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第一篇
1開展微型有機化學實驗的重要性分析
1.1開展微型有機化學實驗是科學技術發展的必然在人們進行科學研究的進程中,隨著實驗手段的逐步提高,實驗方法也不斷改變。工業革命時期,化學試劑的用量為Kg級,產品的檢驗是非常簡陋的化學方法,隨著檢測手段的提高,特別是現代波譜技術的發展,檢測樣品只需要幾毫克,過量的制備就成為多余,在實驗教學中就意味著高投入,高污染、低效率。這和人類社會日益重視的環保意識大相徑庭,此外,微型化學實驗也使許多常量實驗開不起的微型實驗成為可能,使學生能夠接觸較為先進的試劑和實驗方法。如NaBH4,LiAlH4是有機化學理論課上講述的重要的還原試劑,它有許多優點,由于試劑昂貴,常量合成一般不宜開出,而微量合成只需50mg,價值幾分錢。這些操作的完成通過微型化實驗得以實現。
1.2實現實驗的原子經濟化效率微型有機化學實驗是開展單人操作的有力保證,對于糧油食品科學專業的學生,有機化學實驗課是學科平臺基礎課,主要要求掌握基本操作技能,這就必須切實加強實驗環節。一般的實驗室面積約60~80m2,可容納16組常量有機化學實驗,現教學班約32人,采取兩人一組的實驗編制,極大地限制了學生的實驗動手能力,使學生的基本操作技能的培養不能有效地發揮,微型有機化學實驗可有效地節省空間,使單人操作實現成為可能,而且也有利于用比較少的試劑和相對少的課時完成規定的教學任務,更大程度地使學生掌握實驗操作技術。
1.3實現有機化學實驗綠色化在實驗內容設計時,應考慮學生的具體操作水平,常量和微量結合,培養學生對有機化學實驗基本操作的練習和掌握。在實驗教學過程中,我們為培養學生詳實的觀察實驗現象和規范操作的能力,嘗試讓學生了解微型有機化學實驗,如針對食品科學專業的學生16個實驗中設計6~7個微型實驗,此時試劑用量可減少到10~100mg,可以使用5~10mL的制備儀。如簡單蒸餾,試劑用量應以20~50g為宜,整個蒸餾過程不應少于15~20min,使學生能夠充分觀察到蒸餾的全過程,能夠收集到準確的前餾分,主餾分和后餾分,使用儀器為常規制備儀器。但大多數常量有機化學實驗完成時間較長,且消耗較大量試劑,如若采用微型化實驗,就可以用相對少量的試劑和比較短的課時達到一定的教學目標和任務。如阿司匹林的制備,通常是加入水楊酸和乙酸酐在錐形瓶,滴加濃硫酸,水浴加熱反應完全后,不斷攪拌下加入冰水,抽濾、重結晶(乙醇/水)。該方法試劑用量大,乙酸酐易吸水,影響產率。如參考相關文獻,用微量法改進實驗,實驗時間縮短,節約試劑,提高了產率。不但增強學生的環保意識,而且還實現了有機化學實驗綠色化。食品科學等專業64學時的常量與微量組合的有機化學實驗設計
1.4有利于學生正確理解量的概念逐步縮減實驗儀器和藥品,使學生既能得到常規的基礎操作練習,又能逐步提高實驗操作水平。在有機化學實驗中常量取樣時用較大量的試劑,造成浪費和污染環境。在微型實驗中為奠定學生科學研究的基礎,要求學生正確理解量的概念,嚴格要求試劑用量為微量或半微量。和常量實驗相比,微型實驗儀器規格相對較小,存在著一定區別,要求學生必須非常小心謹慎地進行實驗操作,從而培養了學生的動手操作能力和嚴謹的作風,為以后科學研究奠定堅實的基礎。
2開展微型有機化學實驗的教學實施
為了更好地開展微型有機化學實驗,充分發揮微型有機化學實驗的優勢,在教學過程中我們做到以下幾點:一是精選實驗內容,根據我們學校的實際和學生后續課程的學習情況,選擇性的開出一些微型實驗。二是指導學生做好課前預習,實驗前要求學生參考實驗教材,查閱相關資料,理解實驗原理,能夠用已掌握的理論知識解釋實驗內容,完成預習報告。三是加強教師的示范指導。實驗教師要預做實驗,思考和解決實驗中可能遇到的問題。學生實驗開始前,教師準確講解各種基本操作規程和要點,實驗過程中要加強指導,及時糾正不規范或錯誤的操作,保證使學生能安全地、順利地、準確地完成實驗。三是認真撰寫批改實驗報告。實驗結束后要求學生根據自己的實驗過程,實驗結果,及時認真的進行分析,對實驗中出現的問題進行歸納總結和討論。教師要認真批改實驗報告,對于實驗報告中出現的問題及時注明或予以課堂講解。通過書寫實驗報告,提高學生分析問題和解決問題的能力。
3結論
通過對有機化學實驗的微型化,加強在有機化學實驗中開設微型化實驗的比例,在有限的經費條件下,收到了良好的教學效果。在期末的實驗操作考查中,大多數學生取得了良好的成績,激發了該專業學生對有機化學實驗的興趣。通過有機化學實驗微型化,學生掌握了基本的有機化學實驗技能,素質得到有效地提高,是有機化學實驗教學改革的有效途徑之一。
作者:游利琴袁金偉毛璞單位:河南工業大學化學化工學院
第二篇
1依托信息技術,師生共建有機化學實驗教學網站
網絡作為最方便快捷的信息載體,提供了豐富的資源,如核磁共振儀(NMR)的原理、操作、譜圖分析都能在網上下載,這就有效彌補了實驗條件的不足。而課件、影像、仿真實驗等多媒體資料可使學生熟悉實驗過程,網絡平臺成為了傳統教學模式的有益補充。要發揮網絡的作用,必須關注實驗的主體——學生,網站要能吸引住90后的學生,至少應該做到內容豐富、結構清楚、界面可親且具備良好的互動性。所以我們借助學校的天空教室課程建設平臺,創建了有機化學實驗課程網站,網站提供了立體課件、多項基本操作錄像、交流平臺等,方便學生預習,從而節約課堂時間,提高教學效果。網站的特色是師生共建“展示區域”,展出優秀實驗報告、典型錯誤、實驗拓展。
(1)優秀報告每個實驗跟新一次,側重于學生的撰寫思路、實驗記錄、結果分析,展出后由學生進行點評,這一舉措極大的提高了實驗報告撰寫質量。
(2)典型錯誤主要用圖片展示,如冷凝水的進出方向顛倒,蒸餾實驗報告中采用體積比計算回收率等,起到警示作用,減少了實驗中的失誤。
(3)實驗拓展部分由教師提供主題,如有機化合物的現代分離技術、合成過程追蹤、波譜的運用、化妝品的成分分析技術等,學生3人一組選擇主題進行資料收集、課件制作和后續更新。這個板塊引導去學生關注有機化學實驗的發展與運用,拓展了學生的視野,增強了團隊意識與創新意識,也提高學生分析問題和解決問題的能力。師生共建教學網絡,減輕了傳統教學的壓力,增強了學生的主體、主動意識,激發了學生的實驗興趣。
2更新實驗體系,提高實驗操作技能
2.1加強基本操作技能訓練,增大設計性實驗比例基本化學實驗技能訓練,是有機化學實驗的基礎,學習化學實驗基本知識,掌握分離和純化操作,學會基本理化數據測定是基本化學實驗的三方面。我們在實驗中開設了常壓蒸餾、分餾、水蒸氣蒸餾、薄層色譜分析等基本操作項目;在“乙酰苯胺的制備及熔點測定”實驗中融合了回流、重結晶、減壓過濾、熔點測定等操作,讓學生在較短時間內學到多種實驗技能。在學生具備基本技能后增加設計性實驗比例,如驗證性的有機化合物的性質實驗為“含氧有機化合物的鑒定及混合物分離”,讓學生動手又動腦,調動學生學習的主觀能動性,培養學生創新性思維。
2.2創新實驗體系,引入“微型化”、“現代化”實驗儀器常量有機化學實驗在培養基本操作技能方面有優勢,但試劑用量多,耗時長,有機物多易對環境造成污染,違背綠色化學精神。因而試劑用量少的微型化學實驗被譽為“化學實驗的革命”,適當引進微量化實驗能節約藥品,縮短實驗用時,且微型儀器微量反應對學生提出實驗操作提出更高要求,能促進了學生環保意識與科學素養的提高。應化專業有機合成實驗比重大,合成結果如何需要進行表征,將紅外、紫外、熔點測定儀等現代化大型儀器引入到有機化學實驗教學,可使有機合成與產品鑒定系統化,與實際生產過程吻合,使學生有“質”和“量”的概念,有力促進實驗教學質量的全面提高。因此我們采用小容量、微型化儀器將乙酸乙酯的制備改為半微量實驗,減少了硫酸的使用量;對產品進行了紅外表征,檢測了微量法制備的有效性。微型化、現代化儀器拓展了實驗訓練的空間,對于培養實踐能力強、適應現代化社會需求的高素質人才,具有重要的實際意義。
3改革實驗教法,發揮學生的主體作用
3.1加強對預習的考核,強化目標意識為提高預習的質量,我們要求學生在預習報告中增加裝置圖、預期成果、可能存在問題等內容,促使學生去認真思考,知道自己要做什么,達到什么目的,增強學生的目標意識;實驗講解先隨機抽調學生來講,再由教師進行補充歸納;進入實驗室即把所有預習報告一字排開,對比之下優劣分明,競爭氛圍提高了預習報告的撰寫質量。
3.2開設對比實驗,強化競爭及合作意課內實驗限制了學生進行自主能動性的發揮,經過探索,我們進行了有限度的開放教學,即每次實驗至少安排一個小組“標新立異”,做相同的實驗項目,但實驗的材料、試劑或者過程有別其他組,如常量實驗與微量實驗同時開設,采用不同酰基化試劑合成乙酰苯胺;分別使用熔點測定儀與提勒管測定熔點等,這些措施讓學生親眼看到實驗改革的可能性和優勢,提高了他們的分析能力和合作意識。實驗中創新小組人員不固定,要求他們預先查找資料,確定實驗方案,由于每個學生只有一到兩次機會,不會增加太大壓力,但能很好地提高實驗積極性、主動性,鍛煉科研能力。
3.3實驗指導與考核實驗開始前提出引導性問題,引導學生觀察、思考。如蒸餾實驗,引導學生注意溫度計讀數的變化過程并思考其原因。開始后巡回檢查,肯定學生的正確之處,及時糾正的錯誤操作,檢查指導實驗現象記錄,培養學生實事求是的實驗態度。實驗后當場給出評價,并鼓勵學生相互點評,指明正誤,使學生心中有數,避免次再犯同類錯誤。實驗考核則注重日常化,每個實驗的預習、操作、結果、實驗報告均有量化標準,期末進行操作考核,各項成績按權重相加得到總評,這就引導學生注重實驗的各個環節,注重平時積累,養成良好的實驗習慣。
3.4與實踐結合新建本科院校多為省市共建,與地方經濟結合緊密,由校企合作的優勢,為在教學中可不定期穿插講座,邀請相關人員做報告,例如由在三棵樹企業工作的學生介紹了涂料的生產流程,當他展示出研發部的實驗裝置和檢測部的大型儀器照片時,學生們倍感親切,深刻體會了有機化學實驗的重要性與實用性,縮短學校與企業、理論與實踐的距離,激發了創新欲望,主動開展研究,申請了多項大學生創新實驗項目如余甘子抗氧化成分的提取及其對花生油的抗氧化活性研究等。
4結束語
有機化學實驗作為一門獨立的基礎實驗課,具有強應用型、實踐性,對于促進應化專業人才培養目標的實現起到十分重要的作用。抓住新辦本科院校的優勢,借助網絡與媒體技術,優化教學體系與教學方式,激發學生實驗興趣,發揮學生主體作用,能很好的揚長補短,提高有機化學實驗教學質量。
作者:林素英陳宇林旺薛美香單位:莆田學院環境與生物工程學院