有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革研究*

刁小瓊，毛　璞，楊亮茹

(河南工業(yè)大學(xué)，河南　鄭州　450001)

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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革研究*

刁小瓊，毛璞，楊亮茹

(河南工業(yè)大學(xué)，河南鄭州450001)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是理工科的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，針對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在的問題合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，更新教學(xué)評(píng)分方法，有效地提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性；利用對(duì)比教學(xué)法加深了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)相似方法的區(qū)別掌握；在有機(jī)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)的概念，利用微課形式豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面。

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；比較法；微課

有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是理論教學(xué)的驗(yàn)證與補(bǔ)充，通過(guò)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，推動(dòng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、求實(shí)、創(chuàng)新的科學(xué)研究精神。但是長(zhǎng)期以來(lái)我們的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容相對(duì)陳舊和枯燥，形式比較單一模式化，甚至一些有毒有害的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生望而卻步，不愿接觸。那么如何探索一種既能激發(fā)學(xué)生興趣和熱情又能有效提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能的方式就成為新時(shí)期有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的任務(wù)和目標(biāo)。

1　發(fā)揮學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自主積極性[1,2]

學(xué)生是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主體,如何在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)是教師必須思考的問題。我們從實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備到實(shí)驗(yàn)過(guò)程，再到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的記錄整理做以調(diào)整調(diào)動(dòng)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的積極性。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)考核不能僅僅依靠實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告為單一考核依據(jù)，考核方法可采用平時(shí)考核與期末考核相結(jié)合的形式。我們采取平時(shí)實(shí)驗(yàn)課占考核成績(jī)的60%,期末實(shí)驗(yàn)考核占總成績(jī)的40%的方式綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果。平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核的目的是促使學(xué)生重視每一次實(shí)驗(yàn)課,增強(qiáng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力。平時(shí)成績(jī)以實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等幾方面進(jìn)行綜合評(píng)分。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)并不是讓學(xué)生簡(jiǎn)單的將實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗筒襟E抄寫一遍，更要求學(xué)生檢索實(shí)驗(yàn)中涉及的化合物和所用試劑等的物理參數(shù)，了解實(shí)驗(yàn)中各步驟的必要性和可行性。每次實(shí)驗(yàn)開始前減少教師的講解時(shí)間，改為抽選學(xué)生上臺(tái)講述本次實(shí)驗(yàn)的目的、原理、裝置、過(guò)程及注意事項(xiàng)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，教師只做必要的補(bǔ)充、更正和問題解答。該方法相較于傳統(tǒng)的僅依靠老師檢查預(yù)習(xí)報(bào)告和單純講述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的方式，更能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度和學(xué)生的參與度。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核涉及到實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、進(jìn)度安排合理與否、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)范記錄等各個(gè)方面,多角度的實(shí)驗(yàn)考核方式具有一定的合理性和科學(xué)性,在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中學(xué)生更加注重獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)配合和自身技能的提高,更能積極主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)操作,動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)也得到了提高。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中挑選操作最優(yōu)和比較具有創(chuàng)造性的小組進(jìn)行加分，并且鼓勵(lì)大家參觀學(xué)習(xí)，該方法一方面能增加優(yōu)秀學(xué)生的自豪感和實(shí)驗(yàn)積極性，另一方面對(duì)其他學(xué)生起到激勵(lì)作用，以增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和實(shí)驗(yàn)熱情，經(jīng)過(guò)幾年的總結(jié)發(fā)現(xiàn)該方法在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性方面效果良好。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象一欄要求學(xué)生按照時(shí)間順序來(lái)記錄，避免了學(xué)生大段照抄實(shí)驗(yàn)書，使得學(xué)生真正將書上的知識(shí)和自己的實(shí)際操作結(jié)合在一起，更好的理解和掌握每一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的異常及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和細(xì)節(jié)的關(guān)注程度。這樣從實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果三個(gè)方面對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)做以改進(jìn)，一定程度的激發(fā)了學(xué)生的參與熱情，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

2　采用比較教學(xué)法加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的掌握[3-4]

比較法是把多種客觀事物加以對(duì)比，以達(dá)到認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)和規(guī)律并作出正確評(píng)價(jià)的方法，是邏輯思維的一種重要方法。比較教學(xué)法在這里是指通過(guò)縱橫正反對(duì)比找出比較對(duì)象異同的教學(xué)方法。比較教學(xué)法可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，使概念明晰化，理論廣延化，點(diǎn)狀知識(shí)連續(xù)化，平面知識(shí)立體化。

應(yīng)用實(shí)例一簡(jiǎn)單蒸餾、分餾和減壓蒸餾實(shí)驗(yàn)。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)有機(jī)實(shí)驗(yàn)中分離提純液態(tài)有機(jī)化合物最常用的重要方式。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)都是利用混合物的沸點(diǎn)不同將液體混合物加熱使其氣化后分離，然后冷凝為液體收集的過(guò)程。學(xué)生剛接觸簡(jiǎn)單蒸餾的時(shí)候一般只能理解到該方法可用來(lái)分離液體化合物，因此我們安排簡(jiǎn)單蒸餾、分餾、減壓蒸餾三個(gè)實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)學(xué)生掌握簡(jiǎn)單蒸餾的操作后下一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分餾實(shí)驗(yàn)，這時(shí)候主要讓學(xué)生從裝置以及這兩種方法的適用范圍來(lái)對(duì)比學(xué)習(xí)，加深理解，使學(xué)生更細(xì)致的掌握沸點(diǎn)差在30 ℃以上的可以用簡(jiǎn)單蒸餾的方式來(lái)分離，但是沸點(diǎn)差較小的混合物則可以使用分餾裝置來(lái)分離，從而加深學(xué)生對(duì)不同體系不同處理方式的理解。接著進(jìn)行減壓蒸餾實(shí)驗(yàn)，主要比較減壓蒸餾和常壓蒸餾在裝置上及使用范圍的差異，通過(guò)比較法深入了解各種液體分離方式的優(yōu)缺點(diǎn)。最后設(shè)計(jì)一個(gè)混合體系，讓學(xué)生通過(guò)自行查閱相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的分離操作方式，鞏固對(duì)三種液體分離方式的掌握。

應(yīng)用實(shí)例二乙酸異戊酯的制備實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)采用兩種合成方法，第一種方法為18 mL異戊醇與24 mL的冰醋酸在硫酸(5滴)的催化下回流1小時(shí)，然后冷卻至室溫處理反應(yīng)；第二種方法為18 mL異戊醇與12 mL的冰醋酸在硫酸(5滴)催化下，架設(shè)分水裝置，加熱回流20分鐘，冷卻至室溫，處理反應(yīng)。兩種實(shí)驗(yàn)方式同步進(jìn)行，然后由學(xué)生比較兩種實(shí)驗(yàn)操作方式的區(qū)別以及乙酸異戊酯的產(chǎn)率大小，從而得出第二種方式更加高效經(jīng)濟(jì)，加深學(xué)生理解油水分離裝置的原理及優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)油水分離操作的掌握。最后由學(xué)生自行查詢相關(guān)參數(shù)來(lái)論述該操作是否適用于乙酸乙酯的制備實(shí)驗(yàn)，從而進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)方法的試用范圍的掌握。

通過(guò)比較教學(xué)法，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的興趣，有利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和提高，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

3　有機(jī)實(shí)驗(yàn)中滲透綠色化學(xué)概念[5-7]

根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱的要求，盡量選用體現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又豐富的實(shí)驗(yàn)。如用“1-溴丁烷的制備”代替“溴苯的制備”實(shí)驗(yàn)，避開或減少使用苯、溴等毒性較大的試劑；另外，多選用與日常生活聯(lián)系較大、又能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的反應(yīng)，如“從茶葉中提取咖啡因”、“花椒揮發(fā)油的提取”等實(shí)驗(yàn)，既能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，又能拓展知識(shí)面，同時(shí)還提高了學(xué)生對(duì)生活實(shí)際問題的解決能力。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)體系盡量系統(tǒng)化，最好能讓這一次的產(chǎn)物成為下一次的原料，節(jié)約成本，減少浪費(fèi)。例如重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物乙酰苯胺就可以作為下次熔點(diǎn)測(cè)定的原料；制備乙酸異戊酯的實(shí)驗(yàn)可以和折射率測(cè)定同時(shí)進(jìn)行，多余的產(chǎn)物還可以用作蒸餾實(shí)驗(yàn)的原料之一。

采用多媒體輔助教學(xué)減少化學(xué)藥品的損耗及有毒有害物質(zhì)對(duì)學(xué)生的侵害。多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量起著重要的作用。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)總是會(huì)不可避免的產(chǎn)生一些對(duì)環(huán)境有污染的物質(zhì)，并且一些實(shí)驗(yàn)毒副作用大，不適合較多學(xué)生在同一間實(shí)驗(yàn)室集中完成，也有一些實(shí)驗(yàn)需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，無(wú)法在有限的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)完成等，這時(shí)候可以利用微課的形式來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的缺憾。微課全稱微型視頻課程，以教學(xué)視頻為主要呈現(xiàn)方式，可以將跨度較長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)縮短至10～15分鐘以內(nèi)呈現(xiàn)在課堂上。在短短的15分鐘內(nèi)以視頻的表現(xiàn)手法使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法和步驟，清晰快捷，減少對(duì)環(huán)境的污染。利用微課的方式可以打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間和空間限制，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，豐富實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)形式，利于學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革發(fā)展的一種趨勢(shì)。

4　結(jié)　語(yǔ)

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中改革評(píng)分方式，引入平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)相結(jié)合的方式，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)；系統(tǒng)選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，采用比較法教學(xué)加深學(xué)生對(duì)相似實(shí)驗(yàn)體系和方法的理解及區(qū)別應(yīng)用；引入綠色化學(xué)概念，逐步培養(yǎng)學(xué)生樹立低碳意識(shí)，節(jié)約資源和能源，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展觀念深入學(xué)生心靈；引入微課教學(xué)等方式，補(bǔ)充一些課堂無(wú)法集中完成的實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握，增強(qiáng)對(duì)實(shí)際問題的解決處理能力。

[1]何樹華, 張淑瓊. 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和教學(xué)手段改革初探[J]. 長(zhǎng)江師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2011,27(6):148-150.

[2]彭浩，涂海洋，楊光富.擂臺(tái)式教學(xué)在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué)，2012,27(1):13-15.

[3]傅晶,鄧惠文,張富青. 比較教學(xué)法在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 化學(xué)工程與裝備, 2011(12):219-220.

[4]朱婧，肖永梅，馬麗.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[5]蘇璞, 付田霞. “綠色化學(xué)”理念下有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討與研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2011(36):178.

[6]李克華.綠色化學(xué)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的滲透[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2010(35): 177.

[7]余泰，李冰.微課在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015,34(4):199-201.

Research on Teaching Mode Reform of Organic Chemistry Experiment*

DIAO Xiao-qiong, MAO Pu, YANG Liang-ru

(Henan University of technology, Henan zhengzhou 450001, China)

Organic chemistry experiment is an important basic course in science and engineering specialty. The problem of traditional organic chemistry experiment is reasonable to adjust the teaching content, update teaching methods and improve students’ participation in the experiment. The micro lesson was used to deepen students’ mastery of basic experiments by using the method of comparative teaching, introduce the concept of green chemistry, and enrich the experimental content.

organic chemistry experiment; the method of comparative teaching; micro lesson

河南工業(yè)大學(xué)培優(yōu)工程2013年課程項(xiàng)目，河南工業(yè)大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2012GJYJ-Z05；2012GJYJ-B19)。

刁小瓊(1983-)，女，講師，主要從事有機(jī)化學(xué)教學(xué)和科研工作。

O621

A

1001-9677(2016)01-0202-02