時間:2023-03-23 15:03:50
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇有機化學(xué)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
二、充分利用多媒體,豐富教學(xué)形式
有機化學(xué)中涉及到大量化學(xué)方程式、電子結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)型等抽象概念,而多媒體課件則可以對其進行有效的補充。在講解相關(guān)反應(yīng)機理時,對于化學(xué)反應(yīng)過程最好做成動畫演示,幫助學(xué)生理解并且加深印象。例如,在講解碳原子雜化軌道形成過程中,電子躍遷,軌道的雜化過程可通過flas演示,教師應(yīng)結(jié)合每一步動畫講解相應(yīng)的機理,從而讓學(xué)生對抽象的過程有宏觀的認識。同時,在采用多媒體教學(xué)過程中,需注意板書與多媒體課件有機地結(jié)合,對于一些反應(yīng)過程必須利用板書進行詳細的講解,過分依賴課件有可能造成細節(jié)講解不透徹。在教學(xué)過程中,要注意引入生活中的案例,使枯燥的理論生活化。例如,在講授蛋白質(zhì)化學(xué)這一章內(nèi)容時,可先布置一個有關(guān)蛋白質(zhì)的小課題,讓學(xué)生課后查閱相關(guān)資料,并在課中進行講解。例如,在生活中,如果誤服了含有大量重金屬的食物,如何采用急救措施,其解毒原理又是什么?兒童重金屬中毒會對其生長發(fā)育有什么影響?學(xué)生通過對這些問題的查閱,搞清楚相關(guān)問題的原理,同時又增加了生活常識,從而達到學(xué)以致用。
三、理論聯(lián)系實際,重視實驗教學(xué)
在實驗教學(xué)過程中,可采用階段性實驗教學(xué),首先安排一些趣味性、實驗性較強的驗證實驗,例如,阿司匹林、染料合成、茶葉提取咖啡因等。對于這類實驗,學(xué)生往往表現(xiàn)出較大的興趣。另外,結(jié)合教師的科研項目,我們還可安排一些開放性實驗,實驗室在特定的時間內(nèi)向?qū)W生開放。例如,本課題組主要從事環(huán)境固體廢物處理及資源化研究,對于生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生,可讓他們參加到城市污泥好氧生物發(fā)酵的課題研究中,通過對課題的參與加深對本專業(yè)知識的理解,并且培養(yǎng)獨立思考和解決問題的能力。
四、完善課程考核體系
課程考核體系對一門課程的順利開展具有重要意義。大學(xué)學(xué)習(xí)中主要在于掌握學(xué)習(xí)方法,擴大知識面,而不能過分的強調(diào)考試分數(shù)的高低,不能單純以期末卷面考試成績的高低來考核學(xué)生對有機化學(xué)這門課的掌握情況。因此,需完善課程考核體系,加大平時成績和實驗操作成績的比重。在教學(xué)中可根據(jù)教學(xué)章節(jié)實際內(nèi)容,布置綜合性知識總結(jié)論文,要求學(xué)生在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上撰寫學(xué)習(xí)報告,培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)、思考、分析、概括問題的能力,還可以讓個別有能力的學(xué)生根據(jù)自己的興趣整理設(shè)計有機化學(xué)小課件,在學(xué)生中進行講解,并對相關(guān)學(xué)生進行加分,以提高其積極性。另外,適當增加課堂提問和設(shè)問并給出成績記錄,也能有效地提高和強化學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的積極性。結(jié)合隨堂小考、課堂提問、綜述論文、課件等平時成績,進行學(xué)生成績的綜合考查,并且加大平時成績在總成績中的比重,而不是僅僅以期末考試成績來考察對本門課程的掌握情況。
1.以“夠用”為度
增加實用的教學(xué)內(nèi)容,減少不必要的理論知識筆者學(xué)校根據(jù)課改“16字方針”(德育為先、因材施教、貼近企業(yè)、突出能力),在專業(yè)課程大綱、教學(xué)目標及專業(yè)課校本教材的選用上首先進行改革。專業(yè)課程大綱設(shè)置充分發(fā)揮校企合作委員會的作用,通過廣泛調(diào)研,使開設(shè)的課程能滿足企業(yè)崗位知識、技能的要求,又使學(xué)生具有進一步發(fā)展的空間。經(jīng)過兩年的摸索,將有機化學(xué)課程內(nèi)容分為四大塊:基礎(chǔ)內(nèi)容,專業(yè)相關(guān)內(nèi)容,人文和社會科學(xué)相關(guān)內(nèi)容,實驗及實踐內(nèi)容。教材是組織教學(xué)的基本依據(jù),沒有創(chuàng)新的教材,要實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新會困難重重。傳統(tǒng)教材有嚴重本科化的痕跡,對技校學(xué)生來說知識太難、太深,內(nèi)容太多。學(xué)生拿著厚厚的教材一籌莫展,嚴重影響了學(xué)習(xí)的興趣,打擊了學(xué)生的自信心。在課程改革中,筆者學(xué)校對有機化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容以“夠用”為度,減少不必要的理論知識,將學(xué)習(xí)內(nèi)容更為實用作為目標。在實踐中,通過校本教材逐步實現(xiàn)這一目標。校本教材中精簡和更新了教學(xué)內(nèi)容,進行了教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與整合,按照內(nèi)容少而精、增加學(xué)生自主性的原則,根據(jù)課程的特點,在精、新、易懂上做文章。還以實施實驗選修和設(shè)計為切入點,推動教學(xué)改革,完善以技能培養(yǎng)為主線的課程結(jié)構(gòu)。
2.增加實踐性課程
減少理論授課時間實驗室對人才的實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要作用。近年來,筆者學(xué)校加大了對專業(yè)實驗室教學(xué)設(shè)備的硬件投入,使實驗教學(xué)條件得到了很大改善。在教學(xué)計劃上,增加了實驗的時間,加強學(xué)生專業(yè)技能培訓(xùn)。同時建立開放型實驗室,增加學(xué)生在時間上的自由度,培養(yǎng)學(xué)生獨立工作的能力。學(xué)生“以我為主”,在教師引導(dǎo)下積極進行調(diào)查研究,查閱文獻、制訂方案、動手設(shè)計或?qū)嶒灐⒎治隹偨Y(jié)等,提高了實踐能力和創(chuàng)新意識。
3.增加企業(yè)實踐的機會
減小學(xué)生和企業(yè)的距離課改的方向是加強對學(xué)生能力的培養(yǎng),其中專業(yè)崗位技能是學(xué)生應(yīng)當具備的關(guān)鍵能力之一,不僅關(guān)系到學(xué)生的就業(yè),也關(guān)系到企業(yè)對學(xué)校培養(yǎng)對象的認同和社會對學(xué)校的認同。筆者所在專業(yè)的學(xué)生主要安排在市內(nèi)的醫(yī)藥生產(chǎn)和銷售等單位進行生產(chǎn)實習(xí)。企業(yè)實習(xí)讓學(xué)生認識藥劑專業(yè)的行業(yè)概況,初步了解處理流程,加深對所學(xué)理論的理解,擴大知識視野。教師要引導(dǎo)學(xué)生在實習(xí)期間感受企業(yè)氛圍,處理好人際關(guān)系,為學(xué)生踏入社會奠定基礎(chǔ)。
4.增加考核的方式
避免“一卷定終身”在有機化學(xué)教學(xué)中,突出“以能力為本位”的教改思路。改變傳統(tǒng)評價方式,對學(xué)生考核采取以能力為主的多方位綜合評價。建立和完善有利于學(xué)生健康成長的培養(yǎng)機制和考核體系,采取靈活多樣的人才培養(yǎng)方式。我們面對的學(xué)生是中職生,其教育應(yīng)是就業(yè)教育,而不是應(yīng)試教育。所以筆者認為考試不應(yīng)該把考查學(xué)生的記憶力作為重點,而應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、實際應(yīng)用能力為指向。針對學(xué)生考試搞突擊的局面,筆者學(xué)校在課改過程中將考核形式多樣化,用開卷考、口試、實驗操作考試、調(diào)查報告或小論文代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試。多樣的考試形式可以幫助學(xué)生改變學(xué)習(xí)方法,讓他們真正理解、掌握、運用書中的知識;同時便于老師在命題時,擴大學(xué)生的知識面,增加試題的靈活性,側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和研究能力。
5.增強教師的主動性和創(chuàng)造性
提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用,將傳授知識與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)融為一體。教師的教學(xué)方法應(yīng)根據(jù)對象的變化,不斷進行調(diào)整,靈活運用啟發(fā)式教學(xué)法、研討式教學(xué)法等。這些方法的實質(zhì)就是在教師的指導(dǎo)下,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,讓學(xué)生突破慣性思維的束縛,啟發(fā)學(xué)生自覺運用創(chuàng)造性思維等思維方式去探索新的理論和形成新的概念。筆者學(xué)校積極探索項目課程下的理實一體化、模塊化教學(xué)工作。新的教學(xué)方法與手段把形象性與生動性、科學(xué)性與啟發(fā)性有機結(jié)合,提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生通過教學(xué)環(huán)節(jié),形象、直觀地理解所學(xué)到的課程知識,拉近與知識的距離,從而進一步激發(fā)了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣。
6.采用新的教學(xué)手段
增強教學(xué)效果教學(xué)方式、教學(xué)手段的改革與創(chuàng)新,是課程改革與建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。在這個網(wǎng)絡(luò)時代,多媒體教學(xué)的應(yīng)用是課程建設(shè)現(xiàn)代化的標志。筆者學(xué)校教師改變一塊黑板、一支粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)方式,合理利用現(xiàn)代教學(xué)手段,例如多媒體等教學(xué)課件,增強教學(xué)內(nèi)容的形象化和直觀化,克服時空限制,因材施教,使知識、信息迅速傳播,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。在指導(dǎo)學(xué)生完成作業(yè)的同時,教師還可向?qū)W生介紹校內(nèi)外相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源,作為該課程教學(xué)的參考資料,包括電子書籍等,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在學(xué)生的實驗環(huán)節(jié)中,筆者學(xué)校充分運用視頻影像,把學(xué)生的操作拍成視頻,讓學(xué)生觀看,查找自己的不足,加深印象,提高了學(xué)生的興趣,收到了良好的效果。
大多數(shù)學(xué)校尚未涉足,若想使全社會公眾形成綠色化學(xué)意識,單靠幾所高校開課、幾個研究所進行研究是遠遠不夠的。若想改變公眾缺乏綠色化學(xué)意識的狀況,只有通過高師畢業(yè)生在基礎(chǔ)教育當中去開展綠色化學(xué)教育,這樣才能逐步影響到大眾。真正的綠色化學(xué)教育的精髓是在綠色化學(xué)原則的指導(dǎo)下把綠色化學(xué)融合于化學(xué)教材改革、化學(xué)教學(xué)改革、化學(xué)實驗改革等系列化學(xué)教育綠色化的創(chuàng)新過程。
2.各項政策不到位。
建議政府、化學(xué)界、環(huán)保界,尤其是教育界應(yīng)根據(jù)實際情況設(shè)立綠色化學(xué)及綠色化學(xué)教育獎項,提出各種綠色化學(xué)教育的政策法規(guī),建立合理的綠色化學(xué)化工教育考核制度。相信有各種政策的保障,各種獎項的頒發(fā),必將會加速全社會綠色化學(xué)意識的形成,實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。
3.教育體系不完善。
教師在課堂教學(xué)、實驗教學(xué)過程中應(yīng)始終貫徹綠色化學(xué)思想,要讓學(xué)生了解綠色化學(xué),樹立起綠色化學(xué)意識,培養(yǎng)其從事綠色化學(xué)研究與開發(fā)的能力。然而,我國目前的高等教育機構(gòu)還沒有形成完備的綠色化學(xué)教育體系,更不用說基礎(chǔ)教育了。因此應(yīng)該建立起一系列合理的綠色化學(xué)教育體系,以促進綠色化學(xué)教育的順利發(fā)展。綠色化學(xué)的發(fā)展將對環(huán)境保護起重大作用,它為人類的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)保證。綠色化學(xué)進入教育領(lǐng)域,從而進入化學(xué)教育,符合時代的呼喚。
二、有機化學(xué)教學(xué)中開展綠色化學(xué)教育的策略
1.在有機化學(xué)課堂教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育。
面對化學(xué)學(xué)術(shù)界悄然進行的綠色革命,廣大的化學(xué)教育工作者不能無動于衷,尤其是將來作為社會的科技革命主動力的大學(xué)生更應(yīng)該受到綠色化學(xué)教育,這就要求我們講究策略,指行動或行動計劃,以及為解決某問題或達到某目標而有意識做出的各種活動??上驳氖?,目前已有部分重點大學(xué)如中國科技大學(xué)開始開設(shè)“綠色化學(xué)”課程。但是,仍然有不少高校的教師未能意識到將此重要的新信息傳遞給學(xué)生的重要性。另外,雖然有部分高校已開始著手為研究生或高年級本科生開設(shè)“綠色化學(xué)”課程,但在當前相當多的高校存在教學(xué)課時緊張的狀況下,又帶來了專門的教學(xué)時間難以安排的新矛盾。因此,在有機化學(xué)教學(xué)中進行綠色化學(xué)教育的滲透,不失為解決問題的好辦法。在有機化學(xué)教學(xué)中進行綠色化學(xué)教育的滲透。具體來說,就是在進行有機化學(xué)教學(xué)時,對教學(xué)內(nèi)容涉及有關(guān)綠色化學(xué)知識的方面,給予適時地、適量地介紹,通過這種畫龍點睛的教學(xué)改革,可使學(xué)生在潛移默化中受到綠色化學(xué)教育。同時又不對原本非常緊張的教學(xué)安排造成新的沖擊。
2.在有機化學(xué)實驗教學(xué)中加強綠色化學(xué)教育。
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。有機化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)賴以形成和發(fā)展的基礎(chǔ),是檢驗化學(xué)知識真理性的標準,是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容和手段。有機化學(xué)實驗也是化學(xué)教育的最有效的教學(xué)形式。除此之外,有機化學(xué)實驗還具有重要的教育教學(xué)功能。從認識角度看,有機化學(xué)實驗是為學(xué)生提供化學(xué)教學(xué)認識問題的主要途徑,它為學(xué)生檢驗有機化學(xué)理論、認識有機化學(xué)科學(xué)知識、驗證有機化學(xué)假說提供了科學(xué)依據(jù)。從方法論角度看,有機化學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗操作過程、實驗方法的重要手段。從教學(xué)論的角度看,有機化學(xué)實驗?zāi)軇?chuàng)設(shè)一定教學(xué)情景,轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式,有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可以從有機化學(xué)實驗現(xiàn)象中去認識有機物,并通過自己的操作來培養(yǎng)各種能力,進而促進思維的發(fā)展和綜合能力的提高。教師將有機化學(xué)實驗置于一定的化學(xué)教學(xué)情景下,為實現(xiàn)一定的化學(xué)教學(xué)目的,而展開的一系列教學(xué)活動,就是所謂的“化學(xué)實驗教學(xué)”。有機化學(xué)實驗教學(xué)是有機化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,其對學(xué)生的科學(xué)思維、動手能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)起著重要的作用。有機化學(xué)實驗教學(xué)與綠色化學(xué)的聯(lián)系最緊密、最直接,是培養(yǎng)學(xué)生“從我做起”的好陣地,也是培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識的重要途徑。有機化學(xué)實驗教學(xué)能促進學(xué)生在知、情、意、行等方面統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展。有機化學(xué)實驗是有機化學(xué)學(xué)科的基石和學(xué)生可以直接感知的事實,通過有機化學(xué)實驗教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識是一個最好的切入點。在實驗教學(xué)中開展綠色化學(xué)教育是歷史的必然。當然,綠色化學(xué)與有機化學(xué)有著天然的血肉聯(lián)系。因此,在有機化學(xué)實驗教學(xué)中滲透綠色化學(xué)是最為合適的。學(xué)生在做實驗的過程中,通過自己親身體驗來理解綠色化實驗確實能減少或根本不產(chǎn)生污染,從而形成綠色化學(xué)意識。將一些傳統(tǒng)實驗方法與經(jīng)過綠色化改進的綠色化實驗方法進行比較,以此來說明通過用改進的綠色化實驗向?qū)W生滲透綠色化學(xué)教育是有效的途徑。
按照11版教學(xué)培養(yǎng)方案的修訂,有機化學(xué)由原來的126學(xué)時減少到108學(xué)時,上下半學(xué)期各54學(xué)時。同時,有機化學(xué)實驗也做了相應(yīng)的修改,由原來的90學(xué)時減少到70學(xué)時,上下半學(xué)期各35學(xué)時。在此次教學(xué)方案修改的同時,有機教研室依據(jù)教育部規(guī)劃教材特點,結(jié)合我?;瘜W(xué)專業(yè)長遠發(fā)展需求,立足于學(xué)生可操作性,本著“微型化、節(jié)約化”原則,進一步梳理與完善了有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容。在堅持熟練基本操作的基礎(chǔ)上,將教師科研方向中的一些原料合成作為教學(xué)內(nèi)容引入到了有機化學(xué)實驗操作中,例如,將降冰片烯二酸酐的制備引入教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生在鞏固雙烯合成理論的基礎(chǔ)上,進一步熟練如何利用已知原料合成目標產(chǎn)物的方法。再如,在重結(jié)晶實驗操作中,由于原料的恒定性,學(xué)生實驗往往很容易形成機械操作、簡單重復(fù)和照方抓藥等特點。為了打破重結(jié)晶原有實驗原料的單一性,我們借助重點實驗室這一平臺,跟有科研項目的老師一起交流并達成共識,他們合成的粗產(chǎn)物直接應(yīng)用到有機化學(xué)教學(xué)實驗中,形成了原料種類多樣性。變換原料,學(xué)生就得通過重結(jié)晶的步驟,合理選擇理想溶劑,提高了學(xué)生參與實驗的主動性,同時也為老師科研提供了保障,避免了實驗產(chǎn)品的浪費。另外,對先前的常量化實驗也進行了改進,引入了微量實驗儀器,樹立學(xué)生節(jié)約意識,進一步強化學(xué)生的實驗技能。
1.2教學(xué)模式的轉(zhuǎn)換
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式只注重學(xué)生實驗結(jié)果,往往忽視了實驗過程。有機化學(xué)實驗教改過程,首先,注重實驗前的準備。讓學(xué)生通過相關(guān)文獻檢索,吃透實驗操作中的一些問題,熟悉物料性質(zhì),確保實驗順利進行(見圖1)。其次,全面干預(yù)學(xué)生實驗操作過程。在實驗操作過程中既要強化學(xué)生的實驗操作技能,對于違規(guī)操作行為,要及時糾正,必要時要作為典型案例,引導(dǎo)全體學(xué)生注意,同時還要全面跟蹤學(xué)生實驗過程,設(shè)立專門教師實驗臺,實現(xiàn)學(xué)生和教師共同實驗,在實驗操作中及時將實驗過程中出現(xiàn)的問題反饋給學(xué)生,進一步培養(yǎng)學(xué)生對一些反常現(xiàn)象的理解和認識,鍛煉學(xué)生分析與解決問題的能力(見圖2)。第三,做好實驗結(jié)果總結(jié)與實驗報告信息反饋。對于實驗結(jié)果來說,由于個人的操作或多或少存在差異,尤其在現(xiàn)象描述、收率計算和物理參數(shù)測定等方面都多少存在分歧,采取集中討論與分散交流相結(jié)合的方式,干預(yù)學(xué)生實驗結(jié)果討論,引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果做出正確的判斷,為后續(xù)實驗報告的書寫奠定基礎(chǔ);對于實驗報告信息反饋,一要堅持原有認真批改實驗報告的做法,二要在新的實驗開始時做好實驗報告的點評工作,既要突出表揚優(yōu)秀的實驗報告,也要指出不合格的實驗報告,通過以“優(yōu)幫差”,切實發(fā)揮好“傳幫帶”的作用,逐步完善學(xué)生對實驗報告的書寫。三是對學(xué)生在實驗創(chuàng)新中提到的一些改進措施要給予合理的解釋,激發(fā)學(xué)生積極嘗試實驗的熱情,增進學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣。
1.3教學(xué)評價體系
老師通過實驗教學(xué)中的“預(yù)習(xí)、操作、衛(wèi)生和實驗報告”可以直觀地給學(xué)生在某個實驗中給予合理的分數(shù)。反過來,學(xué)生也要發(fā)揮監(jiān)督老師的作用,通過教學(xué)評價體系,可以反映出教師在實驗教學(xué)中的投入。學(xué)校雖然每年都通過教學(xué)評價系統(tǒng),讓學(xué)生對老師教學(xué)做出客觀公正的評價,進一步激發(fā)教師的教學(xué)熱情,但效果往往不是很理想。我們在有機化學(xué)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中引入了“一個實驗一評價體系”,采取無記名信息反饋,梳理后將意見轉(zhuǎn)達給任課教師,通過教研室活動討論,確定整改措施,并及時地應(yīng)用到下一個實驗中,并將有用信息擴大到了整個教研室活動中,使得教師在教學(xué)中豐富閱歷,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中長了見識。這種做法在學(xué)生與教師中已經(jīng)形成了良性互動,并得到了很好的評價效果。
1.4科研協(xié)助教學(xué)改革
有機化學(xué)實驗是在大學(xué)二年級開設(shè),學(xué)生已經(jīng)初步掌握了一些基本的實驗技能操作,在有機化學(xué)實驗實驗教學(xué)過程中,積極引導(dǎo)學(xué)生參與教師科研活動,增強學(xué)生對學(xué)科前沿知識的了解,提升學(xué)生對化學(xué)實驗的興趣。具體可通過內(nèi)蒙古每年舉辦的“挑戰(zhàn)杯”科技作品競賽和畢業(yè)生畢業(yè)論文的設(shè)計兩個途徑進行嘗試,讓學(xué)生以興趣小組形式參與到教師科研項目中,讓學(xué)生從教師科研活動中吸取寶貴的信息資料,獲得長足的進步。例如,β-氨基酮類化合物的合成(Mannich堿)是有機化學(xué)理論知識中的內(nèi)容,基本的有機化學(xué)實驗教學(xué)中并沒有此類化合物的實驗操作內(nèi)容,是一個綜合性很強的實驗操作,學(xué)生要從多組分溶劑的選取、TCL(薄板層析)、重結(jié)晶、熔點測定等一系列實驗技能入手,擴展了學(xué)生的思路,增強了有機實驗手段的連續(xù)性和銜接性。截至目前為止,已有兩屆學(xué)生10多人次,借助教師科研平臺,參與“挑戰(zhàn)杯”科技作品競賽,并獲獎;有三屆學(xué)生15人次,通過參與教師科研活動,發(fā)表了高水平的學(xué)術(shù)論文。當然,這些成績的取得反過來又促進了實驗教學(xué)的運行,在培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的同時,進一步拓展了學(xué)生在實驗中“敢想、敢問、敢做”的理念,從某種意義上也完善了新版教學(xué)培養(yǎng)方案。
1重構(gòu)課程體系框架
以“雙創(chuàng)”為導(dǎo)向,以課程為載體,以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐項目為依托,在做與學(xué)的過程中,滲透創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識、傳播創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方法、培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,構(gòu)建新型“有機化學(xué)”實訓(xùn)教學(xué)模式[3]。傳統(tǒng)的“有機化學(xué)”課程過分強調(diào)知識的完整性、系統(tǒng)性、邏輯性。本課題打破原有的課程體系,在每個章節(jié)實訓(xùn)內(nèi)容的選取上,從貼近生活的創(chuàng)業(yè)實踐項目與開放式實訓(xùn)項目入手,延伸至專業(yè)領(lǐng)域,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生了解物質(zhì)的性能與用途,掌握專業(yè)實操技能,并且注重創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識與能力的培養(yǎng)。“有機化學(xué)”實訓(xùn)項目列表如表1所示。
2實訓(xùn)教學(xué)改革方案的實施
2.1加強實訓(xùn)技術(shù)信息化的應(yīng)用。隨著多媒體、移動互聯(lián)網(wǎng)及智能終端的發(fā)展普及,充分考慮“00”后學(xué)生學(xué)習(xí)特點與習(xí)慣,利用本課題組成員近期出版的新形態(tài)一體化教材與在線開放課程平臺將原本系統(tǒng)的知識與技能科普化、碎片化、顆?;?,使學(xué)者不受時間和空間的限制,更方便地學(xué)習(xí),學(xué)生則更容易掌握知識技能,激發(fā)興趣,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。2.2優(yōu)化實訓(xùn)教學(xué)方法。在日常教學(xué)中,多引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目以及專利案例,有效調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新積極性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感,促進學(xué)生的創(chuàng)新實踐,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。以開放式的實訓(xùn)項目為依托,可以使學(xué)生由知識技能的被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的能動建造者,鼓勵學(xué)生在實驗方法的改良、儀器的改造等方面進行創(chuàng)新研究,閃現(xiàn)的新思路、新問題、新措施都能成為可申請專利的新方法、新工藝、新技術(shù)[4]。2.3加強實訓(xùn)教學(xué)的延展性。“有機化學(xué)”實訓(xùn)教學(xué)不局限于課堂內(nèi)的學(xué)習(xí),亦不局限于本專業(yè)的應(yīng)用,還可以延伸到專業(yè)外的其他領(lǐng)域。學(xué)生通過“有機化學(xué)”實訓(xùn)項目列表掌握的知識與技能可以指導(dǎo)學(xué)生社團的實踐活動,在原有的生物科技協(xié)會和DIY手工協(xié)會的基礎(chǔ)上,注入課程元素,與專業(yè)結(jié)合,使所學(xué)知識技能得以鞏固、升華與泛化,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,鼓勵學(xué)生制作創(chuàng)新產(chǎn)品。2.4改革考核方式。目前,本課程的考核方式是重期末、輕過程的傳統(tǒng)評價模式,這不利于全面評價學(xué)生的知識能力水平,不利于雙創(chuàng)人才的培養(yǎng)。應(yīng)采取多元化、立體化的考核方式,如個人與小組考核相結(jié)合、理論與實踐考核相結(jié)合、基礎(chǔ)知識技能與創(chuàng)新能力考核相結(jié)合,將學(xué)生參加的創(chuàng)新實踐、競賽、專利以及撰寫項目計劃書、論文等納入考核范圍。2.5提升課程教學(xué)團隊的雙創(chuàng)教學(xué)能力。通過派送調(diào)研、學(xué)習(xí)考察、進修培訓(xùn)等方式,不斷提高課程教師的高職教育水平、專業(yè)水平、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能力。為落實“三教”改革新任務(wù),堅持“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促改、以賽促建”,致力提升教師的專業(yè)教學(xué)水平和實踐創(chuàng)新教學(xué)能力,打造教學(xué)創(chuàng)新團隊,全面提升學(xué)院教學(xué)質(zhì)量。
3實施效果評估
通過學(xué)生評價、同行評價以及對改革前后教師和學(xué)生在思想觀念、教學(xué)行為、學(xué)習(xí)行為、創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)等方面的內(nèi)容進行深入細致的比較(見表2),2018級學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與各能力的發(fā)展明顯優(yōu)于前兩屆(見圖1),故判斷新型“有機化學(xué)”實訓(xùn)教學(xué)改革方案具有可行性。
2.利用多媒體創(chuàng)設(shè)和諧輕松的教學(xué)氛圍
引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣傳統(tǒng)的數(shù)理化教學(xué)易給人一種呆板、沉悶的感覺,不易使習(xí)慣形象和感性思維的學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。而多媒體的形象生動等特點正好可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)的不足。比如,在講解酸的時候,就可用醋來作為課題引入,放映有關(guān)醋的歷史、分類及醋的妙用的視頻動畫或者是相關(guān)圖片配以和諧優(yōu)美的音樂,讓學(xué)生能帶著輕松愉快的心情進入后面部分的學(xué)習(xí)。
3.幫助理解重難點內(nèi)容
樹立學(xué)習(xí)的信心,保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣信心也是興趣產(chǎn)生的一個重要因素,對于在學(xué)習(xí)過程中遇到的挫折或困難,意志堅定、求知欲強的學(xué)生一定會通過不懈的努力或用不同方法解決,而另外一部分學(xué)生可能就此而受到打擊,從而影響學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)信心,因此降低學(xué)習(xí)興趣。有機化學(xué)中一些較抽象的知識點,如有機物質(zhì)分子空間立體結(jié)構(gòu)和同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu),這需要學(xué)生具有一定的空間想象能力,對于部分學(xué)生來說,比較困難,如果能制作成三維效果圖或者是具有交互功能的動畫,可以達到直觀形象、一目了然的效果,學(xué)生理解起來也更加容易。
4.利用信息技術(shù)開展多種課外活動
提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣一是可利用課外活動時間為學(xué)生播放有機化學(xué)趣聞、生活中常見的有機化學(xué)物、有機化學(xué)反應(yīng)或電視節(jié)目、魔術(shù)表演中的有機化學(xué)現(xiàn)象。二是建立興趣活動小組,分小組完成實踐性作業(yè)、調(diào)查性作業(yè)以及課題研究。比如課題“塑料袋與白色污染”,學(xué)生可以自行通過網(wǎng)絡(luò)查找、收集、加工、整理有關(guān)塑料的主要成分、化學(xué)性狀、生產(chǎn)加工方法,為什么會引起白色污染,如何降低污染、保護環(huán)境等,最后形成論文或電子稿。通過論壇或博客發(fā)表,與老師、同學(xué)或其他網(wǎng)友共享交流,通過這種方式,不僅可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團隊協(xié)助精神,還能讓他們通過發(fā)表、共享等方式得到自我滿足,增強自信心和學(xué)習(xí)的動力,從而提高學(xué)習(xí)興趣。
5.利用信息技術(shù)為學(xué)生搭建良好的自主學(xué)習(xí)平臺
創(chuàng)建平等的互助交流環(huán)境利用信息技術(shù)可讓學(xué)習(xí)成果得以鞏固,學(xué)習(xí)“攔路虎”得以及時解決,加強學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生可能一開始表現(xiàn)得還是挺有興趣,可是隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的增多、學(xué)習(xí)難度的加深,其學(xué)習(xí)興趣就會逐漸減退。我們可以嘗試做以下幾個方面的工作:①利用化學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)站進行課外自主學(xué)習(xí),有條件的話,可自行建設(shè)有機化學(xué)專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站,教師將教案、課件、動畫、視頻或收集整理的相關(guān)資料上傳供學(xué)生參考。同時,學(xué)生也可將自己的學(xué)習(xí)心得、經(jīng)驗、研究成果上傳。②建立學(xué)習(xí)交流群,教師可以利用課外業(yè)余時間為學(xué)生們答疑解惑,及時解決學(xué)生們的學(xué)習(xí)疑問;學(xué)生之間也可就學(xué)習(xí)經(jīng)驗進行交流:開設(shè)有機化學(xué)學(xué)習(xí)論壇,設(shè)立各種討論主題,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好或者不足之處有選擇地進入相關(guān)主題進行討論交流。③利用搜索引擎、在線答疑等信息工具尋求其他網(wǎng)友或名師的支持。④利用輔學(xué)型課件或智能評測系統(tǒng),進行自測練習(xí),及時檢測學(xué)習(xí)效果。
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)成的重要性認知不足?,F(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行考慮。
(一)編寫與時俱進的有機化學(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,達到保護和改善環(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?,F(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。在當今相當一部分高校中,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。
2改進方法、多頭并用、提高教育教學(xué)質(zhì)量
2.1積極進行教學(xué)模式
改革傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)一般都是老師“唱主角”,學(xué)生“做配角”.老師講、學(xué)生聽,聽完重復(fù)經(jīng)典的實驗內(nèi)容.不但教學(xué)方法單一,學(xué)生也始終處于被動接受知識地位,自小,學(xué)生的主體作用沒有得到發(fā)揮.這不利于激發(fā)學(xué)生的實驗興趣.同時也抑制了學(xué)生的思維能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力的提高.因此,這就需要我們積極進行教學(xué)模式改革.學(xué)生預(yù)習(xí)方法的改進.成功的實驗,離不開實驗前的預(yù)習(xí)“.給人以魚,不如授之以漁”針對每個實驗命題,除了要求學(xué)生了解實驗?zāi)康?,領(lǐng)會實驗原理,了解實驗操作方法、步驟以外.還要求學(xué)生查文獻;想實驗設(shè)計;寫內(nèi)容組合;議分析結(jié)果.并找到操作的注意事項.通過課前預(yù)習(xí)報告的檢查,課堂互動式交流給以監(jiān)督.這樣的預(yù)習(xí),學(xué)生就會積極動腦,用心領(lǐng)會.同時也是學(xué)生文獻查閱能力、思維能力、歸納總結(jié)能力、綜合運用能力得到提升的過程.不懂的問題學(xué)生也會帶著疑問進入實驗室,這就為做好每一個實驗奠定了基礎(chǔ).教師角色的轉(zhuǎn)變.改變了過去課堂教學(xué)中過于強調(diào)知識傳授的傾向,努力形成學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)的態(tài)度.使學(xué)生獲得基礎(chǔ)知識與基本技能的過程成為學(xué)會學(xué)習(xí)和形成正確價值觀的過程.發(fā)揮學(xué)生主體作用.每次實驗課都由2-3名學(xué)生依據(jù)自己預(yù)習(xí)情況,分別根據(jù)老師的提問來講解實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗步驟、注意事項等.教師做出必要補充、糾正、解答.部分實驗可以讓學(xué)生分組進行對比,如改變某些反應(yīng)條件(溫度、時間)看對實驗結(jié)果的影響.將探究式方法揉入教學(xué)中.使學(xué)生受所講課程的“感化”而去鉆研和探尋.正是這種“感化”,才可使學(xué)生得到如何去獻身未來事業(yè)的方法和應(yīng)用本領(lǐng).實驗課的講解既需要學(xué)生掌握基本的實驗操作技能,鞏固理論知識,又要形成一個完整的解決問題的思路,還要學(xué)會用類似的方法,解決類似的問題.因此指導(dǎo)學(xué)生掌握認知過程比掌握學(xué)習(xí)的結(jié)果更為重要,它具有相對的穩(wěn)定性和長效性.具有廣泛的遷移作用.在實驗課教學(xué)中,教師善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,進而解決問題.這也是“應(yīng)用”能力提高的過程.多媒體教學(xué)進入實驗課堂.傳統(tǒng)的“一本書、一本教案、老師滿堂灌”教學(xué)模式已跟不上現(xiàn)在的教育發(fā)展趨勢.因此,教學(xué)手段必須現(xiàn)代化和信息化.多媒體教學(xué)的引入,充分利用了網(wǎng)絡(luò)教育資源.不但增大了課堂信息容量,而且還節(jié)省了老師的板書時間.特別是在安全教育方面還有其他方法不可替代的作用,通過PPT的演示可以讓學(xué)生更直觀看到爆炸、燃燒等現(xiàn)象.增加了學(xué)生的感性認識.多媒體和板書相結(jié)合的教學(xué)模式大大的提高了課堂教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量.綠色環(huán)保貫徹始終.無論是有機化學(xué)實驗中的驗證實驗、還是制備合成及提取等實驗都用到大量有機試劑.在保證實驗現(xiàn)象和效果的前提下,我們都采用微量或半微量的模式來完成教學(xué).既經(jīng)濟又環(huán)保還達到了教學(xué)目的.制備合成實驗中得到的產(chǎn)品有一部分直接用于性質(zhì)實驗和基本操作訓(xùn)練(如苯甲酸、環(huán)己烯等),對實驗中產(chǎn)生的固體廢棄物和廢液統(tǒng)一回收統(tǒng)一處理.最大限度的降低了對環(huán)境的污染.
本校學(xué)生的有機化學(xué)實驗內(nèi)容所涉及的范圍較廣泛,主要分為有機液體化合物的制備和固體化合物的制備兩大塊,所用的試劑比如有易燃易爆的乙醚,有易腐蝕的強酸強堿如濃硫酸和強堿氫氧化鈉等,還有些有毒性的如溴化氫等。如果不加強管理,學(xué)生隨便取用,不注意操作規(guī)范,用完后隨意放置,就會造成很大的安全隱患。因此在實驗過程中化學(xué)藥品的管理顯得尤為重要,是屬于重點管理的要素之一[3]。
1.2儀器設(shè)備的安全使用問題
有機化學(xué)實驗室的設(shè)備主要分為兩大類,玻璃儀器類和電器類。玻璃儀器易碎,在玻璃儀器的安裝、使用以及洗滌、干燥等步驟都必須小心,很容易造成割傷等意外。在我們實驗室,一根小小的溫度計,經(jīng)常因為在使用過程中操作不當,每年都有學(xué)生因此而被割傷,極大影響了學(xué)生做實驗的進度。另外做有機化學(xué)實驗通常需要加熱加壓等操作,需要用到水浴或者油浴,或者電熱套等儀器,有些學(xué)生使用電熱套不當造成短路,還有把溶劑濺入電熱套而造成冒出濃煙的情況多有發(fā)生。還有使用比較頻繁的干燥箱,都可能因操作不當出現(xiàn)故障,會打亂正常的教學(xué)工作。另外,一些老化的設(shè)備在使用過程中更要格外小心,防止造成安全事故。
1.3完成實驗后的收尾工作存在的安全問題
實驗完成后,我們要求學(xué)生回收實驗產(chǎn)物,清洗清點儀器,做好實驗臺面和實驗室清潔衛(wèi)生,檢查水電是否關(guān)閉,實驗室門窗是否關(guān)閉。曾經(jīng)有學(xué)生因窗戶沒有及時關(guān)閉,下雨造成實驗室的漏水殃及樓下實驗室的事件發(fā)生,造成不好的影響。
2培養(yǎng)安全意識的措施
2.1明確各方人員職責(zé)
完成一項實驗,需要實驗室工作人員的前期準備,作為主體參與者的學(xué)生以及指導(dǎo)的教師共同的分工合作協(xié)調(diào)。一般來說,實驗員為學(xué)生提供實驗所需的藥品試劑等;指導(dǎo)教師負責(zé)學(xué)生的整體規(guī)劃,并督促學(xué)生按規(guī)章開展實驗。不管是實驗員還是教師,要對學(xué)生安全使用儀器設(shè)備,實驗進程的合理安排,突發(fā)事件的應(yīng)急處理進行培訓(xùn)。作為實驗的主體—學(xué)生,我們就要做進一步的要求,在進實驗室之前要求他們對本次實驗的實驗流程和操作中的相關(guān)注意事項做好預(yù)習(xí)工作。
2.2化學(xué)藥劑的安全使用
進行有機化學(xué)實驗所用的藥品具有有毒、易燃、易爆或腐蝕性等一些特點。下面我以大學(xué)有機化學(xué)實驗的制備實驗“相轉(zhuǎn)移催化法合成苯甲醇”為例,探討如何對學(xué)生進行安全教育。在這個實驗中,要達到的實驗?zāi)康氖且莆整u代烴制備醇的原理和方法,了解相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)的原理及其應(yīng)用,掌握機械攪拌,加熱回流,萃取,干燥,常壓蒸餾等基本操作。使用的試劑包括:苯氯甲烷,催化劑四乙基溴化銨,無水碳酸鉀,乙醚,無水硫酸鎂。那么針對試劑這一塊的安全教育,要求學(xué)生進實驗室之前,了解所用藥品的物理化學(xué)性能,比如苯氯甲烷要求學(xué)生能了解到它的腐蝕性,這樣學(xué)生在加料時就要小心,不要弄到皮膚上。一旦灑到皮膚上,要立即用水處理,再用肥皂水洗,還有它的催淚效應(yīng)等;比如無水乙醚的易燃易爆低沸點的性質(zhì),使用過程中周圍避免明火,蒸餾時應(yīng)該采用水浴加熱以及回收乙醚的存放還有它的麻醉性的了解。這里舉此例說明在進入實驗室之前,學(xué)生應(yīng)該對自己在實驗過程中使用的試劑藥品的物理化學(xué)性質(zhì)要有全面的了解,這是保證實驗成功及自身安全非常重要的一個環(huán)節(jié)。
2.3儀器設(shè)備的安全使用
現(xiàn)在的有機化學(xué)實驗所使用的玻璃儀器大多是標準接口玻璃儀器,那么在實驗前要對標準口的玻璃儀器的使用進行學(xué)習(xí)。要裝配一個實驗裝置,主要靠的是玻璃儀器的連接,把磨口和磨塞輕微地對旋連接,不宜用力過猛,不得在有角度時強行扭轉(zhuǎn),以免玻璃儀器破損割傷自己。在進行實驗時,常常使用的溫度計的破損最為嚴重,很多學(xué)生在給溫度計套上橡膠塞時,手握的距離過遠,導(dǎo)致溫度計斷裂,割傷手,另外水銀溫度計還存在一個水銀的回收處理問題。所有這些,都要求學(xué)生在實驗過程中去學(xué)習(xí)鍛煉,做到安全使用。仍然以“相轉(zhuǎn)移催化法合成苯甲醇”為例,這個實驗所用的實驗裝置是一臺機械攪拌器。機械攪拌器使用不當,會造成儀器的破損、試劑的灑落并使實驗無法完成。因此在使用前,要指導(dǎo)學(xué)生對儀器安全使用,比如裝配時保證攪拌棒垂直,攪拌頭離瓶底的高度,開啟攪拌前要檢查裝置是否穩(wěn)妥,剛啟動時轉(zhuǎn)速不宜太快等。當然儀器的安全使用還有很多方面,本文只是提出一個例子供參考。
2.4對實驗風(fēng)險的預(yù)見及處理
事故應(yīng)急預(yù)案是一種預(yù)先設(shè)置的危機處理機制和安全管理措施,其目的是為有效預(yù)防,及時控制和消除實驗過程中突發(fā)事件及其危害,最大限度地減少對實驗室工作人員、環(huán)境和社會造成的危害[4]。當然即使對學(xué)生進行了足夠的安全知識教育,學(xué)生也預(yù)習(xí)了實驗過程所使用的藥品的物理化學(xué)性質(zhì)以及掌握了儀器的正確使用,但是實驗畢竟是一種操作實踐過程,作為具有自主性的學(xué)生,仍然會有突發(fā)的實驗事故發(fā)生。在這種情況下,指導(dǎo)教師要做一些應(yīng)急處理,也要培養(yǎng)學(xué)生處理突發(fā)事件的能力。針對實驗過程中發(fā)生的一般傷害、火災(zāi)、爆炸、中毒等突發(fā)事件而制定人員隔離機制、事故處理、事故報警等應(yīng)急預(yù)案[5]。
建立實驗教學(xué)新體系課程內(nèi)容的質(zhì)量關(guān)系著學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和積極性。合理地設(shè)置課程體系,對學(xué)生實踐能力和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)至關(guān)重要??偟膩碚f,有機實驗課程的設(shè)置應(yīng)從基礎(chǔ)、合成、設(shè)計三個層次,微型、綠色、與時俱進三個特色全面培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識。需注意以下幾點:
1.1加強基礎(chǔ)操作訓(xùn)練,夯實基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗按內(nèi)容分為基礎(chǔ)操作實驗、有機合成實驗和綜合設(shè)計性實驗三大塊。為了縮減課時,一些常用的基礎(chǔ)操作訓(xùn)練如常壓蒸餾、液液萃取、重結(jié)晶等操作由于其在后續(xù)合成實驗中出現(xiàn)的機會多,常常被壓縮到合成實驗中一起做,而未單獨訓(xùn)練。通過實踐證實,這樣做效果很不好。因為合成實驗牽涉的操作步驟多,實驗過程匆忙,對基本操作的訓(xùn)練達不到規(guī)范要求,更談不上培養(yǎng)良好的操作習(xí)慣了。而沒有好的基本操作技能,也不可能達到合成實驗要求的培養(yǎng)綜合實驗?zāi)芰Φ哪繕耍卤豆Π?。我校學(xué)生是在大一下學(xué)期開設(shè)有機化學(xué)實驗課的,通過近些年的教學(xué)發(fā)現(xiàn),大一學(xué)生的實驗技能和實驗素質(zhì)都很差。由于中學(xué)教學(xué)圍繞高考“指揮棒”轉(zhuǎn),存在“做實驗不如講實驗,講實驗不如背實驗”的不良傾向,造成中學(xué)實驗教學(xué)與大學(xué)實驗教學(xué)的嚴重脫節(jié)。這種脫節(jié)現(xiàn)象既不利于教學(xué)質(zhì)量的提高,又影響了學(xué)生的身心發(fā)展。因此對于某些非常重要的基礎(chǔ)操作,要做到教師認真講解,學(xué)生反復(fù)練習(xí)。只有把基礎(chǔ)打扎實了,學(xué)生才能具備獨立操作有機合成實驗的能力。
1.2有機合成實驗與有機化學(xué)理論教學(xué)緊密結(jié)合,理論聯(lián)系實際有機合成實驗的進行緊隨基礎(chǔ)操作實驗教學(xué)之后,不僅能夯實有機實驗基本功,而且是理論教學(xué)中的一些重要反應(yīng)的實踐驗證過程。作為培養(yǎng)學(xué)生動手能力和解決問題能力的一個承前啟后的環(huán)節(jié),必不可少。通過這些合成實驗的學(xué)習(xí),同學(xué)們不僅更加熟練了普通蒸餾、液液萃取、重結(jié)晶等一些基礎(chǔ)操作,而且對課本中反復(fù)提到的親核加成反應(yīng)、羥醛縮合反應(yīng)、酯縮合反應(yīng)、康尼扎羅反應(yīng)等都有了極深的感性認識。值得注意的是,這些有機合成實驗的教學(xué)時間安排應(yīng)和理論教學(xué)很好地結(jié)合起來,努力做到理論和實踐的結(jié)合。
1.3開設(shè)綜合設(shè)計性實驗,強調(diào)啟發(fā)式教學(xué)通過基礎(chǔ)實驗技能的培養(yǎng)、有機合成實驗的進一步練習(xí),在學(xué)生打好基礎(chǔ)的前提下,開展綜合設(shè)計性實驗。實驗教學(xué)初期,教師在講授有機實驗基礎(chǔ)操作的時候應(yīng)做到搭裝置示范,認真講解,耐心指導(dǎo)。在學(xué)生打好基礎(chǔ)后,就應(yīng)該調(diào)整教學(xué)方案,改變教學(xué)模式,由主角變導(dǎo)演,將學(xué)生放在主角的位置上,打破傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動接受的弊端,采用討論式、提問式、啟發(fā)式、發(fā)現(xiàn)式等多種方法引導(dǎo)學(xué)生,由他們自己主動地去完成對本次實驗課內(nèi)容的理解和掌握。由有解實驗變?yōu)榍蠼鈱嶒?,由知識積累變?yōu)橹悄荛_發(fā)。這種教學(xué)模式,對提高學(xué)生的主動性和獨立思考能力起到積極作用。設(shè)計性實驗可從實驗教材中已有的合成實驗的反應(yīng)條件、實驗裝置的優(yōu)化出發(fā),逐步擴展到給定目標化合物,同學(xué)通過查閱文獻、參考書,設(shè)計合成路線、實驗裝置,最終合成目標化合物。綜合設(shè)計性實驗的開設(shè),對于培養(yǎng)學(xué)生獨立進行科學(xué)實驗的能力、良好的科研素質(zhì)、獨立獲取相關(guān)文獻資料的能力都起到了決定性作用。
1.4采用微型化實驗方法來代替部分常規(guī)實驗方法,減少實驗事故的發(fā)生微型化學(xué)實驗是由美國的Mayo博士及其同事從1982年開始研究并試用的一種新型實驗方法。它是以微小量的試劑,在微量化的儀器裝置中進行實驗。其試劑用量是常量制備實驗的十分之一至千分之一,固體約為10mg~100mg,液體約為0.1mL~2mL。由于有機實驗試劑毒性大,揮發(fā)性強,易燃易爆,因此有機實驗的安全教學(xué)一直是教學(xué)中的一個重點。微型化實驗的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在實驗試劑用量少,輔助材料用量少,反應(yīng)時間短,不僅降低了實驗成本,而且相應(yīng)減少了爆炸、著火、中毒等事故的發(fā)生率,改善了實驗環(huán)境,極大地減少了實驗過程對環(huán)境的污染,提高了教學(xué)質(zhì)量。目前,北京大學(xué)、山東大學(xué)、中山大學(xué)、云南大學(xué)等全國幾十所高校均把微型化實驗列為有機實驗教學(xué)的內(nèi)容。北京大學(xué)摸索了小量-半微量有機合成,已在教學(xué)中使用多年,效果良好,值得我校學(xué)習(xí)。
1.5盡量使用低毒無毒的有機試劑,創(chuàng)建綠色環(huán)保的有機實驗教學(xué)體系在實驗內(nèi)容的安排上,應(yīng)努力實現(xiàn)綠色化。綠色化學(xué)的基本內(nèi)容是:由無毒害的原料,在無毒害的催化劑、溶劑等反應(yīng)條件下,獲得對環(huán)境友好的產(chǎn)物。有機化學(xué)實驗不可避免地會產(chǎn)生一些三廢,在有機化學(xué)實驗過程中應(yīng)該合理收集和排放三廢,如對廢棄物不處理隨意排放,不僅對環(huán)境造成污染,而且會淡化學(xué)生的環(huán)保意識,養(yǎng)成不良的實驗習(xí)慣。在實驗操作中要求學(xué)生將實驗中產(chǎn)生的廢氣進行處理、對廢液進行回收處理、對產(chǎn)品進行回收利用。近些年,我校在這方面做出了努力,如將基本無毒的環(huán)己烷代替苯做為共沸除水劑、反應(yīng)溶劑,將乙醇代替甲醇做為重結(jié)晶使用的溶劑,及時進行實驗三廢的處理等。但總體感覺力度過小,有待進一步加強。
1.6及時向?qū)W生介紹實驗新技術(shù)新儀器,與時俱進儀器設(shè)備陳舊是高校實驗教學(xué)的一個普遍問題,這不適應(yīng)日新月異的實驗技術(shù)的發(fā)展。為培養(yǎng)適合社會的新型人才,在教學(xué)中應(yīng)注意及時將先進的儀器技術(shù)設(shè)備介紹給學(xué)生,例如:在介紹熔點的測定時,除介紹了毛細管測定法外,還應(yīng)介紹顯微熔點儀、電熱熔點儀、熱分析儀測定法,并演示顯微熔點儀測熔點的操作;在介紹普通蒸餾裝置時,應(yīng)將旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀介紹給學(xué)生并作演示實驗;在介紹制備化合物的紅外光譜時,應(yīng)使用傅立葉紅外光譜儀就學(xué)生自己制備的產(chǎn)品作譜圖,這樣不僅擴寬了學(xué)生的知識面,開闊了視野,而且增強了學(xué)生的實驗動手能力,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2建立完善的考核制度
加強實驗教學(xué)質(zhì)量調(diào)控實驗成績考核制度直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極性。規(guī)范實驗考核制度能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,對提高學(xué)生的實驗動手能力、獨立思考能力和創(chuàng)新能力起到了至關(guān)重要的作用。為了能客觀公正地反映學(xué)生的實驗?zāi)芰?,筆者認為有機實驗成績應(yīng)改變原來單純憑印象給分的錯誤方法,而由平時考核、實驗筆試和期末考核三部分綜合量化給分,具體實施方案如下:
2.1注重平時考核,加大其在總成績中的比例教師對于平時實驗的考核應(yīng)分兩部分組成。一部分是由出勤率、實驗態(tài)度、實驗裝置的搭建、實驗結(jié)果、衛(wèi)生情況等組成,另一部分是實驗預(yù)習(xí)報告、實驗記錄、實驗報告成績。教師針對以上提出的幾個指標制作實驗考核卡片,以5分制及時記錄學(xué)生實驗情況,期末將每次實驗的成績總評而給出平時成績。
2.2開設(shè)實驗基礎(chǔ)內(nèi)容筆試,進行量化考核為了預(yù)防學(xué)生只會做實驗而不懂實驗原理的現(xiàn)象出現(xiàn),在學(xué)期末安排實驗筆試考試??己藘?nèi)容主要是有機化學(xué)實驗的重要知識,包括實驗室規(guī)則及安全常識,化學(xué)儀器的使用和養(yǎng)護方法,基礎(chǔ)操作的原理及適用范圍等。
2.3設(shè)置期末考核實驗,充分反映學(xué)生的實驗動手能力在學(xué)期末,安排一個全面涉及基礎(chǔ)操作的合成實驗作考核。就實驗預(yù)習(xí)報告、實驗態(tài)度、實驗裝置的搭建、實驗情況記錄、實驗報告(要求當場交)完成情況、衛(wèi)生情況等方面作綜合考察。