首頁 > 優(yōu)秀范文 > 有機(jī)化學(xué)論文
時(shí)間:2023-03-30 11:38:46
序論:速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn),特別為您篩選了11篇有機(jī)化學(xué)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料,歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系,希望您能從中汲取靈感和知識(shí)!
二、有機(jī)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(dòng)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(dú)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(shí)例,將同類型的反應(yīng)隨時(shí)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(shí)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(jī)化學(xué)中萘的磺化反應(yīng),萘在165℃時(shí)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(gè)實(shí)例的學(xué)習(xí),將會(huì)加深對萘的磺化反應(yīng)的認(rèn)識(shí),同時(shí)拓寬了知識(shí)面,還與所學(xué)的專業(yè)知識(shí)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(jī)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(gè)普通的化學(xué)反應(yīng)在工業(yè)上得到應(yīng)用,學(xué)生將會(huì)印象深刻。通過這些實(shí)例的學(xué)習(xí),學(xué)生發(fā)現(xiàn)有機(jī)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(shí)也并不是深?yuàn)W難懂,基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程相輔相成,融會(huì)貫通。
2改革教學(xué)方法,加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)、素質(zhì)和能力的培養(yǎng)
改變單一的教學(xué)模式,促進(jìn)教學(xué)方法的更新,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。有機(jī)化學(xué)教學(xué),不是要學(xué)生死記硬背諸多有機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途和制備方法,而是要讓學(xué)生掌握研究問題的方法和思維規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生敏捷、靈活、準(zhǔn)確、獨(dú)創(chuàng)、嚴(yán)密的良好思維品質(zhì),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。改革純課堂講授的教學(xué)方法,培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面廣,有創(chuàng)新能力的現(xiàn)代化社會(huì)急需的創(chuàng)造型人才。結(jié)合本專業(yè)的教學(xué)實(shí)際,更新教學(xué)方法,把教學(xué)分成4個(gè)主要環(huán)節(jié),即:“讀、講、做、練”相結(jié)合的方式進(jìn)行。
(1)“讀”注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和綜合能力的培養(yǎng)。本科生起點(diǎn)較高,自學(xué)能力較強(qiáng),要指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),逐步培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)習(xí)慣。
(2)“講”注重學(xué)生好奇心和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。如果按傳統(tǒng)的教學(xué)方法按部就班地講授,學(xué)生會(huì)感到枯燥和乏味,久而久之學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性會(huì)降低。教師應(yīng)以啟發(fā)、誘導(dǎo)、提問、釋疑等方式進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生盡快明白和掌握教材中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵?;蛘邔⒏鞣N邊緣學(xué)科的精彩內(nèi)容適當(dāng)引入教學(xué)中,提高學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。
(3)“做”注重學(xué)生創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、周密思考、仔細(xì)觀察、探索問題、學(xué)習(xí)興趣和科研能力方面具有重要作用,同時(shí)也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),增設(shè)綜合性、研究性實(shí)驗(yàn),選擇與專業(yè)密切相關(guān)的基本操作進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,通過做實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)和提高學(xué)生操作技能、動(dòng)手能力、觀察能力和思維能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。
(4)“練”注重學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。通過多種練習(xí)方式,課堂的邊講邊練,課后的作業(yè)練習(xí)等等。此外,開展討論、撰寫小論文、專題講座以及舉行知識(shí)競賽活動(dòng),靈活運(yùn)用各種方法,全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
3采取多種教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生興趣
教師利用信息技術(shù)授課,可以讓教學(xué)內(nèi)容以各種形式呈現(xiàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,建造學(xué)生可參與和自主學(xué)習(xí)的環(huán)境,從而發(fā)揮學(xué)生的主體性。多媒體教學(xué)手段拓展了課堂的時(shí)間和空間,可使復(fù)雜抽象的知識(shí)簡單化、具體化。有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)機(jī)理、電子效應(yīng)等教學(xué),概念多且抽象、枯燥,因?qū)W生缺乏空間結(jié)構(gòu)意識(shí)和空間想象力,黑板上的平面板書無論如何也難以喚起學(xué)生的共鳴,是教學(xué)的難點(diǎn)。采用多媒體教學(xué)可以插入圖片和視頻,動(dòng)畫或漫畫,逼真的主體畫面、清晰的比較鑒別、精練的規(guī)律歸納,牢牢地吸引住學(xué)生,激發(fā)他們的求知欲。另外,利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以做到高密度的知識(shí)傳授,大信息量的優(yōu)化處理,大大提高課堂效率,較好地解決當(dāng)前有機(jī)化學(xué)課程(特別是非化學(xué)類的有機(jī)化學(xué)課程)學(xué)時(shí)數(shù)少和教學(xué)內(nèi)容多的矛盾,因此在教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w輔助教學(xué),對提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。但對于多媒體技術(shù)的運(yùn)用要注意和課程內(nèi)容的有效結(jié)合,做好相應(yīng)的編排和合理使用,避免因?yàn)檫^分追求信息量而出現(xiàn)的內(nèi)容混亂及繁雜。另外,當(dāng)前學(xué)生的社交手段中,網(wǎng)絡(luò)是重要的一種方式,QQ、BBS等使用較多,如何利用這些媒介拉近教師與學(xué)生之間的關(guān)系進(jìn)而提高他們對有機(jī)化學(xué)的興趣對于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維有著重要的意義。針對有機(jī)化學(xué)內(nèi)容分散,知識(shí)點(diǎn)多的這種情況,我們充分利用了網(wǎng)絡(luò)媒介進(jìn)行課下輔導(dǎo),取得了良好的效果。利用FTP進(jìn)行課件公開,方便學(xué)生查閱,創(chuàng)建QQ群進(jìn)行討論和答疑,并在QQ空間上將典型問題列出并加以解釋,這種方法促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí),并且可以及時(shí)獲得疑難問題的針對性解答,拉近了師生距離,也有效提高了教學(xué)效果。
4深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
有機(jī)化學(xué)是我校的校級(jí)精品課,它是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,在大學(xué)二年級(jí)開設(shè)。此階段的學(xué)生正處于實(shí)驗(yàn)技巧、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩碾A段,因此做好這一階段的教學(xué),對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力有著極其重要的意義。
4.1將單元實(shí)驗(yàn)整合成綜合型實(shí)驗(yàn)
《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材中化合物的制備,大多是單個(gè)有機(jī)化合物的制備,缺少綜合型、設(shè)計(jì)型與創(chuàng)新型強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題解決問題的能力,更不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。綜合型實(shí)驗(yàn)是該實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)的綜合體現(xiàn)。所謂綜合型實(shí)驗(yàn)既包括多步驟連續(xù)綜合實(shí)驗(yàn)又包括合成、分離、提純以及檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)。多步驟的綜合實(shí)驗(yàn)不但可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,緩解由于擴(kuò)大招生,學(xué)生人數(shù)增多,實(shí)驗(yàn)藥品消耗多的矛盾,節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支。同時(shí),多步驟綜合實(shí)驗(yàn),由于試劑的回收利用,減少了對環(huán)境的污染,有利于環(huán)境保護(hù),體現(xiàn)了綠色化學(xué)的特點(diǎn)。
4.2增加綠色應(yīng)用性綜合型實(shí)驗(yàn)
隨著綠色化學(xué)的提出,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境保護(hù)問題越來越引發(fā)人們的關(guān)注。因此,我們增加了天然有機(jī)物提取等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如從茶葉中提取可作為中樞神經(jīng)興奮藥的“咖啡因”和“茶多酚”,以取代原有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中毒性較大的“環(huán)己烯的制備”和“偶氮苯的制備、光異構(gòu)化和薄層色譜實(shí)驗(yàn)”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生將實(shí)驗(yàn)成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的意識(shí)。
4.3開設(shè)開放實(shí)驗(yàn)
在本科生完成有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)必修課的同時(shí),適時(shí)增設(shè)開放型試驗(yàn)。開放實(shí)驗(yàn)首先要滿足以下一些要求:
①具有綜合性;
②實(shí)驗(yàn)的綠色化;
③必須是學(xué)生愛做的實(shí)驗(yàn);
④能豐富學(xué)生的知識(shí)水平。另外,還要具有如下五個(gè)特點(diǎn):一是實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的開放;二是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的開放;三是指導(dǎo)方法上開放;四是教學(xué)手段和管理手段的開放;五是實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的開放。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的根本目的就是克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的角色比較被動(dòng)的弊端,注重學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新積極性。
2發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢,精心優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)的完善,為教學(xué)提供了多樣化的技術(shù)支持。這要求教師學(xué)會(huì)利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源去充實(shí)有機(jī)化學(xué)課堂的信息量,能熟練地使用現(xiàn)代信息技術(shù)制作生動(dòng)有趣的多媒體課件去吸引學(xué)生的注意力。如今醫(yī)學(xué)專業(yè)的有機(jī)化學(xué)的教學(xué)課時(shí)有所減少,但不能降低有機(jī)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。針對這一現(xiàn)狀,我們反復(fù)審視醫(yī)用有機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,精心優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),制作了《有機(jī)化學(xué)CAI教學(xué)課件》和《有機(jī)化學(xué)雙語教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程》多媒體課件。在制作這些課件過程中,充分運(yùn)用了Chem3D、Flash等軟件演示了有機(jī)化合物的立體結(jié)構(gòu)并形象地模擬了經(jīng)典的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制,將以往平面的和相對抽象的講解立體地、多角度地表現(xiàn)出來,使學(xué)生更容易接受課堂內(nèi)容,從而達(dá)到有效的課堂教學(xué)。我們使用Firework、Dreamweaver、Photoshop等軟件制作了網(wǎng)絡(luò)課程,其特色是將整個(gè)教學(xué)軟件分成預(yù)習(xí)與自學(xué)、習(xí)題庫、知識(shí)拓展、立體結(jié)構(gòu)演示等幾個(gè)模塊,每個(gè)模塊中的內(nèi)容相對獨(dú)立,但其中關(guān)聯(lián)部分又做好鏈接,把3D動(dòng)畫、視頻等豐富的信息融合在一起。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況,利用軟件進(jìn)行自助式學(xué)習(xí),鞏固了學(xué)習(xí)的效果。《有機(jī)化學(xué)雙語教學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程》多媒體課件和《有機(jī)化學(xué)CAI教學(xué)課件》曾在國家級(jí)、省級(jí)多媒體課件大賽中獲得一等獎(jiǎng),課件已被多個(gè)院校引進(jìn),師生反映良好。一個(gè)優(yōu)秀的多媒體課件在醫(yī)用有機(jī)化學(xué)多媒體教學(xué)上合理使用是必需的。教師要駕馭好課堂,利用好課堂的每一分鐘,就要將教學(xué)設(shè)計(jì)做好。我們在課堂上積極運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué),重視學(xué)生思考互動(dòng)的設(shè)計(jì)以及對知識(shí)點(diǎn)延伸拓展程度的把握。例如講解有機(jī)化學(xué)中“電子效應(yīng)”這一內(nèi)容時(shí),先讓學(xué)生們根據(jù)課前收集的資料在課堂前10分鐘內(nèi)先做一個(gè)陳述,然后老師與學(xué)生就“電子效應(yīng)”的成因、傳遞的途徑等相關(guān)問題進(jìn)行討論,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的想象力,暢所欲言。討論之后,老師講解時(shí)注意把“電子效應(yīng)”對化合物的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的影響作為經(jīng)典例子進(jìn)行詳細(xì)分析,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“電子效應(yīng)”在有機(jī)化學(xué)中重要性。最后,師生一起比較歸納“誘導(dǎo)效應(yīng)”和“共軛效應(yīng)”這兩種“電子效應(yīng)”的不同之處。這其中老師運(yùn)用問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,抽象的有機(jī)化學(xué)理論通過“討論-分析-比較-歸納”的教學(xué)設(shè)計(jì),使整個(gè)教學(xué)過程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,學(xué)生也容易理解接受這些知識(shí)點(diǎn)。
3以“學(xué)生為本”,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)
2參與式教學(xué)法,激發(fā)學(xué)生成就動(dòng)機(jī),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(gè)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(lì)方法,引導(dǎo)和鼓勵(lì)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(dòng)接受的思想和意識(shí)為自主學(xué)習(xí)。如何激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)、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(lì)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(shí)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(shí)成績,平時(shí)成績主要來源于考勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績。平時(shí)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(gè)特色的評(píng)分方式。針對選用的教材,鼓勵(lì)大家在發(fā)現(xiàn)教材中的錯(cuò)誤,哪怕是標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的錯(cuò)誤。在這個(gè)實(shí)施過程中,學(xué)生為了找到教材中的錯(cuò)誤,必須仔細(xì)地研讀課本,同時(shí)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(gè)錯(cuò)誤。同樣的錯(cuò)誤先提出的同學(xué)得到加分,所以大家能獨(dú)立自主的學(xué)習(xí),不會(huì)像做作業(yè)一樣出現(xiàn)抄襲的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)成績的給分主要注重學(xué)生的動(dòng)手操作,而不是只看實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在每個(gè)學(xué)期的學(xué)生糾錯(cuò)課本中,學(xué)生一般會(huì)找到明顯的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)錯(cuò)誤或文字錯(cuò)誤20余處,介紹知識(shí)點(diǎn)錯(cuò)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(shí)傳授的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者;每個(gè)學(xué)期可以根據(jù)授課內(nèi)容設(shè)置幾個(gè)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(diǎn)評(píng)。學(xué)生能很好的參與教學(xué)的章節(jié)是第六章醇酚醚,因?yàn)樵诟咧须A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(gè)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(diǎn),學(xué)生還是難于講透,教師需要在后面的總結(jié)中強(qiáng)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(jī)化學(xué)的積極主動(dòng)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(dòng),學(xué)習(xí)熱情不足。上課時(shí)有睡覺的,玩手機(jī)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(dòng)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(qiáng)記憶的同時(shí)為本節(jié)課新內(nèi)容的講解做準(zhǔn)備。這個(gè)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(bǔ)充完善。還有就是化合物的命名,每個(gè)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(cuò),同時(shí)允許其他學(xué)生補(bǔ)充遺漏,這樣不僅調(diào)動(dòng)了每個(gè)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(dòng)性和多樣性,實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng),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(shí)的點(diǎn)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(shí)為學(xué)生展示自己魅力提供了平臺(tái),為鍛煉學(xué)生提供了最好的舞臺(tái)。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%。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,對鞏固學(xué)生的理論知識(shí)、訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力、提高學(xué)生的操作技能及運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題和科技創(chuàng)新的能力、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等方面起著無可替代的作用[1]。隨著素質(zhì)教育的逐步推行,在學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心、支持下,有機(jī)化學(xué)課程組的全體教師共同努力,經(jīng)過不斷改革與實(shí)踐,形成了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,在教材建設(shè)、師資培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式與方法和考核制度等方面取得了一些成果。
1.實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)得到加強(qiáng)
為提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,我們對實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行了大膽改革,自編了一套適合本校各專業(yè)實(shí)際的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。教材秉承現(xiàn)代教育理念,摒棄“小而全、面面俱到”的常規(guī)編法,選擇了有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)的基本操作,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過基本知識(shí)、基本理論后,通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘莆沼袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能,并能應(yīng)用多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法來探究化學(xué)反應(yīng),掌握化合物的制備、分離和結(jié)構(gòu)鑒定及表征的方法;精選了涵蓋近年來有機(jī)化學(xué)發(fā)展起來的有代表性的新反應(yīng)、新技術(shù)、新方法等的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性、設(shè)計(jì)性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),使教材體現(xiàn)了學(xué)科前沿,體現(xiàn)了對學(xué)生工程素質(zhì)和意識(shí)的訓(xùn)練,體現(xiàn)了素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的培養(yǎng),有利于學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員專業(yè)素質(zhì)得以提高
實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革深化,對學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),需要一支愛崗敬業(yè)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平高、結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)的教師隊(duì)伍。為適應(yīng)新的教學(xué)要求,我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員進(jìn)行了全方位的培訓(xùn),采用專職和兼職相結(jié)合、一帶一的教學(xué)方法,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的專業(yè)素質(zhì)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容,教師把個(gè)人的科研項(xiàng)目介紹給學(xué)生,讓學(xué)生充分地認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。經(jīng)過建設(shè),已經(jīng)形成了一支由教授、學(xué)科帶頭人帶隊(duì),實(shí)驗(yàn)教師積極參與的教學(xué)理念先進(jìn)、學(xué)術(shù)水平較高、科研能力強(qiáng)、精于實(shí)驗(yàn)教學(xué)并熱愛實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員隊(duì)伍。
3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式的改革
有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)形式方面的改革主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
3.1精選基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
每學(xué)年都要根據(jù)實(shí)際情況修訂各專業(yè)有機(jī)化學(xué)理論課及實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)大綱,課程組教師根據(jù)大綱精選基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)旨在訓(xùn)練學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)理論和基本操作技能與實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)測定與記錄及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法。通過訓(xùn)練,學(xué)生都能掌握基本操作技能和技巧。
3.2精心設(shè)計(jì)增開綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
除基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外,學(xué)生還須選做一定數(shù)量的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),進(jìn)行新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的“開發(fā)”[2]。為此,我們指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn),提出設(shè)計(jì)方案,并由教師組織學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案的可行性,修改實(shí)驗(yàn)方案,從藥品試劑的準(zhǔn)備到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析都要求學(xué)生獨(dú)立完成。在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題,教師不直接告訴學(xué)生解決方法,而是要求學(xué)生自己分析,尋找問題的答案,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,并要求學(xué)生最后寫出實(shí)驗(yàn)小結(jié)[3]。
綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的興趣,加深了學(xué)生對所學(xué)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)了他們獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用、創(chuàng)新思維等適應(yīng)科研工作的能力[4]。
3.3加大實(shí)驗(yàn)室開放力度,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
開放包括兩方面:一是實(shí)驗(yàn)時(shí)間開放,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室面向全校學(xué)生全天開放,學(xué)生可任選指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)時(shí)間,也可網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,學(xué)生還可以選擇多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)做得不滿意的學(xué)生可以重新再做實(shí)驗(yàn);二是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開放,無論是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)還是綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),學(xué)生都可選擇,在學(xué)習(xí)中遇到的困難,學(xué)生可設(shè)計(jì)成科研方案到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3.4設(shè)立學(xué)生科研基金,吸引學(xué)生參加科研。
為激發(fā)學(xué)生參與科研的積極性,鼓勵(lì)師生共同從事科研,每學(xué)期設(shè)立一定數(shù)量的學(xué)生參與的科研課題由學(xué)生申報(bào),學(xué)生自己選擇指導(dǎo)教師,對通過“評(píng)審”的項(xiàng)目,由系里提供一定的科研經(jīng)費(fèi)資助。學(xué)生可以從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作入手,逐步過渡到承擔(dān)部分科研工作。參與或承擔(dān)科研工作,可以極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ),且學(xué)生活躍的思維也對教師的科研起到促進(jìn)作用。
4.利用多媒體課件,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
我們在教學(xué)中引入有機(jī)化學(xué)素材庫和仿真實(shí)驗(yàn)軟件,通過多媒體演示,幫助學(xué)生理解和掌握實(shí)驗(yàn)全過程,讓學(xué)生從視、聽等各個(gè)角度全面獲取教學(xué)信息,尤其是動(dòng)畫演示使學(xué)生有身臨其境的感覺,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
5.改革實(shí)驗(yàn)考核辦法
在多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中,我們不斷探索、改進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核辦法,形成了一套完整的、操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)考核辦法。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績由平時(shí)成績和期末成績兩部分組成,前者占總成績的60%,期末成績占40%。平時(shí)成績由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律和實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)操作過程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)小結(jié)的成績按一定的權(quán)重相加構(gòu)成。其中,實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律和實(shí)驗(yàn)態(tài)度各占10%;實(shí)驗(yàn)操作過程占50%,主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)有無改進(jìn)性訴求、有無創(chuàng)造性發(fā)揮、獨(dú)特性等來綜合評(píng)定;實(shí)驗(yàn)報(bào)告或?qū)嶒?yàn)小結(jié)占20%。對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生寫出規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,而對于綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)小結(jié),以培養(yǎng)學(xué)生的科技寫作能力。期末成績包括理論考試成績和操作考試成績,各占50%,理論考試在學(xué)期結(jié)束前統(tǒng)一進(jìn)行;操作考試則由教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,選配操作組合,并制成卡片,由學(xué)生隨機(jī)抽取,教師根據(jù)題目按照實(shí)驗(yàn)原理、操作過程的注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)中常見的現(xiàn)象等提出問題,學(xué)生口答或筆試后再進(jìn)行操作,根據(jù)學(xué)生回答問題的準(zhǔn)確性、操作的規(guī)范性、結(jié)果的準(zhǔn)確度綜合給予評(píng)分。
結(jié)束語
通過對有機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教材建設(shè)、師資培訓(xùn)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)方法、考核辦法和教學(xué)管理等領(lǐng)域的改革與實(shí)踐,一個(gè)以學(xué)生為主體,重在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的“研究性教學(xué)”模式已經(jīng)構(gòu)建并實(shí)踐。這種教學(xué)模式在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入學(xué)科前沿知識(shí)和教師自身的科研工作,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改為以“三性”實(shí)驗(yàn),即綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為主,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為輔的研究型教學(xué)模式,啟迪了學(xué)生的創(chuàng)新思維,激勵(lì)了學(xué)生的創(chuàng)新行動(dòng),培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,提高了學(xué)生觀察、分析、思考、解決問題的能力。經(jīng)過幾年的改革與實(shí)踐,取得了良好的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]蘭州大學(xué),復(fù)旦大學(xué).有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京:高等教育出版社,1994.
1.1課前預(yù)習(xí)與小組討論:
布置學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí),預(yù)習(xí)時(shí)以教材為主,以網(wǎng)絡(luò)資料和圖書館課外書為補(bǔ)充。撰寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告,報(bào)告內(nèi)容分實(shí)驗(yàn)原理、步驟、注意事項(xiàng)、問題、可改進(jìn)操作,引導(dǎo)學(xué)生尤其注意實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)問題的收集。在課前兩天,自由組合的幾個(gè)小組一起進(jìn)行探討,尤其是實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)問題和可改進(jìn)操作的討論。對照組學(xué)生只需參考實(shí)驗(yàn)教材寫出普通實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。
1.2課堂學(xué)生講解和教師補(bǔ)充相結(jié)合,教師演示和學(xué)生體驗(yàn)相結(jié)合:
為了督促學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)預(yù)習(xí)習(xí)慣,使學(xué)生由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;我要學(xué)”,每次課堂開始時(shí)叫1名學(xué)生上臺(tái)講解實(shí)驗(yàn),講解完后,先由學(xué)生自愿主動(dòng)補(bǔ)充。然后再由教師補(bǔ)充講解學(xué)生未講到位的部分。同時(shí)教師進(jìn)行關(guān)鍵操作的演示,可以叫學(xué)生上臺(tái)配合體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作過程。特別強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生提出對實(shí)驗(yàn)部分操作過程的改進(jìn),對可行的部分將允許學(xué)生按照新操作過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對照組學(xué)生不需上臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解。
1.3學(xué)生實(shí)驗(yàn):
生按照講解和演示的過程完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對于部分小組提出設(shè)計(jì)的可行的部分操作的改進(jìn)方案,鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生按照新方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果實(shí)驗(yàn)課堂不能夠滿足新方案的要求,將給學(xué)生提供教師藥物化學(xué)科研實(shí)驗(yàn)室和相應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件,在課后時(shí)間完成。對照組完全按照教材內(nèi)容方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第四,討論總結(jié)分析、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案:實(shí)驗(yàn)完成后,在課堂組織學(xué)生分組討論總結(jié),課后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對于部分實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生提出并上交實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案。在下次實(shí)驗(yàn)課堂前,教師將針對實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案進(jìn)行評(píng)述。對照組學(xué)生只需遞交普通實(shí)驗(yàn)報(bào)告,而實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式和內(nèi)容形式自由。上教學(xué)方法的實(shí)施,與未參與改革組相比,實(shí)驗(yàn)改革組學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯要好,學(xué)習(xí)積極性也要高,實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力均明顯要強(qiáng),同時(shí)也讓部分學(xué)生體驗(yàn)到了自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的成就感,激發(fā)了其對科研的興趣愛好。
2以有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn)培養(yǎng)本科生科研素質(zhì)
從以上參與有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的學(xué)生中,組建本科學(xué)生課外科研興趣小組,長期指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外科研實(shí)驗(yàn)、資料查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、學(xué)生課題申請、論文撰寫、課外學(xué)術(shù)作品競賽和考研輔導(dǎo)等一系列的提高學(xué)生科研素質(zhì)為目的的活動(dòng)。在教師的合理引導(dǎo)下,在筆者所進(jìn)行教改的2個(gè)實(shí)驗(yàn)班中,實(shí)驗(yàn)組有多達(dá)18名同學(xué)主動(dòng)強(qiáng)烈要求進(jìn)入教師的科研實(shí)驗(yàn)室參與課外科研活動(dòng)。由于學(xué)生的課余科研活性以不影響學(xué)習(xí)為前提,因此筆者隨后挑選了14名成績中等及以上的同學(xué),分成了2組,在一年二期的時(shí)候分別進(jìn)入了兩個(gè)不同實(shí)驗(yàn)室。與筆者以往通過其它途徑所帶的課外興趣小組的學(xué)生相比,這些學(xué)生思想動(dòng)機(jī)總體相對較端正,除了5個(gè)學(xué)生由于急功近利、功利思想較強(qiáng)等原因而中途流失外,其它學(xué)生一直踏踏實(shí)實(shí),完成了多個(gè)環(huán)節(jié)的課外科研活性內(nèi)容,堅(jiān)持到大四完成畢業(yè)論文。在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室初期,這些學(xué)生跟著老師或不同研究生學(xué)習(xí)一些最基本的實(shí)驗(yàn)技能,同時(shí)也參與研究生的文獻(xiàn)檢索、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、匯報(bào)等工作。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的鍛煉后,盡管有專業(yè)知識(shí)的限制,但是由于學(xué)生的主動(dòng)積極進(jìn)取學(xué)習(xí),大部分同學(xué)已經(jīng)掌握了所在實(shí)驗(yàn)室的基本實(shí)驗(yàn)技能,熟悉了所在實(shí)驗(yàn)室專業(yè)中文期刊的檢索,也初步懂得了簡單實(shí)驗(yàn)的研究方案、技術(shù)路線的設(shè)計(jì)。經(jīng)過一年的培養(yǎng)后,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生設(shè)計(jì)并進(jìn)行了獨(dú)立的科研實(shí)驗(yàn)。在二年二期的時(shí)候,利用前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,指導(dǎo)學(xué)生撰寫并積極申報(bào)省、校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新科技計(jì)劃項(xiàng)目。課題完成時(shí)指導(dǎo)學(xué)生撰寫科研學(xué)術(shù)論文,利用取得的科研成果指導(dǎo)學(xué)生參與大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品等競賽。以上完成的學(xué)生科研課題同時(shí)可以作為學(xué)生的本科畢業(yè)論文。由于科研課題在大三基本完成,因此,在大四時(shí)學(xué)生可以全身心的投入考研或者其它與就業(yè)相關(guān)的個(gè)性化活動(dòng)中。通過三年多的課外科研活動(dòng)及組隊(duì)參與挑戰(zhàn)杯作品競賽,學(xué)生的潛力得到了充分的發(fā)揮,不僅培養(yǎng)增強(qiáng)了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作和論文撰寫等方面的科研能力,也鍛煉提高了學(xué)生的自制力、毅力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面的能力,整體綜合素質(zhì)較高。例如,首先組隊(duì)的兩組學(xué)生中先后申請并完成了三項(xiàng)省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目(2010R413019,2011R413025,12R413020)和多項(xiàng)校學(xué)生科研項(xiàng)目;同時(shí)也發(fā)表了學(xué)生第一作者的論文或會(huì)議論文3篇;其中一組學(xué)生的作品獲得了第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎(jiǎng);由于畢業(yè)論文是幾年積累的結(jié)晶,這些學(xué)生的本科畢業(yè)論文整體水平較高,避免了目前普遍存在的本科畢業(yè)論文來自于教師科研成果的“拿來主義”。其次由于小團(tuán)隊(duì)有自己的目標(biāo)和信念,大部分同學(xué)都能夠至始至終堅(jiān)持利用課外時(shí)間進(jìn)行充電,其中有3個(gè)同學(xué)從大學(xué)一年二期到三年二期暑假,每個(gè)寒暑假都能留在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),每個(gè)寒暑假只休息兩周時(shí)間。再次,在所帶教的學(xué)生中,學(xué)生的學(xué)習(xí)成績總體不是特別好,只有一人次拿過一等獎(jiǎng)學(xué)金,但由于綜合素質(zhì)強(qiáng),在研究生考試中脫穎而出,有5人考取了碩士研究生,其中有北京大學(xué)和浙江大學(xué)各一名(整個(gè)學(xué)院當(dāng)年考取985學(xué)校研究生僅僅3名)。
同時(shí)有機(jī)化學(xué)是基于實(shí)驗(yàn)的一門科學(xué),有機(jī)化學(xué)的研究更是具有明顯的實(shí)驗(yàn)特征。因此,在技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)教學(xué)中開展實(shí)踐學(xué)習(xí)研究是一個(gè)契機(jī)。通過實(shí)踐學(xué)習(xí),對學(xué)生進(jìn)行探索化學(xué)知識(shí)的過程和學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練,既可以激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的興趣,形成求學(xué)所必需的質(zhì)疑態(tài)度和批判精神,又培養(yǎng)了學(xué)生多維思考、分析推理、歸納總結(jié)的能力。
2技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查和分析
通過對技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)教與學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查和分析,對目前技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)教學(xué)模式現(xiàn)狀進(jìn)行了摸底,以便于更有效地開展探索適應(yīng)新課程要求的教學(xué)模式的研究。根據(jù)占有的資料和實(shí)際的走訪調(diào)查,設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷。結(jié)果顯示31.5%的學(xué)生對技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)無興趣,45.2%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)化學(xué)興趣不高的主要原因是教師傳統(tǒng)的教學(xué)方法,59.6%的學(xué)生不能很好地參與課堂教學(xué),68.5%的學(xué)生喜歡實(shí)踐學(xué)習(xí)模式。由此看出,傳統(tǒng)的教學(xué)方法中存在以教師為中心,強(qiáng)調(diào)教師權(quán)威的現(xiàn)象,忽視了教師與學(xué)生的合作關(guān)系,剝奪了學(xué)生的自主性,影響了學(xué)生的自信心,導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué),使學(xué)生對教師有抵觸情緒。學(xué)生希望老師在課堂上成為他們的合作伙伴,給他們一定的學(xué)習(xí)空間,使個(gè)人的主動(dòng)性、積極性充分發(fā)揮出來。而有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的核心任務(wù)便是建立和形成旨在充分調(diào)動(dòng)、發(fā)揮學(xué)生主體性的學(xué)習(xí)方式。實(shí)踐學(xué)習(xí)就是一種行之有效的學(xué)習(xí)方式,能使學(xué)生的主體性、能動(dòng)性等在實(shí)踐學(xué)習(xí)過程中得以發(fā)展。
3技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新的措施
3.1培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并動(dòng)手實(shí)踐
假設(shè)提出后就要想方設(shè)法去檢驗(yàn)它,用實(shí)證性材料去或支持假設(shè)。這是實(shí)踐學(xué)習(xí)的重要步驟。因?yàn)閷W(xué)生要達(dá)到對所學(xué)知識(shí)所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物間聯(lián)系的深刻理解,最好的辦法是讓學(xué)生到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受,去體驗(yàn),而不是僅僅聆聽教師或其他人的介紹和講解。比如在2乙醇與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物的驗(yàn)證試驗(yàn)中。我們創(chuàng)設(shè)了以下問題情境創(chuàng)設(shè):乙醇與濃硫酸制乙烯氣體時(shí)溫度控制不當(dāng)常有副反應(yīng)發(fā)生,若溫度過高,乙醇被氧化成二氧化碳,濃硫酸被還原為二氧化硫。那么如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)混合氣體中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸氣那?學(xué)生一般都能知道驗(yàn)證二氧化碳用澄清石灰水,驗(yàn)證二氧化硫用品紅溶液,驗(yàn)證水蒸氣用無水硫酸銅,但是具體的操作步驟是什么,為什么?大部分的學(xué)生不能正確說明原因,這時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)踐。
實(shí)踐實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:
(1)水蒸氣先驗(yàn)證還是后驗(yàn)證,為什么?這時(shí)有的學(xué)生想到若先驗(yàn)證二氧化硫或二氧化碳必須通入水溶液中,帶出水蒸氣,影響產(chǎn)物水蒸氣的驗(yàn)證,所以水蒸氣必須先驗(yàn)證。即通過裝有無水硫酸銅的硬質(zhì)玻璃管。
(2)二氧化硫和二氧化碳哪個(gè)先驗(yàn)證,為什么?通過教師的引導(dǎo),學(xué)生認(rèn)識(shí)到因?yàn)槎趸蛞材苁钩吻迨宜儨啙幔员仨氃跈z驗(yàn)二氧化碳之前,先將二氧化硫除去并除盡。而除去二氧化硫之前應(yīng)先驗(yàn)證二氧化硫,所以應(yīng)用三個(gè)洗氣瓶,分別是品紅溶液,溴水,品紅溶液,第一個(gè)品紅溶液為驗(yàn)證有二氧化硫,溴水為除去二氧化硫,第二個(gè)品紅溶液為檢驗(yàn)二氧化硫已除盡,這樣通入澄清石灰水變渾濁一定為二氧化碳。通過這樣的設(shè)計(jì)使同學(xué)認(rèn)識(shí)到在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須全面考慮各個(gè)因素的影響,應(yīng)注意到每個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)置,才能使最終的結(jié)果正確。但要使學(xué)生對設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案感興趣,并能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)生就必須有扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,教師要幫助學(xué)生對已學(xué)過的知識(shí)加以回憶、深化、提高,將所有中學(xué)化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化、條理化、網(wǎng)絡(luò)化。
3.2培養(yǎng)學(xué)生多動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并注意學(xué)會(huì)觀察
當(dāng)前在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往會(huì)出現(xiàn)這樣的問題:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象琳瑯滿目,學(xué)生情緒亢奮,實(shí)驗(yàn)做完后學(xué)生只記住他最感興趣的部分,而對其他現(xiàn)象說不清楚,因此,在初次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)教師必須讓學(xué)生知道觀察什么,怎么觀察。比如我們在苯與液溴的取代反應(yīng)試驗(yàn)中,在演示苯與液溴的取代反應(yīng)時(shí)由于注意點(diǎn)較多,可邊實(shí)驗(yàn)邊提出問題,指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn):
(1)苯與液溴混合后有沒有明顯現(xiàn)象,加入鐵屑后有沒有明顯現(xiàn)象?
(2)跟反應(yīng)器連接的長導(dǎo)管起什么作用?
(3)導(dǎo)管口為什么不插入液面下?
(4)怎樣除去無色溴苯中溶解的溴?
通過以上問題的設(shè)置使學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)應(yīng)掌握的問題一目了然,所以只要明確觀察目的,仔細(xì)觀察,不管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象多少,都能抓住本質(zhì)。同時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生邊觀察,邊進(jìn)行思維性觀察。不僅要觀察實(shí)驗(yàn)儀器的選擇組裝,而且要分析為什么,不僅要觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,而且要思考產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。而在實(shí)踐學(xué)習(xí)中,很多猜想與假設(shè)只有通過實(shí)驗(yàn)才能得以驗(yàn)證,在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的過程中,不僅可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,而且可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力,激發(fā)他們的實(shí)踐精神。
總之,技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不再適應(yīng)時(shí)代的要求,但舊的教學(xué)理念往往根深蒂固,因此以實(shí)踐學(xué)習(xí)為核心的有機(jī)化學(xué)教學(xué)的實(shí)施還有很長的路要走,實(shí)踐學(xué)習(xí)的各種有效途徑還需要在實(shí)踐中不斷摸索。
參考文獻(xiàn)
[1]王拜.論學(xué)生主體參與教學(xué)[J].教育研究,2001,2:29-31.
[2]裴娣娜.現(xiàn)代教學(xué)論[M].北京:人民教育出版社,2005.
[3]劉新知.化學(xué)學(xué)習(xí)論[M].南寧:廣西教育出版社,2008.
影響有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成敗的因素非常多,當(dāng)實(shí)驗(yàn)藥品、儀器某一條件發(fā)生改變時(shí),都可能產(chǎn)生某種變化和差異。比如有的實(shí)驗(yàn)對化學(xué)試劑的要求非常高,如乙酰苯胺制備實(shí)驗(yàn)中的苯胺,肉桂酸的合成實(shí)驗(yàn)中的苯甲醛等試劑,需在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行蒸餾處理;還有一些實(shí)驗(yàn)的操作中要求儀器干燥無水。所以無論是新開實(shí)驗(yàn)還是曾開設(shè)多次的實(shí)驗(yàn),為保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行,必須堅(jiān)持進(jìn)行預(yù)做實(shí)驗(yàn)。通過預(yù)做實(shí)驗(yàn),可以對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程有更熟悉的掌握,對于實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)、操作細(xì)節(jié)以及容易出現(xiàn)的問題有更全面的了解。對于帶課教師來說,可以更好的在課上對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo);對于實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備人員來說,可以有效避免在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過程中相關(guān)物品的遺忘,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率和成功率。
(2)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員要經(jīng)常與帶課教師溝通
在每學(xué)期確定教學(xué)任務(wù)之后,實(shí)驗(yàn)人員和任課老師必須聯(lián)系確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。進(jìn)行預(yù)作實(shí)驗(yàn)之后,實(shí)驗(yàn)人員與任課教師應(yīng)就實(shí)驗(yàn)中易出現(xiàn)問題的地方商量出統(tǒng)一的處理方案。每次實(shí)驗(yàn)前,實(shí)驗(yàn)員需要將本次實(shí)驗(yàn)中所準(zhǔn)備的儀器設(shè)備的狀況、試劑情況、準(zhǔn)備過程中的各類異常和具體實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)等,及時(shí)與帶課教師溝通。實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后,實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員要及時(shí)聽取教師和學(xué)生的反饋意見,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。對老師及學(xué)生提出的建議和意見,在不斷吸取他人的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的質(zhì)量。
2實(shí)驗(yàn)室的日常管理
(1)試劑管理
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的藥品大多具有易燃、易爆、易揮發(fā)、腐蝕性強(qiáng)、有毒等危險(xiǎn)性。必須嚴(yán)格按照藥品的特性為其提供儲(chǔ)存條件[2]。每開設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員必須提前將所需試劑配制好并貼好標(biāo)簽,所有需要用到的藥品要在上課前放在托盤中,并擺放在實(shí)驗(yàn)室?guī)в型L(fēng)櫥的藥品臺(tái)上,同時(shí)將取用液體的滴管和取用固體的藥匙貼上相應(yīng)標(biāo)簽,防止弄混污染藥品。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,需要將所有藥品和托盤儀器放回庫房。實(shí)驗(yàn)過程中,必須監(jiān)督學(xué)生是否規(guī)范取用藥品,對于危險(xiǎn)品和一些較為貴重的藥品,要求學(xué)生必須按量稱取,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,必須認(rèn)真查驗(yàn)并及時(shí)歸位,以防危險(xiǎn)品外流,發(fā)生意外事故;對于易揮發(fā)的有毒藥品,必須在通風(fēng)櫥進(jìn)行操作,以保證學(xué)生安全和防止污染環(huán)境;對于腐蝕性強(qiáng)的藥品,必須戴乳膠手套,以防出現(xiàn)灼燒傷。
(2)玻璃儀器的管理
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的儀器大多都是易碎的玻璃儀器,之前學(xué)生的實(shí)驗(yàn)柜中的儀器擺放混亂,鐵夾、玻璃儀器混放在一起,很容易造成損壞。而且同一套儀器由各班輪用,使得每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束工作人員都要逐個(gè)檢查實(shí)驗(yàn)柜的儀器破損情況,工作量很大。因此,我們對玻璃儀器的管理進(jìn)行了以下的改革:常用的玻璃儀器和實(shí)驗(yàn)用品實(shí)行一柜一套,每班次的學(xué)生按學(xué)號(hào)1組負(fù)責(zé)1柜,首次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)進(jìn)行全面清點(diǎn),并讓學(xué)生簽名確認(rèn)。上課時(shí)實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)向?qū)W生講授儀器操作方法和注意事項(xiàng),監(jiān)督學(xué)生正確使用儀器,每次實(shí)驗(yàn)后施行自我檢查,如果儀器出現(xiàn)損壞,要填寫儀器損害登記表,重新補(bǔ)齊,并按照儀器原價(jià)的20%進(jìn)行賠償。在學(xué)期末由教師監(jiān)督統(tǒng)一進(jìn)行儀器的交還工作并簽字確認(rèn)。這樣的責(zé)任制增強(qiáng)了學(xué)生愛護(hù)公物的責(zé)任心和自覺性,使學(xué)生對儀器的清洗和保養(yǎng)有了更深入的了解,同時(shí)大大降低了教師檢查儀器的工作量。由于學(xué)生責(zé)任心的增強(qiáng)有效減少了玻璃儀器的損害,延長了儀器的使用壽命,節(jié)約了資金儀器。一些較為貴重的玻璃儀器,如韋氏分留柱、索氏提取器等在一學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課中僅僅使用一次或幾次,如果同其他低值易耗玻璃儀器,既占空間,又增加了損壞幾率,所以有必要對這些玻璃儀器進(jìn)行規(guī)范化管理[3],編組標(biāo)號(hào),由實(shí)驗(yàn)教師單獨(dú)存放,上實(shí)驗(yàn)課時(shí)再發(fā)放給學(xué)生,下課后及時(shí)收回庫房。
(3)實(shí)驗(yàn)室安全管理
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室相對其他的實(shí)驗(yàn)室更容易發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒等安全事故,因此,實(shí)驗(yàn)室必須配備滅火器材、防爆器材和急救藥箱,并定期檢查、及時(shí)更新,以確保師生的人身安全和正常教學(xué)工作的進(jìn)行[4-5]。在實(shí)驗(yàn)之前,要注意排查實(shí)驗(yàn)室的安全隱患;實(shí)驗(yàn)過程中,要配合帶課老師認(rèn)真檢查和監(jiān)督學(xué)生實(shí)驗(yàn),及時(shí)糾正不規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作,做好隨時(shí)處理突發(fā)事件的準(zhǔn)備;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)切斷電源總開關(guān),仔細(xì)檢查水、電、門、窗是否關(guān)閉。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)注意通風(fēng)換氣,廢渣、廢液應(yīng)分類存放、定期回收,保證師生在一個(gè)安全的環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(4)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生管理
由于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常要用到腐蝕性強(qiáng)的或油狀的試劑,生成的化合物很多也較難清洗,因此有機(jī)實(shí)驗(yàn)室較其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)室更容易被污染。為此,在實(shí)驗(yàn)前,實(shí)驗(yàn)室人員應(yīng)保持實(shí)驗(yàn)室的干凈整潔,使學(xué)生在舒適干凈的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中感受到保持實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生的重要性[6-7]。在實(shí)驗(yàn)過程中,我們要求學(xué)生要愛惜自己的實(shí)驗(yàn)臺(tái)面,例如:將高溫的蒸發(fā)皿或剛灼燒好的玻璃管墊在石棉網(wǎng)上再放到臺(tái)面上,以免直接放在臺(tái)面上而將臺(tái)面燒焦;如果不慎將腐蝕性試劑灑到臺(tái)面上,應(yīng)及時(shí)擦掉,以免腐蝕更加嚴(yán)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,我們要求每組學(xué)生各自清理自己的臺(tái)面并將衛(wèi)生情況列入平時(shí)成績,值日生負(fù)責(zé)公共區(qū)域的衛(wèi)生。
3實(shí)驗(yàn)技術(shù)改革
二、將相關(guān)實(shí)驗(yàn)整合,引導(dǎo)學(xué)生掌握橫向和縱向比較性記憶的技巧
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,很多知識(shí)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián),如果可以引導(dǎo)學(xué)生掌握橫向和縱向比較性記憶的習(xí)慣和技巧,將使學(xué)生對相關(guān)知識(shí)的掌握變得更輕松更扎實(shí)。比如通過溴乙烷、1,2-二溴乙烷、正溴丁烷和正丁基醚四個(gè)制備實(shí)驗(yàn)的比較,啟發(fā)學(xué)生對于同樣以醇為原料,在硫酸的存在下,為什么可以發(fā)生親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng),分子內(nèi)消除和分子間消除反應(yīng)等不同反應(yīng),反應(yīng)條件、加料順序和原料結(jié)構(gòu)對反應(yīng)種類及產(chǎn)率的影響等問題進(jìn)行橫向聯(lián)系的思考。又比如通過乙酸正丁酯的制備,以反應(yīng)原理為出發(fā)點(diǎn)提出一系列問題:酯化反應(yīng)的原理及催化劑和常用的酯化試劑的種類和比較引出酯化反應(yīng)中可能出現(xiàn)的副產(chǎn)物,繼而引出反應(yīng)溫度等條件對反應(yīng)的影響,從這些副產(chǎn)物的排除方法即洗滌引出洗滌及分液漏斗的使用,再從分液后的干燥聯(lián)系到干燥劑的選擇和用量,最后從反應(yīng)平衡和干燥的效果分析為什么蒸餾時(shí)會(huì)出現(xiàn)前餾分過多和產(chǎn)物渾濁的現(xiàn)象等,進(jìn)行一系列縱向聯(lián)系性思考。
三、鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,共同探討和解決問題
雖然給學(xué)生開設(shè)的實(shí)驗(yàn)都是比較成熟和經(jīng)典的,但是由于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的特殊性,實(shí)驗(yàn)中由于操作手法、試劑純度、儀器設(shè)備的影響,可能出現(xiàn)各種各樣預(yù)想不到的問題。一旦出現(xiàn)這些問題,不要急于埋怨和批評(píng)學(xué)生,重要的是引導(dǎo)學(xué)生從問題中找出原因,收集數(shù)據(jù),歸納總結(jié),得出結(jié)論,在這個(gè)過程中學(xué)生可能有意想不到的收獲。比如在正溴丁烷的合成實(shí)驗(yàn)中,一些學(xué)生反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體過多導(dǎo)致氣體吸收裝置吸收效果不好,怎么解決呢?經(jīng)過思考學(xué)生提出可以通過控制反應(yīng)溫度降低氣體產(chǎn)生速度,或在吸收用水中加入少量堿增強(qiáng)對酸氣的吸收效果。在粗產(chǎn)品蒸出時(shí),為什么個(gè)別人本應(yīng)在下層的產(chǎn)品懸浮在水層上面?學(xué)生經(jīng)過分析,判斷可能是由于反應(yīng)不完全,剩余原料正丁醇過多所致,然后進(jìn)一步用化學(xué)方法鑒別證明正丁醇的存在,或者用水稀釋粗產(chǎn)品使產(chǎn)物沉降下來。在乙酰乙酸乙酯的制備中,打鈉砂是至關(guān)重要的一步,怎樣才能打好鈉砂,溫度、力度等的掌握,打好的鈉砂怎么才能不結(jié)塊,學(xué)生對這些因素分別進(jìn)行了探討,找到了打好鈉砂的最佳條件,大大加快了反應(yīng)速度,減少了剩余鈉塊所帶來的危險(xiǎn)和處理剩余鈉塊的麻煩。為了使反應(yīng)更好地正向進(jìn)行,提高產(chǎn)品收率,在正丁醚的制備實(shí)驗(yàn)中采用分水器中預(yù)先放出約理論量的水;而在乙酸正丁酯的制備中,主要采用邊反應(yīng)邊放出一定量水的方法,為什么同樣使用分水器分水操作方法卻不同?引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)過程,結(jié)合兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)原料與產(chǎn)物在水中溶解度的差別找到問題答案,這樣做不但有利于學(xué)生全面熟練掌握分水器的使用方法,而且應(yīng)用理論知識(shí)指導(dǎo)與解決實(shí)際問題,有助于鞏固理論知識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)理論的熱情,進(jìn)一步促進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)。通過類似上述發(fā)現(xiàn)問題、探討問題、解決或解釋問題的過程,不但使學(xué)生對相關(guān)實(shí)驗(yàn)有了深刻的了解,加深了記憶,而且對學(xué)生綜合素質(zhì)的提高也很有益處。
四、鼓勵(lì)學(xué)生拓寬視野,大膽嘗試,勇于探索
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然有其復(fù)雜的特性,但同時(shí)也因其神秘而吸引人。有些學(xué)生對教學(xué)計(jì)劃外的一些實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了興趣,在條件允許的情況下教師應(yīng)該給予充分的支持和鼓勵(lì)。比如學(xué)生通過從茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?yàn),對天然產(chǎn)物中的有效成分提取產(chǎn)生了濃厚興趣,考慮到哈爾濱市和校園有著豐富的丁香花資源,我們就鼓勵(lì)學(xué)生用較短的時(shí)間,自己查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,探索從丁香花中提取揮發(fā)油(丁香酚),實(shí)施過程中教師給予必要的指導(dǎo)。此外,為了幫助學(xué)生開闊視野,更加深入地領(lǐng)會(huì)課堂理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師還可以讓有興趣的具有扎實(shí)基礎(chǔ)的學(xué)生承擔(dān)學(xué)校的開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目或參加教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目,例如簡單的天然有機(jī)化合物的提取、表面活性劑的合成、農(nóng)藥或藥物中間體的合成等,通過這樣的實(shí)驗(yàn)鍛煉,學(xué)生感受到有機(jī)化學(xué)與我們的生活關(guān)系之密切,學(xué)以致用,從而極大地激發(fā)了學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,改變了他們學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的畏難情緒,增強(qiáng)了他們的自信心和成就感,也有利于他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),為從事科研工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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(shí)驗(yàn)時(shí)間
實(shí)驗(yàn)室開放一周。
4實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),記錄反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)體系的炭化程度,計(jì)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)驗(yàn)參數(shù)相同的同學(xué),其脫水反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間及環(huán)已醇的轉(zhuǎn)化率也略有差別。所以,由實(shí)驗(yàn)得到的脫水劑的最佳用量是一個(gè)范圍值。
(3)連續(xù)三年共274名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)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(shí),轉(zhuǎn)化率最高為50%~55%,反應(yīng)時(shí)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(shí),轉(zhuǎn)化率最高為46~52%,反應(yīng)時(shí)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(shí),轉(zhuǎn)化率最高為62%~66%,反應(yīng)時(shí)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(shí)間短、炭化現(xiàn)象輕微,實(shí)驗(yàn)效果好。
6教學(xué)效果
(1)本實(shí)驗(yàn)是在化學(xué)工程與工藝專業(yè)二年級(jí)學(xué)生的第一學(xué)期末進(jìn)行,學(xué)生已修完無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué),且有一定的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),能獨(dú)立完成本實(shí)驗(yàn)。
1)利用已知的金屬有機(jī)化合物的反應(yīng)來研究新的化合物的合成。
現(xiàn)在已經(jīng)比較熟悉的金屬有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)有雙取代、三取代烯烴;炔烴-α,β-不飽和羧基化合物的偶聯(lián)串聯(lián)反應(yīng);亞胺烷基反應(yīng);1,3-雙烯等的立體合成以及四異丙氧基鈦的促進(jìn)還原烯化反應(yīng)。其中炔烴-α,β-不飽和羧基化合物的偶聯(lián)串聯(lián)反應(yīng)是由我國獨(dú)立研究發(fā)現(xiàn)的金屬有機(jī)反應(yīng),而且這一反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)有些的解決了猝滅C-Pb鍵。雙取代、三取代烯烴和1,3-雙烯等的立體合成主要是通過以硒等化合物的價(jià)鍵結(jié)構(gòu),以及金屬有機(jī)化合物的基元反應(yīng)為基礎(chǔ),同時(shí)也結(jié)合了新的有機(jī)合成的方法,將金屬原子或者其它類金屬原子導(dǎo)入到烯基硒化合物中,而后形成碳碳連接的雙官能團(tuán)試劑,并且在過渡金屬的催化作用性發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),發(fā)展了多種雙取代、三取代烯烴等。這一理論方法一在多種模式下的風(fēng)雨中,用來合成各種不同性質(zhì)的烯烴。亞胺烷基反應(yīng)在我國的有機(jī)化學(xué)研究中發(fā)展比較快,目前已經(jīng)開發(fā)了多個(gè)亞胺丙烯基化反應(yīng)。四異丙氧基鈦和三苯膦可以促進(jìn)還原烯炔反應(yīng),可以合成三氟甲基-(E)-烯丙醇。這些相關(guān)的金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)在我國的金屬化學(xué)研究中取得了明顯的進(jìn)展,而且促進(jìn)了金屬有機(jī)化學(xué)交叉學(xué)科的發(fā)展。
2)對金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的研究。
在金屬有機(jī)化學(xué)的研究中,逐漸發(fā)現(xiàn)了金屬有機(jī)化合物在雙等瓣置換以及加合等瓣置換等化合物中的選擇性合成。這是金屬有機(jī)化學(xué)規(guī)律研究中的最具代表性的反應(yīng),通過研究金屬有機(jī)化合物在單等瓣置換反應(yīng)的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)了橋連雙環(huán)戊二烯基雙金屬絡(luò)負(fù)離子可以同時(shí)和兩分子簇方式等瓣置換反應(yīng)。
二、金屬有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用分析
1)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)的應(yīng)用。
金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積是將容易在低溫下?lián)]發(fā)的金屬有機(jī)化合物作為前驅(qū),并且在預(yù)加熱襯底表面下發(fā)生氧化或者還原反應(yīng)有機(jī)分解等而最終制造出成品或者薄膜的技術(shù)。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)和傳統(tǒng)的化學(xué)沉積方法相比,其沉積溫度更低,而且能夠在物質(zhì)的表面下形成不同的薄膜,在金屬氧化物、半導(dǎo)體元件中等薄膜材料的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)是一種非平衡狀態(tài)下的反應(yīng),外延層的生長速度和組織充分受到了溫度、金屬有機(jī)前軀體濃度有機(jī)基體表面的狀況等因素的影響。金屬有機(jī)前軀體作為反應(yīng)中的重要物質(zhì),主要是有金屬鹵化物、金屬氫化物、金屬有機(jī)化合物組成。金屬有機(jī)化合物和其它的金屬化合物相比在沉積溫度、毒性等方面具有一系列的優(yōu)勢,而且大部分金屬化合物都屬于容易揮發(fā)的液體或者固體,容易進(jìn)入到反應(yīng)室中。作為金屬有機(jī)化合物的前軀體,應(yīng)當(dāng)具備相關(guān)的特點(diǎn),例如在室溫下的化學(xué)現(xiàn)在穩(wěn)定,而且蒸發(fā)的溫度低,蒸發(fā)的速度比較穩(wěn)定,分解的溫度低而且沉積速率容易控制等;高沉積率可以應(yīng)用到沉積厚度比較大的涂層,沉積速度低的可以應(yīng)用到半導(dǎo)體薄膜的沉積中。同時(shí)在沉積的過程中對環(huán)境沒有污染,不會(huì)產(chǎn)生其它的雜質(zhì),而且不易自燃爆炸等。金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)作為氣相外延的一種,逐漸成為半導(dǎo)體化合物材料氣相外延生長的重要技術(shù)手段。
2)含碳硼烷金屬有機(jī)化學(xué)的研究和應(yīng)用。
硼作為形成多種類化合物中的類金屬元素,可以形成碳硼烷、金屬碳硼烷等多種化合物。近年來金屬碳硼烷化學(xué)的研究不斷的深入,人們對于金屬碳硼烷的性質(zhì)也有了更多的了解。碳硼烷分子對于光、熱、氧化劑以及酸等的穩(wěn)定性比較強(qiáng),而且其功能比較優(yōu)異,可以用來作為改變材料的性質(zhì)。還有碳硼烷基的聚合物材料可以用來作為陶瓷前軀體、基體樹脂、碳/碳復(fù)合材料等,可以作為材料表面的涂層來提高耐熱和耐氧化性。金屬碳硼烷多層結(jié)構(gòu)還可以用來開發(fā)具有光學(xué)、電磁性質(zhì)的新材料,用來作為數(shù)據(jù)才存儲(chǔ)和恢復(fù)等。通過將碳硼烷結(jié)構(gòu)引入到藥物分子中,可以借用硼中子來治療癌癥等。