高校有机化学实验教学改革新模式

时间:2022-07-22 11:00:30

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高校有机化学实验教学改革新模式

摘要:“有机化学”是高校生物、医学、化工这3个专业在校大学生的专业必修课和基础课,“有机化学基础实验”课程研究是高校“有机化学实验”教学研究过程中的重要环节。要加快实现新理念课程标准和新要求下的有机化学综合型专业人才培养,就必须加快改革高校传统的“有机化学综合实验”教学管理模式,以“应用”和“绿色化学”为教学主题,加强“有机化学综合实验”教学管理和改革,激发广大学生的实践自主性、创新意识和主观能动性。

关键词:有机化学;优化改革;应用性

1高校“有机化学实验”教学改革的重要性

随着我国科学技术的不断进步和国民经济的快速健康发展,高校有机制的教学资源迫切需要成为专业、全面型科学技术管理人才的培养动力源,以适应当前教育市场的发展趋势。在这样的时代背景下,高校教师更应该把加强培养广大学生的实践能力作为主要的教学目标,让广大学生把理论知识与实践活动结合起来,创造新颖、实用、有趣的实验实践教学课堂。高校“有机化学实验”教学改革的重要性日益突出,主要体现在以下方面。

1.1改进教学内容,提高学生的基本实验技能

“有机化学综合实验”课程教学模式的改革主要是对高校学生专业基础知识的逐步拓展和有效延伸,使化学基础知识的教学内容更加复杂和具体。大学生可以根据所学的实验理论知识开展各种化学实验,熟练掌握实验中的相关操作技能和技巧,选择合适的有机合成物、分离物的纯化法、分析法和鉴定实验方法,掌握各种典型合成有机反应物的化学原理,深化对各种典型有机合成反应的认识和理解[1]。

1.2改进传统教学观念,发展学生的综合能力

以往的教学大多由教师主导,学生只能听教师的安排,容易对教师的教学产生错误的认识。随着学校实验教学的不断改革,教学的根本目的是以学生实践为基础,采用有趣的实验教学方法,让学生积极参与实验教学的讨论过程,提高学生的综合发散思维和自主创新能力。不同于其他学科,化学中的实验问题具有强大、不可逆的预测性,这就必然要求教师和全体学生采取适当的措施,解决遇到的问题,并灵活运用化学知识。

1.3规范学生的基本操作

要不断提高有机化学实验操作的严谨性,“有机化学实验”教师要严格按照实验操作技术规范进行实验教学,培养广大学生的良好实验习惯,避免学生在实际操作过程中出现错误操作。在以往的课堂教学中,学生未能完全掌握实验原理,也不熟悉实际操作步骤,经常出现错误的操作甚至造成安全事故。

2我国高校“有机化学实验”教学发展现状

2.1“有机化学实验”教学模式相对被动

目前,我国高校“有机化学实验”的授课习惯是在开展实验前对学生进行系统、详细的讲解。从需要使用的药物、仪器开始,到每个步骤可能出现的化学现象、原理以及原因。在稍显复杂的验证性实验课程教学中,教师会及时结合以往的实验教学经验,预测学生在实际操作过程中可能遇到的问题。因此,学生往往强制记忆和被动接受实验教学的主要内容和过程,很难真正激发出实践自主性、创新意识和主观能动性。

2.2“有机化学实验”创新教学目标不明确目前,在新课程改革的要求下,我国高校一直把培养创新思维作为实验教学改革的目标,而高校“有机化学实验”教学往往无法实现这一目标。归根结底是因为,部分高校的化学教师没有明确“有机化学实验”的重要性以及对教学改革的发展方向认识不足。在高等教育中,大多数教师只是为了完成教学任务而教学,对“有机化学实验”教学的培养目标没有正确的认识。

2.3“有机化学实验”教学的评价体系单一

随着我国市场经济的快速发展,高校实验教学的硬件和软件设施、设备已不能充分适应当前高校实验教学的快速发展,学生的实验环境已经得不到有效保障。实验教学仪器的单一性,导致许多实验教学处理过程过于简单机械,学生甚至有随意篡改实验数据等行为,造成“有机化学实验”的综合评价指标形同虚设,不能客观地评价学生的实际科学素质,难以达到“有机化学实验”教学改革的根本目标。

3高校“有机化学实验”教学改革新模式

3.1提高学生实验操作的基本能力

学生通过学习“有机化学实验”的重结晶、蒸馏、分馏、回流、萃取、液相分离等基本操作[2],制作、分离和鉴定有机化合物等更复杂的体系,在实际操作中查找问题及其出现的原因,再找到解决问题的方法,提高实验操作的基本能力。如果没有良好的基本操作技术作为基础,就不能顺利开展有机化学实验。因此,必须重视基础化学实验以及化学基础操作知识与技能的学习,这也是“有机化学实验”教学的核心内容。实验时,教师要经常检查学生的实验操作是否符合规范要求,并及时纠正;对于实验中出现的现象和原因,督促学生及时做好实验记录。为培养学生务实、严谨的学习态度,教师应在实验结束后,查看实验记录及实验结果,给出实验评价。与此同时,学生在实验结束后,要清洗所用的仪器设备,经教师检查确认后,方可离开。教师安排的实验项目,不仅要能培养学生的基础技能,还要培养学生的创新精神和实践能力。重视“用脑做实验”,注重培养学生的科学思维能力。所以,在做实验之前,老师一定要要求学生先写一份实验相关报告,锻炼学生的思维能力。在实际教学过程中,随机挑选实验报告论述准确的学生讲解步骤,包括阐述实验目的、实验现象及其原理。同时,对报告不准确的学生进行纠正指导,并演示实验的操作细节,加深学生的理解。

3.2利用多媒体辅助教学提高学生的学习兴趣

多媒体辅助有机化学实验能够带给学生可视化、多样化的学习体验。这种教学方式能够非常生动地呈现实验装置的操作流程以及实验现象,使学生更加了解实验,进而提高实验教学的效果[3]。因此,教师应该多使用多媒体进行教学,提高实验教学质量。尤其是对一些危险性比较高的实验,学生通过多媒体了解实验原理、实验装置、实验步骤、实验现象等,不仅可以完成学习任务,还可以规避风险。采用多种现代教学技术,包括视频、虚拟三维动画、2D图像增强现实等,生动、全面地展示实验教学过程,使学生在获取丰富的实验信息的同时,对实验操作过程也有了直观的感受和清晰的认识,从而激发学生的学习兴趣和欲望。

3.3将现代分析手段引入综合性实验,监测跟踪反应进程

在实验过程中引入傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振光谱仪等大型仪器,帮助学生了解合成产品[4]。为了保证学生所学内容的完整性,尽量选择和学习内容有关的实验项目,这样不仅能弥补学生学习中的不足,还能让学生掌握一些科学仪器的具体使用方法,拓宽知识面。通过学习仪器的使用方法,学生可以了解到,磁共振可用于分析化合物结构、旋转蒸发器是有机溶剂旋转干燥过程中用于后处理必不可少的设备。采用薄层色谱法或者红外光谱分析法可以跟踪反应过程。其中,红外光谱分析法可以检测某些具有特定官能团的化合物。将现代分析手段引入综合性实验,监测、跟踪反应过程,提高学生的学习兴趣,为以后的科研工作奠定良好的基础。例如学生可以采用薄层色谱法监测反应过程,判断反应是否发生、观察如何进行、预测反应何时结束,而不需要老师告诉学生反应需要多长时间停止。该方法可以有效提高学生的自主思考能力,同时深化其对有机化学实验的认知。

3.4将科研成果转化为教学项目,开展“科研启蒙”教育

高校教师要注重教学和科研的结合,抓住重点,提高科研工作水平,努力使学生掌握本学科学术研究的前沿动态,更深入地了解本学科学术研究的发展趋势,为今后的研究和工作提供帮助、奠定基础。化学与应用化学系教师发表了大量高质量的研究论文,并热忱地将科研成果转化为教学项目,在完成基础教学任务的同时,培养科研人才。有些科学研究的实验并不简单,有很强的创造性。在基础课程教学中,可适当增加1~2项相关的科研项目。教师与学生可在相应的实验过程中共同探讨实验现象,让学生讲述实验原理、具体操作流程以及目的性,提高学生的自主研究与创新能力[5]。

4结语

为了向社会持续输送创新应用型人才,高校应加强实验基础设施建设,优化传统实验教学模式,把“应用”和“绿色化学”作为“有机化学实验”教学改革的基础,全面开展高校“有机化学实验”教学改革,努力培养高素质人才,为我国现代化建设作出贡献。

[参考文献]

[1]赵薏茹,杨禛,焦景超,等.有机化学教学改革中的探索与实践[J].广州化工,2019,47(6):126-127,155.

[2]柏铭,马庆林,孟凡君.有机化学实验教学的探索与改进[J].化学教育,2015(14):42-44.

[3]王建锋.大学化学实验课教学改革剖析[J].教育教学论坛,2018(4):255-256.

[4]耿会玲,史晨燕,刘睿媛,等.基于一流人才培养的有机化学实验教学改革与探索[J].课程教育研究,2018(10):175.

[5]熊非,洪丹凤,常海洲,等.有机化学实验课程教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索,2018,37(8):188-190.

作者:李佳颖 牟芬 周婷婷 单位:昌吉学院