楊申明,張 倫,陳 靖,江 岸
(楚雄師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,云南 楚雄 675000)
楚雄師范學(xué)院作為云南省地方本科院校,堅(jiān)持“轉(zhuǎn)型發(fā)展、內(nèi)涵發(fā)展、特色發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展”的發(fā)展策略,以“思想品德優(yōu),專業(yè)基礎(chǔ)實(shí),職業(yè)能力強(qiáng),綜合素質(zhì)高,工作適應(yīng)快”為人才培養(yǎng)目標(biāo),以“上手快,后勁足,能創(chuàng)新,品行好”為特色目標(biāo)。培養(yǎng)具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、突出的專業(yè)應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神,滿足行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。地方本科院校是培養(yǎng)本科層次應(yīng)用型人才的主體,探索地方院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)對(duì)提高高等教育質(zhì)量、指導(dǎo)分類辦學(xué)、突出特色具有現(xiàn)實(shí)意義[1-2]。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我?;瘜W(xué)專業(yè)、科學(xué)教育專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)、葡萄與葡萄酒工程專業(yè)和園藝專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)必修課。通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作,培養(yǎng)學(xué)生能以小量正確地進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、分離和鑒定制備產(chǎn)品的能力;促進(jìn)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)的掌握,應(yīng)用理論知識(shí)分析解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的能力,有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3-5]。但長期以來,使得有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)被忽視,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)講授和教學(xué)效果相差甚遠(yuǎn)。本文結(jié)合我校實(shí)際,從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀入手,分析討論實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題,探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革。
近年來,隨著高校錄取率的升高,地方本科院校生源質(zhì)量大大不如以前,給教學(xué)管理帶來一系列問題,使教師很難因材施教。部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正,學(xué)風(fēng)較差,對(duì)實(shí)驗(yàn)不重視,不積極,在實(shí)驗(yàn)課時(shí),要么只能按部就班模仿實(shí)驗(yàn)課本實(shí)驗(yàn)步驟,要么做實(shí)驗(yàn)時(shí)草草完成規(guī)定數(shù)據(jù)或拼湊數(shù)據(jù),甚至出現(xiàn)互相抄襲。有個(gè)別學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)忙于撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,時(shí)常發(fā)現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)學(xué)生在動(dòng)手操作,部分學(xué)生只是在旁邊觀看,別人做完實(shí)驗(yàn)出數(shù)據(jù)后抄別人實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,傳統(tǒng)的教學(xué)模式一直是先由教師講實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟及注意事項(xiàng),然后學(xué)生模仿操作,這種“照方抓藥”的教學(xué)方式要求學(xué)生完全按照教材規(guī)定的步驟完成,沒有絲毫的改進(jìn)和創(chuàng)新,容易造成學(xué)生思維定勢(shì),抑制學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,減弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),缺乏應(yīng)用性創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)[2-5]。每次實(shí)驗(yàn)時(shí),總有部分學(xué)生不預(yù)習(xí),邊做實(shí)驗(yàn),邊看課本,學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)幾乎沒有學(xué)生自己的見解及創(chuàng)新;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容陳舊、枯燥,與實(shí)際生活差距較大,地方特色不鮮明,本校優(yōu)勢(shì)得不到體現(xiàn)。這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力不足,很難達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的,所以有必要對(duì)當(dāng)前的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革。
常規(guī)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品浪費(fèi)較大,如在“萃取”實(shí)驗(yàn)中,每組學(xué)生需用70mL乙醚。假如每次實(shí)驗(yàn)開設(shè)45組,則一次需耗7瓶500mL的乙醚。實(shí)驗(yàn)藥品過度消耗將導(dǎo)致污染排放量勢(shì)必相應(yīng)增大,間接對(duì)校園環(huán)境產(chǎn)生更大的危害,大量污染物的直接排放,將對(duì)周邊的水體、土壤、大氣產(chǎn)生更大的危害。又如學(xué)生在做芳烴及鹵代烴,胺,醛、酮等性質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中,每次實(shí)驗(yàn)完畢,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都是臭氣熏天,對(duì)師生的健康及周圍環(huán)境造成較大的影響。
對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),我們的思路是將其內(nèi)容重新整合,設(shè)計(jì)為綜合性實(shí)驗(yàn)。如性質(zhì)實(shí)驗(yàn),學(xué)生對(duì)物質(zhì)的氣味、顯色反應(yīng)印象較為深刻,如單獨(dú)開設(shè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn),重復(fù)性較大,浪費(fèi)學(xué)時(shí)。設(shè)計(jì)為綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)鑒別出幾種未知物出來,學(xué)生既有強(qiáng)烈的感性認(rèn)識(shí),又適當(dāng)增加了實(shí)驗(yàn)難度,提升學(xué)生的創(chuàng)造性,這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)有很大的吸引力。幾年來,我們?cè)诨瘜W(xué)專業(yè)、科學(xué)教育專業(yè)中開設(shè)了這樣的綜合性實(shí)驗(yàn),收到了較好的效果。
綜合性實(shí)驗(yàn)指對(duì)多種操作的綜合,多門知識(shí)的綜合。其實(shí)每一個(gè)有機(jī)化合物制備實(shí)驗(yàn)都可以算一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),每一個(gè)制備實(shí)驗(yàn)靠單一的操作單一的知識(shí)都是完不成的。有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)是對(duì)物質(zhì)性質(zhì)和許多基礎(chǔ)操作的綜合訓(xùn)練。經(jīng)過改革,在化學(xué)專業(yè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中合成實(shí)驗(yàn)比例接近55%,使學(xué)生反反復(fù)復(fù)練習(xí)基本操作,并感知許多有機(jī)化合物的性能,并且和生活聯(lián)系緊密。比如我們選擇的水楊酸的制備、黃蓮素的提取、甲基橙的制備、從茶葉中提取咖啡因等實(shí)驗(yàn)學(xué)生興趣都很高。
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,盡量不用、少用有毒有害試劑,盡量不制備有毒有害化合物[6-7]。如苯乙酮的制備中的主原料苯改換成毒性小一點(diǎn)的甲苯,萃取實(shí)驗(yàn)中用乙酸乙酯代替了乙醚,環(huán)己烯的制備中用對(duì)甲苯磺酸代替了硫酸。同時(shí),我們對(duì)一些實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn),減少藥品用量,直接采用半微量化實(shí)驗(yàn),如甲基橙的制備,乙酰苯胺的制備;對(duì)于一些可逆反應(yīng),我們采用邊反應(yīng)邊減少產(chǎn)物的方法來提高產(chǎn)率,減少了污染并降低了實(shí)驗(yàn)成本,如:乙醚的制備,乙酸乙酯的制備。再如芳香烴的性質(zhì)、胺的性質(zhì)等,實(shí)驗(yàn)過程中既會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味,又會(huì)增加致癌的因素,我們改做其它實(shí)驗(yàn)。
如在水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)中,我們可以選擇水蒸氣蒸餾苯胺、從玫瑰花中提取玫瑰精油、從八角中提取八角油、從桉樹葉中提取桉葉油等多個(gè)實(shí)驗(yàn)。但對(duì)比上述幾個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)玫瑰花、桉樹葉具有云南地域特色,學(xué)生對(duì)此也喜聞樂見,通過介紹玫瑰精油、桉葉油價(jià)值更加增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的好壞,直接影響實(shí)驗(yàn)的效果[8]。若學(xué)生實(shí)驗(yàn)前不進(jìn)行認(rèn)真預(yù)習(xí),對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)不了解,在老師講解時(shí)就會(huì)一知半解,實(shí)驗(yàn)時(shí)就會(huì)手忙腳亂,無從下手,會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗,甚至?xí)霈F(xiàn)操作失誤、損壞儀器設(shè)備或發(fā)生安全事故等。為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行,我們嚴(yán)格要求學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前必須對(duì)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行認(rèn)真預(yù)習(xí),撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告。采用課前檢查預(yù)習(xí)報(bào)告和課堂上提問兩種方式督促學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),對(duì)不預(yù)習(xí)的同學(xué)必須預(yù)習(xí)好后才允許進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣既避免了學(xué)生因不預(yù)習(xí)而進(jìn)行盲亂操作的現(xiàn)象,又能提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
學(xué)生進(jìn)入有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,要加強(qiáng)對(duì)其安全知識(shí)教育,教會(huì)學(xué)生常規(guī)的自救、救護(hù)措施。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,要保持實(shí)驗(yàn)臺(tái)面整潔,藥品儀器排放整齊,使實(shí)驗(yàn)有條理[9]。同時(shí)對(duì)儀器、藥品、水、電、使用安全以及藥品取用和實(shí)驗(yàn)操作等安全進(jìn)行強(qiáng)調(diào),使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣;由于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作較多,在實(shí)驗(yàn)前,教師應(yīng)對(duì)所有的操作,小到藥品的取用,大到合成裝置的搭建,都進(jìn)行詳細(xì)的講解和示范,不但讓學(xué)生學(xué)會(huì)規(guī)范的操作方法,還要讓學(xué)生懂得為何這樣做才是科學(xué)規(guī)范的操作。在實(shí)驗(yàn)中,老師認(rèn)真細(xì)致的觀察和指導(dǎo),及時(shí)糾正學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,發(fā)揮教師的示范引導(dǎo)作用。
有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)普遍存在反應(yīng)時(shí)間長、操作繁瑣、副反應(yīng)多等問題。解決這些問題的途徑是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程監(jiān)控,合理評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過程中,要時(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程,要求學(xué)生認(rèn)真、準(zhǔn)確的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生帶著自己的產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)記錄經(jīng)老師簽字后方能離開實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)報(bào)告上交時(shí)附帶實(shí)驗(yàn)記錄,老師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要查看學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄。這一措施的實(shí)施,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)更認(rèn)真,實(shí)驗(yàn)記錄更規(guī)范,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更好,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性更高了。
期末實(shí)驗(yàn)課成績由平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績、期末實(shí)驗(yàn)理論考試和期末實(shí)驗(yàn)操作考試四部分按不同比例構(gòu)成。平時(shí)成績占20分,實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占20分,期末實(shí)驗(yàn)理論考試成績占30分,期末實(shí)驗(yàn)操作考試占30分。這種評(píng)價(jià)考核方式加強(qiáng)學(xué)生以創(chuàng)新成績帶動(dòng)再求知的源動(dòng)力?,F(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)由課前預(yù)習(xí)、課堂提問、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末理論考試和期末實(shí)驗(yàn)操作考試等多項(xiàng)匯總計(jì)分,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程全面評(píng)價(jià),使實(shí)驗(yàn)成績更能體現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)水平和能力。
經(jīng)過一系列的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革之后,學(xué)生普遍反映有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)既動(dòng)手又動(dòng)腦,學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)這門課程不僅加深了對(duì)基本理論的理解,而且增強(qiáng)了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,為他們?cè)诮窈蠊ぷ鞯於嘶A(chǔ)。因此,在未來的教學(xué)改革中,要關(guān)注有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的動(dòng)態(tài),探索新方法,及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,才能使有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不斷提高,培養(yǎng)出滿足行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的全面發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
[1] 彭 娜,李紅山,彭夢(mèng)俠,等.應(yīng)用型人才培養(yǎng)的地方本科院?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(08):312-314.
[2] 石開云,鄒曉川.應(yīng)用型本科院校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與探索[J].化學(xué)教育,2016,37(16):34-42.
[3] 孟祥福,鄭婷婷,郭長彬,等.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高等理科教育,2014(06):60-63.
[4] 倪俊超.化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)踐——評(píng)《化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)論》[J].中國教育學(xué)刊,2016(11):114.
[5] 張 濤,劉晶晶.高等師范院校生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革思路[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,32(02):322-324.
[6] 任玉杰,吳海霞,胡 方,等.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式的改革與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué),2007(05):11-13.
[7] 馬學(xué)林,楊 威,李潔鵬.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].陰山學(xué)刊(自然科學(xué)版),2014,28(03):87-89.
[8] 余瑞金,汪玉秀,常明欣,等.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].高教學(xué)刊,2016(12): 81-82.
[9] 王彩榮.改革有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)學(xué)生綜合能力[J].長治學(xué)院學(xué)報(bào),2011,28(05):95-97.