緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇有機化學論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
二、有機化學教學方法的改革
傳統教學方法以教師在課堂上的“填鴨式”教學模式為主,往往忽略了學生的主體性,不利于學生自主學習和創新能力的培養。為了培養學生的自學能力和思考能力,提高教學效率和質量,我們在教學中采用了靈活多樣的教學方法,通過啟發式、互動式和討論式等多種教學方法,引導學生課堂上積極思考,獨立解決問題。在教學過程中我們增加一些教科書上沒有列出的反應及其具體應用實例,將同類型的反應隨時進行總結,既可提高學生的學習興趣和積極性,又可開拓學生的視野和擴大知識面。例如,水煤漿添加劑中普遍用到的分散劑是萘磺酸鹽,在萘磺酸鹽的制備過程中涉及我們所學有機化學中萘的磺化反應,萘在165℃時與濃硫酸反應的主要產物是β-萘磺酸,β-萘磺酸經過與甲醛發生縮合反應后與堿中和即可得到我們所需的產品萘磺酸鹽。學生通過這個實例的學習,將會加深對萘的磺化反應的認識,同時拓寬了知識面,還與所學的專業知識也聯系起來。FS-201作為一種浮選劑在很多選煤廠使用,它的藥劑用量比煤油低30%左右。這種藥劑的主要成分是輕質烷基苯。這種藥劑的合成涉及有機化學中最著名的傅克烷基化反應。它的合成是烯烴與苯在三氯化鋁的催化作用下進行傅克烷基化反應,反應物經堿洗、水洗再經脫苯、精餾,截取255℃以前的餾分。課本中一個普通的化學反應在工業上得到應用,學生將會印象深刻。通過這些實例的學習,學生發現有機化學課程并不是完全和自己所學的專業沒有關系,專業知識也并不是深奧難懂,基礎課程和專業課程相輔相成,融會貫通。
大多數學校尚未涉足,若想使全社會公眾形成綠色化學意識,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意識的狀況,只有通過高師畢業生在基礎教育當中去開展綠色化學教育,這樣才能逐步影響到大眾。真正的綠色化學教育的精髓是在綠色化學原則的指導下把綠色化學融合于化學教材改革、化學教學改革、化學實驗改革等系列化學教育綠色化的創新過程。
2.各項政策不到位。
建議政府、化學界、環保界,尤其是教育界應根據實際情況設立綠色化學及綠色化學教育獎項,提出各種綠色化學教育的政策法規,建立合理的綠色化學化工教育考核制度。相信有各種政策的保障,各種獎項的頒發,必將會加速全社會綠色化學意識的形成,實現人類社會的可持續發展。
3.教育體系不完善。
教師在課堂教學、實驗教學過程中應始終貫徹綠色化學思想,要讓學生了解綠色化學,樹立起綠色化學意識,培養其從事綠色化學研究與開發的能力。然而,我國目前的高等教育機構還沒有形成完備的綠色化學教育體系,更不用說基礎教育了。因此應該建立起一系列合理的綠色化學教育體系,以促進綠色化學教育的順利發展。綠色化學的發展將對環境保護起重大作用,它為人類的可持續發展提供了技術保證。綠色化學進入教育領域,從而進入化學教育,符合時代的呼喚。
二、有機化學教學中開展綠色化學教育的策略
1.在有機化學課堂教學中滲透綠色化學教育。
面對化學學術界悄然進行的綠色革命,廣大的化學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生更應該受到綠色化學教育,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。可喜的是,目前已有部分重點大學如中國科技大學開始開設“綠色化學”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“綠色化學”課程,但在當前相當多的高校存在教學課時緊張的狀況下,又帶來了專門的教學時間難以安排的新矛盾。因此,在有機化學教學中進行綠色化學教育的滲透,不失為解決問題的好辦法。在有機化學教學中進行綠色化學教育的滲透。具體來說,就是在進行有機化學教學時,對教學內容涉及有關綠色化學知識的方面,給予適時地、適量地介紹,通過這種畫龍點睛的教學改革,可使學生在潛移默化中受到綠色化學教育。同時又不對原本非常緊張的教學安排造成新的沖擊。
2.在有機化學實驗教學中加強綠色化學教育。
化學是一門以實驗為基礎的學科。有機化學實驗是化學科學賴以形成和發展的基礎,是檢驗化學知識真理性的標準,是提高學生科學素養的重要內容和手段。有機化學實驗也是化學教育的最有效的教學形式。除此之外,有機化學實驗還具有重要的教育教學功能。從認識角度看,有機化學實驗是為學生提供化學教學認識問題的主要途徑,它為學生檢驗有機化學理論、認識有機化學科學知識、驗證有機化學假說提供了科學依據。從方法論角度看,有機化學實驗是培養學生掌握實驗操作過程、實驗方法的重要手段。從教學論的角度看,有機化學實驗能創設一定教學情景,轉變學生學習方式,有效激發學生學習興趣。學生可以從有機化學實驗現象中去認識有機物,并通過自己的操作來培養各種能力,進而促進思維的發展和綜合能力的提高。教師將有機化學實驗置于一定的化學教學情景下,為實現一定的化學教學目的,而展開的一系列教學活動,就是所謂的“化學實驗教學”。有機化學實驗教學是有機化學教學的重要組成部分,其對學生的科學思維、動手能力、創新意識的培養起著重要的作用。有機化學實驗教學與綠色化學的聯系最緊密、最直接,是培養學生“從我做起”的好陣地,也是培養學生綠色化學意識的重要途徑。有機化學實驗教學能促進學生在知、情、意、行等方面統一協調發展。有機化學實驗是有機化學學科的基石和學生可以直接感知的事實,通過有機化學實驗教學來培養學生的綠色化學意識是一個最好的切入點。在實驗教學中開展綠色化學教育是歷史的必然。當然,綠色化學與有機化學有著天然的血肉聯系。因此,在有機化學實驗教學中滲透綠色化學是最為合適的。學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生污染,從而形成綠色化學意識。將一些傳統實驗方法與經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學生滲透綠色化學教育是有效的途徑。
研究生創新能力培養是研究生教育的核心內容,碩士生在企業做學位論文工作期間,會面臨許多問題,如企業導師會把企業中的一些其他技術工作交給學生做,似乎影響了研究生做畢業論文的進度。但這其實是聯合培養工作的重要組成部分。我們在廣西藥用植物園做學位論文的研究生曾多次參與企業新產品生產與開發,協助解決了幾個新產品的提取工藝優化及活性分析。該學生反映,這種額外的工作要求研究生的獨立工作能力強,要會自己分析問題、查閱資料,還要自己進行試驗方案設計,確實弄不懂的才向老師請教,使自己大大增長了見識,受益頗深,這些在學校是很難學到的,大大拓寬了研究生的知識面,提升其創新能力。
2.有利于豐富研究生實踐經驗,培養其創業能力
碩士生在企業做學位論文的一兩年是參加社會實踐的最佳時機。進入企業,如何才能學到企業工人、技術人員豐富的生產實際知識和熟練操作技能,是產學研聯合培養的研究生面臨的實際問題。研究生要正確看待“下企業”,不要認為自己有什么“優越感”,要放低位置,主動向企業工人、技術人員學習,很多研究生在企業中都要經過一番磨合,才能把自己真正融入企業,順利地開展畢業論文研究工作,在這個過程中也獲得了豐富的實踐經驗。在企業的社會實踐也是碩士生學習如何創業的良好機會。如“基地”之一的廣西化工研究院原來是事業單位,后來改制為企業性質,從一個財政撥款單位發展為工業總產值超億元的科技企業,這樣的企業發展史能讓研究生接受創業的理念、學習創業的過程,培養研究生的創業能力。
3.有利于提高研究生競爭力、獲得更多就業機會
研究生通過產學研聯合培養,不僅鞏固了研究生的有機化學基本實驗操作技能,而且提高了研究生提出問題、分析問題、解決問題的能力,加快學習與生產的結合,大大提高了研究生就業競爭力,獲得更多就業機會,并使其在畢業后能從學習者轉變為工作人,適應新的崗位工作,將所學的知識和技能應用于生產生活實際,獲得了企業的認同與支持。產學研聯合培養的畢業生基本都在企業科研生產第一線工作,主要從事的工作是新產品開發、新技術研究,與企業生產實際密切相關。這些研究生的學位論文選題適應當今行業新技術發展,專業對口,一般畢業時能使選聘單位非常滿意,初次就業率即達100%,而且很快就成為企業的骨干。
二、對產學研聯合培養研究生的幾點思考
1“.產學研”聯合培養研究生
要考慮企業方面,也要符合學校培養要求。產學研聯合培養研究生必須堅持按照《學位法》對碩士學位的嚴格要求,謹慎選擇碩士生培養基地,確定學位論文選題,在充分考慮企業生產實際需要的前提下,符合學校培養需要。培養工作必須做到有利于培養碩士生獨當一面的科研能力,有利于培養碩士生在畢業論文試驗工作中發現問題、分析問題、解決問題的能力,并能有所創新,在培養過程中避免出現對碩士生“只用不教”的偏向及個別“放羊”現象。而在企業的實際生產中有些質量關鍵問題迫切需要解決,但技術含量不高,比如生產工藝管理、技工培訓問題,不能作為碩士生的畢業論文選題,不然就不能達到碩士學位論文要求。
2“.產學研”聯合培養研究生
必須強調學校導師的主導作用,同時充分發揮企業導師的積極指導作用。碩士生下到企業后,環境陌生,不了解企業產品和生產工藝,需要一段時間熟悉,困難較多,這時企業導師的指導作用很關鍵。而有的企業導師往往只重視解決生產實際問題,不進行難點的分析和理論上的深化,因此學校導師要及時在理論上做指導,提高研究生的畢業論文水平,確保滿足學位論文要求。
3“.產學研”聯合培養研究生
要充分利用企業平臺,提高碩士生綜合素質。碩士生到企業做畢業論文是學生生活的一個重要拐點,是研究生踏入社會前的“實習”。企業給他們提供了一個新的社會實踐的平臺,他們要處理新的人際關系,了解新的生活環境,熟悉新的工作內容,因此,學校與企業的導師雙方要加強聯系,通過各種途徑和碩士生及時交流,及時了解碩士生遇到的問題和困難,幫助他們盡快適應企業環境,提高碩士生的綜合素質。
2參與式教學法,激發學生成就動機,促進自主學習
大學學習過程中學生自主學習是一個很重要的環節。在教學過程中,教師要更多地采用正確的行之有效的教學方法和激勵方法,引導和鼓勵學生自覺學習、自己來解決問題,進行自主學習。引導學生往自主學習的方向發展,改被動接受的思想和意識為自主學習。如何激發學生的自主學習的動機、培養學生自主學習的積極性,全力提升學生自主學習的能力,教師的引導和鼓勵顯的尤為重要。在一般的教學考核中,教師一般將成績分為考試成績和平時成績,考試成績主要來源于期中和期末成績;另外一種重要的成績就是平時成績,平時成績主要來源于考勤、作業、實驗成績。平時成績的合理給分能有效地促進學生的自主學習。在多年的教學中,作者一直有一個特色的評分方式。針對選用的教材,鼓勵大家在發現教材中的錯誤,哪怕是標點符號的錯誤。在這個實施過程中,學生為了找到教材中的錯誤,必須仔細地研讀課本,同時還要找相關的專業書比較,反復的閱讀、理解、考慮才能判斷一個錯誤。同樣的錯誤先提出的同學得到加分,所以大家能獨立自主的學習,不會像做作業一樣出現抄襲的現象。實驗成績的給分主要注重學生的動手操作,而不是只看實驗報告。在每個學期的學生糾錯課本中,學生一般會找到明顯的標點符號錯誤或文字錯誤20余處,介紹知識點錯誤2-3處,課外習題或答案不嚴謹10余處。通過教學內容、教學方法和教學手段的改革,將教師由知識傳授的主導者轉變為教學活動的組織者、引導者;每個學期可以根據授課內容設置幾個專題給同學們自學,查閱資料,相互探討。最后在課堂講解自己的所學所想所得。這一過程可以歸納為,設置專題-查閱資料-學生整理資料-小組探討-學生課堂講解-教師點評。學生能很好的參與教學的章節是第六章醇酚醚,因為在高中階段大部分學生對醇酚的性質有了比較深刻的理解。因此每個小組都能自己查閱資料,并做出漂亮的PPT,能簡單詳細地介紹醇酚的結•127•構、命名和主要化學性質。但是醇分子內脫水成烯,伴有重排的反應是本章的難點,學生還是難于講透,教師需要在后面的總結中強調。讓學生成為自己學習的主人,激發學生學習有機化學的積極主動性,為今后其他學科的學習和終身發展奠定良好的基礎。
3教師與學生角色互換
教學傳統的教學方式是教師講,學生聽,學生被動,學習熱情不足。上課時有睡覺的,玩手機的、看電腦的、玩游戲的,可謂言者諄諄、聽者藐藐。如何激發學生的學習主動性,讓學生來做課堂的主人,我的課堂我做主?教師可以和學生進行角色互換,比如每次講解新內容之前對上節課講的內容進行復結,承前啟后,加強記憶的同時為本節課新內容的講解做準備。這個過程可以讓學生來完成,教師從旁指導。學生可以根據教師上節課的課件進行改編,自己重新總結,用自己的語言把前面講過的內容重述總結出來,教師最后可以進行補充完善。還有就是化合物的命名,每個章節基本上都有化合物的命名,書上的命名原則講的已經很清楚,很有條例。教師可以給出分子結構式,給出自己的PPT,讓學生預習后來給大家講命名的步驟并給出結果,在講完之后,允許學生糾錯,同時允許其他學生補充遺漏,這樣不僅調動了每個學生的積極性,而且記憶深刻。讓學生參與到簡單教學工作中來,充分發揮學生的積極主動性和多樣性,實現師生互動,師生互換,氣氛融洽,能很好的跟學生溝通。能有限地減少厭學、逃學現象的發生;通過每學期不定時的點名10次,發現學生很少出現無故缺課逃課現象。學生自主參與教學同時為學生展示自己魅力提供了平臺,為鍛煉學生提供了最好的舞臺。通過多層次多渠道提高學生的學習興趣,對近4年來同一專業的學生學習成績進行分析,發現:從2010-2011學年開始注重激發學生的學習興趣,學生考試成績有大幅提高,平均分由原來的60多分提高到了70多分,將近80分;考試通過率超過90%。
2.利用多媒體創設和諧輕松的教學氛圍
引發學生學習興趣傳統的數理化教學易給人一種呆板、沉悶的感覺,不易使習慣形象和感性思維的學生產生學習興趣。而多媒體的形象生動等特點正好可以彌補傳統教學的不足。比如,在講解酸的時候,就可用醋來作為課題引入,放映有關醋的歷史、分類及醋的妙用的視頻動畫或者是相關圖片配以和諧優美的音樂,讓學生能帶著輕松愉快的心情進入后面部分的學習。
3.幫助理解重難點內容
樹立學習的信心,保持學生學習興趣信心也是興趣產生的一個重要因素,對于在學習過程中遇到的挫折或困難,意志堅定、求知欲強的學生一定會通過不懈的努力或用不同方法解決,而另外一部分學生可能就此而受到打擊,從而影響學習積極性和學習信心,因此降低學習興趣。有機化學中一些較抽象的知識點,如有機物質分子空間立體結構和同分異構體結構,這需要學生具有一定的空間想象能力,對于部分學生來說,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,學生理解起來也更加容易。
4.利用信息技術開展多種課外活動
提高學生學習興趣一是可利用課外活動時間為學生播放有機化學趣聞、生活中常見的有機化學物、有機化學反應或電視節目、魔術表演中的有機化學現象。二是建立興趣活動小組,分小組完成實踐性作業、調查性作業以及課題研究。比如課題“塑料袋與白色污染”,學生可以自行通過網絡查找、收集、加工、整理有關塑料的主要成分、化學性狀、生產加工方法,為什么會引起白色污染,如何降低污染、保護環境等,最后形成論文或電子稿。通過論壇或博客發表,與老師、同學或其他網友共享交流,通過這種方式,不僅可以提高學生的自主學習能力、團隊協助精神,還能讓他們通過發表、共享等方式得到自我滿足,增強自信心和學習的動力,從而提高學習興趣。
5.利用信息技術為學生搭建良好的自主學習平臺
創建平等的互助交流環境利用信息技術可讓學習成果得以鞏固,學習“攔路虎”得以及時解決,加強學習興趣。在教學中,我們發現許多學生可能一開始表現得還是挺有興趣,可是隨著學習內容的增多、學習難度的加深,其學習興趣就會逐漸減退。我們可以嘗試做以下幾個方面的工作:①利用化學學習網站進行課外自主學習,有條件的話,可自行建設有機化學專題學習網站,教師將教案、課件、動畫、視頻或收集整理的相關資料上傳供學生參考。同時,學生也可將自己的學習心得、經驗、研究成果上傳。②建立學習交流群,教師可以利用課外業余時間為學生們答疑解惑,及時解決學生們的學習疑問;學生之間也可就學習經驗進行交流:開設有機化學學習論壇,設立各種討論主題,學生可以根據自己的興趣愛好或者不足之處有選擇地進入相關主題進行討論交流。③利用搜索引擎、在線答疑等信息工具尋求其他網友或名師的支持。④利用輔學型課件或智能評測系統,進行自測練習,及時檢測學習效果。
二、要激發學生的好奇心
古希臘教育家亞里士多德講過一句名言:“思維自驚奇和疑問開始”。課堂上教師的提問可以有效地發展學生的思維能力。師生互動可以通過老師提問學生回答來完成,還可以通過學生提問老師回答來完成。這就要求老師在課堂上須巧設疑問。比如講烯烴的化學性質,老師可以先講幾個實驗現象,并把相關的反應方程式寫出來,讓學生分析一下主要發生了什么反應,再結合前面章節的內容,讓學生大致寫出反應機理,并把反應機理進行分類,比如是親電加成還是親核加成等等。羧酸那章就羧酸同時存在羰基和羥基,老師可以向學生提出如下問題:1.與醛或酮相比,羧酸中羰基的親核加成活性如何?2.羧酸中羥基的氫原子與醇的相比,為什么酸性更強?面對這些問題,學生利用已學過的知識可以一一解答。這樣該章的學習就會變得很輕松。學生可以實現由“學會”到“會學”的轉變。
三、要引導學生多議
課堂上學生產生疑問怎么辦?是由老師一個一個來解決,還是分類匯總后解決,抑或由學生一起討論來解決?由于課時的限制,最好的辦法就是引導學生多議多問,讓學生相互之間開展討論,自己解決發現的問題。老師可以在課堂上提問,然后分組進行討論,引導學生自己解決問題。比如講酯的親核取代和克萊森縮合反應時,老師可以提出問題:以醛酮羰基的親核加成及羥醛縮合反應為基礎,分析一下酯可以發生哪些反應?以小組為單位進行討論。最后交上來的答案基本上是完整的。當然,問題也不要總是由老師提出,老師還要引導學生自己提出問題。比如講共軛二烯烴的1,4加成,老師可以先寫第一步機理,按照單烯烴的性質先進行第一步,生成一個碳正離子中間體,第二步老師可以直接寫出和單烯烴一樣的1,2加成產物,然后問學生:有疑問嗎?有不同的想法嗎?這個例子我們曾經試過,有很多學生舉手提出了疑問。學生會問,第一步生成的碳正離子中間體為什么不重排?它是烯丙型的碳正離子,正電應該可以分散到另一個碳上,這樣第二步就應該形成1,4產物。學生能這樣分析問題就說明他們把前面章節學的知識都掌握了,也能激發出想問題的樂趣。這樣,學生課后就會按照課堂上的模式進行提問和討論,問題也就迎刃而解了。
四、要理論與實踐相結合
化學是一門實踐性的科學,除了理論學習外,還要與實踐相結合。我們選擇部分學生特別是畢業后繼續讀研和從事化學化工類工作的學生,一般在大二開始進入教師課題組,在老師的指導下完成一個課題的研究。比如我們學校的有機化學課都是在大二開的。上課時,教師可以先了解學生的情況,了解有哪些學生打算考研?有哪些學生對化學有興趣,今后有可能從事與化學有關工作的?又有哪些學生對化學沒興趣,以后不想從事與化學有關的工作?挑出一些想考研的和想從事與化學有關工作的學生參與課題組,一般是占班上人數50%的比例。然后將他們分成四個組,每個組有一個研究課題,課題與所講的內容有關。讓他們從查閱文獻、總結文獻開始做,由他們自己先提出實驗方案,然后老師再指導他們確定最佳的實驗方案。實驗方案確定后,由學生自己準備藥品和儀器,進行實驗操作。這樣,他們在查閱文獻時可以了解化學的發展動態;提出實驗方案時可以對所學的反應做個總結和比較;準備藥品和儀器時可以了解一些化合物的結構和物理性質及一些儀器的用途。舉個例子來講,當講到酸與醇的酯化時,教師可以讓學生做一個與酯化有關的課題。由于酯化是個可逆反應,不斷地有水生成,要使這個反應向右進行,最好是把產物之一水移走。實驗時可以讓學生做個對比實驗,一個是沒裝分水器的,就是讓水留在體系里,一個是裝了分水器的,將水通過與有機溶劑共沸帶出來。實驗后會發現后者的酯化收率較高,這樣學生就明白了移走產物之一反應會向右進行,收率會較高。每屆參加課題組的學生都會有不少收獲,做得好的最后還發表了論文,這些論文可以參與評獎學金,還可以參與保研等等。學生因此積極性特別高。學完了有機化學后,大部分學生還想繼續留在課題組做實驗。通過理論聯系實際,學生不僅用實驗驗證了學到的理論知識,還可以鍛煉動手能力,從實驗中發現樂趣,提高學習的興趣,并且可以為以后的繼續深造打下很好的基礎。
五、改革考核方式和內容
有機化學的考核以前主要采取一考制,即由最后的期末考試決定成績。這種考核方式容易使學生死記硬背,而不會靈活應用,并且考完就容易忘記。我們對考核內容和考核方法進行了改革。考核方法改成由平時成績、期中成績、期末成績三部分組成。平時成績由出勤率、平時作業、平時討論及平時實踐來決定;期中考試形式可以靈活一點,可以考試,可以寫論文,也可以用課堂作業甚至是綜合性的設計實驗;期末考試的題不要局限于選擇、填空、合成、機理等類型,可以適當地加些與日常生活緊密聯系的實驗綜合題。以前的一考制容易造成很多學生不來上課。考核加上出勤率后到課率基本上是100%。有機化學一般都是三節課連上,三節課都講新課可以講很多內容,學生一下消化不了,加上一點討論題可以讓課堂變得輕松,課堂氣氛好很多,留出較多的時間讓學生去思考。這樣,師生之間及學生之間的關系會更融洽,而且學生分析問題的能力可以得到強化。參加了課題組的學生可以加上實踐分,沒有參加課題組的學生可以加上討論分。這樣,期末考試的壓力就減輕了很多,補考率也會低很多。我們現在采取的考核方式就是平時成績(25%),期中成績(25%),期末成績(50%)。平時的出勤率很高,平時作業也完成得很好,討論題都很積極,而且印象深刻,討論題如果出現在期末試卷上,同學們沒有人不會答,參加實踐的人也很多,最后取得的成績非常好,期末考試卷面成績不及格的很少,比以前有不少30~40分的現象好很多,總評基本上沒有不及格的。這種改革逐漸改變了學生考前突擊死記硬背、走出考場頭腦一片空白的現象,學生在多方面得到了發展。
同時有機化學是基于實驗的一門科學,有機化學的研究更是具有明顯的實驗特征。因此,在技師學院有機化學教學中開展實踐學習研究是一個契機。通過實踐學習,對學生進行探索化學知識的過程和學習方法的訓練,既可以激發學生發現問題、分析和解決問題的興趣,形成求學所必需的質疑態度和批判精神,又培養了學生多維思考、分析推理、歸納總結的能力。
2技師學院有機化學實踐教學現狀的調查和分析
通過對技師學院有機化學教與學現狀的調查和分析,對目前技師學院有機化學教學模式現狀進行了摸底,以便于更有效地開展探索適應新課程要求的教學模式的研究。根據占有的資料和實際的走訪調查,設計了調查問卷。結果顯示31.5%的學生對技師學院有機化學學習無興趣,45.2%的學生認為學習化學興趣不高的主要原因是教師傳統的教學方法,59.6%的學生不能很好地參與課堂教學,68.5%的學生喜歡實踐學習模式。由此看出,傳統的教學方法中存在以教師為中心,強調教師權威的現象,忽視了教師與學生的合作關系,剝奪了學生的自主性,影響了學生的自信心,導致學生厭學,使學生對教師有抵觸情緒。學生希望老師在課堂上成為他們的合作伙伴,給他們一定的學習空間,使個人的主動性、積極性充分發揮出來。而有機化學教學改革的核心任務便是建立和形成旨在充分調動、發揮學生主體性的學習方式。實踐學習就是一種行之有效的學習方式,能使學生的主體性、能動性等在實踐學習過程中得以發展。
3技師學院有機化學實踐教學創新的措施
3.1培養學生設計實驗并動手實踐
假設提出后就要想方設法去檢驗它,用實證性材料去或支持假設。這是實踐學習的重要步驟。因為學生要達到對所學知識所反映事物的性質、規律以及該事物與其他事物間聯系的深刻理解,最好的辦法是讓學生到現實世界的真實環境中去感受,去體驗,而不是僅僅聆聽教師或其他人的介紹和講解。比如在2乙醇與濃硫酸反應產物的驗證試驗中。我們創設了以下問題情境創設:乙醇與濃硫酸制乙烯氣體時溫度控制不當常有副反應發生,若溫度過高,乙醇被氧化成二氧化碳,濃硫酸被還原為二氧化硫。那么如何設計實驗驗證反應混合氣體中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸氣那?學生一般都能知道驗證二氧化碳用澄清石灰水,驗證二氧化硫用品紅溶液,驗證水蒸氣用無水硫酸銅,但是具體的操作步驟是什么,為什么?大部分的學生不能正確說明原因,這時教師可以引導學生進行實驗設計實踐。
實踐實驗設計思路:
(1)水蒸氣先驗證還是后驗證,為什么?這時有的學生想到若先驗證二氧化硫或二氧化碳必須通入水溶液中,帶出水蒸氣,影響產物水蒸氣的驗證,所以水蒸氣必須先驗證。即通過裝有無水硫酸銅的硬質玻璃管。
(2)二氧化硫和二氧化碳哪個先驗證,為什么?通過教師的引導,學生認識到因為二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁,所以必須在檢驗二氧化碳之前,先將二氧化硫除去并除盡。而除去二氧化硫之前應先驗證二氧化硫,所以應用三個洗氣瓶,分別是品紅溶液,溴水,品紅溶液,第一個品紅溶液為驗證有二氧化硫,溴水為除去二氧化硫,第二個品紅溶液為檢驗二氧化硫已除盡,這樣通入澄清石灰水變渾濁一定為二氧化碳。通過這樣的設計使同學認識到在設計實驗時必須全面考慮各個因素的影響,應注意到每個細節的設置,才能使最終的結果正確。但要使學生對設計實驗方案感興趣,并能設計出高質量的實驗方案,學生就必須有扎實的知識基礎和實驗技能。在化學學習中,教師要幫助學生對已學過的知識加以回憶、深化、提高,將所有中學化學知識系統化、條理化、網絡化。
3.2培養學生多動手實驗并注意學會觀察
當前在實驗教學中往往會出現這樣的問題:實驗現象琳瑯滿目,學生情緒亢奮,實驗做完后學生只記住他最感興趣的部分,而對其他現象說不清楚,因此,在初次進行實驗時教師必須讓學生知道觀察什么,怎么觀察。比如我們在苯與液溴的取代反應試驗中,在演示苯與液溴的取代反應時由于注意點較多,可邊實驗邊提出問題,指導學生觀察實驗:
(1)苯與液溴混合后有沒有明顯現象,加入鐵屑后有沒有明顯現象?
(2)跟反應器連接的長導管起什么作用?
(3)導管口為什么不插入液面下?
(4)怎樣除去無色溴苯中溶解的溴?
通過以上問題的設置使學生對該實驗應掌握的問題一目了然,所以只要明確觀察目的,仔細觀察,不管實驗現象多少,都能抓住本質。同時要引導學生邊觀察,邊進行思維性觀察。不僅要觀察實驗儀器的選擇組裝,而且要分析為什么,不僅要觀察實驗現象,而且要思考產生這一現象的原因。而在實踐學習中,很多猜想與假設只有通過實驗才能得以驗證,在動手實驗的過程中,不僅可以提高學生的實驗技能,而且可以培養學生發現問題,解決問題的能力,激發他們的實踐精神。
總之,技師學院有機化學傳統的教學方法已不再適應時代的要求,但舊的教學理念往往根深蒂固,因此以實踐學習為核心的有機化學教學的實施還有很長的路要走,實踐學習的各種有效途徑還需要在實踐中不斷摸索。
參考文獻
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[2]裴娣娜.現代教學論[M].北京:人民教育出版社,2005.
[3]劉新知.化學學習論[M].南寧:廣西教育出版社,2008.
本校學生的有機化學實驗內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,學生隨便取用,不注意操作規范,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儀器設備的安全使用問題
有機化學實驗室的設備主要分為兩大類,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,經常因為在使用過程中操作不當,每年都有學生因此而被割傷,極大影響了學生做實驗的進度。另外做有機化學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生。還有使用比較頻繁的干燥箱,都可能因操作不當出現故障,會打亂正常的教學工作。另外,一些老化的設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,我們要求學生回收實驗產物,清洗清點儀器,做好實驗臺面和實驗室清潔衛生,檢查水電是否關閉,實驗室門窗是否關閉。曾經有學生因窗戶沒有及時關閉,下雨造成實驗室的漏水殃及樓下實驗室的事件發生,造成不好的影響。
2培養安全意識的措施
2.1明確各方人員職責
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生以及指導的教師共同的分工合作協調。一般來說,實驗員為學生提供實驗所需的藥品試劑等;指導教師負責學生的整體規劃,并督促學生按規章開展實驗。不管是實驗員還是教師,要對學生安全使用儀器設備,實驗進程的合理安排,突發事件的應急處理進行培訓。作為實驗的主體—學生,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注意事項做好預習工作。
2.2化學藥劑的安全使用
進行有機化學實驗所用的藥品具有有毒、易燃、易爆或腐蝕性等一些特點。下面我以大學有機化學實驗的制備實驗“相轉移催化法合成苯甲醇”為例,探討如何對學生進行安全教育。在這個實驗中,要達到的實驗目的是要掌握鹵代烴制備醇的原理和方法,了解相轉移催化反應的原理及其應用,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,要求學生進實驗室之前,了解所用藥品的物理化學性能,比如苯氯甲烷要求學生能了解到它的腐蝕性,這樣學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,還有它的催淚效應等;比如無水乙醚的易燃易爆低沸點的性質,使用過程中周圍避免明火,蒸餾時應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,學生應該對自己在實驗過程中使用的試劑藥品的物理化學性質要有全面的了解,這是保證實驗成功及自身安全非常重要的一個環節。
2.3儀器設備的安全使用
現在的有機化學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習。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,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,很多學生在給溫度計套上橡膠塞時,手握的距離過遠,導致溫度計斷裂,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,都要求學生在實驗過程中去學習鍛煉,做到安全使用。仍然以“相轉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,要指導學生對儀器安全使用,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妥,剛啟動時轉速不宜太快等。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對實驗風險的預見及處理
事故應急預案是一種預先設置的危機處理機制和安全管理措施,其目的是為有效預防,及時控制和消除實驗過程中突發事件及其危害,最大限度地減少對實驗室工作人員、環境和社會造成的危害[4]。當然即使對學生進行了足夠的安全知識教育,學生也預習了實驗過程所使用的藥品的物理化學性質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生,仍然會有突發的實驗事故發生。在這種情況下,指導教師要做一些應急處理,也要培養學生處理突發事件的能力。針對實驗過程中發生的一般傷害、火災、爆炸、中毒等突發事件而制定人員隔離機制、事故處理、事故報警等應急預案[5]。
有機化學是藥學研究與藥物應用的有力工具。用于臨床上的大多數藥物(包括合成藥、生化藥、天然藥等),其主要成分幾乎都是有機化合物。因此,合理使用各類藥物,充分發揮藥物的臨床治療效果,避免由于藥物使用不當引起的不良反應,這都需要我們了解及掌握藥物的化學結構與性狀。有機化學同時也是中藥研究與創新的必備手段。中醫藥是我們中華民族的瑰寶,深受廣大人民群眾的歡迎。繼承與發揚中醫藥在治療疾病的優勢與特色,深入研究中藥的作用機制,充分發揮與應用中藥的特長,開發與創新臨床上有效的中藥新品種,是我國醫藥工作者義不容辭的責任和義務。臨床上使用的中藥方劑組成成分復雜,同一種中藥出現在不同的方劑中其所起的功效不同,這與中藥本身含有多種成分有關,可以說一種中藥自身就是一個小小的復方。比如:中藥的配伍,即將兩種或兩種以上的中藥組合使用。在熬煮中藥的過程中,藥與藥之間發生了某些相互作用,其實也就是發生了化學反應,使中藥材中原有的主要成分結構發生了改變,而結果是有的增進或減低了原有藥效,有的則抑制或消除了毒性和烈性。因此,弄清每種中藥的有效成分對臨床用藥是多么的重要。這也就是需要我們好好學習有機化學的又一原因了。
(2)從化學學科的分類上來看
有機化學在大化學中起著承前啟后的作用。大化學包括無機化學、有機化學、分析化學和物理化學。在大學的課程安排中,都是先學習無機化學,然后再學習有機化學,最后學習分析化學和物理化學,即沒有有機化學的學習,是學不好物理化學和分析化學的。有機化學還是中藥相關專業學生考研的一大必考科目,考研的同學只有在學習有機化學時打下堅實的基礎,掌握學習方法,才能取得優異成績,從而成為順利通過考試的一個關鍵。由此看來,無論是從有機化學的歷史上、從它與生活的聯系上,從它在臨床用藥上、在中醫藥的研究領域上還是在大化學中的作用上、在學生考研上,它都扮演著舉足輕重的角色。
2學好有機化學的方法
有機化學雖然知識點多、記憶困難,但是只要你掌握了正確的學習方法,學好它不是問題。
2.1首先,要做好學生的本職工作——課堂上認真聽講
做好筆記(1)聽課是學習過程中的核心環節。在有機化學體系中,各部分知識是相互聯系的,如果對某些知識不了解,那么在學到與之相關的知識時就會特別吃力。例如,醇、醛、酮這幾章節的內容沒學好,后面再學習糖類化合物這一章節時就很吃力。因為物質結構決定物質性質。糖類是多羥基醛(酮)及其縮聚物和它們的衍生物,糖的結構中含有醇羥基、醛基和酮基,它同時具有醇和醛、酮的性質。因此課堂上能不能跟隨老師思路,不錯過老師講的每一個知識點,是決定學習效果的關鍵。(2)老師在課堂上會反復的強調某些內容,這些內容一般都是教材的重點和難點,而考試恰恰不都是考重點難點么?如果掌握了這些,在考試中取得不錯的成績應該就不成問題了。(3)老師教學多年,不管是在知識層面上、解題思路上還是在常見錯誤分析上,經驗都十分豐富,尤其是我們的大學教師,他們大部分都是優秀的碩士、博士甚至是教授。在課堂上,老師大都遵循著這樣的古訓:“授之以魚不如授之以漁”。千百年來留下來的古訓必定有它的道理。老師除了傳授給我們知識外,更多的是傳授給我們解決問題的經驗與方法。一旦我們掌握了這些經驗與方法,定能學好有機化學。
2.2課上做好筆記至于筆記
我建議大家記些老師強調的重難點、解題思路、方法以及例題。不懂的課下可以問老師,即使將來忘記了,還可以再復習。俗話說的好,好記性不如爛筆頭,就是這個道理。因此,上課時認真聽講、做好筆記,做個有心人就顯得特別重要,也許這就會成為你學習有機化學更好的捷徑。
2.3課上、課下積極地記憶“記”即記憶
與數學、物理等理科相比較,“記憶”對有機化學顯得尤為重要,它是學習化學的最基本方法。這是由于化學本身有著自己獨特的“語言系統”——化學用語。如:元素符號、化學式、化學方程式等,對這些化學用語的熟練掌握是化學入門的首要任務,而其中大多數必須記憶。當然不能死記硬背,而要根據不同的學習內容,找出不同的記憶方法在理解的基礎上進行記憶。記憶的方法有很多,有理解記憶、有意記憶、聯系實驗記憶、對比記憶、歸納記憶、趣味記憶、記錯記憶等等,這么多方法并不是每個都適合我們,我們要不斷尋找適合自己特點的記憶方式,這樣才能達到事半功倍的效果。
2.4做好實驗我們都知道有機化學是一門以實驗為基礎的學科
因此,要想學好有機化學就必須先要做好實驗。在做實驗時最重要的就是自己動手,不要眼高手低,而且要學會觀察。前蘇聯著名生理學家巴浦洛夫曾在他的實驗室的墻壁上寫著6個發人深思的大字:觀察、觀察、觀察!瓦特由于敏銳的觀察而看到“水蒸氣沖動壺蓋”進而從中受到啟發,發明了蒸汽機。由此可以看出觀察的重要性。在化學實驗中,養成良好的觀察習慣,掌握科學的觀察方法是學好有機化學的重要條件之一。因為實驗不僅可以鍛煉我們的動手能力,還可以幫助我們更好的理解和掌握反應,從而更輕松地記住反應。
2.5學會思考柏拉圖曾說思維是靈魂的自我談話
華羅庚曾說獨立思考能力是科學研究和創造發明的一項必備才能。歷史上任何一個較重要的科學上的發明,都是和發明者深入看問題的方法密不可分的。可見在學習知識上,學會獨立思考很重要,它會使你對知識有更透徹的了解。尤其是有機化學,更要學會獨立思考,要能從個別想到一般,從現象想到本質,從特殊想到規律。
2主要試劑及用量范圍
環已醇9.90~10.10g、濃硫酸0.20~1.00ml、濃磷酸1.00~5.00mL。均為化學純。
3實驗時間
實驗室開放一周。
4實驗方法
在干燥的圓底燒瓶中加入沸石和一定量的環已醇、濃硫酸或濃磷酸或硫-磷混酸,搖勻,按文獻[1]進行實驗,記錄反應時間、反應體系的炭化程度,計算轉化率。產品測完紅外光譜和折光率后回收。
5結果與討論
(1)因環已醇黏度大,不能準確量取,可用稱量法稱取,并將用量控制在9.90~10.10g。
(2)因每位同學實驗時的加熱速度及環已烯精制過程中的損失量有所差別,使得實驗參數相同的同學,其脫水反應的反應時間及環已醇的轉化率也略有差別。所以,由實驗得到的脫水劑的最佳用量是一個范圍值。
(3)連續三年共274名學生的實驗結果表明:環已醇用量為9.90~10.10g,濃硫酸作脫水劑,用量為0.8~0.9mL時,轉化率最高為50%~55%,反應時間在29~36min之間,反應后期炭化現象嚴重;濃磷酸作脫水劑,用量為4.0~5mL時,轉化率最高為46~52%,反應時間在80~95min之間,炭化現象輕微;硫-磷混酸作脫水,濃硫酸用量0.6mL、濃磷酸用量3.0~4.0mL時,轉化率最高為62%~66%,反應時間在36~45min之間,炭化現象較輕。因此,用硫-磷混酸作脫水劑,轉化率更高、反應時間短、炭化現象輕微,實驗效果好。
6教學效果
(1)本實驗是在化學工程與工藝專業二年級學生的第一學期末進行,學生已修完無機化學和分析化學,且有一定的有機化學實驗基礎,能獨立完成本實驗。
2考核改革的具體做法
2.1平時考核
平時考核以課堂考勤、課后作業和課堂提問或做習題四種形式進行。在設置授課計劃時,根據18周的教學安排,進行6次課堂隨機點名,8次課后作業、隨堂問答或課堂做題,每人至少一次機會。課堂點名主要是考核學生的治學態度,提高課堂教學出勤率,督促學生認真學習;課后作業主要是以每章的課后習題為主,考核學生對本章知識點的掌握情況,要求學生在規定時間內完成并上交,批改后記錄成績,讓學生實事求是完成,允許大家互相探討.但不允許互相抄襲,批改時發現有90%雷同,視為抄襲,加大抄襲的懲處力度,如抄襲一次,平時考核成績記為0分;課堂提問或課堂做題,根據當堂課的教學內容而定,考查學生的現場理解能力,表達能力和思考能力,促使學生積極地參與課堂教與學,形成良好的師生互動,形成反饋機制,改進教學質量,對于積極配合教學、主動發言并正確回答問題的同學,可適當加分,對于上課玩手機、講小話的同學進行扣分。
2.2期中測驗
為及時檢查學生的階段學習情況,使學生了解自身學習狀況,調整學習方法,進行期中測驗。當學生完成一定的學習任務后.通過階段性課堂測驗來對學生進行考核.目的是測試學生的階段性知識掌握情況,以調整教學進度,幫助學生改進學習方法。根據教學安排,第十周進行一次課堂閉卷筆試,試卷設計時盡可能涵蓋所講的知識點.試題量要足夠,讓學生無暇考慮作弊的事情。
2.3課題設計
學期中期,布置課題設計任務,讓學生通過查閱資料,應用所學知識,積極發揮創新思維能力,分小組合作完成一個研究項目報告書,題目類型是具有實際應用價值的新型有機化合物的合成。論文以小組形式分工合作完成,3-4人一組,要求小組成員必須明確分工,論文準備階段所有組員參與搜集背景資料"素材和小組討論,確定論文選題,具體工作包括收集整理資料,報告書撰寫,答辯ppt的制作,演示文件,交流報告,回答問題等。選題可根據老師提供的參考選題確定,也可以是自己感興趣的與學科發展相關的選題。項目報告書應包括課題研究的背景與意義、研究路線、合成方法、可行性分析等。學期末,將課題設計報告書上交,抽取20%學生參與評分。以項目報告書完成的情況作為考核指標,具體包括:完成項目的態度、項目報告質量、依據、結構與性能分析、合成方案、實驗測試的方法與結果等、資料查閱情況、團隊合作、應變能力、表述能力、外語能力等。本項考核方法的目的是培養學生的創新能力、自學能力、綜合素質和知識應用能力。
2.4期末考試
期末考試以開卷與閉卷相結合的方式進行,開卷考試在前,閉卷考試在后。開卷考試均是大題,在書本上無法找到答案,根據教材、筆記、復習資料等進行歸納總結陳述解決問題[4]。閉卷考試以命名、選擇、完成反應式、鑒別、合成、推斷題為主,目的是考核學生對基本概念、基本原理、基本化學性質的掌握,以及知識點之間的綜合能力。閉卷考試的時間為100min,開卷考試的時間為20min,其中,閉卷部分90分,開卷部分10分。四個考核部分的成績分布情況;(1)平時成績占15%;(2)其中期中測驗成績占30%;(3)課題設計報告占15%;(4)期末考試占40%,其中每一項的滿分是100分,按比例組成本課程的總成績。