时间:2023-04-06 18:33:32
导语:在有机化学实验论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
1.1教学内容的梳理与整改
按照11版教学培养方案的修订,有机化学由原来的126学时减少到108学时,上下半学期各54学时。同时,有机化学实验也做了相应的修改,由原来的90学时减少到70学时,上下半学期各35学时。在此次教学方案修改的同时,有机教研室依据教育部规划教材特点,结合我校化学专业长远发展需求,立足于学生可操作性,本着“微型化、节约化”原则,进一步梳理与完善了有机化学实验教学内容。在坚持熟练基本操作的基础上,将教师科研方向中的一些原料合成作为教学内容引入到了有机化学实验操作中,例如,将降冰片烯二酸酐的制备引入教学环节,让学生在巩固双烯合成理论的基础上,进一步熟练如何利用已知原料合成目标产物的方法。再如,在重结晶实验操作中,由于原料的恒定性,学生实验往往很容易形成机械操作、简单重复和照方抓药等特点。为了打破重结晶原有实验原料的单一性,我们借助重点实验室这一平台,跟有科研项目的老师一起交流并达成共识,他们合成的粗产物直接应用到有机化学教学实验中,形成了原料种类多样性。变换原料,学生就得通过重结晶的步骤,合理选择理想溶剂,提高了学生参与实验的主动性,同时也为老师科研提供了保障,避免了实验产品的浪费。另外,对先前的常量化实验也进行了改进,引入了微量实验仪器,树立学生节约意识,进一步强化学生的实验技能。
1.2教学模式的转换
传统的实验教学模式只注重学生实验结果,往往忽视了实验过程。有机化学实验教改过程,首先,注重实验前的准备。让学生通过相关文献检索,吃透实验操作中的一些问题,熟悉物料性质,确保实验顺利进行(见图1)。其次,全面干预学生实验操作过程。在实验操作过程中既要强化学生的实验操作技能,对于违规操作行为,要及时纠正,必要时要作为典型案例,引导全体学生注意,同时还要全面跟踪学生实验过程,设立专门教师实验台,实现学生和教师共同实验,在实验操作中及时将实验过程中出现的问题反馈给学生,进一步培养学生对一些反常现象的理解和认识,锻炼学生分析与解决问题的能力(见图2)。第三,做好实验结果总结与实验报告信息反馈。对于实验结果来说,由于个人的操作或多或少存在差异,尤其在现象描述、收率计算和物理参数测定等方面都多少存在分歧,采取集中讨论与分散交流相结合的方式,干预学生实验结果讨论,引导学生对实验结果做出正确的判断,为后续实验报告的书写奠定基础;对于实验报告信息反馈,一要坚持原有认真批改实验报告的做法,二要在新的实验开始时做好实验报告的点评工作,既要突出表扬优秀的实验报告,也要指出不合格的实验报告,通过以“优帮差”,切实发挥好“传帮带”的作用,逐步完善学生对实验报告的书写。三是对学生在实验创新中提到的一些改进措施要给予合理的解释,激发学生积极尝试实验的热情,增进学生对化学实验的兴趣。
1.3教学评价体系
老师通过实验教学中的“预习、操作、卫生和实验报告”可以直观地给学生在某个实验中给予合理的分数。反过来,学生也要发挥监督老师的作用,通过教学评价体系,可以反映出教师在实验教学中的投入。学校虽然每年都通过教学评价系统,让学生对老师教学做出客观公正的评价,进一步激发教师的教学热情,但效果往往不是很理想。我们在有机化学实验教学环节中引入了“一个实验一评价体系”,采取无记名信息反馈,梳理后将意见转达给任课教师,通过教研室活动讨论,确定整改措施,并及时地应用到下一个实验中,并将有用信息扩大到了整个教研室活动中,使得教师在教学中丰富阅历,使得学生在学习中长了见识。这种做法在学生与教师中已经形成了良性互动,并得到了很好的评价效果。
1.4科研协助教学改革
有机化学实验是在大学二年级开设,学生已经初步掌握了一些基本的实验技能操作,在有机化学实验实验教学过程中,积极引导学生参与教师科研活动,增强学生对学科前沿知识的了解,提升学生对化学实验的兴趣。具体可通过内蒙古每年举办的“挑战杯”科技作品竞赛和毕业生毕业论文的设计两个途径进行尝试,让学生以兴趣小组形式参与到教师科研项目中,让学生从教师科研活动中吸取宝贵的信息资料,获得长足的进步。例如,β-氨基酮类化合物的合成(Mannich碱)是有机化学理论知识中的内容,基本的有机化学实验教学中并没有此类化合物的实验操作内容,是一个综合性很强的实验操作,学生要从多组分溶剂的选取、TCL(薄板层析)、重结晶、熔点测定等一系列实验技能入手,扩展了学生的思路,增强了有机实验手段的连续性和衔接性。截至目前为止,已有两届学生10多人次,借助教师科研平台,参与“挑战杯”科技作品竞赛,并获奖;有三届学生15人次,通过参与教师科研活动,发表了高水平的学术论文。当然,这些成绩的取得反过来又促进了实验教学的运行,在培养学生实验技能的同时,进一步拓展了学生在实验中“敢想、敢问、敢做”的理念,从某种意义上也完善了新版教学培养方案。
2结语
关键词 有机化学实验 教学模式 基本操作实验 综合性实验 设计性实验 开放性实验
有机化学实验是高等学校农林各专业学生必修的一门独立基础实验课,也是有机化学教学的重要组成部分。学生在有机化学实验中形成实验习惯和思维方式的好坏,不仅影响有机化学的基本知识和实验技能的掌握,还会影响到后续实验课、课程设计乃至毕业设计。本课程对大学生化学知识和实验技能的培养有着至关重要的作用。
“有机化学实验”是有机化学中不可缺少的主体课程,在实验内容设置上,应遵循由浅入深,由简单到复杂的原则。但农林院校的“有机化学实验”是一门课时数较少的基础课程,为了解决这一矛盾,我们采用了第一课堂教学平台加第二课堂教学平台的教学模式。根据农林科和理工科各专业培养不同应用型人才的情况,我们在充分有效的利用第一课堂平台的同时也积极拓展第二课堂的教学功能,第二课堂既与第一课堂密切相关,又具有相对独立性,既解决学时不足,又达到了教学目的,同时也是素质教育中不可缺少的重要组成部分。
1 第一课堂的教学平台
第一课堂的教学平台包括3个模式,分别为:基本操作实验的教学模式,综合性实验的教学模式,设计性实验的教学模式。
1.1 基本操作实验的教学模式
根据基本操作实验是训练学生基本实验技能的特点,我们对全校农林、理工科各专业学生的学时不同(24—36学时),开设了统一的基本操作实验教学模式(即公共平台),在这个教学模式中,以农林科和理工科各专业有机化学实验教学大纲要求为基础,将实验分为不同类别,每一类别有2个以上不同的可选项目。教师可根据各专业的特点进行选择,学生也可根据自己的专业方向、创新课题、导师课题进行选做。具体实验内容见表1。
在本教学模式中,我们要求学生做实验之前必须预习实验内容,写好预习报告,做到做实验时心中有数。进入实验室后,任课教师进行检查,预习报告纳入考核范畴。在课堂教学过程中,教师根据实验内容的特点,讲解实验原理、操作要点等,缩短讲解的时间,更多的时间留给学生。这样既能给学生有更多的空间去思考,同时也有利于学生更主动的去完成实验。实验的过程中,学生遇到原理、操作疑问时,可通过学生之间的相互讨论或学生与教师之间探讨得到解决,培养了学生分析问题、解决问题的能力,实现了以学生为主,教师为辅的教学模式。
例如:分液漏斗的使用,主要用于液体的萃取和洗涤,操作流程为:首先检查漏斗是否漏水,这是关键的一步;第二漏斗的正确握法;第三漏斗的摇法;最后静置分层、分液等步骤。操作不规范会导致产品的流失,尤其是天然产物的分离,振荡不到位,会降低萃取效率。振荡过火,会产生大量的泡沫而发生乳化现象,给分离造成了极大的难度。这样既耗费了时间,也同样造成了产率的降低。
又如熔点的测定,怎样才能准确读出固体化合物的熔点。在操作中看来似乎比较简单,但实际的实验中操作不当都会出现一定的误差,如毛细管封管是否正确、样品的填装是否适量、肉眼观测是否准确以及温度计是否校正等,总之做到准确无误不那么简单,掌握的要点也较多。因此,要很好地完成基本操作实验,都离不开对实验原理和操作技能的全面理解和高度重视。
1.2 综合性实验的教学模式
综合性实验模块涵盖了有机物的合成、化合物的鉴定及结构的分析、天然产物的提取、纯化及鉴定等内容。考虑到我校大类招生的现状,针对食品科学、环境科学、农业科学、林学、植物保护、木材科学等专业的特点,我们对综合性实验采取了模块化的教学模式,具体实验内容见表2。
综合性实验模式中,实验相对复杂,所需要的学时数又较多,针对专业的特点,进行选做。
例如,食品科学类开设了八角茴香油的提取及鉴定的实验,结合本专业的特点,扩展了思路,了解挥发油的用途,以及天然产物在食品工业中应用的重要性。
又如,环境科学类在茶叶中咖啡因的提取实验中,对有机溶剂三氯甲烷的回收,则可避免对环境造成的污染,也可使溶剂循环使用,也加强了学生对环境的保护意识。
而对林学、植物保护、木材科学类开设了植物中有效成分的提取,经过了植物中化学成分提取过程的复杂性操作,使学生懂得了自然界资源的丰富多彩,另一方面也说明了人类对大自然的依赖性,从而使学生感受到人类应善待大自然,并肩负起对大自然保护的使命,开拓维护发展大自然生态平衡的创新思维,尤其是农林大学生更应具有这种责任感。
1.3 设计性实验的教学模式
设计性实验模块涵盖了基础理论知识、基本实验操作技能和综合性实验内容。设计性实验内容以及实验方案的设计和实施是考验学生能否将理论知识运用到实验中,能否熟练掌握基本操作技术和方法,以实现目标分子合成的很好的训练途径,设计性实验模块设立的目的是进一步提高学生的综合实验能力,并引起学生对化学实验的兴趣,为今后的研究工作奠定基础。实验内容见表3。
我们对设计性实验采取了课堂讲授(大班化)和课堂讨论以及实验操作(小班化)相结合的教学方式,具体的流程如下:学生根据设计性实验内容的要求,先查资料,了解实验的相关内容,写出设计方案、原理、主要的仪器及试剂、装置图、产物的理化数据、参考文献。提前一周交于任课教师审核,教师批阅后给出意见,方可进入实验室做实验。若不合格,教师签上修改意见,返回修改。这样做,教师花费很大的精力以确保实验的顺利进行。在基础实验模块和综合实验模块的基础上开设设计性实验取得了良好的教学效果。
2 第二课堂的教学平台——开放性实验的教学模式
考虑到我校有机化学实验课程学时数较少的现状,为了给学生提供能熟练掌握实验操作技能的机会,有选择性地开放一定数量的课外实验项目,课外选题项目开放主要面向有一定化学基本知识的学生。开放实验内容见表4。
中量化学制备仪、JY5002型电子天平(上海良平仪器仪表有限公司)、WAY-2W阿贝折射仪(上海精密科学仪器有限公司)、Magna-550Ⅱ红外吸收光谱仪(美国尼高力公司)。
2主要试剂及用量范围
环已醇9.90~10.10g、浓硫酸0.20~1.00ml、浓磷酸1.00~5.00mL。均为化学纯。
3实验时间
实验室开放一周。
4实验方法
在干燥的圆底烧瓶中加入沸石和一定量的环已醇、浓硫酸或浓磷酸或硫-磷混酸,摇匀,按文献[1]进行实验,记录反应时间、反应体系的炭化程度,计算转化率。产品测完红外光谱和折光率后回收。
5结果与讨论
(1)因环已醇黏度大,不能准确量取,可用称量法称取,并将用量控制在9.90~10.10g。
(2)因每位同学实验时的加热速度及环已烯精制过程中的损失量有所差别,使得实验参数相同的同学,其脱水反应的反应时间及环已醇的转化率也略有差别。所以,由实验得到的脱水剂的最佳用量是一个范围值。
(3)连续三年共274名学生的实验结果表明:环已醇用量为9.90~10.10g,浓硫酸作脱水剂,用量为0.8~0.9mL时,转化率最高为50%~55%,反应时间在29~36min之间,反应后期炭化现象严重;浓磷酸作脱水剂,用量为4.0~5mL时,转化率最高为46~52%,反应时间在80~95min之间,炭化现象轻微;硫-磷混酸作脱水,浓硫酸用量0.6mL、浓磷酸用量3.0~4.0mL时,转化率最高为62%~66%,反应时间在36~45min之间,炭化现象较轻。因此,用硫-磷混酸作脱水剂,转化率更高、反应时间短、炭化现象轻微,实验效果好。
6教学效果
(1)本实验是在化学工程与工艺专业二年级学生的第一学期末进行,学生已修完无机化学和分析化学,且有一定的有机化学实验基础,能独立完成本实验。
(2)本实验需要全体同学共同完成,每个人的实验数据都对最后的实验结论有很大影响,因此能提升同学们的团队意识和责任感。
论文关键词:三种版本有机化学实验部分栏目设置的比较
依据《课程标准》编写并审定通过的新版高中化学教材有3种,分别为人民教育出版社(人教版,宋心琦主编);江苏教育出版社(苏教版,王祖浩主编);山东科学技术出版社(鲁科版,王磊主编)。
新教材在教材研制上与旧教材最大的不同在于栏目的设置。栏目是为转变教师的教学方式和学生的学习方式,特别是培养学生自主、合作、探究的学习方式而设计的。三种版本有机化学实验部分在栏目的设置上各有千秋、各具特色,对其进行比较和分析,有利于广大教师正确认识三种新版化学教材栏目各自的特点、优势与不足,理顺栏目的实施与日常教学的关系,进一步理解高中化学课程标准在教学理念的革新、教学方法的优化、教育技术的应用等方面带来的巨大变化,从而正确把握新课标的教学尺度和高中有机化学的教学质量标准,对全面落实新课程确立的“三维目标”有着积极的促进作用。这些教材很重视有机化学实验的改革,将实验作为新课程倡导的教学方法和学习方式的载体,精心设计实验方案,积极开发探究性实验,加强了有机化学实验在化学教学中的优势地位。
表1:人教版(必修和《有机化学基础》)有机化学实验内容统计
实验栏目
栏目意义
必修
栏目数
《有机化学基础》栏目数
栏目总数
实验
引导学生认真观察教师所做的演示实验或边讲边实验,准确记录实验现象,仔细分析现象产生的原因,不断提高观察能力和水平。
9
14
23
科学探究
在此栏目设置的学习活动中,学生主要通过以实验为主的多种探究活动来揭示化学科学的奥秘教育学论文,同时培养科学素养和创新精神。
3
8
11
实践活动
具有激发学生学习兴趣,引导学生高观点、大视野、多角度地认识化学科学的作用。
1
4
5
思考与交流
在学生已有的经验或者熟悉的事实和现象的基础上设置有关的学习情景并提出问题,引发思考,使学生对将要学习的内容充满兴趣。