高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

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摘要：為推進(jìn)高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)向綠色化的方向發(fā)展，根據(jù)其教學(xué)特點(diǎn)，對(duì)該課程的教學(xué)模式進(jìn)行了探討，并提出了教改思路：注重綠色化學(xué)理念，有效利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，建立新型的慕課關(guān)系，提倡實(shí)驗(yàn)教學(xué)的微量化，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等．極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，取得了較好的教學(xué)效果．

關(guān)鍵詞：綠色化教學(xué)；有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

1綠色化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的意義

1.1降低實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有毒化學(xué)試劑造成的嚴(yán)重污染高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化教學(xué)改革是一個(gè)多層面、全方位的實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，需要從教學(xué)目標(biāo)至高校學(xué)生專業(yè)技能的全面培養(yǎng)，從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本內(nèi)容至教學(xué)理念，從課程結(jié)構(gòu)至教改模式評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行全面性的改革．綠色化學(xué)是高?；瘜W(xué)專業(yè)近年來(lái)興起的一門(mén)學(xué)科，其實(shí)質(zhì)是采用相應(yīng)的化學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)技能，從根本上解決由于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題．綠色化教學(xué)改革模式提倡，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用化學(xué)試劑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守5個(gè)基本原則，稱為“5R”原則，即不進(jìn)行危險(xiǎn)化學(xué)物品的使用（Reject），減少化學(xué)試劑在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的使用劑量（Reduce），通過(guò)有效的策略促使化學(xué)試劑循環(huán)應(yīng)用（Recycle），化學(xué)品采取科學(xué)的措施回收再利用（Reuse），促使化學(xué)物品再生（Regeneration）[1-2]．高校實(shí)施有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的本質(zhì)是促使學(xué)生的專業(yè)技能、實(shí)踐精神和創(chuàng)新能力得到全面提升．但是，整個(gè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，由于有毒試劑所造成的自然環(huán)境污染現(xiàn)狀較為嚴(yán)重，需要通過(guò)綠色化教學(xué)改革對(duì)此進(jìn)行調(diào)整與改善．

1.2綠色化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的作用

實(shí)行綠色化高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是我國(guó)高?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)改革的全新環(huán)節(jié)和創(chuàng)新階段．有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在具體操作過(guò)程中，有毒化學(xué)試劑會(huì)形成巨大的毒性，這些毒性散播到空氣中，將會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，所形成的廢氣、廢液將會(huì)引發(fā)一系列環(huán)境污染問(wèn)題的產(chǎn)生[3]．就我國(guó)當(dāng)前的技術(shù)水平而言，未能有效對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)實(shí)行全綠色化教學(xué)模式改革，但可以通過(guò)當(dāng)前已有的實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)施，科學(xué)地針對(duì)高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的有毒試劑實(shí)行可行性的綠色化改進(jìn)．促使化學(xué)物品通過(guò)科學(xué)性的策略能夠再利用，從而促使學(xué)生有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能得到全面增強(qiáng)，同時(shí)也合理地降低有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于廢物排放所引發(fā)的環(huán)境污染．高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中，實(shí)行綠色化學(xué)教學(xué)模式，按照綠色化學(xué)的基本思想，在整個(gè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中，化學(xué)物品的使用操作嚴(yán)格依照“5R”的實(shí)驗(yàn)原則，以此有效降低由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)造成的自然環(huán)境危害[4]．

2創(chuàng)設(shè)科學(xué)、完整的有機(jī)化學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系

高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)體系對(duì)于高校學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握以及實(shí)驗(yàn)操作技能的提升具有促進(jìn)作用．但是，傳統(tǒng)模式中的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在一定的弊端．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一些化學(xué)試劑或有毒化合物對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，并且學(xué)生無(wú)法對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面、深入的掌握與認(rèn)識(shí)．此外，在整個(gè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，大部分學(xué)生會(huì)將諸多的時(shí)間與精力放置在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，而忽視了實(shí)驗(yàn)過(guò)程．與此同時(shí)，諸多高校學(xué)生在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，不能按照科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范性操作，學(xué)生的專業(yè)技能與科學(xué)素養(yǎng)無(wú)法得到有效提升．因此，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)科學(xué)、完整的有機(jī)化學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系．

2.1全面重視實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程

在保障有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的前提下，需要將綠色有機(jī)化學(xué)理念引入到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，確保實(shí)驗(yàn)操作不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，提倡高校學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的基本操作流程進(jìn)行合理化的改革．采取創(chuàng)新方式，由學(xué)生自主確定并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，這樣可以降低化學(xué)試劑所造成的毒性，促使學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣．使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷w把握，提高學(xué)生運(yùn)用有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)的能力和獨(dú)立思考的能力，進(jìn)而使學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程能夠全面重視[5]．

2.2注意實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方式

諸多高校教師依舊采用傳統(tǒng)方式的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，未能有效與學(xué)生進(jìn)行及時(shí)溝通與互動(dòng)，對(duì)于學(xué)生知識(shí)的掌握情況無(wú)法及時(shí)掌握，一部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)基本操作不能有效地理解與掌握．這些問(wèn)題主要是由于在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中照本宣科的傳統(tǒng)模式導(dǎo)致的．因此，從綠色和節(jié)約成本的目的出發(fā)，提出改革建議：（1）改變現(xiàn)有的陳舊教學(xué)方式，有效利用“互聯(lián)網(wǎng)+”，建立新型的慕課關(guān)系，注重學(xué)生創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，慕課不僅能夠提煉教學(xué)內(nèi)容，還能提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率[6]；（2）提倡實(shí)驗(yàn)教學(xué)的微量化，縮短實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，降低實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)．然而減少投料量就可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，所以微量化在體現(xiàn)“綠色化”的同時(shí)，又對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力提出更高的技能要求[7]．

3基于綠色化教學(xué)的高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

3.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)適當(dāng)與信息技術(shù)相結(jié)合

化合物性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)是高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，涉及諸多種類的化學(xué)試劑，可以有效強(qiáng)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)思想的全面理解，促使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)提升對(duì)化合物的鑒別能力．若在高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中2個(gè)學(xué)生為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，需要將所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全部完成．這種情況下，將會(huì)用到諸多種類的化學(xué)試劑，且試劑的使用量較多，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)將會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞．為了對(duì)該現(xiàn)狀進(jìn)行合理解決，需要采取科學(xué)可行的策略，即將此實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容通過(guò)一次教學(xué)過(guò)程進(jìn)行有效的操作．對(duì)于造成嚴(yán)重性的環(huán)境破壞、毒性巨大的實(shí)驗(yàn)（如苯的硝化反應(yīng)），以我國(guó)目前的科技水平而言，無(wú)法對(duì)其污染情況進(jìn)行綠色化改進(jìn)．針對(duì)此情況，可以利用信息技術(shù)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行模擬．近幾年，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益完善與發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)的視頻資源十分豐富，將高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)適當(dāng)?shù)嘏c信息技術(shù)手段有機(jī)結(jié)合，能夠有效降低由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)造成的環(huán)境破壞[8]．

3.2整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)模式下的高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括3個(gè)基本部分的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容：第一部分，化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)．如化合物的萃取等操作．第二部分，實(shí)驗(yàn)部分．此環(huán)節(jié)中的實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，主要是對(duì)每一類化合物的基本性質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行全面的檢驗(yàn)與證明，進(jìn)而能夠有效促使學(xué)生對(duì)化合物基本知識(shí)與理論的深入掌握，并確保學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行全面吸收．第三部分，合成實(shí)驗(yàn)．此部分主要是對(duì)學(xué)生的綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能進(jìn)行全面性的考查．一般情況下，高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的合成實(shí)驗(yàn)，僅僅是通過(guò)化合物的合成反應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式導(dǎo)致了有機(jī)化學(xué)中的部分實(shí)驗(yàn)具有一定的鼓勵(lì)性，一部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，單一地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行重視，忽略了實(shí)驗(yàn)的基本操作過(guò)程，多數(shù)學(xué)生對(duì)于化合物合成實(shí)驗(yàn)的基本理念與思想沒(méi)有掌握．由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作造成學(xué)生無(wú)法對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面性、深入化的掌握與認(rèn)識(shí)，忽視了化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性．這就造成一部分學(xué)生在進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，存在到了后面環(huán)節(jié)卻忘記了學(xué)過(guò)的理論知識(shí)．另外，合成實(shí)驗(yàn)部分通常會(huì)安排在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的后期，實(shí)驗(yàn)之后所回收的諸多化學(xué)物品不能采取科學(xué)可行的措施對(duì)其再用，進(jìn)而給自然環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重性的破壞，這種操作方式嚴(yán)重違背了綠色化教學(xué)模式與教學(xué)理念．由此可見(jiàn)，為了在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中全面提升化學(xué)試劑的使用效率，促使學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入掌握．同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所涉及到的化學(xué)試劑采用科學(xué)化的方式，避免其對(duì)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響，將高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一部分內(nèi)容進(jìn)行有效整合，在其中設(shè)置一些綜合性的實(shí)驗(yàn)．

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力和科研能力，教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)都得到了提高．有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化教學(xué)改革的順利進(jìn)行，必須從實(shí)際出發(fā)，進(jìn)一步完善教學(xué)內(nèi)容，探索行之有效的實(shí)驗(yàn)操作模式，不可盲目實(shí)施．此外，實(shí)驗(yàn)綠色化教學(xué)改革還可以將微波反應(yīng)技術(shù)、仿真實(shí)驗(yàn)運(yùn)用于其中，既可以緩解設(shè)備不足的壓力，也能減少有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)造成的環(huán)境污染和對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的健康損害．

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作者：秦麗婷 秦玉珠 李岳姝 汪寧 王雅珍 單位：黑龍江工業(yè)學(xué)院環(huán)境工程系