烴,在有機化學(xué)烷烴的學(xué)習(xí)中可以介紹;起泡劑包含天然起泡劑松醇油(α-萜烯醇),工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑雜醇和仲辛醇,人工起泡劑醚醇類化合物,在有機化學(xué)萜類、醇類和醚類化合物的講授中介紹;調(diào)整劑主要是一些乳化劑和絮凝劑,涉及有機化學(xué)中高分子聚合物的知識。水煤漿是一種新型的煤基流體燃料,由煤70%、水30%和少量添加劑經(jīng)一定工藝流程加工而成,添加劑起著關(guān)鍵作用。水煤漿添加劑中主要是分散劑和穩(wěn)定劑,分散劑是磺酸鹽、羧酸鹽、聚烯烴類化合物,穩(wěn)定劑是高分子表面活性劑、聚丙烯酸鹽類化合物,這些涉及羧酸和高分子聚合物的相關(guān)知識。目前,多學(xué)科交叉、滲透、融合,以基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識密切結(jié)合為切入點,將相互具有內(nèi)在聯(lián)系的有機化學(xué)、煤化學(xué)、選礦學(xué)的教學(xué)內(nèi)容融合,將打破過去有機化學(xué)、煤化學(xué)和選礦學(xué)在課程設(shè)置上過于獨立、缺乏聯(lián)系的局面,整合原有課程內(nèi)容,拓展學(xué)生知識結(jié)構(gòu)。
二、有機化學(xué)教學(xué)方法的改革
傳統(tǒng)教學(xué)方法以教師在課堂上的“填鴨式”教學(xué)模式為主,往往忽略了學(xué)生的主體性,不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和思考能力,提高教學(xué)效率和質(zhì)量,我們在教學(xué)中采用了靈活多樣的教學(xué)方法,通過啟發(fā)式、互動式和討論式等多種教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生課堂上積極思考,獨立解決問題。在教學(xué)過程中我們增加一些教科書上沒有列出的反應(yīng)及其具體應(yīng)用實例,將同類型的反應(yīng)隨時進(jìn)行總結(jié),既可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,又可開拓學(xué)生的視野和擴(kuò)大知識面。例如,水煤漿添加劑中普遍用到的分散劑是萘磺酸鹽,在萘磺酸鹽的制備過程中涉及我們所學(xué)有機化學(xué)中萘的磺化反應(yīng),萘在165℃時與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是β-萘磺酸,β-萘磺酸經(jīng)過與甲醛發(fā)生縮合反應(yīng)后與堿中和即可得到我們所需的產(chǎn)品萘磺酸鹽。學(xué)生通過這個實例的學(xué)習(xí),將會加深對萘的磺化反應(yīng)的認(rèn)識,同時拓寬了知識面,還與所學(xué)的專業(yè)知識也聯(lián)系起來。FS-201作為一種浮選劑在很多選煤廠使用,它的藥劑用量比煤油低30%左右。這種藥劑的主要成分是輕質(zhì)烷基苯。這種藥劑的合成涉及有機化學(xué)中最著名的傅克烷基化反應(yīng)。它的合成是烯烴與苯在三氯化鋁的催化作用下進(jìn)行傅克烷基化反應(yīng),反應(yīng)物經(jīng)堿洗、水洗再經(jīng)脫苯、精餾,截取255℃以前的餾分。課本中一個普通的化學(xué)反應(yīng)在工業(yè)上得到應(yīng)用,學(xué)生將會印象深刻。通過這些實例的學(xué)習(xí),學(xué)生發(fā)現(xiàn)有機化學(xué)課程并不是完全和自己所學(xué)的專業(yè)沒有關(guān)系,專業(yè)知識也并不是深奧難懂,基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程相輔相成,融會貫通。
三、有機化學(xué)教學(xué)手段的更新
隨著計算機的發(fā)展,多媒體教學(xué)成為課堂的主流教學(xué)手段,它增加了課程容量,提高了課堂效率,使有機化學(xué)中抽象的內(nèi)容變得形象生動化。但是多媒體教學(xué)在有機化學(xué)的教學(xué)中也存在一些弊端,如學(xué)生覺得幻燈片的變換太快,知識內(nèi)容太多,難以領(lǐng)悟,學(xué)生在課堂上看得多,思考得少。因此我們在教學(xué)過程中將多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段結(jié)合起來,每次課堂前十分鐘,通過板書的方式回憶上一次課堂內(nèi)容,這樣就能鞏固和復(fù)習(xí)舊的知識點。在課堂上我們還增加了一些課練習(xí),讓同學(xué)上講臺演示做法,大大提高了學(xué)生的興趣。為了讓多媒體生動形象,教師根據(jù)教學(xué)大綱的要求,對原有的掃描的方程式和圖表采用ChemOffice軟件重新制作,使課件更加美觀,內(nèi)容更加飽滿。ChemOffice是英國劍橋公司出版的世界上優(yōu)秀的桌面化學(xué)軟件,包括ChemDrawUltra、Chem3DUltra、ChemFinderUltra等一系列完整的軟件。它可以將化合物名稱直接轉(zhuǎn)為結(jié)構(gòu)圖,省去繪圖的麻煩;也可以對已知結(jié)構(gòu)的化合物命名,給出正確的化合物名稱;還能夠繪制化合物的3D分子輪廓圖及對分子軌道特性進(jìn)行分析。與此同時,我們還引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生自學(xué)掌握ChemOffice軟件的使用,課后作業(yè)用軟件完成,上交電子作業(yè)。學(xué)生對于這些基本工具的掌握,將對未來畢業(yè)論文(設(shè)計)中化合物的書寫,以及發(fā)表學(xué)術(shù)論文有很大的幫助。模具教學(xué)也是我們有機化學(xué)的重要輔助手段,有機化學(xué)中的分子、原子、各種基團(tuán)以及化合物的構(gòu)型是肉眼看不見和摸不著的,學(xué)生對有機化合物的立體結(jié)構(gòu)、反應(yīng)機理感到抽象和難以理解,我們通過購買的模具演示,學(xué)生更易接受和理解,加深印象。總之,多種教學(xué)手段的結(jié)合,將發(fā)揮各自的優(yōu)勢,取長補短,各種教學(xué)手段的使用恰到好處,使課堂教學(xué)更加豐富,充滿活力和吸引力。
作者:張軍王啟寶王立艷單位:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院
1教學(xué)過程中重視第一堂課
根據(jù)教學(xué)的安排,新年伊始,有機化學(xué)課就要開篇。學(xué)生剛從輕松的假期進(jìn)入到緊張的新學(xué)期學(xué)習(xí)中,良好的開始和過渡是最重要的。有機化學(xué)的第一章就是緒論,第一節(jié)課教師一般會講三個方面:第一,教師的自我介紹;第二,介紹該學(xué)科的發(fā)展簡史及一些基本概念,有機化學(xué)對醫(yī)學(xué)藥學(xué)的重要性;第三,有機化學(xué)課的特點,對學(xué)生的具體要求以及教師的具體授課方法等。第一節(jié)課對學(xué)生是最重要的,良好的開始是成功教學(xué)的基礎(chǔ)。增加學(xué)生的興趣,教師的引導(dǎo)是至關(guān)重要的。教師在自我介紹的時候不必要太過謙虛,應(yīng)該實事求是的介紹自己,像自己的學(xué)歷、研究工作、出國經(jīng)歷、發(fā)表過的論文以及課題等,尤其對自己擅長的科研工作要詳細(xì)介紹,給學(xué)生打開一扇近便的求知和探索之門。甚至能向一些學(xué)生發(fā)出邀請參與自己的課題,與學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中探討一些科研問題。該方法能盡快的縮短與學(xué)生之間的距離,給學(xué)生一種親近感,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。把有機化學(xué)大的框架知識和發(fā)展史介紹給學(xué)生,能使學(xué)生對有機化學(xué)有個全面的了解。回顧有機化學(xué)的發(fā)展史,首先講到有機化學(xué)一詞是1808年瑞典化學(xué)家柏齊利烏斯提出來的,經(jīng)過300多年的發(fā)展,現(xiàn)在人們已知的有機化合物達(dá)到3,000多萬個,常用的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到200多個。從1902-2005年共97次Nobel化學(xué)獎中,約有25項是有機合成領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)而獲獎。有機化學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了三個重要的階段:一是從19世紀(jì)初到1858年有機化學(xué)的“萌芽”時期;二是從1858到1916年的“經(jīng)典”有機化學(xué)時期;三是從1916年至今的現(xiàn)代有機化學(xué)時期。有機化學(xué)經(jīng)歷了高速的發(fā)展階段,正在不斷地改變?nèi)嗣竦纳睢,F(xiàn)代有機化學(xué)不是局限于以前的純有機化學(xué),與其他學(xué)科的交叉融合日趨嚴(yán)重,先后出現(xiàn)了天然有機化學(xué)、有機合成、元素有機化學(xué)、物理有機化學(xué)、有機分析和立體化學(xué)。把有機化學(xué)課程與交叉學(xué)科的相互密切關(guān)系一一簡介。使學(xué)生了解有機化學(xué)對其專業(yè)學(xué)習(xí)的重要性,引起學(xué)生對有機化學(xué)的高度重視。讓學(xué)生了解醫(yī)學(xué)醫(yī)藥類科學(xué)與有機化學(xué)有著密切的關(guān)聯(lián)。最后教師要鼓勵學(xué)生克服畏懼心理,掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,樹立起能學(xué)好有機化學(xué)的信心。
2參與式教學(xué)法,激發(fā)學(xué)生成就動機,促進(jìn)自主學(xué)習(xí)
大學(xué)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生自主學(xué)習(xí)是一個很重要的環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程中,教師要更多地采用正確的行之有效的教學(xué)方法和激勵方法,引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生自覺學(xué)習(xí)、自己來解決問題,進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。引導(dǎo)學(xué)生往自主學(xué)習(xí)的方向發(fā)展,改被動接受的思想和意識為自主學(xué)習(xí)。如何激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的動機、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,全力提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,教師的引導(dǎo)和鼓勵顯的尤為重要。在一般的教學(xué)考核中,教師一般將成績分為考試成績和平時成績,考試成績主要來源于期中和期末成績;另外一種重要的成績就是平時成績,平時成績主要來源于考勤、作業(yè)、實驗成績。平時成績的合理給分能有效地促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。在多年的教學(xué)中,作者一直有一個特色的評分方式。針對選用的教材,鼓勵大家在發(fā)現(xiàn)教材中的錯誤,哪怕是標(biāo)點符號的錯誤。在這個實施過程中,學(xué)生為了找到教材中的錯誤,必須仔細(xì)地研讀課本,同時還要找相關(guān)的專業(yè)書比較,反復(fù)的閱讀、理解、考慮才能判斷一個錯誤。同樣的錯誤先提出的同學(xué)得到加分,所以大家能獨立自主的學(xué)習(xí),不會像做作業(yè)一樣出現(xiàn)抄襲的現(xiàn)象。實驗成績的給分主要注重學(xué)生的動手操作,而不是只看實驗報告。在每個學(xué)期的學(xué)生糾錯課本中,學(xué)生一般會找到明顯的標(biāo)點符號錯誤或文字錯誤20余處,介紹知識點錯誤2-3處,課外習(xí)題或答案不嚴(yán)謹(jǐn)10余處。通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革,將教師由知識傳授的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的組織者、引導(dǎo)者;每個學(xué)期可以根據(jù)授課內(nèi)容設(shè)置幾個專題給同學(xué)們自學(xué),查閱資料,相互探討。最后在課堂講解自己的所學(xué)所想所得。這一過程可以歸納為,設(shè)置專題-查閱資料-學(xué)生整理資料-小組探討-學(xué)生課堂講解-教師點評。學(xué)生能很好的參與教學(xué)的章節(jié)是第六章醇酚醚,因為在高中階段大部分學(xué)生對醇酚的性質(zhì)有了比較深刻的理解。因此每個小組都能自己查閱資料,并做出漂亮的PPT,能簡單詳細(xì)地介紹醇酚的結(jié)•127•構(gòu)、命名和主要化學(xué)性質(zhì)。但是醇分子內(nèi)脫水成烯,伴有重排的反應(yīng)是本章的難點,學(xué)生還是難于講透,教師需要在后面的總結(jié)中強調(diào)。讓學(xué)生成為自己學(xué)習(xí)的主人,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的積極主動性,為今后其他學(xué)科的學(xué)習(xí)和終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
3教師與學(xué)生角色互換
教學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師講,學(xué)生聽,學(xué)生被動,學(xué)習(xí)熱情不足。上課時有睡覺的,玩手機的、看電腦的、玩游戲的,可謂言者諄諄、聽者藐藐。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,讓學(xué)生來做課堂的主人,我的課堂我做主?教師可以和學(xué)生進(jìn)行角色互換,比如每次講解新內(nèi)容之前對上節(jié)課講的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)結(jié),承前啟后,加強記憶的同時為本節(jié)課新內(nèi)容的講解做準(zhǔn)備。這個過程可以讓學(xué)生來完成,教師從旁指導(dǎo)。學(xué)生可以根據(jù)教師上節(jié)課的課件進(jìn)行改編,自己重新總結(jié),用自己的語言把前面講過的內(nèi)容重述總結(jié)出來,教師最后可以進(jìn)行補充完善。還有就是化合物的命名,每個章節(jié)基本上都有化合物的命名,書上的命名原則講的已經(jīng)很清楚,很有條例。教師可以給出分子結(jié)構(gòu)式,給出自己的PPT,讓學(xué)生預(yù)習(xí)后來給大家講命名的步驟并給出結(jié)果,在講完之后,允許學(xué)生糾錯,同時允許其他學(xué)生補充遺漏,這樣不僅調(diào)動了每個學(xué)生的積極性,而且記憶深刻。讓學(xué)生參與到簡單教學(xué)工作中來,充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動性和多樣性,實現(xiàn)師生互動,師生互換,氣氛融洽,能很好的跟學(xué)生溝通。能有限地減少厭學(xué)、逃學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生;通過每學(xué)期不定時的點名10次,發(fā)現(xiàn)學(xué)生很少出現(xiàn)無故缺課逃課現(xiàn)象。學(xué)生自主參與教學(xué)同時為學(xué)生展示自己魅力提供了平臺,為鍛煉學(xué)生提供了最好的舞臺。通過多層次多渠道提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對近4年來同一專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)成績進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn):從2010-2011學(xué)年開始注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生考試成績有大幅提高,平均分由原來的60多分提高到了70多分,將近80分;考試通過率超過90%。
4科研教學(xué),鼓勵參加各種化學(xué)類的相關(guān)競賽
在國外的教學(xué)培養(yǎng)中,像以色列的初中高中教育就有很多類似夏令營,鼓勵初中生,高中生在課余參觀一些大學(xué)的研究室,一些課題組的實驗室,與科學(xué)家面對面的交流,自己動手操作實驗儀器,這樣對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及為以后的職業(yè)規(guī)劃打下良好的基礎(chǔ)。這樣的科研教學(xué)對學(xué)生的成才是有很大幫助的。在國內(nèi),大學(xué)生也很想?yún)⑴c科研課題,盡早地接觸最前沿的研究。對科研有興趣的學(xué)生盡早參與到教師的科研團(tuán)隊中來,可以在班級中建立科研興趣小組。通過與教師共同經(jīng)歷科研活動進(jìn)一步培養(yǎng)他們獨立思考問題的能力和動手能力,并讓他們與其他同學(xué)交流實踐心得,來激勵其他同學(xué)提高學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣和熱情,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。同時為以后學(xué)生的升學(xué)考研打下良好的基礎(chǔ)。從2001年起,共青團(tuán)廣東省委員會、廣東省教育廳、廣東省科學(xué)技術(shù)廳、廣東省學(xué)生聯(lián)合會聯(lián)合主辦廣東大學(xué)生生物化學(xué)實驗技能大賽(簡稱生化技能大賽),每年一次。作者所在院校學(xué)生在化學(xué)教師的鼓勵下參與競賽的熱情持續(xù)高漲。每年都有1、2、3等獎的獲得者。通過生物化學(xué)實驗技能大賽,學(xué)生能自主學(xué)習(xí)化學(xué)及生命科學(xué)專業(yè)知識及技術(shù)應(yīng)用,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識及團(tuán)隊精神,提高了綜合實驗設(shè)計、分析和生化實驗操作技能,提高了學(xué)生動手能力和實踐技能,促進(jìn)了良好學(xué)風(fēng)的建設(shè),營造了濃厚學(xué)術(shù)氛圍。當(dāng)然,能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法遠(yuǎn)不止這幾點,合適的教學(xué)方法對教學(xué)效果也很重要。流行的教學(xué)方法如PBL教學(xué)法同樣也是加強學(xué)生自主學(xué)習(xí),以學(xué)生為本,參與式教學(xué)更多的是鼓勵學(xué)生參與,提高興趣,增強自信。激勵學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)更多的靠教師的引導(dǎo)和鼓勵,合理的選擇教學(xué)方法,因才因?qū)I(yè)施教。
作者:朱志博游文瑋嚴(yán)軼琛單位:南方醫(yī)科大學(xué)
“科學(xué)素養(yǎng)”這一名詞是伴同20世紀(jì)五六十年代美國的課程變革運動而建立起來。把科學(xué)素養(yǎng)作為科學(xué)教育的目標(biāo)與意義,已在世界各地取得共識。西方理論的教育理論中關(guān)于“科學(xué)素養(yǎng)”存在著兩個意思:一個是指有學(xué)問,另一個是指可以瀏覽,可以書寫,目標(biāo)是日常的普通大眾。我國關(guān)于科學(xué)修養(yǎng)的理解是人在處理與自然、社會的關(guān)聯(lián)中應(yīng)當(dāng)具備的知識、精神因素和實際本領(lǐng),即人具有的科學(xué)文化知識和利用科學(xué)文化知識處理問題的能力。我國學(xué)者對科學(xué)素養(yǎng)從四個方面來進(jìn)行分析與闡述:一是科學(xué)知識、技能和科學(xué)方法,二是科學(xué)本領(lǐng),三是科學(xué)觀,四是科學(xué)品質(zhì)。科學(xué)素養(yǎng)是在家庭、學(xué)校和社會的教學(xué)情況中逐步形成的,是一個耳濡目染的過程。不能不強調(diào)的是,科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵是動態(tài)的,是隨著人們意識的不斷深入和社會條件的變化而成長的。
二、阻礙學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的因素
從對周圍從事有機化學(xué)教學(xué)相關(guān)人員的教學(xué)工作之觀察,以及相關(guān)同人的交流與探討,造成當(dāng)前大學(xué)生科學(xué)修養(yǎng)不高的因素是多方面的,首先國內(nèi)缺少培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的泥土,其次是教育體制弊病、教學(xué)活動主體思想認(rèn)識偏差等要素。筆者結(jié)合幾年來從事有機化學(xué)的教學(xué)以及科研的實際情況,認(rèn)為在有機化學(xué)教學(xué)中主要存在以下因素阻礙學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。
1.受中小學(xué)教育的影響。
我國目前在中小學(xué)的教學(xué)中實行的是應(yīng)試教育,這類教育體制具有兩個致命缺點:其一是中小學(xué)不看重科學(xué)素養(yǎng)教育的習(xí)慣在高校中被延續(xù);其二是學(xué)生長時間疲于應(yīng)對考試成為測驗機器,即使到了進(jìn)修環(huán)境相對輕松的高校也依然沿用以往在中學(xué)時形成的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度,對于科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成的重要性認(rèn)知不足。現(xiàn)在,全國大部分的高校仍缺少針對大學(xué)生的專門科研活動,只有部分高校將大學(xué)生科研活動作為一項長效機制固定并且堅持下來,但是,缺乏專門機構(gòu)做出引導(dǎo)和安排,在某種意義上這類體制上的遺憾使得大學(xué)校園缺少濃郁的科學(xué)素養(yǎng)氛圍,不利于大學(xué)生科學(xué)技術(shù)的磨煉與培育。
2.教材內(nèi)容陳舊、難學(xué)的問題。
有機化學(xué)是一門應(yīng)用性、實踐性較強的學(xué)科,有必要將有機化學(xué)的最新動態(tài)、前沿理論引入教材。然而,現(xiàn)在各個高校所使用的有機化學(xué)的主流教材基本上是相對比較經(jīng)典的有機化學(xué)內(nèi)容,其中反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿的內(nèi)容很有限;方程式和人名反應(yīng)繁雜,難以理解和記憶;立體化學(xué)和反應(yīng)機理抽象,難以掌握理解;有機化學(xué)的課時數(shù)相對較少,使得在課堂上教師與學(xué)生之間缺乏有效的互動,從而使得教學(xué)效果不理想。
3.部分教師科研觀念淡薄,無法實現(xiàn)有機化學(xué)教學(xué)與科研相長。
目前,在有機化學(xué)教學(xué)與科研人員的配置中,仍然存在這一現(xiàn)狀:長期從事教學(xué)的教師基本不搞科研,而大量從事科研工作,并且成果非常優(yōu)秀的教師基本不擔(dān)任講授任務(wù)。這樣的人員配置有利于實現(xiàn)人才的專業(yè)化和高水平科研成果的產(chǎn)出。但是,教學(xué)與科研的完全脫離,使得科研無法促進(jìn)教學(xué);而在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題,也無法為科研提供有效素材和動力。
4.多媒體教授方式與傳統(tǒng)講授方式缺乏有效整合。
目前,有機化學(xué)存在傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)兩種方式,二者各有利弊。多媒體教學(xué)在有機化學(xué)中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)從平面式教學(xué)向立體式教學(xué)的轉(zhuǎn)變,有利于學(xué)生加倍形象地、直觀地了解分子結(jié)構(gòu)特點;從靜態(tài)展示向動態(tài)模擬的轉(zhuǎn)變,有利于學(xué)生提高對化學(xué)反應(yīng)機理的理解;從封閉式教學(xué)向開放式教學(xué)的轉(zhuǎn)變,有利于豐富有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容。不過,多媒體教學(xué)可能會阻礙師生的有效交流,造成教學(xué)中的形式主義。因此,需對有機化學(xué)多媒體講授形式與傳統(tǒng)講授形式進(jìn)行優(yōu)化整合,發(fā)揮各自的比較優(yōu)勢。但是,從有機化學(xué)的教學(xué)實踐來看,有些教師偏重于多媒體教學(xué)模式,有些教師偏重于傳統(tǒng)教學(xué)模式,二者缺乏有效整合。
三、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的途徑
在有機化學(xué)教學(xué)中對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升,要求學(xué)生對有機化學(xué)中的基本概念、科學(xué)方法、反應(yīng)機理等等具有充分的認(rèn)識和理解,形成穩(wěn)定的心理素質(zhì)。因此,在有機化學(xué)教學(xué)中,提升大學(xué)生們的科學(xué)素養(yǎng)與品德,可從以下幾個方面進(jìn)行考慮。
(一)編寫與時俱進(jìn)的有機化學(xué)教材
建立有機化學(xué)教材的定期更新機制,積極更新有機化學(xué)教材,將有機化學(xué)發(fā)展中的前沿理論、前沿知識、最新動態(tài)引入有機化學(xué)教材中。在20世紀(jì)90年代初,為了解決傳統(tǒng)有機合成方法以及傳統(tǒng)有機合成工業(yè)對環(huán)境造成的巨大污染與破壞,化學(xué)家們提出“綠色化學(xué)”的概念,即從源頭減少、甚至消除污染的產(chǎn)生,通過鉆研和改良化學(xué)化工工藝,從本質(zhì)上減少和消除副產(chǎn)物的產(chǎn)生,達(dá)到保護(hù)和改善環(huán)境的目的。在有機化學(xué)教材的編著中就可以引入“綠色化學(xué)”的內(nèi)容。在有機化學(xué)教學(xué)中,適當(dāng)增加與有機化學(xué)相關(guān)的社會熱點問題、事件,比如三聚氰胺事件,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及興趣。現(xiàn)在高等學(xué)校所開的有機化學(xué)方面專業(yè)選修課以及必修課內(nèi)容枯燥,專業(yè)性強,不利于化學(xué)專業(yè)以外的其他需要學(xué)習(xí)化學(xué)課程的相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí),提不起學(xué)生在選修課中對化學(xué)或者有機化學(xué)的興趣,就更別談提高科學(xué)素養(yǎng)。因此應(yīng)該加大有機化學(xué)中與生活密切相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,例如糖為什么是甜的?醋為什么是酸的?以及生命現(xiàn)象的起源等等,這些內(nèi)容不僅可以讓學(xué)生更深入了解身邊的生活,更讓學(xué)生增強對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
(二)創(chuàng)新有機化學(xué)教學(xué)方式
充分發(fā)揮多媒體與傳統(tǒng)教學(xué)法這兩種教學(xué)法的各自優(yōu)勢,克服各自的缺點,最大限度地提高教學(xué)效果。精心設(shè)計多媒體課件,利用多媒體豐富多彩的表現(xiàn)形式,有利于模擬反應(yīng)進(jìn)行的過程,從而使學(xué)生了解反應(yīng)機理。將相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)、發(fā)明、應(yīng)用及相關(guān)歷史資料短時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生,提高學(xué)生對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,擴(kuò)大學(xué)生的知識面。在基礎(chǔ)有機化學(xué)課程教學(xué)中將原理與案例結(jié)合起來,采用案例作為解釋、證實實驗原理和方法的資料,使學(xué)生學(xué)得更加靈活與自如,理解知識能夠更加全面和深入。激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
(三)強化有機化學(xué)實驗的教學(xué)改革
實驗教學(xué)能夠激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,從而培養(yǎng)學(xué)生動手本領(lǐng),增強科研能力,提高學(xué)生綜合水平,培育學(xué)生的創(chuàng)新能力。改革傳統(tǒng)實驗教材,使實驗教材與理論課講授結(jié)合更加緊密。在當(dāng)今相當(dāng)一部分高校中,有專門選拔一些對化學(xué)有興趣,并通過一定考核的本科學(xué)生,使他們直接進(jìn)入該校的特定課題組,在組內(nèi)協(xié)助研究生及導(dǎo)師完成他們所承擔(dān)的科研項目,并取得一定的學(xué)分。此方法不僅使學(xué)生增強了動手本領(lǐng),更使學(xué)生提早接觸科研氛圍,有利于學(xué)生綜合能力的提高。
(四)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,倡導(dǎo)“探究取向”
中量化學(xué)制備儀、JY5002型電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)、WAY-2W阿貝折射儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司)、Magna-550Ⅱ紅外吸收光譜儀(美國尼高力公司)。
2主要試劑及用量范圍
環(huán)已醇9.90~10.10g、濃硫酸0.20~1.00ml、濃磷酸1.00~5.00mL。均為化學(xué)純。
3實驗時間
實驗室開放一周。
4實驗方法
在干燥的圓底燒瓶中加入沸石和一定量的環(huán)已醇、濃硫酸或濃磷酸或硫-磷混酸,搖勻,按文獻(xiàn)[1]進(jìn)行實驗,記錄反應(yīng)時間、反應(yīng)體系的炭化程度,計算轉(zhuǎn)化率。產(chǎn)品測完紅外光譜和折光率后回收。
5結(jié)果與討論
(1)因環(huán)已醇黏度大,不能準(zhǔn)確量取,可用稱量法稱取,并將用量控制在9.90~10.10g。
(2)因每位同學(xué)實驗時的加熱速度及環(huán)已烯精制過程中的損失量有所差別,使得實驗參數(shù)相同的同學(xué),其脫水反應(yīng)的反應(yīng)時間及環(huán)已醇的轉(zhuǎn)化率也略有差別。所以,由實驗得到的脫水劑的最佳用量是一個范圍值。
(3)連續(xù)三年共274名學(xué)生的實驗結(jié)果表明:環(huán)已醇用量為9.90~10.10g,濃硫酸作脫水劑,用量為0.8~0.9mL時,轉(zhuǎn)化率最高為50%~55%,反應(yīng)時間在29~36min之間,反應(yīng)后期炭化現(xiàn)象嚴(yán)重;濃磷酸作脫水劑,用量為4.0~5mL時,轉(zhuǎn)化率最高為46~52%,反應(yīng)時間在80~95min之間,炭化現(xiàn)象輕微;硫-磷混酸作脫水,濃硫酸用量0.6mL、濃磷酸用量3.0~4.0mL時,轉(zhuǎn)化率最高為62%~66%,反應(yīng)時間在36~45min之間,炭化現(xiàn)象較輕。因此,用硫-磷混酸作脫水劑,轉(zhuǎn)化率更高、反應(yīng)時間短、炭化現(xiàn)象輕微,實驗效果好。
6教學(xué)效果
(1)本實驗是在化學(xué)工程與工藝專業(yè)二年級學(xué)生的第一學(xué)期末進(jìn)行,學(xué)生已修完無機化學(xué)和分析化學(xué),且有一定的有機化學(xué)實驗基礎(chǔ),能獨立完成本實驗。
(2)本實驗需要全體同學(xué)共同完成,每個人的實驗數(shù)據(jù)都對最后的實驗結(jié)論有很大影響,因此能提升同學(xué)們的團(tuán)隊意識和責(zé)任感。
1理論聯(lián)系實際,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
有機化學(xué)課程教授的對象一般是大學(xué)一年級或是二年級的學(xué)生,在講解化學(xué)反應(yīng)機理的時候很多學(xué)生都表現(xiàn)出不適應(yīng),機理本身就比較枯燥、抽象,很多學(xué)生受中學(xué)時學(xué)習(xí)思維的影響認(rèn)為記住A加B生成C就可以了,學(xué)習(xí)反應(yīng)機理有什么用,這是在有機化學(xué)教學(xué)中遇到的比較普遍的問題.就這一問題,通過多年的課堂教學(xué)筆者發(fā)現(xiàn)以實例引入可以取得較好的教學(xué)效果.例如在講解乙烯與含有溴成分的的氯化鈉溶液的反應(yīng)物時,根據(jù)以往的知識很多同學(xué)都會回答:1,2-二溴乙烷,但實際上還有1-氯-2-溴乙烷,這就讓學(xué)生產(chǎn)生了疑問,也被這個懸念所吸引,這時老師及時補充的新知識學(xué)生更有興趣、更主動的去接受.還有一些內(nèi)容既可以聯(lián)系實際又可以借助學(xué)生熟悉的事務(wù)講解[1],比如講到醛的內(nèi)容,可以從比較熟悉的甲醛開始引入概念;在講解羧酸時,可以蟻酸、醋酸等為例;而講解烷烴的氧化反應(yīng)時,可以天然氣作為重要燃料的例子;等等,這樣學(xué)生興趣濃厚,會主動的接受新的知識,老師講起來比比較輕松,大大提高課堂教學(xué)效率.
2充分利用多媒體手段,提高課堂效率
有機化學(xué)是研究有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備的學(xué)科,有機化學(xué)課程涉及很多定義、定理、化合物結(jié)構(gòu)式等,這些內(nèi)容都比較抽象,單純依靠課本講解學(xué)生學(xué)習(xí)起來會比較枯燥乏味;而那些立體結(jié)構(gòu)、反應(yīng)歷程等更需要有豐富的想象力[2].如果利用傳統(tǒng)的板書授課,不但不能很好的展現(xiàn)這些立體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)的變化過程,也浪費很多時間.這時適時借助多媒體輔助教學(xué)就能取得事半功倍的效果.多媒體將圖、文、動畫和視頻等有機的融合成一體,它生動、形象、直觀的效果更能清晰展示教學(xué)內(nèi)容[3],學(xué)生理解起來也比較容易,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.這樣還能實現(xiàn)教師引導(dǎo)為輔,學(xué)生自主思考為主的教學(xué)模式,能大大提高課堂教學(xué)效率.在教師方面,更能節(jié)省書寫板書的時間,可以多為帶領(lǐng)學(xué)生做練習(xí)以鞏固所學(xué);還能補充一些相關(guān)的課外知識.但是多媒體在教學(xué)中的地位是“輔助”而不應(yīng)該是“主導(dǎo)”,因為實驗在有機化學(xué)課程中占有重要地位,雖然用多媒體可以生動的模擬出化學(xué)反應(yīng)過程、現(xiàn)象等,但是與實際現(xiàn)象還是存在很大的區(qū)別[4].而且在課堂上很多同學(xué)反應(yīng)多媒體授課過程中單位時間內(nèi)信息量大,難以平衡記筆記和認(rèn)真聽講的關(guān)系,所以需要教師在課堂上注意速度.另外很多合成需要幾個步驟才能完成,如果教師利用板書把實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象、產(chǎn)物逐一指出,帶領(lǐng)學(xué)生一起得到最后的結(jié)果,這樣有利于學(xué)生積極思考而且印象更加深刻[5].
3加強實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
實驗是有機化學(xué)課程中的重要部分,也是人才培養(yǎng)中的一項比較重要的指標(biāo).通過實驗教學(xué)不但能培養(yǎng)學(xué)生熟練的技能還能加深對理論知識的理解,更能培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考和解決問題的能力,從而提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.實驗課程的主要內(nèi)容有基本知識和操作、有機化合物的合成與提取、化合物的性質(zhì)實驗.按項目層次可劃分為:基礎(chǔ)型實驗和綜合設(shè)計型實驗(按中藥專業(yè)培養(yǎng)方案界定).基礎(chǔ)型實驗以驗證為主(如普通蒸餾、熔點測定;醇酚醚、醛酮醌的性質(zhì)驗證),其步驟、現(xiàn)象、結(jié)果等在教材都能找到,這樣很多學(xué)生就不加以重視,機械的按照書中提示步驟進(jìn)行,實驗結(jié)果也沒能仔細(xì)觀察.這樣既達(dá)不到訓(xùn)練的規(guī)范要求,沒能養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣,更達(dá)不到綜合設(shè)計型實驗要求的綜合實驗?zāi)芰?所以應(yīng)該把基礎(chǔ)知識和基本要求在緒論課中介紹[6],一些典型的官能團(tuán)性質(zhì)實驗可以作為學(xué)生的課外練習(xí)不再加入到實驗課程中;而一些重要的基礎(chǔ)操作,如普通蒸餾、結(jié)晶實驗、熔點測定等需要單獨進(jìn)行實驗指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生熟練的操作技能;還能將一些基本操作整合到其他的綜合型實驗中,例如將分餾實驗整合到制備乙酰苯胺的實驗中.綜合設(shè)計型實驗不但包含基礎(chǔ)實驗知識和基本操作,更要求學(xué)生有良好的實驗技能,可以考慮在實驗教學(xué)中增加這一類型的實驗[7].而在教學(xué)中應(yīng)積極利用啟發(fā)式教學(xué)模式,用以培養(yǎng)的學(xué)生的創(chuàng)新能力.以往的教學(xué)先會由教師集中講解然后整個實驗內(nèi)容都是在教師的主持下完成,在新教學(xué)模式中可以引導(dǎo)學(xué)生在課前認(rèn)真閱讀相關(guān)實驗說明然后自主思考實驗的過程、結(jié)果、可能遇到的問題或是還有哪些合成途徑[8].這樣就可以把教師在課前的集中講解變成學(xué)生的自主討論這時教師再適當(dāng)?shù)难a充和點評,能幫助學(xué)生對實驗內(nèi)容理解更深刻,還能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、合作能力和歸納總結(jié)的能力.
除以上幾點,在教學(xué)過程中更要注重課堂內(nèi)容與中藥學(xué)知識相結(jié)合,幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng);還可以嘗試改進(jìn)考核和評價方法,考察可分為平時和期末,更應(yīng)該豐富考察形式甚至可以鼓勵學(xué)生撰寫小論文等;總之在教學(xué)中教師應(yīng)該不斷的積累經(jīng)驗,準(zhǔn)確抓住教學(xué)重點,不但要教授知識更要注意鍛煉學(xué)生的自主能力和創(chuàng)新能力,使得教學(xué)質(zhì)量在不斷的探索中得到提高.
作者:王偉 單位:山東中醫(yī)藥大學(xué)
我院有機化學(xué)的教學(xué)現(xiàn)狀不理想,表現(xiàn)在課程內(nèi)容多、學(xué)生掌握不了;有些內(nèi)容較為抽象或?qū)嵺`性較強,學(xué)生難以理解,且不少學(xué)生缺乏動腦動手的主動性和能動性。由于文理科學(xué)生混合組班,部分學(xué)生入學(xué)時化學(xué)知識水平整體基礎(chǔ)較差,學(xué)生對于基礎(chǔ)性知識缺乏足夠的學(xué)習(xí)興趣和耐心,學(xué)習(xí)還處于被動狀態(tài),自主學(xué)習(xí)能力較弱,對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)沒有足夠重視。傳統(tǒng)的教學(xué)已不適合現(xiàn)在的教學(xué)發(fā)展,為此,我們必須對有機化學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革。
2有機化學(xué)課程的能力目標(biāo)
為使教學(xué)改革符合我院學(xué)生,我們走訪了與學(xué)院聯(lián)系緊密的醫(yī)藥企業(yè),向企業(yè)中有經(jīng)驗的師傅請教,并選派教師在企業(yè)頂崗實踐,調(diào)研了企業(yè)中關(guān)鍵崗位對有機化學(xué)能力與知識的需求;并與藥學(xué)專業(yè)的老生、專業(yè)課教師、兄弟院校有機化學(xué)教師等進(jìn)行了深入交流,學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)與工作經(jīng)歷分享了在學(xué)習(xí)中的體會及有機化學(xué)在后續(xù)學(xué)習(xí)及工作中的應(yīng)用,各專業(yè)課老師對有機化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容的選取提出了合理的建議。也有院校依然沿用理論加實驗的模式,但有的院校進(jìn)行了嘗試,如常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院的趙輝爽等在《有機化學(xué)》課程項目化教學(xué)改革過程中,將教學(xué)與就業(yè)相結(jié)合,將理論與實踐相結(jié)合,探討教學(xué)改革的思路、內(nèi)容及特色,取得了良好的教學(xué)效果。陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系的孫賓賓在《有機化學(xué)》課程中進(jìn)行項目化教學(xué)實踐后的思考中提到,項目化教學(xué)突破傳統(tǒng)的封閉式教學(xué)模式,將理論與實踐結(jié)合,激發(fā)了學(xué)生興趣,提高了教學(xué)效果。根據(jù)調(diào)研情況,將有機化學(xué)課程的能力目標(biāo)制定如下:
(1)能正確判斷有機化合物所屬類別,并能正確寫出常見的有機化合物的名稱和結(jié)構(gòu)式。
(2)能運用有機化合物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行典型有機化合物的分離純化;能根據(jù)所學(xué)有機化合物的化學(xué)特性,參照《中國藥典》2010版的標(biāo)準(zhǔn),對給定的各類重要有機化合物進(jìn)行鑒別;能運用有機化合物的化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行不同類型有機化合物之間的轉(zhuǎn)化(會簡單合成設(shè)計)。
(3)通過有機實驗單元操作訓(xùn)練,能正確使用有機化學(xué)實驗常用儀器及設(shè)備;熟練進(jìn)行蒸餾、回流、萃取、洗滌、干燥、重結(jié)晶、抽濾、測熔點、測沸點、測旋光度等基本操作技術(shù);根據(jù)工作任務(wù),依照《中國藥典》2010版的標(biāo)準(zhǔn),通過查閱文獻(xiàn)和組內(nèi)協(xié)作,能正確選擇原料、儀器進(jìn)行實驗;并能綜合運用所學(xué)知識,正確處理操作過程中出現(xiàn)的問題;能規(guī)范記錄實驗現(xiàn)象及實驗數(shù)據(jù),正確分析實驗數(shù)據(jù),并能根據(jù)實驗中得出的結(jié)論寫出實驗報告。
3項目化教學(xué)改革探索
結(jié)合我院學(xué)生特點,我們對藥學(xué)類專業(yè)的有機化學(xué)課程進(jìn)行了包括確定課程目標(biāo)、改革教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計課程項目、設(shè)計一體化教學(xué)過程、設(shè)計考核方案等一系列改革。
3.1制定教學(xué)項目根據(jù)能力目標(biāo)的要求,設(shè)計了八個有機化學(xué)課程項目,每個項目都有具體的任務(wù)作為支撐。首先明確要達(dá)到的目標(biāo),根據(jù)目標(biāo)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,從而制定出適宜的教學(xué)項目。以項目五“以苯胺和醋酐為原料制備乙酰苯胺”為例做一介紹,如圖1。本教學(xué)項目涵蓋了傳統(tǒng)教學(xué)的羧酸衍生物、胺等理論教學(xué)內(nèi)容,將理論與實踐相結(jié)合,使教學(xué)做能夠一體化,整合了豐富的教學(xué)資源,能更有效的學(xué)習(xí)知識,提高能力。
3.2項目實施步驟項目按照項目準(zhǔn)備、項目實施、項目評價三個步驟來完成。
3.2.1項目準(zhǔn)備(1)提出任務(wù);(2)將學(xué)生分組,每組5到8人;(3)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、學(xué)院圖書館等查閱并收集資料,了解制備乙酰苯胺所用原料及制備工藝,了解乙酰苯胺的性質(zhì)、在藥學(xué)上的用途等;(4)學(xué)習(xí)以苯胺和醋酐為典型代表的胺類和羧酸衍生物類有機化合物的知識;(5)小組討論設(shè)計制備方案。
3.2.2項目實施(1)按照分組情況,每組將討論方案整理,陳述制備方案;(2)教師對方案進(jìn)行指導(dǎo),確定制備方案;(3)教師強調(diào)操作過程要點;(4)教師對學(xué)生進(jìn)行安全教育和環(huán)保教育;(5)每組按照方案進(jìn)行實施,制備乙酰苯胺,檢查產(chǎn)品并對產(chǎn)品進(jìn)行熔點測定。
3.2.3項目評價項目評價采取過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合,學(xué)生互評與教師評價相結(jié)合的方式進(jìn)行。(1)教師對每組學(xué)生所查閱的資料情況及討論方案評價。(2)在實施過程中對每組的操作過程評價;(3)教師對每組的產(chǎn)品狀態(tài)及實驗數(shù)據(jù)評價;(4)小組成員之間互評。(5)項目結(jié)束后,每人完成報告,分析項目過程中出現(xiàn)的問題,寫出體會。(6)教師歸納總結(jié),結(jié)合項目進(jìn)行知識的升華。
4結(jié)語
一、教學(xué)過程與學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)
中學(xué)階段,化學(xué)可分為有機與無機兩大塊,結(jié)束無機化學(xué)的學(xué)習(xí),同學(xué)剛接觸到有機化學(xué),興趣很濃。這時候,是再一次激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最佳時期,也是進(jìn)行學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的最佳時期。在教完甲烷、乙烯、乙炔之后,我就總結(jié)出有機化學(xué)學(xué)習(xí)的一般規(guī)律與方法:結(jié)構(gòu)性質(zhì)(物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì))用途制法(工業(yè)制法、實驗室制法)一類物質(zhì)。
比如“乙烯”這一節(jié)的教學(xué),我就打破書本上的順序,先講乙烯的分子結(jié)構(gòu)。介紹乙烯分子的結(jié)構(gòu)時,先由分子組成講到化學(xué)鍵類型、分子的極性、空間構(gòu)型;據(jù)碳原子結(jié)合的氫原子數(shù)少于烷烴分子中碳所結(jié)合的氫原子數(shù)引出不飽和烴的概念,得出乙烯是分子中含有碳碳雙鍵的不飽和烴。再由其結(jié)構(gòu)看其物理、化學(xué)性質(zhì),展示一瓶事先收集好的乙烯氣體,讓學(xué)生從顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、密度、毒性等幾個方面來思考;根據(jù)乙烯結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的特征——雙鍵容易斷裂講乙烯的特征化學(xué)反應(yīng)——加成反應(yīng)、加聚反應(yīng),根據(jù)絕大部分有機物易燃燒的性質(zhì)講乙烯的氧化反應(yīng)(補充講乙烯能跟強氧化劑發(fā)生氧化反應(yīng))。再由乙烯的物理、化學(xué)性質(zhì)來講其用途并結(jié)合實際生活中的事例,如作有機溶劑(物理性質(zhì))、制造塑料和纖維(化學(xué)性質(zhì))等。最后對這一類含有碳碳雙鍵的烴,介紹其物理、化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性。
以后幾節(jié)的教學(xué),我都反復(fù)強調(diào)這樣的學(xué)習(xí)方法:結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途制法一類物質(zhì)。到了講烴的衍生物,我請同學(xué)自己站起來闡述這樣的研究方法,我順著這樣的思路一點一點地講下去,很清晰。學(xué)生自己掌握,復(fù)習(xí)時也就感覺到有規(guī)律可循、有方法可用。有機化學(xué)其實很好學(xué),重要的是要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法,時時提醒學(xué)生,以后就是進(jìn)入高一級學(xué)校,有機化學(xué)的學(xué)習(xí)與研究也采用的是同樣的方法,這在一定程度上也激發(fā)了他們學(xué)習(xí)與探索的興趣。
二、教學(xué)過程與能力培養(yǎng)
1.自學(xué)能力的培養(yǎng)
適應(yīng)于有機化學(xué)的特點,在教學(xué)學(xué)習(xí)方法和知識的同時,我還加強了學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。在學(xué)生基本上都掌握了有機化學(xué)的一般學(xué)習(xí)方法的基礎(chǔ)上,我讓學(xué)生自己閱讀教材,自己總結(jié)。比如“乙醛”這一節(jié),通過約20min的閱讀,我就請同學(xué)自己列提綱,然后復(fù)述,重點圍繞“乙醛的組成和結(jié)構(gòu)是什么?有哪些物理性質(zhì)(展示樣品)、化學(xué)性質(zhì)?由這樣的物理、化學(xué)性質(zhì)決定了它有哪些重要用途?工業(yè)上如何制取?這類物質(zhì)(如甲醛)有哪些物理、化學(xué)性質(zhì)?”進(jìn)行教學(xué),通過這樣的訓(xùn)練,我覺得學(xué)生不但強化了方法,更培養(yǎng)了能力,特別是自學(xué)能力。
2.觀察能力的培養(yǎng)
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,在有機實驗的過程中,我時時提醒同學(xué)要細(xì)致、全面,而且要有思維。比如實驗室制取乙烯時,加藥品的過程,溫度計的擺放,實驗中燒瓶、集氣瓶內(nèi)的變化,為什么要加石棉網(wǎng)、碎瓷片等等都應(yīng)特別重視,不但要知其然,還要知其所以然。
3.動手能力的培養(yǎng)
在強調(diào)觀察、思維能力培養(yǎng)的同時,我還特別注重動手能力的培養(yǎng)。比如演示完乙醛的銀鏡反應(yīng)和乙醛與氫氧化銅的反應(yīng)后,我就請兩個同學(xué)來演示用甲醛代替乙醛的同樣反應(yīng),要求其他同學(xué)注意觀察并指出其錯誤。在演示完乙醇與鈉的反應(yīng)實驗后,要求同學(xué)做鈉與水反應(yīng)的實驗,有的同學(xué)竟用大塊的鈉并用手去撥。通過這些課堂實驗,課堂上及時糾正錯誤,學(xué)生感受頗深,他們自己做實驗時就很動腦筋,也很規(guī)范,提高了他們的動手能力。
對比大學(xué)本科教育有機化學(xué)的教學(xué)課時安排,本科教育有機化學(xué)一般分兩個學(xué)期至少120個以上的課時,然而高職教育有機化學(xué)的理論和實踐課時加起來僅有64~80個課時,因此,課程教學(xué)課時少、內(nèi)容多、任務(wù)重。
2教學(xué)對策
針對以上“教”與“學(xué)”中存在的問題,選擇適合的教學(xué)方法和適合的教學(xué)手段,使學(xué)生有機化學(xué)學(xué)習(xí)有信心、不放棄、興趣高、學(xué)得快、學(xué)得好,是教學(xué)中需要解決的問題。
2.1摸底調(diào)查、對癥下藥
在開學(xué)之初,統(tǒng)計本班學(xué)生的文理基礎(chǔ),以及大概了解學(xué)生的入學(xué)分?jǐn)?shù)段,做到心中有數(shù),知己知彼、百戰(zhàn)不殆。除了學(xué)習(xí)基礎(chǔ),平時還要善于觀察不同班級學(xué)生的學(xué)生習(xí)慣、學(xué)習(xí)風(fēng)氣、學(xué)習(xí)態(tài)度等,通過學(xué)期初學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的靜態(tài)摸底以及學(xué)期中學(xué)生學(xué)習(xí)心理的動態(tài)摸底調(diào)查相結(jié)合,把握學(xué)生的學(xué)習(xí)心理動態(tài),對癥下藥,因材施教,逐步引導(dǎo)學(xué)生從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的心理轉(zhuǎn)變,輕松學(xué)習(xí)有機化學(xué)。
2.2合理安排、循序漸進(jìn)
針對學(xué)生入學(xué)來的化學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ),合理安排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度。如學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱,在授課計劃中,教學(xué)進(jìn)度以先慢后快為宜,教學(xué)內(nèi)容以由淺入深、由簡到難為宜。避免教學(xué)一開始,教師每節(jié)課“高速”趕進(jìn)度,或者花大量的時間講反應(yīng)機理而忽視了學(xué)生對知識的的接受能力,久而久之,學(xué)生將產(chǎn)生“懼怕”有機化學(xué)、“討厭”有機化學(xué)的學(xué)習(xí)心理,影響教學(xué)效果。例如烷烴章節(jié)中,烷烴的命名規(guī)則是學(xué)生接觸到的有機化合物的最基本的命名規(guī)則,也是對最簡單的有機物的命名,其他有機物命名加上官能團(tuán)的命名規(guī)則即可,如果在這里沒有學(xué)透、學(xué)懂,后期的有機物的命名將遇到攔路虎,因此這部分內(nèi)容需要多花點課時講解,練習(xí),并且進(jìn)度不宜過快,盡量不讓一個同學(xué)掉隊。再例如雜化軌道的內(nèi)容,要求學(xué)生熟悉核外電子的運動狀態(tài)、排布,共價鍵等知識點,如果學(xué)生欠缺或者不熟悉這部分內(nèi)容,教師要花點課時補充或者要求學(xué)生提前自學(xué),以便在內(nèi)容上由淺入深,由易到難,由簡到繁,引導(dǎo)學(xué)生扎扎實實地掌握知識。
2.3興趣導(dǎo)學(xué)、學(xué)而不厭
愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”孔子也曾說過:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”學(xué)習(xí)興趣不僅使學(xué)生渴望獲得知識,具有原生性動力作用,而且在學(xué)習(xí)過程中刺激著愉快的情緒體驗,有利于產(chǎn)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的需要[1]。例如在有機化學(xué)課程教學(xué)伊始,首先要讓學(xué)生了解有機化學(xué)對人類所作出的重要貢獻(xiàn),有機化學(xué)在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)人才培養(yǎng)中的核心地位,有機化學(xué)在專業(yè)課學(xué)習(xí)中的重要作用等,進(jìn)而分析當(dāng)?shù)蒯t(yī)學(xué)、藥學(xué)行業(yè)發(fā)展趨勢以及學(xué)生就業(yè)前景,同時在教學(xué)過程中,要結(jié)合專業(yè)特點,穿插有機物的發(fā)現(xiàn)、俗名的來源,有機物或者化學(xué)反應(yīng)在制藥或者臨床中的應(yīng)用,“社會熱點”等內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生不斷地對有機化學(xué)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和熱情,學(xué)而不厭。
2.4把握規(guī)律、觸類旁通
高職大多數(shù)的有機化學(xué)教材的章節(jié)基本上都是按照有機物的類別來編排的,一般來講,含有相同官能團(tuán)的化合物具有類似的性質(zhì)[2],一類物質(zhì)一個章節(jié),每一章節(jié)又是按照“分類、結(jié)構(gòu)、命名———性質(zhì)———用途”為主線,因此規(guī)律性特別強。在教學(xué)中,要求學(xué)生把握“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途”之間的關(guān)系,通過一種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),掌握一類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。例如,在乙醇分子中,受羥基吸電子的影響,α-H比較活潑,易發(fā)生氧化反應(yīng),Cr2O2-7(橙紅色)被還原為Cr3+(綠色),生成乙酸,因此,酒精分析儀利用該反應(yīng)原理來檢查駕駛員是否酒后駕車,并且從乙醇的氧化反應(yīng)可以看出,反應(yīng)實質(zhì)是含有α-H的醇的脫氫氧化,即伯、仲醇都能發(fā)生此反應(yīng),而叔醇不能。因此,把握有機化學(xué)的學(xué)習(xí)規(guī)律,由點到面、由個別到一般,觸類旁通,學(xué)好本門課程。
2.5手段并用、雙管齊下
在高職有機化學(xué)教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)方式可以概括為:一張黑板、一支粉筆、一本書,教師臺上講、學(xué)生臺下記,學(xué)生能緊跟教師的講課節(jié)奏,注意力比較集中,但是課堂單調(diào)、容量有限;在現(xiàn)代信息化的課堂上,教師大多利用PPT課件邊播放邊講課,學(xué)生看著課件,以聽為主,課堂內(nèi)容豐富、生動活潑,時而穿插動畫、時而播放視頻、時而展示圖片等,能夠吸引學(xué)生的眼球,課堂容量大。但是PPT播放的節(jié)奏一般較快,很多同學(xué)跟不上播放速度,來不及做筆記或者索性放棄了做筆記,對于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生,上課只是聽“熱鬧”。因此,教學(xué)中,將兩種教學(xué)方式相結(jié)合,有利于提高教與學(xué)的效果。
2.6輔導(dǎo)答疑、查漏補缺
“師者,所以授道授業(yè)解惑也”。這句話告訴我們,教師不只是傳授知識和技能,而且要解答學(xué)生在學(xué)習(xí)中的困惑。在有機化學(xué)教學(xué)中,面臨的問題是內(nèi)容多、課時少、進(jìn)度快、學(xué)生層次參差不齊,這也是高校教學(xué)的特點,因此,采取以課堂提問、定點答疑、問卷調(diào)查、課后作業(yè)以及手機短信、微信、郵件、QQ群、教學(xué)資源庫交流平臺等信息化手段的輔導(dǎo)答疑方式,一方面可以彌補課堂講授的不足,查漏補缺,及時發(fā)現(xiàn)教與學(xué)中存在的問題,并采取有針對性的措施及時解決,把問題扼殺在搖籃中;另一方面通過輔導(dǎo)答疑,能夠拉近師生之間的距離,增進(jìn)師生情感,避免教學(xué)中教師“自我感覺良好”的現(xiàn)象,發(fā)揮教學(xué)中學(xué)生的主體地位,提高教學(xué)效果,從而實現(xiàn)“教學(xué)相長”的目的。
2.7評價多樣、綜合考核
經(jīng)過了高考“一卷定終身”的學(xué)習(xí)模式,進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí),課程學(xué)習(xí)應(yīng)該更注重對于學(xué)生綜合素質(zhì)的考核,發(fā)掘?qū)W生的內(nèi)在潛力,培養(yǎng)“會學(xué)習(xí)、會應(yīng)用”的學(xué)生,而不是死讀書的書呆子。因此,在學(xué)生的課程學(xué)習(xí)評價方式中,評價方式多樣化、過程化、個性化,有利于反映學(xué)生的綜合能力。如學(xué)生課程以綜合成績計算,包括:平時表現(xiàn),如課堂活動的參與性、回答問題的積極性、考勤、作業(yè)的完成情況等;測驗和期中成績,如平時的各項考試成績都關(guān)系到最后的總評,因此,一次考試差,亡羊補牢還為時不晚,讓學(xué)生看到希望和機會;實驗成績,在實驗過程中,學(xué)生的動作操作規(guī)范、小組協(xié)作能力、實驗現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)的記錄和實驗報告的完成情況;在學(xué)期中,也可以針對教學(xué)內(nèi)容安排課外活動,如查閱資料寫報告、自主設(shè)計實驗線路、調(diào)查訪問等,都可以從不同方面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)能力;最后是期末考試的卷面成績,以上各項按照適當(dāng)?shù)谋壤嬎愕贸鰧W(xué)生的期末綜合成績。
3結(jié)語
1食品專業(yè)有機化學(xué)實驗改革
1.1樹立啟發(fā)式的實驗教育觀念
要實現(xiàn)由驗證型實驗教學(xué)方法向啟發(fā)式的實驗教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變,教師應(yīng)首先樹立啟發(fā)式實驗教育的教學(xué)理念,變傳統(tǒng)的單向知識傳授模式為知識傳授與啟發(fā)探索相結(jié)合的模式。這樣才能將研究能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)融入到課堂教學(xué)中,貫穿于教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。同時,通過啟發(fā)式實驗教育,能使學(xué)生變“模仿”實驗為“探索發(fā)現(xiàn)”實驗。這種以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課堂是將學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)技能和能力融為一體的載體,學(xué)生將會對課堂產(chǎn)生極大的興趣。
1.2教師啟發(fā)式的實驗教學(xué)
以往填鴨式的有機實驗課堂教學(xué)形式單調(diào),難以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲望和創(chuàng)造欲望,學(xué)生只是在眾多的知識當(dāng)中被動地接受教師講授的現(xiàn)象、原理、規(guī)律等,缺乏主動、積極地去認(rèn)知、探究。教師啟發(fā)式的實驗教學(xué)則在實驗之初,介紹目前幾種常用的實驗方案,啟發(fā)學(xué)生通過比較發(fā)現(xiàn)幾種方案的優(yōu)缺點及適用范圍,然后引導(dǎo)學(xué)生提出適合實驗室應(yīng)用的實驗方案或?qū)δ硞€步驟提出改進(jìn)方案,最終讓學(xué)生分組實驗進(jìn)行對比和驗證。實驗過程需要學(xué)生在全過程手腦并用,并讓學(xué)生在改進(jìn)的實驗與已有的實驗步驟和現(xiàn)象的對比中發(fā)現(xiàn)問題,思考問題的根源。如用于液體混合物分離的蒸餾與分餾實驗,在教材中是兩個各自獨立的基本實驗操作,我們則將兩個實驗合并為一個實驗,讓學(xué)生通過分析自己得到的蒸餾與回流的實驗結(jié)果,得到蒸餾與分餾操作在分離液體混合物的異同,從而得到不同分離方法的適用范圍。又例如在乙酰水楊酸的實驗中,書中的方案是固定水楊酸與乙酸酐的用量,計算收率。而改進(jìn)后的方案為,設(shè)置不同劑量比例的實驗組,讓同學(xué)分組操作,不同實驗組之間通過對比實驗現(xiàn)象與收率,分析原因,通過對不同劑量組數(shù)據(jù)的分析,使同學(xué)在這一過程中認(rèn)識到酰化劑的劑量對反應(yīng)的影響。通過這種改革,使學(xué)生在一種探索研究性氛圍中幫助學(xué)生掌握實驗要點、難點及注意事項,使學(xué)生深刻理解實驗步驟的設(shè)置原理,規(guī)范實驗操作。通過這種啟發(fā)式實驗教學(xué),激發(fā)學(xué)生探索和創(chuàng)造性研究的積極性,從被動接受者轉(zhuǎn)變成知識的創(chuàng)造者,為他們將來進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計、科研工作做準(zhǔn)備。
2啟發(fā)式科研訓(xùn)練在有機化學(xué)實驗課程的實施效果
以往傳統(tǒng)實驗教學(xué)主要以講授法和演示法為主,學(xué)生只要“照方抓藥”式被動開展實驗,缺乏思考、分析、提煉和整合歸納知識的能力。啟發(fā)式實驗教學(xué)則實現(xiàn)了教學(xué)與科研的雙贏。大二年級學(xué)生在實驗課結(jié)束后感言:“有機化學(xué)實驗很鍛煉我們實驗技能”。他們在有機化學(xué)課堂中了受到科研的啟蒙教育,能主動以較大的興趣投入到課堂的科研訓(xùn)練過程中,在提高綜合實踐能力的同時,創(chuàng)新意識和能力能夠得到明顯提高。
3結(jié)語
啟發(fā)式科研訓(xùn)練是遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院基礎(chǔ)化學(xué)教研室全體教師在我校培養(yǎng)創(chuàng)新型食品人才要求下對有機化學(xué)實驗教學(xué)模式改革的一種嘗試與探索,體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念及對食品專業(yè)教學(xué)的重視。
作者:周坤 郭晏華 孫艷濤 鄧仕任 鄭彧 單位:遼寧中醫(yī)藥大學(xué)
1我國有機化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1我國有機化學(xué)所取得的良好成果
首先,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國有機化學(xué)領(lǐng)域的人才不斷增多,國際有機化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)留有我國有機化學(xué)研究者聲譽,部分學(xué)者已經(jīng)成為國際著名雜志的編委和副主編,如楊丹教授已經(jīng)成為有機化學(xué)快報副主編,極大的增強了我國有機化學(xué)研究者的工作信心[1]。其次,我國很多高校和科研部門已擁有世界先進(jìn)實驗設(shè)備,工作條件也與世界發(fā)達(dá)國家相差無幾。再者,有機合成化學(xué)與金屬有機化學(xué)已經(jīng)走在世界有機化學(xué)研究前列,不對稱合成研究也取得了喜人成績,在國際中,我國學(xué)者充分展露頭角。最后,我國以北京大學(xué)為首的諸多高校開始重視有機化學(xué)的研究,并在化學(xué)期刊上發(fā)表了大量具有代表性的論文,其質(zhì)量也在逐年上升。如北京大學(xué)僅在2010年就發(fā)表了55篇與有機化學(xué)相關(guān)的論文。
1.2其中存在的問題
在取得成績的同時,也存在一定問題,這也是相關(guān)研究者需要重視的方面。首先,帶有鮮明新穎的系統(tǒng)研究偏少,很多研究涉面較窄,通常以跟蹤熱點為主,通俗的說就是跟風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重,研究缺乏創(chuàng)新性,論文內(nèi)容萬變不離其中。以有機合成化學(xué)研究為例,很多論文研究的都是合成方法,并不重視是否真的具有實用性。其次,很少有針對國家建設(shè)與社會發(fā)展的研究,對于有機化學(xué)長遠(yuǎn)發(fā)展的研究更是寥寥無幾。再者,有機化學(xué)的研究隊伍還不夠壯大,各項研究都存在研究隊伍縮小的情況。最后,在研究上并不注重與其他學(xué)科的聯(lián)系,只是一味在自己領(lǐng)域進(jìn)行研究,與發(fā)達(dá)國家相比,我國關(guān)于有機化學(xué)的研究還是很少,發(fā)表的論文質(zhì)量也不如發(fā)達(dá)國家,同時,相應(yīng)的評價機制還有待于提高。
2我國有機化學(xué)發(fā)展趨勢的展望
2.1發(fā)展趨勢
現(xiàn)階段,有機化學(xué)的發(fā)展異常迅猛,研究內(nèi)容也在不斷變化,隨著時代的發(fā)展,綠色化學(xué)被提到日常研究中,受到全世界人民的關(guān)注,對其研究也就成為了有機化學(xué)的重點研究內(nèi)容,同時,學(xué)科與學(xué)科之間的滲透逐漸增多,更是推動了有機化學(xué)進(jìn)一步向前發(fā)展[2]。在未來有機化學(xué)研究將重視以下內(nèi)容:首先,重點研究小分子活化與惰性化學(xué)鍵活化,綠色化學(xué)對原子提出了新型要求,尤其是不對稱催化的研究更是關(guān)鍵,對其研究以便降低污染。其次,注重對化學(xué)生物的研究,這項研究主要是將有機化學(xué)與生命科學(xué)聯(lián)系在一起,著重兩者之間存在的相互作用,并研究有機超分子的設(shè)計與合成。最后,研究具備獨特生理活性的各種有機分子,同時研究一切與能源開發(fā)與利用有關(guān)的各種有機化學(xué),以及關(guān)注化學(xué)信息學(xué)的研究,進(jìn)而充分發(fā)揮有機化學(xué)的作用。
2.2發(fā)展方法
首先,應(yīng)遵從國家相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo),注意學(xué)科與學(xué)科之間的融合,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。有機化學(xué)是我國重要研究內(nèi)容,作為有機化學(xué)研究者應(yīng)具有良好的主動性,積極融入到各領(lǐng)域中,尤其是能源領(lǐng)域與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域,通過研究真正實現(xiàn)綠色化學(xué)目標(biāo),不斷擴(kuò)寬有機化學(xué)研究領(lǐng)域,壯大有機化學(xué)研究隊伍,有機化學(xué)并不是完全獨立的學(xué)科,它需要與其他學(xué)科融合才能不斷發(fā)展,只有這樣才能創(chuàng)新有機化學(xué)研究。其次,由于有機化學(xué)的分支學(xué)科存在明顯的縮水情況,作為國家基金委應(yīng)看到這一點,應(yīng)加大對有機化各學(xué)科的資金投入,為其提供必要的資金支持。對于有機分析等熱門學(xué)科的研究應(yīng)突破傳統(tǒng),避免研究流于形式化,創(chuàng)新研究內(nèi)容。同時,為其創(chuàng)設(shè)良好的評價機制,根據(jù)研究方向與內(nèi)容的不同,設(shè)定不同的資助方式。最后,要突破研究傳統(tǒng),進(jìn)入新型研究領(lǐng)域最重要的就是具有創(chuàng)新思維與能力,根據(jù)國家現(xiàn)階段所重視的內(nèi)容展開課題研究,對于挑戰(zhàn)性較大的研究要做好長期準(zhǔn)備。在擬定研究課題時,應(yīng)將推動國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、促進(jìn)社會發(fā)展融入其中,尤其是重點研究怎樣減少化學(xué)污染,真正發(fā)揮有機化學(xué)的作用。國家基金委應(yīng)為有機化學(xué)研究創(chuàng)設(shè)良好的建設(shè)研究環(huán)境,提供先進(jìn)的研究設(shè)備。整頓剽竊他人論文觀點等不正之風(fēng),使研究人員樹立良好的創(chuàng)新意識。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞:職業(yè)院校;開放實驗室;有機化學(xué)實驗室
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)09-0122-02
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),通過實驗不僅能加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解,鞏固學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識和基本理論,更重要的是能訓(xùn)練學(xué)生的基本技能,培養(yǎng)學(xué)生的愛好和創(chuàng)新精神,化學(xué)實驗室則是實現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)的場所。職業(yè)院校目前的有機化學(xué)實驗教學(xué)方式是:教師先講解實驗,學(xué)生“照方抓藥”。因為學(xué)生的水平參差不齊,教師所選擇的實驗內(nèi)容也只能比較常規(guī),基本沒有什么創(chuàng)新。這樣的有機化學(xué)實驗教學(xué)方式不利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗興趣,束縛了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮,嚴(yán)重挫傷了一部分優(yōu)秀學(xué)生的實驗積極性。筆者擬結(jié)合我院開放有機化學(xué)實驗室教學(xué)的實踐,探討實驗室的組織與管理,分析開放式有機化學(xué)實驗項目,對進(jìn)一步開放化學(xué)實驗室進(jìn)行實驗教學(xué)進(jìn)行思考。
開放有機化學(xué)實驗室的組織與管理
化學(xué)實驗要經(jīng)常接觸各種化學(xué)試劑,特別是有機化學(xué)實驗室,很多化學(xué)試劑或者有毒有害,或者易燃易爆,或者具有腐蝕性。有些實驗在操作過程中又不斷產(chǎn)生一些有害物質(zhì),操作不慎還會遇到許多事故危險。因此,開放化學(xué)實驗室最重要的一點就是要加強實驗室的組織與管理,確保師生的人身安全。
第一,保證每個獨立設(shè)置的實驗室隨時有一名實驗指導(dǎo)教師和一名實驗員。實驗指導(dǎo)教師應(yīng)完成下列工作:(1)負(fù)責(zé)開放實驗的申請受理、時間安排;(2)負(fù)責(zé)學(xué)生預(yù)習(xí)報告、完成報告的收閱;(3)負(fù)責(zé)學(xué)生實驗過程中的指導(dǎo)、講解;(4)負(fù)責(zé)實驗異常事件的應(yīng)急處理;(5)負(fù)責(zé)優(yōu)秀實驗作品的遴選、推薦。實驗員應(yīng)完成下列工作:(1)負(fù)責(zé)按時開放實驗室;(2)負(fù)責(zé)實驗室化學(xué)試劑的準(zhǔn)備、取存;(3)負(fù)責(zé)實驗室的試劑、設(shè)備、水電氣、門窗安全;(4)與指導(dǎo)教師共同負(fù)責(zé)實驗異常事件的應(yīng)急處理;(5)協(xié)助指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)預(yù)習(xí)報告、完成報告的收閱。
第二,化學(xué)試劑的取用、存放專人負(fù)責(zé),并有記錄。濃硫酸、乙醇等是有機化學(xué)實驗室很普通的試劑,但是濃硫酸的腐蝕性很強,乙醇屬于易燃易爆化學(xué)品,因此,化學(xué)試劑的取用和存放必須有專人負(fù)責(zé),并留有使用情況記錄。學(xué)生做實驗需要什么試劑,需要多少量,必須先通過實驗預(yù)習(xí)報告向?qū)嶒炛笇?dǎo)教師申請,教師同意后,再通知實驗員準(zhǔn)備試劑,學(xué)生得到教師許可后方可進(jìn)行實驗。實驗過程中產(chǎn)生的有毒有害廢物需要配合實驗員采取有效措施進(jìn)行處理,并留有記錄。取用的試劑太多,剩余試劑也應(yīng)通知實驗員進(jìn)行回收或處理,不能隨意丟棄。
第三,開放實驗室采取“預(yù)約制”進(jìn)行化學(xué)實驗,以確保實驗過程中學(xué)生可控。未申請或者未得到批準(zhǔn)的學(xué)生不允許進(jìn)入開放實驗室進(jìn)行實驗。進(jìn)入開放實驗室的學(xué)生必須穿著實驗服,并按照實驗需要,做好防護(hù)措施。學(xué)生不得隨意開啟、搬動實驗室管線上的閥門,不得隨意開關(guān)實驗室的大型精密儀器設(shè)備。
開放有機化學(xué)實驗室設(shè)置的實驗項目
在有機實驗室開放初期,進(jìn)行的實驗項目可以分為以下五種類型:
與有機化學(xué)常規(guī)實驗相對應(yīng)的拓展型實驗 進(jìn)行與有機化學(xué)常規(guī)實驗對應(yīng)的拓展性實驗是開放有機化學(xué)實驗室的主要目的,也是實驗項目最多、參與人數(shù)最多的一類實驗類型。像“甲基叔丁基醚的制備”、“合成乙酸乙酯催化劑的選擇”、“葉綠體色素的提取和分離”等開放性實驗可以看成是對“乙醚的制備”、“乙酸乙酯的制備”、“從茶葉中提取咖啡堿”等常規(guī)實驗的一種拓展。在“甲基叔丁基醚的制備”這一開放性實驗中,學(xué)生需要打破單醚合成的傳統(tǒng)思路,考慮如何合成這個兩邊取代基不同的混醚。在“合成乙酸乙酯催化劑的選擇”這一開放性實驗中,學(xué)生可以完全脫離濃硫酸催化的束縛,通過檢索、閱讀文獻(xiàn),了解酯化反應(yīng)催化體系的最新研究進(jìn)展,根據(jù)自己愛好或者實驗室條件,選擇不同的乙酸乙酯合成催化劑,并進(jìn)行嘗試,這樣可大大激發(fā)學(xué)生的興趣。通過“葉綠體色素的提取和分離”這一開放實驗,學(xué)生了解到了天然產(chǎn)物分離的方法,懂得了中藥不只是能熬成一鍋湯,還能通過這一方法分離出不同的成分,進(jìn)行提純與精制。這種類型的實驗一般為授課教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度給學(xué)生留下的課外拓展實驗題目,實驗員配合實施。因為是有機化學(xué)授課教師留下的課外拓展實驗,對學(xué)生有機化學(xué)課程的學(xué)習(xí)幫助較大,所以參與這類開放實驗的學(xué)生比較多。每個實驗所需時間一般為6~8學(xué)時,剛好占用一天時間。
關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗;教學(xué)效果;教學(xué)改革;優(yōu)勢學(xué)科
中圖分類號:G642.4 ?搖文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)19-0217-02
提高工科學(xué)生的綜合素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力是目前高等學(xué)校教育改革中最根本的指導(dǎo)思想,實驗教學(xué)是高校實踐教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)之一,是對理論教學(xué)內(nèi)容的驗證,加深學(xué)生對理論知識的理解。有機化學(xué)是一門實踐性和應(yīng)用性很強的學(xué)科,是化學(xué)、化學(xué)工程與工藝、材料科學(xué)等眾多學(xué)科的非常重要的基礎(chǔ)理論課程,由于有機化合物種類多和有機反應(yīng)變化多的原因,有機化學(xué)實驗的實驗教學(xué)顯得尤為重要,而且化合物的結(jié)構(gòu)直接影響和決定有機反應(yīng)方向。常州大學(xué)每年工科專業(yè)招生的本科生和研究生(如化學(xué)工程和技術(shù)、高分子材料、環(huán)境工程、輕化工、制藥工程、生物工程和應(yīng)用化學(xué)等)達(dá)一千多人,人數(shù)和班級多,而實驗學(xué)時相對較少,如何充分使用現(xiàn)有學(xué)時培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手操作能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力等問題逐一突顯,為了解決這一難題,常州大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實驗中心依托江蘇省首批基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心和省高校優(yōu)勢學(xué)科的建設(shè),對有機化學(xué)實驗的設(shè)置、安排和管理進(jìn)行了相應(yīng)的改革,實施開設(shè)綜合性實驗,為培養(yǎng)具卓越工程技術(shù)人才打下堅實的基礎(chǔ)。
一、開設(shè)有機化學(xué)綜合性實驗的必要性
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得各學(xué)科相互滲透、廣泛交叉,不斷產(chǎn)生新興學(xué)科、交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科,學(xué)科之間的界限也越來越被消除。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)綜合性和整體化發(fā)展的趨勢越來越強,傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,因此,一些相對陳舊的實驗內(nèi)容、較傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法等傳統(tǒng)的實驗教學(xué)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代學(xué)生的需要,也無法進(jìn)一步提高學(xué)生的研究意識、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,因為基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)方法和內(nèi)容的改革迫在眉睫。而有機化學(xué)由于其本身的獨特性,如化合物種類和反應(yīng)多且復(fù)雜,反應(yīng)機制復(fù)雜等。培養(yǎng)出具有綜合科研能力和工程能力的高素質(zhì)和應(yīng)用創(chuàng)新型人才,如何設(shè)置有機化學(xué)的實驗內(nèi)容和改革實驗教學(xué)方法顯得尤為重要。隨著目前高校素質(zhì)教育和卓越工程技術(shù)人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略措施的實施,我校工科學(xué)生在保障其基本實驗知識和操作技能熟練的條件下,強化學(xué)生有機化學(xué)綜合性實驗才能培養(yǎng)出具高素質(zhì)和應(yīng)用創(chuàng)新能力的學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。
二、有機綜合性實驗的教學(xué)內(nèi)容至關(guān)重要
有機化學(xué)綜合性實驗與其他實驗的區(qū)別在于它的綜合性、應(yīng)用性和相對獨立性。其綜合性表現(xiàn)在能體現(xiàn)出2至3個知識點,可以讓學(xué)生站在較高的位置去思考和探索各個知識點之間的有機結(jié)合,有助于學(xué)生對知識的理解,有機化學(xué)反應(yīng)原理能夠在實驗中得到印證,實驗教學(xué)與理論教學(xué)相銜接,培養(yǎng)學(xué)生在實驗中運用綜合知識的能力。應(yīng)用性主要表現(xiàn)在綜合性實驗內(nèi)容主要來自我校教師的科研項目和工廠生產(chǎn),通過有機化學(xué)的綜合訓(xùn)練熟練掌握了含酚環(huán)己烷的提純、1-溴丁烷的合成、正丁基苯和苯甲酸正丁酯的合成、苯甲酸的精制及熔點測定、乙酰苯胺的合成、肉桂酸的制備和阿司匹林的合成等等。通過有機化學(xué)綜合性實驗的開展使學(xué)生,特別是研究生掌握了基本的化學(xué)文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法、掌握現(xiàn)代儀器分析方法(如紅外、HPLC、GC、HPLC-MS和核磁共振)等,具有較高的科學(xué)素養(yǎng),具備最基本的運用所學(xué)理論和實驗技能進(jìn)行研發(fā)和經(jīng)營管理能力。國際化學(xué)界的綠色5R原則,作為有機化學(xué)綠色化和綜合化實驗改革的指導(dǎo)思想。基于上述考慮,有機化學(xué)實驗教學(xué)引入了多個綜合性和設(shè)計性實驗,并由學(xué)生自由選擇和設(shè)計,由多名有經(jīng)驗的教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗,進(jìn)行實驗可行性分析。此外,每年我校還定期舉行基礎(chǔ)化學(xué)實驗技能大賽、設(shè)計實驗競賽,多方面、多層次培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生以主人翁的身份參加科學(xué)研究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力。另外為了使課堂所授有機化學(xué)反應(yīng)原理能夠在實驗中得到印證,實驗教學(xué)與理論教學(xué)相銜接,石油化工學(xué)院、基礎(chǔ)化學(xué)驗中心組織有機化學(xué)教研室教學(xué)名師和經(jīng)驗豐富的老教師,從實際出發(fā),結(jié)合我校學(xué)生的特點和具體要求,結(jié)合我校石油化工大工程觀和科研特色,精編實驗內(nèi)容,編寫適合我校理工科學(xué)生使用的教材《有機化學(xué)實驗指導(dǎo)》(化學(xué)工業(yè)出版社出版)。
三、改進(jìn)教學(xué)方式和方法提高實驗教學(xué)效率
傳統(tǒng)的教學(xué)是以實驗教師為核心主導(dǎo)實驗課程的進(jìn)展。有機化學(xué)綜合性實驗是以學(xué)生為主體,教師為輔的方式,這樣可以充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動性,又可以發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用。在正式進(jìn)行實驗課程之前,必需考察學(xué)生所學(xué)的理論知識和對該實驗的理解,讓學(xué)生提前做好各方面的準(zhǔn)備,讓他們在實驗過程中去思考問題、解決問題和分析問題,通過這種自主學(xué)習(xí),極大地提高學(xué)生的實驗主動性和積極性,同時又收到事半功倍的效果。綜合性實驗教學(xué)方式主要分兩大類型:啟發(fā)式教學(xué)模式和開放式教學(xué)模式。
另外,多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展十分迅速,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在實驗教學(xué)上。我校自制的有機化學(xué)CAI課件和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以對有機化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行微觀的模擬,表現(xiàn)內(nèi)容和方式不僅非常豐富,而且將有機化學(xué)課堂教學(xué)中非常抽象的原理、反應(yīng)等表現(xiàn)更加直觀、易懂,簡化復(fù)雜的有機化學(xué)反應(yīng)和原理,所以有機化學(xué)實驗網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和CAI課件可以將復(fù)雜、抽象的有機化學(xué)原理和和反應(yīng)、有機化學(xué)實驗中難操作、有一定危險性的實驗過程,以更加直觀、易懂的方式呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,讓學(xué)生在做實驗之前對這些有一定的了解,在實驗過程中更加容易控制實驗時間,達(dá)到預(yù)期的實驗效果。另外,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和多媒體課件可以在實驗教學(xué)過程中增加學(xué)生的信息量,并且可以針對部分學(xué)生的需要,對部分實驗內(nèi)容進(jìn)行動態(tài)的修改,而不是以一成不變的實驗內(nèi)容和方式去培訓(xùn)學(xué)生,根據(jù)學(xué)生的需求進(jìn)行定做實驗,大大提高有機化學(xué)實驗教學(xué)的效果,達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用型理工人才的目的。
通過以上教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等幾方面的改革,能夠最大程度上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,我校工科專業(yè)的畢業(yè)生受益非淺,近5年來就業(yè)率一直達(dá)100%,我校化工相關(guān)專業(yè)工科學(xué)生考研錄取率穩(wěn)步上升,并在歷屆江蘇省大學(xué)生化學(xué)實驗技能競賽中均獲得優(yōu)秀成績。全校多屆理工科學(xué)生在畢業(yè)論文(設(shè)計)環(huán)節(jié)和在以后的社會工作崗位上的表現(xiàn),畢業(yè)論文指導(dǎo)教師反映學(xué)生的動手能力和實驗設(shè)計能力都比較好,用人單位反饋我們理工科畢業(yè)生在工作崗位上工作能力、動手操作能力都很強。由此可見開設(shè)有機化學(xué)綜合性實驗的必要性和重要性,我們要以江蘇省化學(xué)工程與技術(shù)優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)為契機,對提高有機化學(xué)綜合性實驗,提高學(xué)生應(yīng)用和創(chuàng)新能力進(jìn)行較全面、系統(tǒng)的探索與改革,有效的提高有機化學(xué)實驗課堂教學(xué)效果,為培養(yǎng)面向21世紀(jì)高素質(zhì)的具創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才打下堅實的基礎(chǔ)。
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