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化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验是研究化学的有效手段和方法。尤其是在大力倡导素质教育、培养跨世纪复合型人才的今天,培养学生的实验操作能力,在初中化学教学中有着重要意义。实验教学内容主要集中在实验基础知识和基础操作两方面。教学中如何才能使学生的实验操作能力达到较好的效果呢?下面笔者就在化学基本实验操作教学中的一些体验浅谈几点看法。
一、要注重引导学生养成良好的实验习惯
化学实验基本操作训练就是学生实验的开始。在第一次上实验课时,教师应该对学生进行实验目的性和重要性的教育,以提高学生学习的自觉性。同时,教师还应该对学生提出进行化学实验的要求,如课前做好预习准备,明确实验要求;实验时要严格遵守操作规程,听从教师的指导,按实验说明的步骤和方法进行实验;要认真细致地进行观察,实事求是地做好记录;分析原因写好实验报告;废液和废物要妥善处理,仪器用毕要及时清洗,保持实验室的整洁。这些要求不仅要在实验课开始时提出,更重要的是在以后的实验中要一直坚持贯彻,才能使学生养成良好的实验习惯。
对学生进行实验基本操作训练时,要特别注意的是教师示范操作的规范性。教师的一举一动都应当成为学生的榜样,无论是仪器的使用或是实验的基本操作,都要一丝不苟地、严格地按规范要求进行。要知道纠正一个已形成的不正确的动作要比掌握一个正确的操作技能困难得多。进行实验基本操作技能教学一定要注意贯彻讲练结合,以练为主。教师的讲解和演示是为了使学生明白应该怎样做和为什么一定要这样做,而这些技能要为学生所掌握则必须要通过他们自己实践才能达到,因此要重视让学生自己练习。对大多数学生都感到困难的部分,教师必须再一次加以讲解和示范操作,以便学生模仿,达到使全体学生学会规范性操作的目的。教师在实验教学中,除了要加强示范性,对学生进行潜移默化的影响外,还可以针对学生的特点,有目的地设计一些实验失误:如用试管给固体加热,将试管口向上倾斜,当有些固体试剂受热时会放出水蒸气,水蒸气冷凝回流到热的试管底部,这样就容易造成事故。通过此类教学,会给学生留下深刻的印象,使他们认识到实验操作规范化的重要性,从而达到事半功倍的效果。
二、要注重提高学生学习的积极性
对实验基本操作步骤分别进行反复练习是必要的。但是这样又容易造成学生学习积极性的下降。教师在组织学生练习时,要善于改变活动方式,提出不同的要求以调动学生学习的积极性。例如,在“液体的量取”的练习中,可以提出用胶头滴管取一定量的液体,比一比谁估计的液体量最准确,谁取的速度最快;在做“给试管里液体加热”的练习时,可以比谁的操作最符合要求等。这样做,不仅可以提高学生学习的积极性,而且对提高实验基本操作技能有很好的效果。
教学要求必须针对学生的实际,使学生在原有的基础上有所发展,从而提高教学效果。例如托盘天平、量筒等仪器,这些器材在以前的物理课中就学习过或者接触过,教学方法如果采取像第一次接触到那样逐点讲解是不可取的。教师可以结合具体的仪器和实验操作,按教学要求提出一系列问题请学生回答,例如,用托盘天平称量物质前应做好哪些准备?为什么称量物应该放在左盘而砝码应该放在右盘?用量筒量取液体读数时,为什么视线必须与液体的凹掖面的最低处保持水平?如果高于凹液面,读出的数据是偏高还是偏低等。这样做,既可以使课堂教学的气氛变得活跃,而且通过检查可以进一步了解学生理解、掌握知识的程度,以便教师针对实际,做好填平补齐的工作。
三、要注重学生合作能力的培养
学生分组实验是学生实验的重要组成部分,也是提高学生实验能力的最有效手段,它主要是通过学生分组,由学生亲自动手操作、自主完成实验的教学方式。学生在分组实验中可通过相互配合协助、相互讨论交流和共同合作分享实验成果,达到共同发展的目的。为取得有效的实验教学效果,在进行学生分组实验教学时,教师应注重指导学生课前对实验进行预习,编写详细的实验方案,观察和记录实验的实施过程、现象,实验结论的分析,完成实验报告等方面的落实情况。对实验中发现的问题及时加以纠正,使学生的实验得以顺利完成,并取得较为理想的实验学习效果。实验结束后展开分组发言,总结实验的得与失,并提出一些改进方案。这一教学过程能很好地培养学生的动手能力和合作能力,使学生的综合实验能力得以有效的提高。
总之,在化学教学中提倡和鼓励学生通过掌握好实验基本操作技能进行化学实验学习,能充分挖掘化学实验在化学学习中的功能,发挥化学实验在学习中创设问题情境、验证假设问题或猜想等环节中的作用,对在化学实验中培养学生合作能力,提高学生学习的积极性,实现学生的学习方式由被动接受式学习向主动性学习的根本转变,具有重要的意义。
参考文献:
1.梁慧姝,郑长龙.化学实验论[M].南宁:广西教育出版社,1996.
关键词:项目教学法;实验操作技能
中图分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:1005-5312(2010)21-0167-01
当今社会处于知识激增和科技竞争的时代,培养技术应用性、综合素质型人才已经成为职业学校的基本目标。在中职化学实验基本操作技能的教学过程中,调动学生的好奇、求索、好胜、独创、发散性思维等学习心理,培养他们科学有序的规范性,认识事物的深刻性和勇于创新的开拓性,已经成为大多数实验教师潜心研究的重要课题。传统的化学实验基本操作技能,教师是传授知识的主体,而学生则是被动地接受知识,多采用灌输式教学。实验仪器、试剂的准备,实验步骤的制定都由教师完成,学生只需按部就班的操作即可。由于学生没有主动地参与教学过程,其积极性、主动性没有调动起来,因而实验时不知道为什么要加这种试剂,为什么要加那么多等等。这样一学期下来,虽然做了很多实验,但实验技能没有提高,实验操作缺乏要领。笔者在多年的化学实验基本操作技能的教学实践中应用项目教学法,取得了较好的教学效果。
一、项目教学法的基本内涵
项目教学法是一种教和学互动的教学模式,是师生通过共同实施的一个完整的项目而进行的教学活动。教师以工作任务为中心组织课程内容,以典型的案例为载体设计教学内容,是行为引导型教学方法中的一种。能充分体现教学以学生为主体,教师为主导的现代教育理念。让学生在情景的刺激和教师的引导下主动开展探究活动,并在探究过程中掌握知识,学习分析问题,解决问题的方法。
项目教学应该满足下列条件:(1)该过程可以用于学习一定的教学内容,具有一定的教学应用价值;(2)能将某一课题的理论知识和实践技能结合在一起;(3)与企业实际生产过程或现实的商业经营活动有直接的关系;(4)学生有独立团队工作进行计划的机会,在一定的范围内,可以自行组织、安排自己的学习行为;(5)有明确而具体的成果展示;(6)学生自己克服和处理在项目工作中出现的困难和问题;(7)要求运用已有的知识、技能以及新学习的知识、技能,解决过去从未遇到过的实际问题;(8)学习结束时师生共同评价项目成果和过程中的相关工作及学习方法。
二、以肥皂的制取为例,说明项目教学法在实验基本操作技能中的应用
(一)实验分析,提出任务
肥皂的制取实验旨在让学生通过了解皂化反应原理及肥皂的制备方法,熟悉盐析原理,掌握水浴加热、沉淀洗涤以及减压过滤等实验操作。
向学生下达任务,要求查阅以下资料:(1)肥皂是的主要成分是什么,工业上如何制取;(2)写出本次实验室制备肥皂的仪器、试剂,实验用品及用量,并自行准备食用猪油;(3)根据所选仪器设备,实验要求,自行设计反应装置;(4)设计反应,从滤液中回收副产品。
(二)项目实践
本实验技能针对中职化工专业一年级学生,涉及到尚未学习的有机化学基础课程,因而其对实验原理中涉及的有机化学反应还不能从根本上认识。
按照实验要求,根据以前所学理论知识,学生自行配制40%NaOH溶液,自行安装仪器。在安装仪器的过程中有学生提出:能否用酒精灯代替电炉加热?我提议可以试一试。在肥皂制备过程中,有学生提出根据反应原理的描述,实验中95%乙醇在反应中的作用没有体现,能否不加?加入乙醇的作用是什么?这时我就及时、正确引导解释加入乙醇的目的,及乙醇溶液在反应中并未消耗的原因,同时提出在实验结束后的滤液中设计回收乙醇的实验方法―提出了又一“项目”任务。
在项目实践过程中发现:用电炉加热的反应组泡沫容易溢出,而用酒精灯加热的组反应平稳。学生马上得出结论:利用酒精灯加热比较容易控制反应温度,有效防止泡沫的溢出。在抽滤过程中,有的组抽滤非常快,而有的组同样的水流量,抽滤却很慢,找不出原因。有学生提出抽滤的原理是什么,是不是抽滤器坏了?我就带着他们找原因,解释水泵抽滤器的原理,并提醒学生在抽滤过程中不能让系统漏气。
当他们向我展示任意捏制的肥皂作品时,脸上的笑容是那么的灿烂,那么的满足,那么的充满自信。
(三)作品展示和评价
学生经过两节课的实验实践操作,都拿出了成果,所制作的肥皂造型丰富。学生熟练掌握了水浴加热,沉淀洗涤的方法以及抽滤等操作技能。以上为选取的学生肥皂作品。
教师点评:通过此次实验,学生知道了肥皂的主要成分,每组操作完成都非常出色。组内学生配合默契,基本上掌握操作要领,完成实验要求。但是从各组的肥皂成品中看出有的肥皂碱性太强,分析原因是洗涤不够,肥皂表面吸附了较多的碱液;有些组判断反应终点把握不够,还没反应完全就开始盐析、过滤操作,直接导致肥皂液不够稠,溶液象牛奶样,盐析分层不明显。最后,由各组收集本组的滤液,以备下次实验。根据滤液中含有较多的乙醇以及丙三醇,教师布置下一个项目教学实验:设计回收乙醇和丙三醇,从而引出下一个实验基本操作技能――简单蒸馏。
三、应用项目教学法的几点体会
(一)通过近两年在化学实验教学中项目教学法的应用,能切实有效的提高学生的专业操作基本技能。毕业学的生深受用人单位的好评,在学生技能操作竞赛中取得了骄人的好成绩。
(二)在提倡解决问题的过程中开展学习,课堂效率、学生的学习方向更为明确。学生进实验室的目的更为明确,没有了以前实验室里吵吵闹闹的现象,取而代之的是每位学生都有动手的机会,实践的机会,参与实验设计的机会,由被动的“听”转变成主动的“学”。
(三)有利于培养学生的协作精神,协作是学生情商的体现,学生间互相尊重、互相谦让、共同进步,有利于培养学生良好的心理素质的形成,有利于培养学生创新的勇气,有利于培养学生分析问题、解决问题到能力,有利于培养学生环保意识、节约意识。
(四)项目教学法的开展对教师提出了更高的要求,教师所选的项目要体现教学计划规定的内容,完成既定的技能训练任务,根据实验内容和步骤的实际情况设计完备的教学方案。教师在项目实施管理过程中要有细心、耐心,对学生要有信心、爱心。
综上所述,项目教学法可以优化课堂教学结构,强化教学过程。特别是对培养学生的综合能力和提高学生的素质而言,都有独到之处。因此,项目教学法不失为中职学校专业技能教学中一种较好的方法,能使中职学生在较短的时间内具备某种行业或岗位所需技能。经过项目教学法在化学实验基本操作技能中的教学实践证明,能使学生深入掌握化学实验基本操作技能,全方位、多角度培养和提高学生的综合能力及素质。
关键词:常规实验教学方法;微型有机化学实验
一、引言
近年来,化学实验微型化的研究和应用,在国内外得到迅速发展。国外已将微型化化学实验技术在基础有机化学实验学习中普遍推广应用。在我国不同类型不同层次的学校,相继开展了微型化学实验推广应用的研究工作,并取得了可喜的成果。实践证明,适当采用微型化学实验,是符合我国国情的一项化学实验的改革。
二、有机化学实验微型化的意义
不论常规与微型化学实验,其目的都是为了通过实验获取所需的尽可能多的化学信息。微型化学实验和常规化学实验相比,所用的仪器体积小,设计精巧、便于携带、试剂用量少、节约经费、对环境污染小、安全程度高,而实验结果却与常规实验相同,甚至更为明显。由于有机药品毒性大,易燃、易挥发,所以进行有机化学实验的微型研究更具有特殊意义。
三、开展微型有机化学实验的做法
(1)重视实验基本操作。重视基本操作是提高实验能力的基础。化学实验的基本操作包括常见的化学仪器的使用及药品的用途、性能和作用,如试剂的取用、物质的加热、溶液的配制、液体的过滤与溶液的蒸发、仪器的连接、装置气密性的检查、仪器的洗涤等。熟练掌握这些基本操作是学生安全进行化学实验和获得准确实验结果的保证。每当接触一种新的仪器时,除了让学生知道该仪器的名称、特征、规格、使用范围、设备性能 、正确的操作方法以外,还应该让学生懂得不按规范操作可能引起的实验误差及可能带来的危害。重要的基本操作必须让学生人人动手、反复练习,并达到相当熟练的程度。对定性实验要做到会用、会放、会接、会装、简单直观;对定量实验要会取、会读、会控制 、会计划、安全可行。
(2)培养学生养成良好的观察习惯。良好观察习惯的养成是提高化学实验能力的前提。观察是人类认识世界的一个重要途径与开端 ,学习化学知识离不开化学实验,而做化学实验时离不开实验现象的观察分析。通过观察分析,不仅能够使学生更好地掌握课本知识,激发学习化学知识的热情和积极性,而且有的学生能从实践中发现一些重大奥秘,这为学生今后的发展与创新打下良好的基础。要教育学生掌握观察的一般程序,即先局部后整体,既要观察明显的现象,更要抓住那些细微、瞬息万变的现象,同时还不要忽略用手触摸、鼻嗅、耳听等感觉器官的作用。
(3)自己动手设计实验、记录实验并分析处理数据。自己动手实验、记录实验并分析处理数据是提高实验能力的重要手段。在实验之前,首先要让学生自己设计实验方案,包括实验目的、选用实验仪器、药品(规格和数量)、实验涉及的化学反应原理和注意事项。还要教育学生在实验时要注意运用多种感官把实验中收集到的各种感性材料,如气泡、气味、颜色、声音、反应状态等现象毫无遗漏地记录下来,要做到准确的观察,认真的记录。实验结束后要让学生把实验所得的现象或数据进行概括、分析、归纳、综合判断、去伪存真,要注意让学生揭示有关物质的变化与物质之间的内存联系的规律,并让学生用化学语言表达出实验结论。
(4)开展好家庭化学小实验。家庭化学小实验是学生理论联系实际和提高化学能力的良好途径。家庭化学小实验内容丰富,形式多样,这样既巩固和运用课堂所学知识 ,又能提高学生自己动手操作的能力。在教师的指导下,可让学生利用家庭的废药瓶、管、杯、罐等操作简易实验装置,练习药品的取用等,做一些趣味性的生活中常见的小实验,让学生能够把理论应用于实际生活,体会到学好化学知识的重要性,并感受到化学实验成功的喜悦,还能从此播下终生从事化学研究的“火种”。
关键词:基础化学实验 教学改革 实践能力 创新精神
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0234-01
大学生的实践能力已成为影响就业、社会适应和创造性的重要因素.如何培养大学生的实践能力,是我国教育部实施新世纪高等教育教学改革工程的主旨目标,是高校教育工作者的重要课题。下面结合我院学生和教学现状,分析基础化学实验教与学中存在的问题,改革基础化学实验内容和教学方法,为以后的专业学习和就业打下更加良好的基础。
1 基础化学实验现状
基础化学实验是针对我院一年级化工类专业(精细化工、工业分析、环境、材料、 生物等)开设的实验课程,是学生进入大学的第一门专业基础实验课,也是接受系统的化学实验基本技能训练的开端,对培养学生动手能力和提高专业学习兴趣起着重要的作用。然而,很多同学中学没有选修化学,有些学生虽然选修了化学,但因为中学的实验条件限制和学校对实验的重视程度不够,在中学阶段接触实验较少,很少动手做实验,大部分学生实验操作能力较差,有些学生甚至不认识常见实验仪器和化学试剂。因此,在实验教学中规范学生的实验基本操作、培养学生良好的实验习惯和严谨的科学态度等是十分必要的。
目前基础化学实验教材存在的主要问题是:(1)内容陈旧。随着科学技术的迅猛发展,用于生产实践和科学研究的仪器设备不断更新,使用越来越简单,数据越来越精准。但是我们实训中心的一些仪器已使用多年没有更新换代,例如在有机合成实验中,仍然用酒精灯加热,没有用到恒温加热磁力搅拌器、旋转蒸发仪等仪器装置;分析化学实验以滴定分析为主,没有常见的气相色谱仪 高效液相色谱仪等仪器。我们的实验教材不能与时俱进,不能教给学生一些较新仪器设备的使用方法,而这些教新仪器学生在今后工作中都会用到的。(2)内容起点低。以验证性、单科性实验为主,综合性实验很少,设计性实验没有,不能有效地激发学生的学习兴趣,不利于培养学生运用知识解决问题的能力和创新能力。
2 改革实验内容和教学方法
我们改变以往验证性、示教性实验为主的状况,增加综合设计性、创新性实验项目,建立了基础性实验、综合性实验、创新设计性实验三层次教学模式。考虑到基础化学实验主要要求学生掌握基本的化学实验操作,为以后的专业实验和就业作准备,因此在实验项目的设置上基础性实验仍然是主要的。
在基础性实验部分,在广泛查找资料基础上,打破无机、有机、分析、物化四大学科,整合实验内容,总结出高职高专化学最基本的实验操作,使化学技能系统化条理化,比如常见化学仪器的洗涤干燥技能,加热技术(酒精灯 酒精喷灯的使用 水浴 油浴等),药品称量技能(托盘天平、电光分析天平与电子天平的使用,以及固体液体药品的取用等),物质提纯技能(溶解、过滤、蒸发等),滴定分析技术(容量瓶、移液管和滴定管的使用等)。
训练学生基本操作技能的同时,也要培养学生良好的实验习惯。首先,从实验纪律、实验环境卫生、爱护仪器、节约药品等各个细节抓起,严格要求学生。其次,实验课教师应从职业指导的高度引导学生严谨的工作作风,对学生进行职业道德教育。以身作则,培养学生对认真负责、一丝不苟的敬业精神,增强学生精益求精的工作理念,提高职业者的道德素养。另外,在化学实验过程中,很多学生对安全意识很淡漠,如部分学生在实验室吃东西,实验结束后也没有洗手的习惯,一些学生在反应药品洒落桌面后没有及时处理。教师应在实验指导时向学生讲授规范、正确的实验操作方法和技能,经常性进行安全教育。例如,实验室的水、电、气、火使用安全,化学试剂、反应产物、废弃物的毒性和腐蚀性等安全问题,要引起学生的高度重视。
综合性实验训练以有机合成、无机合成为主线,运用多种实验方法,辅以各种仪器分析与参数测量手段,对合成的产品进行分离提纯,运用现代分析测试仪器研究它们的结构、性能,
进行分析检测或相关理化参数的测定等。综合性实验尽量选取与生活相关的实验内容,例如阿司匹林的合成及组分分析、从茶叶中提取咖啡因、硫酸亚铁铵的制备及检测等。这样,既训练了学生的基本操作技能,培养了学生分析问题和解决问题的能力,又增加了理论知识的实用性,提高了学生的学习兴趣。
以实验基本操作为载体,进行实验设计性研究,可以培养学生创新性思维。创新设计性实验是学生自选实验项目,查阅文献资料,设计实验方法、实验内容和实验步骤,在教师指导下,最后动手做实验。例如,在利用废牙膏皮制取氢氧化铝的实验中,学生利用所学的实验基本操作技能,积极探索合成方法,结果学生们大胆想象,提出了许多制备方法。此外,学生可以积极参加江苏省大学生实践创新项目、教师的科研课题和兴趣小组等项目开展研究。实践证明,学生通过自主设计实验,不仅培养了实验技能,熟练掌握了化学实验的基本操作,更重要的是激发了他们的学习热情和创新思维。
3 构建化学实验评价新体系
基础化学实验单独设课、单独考试、克服重理论轻实验现象。现有的基础化学教学计划中,实验教学学时只能占总学时很少部分,总成绩中也很少体现实验内容,实验操作技能基本不进行考核。这必然造成学生将主要精力放在理论课上,忽视实验课动手能力的训练,也对实验失去了学习的动力。因此基础化学实验很有必要单独设课、单独考试、克服重理论轻实验现象。
考试是检验学生学习情况和教师教学质量的简捷而有效的手段。为了对实验教学效果进行科学的评价,课题组对实验课考试模式进行了改革,加强了平时考核的力度,平时考核为全程考核,即每次实验均给学生评定成绩,不设最后考试。这样加强了平时对学生的要求、训练与培养,学生对每次实验都会认真对待,不消极应付,调动了学生学习的积极性和主动性,有利于学生全面掌握实验技能,促进了教学质量的提高。
综上所述,我们对基础化学实验课程进行了研究和改革,在整合和更新的基础上,优化了实验内容,部分实验进行了更新,与时俱进。实验教学中,规范了学生的实验基本操作,培养学生良好的实验习惯和严谨的工作态度,激发了学生对专业的学习兴趣,培养了学生的创新能力。
参考文献
[1] 刘银萍,彭端,蒋力立.创新实验教学与传统实验教学的比较[J].广东工业大学学报:社会科学版,2010,10(5):27-30.
关键词:无机化学实验;教学改革;教材建设;教学方法
化学是研究“应天地之万变,集物质之精华”的科学,药学是揭示药物与人体或药物与病原生物体间相互作用规律的科学。用于维护人类生命和健康的西药和中药都是化学物质,所以,药物对抗疾病的过程本质上就是化学反应的过程。因此,化学不仅是蓬勃发展不断变革的科学,更是我国高等药学教育的重要基础课程。无机化学和无机化学实验分别是药学院校新生升入大学之后的第一门化学理论和化学实验课程。沈阳药科大学的无机化学实验是面向全校本科新生开设的课程,其授课对象覆盖6个学院(药学院、制药工程学院、中药学院、生命科学与生物制药学院、工商管理学院以及医疗器械学院),授课人数达1900人,授课时长48学时。作为首门化学实验课程,无机化学实验的教学质量对后续化学基础、药学专业以及相应实验课程的学习效果将产生深远的影响。因此,如何提升该课程的教学水平,以培养学生规范的实验技能和良好实验习惯、提高分析与解决问题的能力、激发主观的求知热情以及增强学生自主创新意识,是本课程在教学改革中亟待解决的问题[1,2]。近年来,笔者所在的无机化学教研室联合化学实验中心,从实验教材建设、教学手段和教学方法等方面进行探索和实践,已经取得一定成效。
1教材建设
教材作为知识承载的工具,是教师进行教学的依据,是学生进行学习的参考。教材对于保证教学质量是至关重要的,好的教材能使师生如虎添翼,差的教材会令师生思维受限,甚至误导。所以,我校在无机化学实验改革中首先从教材建设入手。为突出无机化学实验的药学专业特色,在新版教材内容的选择上,我们注意与国内药学发展现状相结合,吸纳可以展现无机化学在药学领域中实际应用的素材作为实验内容。为此,在保留原有“药用氯化钠的制备及杂质限度检查”实验的基础上,新版教材中增加了经典的无机药物合成实验——药用氢氧化铝的制备、鉴别、制酸力检查及含量测定,以及药用碱式碳酸铋的制备、鉴别、制酸力检查及含量测定,这些无机药物合成实验不仅可以激发学生对药学专业的浓厚兴趣,还为后续药物合成以及药物分析课程学习奠定了良好基础,从而巧妙地完成了借助于基础化学实验课程将新生领进药学专业之门的目标。在全球一体化的大趋势下,为逐步实现与发达国家的高校教材同步接轨,以适应21世纪我国教育、科技和社会发展的需要,我们在新版教材中采用了双语编写体系。双语实验教材不仅可以帮助外国留学生快速地掌握课程内容,还可以促进国内学生在本科阶段积累化学实验专业英语,为将来去国外深造以及进行国际学术交流打下重要基础。近年来,无机纳米材料发展十分活跃,推动许多领域取得突破性进展,特别是在生物、医药、催化、传感、吸附和分离等领域,新技术材料展现出多种多样的应用潜能。为能及时了解无机化学领域近年来的科研成果,在新版教材中,我们增加了无机纳米材料的合成实验——二氧化钛纳米粒子的制备及其催化活性测定、纳米四氧化三铁的化学沉淀法制备及表征,增设这种前沿性实验旨在引导学生综合运用已学过的知识分析和解决复杂问题,通过了解纳米材料的特殊性质和实际应用拓宽学生的知识视野、培养学生的科研思维与创新意识、激发学生的学习动力和热情。无机化学实验不但可以强化学生基本化学实验的技能和技巧、培养科学思维,还可以促进无机化学的理论教学,帮助学生加深理解并掌握基本原理和元素化学性质。为实现这一目的,在新版教材中,我们对原教材中的化学原理实验和元素化学实验两部分内容进行了重新选择和优化,使实验内容覆盖了无机化学理论教学的各主要方面,包括化学热力学、化学动力学、四大化学平衡、原子结构和分子结构理论以及元素化学,实现理论教学和实验教学有机结合,相得益彰。
2教学手段
以前我校无机化学实验的授课一直采取主讲教师黑板板书讲解实验原理联合现场演示来强调基本操作技能、技巧以及注意事项的方式。这种授课方式,存在一些弊端,比如,不同班级由于主讲教师不同,导致对学生基本实验操作规范的要求不统一;对于化学实验基础参差不齐的新生来讲,没有特别措施的讲课方式无法满足所有学生的听课需求;处于不利听课位置的学生无法看清教师实验演示细节;黑板板书的教学手段形式单一、信息有限、教学效率低下等。在信息技术迅猛发展的今天,现代化教学手段——多媒体课件成为可颠覆传统课堂教学,使其内容更丰富、教学更高效、可重复学习、备受青睐的新形式。为此,在无机化学实验改革中,经过教研室全体教师集体备课研究后,统一制作出所有备选实验的ppt课件,并将课程中涉及的标准基本实验操作制作成24个规范的基本操作视频。课堂上,教师采用讲解实验ppt课件联合播放基本操作视频的方式为新的教学手段(如图1所示)。为提升教学效果,主讲教师课前半小时开始循环播放基本操作视频,对于普通学生,这可作为课前操作预习,而对实验基础薄弱的学生来讲,这是一个弥补基础知识的有效方式,另外,它还可在学生实验过程中提供研究操作细节之用。采用这种手段授课,解决了不同主讲教师对学生操作要求无法一致、学生的实验基础不齐、无法保证全部学生掌握实验操作的细节以及黑板板书的教学手段单调、信息受限等系列问题。我们总结制作的24个标准基本操作视频包括:玻璃仪器洗涤、超声波洗涤、加热方法、加热套使用、恒温干燥箱使用、冷却方法、试剂取用、托盘天平构造与使用、电子天平使用、纯化水取用、滴定管使用、pH计使用、pH试纸使用、比色管使用、恒温磁力搅拌器使用、点滴板使用、离心机使用、电动势测定、常压过滤、减压抽滤、甘汞电极-锌电极原电池组装、硝酸钾溶解度测定、药用氯化钠制备及硫酸亚铁铵的制备。这种以标准基本操作视频取代以往教师操作演示的教学模式,可以保证全班学生高效轻松地掌握全部操作要点,降低了学习难度,提高了教学效率。例如,基本操作“减压抽滤”,在视频中,我们按照实验流程录制了滤纸的剪裁、抽滤瓶的安装、布氏漏斗斜口的方向、滤液的转移、晶体的转移、先拔橡皮管后关泵、以及滤饼的转移等所有操作要领。再如,“药用氯化钠的制备”实验,目的是练习和巩固称重、调节pH、减压抽滤、常压过滤、蒸发、浓缩等基本操作,而对于新生而言,这是第一次接触到步骤繁琐的综合实验,难免手忙脚乱或对部分步骤的注意要点记忆模糊;标准基本操作视频播放的教学模式,不但能使学生更系统地了解实验流程,还能使学生对实验的每一步都有更具体明晰的掌握。
3教学方法
传统的教学方法以教师为主体,以传授知识为导向(Lecture-BasedLearning,LBL),在该法中学生处于被动地位,所以导致学生学习兴趣不高,参与性不强。当今国际上推崇的是以学生为主体,以问题为导向(Problem-BasedLearning,PBL)的教学方法[3,4]。PBL方法以注重学生能力培养的方式取代以教师知识传授为主的方式,强调学生在解决教师提出问题的过程中获取对事物的认识,以现实问题作为驱动力来培养学生自主获取和应用新知识的能力,从而帮助学生发展自主学习能力、创新能力和与人合作的能力[5,6]。在无机化学实验教学改革实践中,我们将PBL方法引入本课程的综合设计性实验教学中。比如,硫酸亚铁铵的制备实验,几乎涉及到全部的基本实验操作,学生如果能够自行设计并完成的话,既可以对本课程的主要实验技能和技巧进行复习和运用,又可以充分提升学生自主分析和解决问题的能力。为此,提前两周,教师将相关的实验问题布置给学生(比如,反应物溶液的液性是怎样的?反应温度是多少?采用怎样的固液分离方式?怎样检验产品质量等级?如何进行产品检验操作?),让学生自行设计解决方案并完成实验。为探寻“反应温度是多少?”、“怎样检验产品质量等级?”等问题,学生需要查阅大量文献,无形中培养了主动查阅文献、梳理文献和思考问题的能力。为探寻“采用怎样的固液分离方式?”、“如何进行产品检验操作?”等问题,学生需要对常压过滤、减压抽滤、比色管使用等基本操作进行复习,使学生积极主动地参与到学习活动中。为获得精确的实验结果,学生能够充分运用所学理论知识和实验技能,使知识得以综合运用、融会贯通。
4结语
从无机化学实验教学改革以来,无机教研室和化学实验中心全体同仁围绕着教材建设、教学手段及教学方法等方面,做出了大量工作和努力,并取得一定成效。今后,我们还将对该课程的教学改革在如下方面进行更深入的研究和实践:及时将最新科研成果引入实验教材中、不断探索符合教学规律的教学新思路、多渠道争取实验室建设经费以改善本科实验条件、加强教师自身素质的完善和提高,为国家培养出当今社会发展需要的、具有竞争实力和创新能力的高端药学人才。
参考文献
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[5]Hmelo-Silver,C.E.Educ.Psych.Rev.2004,16(3),235.
关键词:生物工程;基础化学实验;教学模式;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)26-0216-02
生物工程专业是我院的一个特色专业,该专业主要通过学习生物技术及其产业化的基本原理、工艺技术和工程设计等基础理论、基本技能,培养能在生物工程领域从事生产管理和新技术研究、新产品开发的工程应用型人才。基础化学实验包括无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验和物理化学实验,是生物工程专业学生进入大学后首先接触的重要专业基础实验课,是培养高素质工程应用型生物工程人才的必修课程。深厚的化学基础知识、过硬的基础化学实验技能,符合我院“重基础、宽口径、擅应用”的人才培养模式,也将有利于生物工程专业学生在学科领域的就业和发展[1]。
实验教学是培养学生实验能力和综合素质的重要教学手段,也是培养学生实践能力和创新能力的重要手段[2]。通过实验教学,能系统地训练学生的基本操作技能,规范其基本操作,培养基本实验素养,使其养成良好的实验态度和科研态度,提升学生的综合素养和工程实践能力[3]。化学是一门以实验为基础的自然科学,化学学科的发展离不开实验。因此,如何提高生物工程专业基础化学实验教学水平,更好地适应工程应用型本科院校人才培养需要,是基础化学实验教学研究与改革必须探索的重要课题。
一、直面现状,科学构建基础化学实验教学新体系
生物工程属于非化学类专业,基础化学实验是生物工程专业本科生的基础课程,是训练学生实验操作和技能的基础实验课程,是学生学习专业课的基础。但长期以来,受本科教学体系和教学模式的影响,非化学专业基础化学实验基本沿用了化学化工专业的课程模式,导致生物工程专业学生在基础化学实验教学中积极性不高,教学效果不理想。
1.注重基础操作培训与学生创新能力培养。工程应用型人才要求动手能力强,在工程实践中操作规范是最基本的要求。规范的实验操作是保障实验安全与成功的基础。只有熟练掌握基本操作,才能做到操作流畅、规范、标准,才能保证实验的成功。基础化学实验授课对象为大一、大二学生,课程教学对学生实验能力培养和个人实验习惯的养成影响深远。故在基础化学实验教学中,以基础操作为单元,以技术要素为纽带,从指导学生如何预习实验内容、撰写预习报告开始,认真抓好基本操作练习。通过实验内容预习,要求学生知道在这个实验中,我们要做什么、怎么做;通过实验现场指导,让学生明白怎么做才是正确的、规范的、可行的;通过撰写实验报告及批改,让学生知道为什么会得到这样的结果(结论),实验中有哪些需要完善的地方,如何总结提高,逐步帮助学生养成良好的实验习惯,培养他们的创新思维,达到工程应用型人才的培养目标。
2.整合教学资源,创新基础化学实验教学体系。传统的基础化学实验共有四门课程,分属不同实验室,由不同的教师承担教学任务。以生物工程专业基础化学实验教学改革为契机,在课程建设中,对这四门课程的教学资源进行整合,打破旧有基础化学实验教学体系附属于理论课程设置所形成的细而全的小系统,优化教学体系,共享实验教学资源,做到既突出基础化学实验课程特点,又体现生物工程专业特色,以达到增强学生的实验操作能力和工程实践能力之目的。
3.结合专业特点,优化基础化学实验教学内容。传统的生物工程专业基础化学实验教学,从内容安排上,忽视了学生学科内容的选择和科学素养的培育,实验教程不能与专业学习有机结合,压抑了学生学习的主动性和积极性,埋没了学生的创造力。为此,我们在设计适合生物工程专业基础化学实验内容时,首先选择与其专业相关联的实验内容,这样既能够提高学生的实验热情,又能有效地将所学知识运用到本专业上,达到学以致用的目的;其次,选择一些与生产生活相关联的实验课题,可以激发学生的学习兴趣,教学效果良好。如我们安排了钙片中钙含量测定;胶囊壳中铬含量测定;大米中铬、镉含量测定;牛奶中三聚氰胺含量测定;红枣中多糖提取与分离;黄连中黄连素的提取等实验项目;这些实验供学生在实验室开放时根据自己的兴趣和爱好选择。这些措施显著地提高了学生的实验热情,有利于学生综合素质的培养。
二、勇于创新,改革传统基础化学实验教学模式
基础化学实验教学是学生学习专业知识的基础,是提高学生综合素质的有效途径。在实验教学中,坚持以学生为主体,学生主动学习是学习过程中的主要活动。为此,我们在教学模式上进行了改革。
1.将多媒体辅助教学和网络教学平台引入到实验教学。传统的实验教学模式通常是教师在黑板上讲解并进行部分操作演示,受实验场地的限制,离教师较远的同学可能没有注意到一些具体操作细节,也不明白实验成败的关键,实验过程中对教师依赖度高,只知道按部就班,照方抓药,不能掌握实验成功的操作要领,操作技能也不能得到提高。为了改变这种状况,基础化学课程组充分利用现代教学手段,将多媒体辅助教学和网络教学平台引入到实验教学中。
多媒体教学是一种现代的教学手段,它利用文字、实物、图像、声音等多种媒体向学生传递信息,具有图文并茂、生动直观等优点,能使教师讲课更生动,学生更爱听。基础化学实验教学可以采用多媒体教学,它不仅教学信息量大,而且可以非常直观地演示实验操作过程,很多实验可以采用多媒体技术进行辅助教学,如基本操作单元、仪器的使用等。
随着现代科学技术的发展,利用流媒体技术,在实验室环境下将所开的基础实验过程进行拍摄并制成视频教材,放在网络教学平台上,学生可以不受时间、空间的限制,反复观看,自主地开展预习、学习和复习。这样不仅增强了课堂教学的可视性,而且增加了教师演示的可再现性,延长了学生的学习时间,从而提高了学生操作的规范性,使实验教学得到延伸。
2.减少验证型实验,增加与专业相关的综合型、设计型与研究型实验。根据生物工程专业的人才培养目标,把基础化学实验课的要求定位在对基本操作的熟练和常规仪器的使用上,并将这些基本操作和技能用于生物工程专业后续学习和实践中。因此,在安排实验内容时,我们按照化学实验教学规律,打破原有的课程界限,将基础化学实验教学遵循由单元操作到技能组合,由综合型实验到设计型、研究型实验四个层次,循序渐进,由简单到复杂,选择实验课题,布置实验任务。
在综合型、设计型与研究型实验中,让学生学会自己查找文献资料,自行设计实验方案,独立开展实验,教师及时跟踪指导,以培养学生利用所学知识和实验技能开展实验及科研的能力。
3.实施开放型实验教学。开放型实验教学是对传统的封闭式教学的改革,是一种先进的现代化的教学方式,它有利于提高学生的学习热情,有利于调动学生的学习积极性,有利于培养学生的综合实践能力和创新能力,是一种体现能力培养、素质教育的实验教学新方式。在这种教学模式中,在现有实验条件下,学生以小组为单位,根据自己的理解、爱好,综合运用所学知识,自主选题,并鼓励学生提出可行的实验课题,设计实验方案进行实验。这种实验,具有新颖性、创新性和趣味性,学生主动性高,在整个实验过程中,学生处于主动地位,教师对学生只需进行科学引导与指导。
4.改革课程考核评价方法,注重学生实验素养。良好的实验技能和实验习惯,优良的实验素养,是高素质人才必备的条件。在基础化学实验教学考核的过程中,仅凭实验报告成绩和期末考试成绩,难以准确地衡量学生的实验能力和实验素养。为了科学地评估学生的实验技能,需要优化传统的实验课程考核体系,建立全面的基础化学实验综合考核办法。将学生的课程考核成绩分为实验过程成绩、实验报告成绩、实验理论考试成绩,单项考核不合格,则总成绩不合格。这种考核方式促使学生认真地对待每个实验环节,有效地提高了学生的综合素养。实验过程成绩是教师在指导学生实验过程中,根据学生实际操作情况、实验习惯和个人素养给出的评价;实验报告成绩主要是根据学生的实验预习报告和实验报告书写、数据处理及分析能力等情况来评判;在实验理论考试中,除了常见考题外,还结合基础化学实验和专业特点,增加了实验方案设计等考核内容,突出了综合实验能力和创新能力的考核,以促进学生实验能力的全面发展。
三、结语
为了适应地方工科院校工程应用型人才培养的要求,基础化学实验教学改革一直在讨论和进行中。我们根据我院生物工程专业人才培养目标,对目前基础化学实验教学内容、教学方法和教学手段及考核方式等方面进行了改革,以全面培养学生的工程应用能力,适应经济社会发展对人才的要求。在全面提倡素质教育和培养创新型人才的今天,对传统的基础化学实验教学方法提出了新的挑战,对从事基础化学实验教学的教师提出了更高的要求。与时俱进,适应时代的要求和社会发展的步伐,因地制宜,因材施教,是每一位教师努力的方向。
参考文献:
[1]张廷红,霍翼川,何平.非化学化工专业基础化学实验体系的建立[J].广东化工,2011,38(12):153,95.
关键词: 高职院校 有机化学 实验教学
高等职业教育作为高等教育中的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命。大力提高人才培养的质量,增强人才对于就业岗位的适应性已成为高等职业教育自身发展的迫切需要。
有机化学是高职教育的一门重要的基础课,在农林牧类高职教育中起着十分重要的作用。有机化学的教学形式由理论教学和实验教学组成。理论教学主要是传授有机化学基本理论和知识。有机化学实验是有机化学教学的一个重要组成部分,实验一方面能使学生巩固、验证所学的基本知识,另一方面能使学生掌握邮寄化学实验的基本操作方法和既能,培养学生严谨的科学态度和独立分析问题、解决问题的能力,从而为后续课程和将来的工作打下坚实的基础。有机化学实验是我院化学制药、生物制药、药品检测、宠物药学等专业学生必修的专业基础课程。随着教学改革的深入发展,如何提高这门课程的教学质量,显得尤为重要。
1.重视安全教育
为了保证有机化学实验正常进行,并保证实验室的安全,在第一次有机化学实验课程时教师不可忽视对学生进行有机化学实验室规则和安全知识教育。由于有机化学实验所用的药品多数是有毒、可燃、有腐蚀性或有爆炸性的,所用的大部分是玻璃制品,因此在有机化学实验中过程,若粗心大意,就容易发生事故,如割伤、烧伤,乃至火灾、中毒或爆炸等,教师必须让学生认识到化学实验室是潜在危险的场所。只要重视安全问题,提高警惕,严格遵守实验操作规程,加强安全措施,事故是可以避免的。有了这种警惕意识,学生在进行有机化学实验时就会集中精神、认真操作。同时教师应教学生一些事故的处理方法,在发生意外时能够及时、冷静地处理。如果遇到紧急状况不懂得处理,惊慌失措,必将影响学生以后的实验,不利于实验课程的正常进行。
2.培养科学态度
每次进行有机化学实验教师都要注意培养学生端正的实验态度、规范的实验操作、精确的数据处理能力和良好的协作精神。学生要重视对实验现象细心观察、对实验数据认真记录,对试验结果科学分析,打好学习和工作的基础。教师应向学生详细讲解实验操作及试验后总的注意事项,并作必要的示范。学生进行操作过程中,应仔细观察操作过程,并对不当之处及时纠正。例如,“熔点测定技术”实验,由于苯甲酸的熔程很短(0.5―1.0℃),如果没搞清楚正确的初熔现象,学生记录的初熔温度易提前。当毛细管内的样品出现“发毛”、“收缩”、“软化”、“出汗”等现象,在未出现局部液化的明显的液滴和持续熔融过程时,均不作初熔判断。样品的初熔过程很快,有的学生观察不够敏锐或粗心大意,等到发觉样品融化时,实质上样品已经完全变为液体,达到了终熔温度。特别是个别样品在熔融成液体后会有小气泡停留在液体中,此时容易与未熔融的固体相混淆,应仔细辨别。通过测定熔点,学生不仅可以鉴别不同的有机物,而且可以判断有机物的纯度。实验时不细心观察,有时会导致截然相反的实验结果。
3.注重基本技能操作
在有机化学实验课程的进行过程中,教师应在结合高职教育的特点的基础上,注重学生能力的培养,将必需的基础知识和应用技能进行有机结合,力求淡化理论,以实用、够用为度,强化基本技能训练,着重培养学生基本操作,使学生初步掌握蒸馏、分馏、萃取、重结晶等基本操作。教师应通过安排某些物理参数的测定(熔点、沸点、旋光度等)、有机化合物的制备、定性分析等实验,使学生学会系统运用化学实验方法,掌握实验室中一些常用仪器的操作和使用方法。如“乙酸乙酯的合成技术”实验,分为乙酸乙酯的制备和乙酸乙酯的精制两部分内容。乙酸乙酯的制备这部分实验,可使学生掌握有机物的制备方法(液―液),并掌握滴液漏斗、冷凝管等一些仪器的使用方法。而另一部分实验――乙酸乙酯的精制,则可使学生进一步强化蒸馏、分离和提纯,以及熔点测定等基本操作技术,熟练掌握分液漏斗等仪器的使用方法。
4.合理进行设计性实验
设计性实验可给学生提供更加自由的学习空间和实践,既能考查学生的理论知识和实验技能,又能提高学生独立设计实验和独立完成实验的能力,同时还能提高学生的科研能力,以及分析问题和解决问题的能力。如,在有机化学理论教学讲授完烃的衍生物后,教师可以安排一次设计实验――烃及其衍生物的鉴别实验,提供乙醇、乙醛、丙酮、苯、乙酸、甲酸、苯酚等溶液,给出实验目的、要求,让学生自己写出实验原理,并应用所学的实验技能,设计实验方案,将以上溶液一一鉴别出来。在方案设计时,学生可列出可能的几种途径,从中选择最佳的实验条件和实验方法。设计的实验方案经教师批准后,可进行具体的实验。如此可引导学生多思考,既动手又动脑。
5.适当增加应用性实验
教师在重视基础实验的同时,适当地增加一些应用性实验,既能激发学生对做有机化学实验的兴趣,又可提高学生的动手能力,培养学生的科研能力,为学生今后从事产品开发和研究打下基础。在有机化学实验课程中,我们增加了“茶叶中咖啡因的提取技术”实验。学生在进行该实验时,表现出浓厚的兴趣,做实验时认真积极。学生不仅掌握了一种新的提取技术和索氏提取器的使用方法,而且巩固了蒸馏、提纯等基本操作技术。
6.尽量开设“绿色”实验
有机化学实验的试剂大多为易挥发、有毒甚至剧毒物质,学生做实验时有心理压力,同时实验产物对环境会造成有害的影响。因此,教师应尽可能开设“绿色”合成实验,解除学生的后顾之忧,使学生能够放心大胆地去做。如,在有机物的合成实验中,我们进行的是“乙酸乙酯的合成技术”实验。该实验中使用的试剂主要是C2H5OH、CH3COOH、NaCO3、NaCl、CaCl3、NaSO4,不仅对实验人员和环境的负面影响都比较小,而且成本较低。
7.加强实验考核
为了切实增强学生的操作技能,教师必须加强实验教学的考核。实验操作、实验现象的观察、数据记录、实验结果等都应作为考核的内容。每次实验结束后都应及时对所做实验的相关内容进行考核。实践证明,学生在接受实验考核后,在思想上会更加重视实验课,实验更认真,课前预习和课后的复习也更到位。
参考文献:
[1]张龙.有机化学[M].北京:中国农业大学出版社,2007.
论文摘要:通过改革基础有机化学实验课教学内容,本科生有机化学实验技能的强化训练,开设综合性实验—有机化学大实验的实施与实践,对高等林业院校有机化学实验教学改革进行了初步探索。
教学改革的中心问题之一就是进一步加强学生素质和能力的培养。如何通过高等林业院校的化学教学,特别是实验教学提高学生的化学素质、知识和能力,将“素质和能力”培养落到实处,是一个值得探讨和研究的课题,也是我们进行有机化学实验教学改革的目的。有机化学实验教学的改革,包括实验教学体系和实验教学内容的改革。“七五”、“‘八五”期间,我们主要致力于实验教学内容的改革,将立足点放在结合林业院校的特点,优化实验内容,淘汰某些验证性实验,增加操作实验和应用性较强的实验,开放实验室,强化学生实验技能,在此基础上适当开设综合性实验,从而为实验教学体系的改革奠定了基础。
1、改革基础有机化学实验课教学内容
1.1实验指导书内容和实验方法的改革
(1)基本操作高等林业院校林学类专业基础有机化学实验课的教学内容包括基本操作、有机化合物的制备、有机化合物的性质、色谱技术和天然有机物的提取。基本操作部分对于提高学生实验技能和培养学生动手能力至关重要。编人我院有机化学实验指导书的绝大部分基本操作既有独立的实验,又结合在有机化合物制备和天然有机物提取分离这两部分内容之中,且涉及每项基本操作在生物学科特别是在林业上的应用,强化了学生把基本理论学习、基本技能训练与林业科技工作紧密结合的意识,提高了学生学习的积极性。例如。水蒸气蒸馏属重要的基本操作之一,广泛用于植物中易挥发成分(香精油等)的提取,与植物资源的利用和开发关系密切,而一般的有机化学实验指导书都是通过含杂质苯胺的提纯,使学生掌握这一基本操作。实验人员在查阅大量资料的基础上,选用含杂质的正丁醇作为苯胺的替代物,既解决了安全问题,又适于初学者掌握操作步骤。除此以外,实验指导书中还安排了供选做的水蒸气蒸馏的应用性实验:松脂含油量的测定。通过前一个实验内容,对于真正掌握水蒸气蒸馏这一基本操作的学生,完全能够借助实验指导书独立完成松脂含油量的测定。
(2)色谱技术色谱技术对于从植物资源中提取、分离和鉴定天然有机物,是必不可少的实验手段。其中薄层色谱既可直接用于天然有机物的定性定量分析,又可用于柱色谱选择洗脱剂和收集流分。而许多天然有机物对紫外光有吸收,所以在薄层色谱中常利用一定波长紫外光照射替代显色剂进行显色.。鉴于一般实验指导书上无此内容,任课教师选用蔡、a-茶酚作为试样,摸索出用硅胶板分离这两种化合物的展开剂,用紫外光(=254nm)显色,检验分离效果。经过几年实践,表明该实验方法既简便又省时,效果十分明显。
(3)天然有机化合物的提取天然有机化合物的提取属应用性较强的实验内容。在掌握基本操作的基础上,对学生进行这方面的技能训练,所选实验项目应难度适中,而且要能够在3学时内完成。我院有机化学实验指导书中天然有机化合物的提取部分共编人了7个实验,其中两个实验分别选自我院和兄弟院校教师科研项目的部分实验内容,但由于条件和实验学时所限,无法面对本科生开设二“七五”期间开设‘、油脂的提取”和、“茶叶中提取咖啡因”,这两个实验内容综合性不强,仪器、试剂的投人和消耗量过大,因此在“八五”期间逐渐被另一个实验“黄杨叶中色素的提取”所替代。该实验内容属有机化学大实验“黄杨叶中胡萝卜素的提取、分离和鉴定”内容的一部分,其中包括复习分液漏斗的使用、薄层色谱用薄板的制作及薄层色谱。柱色谱等实验技能以及初步掌握溶剂提取植物材料中天然有机化合物的方法。该实验内容综合性较强,试剂、玻璃仪器的消耗量低,而且能够在3学时内完成。
1.2优化实验内容
为了在有限的学时内完成教学大纲要求的实验项目,我们除淘汰一定数目的验证实验外,尽可能优化实验内容。首先安排固体有机物的重结晶。第二次实验则包括熔点、沸点的测定两个实验内容,一方面便于用学生以已知标准物为对照,检验重结晶实验所得样品的纯度;另一方面通过常量法测沸点,又掌握了普通蒸馏这一最基本的操作技能。第三次实验则安排水蒸气蒸馏和折光率的测定,除用无水乙醇、蒸馏水为样品学习阿贝折光仪的使用外,还测定水蒸气蒸馏分离提纯后的正丁醇折光率,并用分析纯正丁醇作为对照,既掌握了折光仪的使用方法,也检验了水蒸气蒸馏分离提纯的效果。而分液漏斗的使用和液态有机物的干澡,则是通过水蒸气蒸馏、乙酸乙醋的制备,以及黄杨叶中色素的提取和分离等三次实验,使学生得以掌握和巩固。另外,我们把柱色谱、薄层色谱和纸色谱三个实验内容集中在一次实验内完成,利用柱色谱洗脱样品的间隙,完成另两个实验内容。随后安排的色素提取和分离实验,又为学生掌握色谱技术创造了条件。
2、本科生有机化学实验技能的强化训练
在指导学生毕业论文的过程中,我们发现仅依靠有限的基础有机化学实验学时,难以使学生的基本功更加扎实,对基本操作也不可能运用自如。因此,在院教务处的协调下,我们利用课余时间,对本科生的有机化学实验技能进行强化训练。把立足点放在操作要点的指导和掌握方面。例如,对蒸馏和合成实验,反复对学生进行实验装置的装卸和操作要点的训练。在此基础上、指定实验内容,对学生进行考核。让他们根据实验指导书独立列出所需仪器的名称和件数,自选仪器,完成装置的装卸,再由教师指出操作过程的不足,并针对实验内容提出问题让学生回答,最后根据各个环节给出成绩。又如,对糖和蛋白质的性质实验,我们则模拟理论考试中的化合物性质鉴定,让学生拟定方案,自己动手鉴定未知物,并写出鉴定过程和结果。
以上是强化训练的第一个环节,接下来是由教务处统一安排时间,各系部挑选出5名学生(优秀生1名,中等生2名,一般生2名),进行有机化学实验技能的抽测。由主讲教师担任主考,有关各系部主任担任监考,教务处处长担任巡考,学生持学生证进人实验室,以抽签的方式选定实验内容,在3学时内完成实验和实验报告,主考教师按实验考核办法当场评分。6个专业7个班级的36名学生参加考核,平均成绩87.7分、90分以上14人,8D一89分17人,7079分5人。其结果表明,强化实验技能训练获得了预期的效果。
第三个环节是开放实验室,利用晚自习和双休日,让学生针对自己的操作薄弱环节,有目的的进行进一步强化训练。
经过以上三个环节的强化训练,使每个学生的基本技能达到合格标准,并对综合能力的提高起到了循序渐进的作用。
3、开设综合性实验—有机化学大实验
为了进一步提高本科生的动手能力和综合实验技能、在我院林学系和教务处的支持下,以林学本科为试点,调整教学计划,并拨出专款,安排一周有机化学大实验的教学实习,从1988一1995年,我们连续8年承担了林学本科生的该项教学任务(表1)。并于1996年开始又推广到经济林专业。