有机合成实验方法范文
时间:2023-10-25 17:33:37
导语:如何才能写好一篇有机合成实验方法,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:管道悬空 复合软管 检验 关键工序
1工程概况
埕岛油田自1993年进入规模开发以来,于1999年建成了我国第一个200万吨级浅海大油田,2011年全年共生产原油260.63万吨,天然气交气量1亿立方米。海底管道是埕岛油田海上产油输送上岸的主要渠道。钢制海底管线在大面积冲刷、土体塌陷、土体液化等因素作用下都有可能出现局部悬空现象;此外,海底管线的存在改变了原流场形态,海底管线附近水动力加强造成的局部冲刷也可能使硬质海底管线出现局部悬空现象。钢制海底管线悬空可能会在波流水动力作用下出现静力破坏,也可能在涡激振动长期作用下出现疲劳破坏。这种非设计性荷载给硬质海底管线安全运行带来严重隐患。
海底复合软管是由不同功能层组成的复合管线,具有优良的耐腐蚀性、挠性、抗疲劳性以及安装简便、可重复利用等优点,在国外正逐步取代传统钢质海底管线。复合软管的最高脉冲压力可为工作压力的5倍,安全系数高。
CB1A-CB1D平台海底注水管道路由总长约720.4m,设计寿命20年,输送温度5℃~70℃,工作压力16MPa。立管部分采用双层管结构,水平管段部分采用海洋用高压复合软管,内径Φ140mm,长度680米,最小弯曲半径4.2m。海洋用高压复合软管与钢管间用焊接方式连接。
2.海洋用高压复合软管的特点及检验
2.1高压复合软管结构
骨架层:海洋软管在使用过程中,会受到外界海水压力或环形空间渗透气体压力的作用,当海洋深度较大时可能将海管压溃,造成海管的损坏,通常软管会设计专门的骨架层防止软管压溃。
抗压层:软管输送介质压力是本项目软管设计的主要考虑因素,也是通常软管设计需要考虑的主要因素,通常海洋软管承受内压主要依靠抗压层。
内衬层:内衬层是由聚合物材料(HDPE、PA11/12、XLPE、PVDF 等)挤出而成,内衬层作用是提供流体介质输送的密封环境,一般内衬层要承受内压和外压作用,由于骨架层和铠装层的作用,内衬层所受内压主要会传递给骨架层,外压主要会传递给抗压层。
抗拉层:抗拉性能是动态软管的一项重要指标,对于静态软管,此项性能要求不高,软管抗拉铠装层,由2 层8mm×3mm 的扁钢组成。
防水层:防水层的主要功能是对管体密封,防止海水腐蚀;对内部金属铠装起到机械保护。
钢带层:与一般软管相比,增加了钢带保护层,当软管运输、安装及使用过程中发生外包覆意外破损时,软管性能不受影响。
2.2高压复合软管的特性
外径:234.8mm
空气中重量:91.34kg/m
水中重量:48.06kg/m
储存最小弯曲半径:3m
爆破压力:大于40MPa
抗拉能力:大于70ton
(1)内置增强钢带层使软管具有高环向强度和轴向强度,可承受各种功能荷载。对于钢制海底管线最具破坏性的管线悬空段的非设计性荷载,软管的挠性特性使其在铺设时和服役期间均可随地形而变化,并且软管具有优良的抗疲劳特性。
(2)腐蚀(包括外腐蚀、内腐蚀、疲劳腐蚀)是致使钢制海底管线损坏的主要原
因之一,油田对此曾采取多种措施,如系统密闭绝氧、配套加化学药剂、管线牺牲阳极、使用耐腐蚀合金等。工艺局限性和施工问题使上述各防腐措施效果均不理想,并且费用昂贵。由于软管使用了防腐材料作为内衬层和外包层,因此其抗腐蚀性能比硬质钢管好。
(3)由于软管的挠性特性,即便在输送介质为高温的情况下也无需设置膨胀弯。
(4)软管还具有施工简便、铺设快速、连接方便,并且可以回收再利用等优点。
2.3高压复合软管施工前检验要求
2.3.1设计文件审查:对软管供货商提交计算分析、权威试验结果等证明文件进行审查,确认这些文件应能证明软管在试验、运行等全部条件下满足使用寿命内的安全性。
2.3.2出厂试验报告审查:根据《石油天然气工业用于海底和海洋立管的挠性管系统》(GB/T20661-2006)要求,供货商应提供以下试验数据供审查:(1)爆破试验;(2)抗拉试验;(3)抗外压溃试验;(4)抗扭试验;(5)弯曲疲劳试验;(6)材料耐腐蚀及抗老化性能试验。
2.3.3软管入场检验:(1)全部进行外观检查,检查软管在运输过程中有无造成的各种损伤,如凿槽、刻痕及不圆度等;如可修复,供货商应提交修复工艺,并进行修复;(2)管道标识,至少应包括:设计压力、内径、长度、最小弯曲半径、软管型号等。(3)审查海上产品专业检测证书(船检证书)。
3.高压复合软管施工方案分析及要求
根据高压复合软管的特点,施工方案可采用以下两种方法进行敷设:(1)拖管铺设法(2)铺管船铺设法。
3.1拖管铺设法
将软管海运至油建桩西海管基地,从滚筒边放软管边绑扎浮筒,采用拖管船,浮拖运至铺设地点将其下沉,铺设在海底预定位置。本工法适用于胜利坦岛油田水深在1-18m,平流时间0.5-2h,距预制现场小于30海里海域的各种单层管结构和双层管结构的海底管道。特点:(1)受水深限制小,缩减海上作业时间、减轻了海上施工劳动强度,将海上的环境条件对施工的影响减轻到最低限度,使海上施工的安全风险降低到最小程度。 (2)减少了对海上作业船舶和设备的需求。(3)工序操作简便,可靠性强,易掌握。
3.2铺管船铺设法
铺管船铺设法类似于海底电缆的铺设方法,将软管滚筒固定在铺管船上,软管通过张紧器、入水槽、埋设犁铺设到海底。
3.2.1软管首端通过牵引缆下放入水,将接头与导管架腿或锚固点连接固定,防止软管在铺设过程中移位,为方便以后与立管连接,需要将软管不带埋设犁铺设一定长度,并且软管在泥面上保持一定弯曲。
3.2.2初始管段铺设完成后,可以下放埋设犁正常铺管;如果可以保证后挖沟时挖沟机对软管外包覆层不产生磨损,也可以采用后挖沟方式。
3.2.3软管铺设时采用张紧器对软管张力进行有效控制,牵引能力不应小于5吨,也可以通过观察软管在入水槽的入水角度或其它方式控制软管铺设的张力。
3.2.4尾端入水、与立管连接,尾端入水与首端类似,但由于软管接头安装后的长度不可调节,需要在铺设过程中严格控制管线路由,避免尾端过长或过短,造成与立管连接的不便。
3.2.5弯曲限制器安装:,为保证施工过程中软管不小于弯曲变径,增加弯曲限制器弯曲半径为6米,不能缠绕在滚筒上,需要在软管铺设时现场安装(每侧约35个)。
4.检验措施建议
4.1软管无法现场制作接头,所以必须精确控制软管的长度。建议最好采用DGPS定位设备,对CB1A与CB1D两个平台的设计管线路由长度进行精确打点测量。因为软管两端可接钢管,如测量数据有误差,可取最小值为制造长度。
4.2理想的铺设张力在1-2吨左右,过小的张力可能造成软管的损坏,对铺设过程中的张力要进行有效的控制。通过张紧器控制铺设张力,分析张力表读数与铺设船速度的对应关系,保证在张力控制在1~2吨范围内。
篇2
关键词:石油化工;有机化学;综合设计实验;教学探索
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 我校是一所以石油化工为特色的省属综合性大学,有机化学实验是我校化学化工类专业的必修专业基础实践课之一,每学年全校有14个专业40多个班级开设此课程。有机化合物的合成是有机化学实验教学内容的重点,属于综合性实验,目的是使学生掌握并熟悉基本操作与典型的实验制备方法,学会一些难度较大的新的合成方法与实验技术,培养学生独立工作的能力,实事求是的科学态度,以及认真、细致、敏捷的工作作风,养成保护环境等意识。设计性实验,只给出实验目的与要求,学生必须通过查阅参考文献,撰写实验方案,经指导老师审查通过后独立开展实验,对于实验过程中发现的问题尽可能自行解决。该类实验完全摒弃了在以往实验教学中常用的保姆式教育,放手让学生去设计、思考,独立自主地解决实际问题,动手能力得到显著提高。我校学生开设的综合性与设计性实验的课时数占总有机化学实验课时数之比达到80%以上。教师和学生普遍反应该课程体系设计科学,学生在基础理论和实践技能培训方面得到全面、系统地训练。
一、课程的目的及要求
综合与设计性实验目的是训练学生对基本操作和理论知识灵活的综合运用,掌握有机化合物的合成、分离、提纯及鉴定方法;培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。以有机合成为主,教师给定目标产物,学生按照老师给定的实验要求,运用所学知识,通过查阅资料,独立(或在教师指导下)撰写实验方案,拟定实验步骤,准备实验所需物品,完成实验并写出完整的实验报告。
二、实验内容的选择
1.实验的类型。在选择实验内容时,实验的类型基本分为两类:(1)有机化合物的制备及表征。(2)植物中提取与分离天然有机物。有机化合物的制备,在课时数不多的情况下尽可能做到两个兼顾。首先是兼顾有代表性的有机化学反应类型,例如:(1)酰基化反应(乙酰苯胺的制备,阿司匹林的制备)。(2)酯化反应(乙酸正丁酯的制备,苯甲酸乙酯的制备)。(3)亲核取代反应(1-溴丁烷的制备)。(4)氧化反应(苯甲酸的制备)。(5)康尼查罗反应(苯甲醇和苯甲酸的制备)。其次是兼顾各种重要的合成装置及操作,涵盖了分别带分馏柱、带气体吸收、带电动搅拌、带分水器的回流装置;水蒸气蒸馏装置(从肉桂皮中提取肉桂油及其主要成分的鉴定),索氏提取装置(茶叶中咖啡因的提取),蒸馏装置,薄层色谱(薄层色谱法分离绿色植物天然色素)。有机物的鉴定既有物理常数测定(熔点、沸点,折光率),也有采用化学方法鉴定,有机波谱分析(红外光谱,质谱)。大部分实验都将合成、分离、提纯、物性的测定和波谱鉴定等环节串联成一体。
2.实验微量化。改变了部分实验的投料量,进行微量或半微量实验,降低实验成本,节约实验时间,大大减少实验污染,潜移默化地培养学生利用资源、绿色环保的科学发展观。
3.根据低毒的原则选择原料及溶剂。鉴于实验室的条件不太完善及实验班数及人数多的特点,在不影响实验效果的前提下,尽量选择低毒性的原料及低毒易回收再用的溶剂。如苯甲酸的制备我们采用苯甲醇替代甲苯;苯甲醇和苯甲酸的制备萃取剂我们采用石油醚替代乙醚;酯化反应的带水剂、茶叶中咖啡因的溶剂的种类也是基于这个原则去选择。
三、改进合成实验教学
合成实验教学安排在基本操作的教学之后,学生已具备了一定的技能,但不能熟练掌握,动手能力和独立解决问题的能力较差。以往的教学是教师先讲实验目的要求,分析实验原理和可能出现的问题,学生进行操作实验,教师巡视指导。此方法虽然使学生的基本操作得到训练,但仅仅是完成实验内容,缺乏良好的思维训练。学生在实验中遇到问题不会分析思考,动手解决,创造性得不到发挥,这在以后的毕业论文实践中充分暴露出来。针对教学实际,我们逐渐摸索出解决问题的方法。把科学的思维方法贯穿于教学中,形成“以学为主,以教为辅,思维训练为主线”的教学原则。
1.建立有机合成反应研究的基本思路。在合成与制备实验中,应培养他们树立以实验为基础的科学研究思想及设计实验的能力,逐步学会化学研究的实验方法。例如:由乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的实验,通过分析可知为平衡反应历程,根据平衡反应的知识,采用过量的醇,或除去反应生成的水的方法提高产率。
2.加强对学生实验预习的指导,提高预习效果。对学生预习要求认真阅读教材,独立思考,发现问题,提出问题,能够预知实验成败的关键。教师根据学生的讲解给学生判定预习成绩。一个有机反应能否进行反应条件(外因)的选择与应用十分重要,例如:由正丁醇、溴化钠和硫酸制备1-溴丁烷的实验。浓硫酸用量的大小。学生通过思考得出反应速度取决于两物质的浓度,这就要求有更高浓度的氢溴酸,因此需要过量的硫酸;硫酸的浓度和用量是否越多越好?引导学生进一步讨论,最后小结对硫酸量的要求:适当过量,浓度适中。
3.提高学生实验技能。我们把基本操作技能的训练摆在提高学生实验能力的首要位置,实验中耐心指导,严格要求,细心观察每一个学生的操作,发现不规范的及时纠正并给予示范。通过一些相关联(理论、装置、操作)但又有差别的实验进行反复练习,强化训练,达到规范化的要求。如制备实验做到装置合理,操作规范,台面整洁有序,实验习惯好,知道废物回收处理,防止有机物的挥发和毒性,认真操作,及时记录。积极互动、合作的实验也培养了学生的协作能力。实验过程中学生实验时间有时会相差到一个小时,教师应帮助他们分析原因,鼓励他们“胆大心细”,在做好预习工作的前提下,大胆实验,提高实验技能的目的。
四、教学效果
上述教学方法的实施极大地调动了学生做好实验的积极性和主动性,有效地培养和提高了学生独立分析问题和解决问题的能力,锻炼了动手能力,训练了思维能力。在实验的过程中,学生积极主动地动手操作,对出现的问题认真思考,分析原因想办法动手解决。一些实验结果不理想的同学,能在教师的指导下分析失败的原因。从实验报告来看,思路清晰较为严谨,个别同学还有独到之处,已初步学会了有机合成反应研究的基本方法,并使自身的科学素养得到一次系统的训练,这在以后学生课外科技创新及毕业论文设计中表现出良好的教学效果。
参考文献:
[1]王科志,申秀民,刘正平,等.化学综合设计实验教学模式的改革[J].化学教育,2010,(3):92-93.
[2]于秀兰,杨桂秋,任保轶,等.有机化学综合性设计实验的教学探索[J].化工高等教育,2009,(4):55-57.
[3]徐红,刘红,席晓岚,等.有机化学综合性设计实验的教学探索[J].教育教学论坛,2013,(33):268-269.
篇3
通过基础实验技能的培养、有机合成实验的进一步练习,在学生打好基础的前提下,开展综合设计性实验。实验教学初期,教师在讲授有机实验基础操作的时候应做到搭装置示范,认真讲解,耐心指导。在学生打好基础后,就应该调整教学方案,改变教学模式,由主角变导演,将学生放在主角的位置上,打破传统教学中学生被动接受的弊端,采用讨论式、提问式、启发式、发现式等多种方法引导学生,由他们自己主动地去完成对本次实验课内容的理解和掌握。由有解实验变为求解实验,由知识积累变为智能开发。这种教学模式,对提高学生的主动性和独立思考能力起到积极作用。设计性实验可从实验教材中已有的合成实验的反应条件、实验装置的优化出发,逐步扩展到给定目标化合物,同学通过查阅文献、参考书,设计合成路线、实验装置,最终合成目标化合物。综合设计性实验的开设,对于培养学生独立进行科学实验的能力、良好的科研素质、独立获取相关文献资料的能力都起到了决定性作用。
2采用微型化实验方法来代替部分常规实验方法,减少实验事故的发生
微型化学实验是由美国的Mayo博士及其同事从1982年开始研究并试用的一种新型实验方法。它是以微小量的试剂,在微量化的仪器装置中进行实验。其试剂用量是常量制备实验的十分之一至千分之一,固体约为10mg~100mg,液体约为0.1mL~2mL。由于有机实验试剂毒性大,挥发性强,易燃易爆,因此有机实验的安全教学一直是教学中的一个重点。微型化实验的优势主要表现在实验试剂用量少,辅助材料用量少,反应时间短,不仅降低了实验成本,而且相应减少了爆炸、着火、中毒等事故的发生率,改善了实验环境,极大地减少了实验过程对环境的污染,提高了教学质量[6]。目前,北京大学、山东大学、中山大学、云南大学等全国几十所高校均把微型化实验列为有机实验教学的内容。北京大学摸索了小量-半微量有机合成,已在教学中使用多年,效果良好,值得我校学习。
3尽量使用低毒无毒的有机试剂,创建绿色环保的有机实验教学体系
在实验内容的安排上,应努力实现绿色化。绿色化学的基本内容是:由无毒害的原料,在无毒害的催化剂、溶剂等反应条件下,获得对环境友好的产物[7]。有机化学实验不可避免地会产生一些三废,在有机化学实验过程中应该合理收集和排放三废,如对废弃物不处理随意排放,不仅对环境造成污染,而且会淡化学生的环保意识,养成不良的实验习惯。在实验操作中要求学生将实验中产生的废气进行处理、对废液进行回收处理、对产品进行回收利用。近些年,我校在这方面做出了努力,如将基本无毒的环己烷代替苯做为共沸除水剂、反应溶剂,将乙醇代替甲醇做为重结晶使用的溶剂,及时进行实验三废的处理等。但总体感觉力度过小,有待进一步加强。
4及时向学生介绍实验新技术新仪器,与时俱进
仪器设备陈旧是高校实验教学的一个普遍问题,这不适应日新月异的实验技术的发展。为培养适合社会的新型人才,在教学中应注意及时将先进的仪器技术设备介绍给学生,例如:在介绍熔点的测定时,除介绍了毛细管测定法外,还应介绍显微熔点仪、电热熔点仪、热分析仪测定法,并演示显微熔点仪测熔点的操作;在介绍普通蒸馏装置时,应将旋转蒸发仪介绍给学生并作演示实验;在介绍制备化合物的红外光谱时,应使用傅立叶红外光谱仪就学生自己制备的产品作谱图,这样不仅扩宽了学生的知识面,开阔了视野,而且增强了学生的实验动手能力,提高了学生的学习积极性。
5建立完善的考核制度,加强实验教学质量调控
实验成绩考核制度直接影响着学生的学习态度和积极性。规范实验考核制度能充分调动学生学习的主动性,对提高学生的实验动手能力、独立思考能力和创新能力起到了至关重要的作用。为了能客观公正地反映学生的实验能力,笔者认为有机实验成绩应改变原来单纯凭印象给分的错误方法,而由平时考核、实验笔试和期末考核三部分综合量化给分,具体实施方案如下:注重平时考核,加大其在总成绩中的比例教师对于平时实验的考核应分两部分组成。一部分是由出勤率、实验态度、实验装置的搭建、实验结果、卫生情况等组成,另一部分是实验预习报告、实验记录、实验报告成绩。教师针对以上提出的几个指标制作实验考核卡片,以5分制及时记录学生实验情况,期末将每次实验的成绩总评而给出平时成绩。
6开设实验基础内容笔试,进行量化考核
为了预防学生只会做实验而不懂实验原理的现象出现,在学期末安排实验笔试考试。考核内容主要是有机化学实验的重要知识,包括实验室规则及安全常识,化学仪器的使用和养护方法,基础操作的原理及适用范围等。设置期末考核实验,充分反映学生的实验动手能力在学期末,安排一个全面涉及基础操作的合成实验作考核。就实验预习报告、实验态度、实验装置的搭建、实验情况记录、实验报告(要求当场交)完成情况、卫生情况等方面作综合考察。
7结语
篇4
关键词: 有机化学实验 教学改革 科研创新能力
大学教学的核心目标之一是培养能够胜任相关专业或进一步从事科学研究工作的人才,大学生既要牢固地掌握本学科的专业知识,又要具有一定的科研创新能力[1]。化学是一门实验科学,实验是化学学科的灵魂。有机化学作为化学最重要的一个基础分支,其实验教学在化学专业本科生的培养过程中具有极其重要的地位[2]。有机化学又是一门创造新物质的科学,世界上几乎每天都有新物质在有机合成实验室中被发现。学习有机化学实验,不仅要学习相关的实验原理、操作和方法[3],更要学习创造性的思维方式及最新的合成理念。本文旨在研究如何通过有机化学实验的教学将有机合成领域最前沿的知识及最新的科研理念传授给学生,最大限度地激发学生对有机合成学的热爱之情及最大限度地发掘并培养学生的科研创新能力。
为实现这一重要目标,结合我校有机化学实验教学的实际情况,必须从有机化学实验的教学理念、课程体系、教学方法及考核方法四个方面进行教学改革。
1.更新传统教学理念,树立创新型教学理念。
有机化学实验教学传统的教学理念是教师介绍反应原理、操作方法及实验注意事项等相关知识,指导学生按照课本实验条件按部就班实验。在这种传统的教学理念指导下,本来充满探究性的有机实验课教学,变成了被动接受和简单重复,失去了有机实验课能培养学生科研创新能力的巨大魅力。因此,在有机实验课中培养学生科研创新能力的前提是更新教学理念,打破传统的“教师教,学生学”的教学模式,变被动为主动,充分发挥学生自主创新的优势。
2.合理设置课程体系,提供培养学生科研创新能力的平台。
以我校为例,目前有机实验课教学内容的选择虽然增设了综合性实验和设计性实验[4],但是传统的验证性实验依然偏多。为了更好地培养学生的科研创新能力,必须合理设置课程体系,尽可能多地开展开放性实验、连续性实验[5]、综合性实验和设计性实验,给学生提供一个可以展示自己科研创新能力的平台,培养学生勇于创新和实践的精神。
3.改进实验教学方法,培养学生的创新精神和实践能力。
有机化学是一门充满探究色彩的实验科学,但是目前我们用的实验教材大部分实验都给出了详细的实验原理、实验方法和实验注意事项,教师只要按照这个顺序采用讲授式教法就可以达到很好的教学效果,这的确给教学提供了不少便利,但是也似乎不自觉地把实验教学变成了一种一成不变的机械传授。这种机械的教法,不但违背了有机化学实验教学充满变化和探究色彩的实质,而且学生的创新精神和实践能力无法得到充分发挥和提高。因此,教师必须充分认知有机化学实验的本质特征,有意识地根据不同实验的特点,灵活采用探究式教法、启发式教法和自主式教法等多种教法,引导学生进行条件的探究和摸索,让学生充分认识到实验条件的可变性和探究性,不断培养学生的创新精神和实践能力。
4.完善实验考核方法,将创新能力列为考核指标综合评定学生成绩。
考核是检验教学效果的重要手段,教学理念、课程设置及教学方法是否合理可以通过对学生的实验考核得到最直观的判断。因此,为了实现在有机化学实验教学中培养学生科研创新能力的目标,就必须把其列为考核的一项重要指标,综合评定学生的实验成绩,才可能将这一目标落到实处[6]。
参考文献:
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[3]吴飞跃,李强.有机化学实验教学改革与实践[J].考试周刊,2013,43:16.
[4]刘汉兰.深化实验教学改革,培养学生创新能力[J].实验技术与管理,2006,23(5):16-18.
[5]孟团结,,赵文献,等.有机化学实验教学中提高学生的科研创新能力[J].广州化工,2011,39(16):198-199.
[6]凌绍明,史兵方.有机化学实验教学与学生创新能力培养[J].广州化工,2010,38(9):220-235.
篇5
化学实验是培养合格化学教师的重要方法和手段。本文分析了目前高等师范院校有机化学实验教学中存在的问题,提出了开设自主设计实验的必要性,并阐述了开展自主设计实验过程和方法。希望通过有机自主设计实验的教学,激发学生的学习兴趣,培养和提高化学教育专业学生综合实验素质。
关键词:
化学教育;实验技能;有机化学实验;自主设计
化学是一门以实验为基础的学科,在培养学生的综合素质上起着重要的作用[1,2]。基础教育课程改革纲要(试行)中强调学生应通过实践,增强探究和创新意识,学习科学研究的方法,发展综合运用知识的能力[3]。新课改的实施对教师的教学能力提出了更高的要求,尤其是化学教师,要求不仅要有坚实理论基础知识和过硬的基本操作技能,还要有优秀的实验教学组织能力。才能在教学过程中起到言传身教的作用[4]。但是受多种因素影响,高等师范院校特别是地方高师对学生实验技能的培训重视不够,因此许多化学教育专业的学生实验能力令人担忧,如何加强学生实验能力的培养已经迫在眉睫。有机化学实验作为化学教育专业学生的必修课程在对学生的实验技能培养上起着重要的作用,本文就如何在有机化学实验教学中开设有机自主设计实验以提高学生实验技能提出自己的思考和建议。
一、有机化学实验教学中存在的问题
目前,我国实验教学的目标多数仍停留在“三基层面”,即要求学生掌握实验基本原理、基本知识和基本操作,规范操作得出正确的数据和结论[2],师范院校为了达到基本教学要求,只强调实验技能的训练而忽视了学生综合科学素质的培养,导致所开设的实验内容刻板、枯燥。而且在教学过程中,教师为保证实验过程的安全及学生完成实验的成功率,将实验过程中的每一个细节和现象都告诉学生,并反复强调,学生只需像机器人一样由教师输入程序就准确无误的完成实验。这种不动脑、机械的操作很难激发学生学习有机化学实验的积极性,也无法发挥学生的主动性和创造性[5]。
二、有机化学实验开设自主设计实验的必要性
有机化学实验作为基础化学实验之一,其教学目的除掌握基础有机实验技能和对课本知识的验证之外,对高师化学教育学生而言,其更重要的功能应该是如何激发学生的学习热情,调动学生学习的主动性和积极性[6],培养学生的科研意识,切实提高学生的动手能力及独立组织和完成实验的能力。这些素质和能力是一个中学化学教师能否进行探究性实验教学的基本要求。但按现有的有机实验教学模式很难达到上述培养目的,因此如何改变高师化学教学的实验教学培养模式是高师化学教学工作者的教学研究的重要内容。自主设计实验是以学生为主体,通过查阅文献,立足现有实验条件,自主设计实验项目、单独或以团队合作方式完成实验的一种新的教学模式。这种教学模式有别于“研究性实验”,提倡学生为主体,强调的是自主性和团队合作。这种教学模式对于有机实验教学来说优势十分明显,它既能改变过去实验教学“照方抓药”所带来的种种弊端,还能极大的提高学生综合科研素质。因此该教学模式对于高师培养“研究型教师”意义非常重大。
三、自主设计实验的设计与实施
自主设计实验的实施是一个系统工程,对实验时间、场地、学生实验技能基础、教师的引导及评价等都要有一定的要求。自主设计实验能否能顺利实施和实验指导教师的经验密不可分,以下是笔者开设自主设计实验过程中的一些体会,希望能对高师有机化学实验教学的同行有一定的帮助。
1.进行自主设计实验的前提条件
自主设计实验的设计及开设前提条件为安全、经济、高效、科学、直观。因此要满足以上五点要求必须要有与之配套的实验时间、实验场地、实验耗材、实验设备及实验者基础技能等要求。安全是首要前提,要充分考虑整个实验过程中会出现的安全问题,一定要在设计之初尽可能的将一切不安全的因素考虑详细,保证过程的安全、可控。要提倡实验的绿色化。经济是必要因素,自主设计实验是教学实验不能等同科研实验,必须要考虑实验成本,要给学生提出“原子经济性”这一观点,要提倡实验小量化、微量化。高效就是要求实验的效率要高,反应速度要快,不能让实验的时间过长。科学就是实验项目设计要具有科学性、实用性、创造性,能够紧密联系日常生活为佳,可实施性要强。直观就是要求实验过程直观、实验结果直观,并要求立足地方高师的实验室条件进行实验结果的验证。
2.自主设计实验的实施
开设有机自主设计实验是一个循序渐进的过程,通过长期的教学摸索,笔者认为分为四个阶段比较合适。基础技能训练阶段:该阶段一般在大二上学期前半段完成,该阶段十分重要,要求教师耐心、细心的完成对学生的实验指导工作。学生必须在个人防护、实验危险预防、实验危险处理等方面做到熟悉、熟练,能够临危不乱、从容应对任何突发事件。此外还要做到实验操作规范、数据处理精确,为后期的实验开展打下扎实的基础。综合训练阶段:该阶段以有机合成实验为主,通过教师的引导,如布置课前文献查阅任务,让学生以小组讨论的形式探讨教材中给出的实验项目其发展趋势、注意事项,实验成功的关键点等。并通过教师讲解,介绍该实验课本的设计思想以及单个实验项目中设计者的基本思路,教会学生学会实验研究的一般方法,从而切实提高分析问题、解决问题的能力。给定项目的自主设计实验阶段:该阶段是完全自主设计实验的过渡阶段,一般安排在大二下学期中段,由教师给定2-3个非课本中实验项目。项目的指导原则是可实施性要强,能够通过文献检索查到实验方法。实验项目的设计可以是两步以上的有机合成实验或植物中活性成分的提取实验。开设给定项目的自主设计实验的目的是让学生逐步适应并学会如何自主设计实验。因为通过文献检索得到的实验方案要比课本中实验方案更简练,所以学生在设计实验方案过程中必须要学会思考和处理文献中的方法和数据,找出实验的关键点和注意事项,并根据现有实验条件科学合理的设计实验方案和安全、高效的完成实验过程。全自主设计实验阶段:该阶段一般安排在大二下学期末实施,关于实验项目教师可以通过与学生交流,引导学生完成一些难度适中的小课题,如合成荧光小分子、合成一系列不同香味的酯等。要求以团队的形式完成,团队要有明确分工。实验时间为两周,第一周为设计时间,团队成员通过文献检索,以小组讨论的形式完成实验项目的设计,第二周的时间为实验时间,学生通过实验反复修改设计思路并确定实验方案,最后以实验报告的形式提交完整的实验方案和实验数据。
3.教师的作用
教师是自主设计实验的引导者和指导者,教师的科研素质和个人魅力对学生的影响非常大。从基础训练开始,教师就要从严要求,规范学生的实验操作,养成学生严谨认真的科研素质,为后期实验打好基础。综合实验阶段教师的作用是,进一步巩固和规范学生的操作技能,通过揣摩课本中实验项目的设计思路,教会学生如何去确定反应条件、选择适量的实验试剂,最终制定实验方案。还要在课堂中引入绿色化学和微型化学的概念,在实验过程中有意识的教导学生科学处理实验污染物排放,培养学生绿色环保意识和可持续发展意识[7]。设计实验阶段需要全程引导,从实验项目的确定、实验设计过程的审核、实验过程的监控、实验结果的考核教师必须全程参与,通过教师的学识和经验,让学生能够安全、顺利的完成其设计的实验项目。由上可见,教师是决定自主设计实验成败的灵魂人物。
四、有机自主设计实验实施过程中要注意的问题
有机自主设计实验的教学目的是培养高师学生综合科研素质,对学生而言不仅要培养其实验设计能力,更要培养其实验组织能力及严谨的实验作风。自主设计实验的实施是一个系统的过程,不能一味强调自主而盲目的设计,好的设计思路固然重要,但是如果没有扎实的基本实验技能,学生在实验实施过程中就会出现操作不当、方法错误、对问题处理不合理等问题。其最终结果是,教师反复纠正指导,效率低下,学生逐渐在实施过程中丧失耐心和积极性。最终自主设计实验流于形式,难以达到预期目的。所以在有机自主设计实验中,学生是实施自主设计实验的关键因素。
五、结语
在开设有机自主设计实验过程中会遇到过各种困难,但是这些困难都不能阻挡学生求知的欲望。而且在攻克难关的过程中,既锻炼了学生的团队协作能力,还能让学生获得更多成功的喜悦。通过三年的自主设计实验教学发现,自主设计实验的开设对学生的创新能力、文件检索能力、组织及团队协作能力等综合科研素质的提高有着积极的作用。相信学生也会将自主设计实验中所学到的知识,应用于未来的中学化学教学中,用探究性的实验教学方法激发中学生学习化学的热情,为国家培养出更多的综合性人才。
作者:高涛 周彩新 刘显明 杨绪红 曾志刚 孙绍发 单位:湖北科技学院核技术与化学生物学院
参考文献:
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篇6
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.
篇7
关键词 绿色化教学;污染;有机化学实验
中图分类号:G642.423 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2013)27-0040-03
1 前言
近年来,随着国民经济的迅速发展,生态安全以及环境污染等诸多问题随之凸显。高等院校有机化学实验教学中所生成的污染物质,如果没有经过处理便直接排放到环境当中,那么日积月累便会严重危害到学校乃至周围地区的环境。所以,如何减少化学药品及试剂、节约资源、降低污染,已经逐渐成为有机化学实验教学有待尽快解决的一大问题。而“绿色化”教学理念的引入,则有助于以上问题的解决。所谓“绿色化”教学方法又被称作“环境友好化学”“环境无害化学”。绿色化学在初始反应阶段便采取污染预防的科学手段,以终端与过程实现零污染或者零排放为主要目标,并且着重强调“原子经济性”的现代化概念,也就是将反应物中的原子充分利用起来,实现既防止污染又充分利用资源的目的。
2 有机化学实验的概念及其意义
从总体上来看,有机化学是化学不可或缺的分支之一,又被称为碳化合物的化学,是重点研究有机化合物的制备、性质以及结构的一门学科。对化学的发展而言,有机化学实验发挥着尤为重要的推动作用,而且对当前化学工业的发展也是非常重要及必要的。
有机化学实验是我国普通高等院校化工、化学、生物、农学、材料、环境、食品以及药学等诸多专业本科生的必修课程,通常在有机化学实验中会使用到有毒性的化学溶剂、化学试剂,有时还会合成有毒性的一些物质,这可以说是化学发展过程中必然会生成的污染。然而,全球均在积极倡导低碳的概念和绿色环保,所以,在化学实验中所生成的有毒物质势必会导致公众反感的产生,主要涉及高腐蚀性的一些催化剂,实验结束后所生成的废液、废渣、废气,如果对这些污染物处理不得当,便会对环境产生无法估量的危害及污染。与一般的污染相比,此类污染所带来的影响会持续更久的时间。所以,如何将有机化学实验的环境保护性加强,成为有机化学发展过程中的主要研究方向以及新课题;高等院校有机化学的绿色化教学理念如何建立起来,成为一项迫在眉睫的重要问题。
在教学与实验的过程中,如何将“绿色化学”的概念灌输给学生,是高校需要首先予以着重考虑及强调的问题,必须真正做到从认识上与观念上意识到环保的重要性,意识到可持续发展才是真正意义上的根本发展,从源头上认识到环境的保护与环境的发展,将有机实验教学质量提高的同时,还要注意到可协调发展。
3 高校有机化学实验教学现状
与发达国家相比可知,我国高等院校有机化学发展技术及速度较为滞后,有机化学实验尚且在最初原有的模式停滞,采取的仍然是以往传统的教学方式,也就是性质实验+基础合成实验+基本操作实验。与西方对化学的重视程度相比,我国在有机化学实验的教育教学中采取的仍然是遵从教材、照本宣科的模式,主动积极的创新与改革缺乏,这是有机化学实验需要彻底摒弃的思想。而我国高等院校现在的有机化学实验依旧是基本的、简单的技能,比如水蒸气蒸馏、重结晶、分馏、蒸馏、回流、萃取、过滤、搅拌、冷却、干燥、加热等。
以上这些基本的提炼、合成实验均有一系列的弊端存在。一方面,在选择的材料上,存在对环境污染的、威胁人身的、容易挥发的、毒性较大的物质,并且有些材质还具备相对较高的腐蚀性;另一方面,此类有着较多缺点的化学试剂,还有着很大的使用量和很高的使用频率,将会有更多的化学废弃物生成,而普通的肉眼是无法看到的,但是久而久之便会极大地破坏生态环境。除此之外,做过化学实验的人都知道,这仅仅是一节课,结束课程后均是直接倾倒实验结果,不会做出任何处理,从而产生相当严重的环境污染。并且此类化学实验往往是经常做、反复做的,是毫无实际意义可言的。在以上分析可以知道,这均是与环境发展原则相背离的,是与绿色化学的基本概念相背离的。这些不仅威胁着人们的身体健康,并且会将一些永久性无法消除的威胁带给人类。
4 有机化学实验中绿色化教学的实施途径
4.1 培养环境保护意识
大学生是有机化学实验培养的主要对象,是国家未来的栋梁之才,在各个工作岗位上将会发挥出重要作用,因此,培养大学生的环境保护意识就显得十分必要及重要。在有机化学实验教学过程当中应当将“绿色化”的观念灌输给学生,重视学生可持续发展意识以及环境保护概念的培养,在实验的始终贯穿绿色化,使学生切身关心与体会化学废物的处理方法及废物的产生,同时在今后的工作中保持环境保护责任与环境保护意识,以便于从源头上防范污染,维护环境与化学的协调发展。
4.2 更新实验内容
要重视化学实验内容的更新,将具备环境保护性能的实验项目开发与筛选出来,最大限度地减少或者避免使用有毒的化学试剂,而使用无污染的、常规的化学试剂来取代,以此减少环境污染。
1)开设多步合成的综合性实验,整合实验内容。绝大多数有机化学实验基本上均是合成实验,当前的有机合成实验内容大多是有着较强独立性的化学实验项目,各自对化学反应的一个类型进行考查。大量的实践充分表明,可以按照教材中的实验内容,把若干个实验有效整合成为一组大实验,仅在第一步实验中投放该组大实验所需要的反应物投料,随后的几步实验则均对上一步实验产品加以继续利用。正是因为上个实验产物是下个实验所使用的原料,因而但凡上步合成实验失败,那么便无法进行下个实验,这便需要充分确保每步合成的成功,只有这样才能够将最终期望的目标产物得到。此类多步骤的实验有着相对较高的要求,更加有助于学生操作技能的训练,有助于学生细致耐心工作习惯以及认真严谨科学态度的培养。
但是,在多步骤的有机合成实验过程中,由于每个学生每次所做实验的产量与产率是不尽相同的,必须按照实际合成的产品数量来对下次实验所需反应物的配比与用量进行确定。所以,学生需要通过对相关资料的查阅,综合采用所掌握的实验方法和实验原理,从而将最佳的反应条件找到,同时将实验设计方案写出。此类复杂的化学有机合成实验,能够让学生切实掌握各类官能团间的转化方法以及有机化学反应的机理,进而对内在的有机化学物关系加以全面掌握。更重要的是多步合成的综合性实验还将回收产品量和药品经费开支减少,进而使得产品对环境所产生的消极影响降低,与绿色化教学的要求相切合。
2)微量、小量和常量实验有机结合。近20年以来,发展较快的一种全新的化学实验方法就是“微型化学实验”,被称之为“化学实验的革命”。到目前为止,化学实验的微型化与小型化已经逐渐成为化学发展的一种必然趋势。有机化学实验所使用到的化学试剂基本上是毒性大且容易爆炸、挥发、燃烧的物质,而实现化学实验微型化以后,化学实验试剂的使用量将会减少到原来的几分之一甚至几十分之一,这样不仅使得化学试剂得以大大节约,而且促进了有机化学实验安全系数的提高,化学实验的反应时间也大大缩短,潜在的环境污染得以明显减少。但是,绝大多数学生在中学学习阶段没有经历有机化学实验训练,如果直接进行微量实验,非常容易造成实验的失败,使得学生有畏惧情绪产生。考虑到与中学教学的衔接以及学生的起点,再加上今后的实验特点等,微量、小量和常量的渐进法实验教学,更加有助于学生循序渐进、由难及易地掌握各种实验技术以及有机化学实验技能,能够将一开始做微型实验的过大跨度缺陷克服,弥补学生认识常规实验仪器的不足,使得学生概括性地比较与了解微型实验,有助于学生严谨科学态度的培养,使得动手能力及操作能力更为规范,有助于实验课程教学质量的提高。微量实验往往需要很少的化学试剂,对环境所产生的污染非常之小,其低成本与安全性更加适用于开放性、设计性的试验,与绿色化教学的要求相符。
4.3 强化实验教学制度管理
按照当前现行的实验室管理制度规章,与“绿色化”的要求相结合,高等院校的各个化学实验室均应当在墙上最显眼的地方贴上制度规章,在有机化学实验室入门的地方贴上有机化学实验课程的注意事项、实验内容和大纲,以此正确引导学生开展实验,从而实现规范化的实验教学管理。为了能够确保安全顺利地进行实验教学,还必须及时将实验中的各类问题处理好。在实验教学过程中,至少每个实验室均应当配备一名值班人员,主要负责课后课前的理性检查,具体工作为卫生、水电、门窗、实验仪器、实验试剂的使用情况及三废处理、产品回收等,及时在指定的地点存放贴好标签的废品固液,然后做好专门的处理。
要构建起考核学生绿色化实验的一套指标,明确要求学生在实验课程前均必须将实验预习做好,全面熟悉实验操作流程和实验步骤,关注实验产物与反应物对环境的危害、潜在毒性和安全性。开始每次实验之前,指导教师应当详细认真地检查学生的实验预习情况,对有关的环境保护方法和环境保护知识进行阐述。比如,在对温度计使用的正确方法进行讲解时,要注意对汞毒副作用方面的知识进行补充,根据实验要求在教学中选择恰当量程和型号的温度计,尽可能防止使用水银温度计,对不慎将温度计打破后的处理方法和回收方法进行讲解。在实验开始的阶段,首先,实验教师要对实验操作进行演示,详细讲解具体哪些实验步骤会有什么样的污染和反应物损失出现,如何避免及解决。在实验过程中,要严格要求学生注意保持实验台面的有序、整洁和干净,安装仪器要牢固、合理,适当地控制冷凝水的流速,密切关注学生的各项操作,及时纠正及发现实验中的错误,以便于充分确保实验的安全。通过这些实验尝试,学生便可以在潜移默化中形成好的实验习惯,环境保护意识也会由此提高。
4.4 建设绿色化学实验室
应当明确的是,有机化学实验室是最容易变成污染源的地方,这与绿色化实验教学的要求是相抵触的。因此,创设一个良好的有机化学实验环境,是绿色化教学实施的重要先决条件。高等院校应当提起高度的重视,并且予以大力的支持,安装通风设备在每间实验室中,以便于改善换气通风效果,进而解除师生受到无机酸气、有机蒸气等危害的后顾之忧。与此同时,还应当及时更新学生实验台,尽可能将木质实验台更换为有水斗的中央实验台,还要时刻保持实验室的卫生,从而将安全、清洁的实验教学环境带给广大师生。针对学生随意丢弃火柴梗、废弃滤纸和废玻璃管等不文明行为及习惯,教师应当严格教育学生,向学生讲解这些行为对周围环境的危害,提高学生的环境保护意识和素质,让学生主动积极地打扫实验室卫生,精心维护实验室卫生,并且重视废弃物处理与回收。通过这样的措施,学生的绿色化学意识不仅能够得以强化,实验技能得以提高,同时促使有机化学实验绿色化的实现。
5 结束语
总之,随着近年来人们环境保护意识的增强以及经济的迅猛发展,我国高校应当切实立足于有机化学实验教学的现状,结合有机化学实验污染性高、污染物产物多等一系列特点,积极地响应绿色化教学改革的号召,有针对性地采取科学有效的改进措施,更新实验教学理念,创新实验教学方法,在实验教学中大力倡导绿色化的教学,真正实现整个有机化学实验教学过程的绿色化,促进学生环境保护意识、环境保护理念的提升,从而为我国环保事业的发展做出不懈的努力。
参考文献
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[2]杨国玉,徐翠莲.有机化学实验绿色化教学的改革与实践[J].实验室科学,2010(4):85-86.
篇8
【论文摘要】为了更好的实现教学目标,课程教学改革是必不可少的。本人结合高职《精细化学品合成工艺》教学实践体会,对如何合理安排和组织教学内容,采用启发式和探究式、任务驱动式、角色扮演、现场与课堂相结合的教学方法在该课程教学中的运用进行了探讨。
1.课程教学改革的必要性
《精细化学品合成工艺》课程[1]是高职高专化工类各专业必修的一门专业核心课程。它要求学生掌握卤化、磺化、硝化等12种单元反应技术,了解精细化学品合成的一般原理和方法,主要生产过程及工艺设备等技术问题,使学生掌握精细化学品生产具有共性的技术,以指导新产品的生产和开发。
我院《精细化学品合成工艺》课程采用的是教育部高职高专规划教材,该教材是按照反应单元和合成典型精细化学品实例的顺序编排的。该课程具有知识面广、实践性强、单元反应机理抽象复杂、合成流程及设备多种多样等特点。在教学过程中如何把这门实践性强、相互联系又相互独立的单元过程知识传授给学生,使学生真正具备设计精细品合成工艺流程和工艺优化选择的能力,并且能为以后走上生产技术岗位打下坚实的基础;如何激发学生的学习兴趣等。就必须在传统的教学过程中探索有效的教学方法,才能真正达到教学的目的。笔者通过实践教学的体会,认为可以从教材内容、教学方法、教学手段等方面入手。
2.课程教学改革的探讨
2.1 合理安排和组织教学内容[2]
教高16号文件[3]精神“以就业为导向,以服务为宗旨,能力为本,培养生产、建设、管理、服务第一线实用型、技术型、应用型、复合型人才”,是高职高专院校教育的目标。在教学过程中应认真研究人才培养方案,合理组织教学内容,做到精讲要点,突出重点,解释难点。本门课程由单元反应技术组成的,涉及的反应方程式,反应机理繁多。如在讲授磺化、硝化、卤化、烷基化、酰化、氧化、还原、缩合、重氮化等单元反应时,涉及到的反应非常多,不必要照本宣科,应选择一些实用的反应进行精讲精练,让学生对知识的掌握起到能触类旁通的作用,这样不但能提高教学效率,而且减轻学生的学习负担。对反应机理方面,学生不好掌握,更是不好理解,实用性也不强,在讲授这些内容时,没有必要花太多的时间。在讲授每一单元过程的影响因素时,物理因素的影响如浓度、物料配比、温度、压力、反应时间、溶剂、催化剂、物料的纯度、反应介质的ph值、反应的终点控制、反应设备的选择、传热等因素应根据具体的某一单元过程应重点讲授,特别是温度、压力、浓度、催化剂的影响。对于每一个单元过程的应用实例,可以选择一个能说明问题的典型产品加以说明,使学生活学活用,应起到举一反三的作用。
难点不一定是重点,在组织教学时,要根据实际情况,对教材进行适当的裁减,以学生为主体,把学生、教师与教学条件有机的结合起来,才能很好地激发学生的学习兴趣,培养学生的综合技能,完成教学任务。
2.2 采用启发式、探究式教学方法[4]
在实际教学中,遵循循序渐进,由浅入深,采用启发式、探究式教学方法,与学生形成互动,使课堂气氛活跃而又不失严肃,使学生在宽松、愉快的教学氛围中学有所成。而且无形中可以加强学生分析问题和解决问题的能力,有利于培养学生的创新意识与创新能力。与此同时,引导学生从反应的实质来理解每类反应,以点带面,让学生从纯粹的记忆中解脱出来,做到知识的有效融合。
例如在讲授c-酰化时,组织学生结合c-烷基化的内容,找出两单元反应的异同点,通过讨论,学生就能较好地掌握两者的反应机理都属于亲电取代反应历程,由于烷基的供电性,c-烷基化是一个连串反应,在反应过程中要严格控制反应的温度、反应物的配比和反应时间,避免较多的副产物生成;由于酰基是吸电子基,在芳环上引入酰基后,其电子云密度降低而不易发生多酰化、脱酰基、分子重排等副反应,c-酰化收率一般较高。通过类比的方法可以加深学生对知识的理解,提高学习的效率。再如:在“苯甲酸制备”的实验中,采用高锰酸钾作氧化剂,氧化甲苯制得产物,但高锰酸钾水溶液与甲苯的有机相极难互溶,反应在非均相体系中进行,较难控制,反应所需时间较长,而且产率也低。针对这些情况,启发学生根据所学过的“相转移催化”这部分知识来合理改进实验操作。通过学生们自己的分析和讨论,决定选择季铵盐(四丁基溴化铵)作为相转移催化剂,对原来实验方案进行改进。这样不仅加深了学生对“相转移催化”的认识,而且提高了学生理论联系实际的动手能力和综合设计实验的能力。
在探究式教学中教师要经常采用对比的手段,进行对比学习,可以加深学生对内容的理解,加深学生探究问题的深度和广度。
2.3 采用任务驱动式教学法[5][6]
“任务驱动”教学法,就是教师或者学生根据教学要求提出“任务”,以完成一个个具体的“任务”为线索,把教学内容巧妙地隐含在每个“任务”之中,学生自己或者在教师的指导下提出解决问题的思路和方法,然后进行具体的操作,教师引导学生边学边做完成相应的“任务”。“任务驱动”主要结构是:呈现任务——明确任务——完成任务——任务评价。任务驱动式教学,可以让学生的主体地位得到进一步的发挥。例如:可以在先一次课结束时把课程中的某些内容以任务的形式布置下去,让学生预习及准备几个问题,并明确告之下次课请学生上台讲解或讨论。每6~8名学生组成一个学习小组,每个小组轮流选派代表上台讲解或发言,学生讲解完以后,其他同学或提问或补充或讨论。最后教师进行点评和讲解。该法鼓励学生相互竞争,能培养学生的竞争意识、表现自我的意识和团队协作精神。
2.4 采用角色扮演教学法
角色扮演是一种情境模拟活动。所谓的情境模拟就根据教学项目的内容,将学生安排在一个模拟、逼真的工作环境中去,要求学生以团队合作的形式去处理可能出现的各种问题。例如:在讲授典型产品生产工艺的过程中,对于工艺流程和关键化工设备的讲授,我们就可以采用角色扮演教学法,先随机以6~8名学生组成一个学习小组,每个小组成员自己定好角色(老板、客户、技术人员等),然后去共同完成教师提出的任务。通过小组内、小组间的相互提问与讨论,师生互评等方式,使学生积极参与到课堂活动中来,激发学生的学习兴趣。角色扮演往往与项目驱动、引导文法等相结合,在实际教学中,我们要根据具体情况灵活应用,才能取得更好的教学方法。
2.5 采用现场与课堂相结合的教学方法[7]
《精细化学品合成工艺》是与生产实际紧密联系的一门专业课程,甚至可以说是实际生产的缩写。在课堂教学中注重学生动手操作能力和分析能力的培养,以具体的生产实例贯穿于各单元操作的讲授中,将丰富的科研实践渗透在理论教学中。除了在学校设置相关实验外,有条件的话,我们还可以带学生到学校附近的工厂去看看相同的产品的工业生产流程。把工厂的流程与课本上的内容作比较,看看有何异同。我院化工系各专业的学生都安排有专门的时间到附近的茂名石化、新华粤、鲁华等大中型化工企业实习。教师可以考虑把教室搬到车间进行教学,采用现场与课堂相结合的教学方法。
教无定法,贵在得法。不拘泥于传统的教学模式,采用现场与课堂相结合的教学方法,能充分调动学生学习的兴趣,充分发挥学生学习的主动性;有利于增加学生的感性认识,做到理论与实践有机结合;有利于培养学生认真严谨、学以致用的工作态度,提高其表达能力。
3.结语
本文就如何合理安排和组织教学内容,采用启发式和探究式、任务驱动式、角色扮演、现场与课堂相结合的教学方法在《精细化学品合成工艺》课程教学中的运用进行了探究。通过教学改革,可以提高学生学习与参与课程的积极性和主动性,提高学生运用所学知识分析和解决问题的能力,有利于培养学生的创新意识和竞争意识,能有效地培养其沟通与表达能力。此外,为了达到教学目的,《精细化学品合成工艺》课程教学改革不仅要表现在形式上,更重要的是其内容的有机结合、教学方法的不断探索、理论和实践的相互渗透,才能真正使学生成为与社会主义现代化建设相适应、具有综合职业能力的“技能型、应用型”人才[8]。
参考文献
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篇9
关键词: 高职教育;CBE理论;医疗卫生专业有机化学教学
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)16-0263-03
0 引言
在国家大力发展职业教育和高等职业教育办学指导思想不断成熟、培养目标逐步明确的形势下,为适应卫生事业发展改革对医药卫生职业人才的需求,高职医药卫生专业有机化学教学必须体现构建和谐社会对技能型、高素质劳动者的需求、教育部门的培养目标、医药卫生部门的用人需求三者的紧密结合。有机化学又是高职院校医药卫生类药剂、医学检验、护理、药学、中药制药、影像及药品经营与管理等专业一门十分重要的文化基础和专业基础课程。结合宝鸡职业技术学院医学分院实际情况和本人二十多年的教学体会,本文对高职医学专业有机化学教学从以下几个方面分析研究。
1 有机化学是生命科学-医学的支柱
早在十七世纪初,有机化合物被认为是“有生命机能”的神秘物质,随着科学的发展,科学家们在实验室里由无机物成功地合成了有机物。例如1828年德国化学家魏勒用典型的无机物——氰酸钾和氯化铵成功合成尿素。之后,又有醋酸(1845年)和油脂(1854年)等许多有机物合成了。在陆续人工合成的成千上万种有机物的实验事实面前,化学家摆脱了生命力学说的束缚,促进了有机化学发展。如今,许多蛋白质、核酸、激素等大分子的生命物质也都可以人工合成。有机物有了准确定义:碳氢化合物极其衍生物。研究有机化合物结构、性质、合成方法、应用以及它们之间的相互转化和内在联系的科学叫有机化学。有机化学是化学的一个重要分支。
医学的发展和进步离不开有机化学。有机化学是医学的基础,与人体健康息息相关。①医学的研究对象是人体,人体组织是由蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等许多有机物质组成。人体的生命活动如呼吸、消化、循环、排泄及器官的各种生理活动,都是建立在体内的许多有机化学反应基础上的。②医学的目的是预防和治疗疾病,药物是预防、治疗疾病的主要武器。无论中药还是西药,都是有机物。疾病治疗的作用和效果都是建立在药物的化学结构和化学性质的基础之上的。③运用有机化学的原理和方法诊断疾病。医学活动首先始于疾病的诊断,临床上常运用化学原理和方法进行诊断。例如测定有机物血糖、尿糖、血酮体的含量,能够进行糖尿病的诊断;测定血液中有机物转氨酶活性的变化,能反应肝和心肌的功能等。
有机化学的成就在许多方面促进了医学科学的进步,反过来医学科学提出的课题也启示和推动了有机化学的发展。生命现象的物质基础和有机物分子的生物功能是医学研究的主题;有机化学理论和实验的成功,为现代医学的诞生和发展打下坚实基础,20世纪初,有机化合物糖、维生素、血红素等生物小分子研究成功,20世纪50年代有对核酸、蛋白质等生物大分子研究突破,21世纪初,基因组工作框架图组装完成,确定了人体细胞核中遗传性DNA的全部物质。这一切为人类根治疾病、延长寿命展现了光明前景,几乎所有生命科学中的问题都要接受有机化学的挑战。
高职医药卫生专业学生毕业后将一生从事医疗工作,应该学好有机化学课程。美国化学家布莱斯罗指出:“考虑到有机化学在了解生命过程中的重要性和药物对健康的的重要性,在医务人员的正规教育中包括不少有机化学课程一事就不足为奇了…,今天的医生要为化学在人类健康中起着更大作用的明天做好准备。”
2 高职医药卫生专业教学理念及CBE教学模式
2.1 高职医药卫生专业教学理念 职业教育的目的不仅仅是传授学科或专业知识,而是形成学生从事某种职业的能力或职业技能,培养职业能力是职业教育的核心。高职医学专业教学的培养目标定位为:以服务为宗旨、以就业为导向、以岗位需求为标准,培养与我国社会主义建设要求相适应、与就业岗位要求相符合,为医疗卫生事业发展服务的技能型的高素质劳动者。教学过程体现“以就业为导向、以能力为本位、以发展技能为核心”的职业教育理念,理论知识强调“必须、够用”、符合高职卫生职业教育生源的特点和就业的需求;强化技能培养,包括专业技能、就业技能、创业技能;体现统一性与灵活性的结合。教学内容模块化,可根据不同医学专业特点选择和组合教学内容模块以培养特色人才。强调“宽口径、重实用”的思路,优化课程结构,精选教学内容。“宽口径”是指教学内容覆盖面宽,力求使学生医学专业素质的内涵得到拓宽;“重实用”是指教学内容实际、实用,紧密联系医疗卫生工作岗位实际需求和职业资格考试、相关职业考试大纲的要求。
2.2 CBE理论 CBE含意是基于能力的教育或以能力为基础的教育,强调对学生能力特别是职业能力的培养。能力特别是职业能力是不能通过灌输而使学生掌握的,必须通过学生积极而主动的活动来培养。这一套教学方法由以下几个部分组成:
①市场分析方法,通过对人才市场的分析,确定何种职业人才是市场所需要的。
②DACUM方法,将从事该职业所需要的能力逐级分解成若干项综合能力和专项能力。具备若干专项能力则具有或形成一项综合能力,具备所有的综合能力后,就具备了从事该职业的职业能力。
③开发教学内容,即开发学生学习指导书(学习包)。根据各项技能的内容和要求,开发相应的教学内容,即学习指导书。内容包括学习这项技能应了解或掌握的相关理论知识和实践教学内容。学习包才是真正的教学内容。4是教学方法和学生的学习方法。强调学生积极主动地学习,教师只是教学活动指导者、组织者的角色。
高职院校教师主要考虑CBE理论3开发教学内容及4教学方法和学生的学习方法。本文根据中国社会文化的特点、高职院校教育的环境特点、学生学习的特点,借鉴并适当调整CBE理论,探索形成适合我国高职医学专业有机化学课程教学体系。
3 建立高职医疗卫生专业有机化学课程模块体系
3.1 高职医药卫生专业有机化学课程的任务和要求(课程目标)
①学习有机化合物的分类、异构和命名方法。
②掌握有机化合物的重要的化学性质和实验室制备、工业制备方法,并具有较强的实验操作技能和技巧。
③能根据教学大纲和培养目标的要求,运用所学的基本理论、基本知识和基本技能,熟练有机化合物的性质反应、制备方法与合成线路的选择、结构推导等内容。
④培养和发展一定的空间想象和表达能力,了解重要有机化合物的结构特征、空间结构以及反应机理,提高思维能力和自学深造能力。
⑤培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风,培养良好的实验操作技能。
3.2 高职医疗卫生专业有机化学理论知识规划 高职院校基本是中专学校整合升格形成,各校的教材选取上有很大随缘性。一本好的教材在于其专业针对性、教育层面的适用性和培养目标的差异性。我校医学分院选用华中医科大学出版社出版、我参与主编的《有机化学》教材。这本教材依据专业特点精选出与医学培养目标密切相关的、最基本的、最活跃的有机化学内容,把化学知识与生命科学知识有机融合起来。依据这套教材构建的理论教学内容分为有机化学概述、各类有机化合物、立体异构、有机生命化合物及有机合成四大模块。
①第一是有机化学概述模块 就是第一章绪论,属基础有机化学。主要讲有机化合物的价键理论、有机物分子中的电子效应、有机反应机理、有机反应的类型、有机化合物的分类。对于必需的反应机理,从学生已有的结构知识,特别是价电子结构入手分析,有利于学生理解。
②第二是各类有机化合物模块 是有机化学重点之一。包括内容有:链烃、脂环烃、芳香烃、卤代烃;醇酚醚、醛和酮、羧酸及其衍生物、取代酸、有机含氮化合物、萜类和甾族化合物。
这一部分主要学习有机小分子的分类、结构、异构、命名、物理性质、化学性质、制备方法和重要的有机化合物应用等基础知识。首先使学生对各类有机物结构、化学原理和基本反应做必要的纯化学的深入理解,再教会学生把有机化学反应规律渗透到生命科学中去,了解有机物的特殊性及医药学功能,理解生物合成的有机化学过程。例如:取代酸水杨酸本身就有解热镇痛作用,但因对肠胃刺激大,所以不能直接服用。在临床上最早使用其钠盐(即水杨酸钠)作为解热镇痛和抗风湿的药物,却常常引起呕吐甚至胃出血,停止使用。后来将水杨酸合成为乙酰水杨酸(即阿司匹林),其作用要比水杨酸钠持久,还可减轻对胃肠黏膜的损伤。由于科学发展不断显示出含杂原子的N、P、S的有机物在生命体中的重要地位,因此,特别加强了对这3个杂原子形成的有机衍生物-硫醇、硫醚、胺类、酰胺、重氮、偶氮的结构和应用教学。最后,以两类重要天然产物萜类和甾族化合物的的结构和生命作用结束这部分。
③第三是立体异构模块 主要内容包括构象异构、顺反异构体、对映异构。这部分首先掌握相关概念,熟悉旋光异构的表示方法和命名,同时了解顺反异构和旋光异构在性质上的差异及在医药上的应用。理论教学与实际应用相结合,激发学生的学习兴趣。如讲授手性碳原子化合物的对映异构,结合手性药物的生理作用、药效差异很大。例如四环素类抗生素具有抗菌作用,但如果C4上的二甲氨基构型发生改变,生成C4差项异构体,原有的抗菌作用消失,而且对人体具有毒性。又如左旋氯霉素有抗菌作用,而其对映体右旋氯霉素没有此疗效。
④第四是有机生命化合物及有机合成模块 这部分不仅是现代有机化学重要组成,而且还多是前沿性的医学热点。具体内容包括:糖类;氨基酸、蛋白质、核酸;杂环化合物和生物碱;酯类、;药用高分子化合物;有机化合物的合成。
首先学习各类大分子有机化合物的重要化学反应及常用的增长和缩短碳链的方法;各类官能团形成的途径及官能团之间的互相转化规律,并注意官能团的保护和占位。杂环化合物学习放在糖类和酯类之后,把有机小分子和大分子有机物联系起来,为后续蛋白质、核酸学习打下基础。氨基酸、蛋白质、核酸是除糖之外的最重要的生命物质基础,了解编码氨基酸结构和性质,为理解肽和蛋白质的复杂结构和化学性质及揭示生命奥秘、研制新药奠定良好的化学基础。介绍核酸的结构到遗传的携带和传递,体会核酸在生命体的生存和繁衍的主宰地位。
有机合成是有机化学的中心,它不仅要合成自然界含量稀少、使用广泛的有机物及药物,也要合成自然界不存在的、具有重要意义的有机物。应用重要的反应规律,如苯环上取代反应的定位规律、不对称烯烃的马氏加成规则以及卤代烃和醇的扎依采夫消除规则、碳链的增长和缩短方法规则、官能团的转化方法规则、官能团的保护等方法规则,选择有机合成路线。熟悉格林试剂、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等典型试剂在有机合成中的应用。了解一些药物如:盐酸胍法辛、氨酚酸钠、吡洛芬等的化学合成实例。以生产过程为任务,讨论其生产中的反应物性质、反应条件、反应本质等。当一种有机物有几种不同的合成路线时,选择反应步骤少、原料便宜易得、操作简单、副反应少、产率高、三废很少、对环境污染很小的合成路线。
3.3 高职医疗卫生专业有机化学学生实验内容规划 由以下三个模块组成,根据不同专业选择组合下列模块实验内容。
①有机化学实验的基础知识模块。包括有机化学实验室规则、有机化学实验室安全知识(有机化学实验室安全规则、有机化学实验事故的处理)、有机化学实验常用仪器简介、有机化学实验报告的书写等。
这部分采用传统的老师黑板讲解很难面面俱到,应用多媒体技术教学,将抽象的规则要求、仪器用法、实验事故处理等直观、动态的展示出来。改变实验条件如温度、反应物等,会出现不同结果现象。犹如身临其境,弥补实验课不足,教学效果好。
②有机物的性质、制备与基本操作实验模块。包括:熔点的测定及温度计的矫正;蒸馏和沸点的测定;水蒸气蒸馏;减压蒸馏;葡萄糖溶液旋光度的测定;烃与卤代烃的性质;醇、酚、醛、酮的性质;羧酸极其衍生物、取代羧酸的性质;含氮化合物和糖类化合物;乙酸乙酯的制备;乙酰水杨酸(阿司匹林)的制备与纯化;肉桂酸的制备;乙酰苯胺的制备;对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)的制备;从茶叶中提取咖啡因实验教学是从理论到实践再认识再提高的过程,它不是理论知识的简单验证,而是培养学生动手能力,更是培养学生综合运用理论知识解决实际问题能力的重要途径。对于经典的理论与验证基本技能训练实验,对学生有基础和能力解决的问题,采用启发式、提问式。对学生难于理解和容易出现的问题采取讲授法,主要教学目标是双基培养,故主要采取教授法、演示法,并要求学生反复进行操作,达到规范操作、运用灵活的程度。
③有机化学实验设计与考核模块。考核可选下列内容:证明水杨酸结构中有醛基和酚羟基;证明水杨酸结构中有羧基和酚羟基;证明乳酸是α-羟基丙酸;证明乙酰乙酸乙酯中的互变异构现象;证明葡萄糖含有多个相邻的羟基、游离的醛基含量极少。
有机化学实验考核的目的是检测并巩固有机化学实验基本操作技能,运用所学知识和技能,独立完成简单的实验设计及相关实验的操作,提高综合分析问题和解决问题的能力。在所列试验项目中,每个学生根据本人的兴趣选择其中一项,选择同一题目的为一组。设计方案内容包括实验原理、仪器和试剂、实验步骤。经老师审阅修改的实验方案,由学生完成一切步骤,包括试剂配制和样品预处理,并要准确记录。不要求实验结果的一致,重在研究过程,实验完成后对实验结果进行讨论评审。
4 提高高职医疗卫生专业有机化学课程教学质量的途径
4.1 引导学生分析就业形势,加强有机化学与医学的联系,激发学习兴趣 高职医疗卫生专业的学生普遍认为他们毕业后从事医务工作,有机化学是公共基础课,对他们用处不大。另外学生以前接触了无机化学,例如酸、碱、盐、氧化物等多数见过,比较直观,而有机物结构复杂抽象,开始学习没有形成体系,觉得难学后来甚至放弃学有机化学。21世纪所需要的医务工作者,不仅要懂得专业理论知识,更要是懂得医疗保健、延年益寿的高素质、能力强的复合型应用人才。近年来,高职院校医学类毕业生及本科、研究生人数在剧增,高职院校医学类毕业生在县、市级医院就业受到很大冲击,只能到村、乡、镇卫生所工作。而村、乡、镇卫生所的医疗条件不齐全,附近乡民医疗卫生知识缺少,偶然突况多,医务工作很复杂。要求医务工作者不仅要会治病救人,又要组织卫生科技宣传活动,他们必须具备一定的药物结构、性质、来源、药效及副作用知识,像遗传科学及氨基酸、蛋白粉等保健药物的知识更应具备,这些都是有机化合物知识。
4.2 树立“以人为本”的教学理念,灵活运用“提问-答疑”互动教学方法,营造和谐课堂气氛 “以人为本”的教学理念是充分发挥学生自主性和创造性的主体作用,让学生成为学习的真正主人。还要真正解放学生,不用考试、作业等条条框框压迫学生。学生大胆思考,才能提出和教师不同见解,这才是学生主动参与教学,以“教师为中心”转移到“学生为中心”。教学改变满堂灌的方法,教学过程要善于向学生随时提问,同时鼓励学生向老师质疑,教师更要恰当解释疑问,使授课成为提出问题-分析问题-解决问题-又不断提出新问题的过程。例如:学习单糖的性质时,提问学生单糖的结构怎样?醛基、酮基、邻羟基各有什么性质?然后一起归纳多羟基醛或多羟基酮的单糖性质。提问式教学可以使学生把过去所学知识与现在要学的知识联系起来,活跃了课堂气氛,是学生对老师的讲授引起共鸣并达到同步思维。
参考文献:
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篇10
有机化学的知识点具有系统性和规律性,教师如果能够根据有机化学知识的特点,选择适当的教学方式,就能够更为有效的提高学生学习的效率。一般来说,比教学习法是有机化学最重要的学习方式之一。教师能够通过对知识点之间的共性进行归纳总结,找出知识点之间的差异性,对知识点进行梳理,就能够让学生更加清晰明确的进行知识点的记忆和了解。例如在学习有机化学的化合物时,教师可以对烷烃的命名方式进行总结和归纳,先让学生对化合物的命名通则进行掌握,然后通过比较,让学生找到烷烃、烯烃、炔烃等命名方式的不同之处,从而对多种化合物的命名特点进行深入的了解和掌握。学生能够通过比较学习法,明白烯烃、炔烃命名时要着重掌握官能团编号问题,明白烯烃命名时需要掌握顺反异构和Z、E式关系,从而更加牢固的掌握化合物命名的方式。
二、联系实际生活,激发学生的学习兴趣
有机化学与人们的生活联系密切,如何利用实际生活,引导学生发掘生活中的有机化学,是教师提高教学效果的重要途径。教师在进行具体化学知识的讲解时,要利用多种方式有目的引导学生与生活中的现象相结合,并让学生主动挖掘生活中存在的有机化合物等,从而提高学生的学习兴趣,激发学生学习的主动性。例如,在讲解烯烃时,可以从石油化工产品入手,让学生搜集石油产品的组成部分,并让找到石油产品的特征,然后教师引导学生从有机化学学习方向,对石油原料进行研究,以让学生掌握乙烯的特性。
三、革新实验教学,提高学生的实践能力
实验课程是学生从具象的角度了解有机化学的一个重要途径,也是最具有实效性的教学方式。实验课程的设置和操作是提高学生思维能力和实践能力的有效方式,因此,教师要将实验课程的革新作为提高有机化学教学效果的重要手段。教师既要让学生掌握基本的操作能力,又要让学生掌握化学反应的典型性特征,同时要革新实验方式,提高实验的效率和操作安全性。另外教师还要通过多种途径让学生对化学实验的过程进行分析,要从原因和结果角度对实验过程进行掌握,提高学生的科学修养,提升学生的实践能力。
四、利用案例教学法,提升学生的主动性
案例教学作为一种提高课堂教学效果的有效手段被广泛应用在法律、经济、金融等学科的教学中。因此,我们教师也可以充分利用案例来阐述有机化学的相关知识。在案例教学中,需要注意教学案例的选择,讲述的案例必须是要经过试验证明可行,并与学生们的现有知识水平相差不大。同时由于化学知识是来源于现实实践的,在开展案例教学时,教师既可以选择通过小班化、讨论、调查等展开教学,也可以将他人的科研调查成果作为案例教学的参考,引导学生展开探究性学习。通过案例教学,学生会提高对于有机化学知识的理解和运用,学生的学习兴趣得以激发,从而有效提高有机化学课堂的教学效果。
五、增强师生课堂互动,营造良好课堂氛围
相信每位教师在教学过程中都会遇到这样的情况,就是在阐述反应机理等问题时,学生往往是一听就懂,但一做题就失误。究其原因,通常是学生只听懂了浅层次的知识,并未把握反应机理的本质。针对这一普遍存在的现象,我们教师可以通过提问的方式,加深学生对于问题的理解。教师可以对反应机理的每一过程设置问题,并给学生一定的思考和讨论时间,结合课堂情况可以再适时给予学生引导,帮助学生养成主动发现并思考问题的习惯,从而加深其对知识点的理解和记忆。有机反应机理的掌握程度对于有机化学反应的学习有着重要的影响,是有机化学教学中的重难点。比如说一些同学由于对链增长的过程步骤掌握不完善,易出现理解错误,教师就可以让学生写出链终止的反应过程。通过课堂互动,我们教师要及时引导学生对错误进行反思并纠正。
六、利用多种方式,培养学生的创造性学习能力
为响应新课标的要求,提高学生的综合能力,有效开展素质教育,我们教师在展开有机化学教学时要注意培养学生的创造性学习能力,这对于每位学生以后工作和学习的展开有着重要的影响。具体说来,我们教师可以给学生布置有机化学,特别是有机合成的问题(比如说给出一些目标化合物或利用资料上的习题等)留待学生课下思考并得出结论。为了督促学生能够在课下主动去查阅资料,思考问题,教师可以利用课堂的前几分钟对学生进行提问,通过对比学生们有关合成路线的不同点,并分析各自合成条件的难易程度,从而拓展学生们有机化学的知识面,加深有机化学知识的认识,从而调动学生在课下学习的积极性。对于绿色有机合成、有机催化等与当下社会关系密切的问题,教师也可以将其作为作业向学生布置,培养学生搜索资料获取信息并分析解决问题的能力,提高其创造性学习水平,进而提高有机化学的教学效果。