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        對“科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)”的探索

        2016-07-09 15:30:59劉瑜
        學(xué)周刊·下旬刊 2016年11期
        關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗教學(xué)

        劉瑜

        摘 要:傳統(tǒng)的有機實驗教學(xué)通常是驗證已經(jīng)成熟的一些有機化學(xué)反應(yīng),學(xué)生在這個過程中的學(xué)習(xí)相對比較被動??蒲性O(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)目的就是借助科研手段,在學(xué)生掌握理論知識的基礎(chǔ)上,提高學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的主動性,著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,推理能力和科研能力。

        關(guān)鍵詞:科研設(shè)計;有機化學(xué);實驗教學(xué)

        中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2016)33-0017-02

        DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.33.009

        本文結(jié)合學(xué)生在有機化學(xué)實驗課程中存在的問題,提出了“科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)”。這類教學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力,解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生獨立創(chuàng)新意識和科學(xué)思維能力以及嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度等良好的科研素質(zhì)能起到一定的引導(dǎo)作用。

        一、保證基礎(chǔ)性實驗操作

        在課程教學(xué)內(nèi)容方面,傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗主要是在于培養(yǎng)學(xué)生認知一般的有機化學(xué)實驗的原理和知識、熟悉相應(yīng)的有機化學(xué)實驗儀器操作和進行一些簡單的有機合成;對于學(xué)生方面的要求,傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)主要是要求學(xué)生規(guī)范操作,培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能,積累實驗經(jīng)驗,為以后進行綜合性實驗和設(shè)計性實驗奠定一定的基礎(chǔ)。本文提出的科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)是建立在傳統(tǒng)有機化學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)上,要求學(xué)生實驗前必需熟悉實驗?zāi)康暮鸵蟆嶒炘砑疤攸c、實驗方案及設(shè)計要求、儀器的正確使用方法等,因此,實驗前必須作好預(yù)備工作。在選擇基礎(chǔ)實驗項目時,不需要單獨開設(shè)基本操作實驗,而是將實驗操作直接融入基礎(chǔ)性實驗中,這不僅有利于讓學(xué)生更加直接體會規(guī)范的操作,而且在實驗中出現(xiàn)錯誤也能及時糾正。

        二、增加自主設(shè)計性實驗內(nèi)容

        在學(xué)生掌握基本實驗操作的基礎(chǔ)上,教師可以增加自主設(shè)計型有機化學(xué)實驗內(nèi)容。設(shè)計性實驗由教師有機實驗實際情況而給出題目、達到的目標以及主要方法等,同時也要提醒設(shè)計實驗中的注意事項。自主設(shè)計性實驗項目的選擇,不但要重視合成結(jié)果,而且要重視學(xué)生在設(shè)計實驗過程中的思路以及對結(jié)果的分析手段,因而學(xué)生得到的是對實驗項目的全方位理解。這個過程中,學(xué)生需要根據(jù)教師給出的提示并設(shè)計實驗方案自己主動查閱文獻資料,然后將所查閱到的相關(guān)文獻和知識進行學(xué)習(xí)和掌握。例如,將乙酸丁酯的制備由驗證性實驗改為設(shè)計性實驗,要求學(xué)生設(shè)計與教材不同的合成路線,在該過程中,教師也要給予一定的建議保證實驗的可行性。在自主設(shè)計性實驗過程中,大多數(shù)同學(xué)根據(jù)設(shè)計好的方案能夠完成相應(yīng)的有機化學(xué)實驗,但是仍有少數(shù)同學(xué)未能夠合成出目標產(chǎn)物,因此,他們需要對自己實驗失敗的原因進行分析與探討以找出相關(guān)原因,這樣不僅有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時也可以提高學(xué)生對理論知識和實驗技能的掌握。更重要的是,這種教學(xué)提高了學(xué)生獨立設(shè)計和完成實驗的能力,并對其結(jié)果進行合理有效的分析,這對于提高他們的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)興趣是非常有效的。此外,自主設(shè)計實驗對培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新的積極性,獨立工作能力、解決問題的能力和科學(xué)的思維方法具有很好的效果。因此,自主設(shè)計性實驗是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的有效環(huán)節(jié),也為他們以后從事相關(guān)的科研工作打下良好的基礎(chǔ)。

        三、科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)

        在前面自主設(shè)計性有機化學(xué)實驗基礎(chǔ)上,將教師科研項目融入設(shè)計性實驗中,有助于提高學(xué)生的科研能力??蒲许椖客ǔJ且粋€交叉學(xué)科,往往會涉及多個方向,因此,將科研項目與實驗教學(xué)相結(jié)合,不僅在于提高學(xué)生的探究能力和知識整合能力而且對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力也是非常有效的。對于科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗內(nèi)容的選擇方面可涉及其他學(xué)科與有機化學(xué)相聯(lián)系的綜合性問題,如核磁共振技術(shù)、紅外光譜和拉曼光譜分析等。教師在給出課題方面應(yīng)對實驗內(nèi)容的深度和廣度應(yīng)該有適度的把握,如果設(shè)計的課題太難,容易打消學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,過于簡單的課題又難以調(diào)動學(xué)生的積極性,只有設(shè)計難度適中的課題,學(xué)生才能夠根據(jù)自己所學(xué)的知識進行合理設(shè)計,這樣也有利于在實驗中出現(xiàn)問題后教師給予合理的指導(dǎo)。學(xué)生在實驗中遇到問題要積極與教師進行深入的交流和溝通,對整個實驗有了充分的理解和調(diào)研才能保證實驗的順利進行。由于有機化學(xué)實驗通常需要多個步驟來實現(xiàn),因此學(xué)生可以采取團隊合作,有效分工的方法。學(xué)生遇到問題可以一起討論,各抒己見,這樣他們不僅可以對自己的實驗方案和科學(xué)研究有了新的認識,還能從中提出新問題,拓寬思維,為今后從事獨立的科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。另外,學(xué)生直接參與到教師的科研活動當中,有利于改善教與學(xué)的關(guān)系,激發(fā)了學(xué)生的科研創(chuàng)新意識并把學(xué)生引入真實的科研環(huán)境中。學(xué)生在這個過程中有了切身的體驗與思考,潛移默化中提高了他們的創(chuàng)新能力。

        四、增加合作與討論部分

        當學(xué)生參與到教師課題當中后,會遇到各種各樣具體的實際問題,比如,實驗條件的摸索,對所得產(chǎn)物進行表征的手段,表征儀器的使用等,這些都是從課本中難以學(xué)到的。因此,在科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗中,學(xué)生需要加強團隊合作,多與周圍同學(xué)和教師探討實驗進展與遇到的難題,同時也要加強對相關(guān)知識的自主學(xué)習(xí),這樣才能保證科研項目的順利完成。教師也可以定期開展相應(yīng)的課堂課程,對從事相同項目的學(xué)生進行深入細致的指導(dǎo),及時幫助和督促他們實驗工作的順利開展。

        五、結(jié)語

        教學(xué)與科研是相輔相成的,同時也具有相互促進的作用,在教學(xué)過程中遇到新的問題提出,需要用科研結(jié)果對其進行解釋,而在科研中遇到問題也需要課本中的理論知識來支撐解決,最終形成了教學(xué)與科研相互滲透和促進。以科研模式開展設(shè)計性有機化學(xué)實驗是一種與時俱進的實驗教學(xué)方法,一方面可以提高教師的學(xué)術(shù)水平并將獲得的信息反饋到教學(xué)中去,另一方面此類教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生參與科研與科技開發(fā)的能力。最終促進學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計能夠更加有效地完成,在將來不論是繼續(xù)從事科研還是其他工作,都有利于提高他們的競爭力。

        [責(zé)任編輯 田彩霞]

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