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摘要:生物化学实验课程是医学院校生物化学教学内容的重要组成部分,对学生理解和掌握医学现象和规律、培养学生的动手能力和科研素质等方面起到极其重要的作用。本文从我校生物化学实验课程开设的实际情况出发,针对目前生物化学实验课程教学中存在的问题,从课程内容、教学过程、教学方法和考核方式等方面进行了系统分析,总结了探究式教学方法进行生物化学实验课程进行教学的优点,从而为提高实验课程的教学质量和培养学生的创新能力提供了理论依据。
关键词:生物化学实验课程;探究式教学;创新能力培养
实验课程教学是高等院校教学活动的重要组成部分,也是提高学生创新精神和实践能力的重要环节和途径之一[1]。生物化学是一门以实验为基础的科学,其教学目的不仅仅是帮助学生更加深入的理解和掌握生物化学的基本概念和基本理论,更重要的是培养学生的创新精神和科研能力,促进他们在理论知识、实践能力、综合素质等方面协调发展[2]。现代医学对人才的要求不断提高,使得生物化学实验课程教学在培养学生的创新精神和实践能力,提高课堂教学质量方面作用日益重突出[3]。目前,国内外的众多学者在生物化学实验教学中开展了形式多样的研究和改革,在一定程度上提高了教学效果,提高了学生的创新能力,取得了较好的效果。我校是一所以中医药教育为主的医学高等学校,在生物化学实验教学方面不仅与国内外著名高校存在一定差距,也与当前高素质医学人才的培养目标也存在一定差距,不能适应当前医学教育的要求。本文针对目前我校生物化学实验教学中存在的问题,然后从教学内容、教学方法、教学过程、考核评价方式等方面对生物化学实验教学进行了系统分析,总结了探究式教学方法进行生物化学实验课程进行教学的优点,从而为提高实验课程的教学质量和培养学生的创新能力提供了理论依据。
一、目前生物化学实验教学中存在的问题
作者通过对所执教的学生进行了问卷调查,就学生对实验课程教学中存在的问题进行了调查。调查结果发现,92.3%的学生对生物化学实验具有的兴趣,认为该课程可以提高自己创新能力和实践能力,提升自己的科研素质,对今后的发展非常有益。85.6%的学生愿意参与自主设计性实验,并与团队其他同学一起进行合作,开展探究式实验;80.1%的学生愿意在课余时间参与生物化学实验。作者根据以上问卷调查结果,结合近年来从事中医学专业生物化学实验教学的经验,认为我校生物化学实验课程教学中主要存在以下问题。
(一)课程内容与当前医学的发展不适应
我校生物化学实验课程的教学内容一直沿用2006年教学大纲,课程内容陈旧,实验技术落后,特别是在学生研究能力培养方面已经不能满足现代医学技术高速发展对人才培养的需要。因此,制定适合我校实际情况和现代医学教育发展趋势的生物化学实验教学内容显得尤为重要。
(二)教学方法比较单一,无法激发学生对于实验课程的兴趣
以往的生物化学实验教学中,教学模式一直采用教师讲授实验原理和操作步骤及注意事项,学生进行模仿操作验证性教学模式,必须按照教材规定的步骤完成,不能进行丝毫的改进和创新。这种教学模式抑制了学生学习的主动性和探究能力的培养,效果较差。
(三)实验课程的考核评价方式不科学
以往的生物化学实验课程考核评价方式基本上是由教师根据学生的实验报告确定的。一般没有详细的评分细则,教师只是根据主观判断,给出一个比较笼统的分数。只要学生写好实验报告,不管具体实验过程如何,就可获得较高的成绩,存在不合理性。
二、中医药学生物化学实验教学改革探索
(一)改革实验课程内容,激发学生学习动力
课程内容的质量决定着学生对课程的兴趣和能动性。中医药学生物化学实验课程的内容较多,为了提高实验课程的教学质量,需要做到以下几点:
1.选择具有代表性的实验
中医药学专业探究式生物化学实验教学的目的是使学生通过课程学习,在掌握基本的生物化学实验技术的基础上,对一些中医药学的现象从生物化学的角度进行解释、学会重要的一些重要化合物的结构、性质及反应,同时要适应现代医学的要求,掌握最新的生化分析技术。因此,实验内容必须在教学目标的基础上确定,主要是基本操作训练和验证基本原理的实验。改革后教学内容主要涉及蛋白质的结构和性质、核酸的提取和性质、脂类的结构和性质、分子生物学技术四个方面的实验,共约10个实验。通过这些实验可以较好地培养学生的基本操作能力,使学生巩固理论教学中的知识,实验技能得到较全面的训练。
2.增加探究性实验研究内容
探究性实验教学是培养学生创新精神和实践能力,提升学生科研素质的有效环节。例如,将核酸的提取和检测由验证性实验改为设计性实验,要求学生设计与教材不同的实验方案。在教学过程中,大多数同学都根据新的实验方案完成了提取和检测,少数同学的实验结果不理想,但通过对实验失败的原因进行深入的分析和讨论,也提高了学习的兴趣,加深了学生对理论知识的掌握,培养了实验技能,提高了他们独立设计实验的能力及分析问题和解决问题的能力。
(二)改进实验课程教学方法,培养学生创新精神和科研能力
生物化学实验教学不应局限于使学生验证基本理论,更重要的是开发和培养学生的创新意识,创造性地运用所学的知识探究未知生命现象。传统的实验教学方式无法实现上述任务。因此,对当前的教学方法进行适当的改革势在必行。
1.改变教学观念,转换实验课程教学过程中老师和学生的主客角色
在传统教学中,教师是教学舞台上表演的“演员”,老师先通过讲解和演示,再由学生按部就班完成实验,学生在实验开始前对实验的基本步骤和结果已经有了了解;学生是观看演出的观众,被动地接收知识。这种模式不但抑制了学生的兴趣,也扼杀了他们创新思维的能力。要改变这种教学观念,就要求教师在实验课程教学过程中由“演员”转变为“导演”,使学生由“观众”变成“演员”。在改革后的实验课程教学过程中,学生要根据实验目的,了解提前预习实验内容,然后进行实验步骤设计,使学生由知识的被动接受者变成主动发现者,成为学习过程的主角。当然,如果学生对实验内容理解的不完全正确或实验步骤有明显不合理时,教师应及时给予纠正和指导,扮演好“导演”的角色,共同完成教学任务,达到教学目的。
2.推行探究性实验教学方式,激发学生学习兴趣
探究式实验主要是在学生已经掌握生物化学基本操作技术的基础上,根据学生的兴趣爱好,让学生自主设计一些简单的实验,以研究小组的形式,进行探究式实验,锻炼学生的主观能动性和基本思维能力及团队合作精神。探究性实验教学的主要特点是始于问题,推进于问题,归结于问题,带着问题去学习。主要措施是学生根据实验目的提出问题和假设;然后查阅文献资料,设计解决问题的实验方案,以验证提出的问题和假设;再通过实验验证假设等,最后将问题解决。在这一过程中,学生的创新能力将得到很大发展。
3.抓好实验教学环节,着眼创新能力培养
在探索性生物化学实验教学中,每一个环节都体现出了创新精神。在实验教学铅,学生要认真预习实验内容,提出问题;同时,允许学生合理的修改实验方案、改进实验内容。教师除要掌握有关原理等理论、实验过程中可能出现问题和难点、疑点外,还要指导学生巧妙地设计实验过程,积极引导学生发现创新点。在讨论实验结果时,学生要分析清楚实验成败的原因,总结实验过程中的经验和教训,从而便进一步地改进实验,提升分析问题、解决问题的能力。
(三)完善实验考核方法,综合公平的评定学生成绩
实验成绩的评价体系直接影响学生对实验课学习的态度和积极性。规范的实验成绩评价体系可以充分调动学生的学习积极性。本教学改革主要是在学生已经掌握生物化学实验的基本操作技术的基础上,根据学生的兴趣爱好,让学生自主设计一些简单的实验,以研究小组的形式,进行探究式实验,锻炼学生的主观能动性和基本思维能力及团队合作精神。教学内容的更新与重组将经典与现代有机融合、既保证了实验课程的基础性,又体现了实验课程的时代性,课程内容新颖,较好地处理了课程内容基础性。那么,如何才能公平、合理的评定学生的成绩呢?
(四)讨论
我们从生物化学实验课程的教学内容、教学方式和考核方法等方面进行了全面改革。经过两年的研究与实践,取得了良好的效果。首先,通过教学改革,增强了师生互动性,激发了学生学习的积极性和主观能动性,增强了学生的团队合作能力和集体荣誉感。其次,探究式实验的开展增强学生了对生物化学实验的兴趣,形成相对持久的探究兴趣和创造兴趣,为以后学生从事科研工作奠定了良好的基础。最后,探究式实验教学培养了学生查阅文献能力、实验设计能力和分析解决问题的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。最后,提高了学生对实验的兴趣。实验课程教学改革是一项长期的系统工程,只有在以后的教学实践过程中不断探索、优化和总结,才能全面提高学生的综合素质,符合社会发展和国际教育发展的潮流,培养出高素质的医学人才。
参考文献:
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作者:晁旭 魏敏惠 党琳 安泰 邓勖 单位:陕西中医药大学基础医学院
第二篇:制药工程专业有机化学实验教学改革分析
摘要:基于医学院校有机化学实验教学现状及存在的问题,亟需对制药工程专业的有机化学实验教学进行改革,来建立一种新的有机化学实验教学体系,来满足制药工程专业人才培养需求。现就有机化学实验教学改革进行初步探讨,以期提高现有有机化学实验教学质量。
关键词:有机化学实验;制药工程专业;教学改革
随着世界药物研发行业的高速发展,药物研发单位不仅对制药工程以及相关专业毕业生需求量在逐年增加,同时对毕业生的实验动手能力、应变能力、创新能力也有所提高。经济快速发展的21世纪对人才的要求更高,所以近几年来很多高校为培养出适应社会需求的复合型人才,在实验教学上投入了大量人力和物力,也对实验教学体系进行了一定改革,从而提高了实验课的教学质量。制药工程专业是一个药学和工程学相结合的工科类专业,以培养从事药品研发、工艺研究以及制药设备与工程设计的人才为目标。实践动手能力和创新思维能力对制药工程专业学生来说尤其重要,实验教学是制药工程专业教学的重要组成部分[1]。有机化学实验课程是制药工程专业开设的专业基础实验课,而医学院校临床专业有机实验课程仅包含基本操作实验和简单有机合成。制药工程专业之所以将有机化学实验课作为专业基础实验课,是因为后面的药物合成、制药工艺学、制药设备与工程设计课程都以它为基础。因此临床专业有机化学实验课程已满足不了制药工程专业学生培养的要求,以往的教学方法与教学内容亟需改革,从而达到制药工程专业学生的培养目标。
1医学院校有机化学实验教学存在问题
1.1学生不够重视实验课程,缺乏主动性
作为医学院校,主要以临床医学、护理学、影像学、临床药学等专业为主,以上专业将有机化学作为一门认识性课程,与他们的专业课联系不是太紧密。所以大多数学生认为有机化学实验课程不重要,实验课前学生基本不预习,也不查阅书本和网络资料,完全依靠老师的上课讲解,被动地接受,从不主动地动脑去问为什么。比如说“乙酰水杨酸的制备”,这是一个经典的有机化学实验内容之一,实验讲义中给出一种乙酰水杨酸的制备方法,课前临床学生多数不会去查阅乙酰水杨酸的合成方法,他们不知道除了讲义中加入醋酐的方法外,乙酰水杨酸的合成方法还有很多,例如可以用乙酰氯替代乙酸酐,再加入相应的碱来中和生成的盐酸[2]。
1.2实验教学内容缺乏创新性,呈“流水式”实验过程
作为传统的医学院校,有机化学实验教学内容缺乏创新,“从茶叶中提取咖啡因”、“有机化合物性质测定”等实验都是比较早的有机化学实验教学内容。现在,临床专业学生依然将其作为实验课教学内容。有机化学实验课教学基本上是由教师在讲台上给学生介绍实验原理、实验操作步骤、仪器使用方法以及注意事项,然后学生按照教师所讲的实验步骤动手操作一遍,最后记录实验现象并上交实验报告由教师进行评分。多数学生在这种“流水式”实验教学过程中仅仅充当着一个普通的操作工,在实验过程中并没有对观察到的实验现象进行思考,也没有与理论知识相联系,只是把实验课当做任务,完成后上交实验报告,实验课便宣告结束。
1.3有机化学实验条件一般
我校是一所将近六十年办学历史的高等医学普通本科院校,“以医为主、以本为主、以人为本、以质为本”的办学理念奠定了学校的主要发展专业。有机化学作为临床专业学生的认识性课程,有机化学实验又是有机化学的附属课程,导致学校对有机化学实验教学重视不够。此外,之前由于学校经费有限,有机化学实验教学过程中使用到的大多数仪器其实已亟需更新换代,但迫于经费紧张,多数需更换的仪器还在使用中,使得有机化学实验教学条件得不到提高,从而也影响了实验教学质量。
2制药工程专业有机化学实验教学改革
制药工程专业是一门集化学、药学、工程学于一体的综合性专业。有机化学课程是制药工程专业的专业基础课,而有机化学实验课又是其专业基础实验课,以往临床专业的有机化学实验课已满足不了制药工程专业的人才培养需求。现就以下几方面进行有机化学实验教学改革。
2.1充分调动学生的积极性,变被动接受为主动学习
教学,应该理解为是由教师与学生共同来完成的一项工作,教师的课堂教学方式直接影响着学生的学习积极性与效果。课堂教学是一项复杂而又巨大的工程,而这个工程由很多小的结构组成,要想完成这项工程,首先要完成好每一个小的结构。课堂教学同样包含很多小的“结构”,如教师的讲解、学生的理解、教师的提问、学生的回答、学生的提问、集体讨论等等。而现在的有机化学实验教学多数只包含教师的讲解与学生的理解,其他结构都已经被忽略。有机化学实验课程是制药工程专业后续多数课程的基石。所以,在制药工程专业的有机化学实验教学当中,教师要充分发挥主观能动性,在课前布置一定的任务,让学生课下查阅资料,然后课上让学生回答,学生若有不清楚的也可以提问,也可以进行集体讨论。采用上述教学方法相信可以充分调动学生的积极性,从而也提高实验教学的教学质量[3]。同时实验教学可采用多种教学方式,多媒体教学并不仅仅局限在理论课教学,实验教学依然非常重要。教师单一式的说教显得较为枯燥,利用PPT动画展示或者视频讲解,可提起学生的兴趣,同时也可以集中学生的注意力。上述多种手段相结合的教学方式也可以调动学生的积极性,最终达到事半功倍的教学效果[4]。
2.2开设综合性实验,培养学生的创新性
基础实验技能是制药工程专业有机化学实验教学的第一步,最终目的是让学生熟练运用有机化学理论知识来合成药物分子。当学生掌握基础实验技能后,开设综合设计性实验。作为制药工程专业学生,有机化学实验课程是他们的专业基础实验课,学好这门课才能更好的学习药物合成、制药工艺学、药物化学等实验课课程。有机化学实验课教师可增设一个药物合成实验,给出药物的结构,让学生分组后各自查阅资料,然后设计制定实验方案,最后教师审核通过后方可开展实验。在上述的实验方案制定中,小组中的每位成员都进行了资料查阅,数次讨论后定下实验方案,最后再到实验室动手做实验。上述教学方法充分培养了学生主动思考意识和一定的创新能力[5]。
2.3及时更换废旧仪器,改善有机化学实验环境
我校在制药工程专业开办之前,有机化学实验室中年代久远的仪器比比皆是,如锈迹斑斑的托盘天平、水浴酒精灯加热装置等。近几年借助于《安徽省支持本科高校发展能力提升计划》与《安徽省高等教育振兴计划》资金的支持,制药工程专业学生的有机化学实验环境得到改善。实验室配备新的托盘天平和集热式加热磁力搅拌器,同时也购置了大量的新仪器,如傅里叶变换红外光谱仪NICOLETiS50FT-IR(FourierTransformInfraredSpectrometer)、同步热分析仪(STA449-F5)、Ls-55荧光光谱仪(FluorescenceSpectrometer),上述仪器的购置,也为学生合成目标分子后的结构表征与性质测定提供平台。以往的有机化学实验室经常出现脏乱差等问题,为了进一步改善有机化学实验室环境,教学要求应进行强化。首先,带课老师在学生的第一节实验课开始前,介绍实验室的有关规章制度,务必要求大家坚决按照实验室规章制度执行,让学生从一开始就养成良好的实验习惯。比如每次实验课产生的垃圾禁止乱扔,全部放入垃圾桶;实验过程中产生的废液倒入指定的废液回收缸;每次实验课结束要求学生打扫卫生。这样实验室环境不仅得到改善,同时也培养了学生的环保意识。
3结语
有机化学实验课程是制药工程专业学生的专业基础实验课,是药物合成、制药工艺学、药物化学等实验课程的基石。以往单一说教式、“流水式”实验过程、较落后的实验条件亟需进行一场“革命”。采用讲解式、提问式、讨论式等多种结合方式来替代单一说教式的教学方法来调动学生的积极性,使得制药工程专业学生不再是单向的灌输式学习,而是变为主动地查阅与实验课相关的资料,进而培养了学生独立思考和解决实验过程中遇到问题的能力。开展综合性实验来取代“流水式”实验,来提升制药工程专业学生的创新能力。更换废旧仪器来提升有机化学实验环境,让学生体验科学研究的严谨性。最终来提高制药工程专业学生的有机化学实验教学质量[6]。
参考文献
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[6]李浩.民族院校制药工程专业有机化学实验课改革探索[J].广东化工,2014,41(8):161.
作者:袁明 殷朝林 陶兆林 张恩立 王杰 单位:蚌埠医学院
第三篇:有机化学实验教学模式改革思考
摘要:有机化学实验是理工科的一门重要专业基础课,针对传统有机化学实验存在的问题合理调整教学内容,更新教学评分方法,有效地提高了学生参与实验的积极性;利用对比教学法加深了学生对基础实验相似方法的区别掌握;在有机实验中引入绿色化学的概念,利用微课形式丰富实验内容,扩大了学生的知识面。
关键词:有机化学实验;比较法;微课
有机化学是一门实验学科,有机化学实验是理论教学的验证与补充,通过有机化学实验可以促进学生对理论知识的理解,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,推动学生养成严谨、认真、求实、创新的科学研究精神。但是长期以来我们的有机化学实验课的内容相对陈旧和枯燥,形式比较单一模式化,甚至一些有毒有害的实验让学生望而却步,不愿接触。那么如何探索一种既能激发学生兴趣和热情又能有效提高学生实验操作技能的方式就成为新时期有机化学实验教学面临的任务和目标。
1发挥学生实验的自主积极性[1,2]
学生是实验过程中的主体,如何在基础实验教学过程中激发学生的实验兴趣,培养学生的综合素质是教师必须思考的问题。我们从实验前的准备到实验过程,再到实验报告的记录整理做以调整调动学生开展实验的积极性。对于实验考核不能仅仅依靠实验结束后的实验报告为单一考核依据,考核方法可采用平时考核与期末考核相结合的形式。我们采取平时实验课占考核成绩的60%,期末实验考核占总成绩的40%的方式综合评价学生的实验成果。平时实验考核的目的是促使学生重视每一次实验课,增强学生参与实验的动力。平时成绩以实验预习、实验过程、实验报告等几方面进行综合评分。实验预习并不是让学生简单的将实验目的、原理和步骤抄写一遍,更要求学生检索实验中涉及的化合物和所用试剂等的物理参数,了解实验中各步骤的必要性和可行性。每次实验开始前减少教师的讲解时间,改为抽选学生上台讲述本次实验的目的、原理、装置、过程及注意事项,鼓励学生对实验方法进行改进,教师只做必要的补充、更正和问题解答。该方法相较于传统的仅依靠老师检查预习报告和单纯讲述实验内容的方式,更能提高学生对实验的重视程度和学生的参与度。实验过程考核涉及到实验操作的规范性、进度安排合理与否、团队协作能力、创新能力、实验数据规范记录等各个方面,多角度的实验考核方式具有一定的合理性和科学性,在实验操作过程中学生更加注重独立思考、团队配合和自身技能的提高,更能积极主动参与实验操作,动手能力和创新意识也得到了提高。在实验过程中挑选操作最优和比较具有创造性的小组进行加分,并且鼓励大家参观学习,该方法一方面能增加优秀学生的自豪感和实验积极性,另一方面对其他学生起到激励作用,以增强学生的竞争意识和实验热情,经过几年的总结发现该方法在提高学生实验积极性方面效果良好。实验报告中的实验过程及现象一栏要求学生按照时间顺序来记录,避免了学生大段照抄实验书,使得学生真正将书上的知识和自己的实际操作结合在一起,更好的理解和掌握每一个基础实验。对于实验过程中的异常及实验结果进行分析,强化学生对于基础实验过程和细节的关注程度。这样从实验前、实验过程以及实验结果三个方面对基础实验做以改进,一定程度的激发了学生的参与热情,提高了学生的实验动手能力。
2采用比较教学法加深学生对基础实验的掌握
[3-4]比较法是把多种客观事物加以对比,以达到认识事物本质和规律并作出正确评价的方法,是逻辑思维的一种重要方法。比较教学法在这里是指通过纵横正反对比找出比较对象异同的教学方法。比较教学法可以加深学生对知识的理解和掌握,使概念明晰化,理论广延化,点状知识连续化,平面知识立体化。应用实例一简单蒸馏、分馏和减压蒸馏实验。这三个实验是基础有机实验中分离提纯液态有机化合物最常用的重要方式。这三个实验都是利用混合物的沸点不同将液体混合物加热使其气化后分离,然后冷凝为液体收集的过程。学生刚接触简单蒸馏的时候一般只能理解到该方法可用来分离液体化合物,因此我们安排简单蒸馏、分馏、减压蒸馏三个实验连续进行。当学生掌握简单蒸馏的操作后下一个实验进行分馏实验,这时候主要让学生从装置以及这两种方法的适用范围来对比学习,加深理解,使学生更细致的掌握沸点差在30℃以上的可以用简单蒸馏的方式来分离,但是沸点差较小的混合物则可以使用分馏装置来分离,从而加深学生对不同体系不同处理方式的理解。接着进行减压蒸馏实验,主要比较减压蒸馏和常压蒸馏在装置上及使用范围的差异,通过比较法深入了解各种液体分离方式的优缺点。最后设计一个混合体系,让学生通过自行查阅相关参数,设计相应的分离操作方式,巩固对三种液体分离方式的掌握。应用实例二乙酸异戊酯的制备实验。该实验采用两种合成方法,第一种方法为18mL异戊醇与24mL的冰醋酸在硫酸(5滴)的催化下回流1小时,然后冷却至室温处理反应;第二种方法为18mL异戊醇与12mL的冰醋酸在硫酸(5滴)催化下,架设分水装置,加热回流20分钟,冷却至室温,处理反应。两种实验方式同步进行,然后由学生比较两种实验操作方式的区别以及乙酸异戊酯的产率大小,从而得出第二种方式更加高效经济,加深学生理解油水分离装置的原理及优点,强化学生对油水分离操作的掌握。最后由学生自行查询相关参数来论述该操作是否适用于乙酸乙酯的制备实验,从而进一步深化学生对该实验方法的试用范围的掌握。通过比较教学法,提高了实验教学的效率和学生学习实验的兴趣,有利于学生思维能力的培养和提高,促进学生的全面发展。
3有机实验中渗透绿色化学概念
[5-7]根据实验大纲的要求,尽量选用体现绿色化学实验内容又丰富的实验。如用“1-溴丁烷的制备”代替“溴苯的制备”实验,避开或减少使用苯、溴等毒性较大的试剂;另外,多选用与日常生活联系较大、又能体现绿色化学理念的反应,如“从茶叶中提取咖啡因”、“花椒挥发油的提取”等实验,既能提高学生对实验的兴趣,又能拓展知识面,同时还提高了学生对生活实际问题的解决能力。在设计实验体系尽量系统化,最好能让这一次的产物成为下一次的原料,节约成本,减少浪费。例如重结晶实验的产物乙酰苯胺就可以作为下次熔点测定的原料;制备乙酸异戊酯的实验可以和折射率测定同时进行,多余的产物还可以用作蒸馏实验的原料之一。采用多媒体辅助教学减少化学药品的损耗及有毒有害物质对学生的侵害。多媒体技术应用于教学,对提高教学质量起着重要的作用。有机化学实验总是会不可避免的产生一些对环境有污染的物质,并且一些实验毒副作用大,不适合较多学生在同一间实验室集中完成,也有一些实验需要较长的反应时间,无法在有限的实验课程内完成等,这时候可以利用微课的形式来弥补传统实验课的缺憾。微课全称微型视频课程,以教学视频为主要呈现方式,可以将跨度较长的实验缩短至10~15分钟以内呈现在课堂上。在短短的15分钟内以视频的表现手法使学生了解实验内容、方法和步骤,清晰快捷,减少对环境的污染。利用微课的方式可以打破传统实验教学的时间和空间限制,扩大学生的知识面,丰富实验课程的教学形式,利于学生重复学习,是实验教学改革发展的一种趋势。
4结语
在有机化学实验教学中改革评分方式,引入平时成绩与期末成绩相结合的方式,积极调动学生的参与实验的主动性和竞争意识;系统选择实验教学内容,采用比较法教学加深学生对相似实验体系和方法的理解及区别应用;引入绿色化学概念,逐步培养学生树立低碳意识,节约资源和能源,促进可持续发展观念深入学生心灵;引入微课教学等方式,补充一些课堂无法集中完成的实验,扩大学生的知识面,提高学生对实验技能的掌握,增强对实际问题的解决处理能力。
参考文献
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作者:刁小琼 毛璞 杨亮茹 单位:河南工业大学
第四篇:大学本科药学专业应用型有机化学实验教学改革
摘要:有机化学实验是培养药学人才的一门重要课程。本文主要从教学内容、教学方法和网络虚拟教学等方面阐述实验教学改革,以提高学生学习有机化学的积极性,培养出高素质的应用型药学人才。
关键词:药学;有机化学;实验教学
目前,重点高等医药院校药学人才培养目标主要是围绕研究型和创新型开展。一个国家民族医药企业的强大除了依靠研究型人才外,还需要大量的技术应用型人才。地方性本科院校现已成为我国高等教育的中坚力量,是本科人才培养的重要基地,其定位于培养为地方服务的大批应用型专门人才。我院于2014年10月被河南省教育厅确定为第二批向技术应用型本科院校转型的试点学校,我院药学专业初步确定为转型示范专业。我院于2013年开设本科药学专业,其办学定位是为医药企业培养高层次的应用型人才。有机化学是药学类专业一门重要的必修课程,有机化学实验[1]的应用性已充分渗透到药学的各领域。近年来,我院把高素质技术应用型人才培养作为教学改革的方向,加大实验教学投入,整合教学资源,把实验室建设和实验教学改革作为培养应用型人才的重要途径[2]。现将我院有机化学实验教学改革总结如下。
1转变观念,充分认识实验教学的重要性
传统观念认为有机化学的理论教学占主导地位,实验教学为理论教学服务,处于从属地位。学生也普遍认为理论知识重于实验,因此做实验时,只是按照实验大纲要求和步骤进行,对实验可能出现的结果无预知和分析,难以实现理论与实践教学相结合的教学目标[3]。因此,转变观念,改革实验教学,加强实验教学成为培养应用型药学人才的重要举措。
2改革实验教学模式
2.1实验教学内容改革[4]
验证性、综合性和探究性是实验教学的主要特点。传统实验教学多以验证性实验为主,综合性和探究性实验较少,学生只是机械地重复操作过程,制约了学生的主动性和探究性。为此,我院删减了一部分验证性实验,保留一些基本化学实验操作,同时加强操作技能训练,适当增加一些设计性和创新性实验。在实验教学过程中,不断优化实验内容,使其更科学、更具适用性。蒸馏(包括常压和减压)、重结晶及萃取分离是有机化学实验最常用和最基本的操作,在实验教学中,尽可能多安排与这些操作技能相关的实验。在操作训练中,让学生知道并理解实验操作中的注意事项;熔点、沸点、折光率和旋光度等物理常数的测定在理论教学中着重讲解其原理,实验中则着重训练学生的操作技能。实验课程体系以典型合成实验为主,精选具有综合性和设计性的实验项目。例如,环己烯和1-溴丁烷的制备,将性质验证贯穿于合成实验中,使学生能加深对书本上理论知识的理解。将熔点测定和色谱技术分析融入阿司匹林的合成中,构成一个综合性实验。通过整合实验内容,不但强化学生的基本操作技能,还培养学生运用理论知识综合分析和解决问题能力。引导学生探究实验中出现的一系列问题,激发其探索精神,让学生对理论知识有更进一步的理解。开展设计性实验主要是满足药学专业学生毕业后工作和继续深造的需求,同时也有利于应用型人才的培养。例如,环己酮有多种合成路线,实验课前,让学生发挥主观能动性,设计出可能合理的合成路线及操作步骤。课堂上教师给出文献报道的合成路线,让学生对比一下自己设计的路线与文献中的有何不同,然后教师再引导学生分析讨论得到最佳的合成路线,即用次氯酸钠氧化环己醇得到环己酮,此法可避免重金属污染环境的问题。设计性实验教学可有效激发学生的实验兴趣,且实验后的成就感更能激发他们对有机化学的学习兴趣。
2.2运用新的教学方法[5]
在传统“灌输式”教学过程中,学生只是一味地接受教师传授的知识,未能激发其主动性,教学结果就是学生对知识理解不深且不能灵活运用。因此,改革传统的教学模式势在必行。我院根据开设实验项目的特点,采用不同的教学方法,如启发式、示范式、讨论式等。实验前学生必须做好预习,对本次实验的目的、原理和步骤做到心中有数,并对实验注意事项和实验思考题多加思考。上课时,教师通过提问[6]来检验学生的预习效果,并根据提问情况,对教学内容有所选择地讲授,避免无重点的重复,提高教学效率。对实验操作,请2~3名学生课堂上示范演习,让其他同学找出其正确和错误的地方,然后教师再讲解示范。这种纠错式教学可使学生普遍存在的操作问题得到有效纠正。乙酰苯胺的合成有两种实验方法:(1)冰醋酸法。(2)醋酸酐法。实验前,学生查阅资料比较两种方法的优缺点。用冰醋酸法分馏时温度为什么要控制在100~110度之间,过高可以吗?用醋酸酐法加入盐酸和碳酸钠的目的是什么?等一系列问题,让学生带着问题去思考。做实验时,相邻的两组分别做冰醋酸法和醋酸酐法,这样学生可以相互对比实验效果。在做肉桂酸合成实验时,教师引导学生设计不同投料比、不同催化剂和不同温度的正交试验。对比实验结果得到肉桂酸的最佳合成条件。正交试验法有利于培养学生的探索精神和科研思路。
2.3利用网络虚拟实验辅助教学[7]
随着网络信息技术的飞速发展,其在现代教育中的应用越来越广泛。传统授课方法无法将有些实验操作描述的很清晰,学生也不容易接受。我们教研室采用动态PPT实验操作图或教学视频来讲授实验操作,学生普遍反映良好。这种教学方式能将抽象的内容转变成生动、鲜活的知识,学生的实验操作不规范和失误率大大减少。此外,某些实验因仪器特殊、药品控制较严等原因而无法开展,我们采用网络虚拟实验教学法,学生看过讲义后,在电脑上进行虚拟实验操作并观察实验现象。在进行每步操作时,如果正确,可继续进行;若错误,电脑会提醒学生该如何进行,保证实验顺利进行。网络虚拟可模拟某些特殊实验,弥补了现实无法进行的不足,有助于提高教学质量。
2.4倡导绿色化学理念[8]
现在环境污染越来越严重,已影响到人们的生活,而有机化学实验中的试剂和原料等都会对环境造成污染,如果处理得不恰当,危害更严重。在实验教学中要有意识地引用“绿色”理念,合理设计实验课程体系,联系相关实验,将上一实验产物作为后面实验原料。为尽量减少化学实验对环境的危害,在不改变实验的前提下,尽量采用小规格的容器,如采用50ml的圆底烧瓶做反应装置,大大减少原料和试剂的使用量。选用毒性小的溶剂代替毒性大的溶剂,如乙醇代替甲醇,甲苯代替苯等。乙醇、乙酸乙酯是化学实验中使用比较多的溶剂,且可回收再利用。将回收的乙醇废液经蒸馏得到大约95%乙醇,可作为清洗剂,也可用于咖啡因的提取。对实验产生的废弃物让学生加以分类、集中收集,倒入指定地方,最后由教师统一处理,避免有害溶剂腐蚀管道和污染地下水。
3完善实验教学考核体系,综合客观评定学生成绩[9]
以往实验成绩主要是根据学生上交的实验报告来评定,从报告上无法了解学生对知识和操作技能的掌握情况,因此有必要建立一套能全面客观综合评价学生成绩的实验考核体系。综合评价法可有效评定学生的实验成绩,主要从4方面对学生进行考核:(1)预习(占10%),主要考查学生预习情况,包括目的、原理等内容;(2)实际操作能力(占30%),教师考查每组学生的装置安装和操作规范与否等;(3)考勤及纪律(占10%);(4)操作考核(占50%),主要以抽题形式进行,考查学生基本操作掌握情况。通过这一年的改革实践证明:综合考核方式更能引起学生对实验的重视,更能客观评价每一位学生。地方性院校本科药学专业有机化学实验教学改革的目的就是提高学生学习有机化学的积极性,培养出具有技术应用型潜力的优秀人才。虽然实验教学改革取得了一些成绩,但是时代在发展,技术在进步,教学改革也应与时俱进,要积极吸取其他院校教改的成功经验,不断探索,不断完善有机化学实验教学体系。
参考文献:
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作者:毛东东 李丽丽 范卫卫 单位:平顶山学院
第五篇:绿色低碳下的有机化学实验教学改革
摘要:引入绿色低碳理念,把绿色低碳融入到有机化学实验的教学中。以绿色低碳理念为指导,从更新实验内容、更新实验方法等角度探索当前有机化学实验的教学改革。
关键词:绿色低碳;有机化学实验;教学改革
从2005年开始,联合国环境署连续4年将“世界环境日”主题确定为绿色发展和低碳经济,与此同时包括中国在内的许多国家将绿色低碳发展纳入经济社会发展规划当中。以低能耗、低物耗、低排放、低污染为特征的绿色低碳经济正成为21世纪世界各国转变发展方式的新选择[1-2]。在大学教育当中,必然要把绿色低碳理念传授给每个学生,只有这样,才能够进一步促进“节能环保”、“环境保护”等观念深入人心,为国家培养出走新型工业化道路的综合性人才,最终促进整个社会的可持续发展[3-4]。化学是一门实验性很强的学科,而有机化学实验又是各高校化学及相关专业的重要实验课程之一。有机化学实验中的药品试剂,大多数以煤、石油、天然气为原料,通过人工方法深加工制得,而且实验过程中又会产生废气、废液和废渣等化学污染物。因此,有机化学实验注定与“绿色低碳”有着密切的联系。如何将“绿色低碳”理念贯彻到大学有机化学实验教学当中,对于社会的可持续发展有着不可估量的作用。
1培养绿色低碳理念
党的十六大提出了以人为本的全面协调可持续的科学发展观,其中“人的全面发展”是科学发展观的重要内涵。而教育事业的核心,就是要以学生为中心,促进学生全面发展。高校教师在进行思想教育和专业教育的同时,要把“绿色低碳”、环境保护、可持续发展等思想渗透到有机实验课堂教学当中,让学生切身体会到废弃物的产生及处理、资源化利用的方法,增强大学生的环境保护意识,促进学生全面发展。
2更新实验内容
2.1实验内容的调整
有机化学实验当中需要的试剂和药品很多都是强酸、强碱、有毒、易挥发、易腐蚀,而且反应的过程不仅有危险而且产生废弃物,处理不当就会对学生的人身安全和环境保护造成危害。因此在有机实验的安排中,应淘汰高危险、高污染的实验项目,补充污染小和环保型的实验。例如,在做减压蒸馏的实验当中,用的试剂是苯乙酮,苯乙酮不仅对身体有害而且还会污染环境,此实验完全可以用自来水,既学会了基本的操作又不会污染环境;传统的“乙酰苯胺的制备”实验,所用的酰化试剂是乙酸酐,此实验可用毒性更低、价格更便宜的乙酸代替;用“1-溴丁烷的制备”实验来代替“溴苯的制备”,回避了苯和液溴的污染性和危险性,而改用溴化钠来制备溴化氢气体,并且学会了有害气体的吸收装置。
2.2实验规模的调整
有机实验所用的药品试剂大多有毒有害,减小实验规模后,所用的试剂量为常规用量的几分之一到几十分之一。这样不仅减少了试剂用量,节省了时间,而且提高了实验的安全性,减小了有机实验对环境的污染。但是,减小实验规模也有它的缺点,尤其是对有机实验操作还不是很熟练的学生来说,减少试剂用量,如果操作不慎,一不留心,就很有可能得不到产品,会对学生的实验积极性造成打击,因而通常采用常量实验。虽然缩小实验规模的半微量化实验是有机化学实验改革的趋势,但是对于蒸馏、分馏、减压蒸馏等重要的基础性实验,要仍然采用常量实验,待学生的实验操作熟练之后,对于有危险性、污染性的实验可以采用减小实验规模的方法。通过常量和半微量的实验操作结合,不仅能提高学生的实验操作技能,而且增强了学生的环境保护意识,利于培养适应于社会发展的新型人才。
3更新实验方法
3.1微波、超声波等新实验技术的引进
微波技术是近一个世纪以来最重要的科学技术之一。大量实验结果表明,借助微波技术进行有机反应,不仅反应速度较传统的加热方法快数十甚至上千倍,而且具有操作简便、产率高及产品易纯化、安全卫生等特点[5]。在有机实验中应用超声波技术,不但可以缩短反应时间、提高反应产率和选择性,而且还可以改变反应的方向和途径,使一些在通常条件下不能进行的反应得以实现[6]。因此,在有机实验的教学当中,如果引进微波和超声波技术,将不仅能够节省大量的时间,而且反应需要的试剂量少,既节约能源,又有利于环境保护,还能让学生学习微波技术。引入微波和超声波技术,是实现有机化学实验“绿色低碳”的一个重要手段。
3.2新教学模式的引进
“慕课”是英文MOOC的音译词,为MassiveOpenOnlineCourse(大规模开放网络课程)的缩写,是近年来开放教育领域出现的一种新课程模式,其本意是“大规模、开放性的在线课程”[7]。目前的有机化学实验课程中,实验项目的危险性小且难度不大,但是有机实验还包括贵重药品、剧毒、高温、高压、无水无氧等。对于这些实验,很多实验室难以实现,且对老师和学生的实验操作技能要求较高。而慕课的载体为微视频,老师可以为这些实验制作视频,真实展示条件要求苛刻的有机实验的操作过程、实验现象及危险的处理方法。这样不仅可以使学生学习实验原理和方法,更重要的是节约了药品,减少了对环境的污染。
3.3不同学科实验的对接
虽然目前大学不同学科设置的实验课程较多,但是实验都相对独立,不同学科实验没有衔接。学校可以将有机化学实验与仪器分析实验对接起来,用学生在课上合成出来的样品进行分析检测实验。比如有机实验中合成出来的苯甲酸可以拿去做熔点的测定实验和红外光谱实验,1-溴丁烷可以去做折光率、核磁共振等分析测定实验。这样既分析了实验样品的纯度又让学生学习了图谱的分析方法。
3.4废物循环利用
有机化学反应的一大弊端就是会产生很多的废液和废渣,如果将废渣堆积,或者将废液直接倒入下水道,不仅会对环境造成严重的污染,而且还会淡化学生的环保意识。比如“从茶叶中提取咖啡因”实验中提取的咖啡因可以做分析测定的实验,而回收的乙醇既可以成为下一批学生的溶剂,又可以用做“乙酸乙酯的制备”实验中的试剂。在实验室现有条件下对于能够处理的废液和废渣,要用物理或化学方法进行预处理,对不能够处理的要集中收集存放,与相关处理厂家联系进行统一回收。
4结束语
总之,在有机实验教学中贯彻绿色低碳理念,对于从事化学教学的老师来说还有很多工作要做,如实验教学内容的更新、环境友好试剂的选用、慕课等新教学模式的探索等等,更要让学生时刻树立环境保护、合理利用资源的责任心,为国家培养出走新型工业化道路的人才。贯彻绿色低碳理念是新世纪有机化学实验教学的发展方向,也是时代赋予化学相关工作者的艰巨任务。
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作者:刘志森 李泽胜 张志远 刘正辉 单位:广东石油化工学院广东高校石油化工污染控制与清洁生产工程技术开发中心
第六篇:基础有机化学实验教学改革思考
[摘要]根据有机化学实验的教学特点,对有机化学实验教学内容、成绩评定体系进行了改革.极大地调动了学生学习的主动性,激发了学生深入研究问题的兴趣,培养了学生的创新能力,取得了较好的教学效果。
[关键词]有机化学实验;教学改革;能力培养
有机化学实验在基础化学实验中占有十分重要的地位[1],其核心内容是有机化合物的合成、分离提纯及分析鉴定。通过有机实验的教学,可以培养学生严谨、认真的科学态度,观察、分析问题的能力以及良好的实验技能。目前有机化学实验教学中普遍存在教材内容陈旧、教学方法死板、培养模式单一、成绩评定中随意性大、缺乏科学性等问题[2,3]。传统的实验教学模式是教师讲授实验目的、原理、装置、操作步骤及注意事项,随后学生按老师讲的内容进行实验操作,写出实验报告。在教学内容中缺少综合性、设计性与创新性实验,难以引起学生的兴趣和发挥自己的思维及创造能力,对做过的实验没留下较深的印象,学生独立思考及动手能力等综合能力普遍较差,与培养高素质创新人才的目标的要求相差甚远。因此,有机化学实验教学的内容、形式、方法等的改革势在必行[4-8]。我校是吉林省唯一进入“211工程”的省属重点大学,是一所具有鲜明民族特色的地方综合性大学。这几年我们在有机化学实验教学中,针对上述问题并结合“211工程”建设任务和创建省示范教学中心的工作,培养具有创新精神和实践能力的复合型人才目标,为提高学生综合素质对有机实验的教学内容、教学方法及成绩评定等三个方面进行一些改革探索,积累一些经验。
1整合实验教学内容,提高实验效率
为了优化实验内容,把过去的基本操作和实验技术、化合物的合成及有机化合物的性质等3个层次的实验的教学内容,改为基础训练、基本合成实验、综合设计创新实验3个层次来组织教学。这些实验内容中既包括各类化合物的制备,又兼顾到各种基本操作的训练,同时增加合成实验数量(约占总学时的65%~75%),将单一基本操作训练实验更新为有关的综合性实验,单一化合物的合成验证性实验更新为具有应用性的多步合成实验,把基本操作内容融合在每次制备实验中,在各种制备实验中反复训练基本操作技能,掉验证性的性质实验。使学生在有限的学时内学到更多的实验知识,掌握更多的操作技能。实验内容的安排由易到难,循序渐进,逐步提高。难度大的实验对学生操作技能要求高,能激发学生的实验兴趣。通过观察反应过程中的温度、体积、压力、状态、颜色和气味等物理化学变化,对有机反应有了感性认识,再经过多次操作训练后,将单个合成串成系列,形成一个多步合成实验,使学生掌握各官能团的相互转化,反应机理,全面了解有机化合物的内在关系,提高独立实验的能力和综合实验能力。如以环已烯和氯仿为原料在相转移催化下合成7,7一二氯二环[4.1.0]庚烷的合成。该实验涉及新颖的相转移催化方法,同时涉及中间体二氯卡宾的制备以及回流、萃取、干燥、蒸馏、减压蒸馏、折光率的测定等基本操作。又如在化合物的分离的基本操作训练课中安排了重结晶与热过滤,蒸馏与分馏,水蒸气蒸馏,薄层色谱和柱色谱等。在有机实验中所用的试剂和药品大多是易燃和具有毒性,为减少三废排放量将大部分常量实验改为半微量有机实验。同时为了防止浪费药品现象,严格控制原料试剂的给予量,每个实验小组一次实验只能领取一次药品,在实验过程中操作不当,实验失败时,不允许重做。这样使得学生在实验过程中尽可能减少中间产物的转移过程,以减少试剂在器皿上的附着,需要特别仔细、认真及熟练地操作,否则就观察不到正确的实验现象,得不到合理的实验结果。同时,实验中尽量选用无毒或毒性小的药品代替毒性大的药品,尽量减少有害物质的使用与排放,提高环保效益和节省实验经费。有机溶剂使用后应回收再利用,通过这些措施提高了实验中产生的“三废”及污染的认识,培养学生的节约资源和环保意识。
2改革教学方法,提高教学质量
在有机实验教学中借鉴国内其它院校比较成功的经验并结合我们的实际情况,实行以学生为主体、教师为主导、把“学生学”成为教学过程中的主要活动。为此,调整和改革实验教学方式,传统的由老师讲、学生听的灌输式教学模式改变为启发式、提问式、讨论式相结合的教学方式,以提高学生独立思考和沟通交流能力,查文献和分析、解决问题能力。培养他们钻研、探索、创新精神和团队协作精神。在每一实验课堂开始以前,指导教师先检查学生的实验预习报告本,并通过提问方式了解学生的预习情况,总结前一次实验课中出现的问题,解答学生提出的有关理论与实际操作等问题。在实验过程中,根据不同学生实际情况指导教师进行适当的提示和指导。实验时间由学生灵活掌握,独立完成实验,这样确立了学生在教学活动中的主体地位,调动了学生的学习积极性、主动性和创造性,激发了学生的进取心和创造欲望。实验过程中适时地给学生灌输绿色化学和环保意识。比如以乙酰苯胺粗品进行重结晶实验时,一般都是从试剂商店采购。在不影响实验结果的前提下,循环利用上届学生乙酰苯胺实验制备的粗产品是切实可行的方法。同时在实验过程中,经常有一些废酸、废碱和废溶剂产生,但全部扔弃会对环境造成污染和浪费。因此,对废料分类予以回收统一处理,回收后能重新利用。如熔点测定和沸点测定实验中浓硫酸污染后颜色变黑不能继续使用时,不让学生随意把浓硫酸到掉,用硝酸钠加热处理脱色后重新使用等。又如有机酸碱和溶剂分类别收集后,重新分馏使用。这样虽然学生在实验过程中显得麻烦,但经教师的言传身教,学生学到了技能,也树立了经济效益观和技能价值观,使绿色教学落实到实处。在制备与合成实验中,逐步引导学生了解实验的设计、构思以及研究方法,引入现代光谱学表征方法培养学生树立以实验为基础的有机合成研究的基本思路及设计实验的能力,让学生逐步学会化学研究的实验方法。设计实验是一般安排在学期末的实验教学中,由学生独立完成。题目由实验教师集体讨论制定。在实验选材上尽量体现应用性和趣味性,合成产物多数具有联系生产和生活实际的应用价值,激发学生的兴趣和热情。教师引导学生通过分析反应物和产物的分子结构,找出反应物分子中的反应活性中心,确定反应类型;然后弄清反应活性中心以外的其它基团或取代基是如何通过电子效应和立体效应来影响分子的反应活性;再根据反应类型和分子结构推测出本次实验的反应历程;最后根据前面所作的分析,选择适宜的、控制反应的条件。如合成阿司匹林(选择不同的合成路线)的合成实验,提前2周以布置给学生并提出实验的相关要求。学生拿到实验题目后,4~6人组成一个实验小组,积极查阅资料,然后写出实验方案(包括原理、装置、步骤、试剂用量和分离提纯、含量测定、表征等)。实验步聚用反应物的摩尔比、反应温度、反应时间、催化剂用量的四种因素为变量采用正交实验法设计成合理的实验方案。实验方案交给指导教师审查后,不符合要求的,重新修改,总的原则是每一组所使用的催化剂不能相同。采用开放性实验形式,在指导老师的指导下,随时可以到实验室进行相关的实验。完成实验后,写出小论文和实验体会,根据学生在实验过程中的表现、小论文体会文章的好坏给相应的成绩。设计性实验的开设,学生的学习主动性得到充分发挥,既考查了学生的理论知识和实验技能,又提高了学生分析问题、解决问题的能力。
3改进实验成绩评定方法,调动创新积极性
在有机实验教学中严格实验教学管理,全面评价实验成绩,把好预习报告、实验结果记录和实验报告批改这三关。实验成绩的考核,应该全面、客观、公正地反映学生的实验习惯、实验基本知识掌握程度、实验操作能力、实验过程中分析和解决实际问题能力。实验成绩的评定应克服传统的重理论考试、轻操作考试,重期末考核、轻平时考核以及主观性强,缺乏客观标准等缺点。改革实验成绩评定方法,强化平时考核,提高成绩评定的客观性,调动学生创新积极性。具体做法如下:(1)平时成绩:占总成绩的65%,由2部分组成,其一是包括预习报告、出勤率、实验态度、课堂答问、实验操作的规范性、精确度、实验记录及实验完成情况、实验产品质量、实验报告、仪器损耗情况、药品浪费情况、实验室卫生等内容,占总成绩的50%。每次实验成绩满分为10分,分值具体分布为;出勤0.5分,预习报告1分(包括课堂答问),实验过程(包括药品浪费情况、装置、实验记录、仪器损耗、实验结果、仪器清洗、实验室卫生等)5分,实验报告3.5分,根据实验的具体情况得出平时成绩。其二是综合设计实验的小论文和体会文章,主要考察学生创新意识和实验数据的整理处理以及论文写作水平等占总成绩的15%(其中小论文10%,体会文章5%)。(2)实验笔试成绩:占总成绩的20%.主要考核学生是否掌握了有机化学实验的一般知识、实验原理、实验装置图、平时实验中的注意事项以及思考题等。(3)实验操作考试成绩:占总成绩的15%,考题由学生抽签而得,主要包括有机实验的基本操作,如蒸馏、萃取、水蒸汽蒸馏、回流等基本操作和已经做过的合成实验中的仪器安装。考核时每项操作细化为多个小项,各小项有相应分值,每项操作对于基本操作有关的原理、操作规范、注意事项、影响因素等进行面试。考核时教师根据其操作的规范性和面试情况给予相应的得分。考查内容包括;回答老师提出的有关问题;查找实验装置是否正确稳妥,指出错误之处,这样学生不易猜题,只有全面复习有关实验内容,掌握了所学知识和技能,才能考出好成绩。上述考核方法,既可充分调动学生的学习积极性,又保证了实验成绩评定的客观性和正确性。通过上述改革,调动学生的学习积极性,增强了学习兴趣,提高了学生的动手能力,培养了学生的创新意识。从最近几年化学教育和应用化学专业本科生的毕业论文的题目和答辩情况分析,无论是形式和内容上论文的质量都有明显的提高,从形式来看,撰写规范、图表绘制漂亮、有较长的英文摘要等。论文的题目有较强实际意义,完成论文的内容比较丰富,工作量较大,而且参考文献也比较多。这几年虽然在有机实验教学改革中作一些工作,但还有许多工作要做。实验教学改革的目的是培养和提高学生的综合素质与能力,造就适应未来化学发展、具有高素质、高能力的现代化人才。加强计算机辅助教学、多媒体教学和网上查寻的应用;重视实验准备与管理、教材建设、课件制作等各实验环节的工作,增强学生环保意识,实施“绿色化学”实验内容,全面实行合成实验的半微量化和微量化,增加现代有机化学实验技术和方法,拓展学生的知识面;进一步增加贴近生活、应用性较强的设计性、综合性实验,加强学生综合实验能力的训练和培养。要通过多种形式的有机实验的教学改革,使学生能够运用所学的理论知识指导进行实验,养成科学实验的态度和周密设计、严格操作、仔细观察、如实记录、综合分析的能力,有机地、系统地掌握有机化学理论知识和实验技能、技巧,加强了学生综合能力与素质的培养,这有利于新世纪对人才培养的要求,也是我们现在和将来不懈努力的方向。
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作者:金彪 李承范 单位:延边大学分析测试中心
第七篇:独立学院基础化学实验教学改革分析
摘要:独立学院的教育目标是培养具有综合能力的应用型人才,而基础实验教学是实现该目标的重要手段之一。基础实验教学在提高学生的分析问题和解决问题能力的同时,还可以提升学生综合运用知识的能力及动手能力。根据独立学院的人才培养目标、学生特点及基础化学实验的教学现状,从预习报告、实验操作、实验报告及实验考评等整个教学环节论述了如何加强学生主动学习积极性的教学改革方法,以真正实现应用型人才的培养目标。
关键词:独立学院;基础化学实验;教学改革
基础化学实验是化工专业本科生的一类主干基础课程,该课程有利于学生将有机理论知识应用于实践,培养其相关材料性质及合成相关的基本操作技能,同时在实验过程中熟悉相关仪器的操作,形成化工学生所必备的观察、总结、创新能力以及一丝不苟的科学研究态度[1-3]。对于独立学院而言,培养具有应用型本科层次人才是其人才培养的最终目标。应用型本科人才培养方案的重点是理论知识与能力并重,作为化工专业本科生,在拥有扎实的专业基础理论知识的同时还需具备较强的动手能力[4]。笔者在电子科技大学中山学院的基础化学实验课程教学过程中,发现以下两方面的问题:一方面,大部分学生往往存在重理论课、轻实验课的思想,造成在学习过程只是完全的被动接受相关实验的理论知识与操作技能,以完成任务为唯一目标,不求甚解。而另一方面,每次参与实验的学生人数较多,教师在课堂上无法真正兼顾大部分学生的实验预习、实验操作及实验报告撰写等一系列真实情况;进而无法准确地发现实验教学中出现的问题,也不能有效检验教学效果并及时作出相应的调整。以上现象出现的症结在于学生的积极、主动性没有得到充分发挥,如何让学生主动参与实验,尽量参与基础实验教学各个环节是改革的关键。
1师生身份互换,加强实验预习效果
实验预习是学生顺利进行实验的基础,但学生在这个阶段中是处于被动地位,很多学生认为:“反正到时有老师示范,我们跟着做就行。”在这一思想主导下,学生的预习报告只是大段抄袭书本的内容,应付老师的检查,至于实验目的、实验原理、实验关键操作及注意事项都不会去详细研究。针对这种情况,笔者提出了师生身份互换的理念,即如学生自己是上这次实验的老师,那应该准备哪些内容?相应地,将全班原有实验小组重新组合成5~6个活动小组,规定每次实验随机抽取一个活动小组中的一到两个学生充当教师的角色来讲解实验,活动小组其它成员可在讲解后进行补充,讲解训练部分列入课程考评成绩。学生讲述完后,教师再来纠正及强调重点内容和注意事项。为了提高效果,一般在课前1~2小时通知讲解人员名单。通过角色互换,学生在预习实验的过程中就会去详细了解实验药品的理化特性、实验仪器的构造与功能、实验基本原理及具体操作过程及注意事项等相关内容,从而真正达到实验预习的目的。
2建立教学小组,加强实验操作规范性
基础化学实验教学中一项重要的任务是培养学生的实验操作基本技能。在实验过程中,教师必须加强巡查力度,以便及时发现和纠正学生在操作过程中出现的问题。然而,受学生较多的实际情况所限,教师往往难以兼顾到所有学生。为解决这一难题,笔者实施了实验助理制度,每个实验室配备1~2名实验助理,实验助理往往由高年级学生通过勤工俭学的形式担任,在不影响自身学习的前提下帮助教师进行实验准备及教学工作。实验助理通过专门的相应的培训之后,对于相关基础实验理解较深,实验操作规范、熟练。实验助理在教学过程中可帮助老师及时规范学生的不当操作,解释实验现象。由此形成了教师主导、实验助理协助的实验操作教学小组,及时发现和解决实验过程中出现的问题,提高教学效果。同时,实验助理也能对承担该职能的学生本身也是一种基础实验技能的培训,也有助于其专业、职业素养的提升。
3示范与讨论相结合,规范实验报告
实验报告可以让老师了解学生掌握知识情况,更重要的是让学生在分析实验结果的同时,发现问题并解决它,从而提高他们解决问题的能力。然而,很多学生对于实验报告本身的功能并不清楚,因此虽然教师多次强调实验报告形式与内容的真实与规范性,而学生仍然不是真正了解其具体内容。为此,笔者进行了实验报告评分大讨论,即由教师选择几份典型不同分数段实验报告,让学生对实验报告的内容及评分进行讨论,教师在与学生交流的过程中表达自己的评分依据,例如格式规范,实验数据真实,结果讨论充分,某些甚至有创造性的见解等。学生在这个过程中可以提出自己的看法,和教师讨论以后得到一致的观点。在这不断的肯定-否定过程中会传达如下信息,即实验研究的真实、严谨性和实验研究的能动、创造性。通过这种示范效应与思想大讨论相结合,使学生真正明白实验报告的写作方法及做为化工专业人才所应具备的基本要求。
4改革实验考试制度,巩固学习成果
实验考试是检查学生学习效果的必须手段,行之有效的实验考试方法对巩固学生所学知识,培养严谨的实验习惯及创造能力具有重要的作用[5]。前期的主要考核方式为教师先拟定一个实验,并告知学生考试内容及时间,学生根据考试的内容进行针对性的复习和准备。该考核方式存在两个缺陷,其一是考核内容单一,无法促使学生对全部学习内容进行复习巩固;其二是某些实验(如有机合成实验)的时间过长,而且每个班级人数众多,其实验结果(如产品)的质量也难以在短时间现场作出准确的判断,因此,根据自身实际情况,笔者以所有学生完成过的实验作为考核题目,通过学生进行现场抽签定题,现场搭配仪器后,学生对实验进行相关描述,包括实验原理及实验过程等,而教师对学生就有关实验的基本操作技能和注意事项进行提问与评价的方式进行考核。需要强调的是,由于基础实验重点是培养学生的实验操作技能及基本实验设计的能力,因此未采取创新性实验的考核方式。而为了巩固学生实验的基本操作技能,增设了一门基本操作技能考核课程,从所有基础实验中选择几个化工专业典型实验,包括分离、提纯、滴定等,每年定期考试,学生根据自己的实际情况进行报名,学生通过考试即可获得相应学分。
5结论
上述基础实验教学改革的内容主要涉及教学方法及考评体系的改革,其目的在于调动学生的学习积极性,使其学习方式从被动变为主动。以活动小组为单位进行教学活动,可以锻炼学生的团队合作精神,增强与人沟通协调能力;学生讲述实验的内容,在增强学生自我学习能力同时锻炼了对关键知识的综合能力和口头表达能力;通过实验助理制度,对实验报告进行示范与讨论等措施,提高学生的课堂参与意识和学习兴趣,培养学生主动学习的习惯,锻炼学生的自我表现力,提高学生的实验积极性、好奇心和创造性。而对于教师而言,教师可以从“处处管,处处难管”的现状中解脱出来,重点转向解决学生在实验过程中出现的问题,考察与培养学生的实验操作基本技能,从而实现从主导型地位向引导型地位的转变。
参考文献
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作者:谢辉 刘建庄 孙延一 王悦辉 单位:电子科技大学中山学院化学与生物工程学院
第八篇:有机化学实验教学改革思考
摘要:“有机化学”是一门以实验为基础的课程,实验教学是“有机化学”中重要的实践性教学环节。针对在“有机化学”实验教学过程中存在的问题,对“有机化学”实验教学作了一些改革尝试,以提高职学生职业能力和创新能力,适应社会的需求。
关键词:有机化学;实验;教学;改革
教育部在《关于深化教学改革培养适应21世纪需要的高质量人才的意见》中明确指出,我国高职教育应以技术型教育为主,培养应用型人才[1]。“有机化学”课程是化工类及其相关专业一门重要的专业基础课,有机化学实验的目的是培养学生有机化学基本实验技能,提高学生实际动手能力和创新能力的重要途径。近年来天津现代职业技术学院对高职生物化工系相关专业的“有机化学”及实验教学不断进行探索,以期建设具有专业特色的化学实验教学体系。
1分析形势明确课程培养目标
根据当前社会对高职学生的要求和专业特点,“有机化学”及实验教学应坚持“需用为准,够用为度,应用为先”的原则[2],课程教学具体目标为使学生掌握专业所需的“有机化学”基础知识和实验操作技能,培养学生的职业能力、创新能力,以提高其综合素质。
2构建具有专业特色“有机化学”及实验教学体系
目前,“有机化学”实验的设计和实施仍以适应大学本科教育为主,因此应对传统的实验教学模式进行改革,初步构建了适合高职教育的“有机化学”实验教学体系。通过实验内容重组,循序渐进地设置实验内容,有针对性地对学生的实践能力进行训练,教学内容以实用为主,通过基础实验、综合性实验和设计性实验制定形成系统的、新的实验教学体系,以此构建“以学生为主体,重在培养其实践技能和创新能力”的实验教学体系[3]。
2.1有机化学基础实验
基础实验包括化学实验基础技能操作和常用仪器操作,内容相对简单,主要培养学生的基本实验操作技能。因此,实验内容的选择必须围绕这一目的,选择有代表性的实验内容。基础实验包括基本操作训练、简单合成和化合物性质实验。基本操作训练是学生进行实验操作的基础,是系列合成实验和创新性实验的顺利进行的保证。基础实验一般包括过滤、干燥、萃取、蒸馏、分馏、重结晶等基本的实验操作,熔点的测定、折光率及旋光度的测定等物理性质测试实验。通过这些实验可以较好地锻炼学生的基本操作能力。同时,选择1-溴丁烷、苯甲酸乙酯的合成等典型实验,使学生可以验证和巩固理论教学中的知识,得到较全面的实验技能的训练。在教学方式上,应注重信息化教学与传统教学相结合,通过视频和动画来代替传统实验教学中教师在黑板上板书,以提高学生的兴趣。同时,可适量应用板书对实验原理及反应中应注意的问题等进行讲解,以此达到最佳的教学效果。
2.2有机化学综合性实验
综合性实验在内容上选取与专业相关的内容,主要培养学生灵活运用基本知识能力和基本操作技能。根据天津现代职业技术学院专业特点,可选取专业相关的物质的合成作为综合性实验,如制药专业可选择合成水杨酸甲酯。水杨酸甲酯是从冬青树叶中提得,又叫冬青油,可用于香料医药制剂中口腔药与溶剂等赋香剂[4]。选其作为制药专业的合成实验,既可锻炼学生的操作技能,又可增加学生对制药专业知识的了解。展学生知识面,提高学生学习的兴趣。
2.3有机化学设计性实验
设计性实验主要培养学生自主研究的意识,查阅文献、制订实验方案、进行实验操作等都以学生为主,教师主要负责审核实验方案、加强实验过程的巡视、提供学生需要的配套设施,通过设计性实验以提高学生分析、解决问题能力和团队合作能力。在实验设计过程中,不仅要求学生设计合成路线,还要设计合成产物的提纯、性质分析等方面,整个实验过程由学生独立完成。设计性实验对学生的要求较高,学生除要掌握有关原理等理论,还要能巧妙地设计实验过程,以及解决实验过程中可能出现问题和困难。通过设计性实验的实施考查了学生的理论知识和实验技能,提高了其独立设计和完成实验的能力、分析问题和解决问题的能力,同时也培养了学生创新能力。此外,在整个教学过程中要体现绿色化学理念[6],从污染预防的基本思想出发,对学生进行环保、安全教育,使学生从思想上形成绿色化概念。
3建立过程性有机化学及实验的考核体系
传统的评价体系使学生认为学习是为考试而考试,为分数而考试,学完一门课程就以考试的形式给出结论,取得学分,获得毕业证[7]。这就造成了实验教学课堂教学中学生只注重实验结果、不注重实验操作过程基本操作能力的掌握[8]。针对这些问题,课程考核与评价的方法上也应做相应的创新和改革,对学生的评价应以过程性考核为主,考核每个实验任务的方案制定、操作、结果等,对每个实验任务给出相应的成绩,最终按百分比给出最终成绩。这种考核方式避免了以一次考试结果来评价学生,使学生完整的学习过程得以体现在最终成绩上。4结语课程改革是高职教育模式的重要转变之一。教师根据不同的专业特点,对课程体系、教学内容、教学方法、考核制度等多方面进行了积极的探索,以期构建出具有专业特色的有机化学及实验的教学体系,以适应新形势下高职高技术人才培养的需要。
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作者:王静 单位:天津现代职业技术学院