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有机化学实验绿色化教学改革探索

2021-03-02 来源:小侦探旅游网
■匪 有机化学实验绿色化教学改革探索 马巧利 (宁夏大学化学化工学院,宁夏银川750021) 摘 要:有机化学实验是高等院校化学相关学科的重要基 础课。文章从对教学内容的优化、微型化实验室、多媒体辅助教学 等方面对有机化学实验教学绿色化改革进行了有效的探索和实 践.为提高有机化学实验教学质量和学生的综合素质提供借鉴。 关键词:有机化学实验教学改革 多媒体教学 现代科学技术的发展要求科研工作者具有较强的创新能 力和实践动手能力。有机化学是一门实验科学,是高校化学、 生命科学、药学、食品学、农学、水产养殖、资源环境等专业本 科生的一门重要基础课…。在合理安排教学程序、理顺各门实 验间的关系后,有机化学实验可以打破各门专业实验间的壁 垒.通过有机化学实验帮助学生从实践中理解和掌握有机化 学中的基本理论和基本反应,和这些专业实验课相衔接,并对 接仪器与分析实验,对实验内容进行延伸,在巩固理论知识、 培养学生动手能力、提高学生创造性思维方面起到关键作用。 1.有机化学实验教学现状 1.1实验教学模式单一,过于注重步骤和结果 受到实验室条件的限制,当前的实验课程安排几乎都是基 本实验操作技能训练实验和传统的制备实验。学生对新鲜事物 的反应十分强烈.对于实验课程和动手操作有着浓厚的兴趣。 但在有机化学实验教学中,教学模式要求学生完全按照教材规 定的步骤完成.而实验课程是有时限的。要系统观察和理解理 论课上学到的规律并不容易。在设置教学内容时,更要注重培 养学生的操作技术和观察能力。特别是强化学生的创新能力。 1.2实验教学过程中.环保意识的培养需要加强 日前.大多数院校开设的有机化学实验绝大部分仍是常 规、常量实验。在实验制备过程中,玻璃仪器多为100—250ml, 装置占用面积大,操作不方便,实验时间较长。其次,实验试剂 用量大,产物及副产物量多,后处理困难,实验经费的开支大。 加上所用药品试剂多数是有毒、易燃、易爆,具有腐蚀性,在实 验过程中产生的大量有毒有害气体造成的环境污染严重.实 验中若不小心,就易发生中毒、爆炸、火灾等事故。实验过程危 险性强,给实验指导教师和上课学生造成心理负担。 2.有机化学实验绿色化改革的措施 2.1合理改进教学内容 鉴于有机化学实验的超强操作性,基础实验技能的训练 极为重要,学生必须在开始就学会查阅工具书籍。老师在进行 完一次实验后.可以简单讲解下次实验内容。给学生提出一些 开拓性的意见,让学生更积极主动地查阅资料、思考。下次实 验之初.可以对本次课本规定的实验套路提出改进方案,和老 师一起商量并做一定范嗣内的改革创新。 在整个实验教学中,所涉及的实验内容尽量靠近生产实 际,讲解的过程能够融人生活点滴,这样,整个教学过程有条不 紊.实验课内容由浅到深、由简到繁,有利于学生对整个有机 化学实验的学习和掌握。例如,在基础实验纸薄层色谱中,铺薄 板用的CMC在本次实验中做黏合剂.而在讲解过程中老师可以 提示性地指出CMC的其他性能,比如增稠剂、乳化剂、悬浮剂 等,最常见的饮料中也做添加剂.这样多联系生活,就可以让学 生在不知不觉中对使用的试剂的性能有更深层次的理解。 此外.在整个课程设计方面.可以采用连续性实验,强化 学生的环保意识和创新能力。例如:环己烯的制备产物环己烯 可以做7,7二氯双环『4.1.0]庚烷的制备实验的反应原料,这种 实验课程的设置不仅较好地检验了学生的操作技能和实验效 果.实验产物的再利用也体现了绿色化学教育的思想。鼓励学 10 生设计实验进行有害物质的处理,既减少了实验室“三废”的 产生,又在一定程度上培养了学生的创新精神和实践能力 2.2微型化有机实验 随着社会的进步和时代的发展,绿色化学、环境友好化学 和人与自然协调发展等理念对化学发展提出了更高的要求 化学实验教学仪器和设备更新换代为半微量、微量有机化学 实验教学的广泛开展提供了有利条件。半微量、微量有机化学 实验教学已成为有机实验教学中的重要环节之一[2]。化学实 验的小型化最早于1835年由爱尔兰教师D.R.Reid提出。微型 化学实验的兴起主要是考虑环境保护和实验室安全的需求。 有机化学实验使用的玻璃仪器品种数量繁多。常用的玻 璃仪器体积大,容易破损,不好管理。一些合成实验如7,7二氯 双环[4.1.0]庚烷的制备实验,微型化试验后,将实验所用仪器 250ml三口瓶换成100ml规格后.实验反应剂量减半,反应时间 相应缩短一半,工作效率大大提高.同时减少了实验室内外大 气和水污染,有益于师生健康。相应的辅助仪器如滴管漏斗、 搅拌仪、电热套等小型化,很大程度上降低了本次实验成本。 实践表明微型化后的经费约为常规实验的十分之一。 2.3将多媒体引入教学中 随着计算机多媒体技术和网络技术广泛应用于辅助教 学,多媒体技术越来越多地介入课堂教学。由于目前课时数减 少,知识总量激增,与化工有关的社会问题增加,要在化工 教学中做到既教给学生知识,又训练技能,培养能力,就要 培养学生的科学方法、态度等目标,提高化工课堂教学效率 显得尤为重要_3]。传统的“一本书、一本教案、一支粉笔、一块 黑板、一张嘴”的教学模式已远远跟不上现在的教育发展形 势,教学手段必须信息化。这些信息化教学手段可以增加教学 信息量,解决教学内容增多与学时减少的矛盾和保证教学内 容与缺乏仪器的矛盾。多媒体色彩逼真的画面,使学生能够从 多角度直观、形象、生动地进行实验观察。 此外,采用多媒体辅助教学。可以转变一般以教师讲授为 中心,学生只是被动地接受的授课方式,让看不见的反应过程 变成生动有趣的动画.可以实现时间的紧缩或延长、空间的缩 小或放大、微观和宏观现象的模拟,从而激发学生的学习兴趣, 使学生保持良好的学习状态。例如:基于Director软件的有机化 学实验室的开发使用可以让学生进一步了解中和实验的实验 过程、合成方法、分离技术、提纯技术。尤其对一些操作具有高 难度、高危险性的实验教学非常有意义。那些所有因仪器、药品 短缺、实验有毒、污染严重、反应速度太慢等诸多原因而受制约 的实验可以进行模拟,反复呈现,利用计算机对一些实验现象进 行夸张处理.大大提高教学质量.弥补实验实际操作的不足。 以上结合我校的建设情况.对有机化学实验在教学过程 中存在的一些问题和应对的方案提出了一些建议,合理设置 实验教学课程。微量化教学实践,利用多媒体使教学更加高效 化、绿色化,从而达到提高有机化学实验教学质量和学生的综 合素质的目的。 参考文献: [1]郑春满,韩喻,谢凯.有机化学实验教学改革与学生创 新能力培养的研究[J].高等教育研究学报,201l,O1:98—100. [2]郑小琦,查正根,汪志勇.研究型大学有机化学实验教 学体系改革与创新[J].大学化学,2010,06:12—16. [3]吴建一.有机化学多媒体教学开发研究[J].嘉兴学院 学报,2o02,06:98—100. 

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