绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇有机化学论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
二、有机化学教学方法的改革
传统教学方法以教师在课堂上的“填鸭式”教学模式为主,往往忽略了学生的主体性,不利于学生自主学习和创新能力的培养。为了培养学生的自学能力和思考能力,提高教学效率和质量,我们在教学中采用了灵活多样的教学方法,通过启发式、互动式和讨论式等多种教学方法,引导学生课堂上积极思考,独立解决问题。在教学过程中我们增加一些教科书上没有列出的反应及其具体应用实例,将同类型的反应随时进行总结,既可提高学生的学习兴趣和积极性,又可开拓学生的视野和扩大知识面。例如,水煤浆添加剂中普遍用到的分散剂是萘磺酸盐,在萘磺酸盐的制备过程中涉及我们所学有机化学中萘的磺化反应,萘在165℃时与浓硫酸反应的主要产物是β-萘磺酸,β-萘磺酸经过与甲醛发生缩合反应后与碱中和即可得到我们所需的产品萘磺酸盐。学生通过这个实例的学习,将会加深对萘的磺化反应的认识,同时拓宽了知识面,还与所学的专业知识也联系起来。FS-201作为一种浮选剂在很多选煤厂使用,它的药剂用量比煤油低30%左右。这种药剂的主要成分是轻质烷基苯。这种药剂的合成涉及有机化学中最著名的傅克烷基化反应。它的合成是烯烃与苯在三氯化铝的催化作用下进行傅克烷基化反应,反应物经碱洗、水洗再经脱苯、精馏,截取255℃以前的馏分。课本中一个普通的化学反应在工业上得到应用,学生将会印象深刻。通过这些实例的学习,学生发现有机化学课程并不是完全和自己所学的专业没有关系,专业知识也并不是深奥难懂,基础课程和专业课程相辅相成,融会贯通。
大多数学校尚未涉足,若想使全社会公众形成绿色化学意识,单靠几所高校开课、几个研究所进行研究是远远不够的。若想改变公众缺乏绿色化学意识的状况,只有通过高师毕业生在基础教育当中去开展绿色化学教育,这样才能逐步影响到大众。真正的绿色化学教育的精髓是在绿色化学原则的指导下把绿色化学融合于化学教材改革、化学教学改革、化学实验改革等系列化学教育绿色化的创新过程。
2.各项政策不到位。
建议政府、化学界、环保界,尤其是教育界应根据实际情况设立绿色化学及绿色化学教育奖项,提出各种绿色化学教育的政策法规,建立合理的绿色化学化工教育考核制度。相信有各种政策的保障,各种奖项的颁发,必将会加速全社会绿色化学意识的形成,实现人类社会的可持续发展。
3.教育体系不完善。
教师在课堂教学、实验教学过程中应始终贯彻绿色化学思想,要让学生了解绿色化学,树立起绿色化学意识,培养其从事绿色化学研究与开发的能力。然而,我国目前的高等教育机构还没有形成完备的绿色化学教育体系,更不用说基础教育了。因此应该建立起一系列合理的绿色化学教育体系,以促进绿色化学教育的顺利发展。绿色化学的发展将对环境保护起重大作用,它为人类的可持续发展提供了技术保证。绿色化学进入教育领域,从而进入化学教育,符合时代的呼唤。
二、有机化学教学中开展绿色化学教育的策略
1.在有机化学课堂教学中渗透绿色化学教育。
面对化学学术界悄然进行的绿色革命,广大的化学教育工作者不能无动于衷,尤其是将来作为社会的科技革命主动力的大学生更应该受到绿色化学教育,这就要求我们讲究策略,指行动或行动计划,以及为解决某问题或达到某目标而有意识做出的各种活动。可喜的是,目前已有部分重点大学如中国科技大学开始开设“绿色化学”课程。但是,仍然有不少高校的教师未能意识到将此重要的新信息传递给学生的重要性。另外,虽然有部分高校已开始着手为研究生或高年级本科生开设“绿色化学”课程,但在当前相当多的高校存在教学课时紧张的状况下,又带来了专门的教学时间难以安排的新矛盾。因此,在有机化学教学中进行绿色化学教育的渗透,不失为解决问题的好办法。在有机化学教学中进行绿色化学教育的渗透。具体来说,就是在进行有机化学教学时,对教学内容涉及有关绿色化学知识的方面,给予适时地、适量地介绍,通过这种画龙点睛的教学改革,可使学生在潜移默化中受到绿色化学教育。同时又不对原本非常紧张的教学安排造成新的冲击。
2.在有机化学实验教学中加强绿色化学教育。
化学是一门以实验为基础的学科。有机化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础,是检验化学知识真理性的标准,是提高学生科学素养的重要内容和手段。有机化学实验也是化学教育的最有效的教学形式。除此之外,有机化学实验还具有重要的教育教学功能。从认识角度看,有机化学实验是为学生提供化学教学认识问题的主要途径,它为学生检验有机化学理论、认识有机化学科学知识、验证有机化学假说提供了科学依据。从方法论角度看,有机化学实验是培养学生掌握实验操作过程、实验方法的重要手段。从教学论的角度看,有机化学实验能创设一定教学情景,转变学生学习方式,有效激发学生学习兴趣。学生可以从有机化学实验现象中去认识有机物,并通过自己的操作来培养各种能力,进而促进思维的发展和综合能力的提高。教师将有机化学实验置于一定的化学教学情景下,为实现一定的化学教学目的,而展开的一系列教学活动,就是所谓的“化学实验教学”。有机化学实验教学是有机化学教学的重要组成部分,其对学生的科学思维、动手能力、创新意识的培养起着重要的作用。有机化学实验教学与绿色化学的联系最紧密、最直接,是培养学生“从我做起”的好阵地,也是培养学生绿色化学意识的重要途径。有机化学实验教学能促进学生在知、情、意、行等方面统一协调发展。有机化学实验是有机化学学科的基石和学生可以直接感知的事实,通过有机化学实验教学来培养学生的绿色化学意识是一个最好的切入点。在实验教学中开展绿色化学教育是历史的必然。当然,绿色化学与有机化学有着天然的血肉联系。因此,在有机化学实验教学中渗透绿色化学是最为合适的。学生在做实验的过程中,通过自己亲身体验来理解绿色化实验确实能减少或根本不产生污染,从而形成绿色化学意识。将一些传统实验方法与经过绿色化改进的绿色化实验方法进行比较,以此来说明通过用改进的绿色化实验向学生渗透绿色化学教育是有效的途径。
研究生创新能力培养是研究生教育的核心内容,硕士生在企业做学位论文工作期间,会面临许多问题,如企业导师会把企业中的一些其他技术工作交给学生做,似乎影响了研究生做毕业论文的进度。但这其实是联合培养工作的重要组成部分。我们在广西药用植物园做学位论文的研究生曾多次参与企业新产品生产与开发,协助解决了几个新产品的提取工艺优化及活性分析。该学生反映,这种额外的工作要求研究生的独立工作能力强,要会自己分析问题、查阅资料,还要自己进行试验方案设计,确实弄不懂的才向老师请教,使自己大大增长了见识,受益颇深,这些在学校是很难学到的,大大拓宽了研究生的知识面,提升其创新能力。
2.有利于丰富研究生实践经验,培养其创业能力
硕士生在企业做学位论文的一两年是参加社会实践的最佳时机。进入企业,如何才能学到企业工人、技术人员丰富的生产实际知识和熟练操作技能,是产学研联合培养的研究生面临的实际问题。研究生要正确看待“下企业”,不要认为自己有什么“优越感”,要放低位置,主动向企业工人、技术人员学习,很多研究生在企业中都要经过一番磨合,才能把自己真正融入企业,顺利地开展毕业论文研究工作,在这个过程中也获得了丰富的实践经验。在企业的社会实践也是硕士生学习如何创业的良好机会。如“基地”之一的广西化工研究院原来是事业单位,后来改制为企业性质,从一个财政拨款单位发展为工业总产值超亿元的科技企业,这样的企业发展史能让研究生接受创业的理念、学习创业的过程,培养研究生的创业能力。
3.有利于提高研究生竞争力、获得更多就业机会
研究生通过产学研联合培养,不仅巩固了研究生的有机化学基本实验操作技能,而且提高了研究生提出问题、分析问题、解决问题的能力,加快学习与生产的结合,大大提高了研究生就业竞争力,获得更多就业机会,并使其在毕业后能从学习者转变为工作人,适应新的岗位工作,将所学的知识和技能应用于生产生活实际,获得了企业的认同与支持。产学研联合培养的毕业生基本都在企业科研生产第一线工作,主要从事的工作是新产品开发、新技术研究,与企业生产实际密切相关。这些研究生的学位论文选题适应当今行业新技术发展,专业对口,一般毕业时能使选聘单位非常满意,初次就业率即达100%,而且很快就成为企业的骨干。
二、对产学研联合培养研究生的几点思考
1“.产学研”联合培养研究生
要考虑企业方面,也要符合学校培养要求。产学研联合培养研究生必须坚持按照《学位法》对硕士学位的严格要求,谨慎选择硕士生培养基地,确定学位论文选题,在充分考虑企业生产实际需要的前提下,符合学校培养需要。培养工作必须做到有利于培养硕士生独当一面的科研能力,有利于培养硕士生在毕业论文试验工作中发现问题、分析问题、解决问题的能力,并能有所创新,在培养过程中避免出现对硕士生“只用不教”的偏向及个别“放羊”现象。而在企业的实际生产中有些质量关键问题迫切需要解决,但技术含量不高,比如生产工艺管理、技工培训问题,不能作为硕士生的毕业论文选题,不然就不能达到硕士学位论文要求。
2“.产学研”联合培养研究生
必须强调学校导师的主导作用,同时充分发挥企业导师的积极指导作用。硕士生下到企业后,环境陌生,不了解企业产品和生产工艺,需要一段时间熟悉,困难较多,这时企业导师的指导作用很关键。而有的企业导师往往只重视解决生产实际问题,不进行难点的分析和理论上的深化,因此学校导师要及时在理论上做指导,提高研究生的毕业论文水平,确保满足学位论文要求。
3“.产学研”联合培养研究生
要充分利用企业平台,提高硕士生综合素质。硕士生到企业做毕业论文是学生生活的一个重要拐点,是研究生踏入社会前的“实习”。企业给他们提供了一个新的社会实践的平台,他们要处理新的人际关系,了解新的生活环境,熟悉新的工作内容,因此,学校与企业的导师双方要加强联系,通过各种途径和硕士生及时交流,及时了解硕士生遇到的问题和困难,帮助他们尽快适应企业环境,提高硕士生的综合素质。
2参与式教学法,激发学生成就动机,促进自主学习
大学学习过程中学生自主学习是一个很重要的环节。在教学过程中,教师要更多地采用正确的行之有效的教学方法和激励方法,引导和鼓励学生自觉学习、自己来解决问题,进行自主学习。引导学生往自主学习的方向发展,改被动接受的思想和意识为自主学习。如何激发学生的自主学习的动机、培养学生自主学习的积极性,全力提升学生自主学习的能力,教师的引导和鼓励显的尤为重要。在一般的教学考核中,教师一般将成绩分为考试成绩和平时成绩,考试成绩主要来源于期中和期末成绩;另外一种重要的成绩就是平时成绩,平时成绩主要来源于考勤、作业、实验成绩。平时成绩的合理给分能有效地促进学生的自主学习。在多年的教学中,作者一直有一个特色的评分方式。针对选用的教材,鼓励大家在发现教材中的错误,哪怕是标点符号的错误。在这个实施过程中,学生为了找到教材中的错误,必须仔细地研读课本,同时还要找相关的专业书比较,反复的阅读、理解、考虑才能判断一个错误。同样的错误先提出的同学得到加分,所以大家能独立自主的学习,不会像做作业一样出现抄袭的现象。实验成绩的给分主要注重学生的动手操作,而不是只看实验报告。在每个学期的学生纠错课本中,学生一般会找到明显的标点符号错误或文字错误20余处,介绍知识点错误2-3处,课外习题或答案不严谨10余处。通过教学内容、教学方法和教学手段的改革,将教师由知识传授的主导者转变为教学活动的组织者、引导者;每个学期可以根据授课内容设置几个专题给同学们自学,查阅资料,相互探讨。最后在课堂讲解自己的所学所想所得。这一过程可以归纳为,设置专题-查阅资料-学生整理资料-小组探讨-学生课堂讲解-教师点评。学生能很好的参与教学的章节是第六章醇酚醚,因为在高中阶段大部分学生对醇酚的性质有了比较深刻的理解。因此每个小组都能自己查阅资料,并做出漂亮的PPT,能简单详细地介绍醇酚的结•127•构、命名和主要化学性质。但是醇分子内脱水成烯,伴有重排的反应是本章的难点,学生还是难于讲透,教师需要在后面的总结中强调。让学生成为自己学习的主人,激发学生学习有机化学的积极主动性,为今后其他学科的学习和终身发展奠定良好的基础。
3教师与学生角色互换
教学传统的教学方式是教师讲,学生听,学生被动,学习热情不足。上课时有睡觉的,玩手机的、看电脑的、玩游戏的,可谓言者谆谆、听者藐藐。如何激发学生的学习主动性,让学生来做课堂的主人,我的课堂我做主?教师可以和学生进行角色互换,比如每次讲解新内容之前对上节课讲的内容进行复结,承前启后,加强记忆的同时为本节课新内容的讲解做准备。这个过程可以让学生来完成,教师从旁指导。学生可以根据教师上节课的课件进行改编,自己重新总结,用自己的语言把前面讲过的内容重述总结出来,教师最后可以进行补充完善。还有就是化合物的命名,每个章节基本上都有化合物的命名,书上的命名原则讲的已经很清楚,很有条例。教师可以给出分子结构式,给出自己的PPT,让学生预习后来给大家讲命名的步骤并给出结果,在讲完之后,允许学生纠错,同时允许其他学生补充遗漏,这样不仅调动了每个学生的积极性,而且记忆深刻。让学生参与到简单教学工作中来,充分发挥学生的积极主动性和多样性,实现师生互动,师生互换,气氛融洽,能很好的跟学生沟通。能有限地减少厌学、逃学现象的发生;通过每学期不定时的点名10次,发现学生很少出现无故缺课逃课现象。学生自主参与教学同时为学生展示自己魅力提供了平台,为锻炼学生提供了最好的舞台。通过多层次多渠道提高学生的学习兴趣,对近4年来同一专业的学生学习成绩进行分析,发现:从2010-2011学年开始注重激发学生的学习兴趣,学生考试成绩有大幅提高,平均分由原来的60多分提高到了70多分,将近80分;考试通过率超过90%。
2.利用多媒体创设和谐轻松的教学氛围
引发学生学习兴趣传统的数理化教学易给人一种呆板、沉闷的感觉,不易使习惯形象和感性思维的学生产生学习兴趣。而多媒体的形象生动等特点正好可以弥补传统教学的不足。比如,在讲解酸的时候,就可用醋来作为课题引入,放映有关醋的历史、分类及醋的妙用的视频动画或者是相关图片配以和谐优美的音乐,让学生能带着轻松愉快的心情进入后面部分的学习。
3.帮助理解重难点内容
树立学习的信心,保持学生学习兴趣信心也是兴趣产生的一个重要因素,对于在学习过程中遇到的挫折或困难,意志坚定、求知欲强的学生一定会通过不懈的努力或用不同方法解决,而另外一部分学生可能就此而受到打击,从而影响学习积极性和学习信心,因此降低学习兴趣。有机化学中一些较抽象的知识点,如有机物质分子空间立体结构和同分异构体结构,这需要学生具有一定的空间想象能力,对于部分学生来说,比较困难,如果能制作成三维效果图或者是具有交互功能的动画,可以达到直观形象、一目了然的效果,学生理解起来也更加容易。
4.利用信息技术开展多种课外活动
提高学生学习兴趣一是可利用课外活动时间为学生播放有机化学趣闻、生活中常见的有机化学物、有机化学反应或电视节目、魔术表演中的有机化学现象。二是建立兴趣活动小组,分小组完成实践性作业、调查性作业以及课题研究。比如课题“塑料袋与白色污染”,学生可以自行通过网络查找、收集、加工、整理有关塑料的主要成分、化学性状、生产加工方法,为什么会引起白色污染,如何降低污染、保护环境等,最后形成论文或电子稿。通过论坛或博客发表,与老师、同学或其他网友共享交流,通过这种方式,不仅可以提高学生的自主学习能力、团队协助精神,还能让他们通过发表、共享等方式得到自我满足,增强自信心和学习的动力,从而提高学习兴趣。
5.利用信息技术为学生搭建良好的自主学习平台
创建平等的互助交流环境利用信息技术可让学习成果得以巩固,学习“拦路虎”得以及时解决,加强学习兴趣。在教学中,我们发现许多学生可能一开始表现得还是挺有兴趣,可是随着学习内容的增多、学习难度的加深,其学习兴趣就会逐渐减退。我们可以尝试做以下几个方面的工作:①利用化学学习网站进行课外自主学习,有条件的话,可自行建设有机化学专题学习网站,教师将教案、课件、动画、视频或收集整理的相关资料上传供学生参考。同时,学生也可将自己的学习心得、经验、研究成果上传。②建立学习交流群,教师可以利用课外业余时间为学生们答疑解惑,及时解决学生们的学习疑问;学生之间也可就学习经验进行交流:开设有机化学学习论坛,设立各种讨论主题,学生可以根据自己的兴趣爱好或者不足之处有选择地进入相关主题进行讨论交流。③利用搜索引擎、在线答疑等信息工具寻求其他网友或名师的支持。④利用辅学型课件或智能评测系统,进行自测练习,及时检测学习效果。
二、要激发学生的好奇心
古希腊教育家亚里士多德讲过一句名言:“思维自惊奇和疑问开始”。课堂上教师的提问可以有效地发展学生的思维能力。师生互动可以通过老师提问学生回答来完成,还可以通过学生提问老师回答来完成。这就要求老师在课堂上须巧设疑问。比如讲烯烃的化学性质,老师可以先讲几个实验现象,并把相关的反应方程式写出来,让学生分析一下主要发生了什么反应,再结合前面章节的内容,让学生大致写出反应机理,并把反应机理进行分类,比如是亲电加成还是亲核加成等等。羧酸那章就羧酸同时存在羰基和羟基,老师可以向学生提出如下问题:1.与醛或酮相比,羧酸中羰基的亲核加成活性如何?2.羧酸中羟基的氢原子与醇的相比,为什么酸性更强?面对这些问题,学生利用已学过的知识可以一一解答。这样该章的学习就会变得很轻松。学生可以实现由“学会”到“会学”的转变。
三、要引导学生多议
课堂上学生产生疑问怎么办?是由老师一个一个来解决,还是分类汇总后解决,抑或由学生一起讨论来解决?由于课时的限制,最好的办法就是引导学生多议多问,让学生相互之间开展讨论,自己解决发现的问题。老师可以在课堂上提问,然后分组进行讨论,引导学生自己解决问题。比如讲酯的亲核取代和克莱森缩合反应时,老师可以提出问题:以醛酮羰基的亲核加成及羟醛缩合反应为基础,分析一下酯可以发生哪些反应?以小组为单位进行讨论。最后交上来的答案基本上是完整的。当然,问题也不要总是由老师提出,老师还要引导学生自己提出问题。比如讲共轭二烯烃的1,4加成,老师可以先写第一步机理,按照单烯烃的性质先进行第一步,生成一个碳正离子中间体,第二步老师可以直接写出和单烯烃一样的1,2加成产物,然后问学生:有疑问吗?有不同的想法吗?这个例子我们曾经试过,有很多学生举手提出了疑问。学生会问,第一步生成的碳正离子中间体为什么不重排?它是烯丙型的碳正离子,正电应该可以分散到另一个碳上,这样第二步就应该形成1,4产物。学生能这样分析问题就说明他们把前面章节学的知识都掌握了,也能激发出想问题的乐趣。这样,学生课后就会按照课堂上的模式进行提问和讨论,问题也就迎刃而解了。
四、要理论与实践相结合
化学是一门实践性的科学,除了理论学习外,还要与实践相结合。我们选择部分学生特别是毕业后继续读研和从事化学化工类工作的学生,一般在大二开始进入教师课题组,在老师的指导下完成一个课题的研究。比如我们学校的有机化学课都是在大二开的。上课时,教师可以先了解学生的情况,了解有哪些学生打算考研?有哪些学生对化学有兴趣,今后有可能从事与化学有关工作的?又有哪些学生对化学没兴趣,以后不想从事与化学有关的工作?挑出一些想考研的和想从事与化学有关工作的学生参与课题组,一般是占班上人数50%的比例。然后将他们分成四个组,每个组有一个研究课题,课题与所讲的内容有关。让他们从查阅文献、总结文献开始做,由他们自己先提出实验方案,然后老师再指导他们确定最佳的实验方案。实验方案确定后,由学生自己准备药品和仪器,进行实验操作。这样,他们在查阅文献时可以了解化学的发展动态;提出实验方案时可以对所学的反应做个总结和比较;准备药品和仪器时可以了解一些化合物的结构和物理性质及一些仪器的用途。举个例子来讲,当讲到酸与醇的酯化时,教师可以让学生做一个与酯化有关的课题。由于酯化是个可逆反应,不断地有水生成,要使这个反应向右进行,最好是把产物之一水移走。实验时可以让学生做个对比实验,一个是没装分水器的,就是让水留在体系里,一个是装了分水器的,将水通过与有机溶剂共沸带出来。实验后会发现后者的酯化收率较高,这样学生就明白了移走产物之一反应会向右进行,收率会较高。每届参加课题组的学生都会有不少收获,做得好的最后还发表了论文,这些论文可以参与评奖学金,还可以参与保研等等。学生因此积极性特别高。学完了有机化学后,大部分学生还想继续留在课题组做实验。通过理论联系实际,学生不仅用实验验证了学到的理论知识,还可以锻炼动手能力,从实验中发现乐趣,提高学习的兴趣,并且可以为以后的继续深造打下很好的基础。
五、改革考核方式和内容
有机化学的考核以前主要采取一考制,即由最后的期末考试决定成绩。这种考核方式容易使学生死记硬背,而不会灵活应用,并且考完就容易忘记。我们对考核内容和考核方法进行了改革。考核方法改成由平时成绩、期中成绩、期末成绩三部分组成。平时成绩由出勤率、平时作业、平时讨论及平时实践来决定;期中考试形式可以灵活一点,可以考试,可以写论文,也可以用课堂作业甚至是综合性的设计实验;期末考试的题不要局限于选择、填空、合成、机理等类型,可以适当地加些与日常生活紧密联系的实验综合题。以前的一考制容易造成很多学生不来上课。考核加上出勤率后到课率基本上是100%。有机化学一般都是三节课连上,三节课都讲新课可以讲很多内容,学生一下消化不了,加上一点讨论题可以让课堂变得轻松,课堂气氛好很多,留出较多的时间让学生去思考。这样,师生之间及学生之间的关系会更融洽,而且学生分析问题的能力可以得到强化。参加了课题组的学生可以加上实践分,没有参加课题组的学生可以加上讨论分。这样,期末考试的压力就减轻了很多,补考率也会低很多。我们现在采取的考核方式就是平时成绩(25%),期中成绩(25%),期末成绩(50%)。平时的出勤率很高,平时作业也完成得很好,讨论题都很积极,而且印象深刻,讨论题如果出现在期末试卷上,同学们没有人不会答,参加实践的人也很多,最后取得的成绩非常好,期末考试卷面成绩不及格的很少,比以前有不少30~40分的现象好很多,总评基本上没有不及格的。这种改革逐渐改变了学生考前突击死记硬背、走出考场头脑一片空白的现象,学生在多方面得到了发展。
同时有机化学是基于实验的一门科学,有机化学的研究更是具有明显的实验特征。因此,在技师学院有机化学教学中开展实践学习研究是一个契机。通过实践学习,对学生进行探索化学知识的过程和学习方法的训练,既可以激发学生发现问题、分析和解决问题的兴趣,形成求学所必需的质疑态度和批判精神,又培养了学生多维思考、分析推理、归纳总结的能力。
2技师学院有机化学实践教学现状的调查和分析
通过对技师学院有机化学教与学现状的调查和分析,对目前技师学院有机化学教学模式现状进行了摸底,以便于更有效地开展探索适应新课程要求的教学模式的研究。根据占有的资料和实际的走访调查,设计了调查问卷。结果显示31.5%的学生对技师学院有机化学学习无兴趣,45.2%的学生认为学习化学兴趣不高的主要原因是教师传统的教学方法,59.6%的学生不能很好地参与课堂教学,68.5%的学生喜欢实践学习模式。由此看出,传统的教学方法中存在以教师为中心,强调教师权威的现象,忽视了教师与学生的合作关系,剥夺了学生的自主性,影响了学生的自信心,导致学生厌学,使学生对教师有抵触情绪。学生希望老师在课堂上成为他们的合作伙伴,给他们一定的学习空间,使个人的主动性、积极性充分发挥出来。而有机化学教学改革的核心任务便是建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的学习方式。实践学习就是一种行之有效的学习方式,能使学生的主体性、能动性等在实践学习过程中得以发展。
3技师学院有机化学实践教学创新的措施
3.1培养学生设计实验并动手实践
假设提出后就要想方设法去检验它,用实证性材料去或支持假设。这是实践学习的重要步骤。因为学生要达到对所学知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学生到现实世界的真实环境中去感受,去体验,而不是仅仅聆听教师或其他人的介绍和讲解。比如在2乙醇与浓硫酸反应产物的验证试验中。我们创设了以下问题情境创设:乙醇与浓硫酸制乙烯气体时温度控制不当常有副反应发生,若温度过高,乙醇被氧化成二氧化碳,浓硫酸被还原为二氧化硫。那么如何设计实验验证反应混合气体中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸气那?学生一般都能知道验证二氧化碳用澄清石灰水,验证二氧化硫用品红溶液,验证水蒸气用无水硫酸铜,但是具体的操作步骤是什么,为什么?大部分的学生不能正确说明原因,这时教师可以引导学生进行实验设计实践。
实践实验设计思路:
(1)水蒸气先验证还是后验证,为什么?这时有的学生想到若先验证二氧化硫或二氧化碳必须通入水溶液中,带出水蒸气,影响产物水蒸气的验证,所以水蒸气必须先验证。即通过装有无水硫酸铜的硬质玻璃管。
(2)二氧化硫和二氧化碳哪个先验证,为什么?通过教师的引导,学生认识到因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,所以必须在检验二氧化碳之前,先将二氧化硫除去并除尽。而除去二氧化硫之前应先验证二氧化硫,所以应用三个洗气瓶,分别是品红溶液,溴水,品红溶液,第一个品红溶液为验证有二氧化硫,溴水为除去二氧化硫,第二个品红溶液为检验二氧化硫已除尽,这样通入澄清石灰水变浑浊一定为二氧化碳。通过这样的设计使同学认识到在设计实验时必须全面考虑各个因素的影响,应注意到每个细节的设置,才能使最终的结果正确。但要使学生对设计实验方案感兴趣,并能设计出高质量的实验方案,学生就必须有扎实的知识基础和实验技能。在化学学习中,教师要帮助学生对已学过的知识加以回忆、深化、提高,将所有中学化学知识系统化、条理化、网络化。
3.2培养学生多动手实验并注意学会观察
当前在实验教学中往往会出现这样的问题:实验现象琳琅满目,学生情绪亢奋,实验做完后学生只记住他最感兴趣的部分,而对其他现象说不清楚,因此,在初次进行实验时教师必须让学生知道观察什么,怎么观察。比如我们在苯与液溴的取代反应试验中,在演示苯与液溴的取代反应时由于注意点较多,可边实验边提出问题,指导学生观察实验:
(1)苯与液溴混合后有没有明显现象,加入铁屑后有没有明显现象?
(2)跟反应器连接的长导管起什么作用?
(3)导管口为什么不插入液面下?
(4)怎样除去无色溴苯中溶解的溴?
通过以上问题的设置使学生对该实验应掌握的问题一目了然,所以只要明确观察目的,仔细观察,不管实验现象多少,都能抓住本质。同时要引导学生边观察,边进行思维性观察。不仅要观察实验仪器的选择组装,而且要分析为什么,不仅要观察实验现象,而且要思考产生这一现象的原因。而在实践学习中,很多猜想与假设只有通过实验才能得以验证,在动手实验的过程中,不仅可以提高学生的实验技能,而且可以培养学生发现问题,解决问题的能力,激发他们的实践精神。
总之,技师学院有机化学传统的教学方法已不再适应时代的要求,但旧的教学理念往往根深蒂固,因此以实践学习为核心的有机化学教学的实施还有很长的路要走,实践学习的各种有效途径还需要在实践中不断摸索。
参考文献
[1]王拜.论学生主体参与教学[J].教育研究,2001,2:29-31.
[2]裴娣娜.现代教学论[M].北京:人民教育出版社,2005.
[3]刘新知.化学学习论[M].南宁:广西教育出版社,2008.
本校学生的有机化学实验内容所涉及的范围较广泛,主要分为有机液体化合物的制备和固体化合物的制备两大块,所用的试剂比如有易燃易爆的乙醚,有易腐蚀的强酸强碱如浓硫酸和强碱氢氧化钠等,还有些有毒性的如溴化氢等。如果不加强管理,学生随便取用,不注意操作规范,用完后随意放置,就会造成很大的安全隐患。因此在实验过程中化学药品的管理显得尤为重要,是属于重点管理的要素之一[3]。
1.2仪器设备的安全使用问题
有机化学实验室的设备主要分为两大类,玻璃仪器类和电器类。玻璃仪器易碎,在玻璃仪器的安装、使用以及洗涤、干燥等步骤都必须小心,很容易造成割伤等意外。在我们实验室,一根小小的温度计,经常因为在使用过程中操作不当,每年都有学生因此而被割伤,极大影响了学生做实验的进度。另外做有机化学实验通常需要加热加压等操作,需要用到水浴或者油浴,或者电热套等仪器,有些学生使用电热套不当造成短路,还有把溶剂溅入电热套而造成冒出浓烟的情况多有发生。还有使用比较频繁的干燥箱,都可能因操作不当出现故障,会打乱正常的教学工作。另外,一些老化的设备在使用过程中更要格外小心,防止造成安全事故。
1.3完成实验后的收尾工作存在的安全问题
实验完成后,我们要求学生回收实验产物,清洗清点仪器,做好实验台面和实验室清洁卫生,检查水电是否关闭,实验室门窗是否关闭。曾经有学生因窗户没有及时关闭,下雨造成实验室的漏水殃及楼下实验室的事件发生,造成不好的影响。
2培养安全意识的措施
2.1明确各方人员职责
完成一项实验,需要实验室工作人员的前期准备,作为主体参与者的学生以及指导的教师共同的分工合作协调。一般来说,实验员为学生提供实验所需的药品试剂等;指导教师负责学生的整体规划,并督促学生按规章开展实验。不管是实验员还是教师,要对学生安全使用仪器设备,实验进程的合理安排,突发事件的应急处理进行培训。作为实验的主体—学生,我们就要做进一步的要求,在进实验室之前要求他们对本次实验的实验流程和操作中的相关注意事项做好预习工作。
2.2化学药剂的安全使用
进行有机化学实验所用的药品具有有毒、易燃、易爆或腐蚀性等一些特点。下面我以大学有机化学实验的制备实验“相转移催化法合成苯甲醇”为例,探讨如何对学生进行安全教育。在这个实验中,要达到的实验目的是要掌握卤代烃制备醇的原理和方法,了解相转移催化反应的原理及其应用,掌握机械搅拌,加热回流,萃取,干燥,常压蒸馏等基本操作。使用的试剂包括:苯氯甲烷,催化剂四乙基溴化铵,无水碳酸钾,乙醚,无水硫酸镁。那么针对试剂这一块的安全教育,要求学生进实验室之前,了解所用药品的物理化学性能,比如苯氯甲烷要求学生能了解到它的腐蚀性,这样学生在加料时就要小心,不要弄到皮肤上。一旦洒到皮肤上,要立即用水处理,再用肥皂水洗,还有它的催泪效应等;比如无水乙醚的易燃易爆低沸点的性质,使用过程中周围避免明火,蒸馏时应该采用水浴加热以及回收乙醚的存放还有它的麻醉性的了解。这里举此例说明在进入实验室之前,学生应该对自己在实验过程中使用的试剂药品的物理化学性质要有全面的了解,这是保证实验成功及自身安全非常重要的一个环节。
2.3仪器设备的安全使用
现在的有机化学实验所使用的玻璃仪器大多是标准接口玻璃仪器,那么在实验前要对标准口的玻璃仪器的使用进行学习。要装配一个实验装置,主要靠的是玻璃仪器的连接,把磨口和磨塞轻微地对旋连接,不宜用力过猛,不得在有角度时强行扭转,以免玻璃仪器破损割伤自己。在进行实验时,常常使用的温度计的破损最为严重,很多学生在给温度计套上橡胶塞时,手握的距离过远,导致温度计断裂,割伤手,另外水银温度计还存在一个水银的回收处理问题。所有这些,都要求学生在实验过程中去学习锻炼,做到安全使用。仍然以“相转移催化法合成苯甲醇”为例,这个实验所用的实验装置是一台机械搅拌器。机械搅拌器使用不当,会造成仪器的破损、试剂的洒落并使实验无法完成。因此在使用前,要指导学生对仪器安全使用,比如装配时保证搅拌棒垂直,搅拌头离瓶底的高度,开启搅拌前要检查装置是否稳妥,刚启动时转速不宜太快等。当然仪器的安全使用还有很多方面,本文只是提出一个例子供参考。
2.4对实验风险的预见及处理
事故应急预案是一种预先设置的危机处理机制和安全管理措施,其目的是为有效预防,及时控制和消除实验过程中突发事件及其危害,最大限度地减少对实验室工作人员、环境和社会造成的危害[4]。当然即使对学生进行了足够的安全知识教育,学生也预习了实验过程所使用的药品的物理化学性质以及掌握了仪器的正确使用,但是实验毕竟是一种操作实践过程,作为具有自主性的学生,仍然会有突发的实验事故发生。在这种情况下,指导教师要做一些应急处理,也要培养学生处理突发事件的能力。针对实验过程中发生的一般伤害、火灾、爆炸、中毒等突发事件而制定人员隔离机制、事故处理、事故报警等应急预案[5]。
有机化学是药学研究与药物应用的有力工具。用于临床上的大多数药物(包括合成药、生化药、天然药等),其主要成分几乎都是有机化合物。因此,合理使用各类药物,充分发挥药物的临床治疗效果,避免由于药物使用不当引起的不良反应,这都需要我们了解及掌握药物的化学结构与性状。有机化学同时也是中药研究与创新的必备手段。中医药是我们中华民族的瑰宝,深受广大人民群众的欢迎。继承与发扬中医药在治疗疾病的优势与特色,深入研究中药的作用机制,充分发挥与应用中药的特长,开发与创新临床上有效的中药新品种,是我国医药工作者义不容辞的责任和义务。临床上使用的中药方剂组成成分复杂,同一种中药出现在不同的方剂中其所起的功效不同,这与中药本身含有多种成分有关,可以说一种中药自身就是一个小小的复方。比如:中药的配伍,即将两种或两种以上的中药组合使用。在熬煮中药的过程中,药与药之间发生了某些相互作用,其实也就是发生了化学反应,使中药材中原有的主要成分结构发生了改变,而结果是有的增进或减低了原有药效,有的则抑制或消除了毒性和烈性。因此,弄清每种中药的有效成分对临床用药是多么的重要。这也就是需要我们好好学习有机化学的又一原因了。
(2)从化学学科的分类上来看
有机化学在大化学中起着承前启后的作用。大化学包括无机化学、有机化学、分析化学和物理化学。在大学的课程安排中,都是先学习无机化学,然后再学习有机化学,最后学习分析化学和物理化学,即没有有机化学的学习,是学不好物理化学和分析化学的。有机化学还是中药相关专业学生考研的一大必考科目,考研的同学只有在学习有机化学时打下坚实的基础,掌握学习方法,才能取得优异成绩,从而成为顺利通过考试的一个关键。由此看来,无论是从有机化学的历史上、从它与生活的联系上,从它在临床用药上、在中医药的研究领域上还是在大化学中的作用上、在学生考研上,它都扮演着举足轻重的角色。
2学好有机化学的方法
有机化学虽然知识点多、记忆困难,但是只要你掌握了正确的学习方法,学好它不是问题。
2.1首先,要做好学生的本职工作——课堂上认真听讲
做好笔记(1)听课是学习过程中的核心环节。在有机化学体系中,各部分知识是相互联系的,如果对某些知识不了解,那么在学到与之相关的知识时就会特别吃力。例如,醇、醛、酮这几章节的内容没学好,后面再学习糖类化合物这一章节时就很吃力。因为物质结构决定物质性质。糖类是多羟基醛(酮)及其缩聚物和它们的衍生物,糖的结构中含有醇羟基、醛基和酮基,它同时具有醇和醛、酮的性质。因此课堂上能不能跟随老师思路,不错过老师讲的每一个知识点,是决定学习效果的关键。(2)老师在课堂上会反复的强调某些内容,这些内容一般都是教材的重点和难点,而考试恰恰不都是考重点难点么?如果掌握了这些,在考试中取得不错的成绩应该就不成问题了。(3)老师教学多年,不管是在知识层面上、解题思路上还是在常见错误分析上,经验都十分丰富,尤其是我们的大学教师,他们大部分都是优秀的硕士、博士甚至是教授。在课堂上,老师大都遵循着这样的古训:“授之以鱼不如授之以渔”。千百年来留下来的古训必定有它的道理。老师除了传授给我们知识外,更多的是传授给我们解决问题的经验与方法。一旦我们掌握了这些经验与方法,定能学好有机化学。
2.2课上做好笔记至于笔记
我建议大家记些老师强调的重难点、解题思路、方法以及例题。不懂的课下可以问老师,即使将来忘记了,还可以再复习。俗话说的好,好记性不如烂笔头,就是这个道理。因此,上课时认真听讲、做好笔记,做个有心人就显得特别重要,也许这就会成为你学习有机化学更好的捷径。
2.3课上、课下积极地记忆“记”即记忆
与数学、物理等理科相比较,“记忆”对有机化学显得尤为重要,它是学习化学的最基本方法。这是由于化学本身有着自己独特的“语言系统”——化学用语。如:元素符号、化学式、化学方程式等,对这些化学用语的熟练掌握是化学入门的首要任务,而其中大多数必须记忆。当然不能死记硬背,而要根据不同的学习内容,找出不同的记忆方法在理解的基础上进行记忆。记忆的方法有很多,有理解记忆、有意记忆、联系实验记忆、对比记忆、归纳记忆、趣味记忆、记错记忆等等,这么多方法并不是每个都适合我们,我们要不断寻找适合自己特点的记忆方式,这样才能达到事半功倍的效果。
2.4做好实验我们都知道有机化学是一门以实验为基础的学科
因此,要想学好有机化学就必须先要做好实验。在做实验时最重要的就是自己动手,不要眼高手低,而且要学会观察。前苏联著名生理学家巴浦洛夫曾在他的实验室的墙壁上写着6个发人深思的大字:观察、观察、观察!瓦特由于敏锐的观察而看到“水蒸气冲动壶盖”进而从中受到启发,发明了蒸汽机。由此可以看出观察的重要性。在化学实验中,养成良好的观察习惯,掌握科学的观察方法是学好有机化学的重要条件之一。因为实验不仅可以锻炼我们的动手能力,还可以帮助我们更好的理解和掌握反应,从而更轻松地记住反应。
2.5学会思考柏拉图曾说思维是灵魂的自我谈话
华罗庚曾说独立思考能力是科学研究和创造发明的一项必备才能。历史上任何一个较重要的科学上的发明,都是和发明者深入看问题的方法密不可分的。可见在学习知识上,学会独立思考很重要,它会使你对知识有更透彻的了解。尤其是有机化学,更要学会独立思考,要能从个别想到一般,从现象想到本质,从特殊想到规律。
2主要试剂及用量范围
环已醇9.90~10.10g、浓硫酸0.20~1.00ml、浓磷酸1.00~5.00mL。均为化学纯。
3实验时间
实验室开放一周。
4实验方法
在干燥的圆底烧瓶中加入沸石和一定量的环已醇、浓硫酸或浓磷酸或硫-磷混酸,摇匀,按文献[1]进行实验,记录反应时间、反应体系的炭化程度,计算转化率。产品测完红外光谱和折光率后回收。
5结果与讨论
(1)因环已醇黏度大,不能准确量取,可用称量法称取,并将用量控制在9.90~10.10g。
(2)因每位同学实验时的加热速度及环已烯精制过程中的损失量有所差别,使得实验参数相同的同学,其脱水反应的反应时间及环已醇的转化率也略有差别。所以,由实验得到的脱水剂的最佳用量是一个范围值。
(3)连续三年共274名学生的实验结果表明:环已醇用量为9.90~10.10g,浓硫酸作脱水剂,用量为0.8~0.9mL时,转化率最高为50%~55%,反应时间在29~36min之间,反应后期炭化现象严重;浓磷酸作脱水剂,用量为4.0~5mL时,转化率最高为46~52%,反应时间在80~95min之间,炭化现象轻微;硫-磷混酸作脱水,浓硫酸用量0.6mL、浓磷酸用量3.0~4.0mL时,转化率最高为62%~66%,反应时间在36~45min之间,炭化现象较轻。因此,用硫-磷混酸作脱水剂,转化率更高、反应时间短、炭化现象轻微,实验效果好。
6教学效果
(1)本实验是在化学工程与工艺专业二年级学生的第一学期末进行,学生已修完无机化学和分析化学,且有一定的有机化学实验基础,能独立完成本实验。
2考核改革的具体做法
2.1平时考核
平时考核以课堂考勤、课后作业和课堂提问或做习题四种形式进行。在设置授课计划时,根据18周的教学安排,进行6次课堂随机点名,8次课后作业、随堂问答或课堂做题,每人至少一次机会。课堂点名主要是考核学生的治学态度,提高课堂教学出勤率,督促学生认真学习;课后作业主要是以每章的课后习题为主,考核学生对本章知识点的掌握情况,要求学生在规定时间内完成并上交,批改后记录成绩,让学生实事求是完成,允许大家互相探讨.但不允许互相抄袭,批改时发现有90%雷同,视为抄袭,加大抄袭的惩处力度,如抄袭一次,平时考核成绩记为0分;课堂提问或课堂做题,根据当堂课的教学内容而定,考查学生的现场理解能力,表达能力和思考能力,促使学生积极地参与课堂教与学,形成良好的师生互动,形成反馈机制,改进教学质量,对于积极配合教学、主动发言并正确回答问题的同学,可适当加分,对于上课玩手机、讲小话的同学进行扣分。
2.2期中测验
为及时检查学生的阶段学习情况,使学生了解自身学习状况,调整学习方法,进行期中测验。当学生完成一定的学习任务后.通过阶段性课堂测验来对学生进行考核.目的是测试学生的阶段性知识掌握情况,以调整教学进度,帮助学生改进学习方法。根据教学安排,第十周进行一次课堂闭卷笔试,试卷设计时尽可能涵盖所讲的知识点.试题量要足够,让学生无暇考虑作弊的事情。
2.3课题设计
学期中期,布置课题设计任务,让学生通过查阅资料,应用所学知识,积极发挥创新思维能力,分小组合作完成一个研究项目报告书,题目类型是具有实际应用价值的新型有机化合物的合成。论文以小组形式分工合作完成,3-4人一组,要求小组成员必须明确分工,论文准备阶段所有组员参与搜集背景资料"素材和小组讨论,确定论文选题,具体工作包括收集整理资料,报告书撰写,答辩ppt的制作,演示文件,交流报告,回答问题等。选题可根据老师提供的参考选题确定,也可以是自己感兴趣的与学科发展相关的选题。项目报告书应包括课题研究的背景与意义、研究路线、合成方法、可行性分析等。学期末,将课题设计报告书上交,抽取20%学生参与评分。以项目报告书完成的情况作为考核指标,具体包括:完成项目的态度、项目报告质量、依据、结构与性能分析、合成方案、实验测试的方法与结果等、资料查阅情况、团队合作、应变能力、表述能力、外语能力等。本项考核方法的目的是培养学生的创新能力、自学能力、综合素质和知识应用能力。
2.4期末考试
期末考试以开卷与闭卷相结合的方式进行,开卷考试在前,闭卷考试在后。开卷考试均是大题,在书本上无法找到答案,根据教材、笔记、复习资料等进行归纳总结陈述解决问题[4]。闭卷考试以命名、选择、完成反应式、鉴别、合成、推断题为主,目的是考核学生对基本概念、基本原理、基本化学性质的掌握,以及知识点之间的综合能力。闭卷考试的时间为100min,开卷考试的时间为20min,其中,闭卷部分90分,开卷部分10分。四个考核部分的成绩分布情况;(1)平时成绩占15%;(2)其中期中测验成绩占30%;(3)课题设计报告占15%;(4)期末考试占40%,其中每一项的满分是100分,按比例组成本课程的总成绩。