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  • 关于有机化学实验教学改革和学生创新能力培养初探

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2019-10-17

    有机化学已经独立于化学的主要学科。有机化学实验一直在促进其快速发展,并根据特定的实验事实产生了超分子化学和纳米化学等化学科学分支,极大地推动了人类科学技术的进步。近年来,中国有机化学基础研究取得了长足的进步,取得了许多具有国际影响力的研究成果。为了适应当前化学的发展,满足学生个人发展的需要,如何在大学有机化学实验教学中培养学生的实验能力和创新能力已成为广大实验教学工作者的难题。本文结合我国教学过程和教学改革的实际情况,谈谈在有机化学实验教学中提高学生创新能力和实验能力的一些经验和体会。

    1注重基础实验技能的训练

    除了安全和环保教育,有机化学实验教学还包括基本操作培训,化合物合成制备和化合物鉴定。教学内容非常丰富和繁重,但上课时间有限。为了在有限的课堂上有效地培养学生的实验技能和发展学生的实验能力,我们整合了教学内容,减少了简单的基础操作实验,将其纳入合成准备实验中,不断增强了学生的综合实验能力。基本技能。 (1)有针对性地选择不同反应类型的合成实验,要求学生根据具体反应组装不同的回流反应装置,并反复训练重结晶,蒸馏等基本实验操作;根据循序渐进的原则设置实验能力,需要更高的有机合成实验,如无水无氧装置,水分离装置,废气处理装置等的组装; (2)突破以往简单综合的实验模型,侧重于培养学生设计实验和监控实验过程的能力。在部分合成反应的过程中,引入了薄层色谱法来跟踪反应的进程,并加深了学生对有机化合物的合成和制备的理解。对激发学生的思维能力,提高学生的实验观察能力具有重要意义。同时,打开了各种分离实验,例如大气压。常用的分离技术和方法,如蒸馏,真空蒸馏,重结晶等; (3)打开有机化合物测试实验,要求学生掌握毛细管法,并使用数字熔点法确定产物并通过测量熔点和文献数据来判断产物。纯度。由于课程安排的安排,师生们通过听课学习了有机化合物结构的鉴定实验,例如红外光谱和核磁共振光谱。在有机化学实验的整个教学过程中,我们注重对学生实验能力的系统训练。学生从设计实验到实验装置的组装,监测反应,加工反应以及分离,纯化,鉴定化合物各个方面涉及的基本实验技能,都需要反复练习。

    2选择合适的实验内容

    以合成准备实验为主要教学载体,在培养学生实验能力的教学模式中,选择合适的合成实验内容尤为重要。

    2.1根据学生的专业特点开设不同的实验内容

    根据不同的专业特点和课时安排,有针对性地开展不同的实验内容,如生物专业,实验课时少,学生主要掌握基本操作,要求蒸馏、提取标准化,再结晶、熔点测定等实验。技巧。乙酰苯胺制备、生物碱提取等经典的合成制剂实验,在一定时间内对提高学生有机化学实验能力有很好的教学效果。乙酰苯胺制备实验,包括丰富的实验技能,包括分馏、热过滤、脱色、重结晶等,除掌握上述实验技能外,学生们还接触到反应物在实际合成环境中所占比例的概念,思考如何提高目标产物的收率,了解群体保护的方法,这些都是学生必须掌握的有机化学实验能力。乙酰苯胺粗品可作为重结晶实验的原料,既节省了教学资源,又为“绿色化学”提供了积极的教材。对学生形成绿色环保意识起到很好的示范作用。

    2.2紧跟教学大纲,注重与理论课程衔接

    在有机化学实验过程中,如果实验内容与理论教学内容不符,则学生往往表现出思维的惰性,实验不够认真。进入实验室是“服用一种药物”。从长远来看,学生将变得知识不足,难以形成将理论与实践相结合的能力。因此,在选择实验内容时,要注意理论课的结合,使学生在进入实验室之前对实验有足够的了解,以免盲目盲目地进行实验。同时,有意识的实验操作和观察到的实验现象可以加深学生对理论知识的理解和记忆,达到理论与实验课程相互促进的教学效果。例如,在研究了格氏试剂之后,我们安排了三苯甲醇的制备实验。学生将完全了解在非水操作环境中制备三苯甲醇的关键。在实验过程中,它不再仅仅是本书的纸质版。取而代之的是,通过实验培训,可以更加认真地对待实验过程的每个步骤。教科书上用于制备三苯甲醇的实验设备是使用装有氯化钙的干燥管来分离空气中的水蒸气,使其不进入反应系统。一些学生质疑格利雅试剂如此活跃,即使它配备了干燥管,反应也是开放的。系统是开放的,空气干燥的效果难以准确把握,并且在反应加热过程中,醚反应液沸点低,易挥发,对实验室空气污染大,为何不将反应装置改为密闭状态?学生们质疑反应系统非常危险。一些学生建议可以用气球代替干燥管。一些学生建议您可以查阅文献资料等等。在这个实验中,学生们积极思考,提出问题和解决问题。因此,适当的实验内容往往可以充分调动学生独立学习的积极性,并鼓励学生综合运用理论知识和实验技能。在实验课上,学生不仅在做实验,也在思考实验,这更有利于培养学生的实验能力和创新能力。

    2.3关注实验内容的水平

    针对化学专业学生从易学到难的学习心理,设计实验部分安排在基础有机实验的后期,包括多步合成实验和文献实验。例如,在溴苯胺的多步骤合成中,学生需要利用硝化,还原,保护,溴化和脱保护的理论知识来指导该合成实验,并进行一系列合成,分离等实验。和净化。为了获得更好的实验结果,必须严格详细地处理合成过程的每一步,认真观察,记录和改进,并具有多步合成实验的能力,以训练学生进行有序的操作和实验的整体安排,培养学生形成全球视野这种观点起着良好的教育作用。此外,开展文学实验对于提高学生独立从事有机化学实验,学习新方法和扩展知识的能力也具有重要意义。这也是培养学生创新能力的有效纽带。老师提供实验科目。学生组成一个由3至4人组成的实验小组,进行文献搜索,分析和总结材料,选择科学可行的实验程序,在经过老师的批准后根据实验计划安排实验步骤,并独立完成实验并记录。实验现象,处理实验数据,最后根据实验事实撰写实验论文。通过这种文学实验,可以增强学生的实验操作能力和学生的文献检索与写作能力。同时,加强了学生团队合作的实践,未来学生将从事有机化学的研究,生产或教学。重要启示。

    3充分利用学校的教学和研究资源

    随着科学技术的发展,有机实验技术越来越先进,未来学生从事研究和生产的要求也越来越高。为了提高学生的实验能力和创新能力,仅仅局限于有机化学实验室还不够。因此,有机化学实验课程应充分利用学校的科研资源,完善实验教学体系,改善学生实验条件。

    3.1与其他课程结合以提高教学效果

    除了有机化学理论课外,有机化学实验课还与综合化学实验课程和仪器分析课联系在一起,以动员学生构建完整的有机化学知识体系,深化和拓宽有机化学实验的教学内容课程。例如,在文献搜索课程之后,我们积极鼓励学生充分利用学校图书馆的图书馆资源和电子资源,鼓励学生积极阅读国外文献,有意识地探索有机化学的前沿领域,并鼓励学生参与在年度专业文学中。进行培训,提高搜索文档,阅读和整理文献的能力,并锻炼学生的信息捕获能力。

    3.2依靠教师的科研实力改善学生的实验条件

    由于课程设计和课程表的限制,基本有机化学实验课程无法建立许多有机合成,分离,纯化和鉴定的先进技术。大学的核磁共振波谱学,液相色谱仪和其他大型仪器资源的配置也很难被所有本科生使用。但是,借助本科生导师制的人才培养模式,依靠教师的研究条件和指导力量,我们鼓励学生在业余时间参加本科生导师小组的活动,进入研究实验室参观。有机化学研究实验室。所使用的实验技术将把科学研究渗透到实验教学中,以便学生获得更多的知识。此外,在仪器管理老师的带领下,参观并了解大型仪器的使用方法,鼓励学生积极学习各种仪器的工作原理和应用范围,并扩展与有机化学实验有关的知识。在某些实验中,我们还附加了典型有机化合物的红外光谱或核磁光谱,以帮助学生掌握和使用光谱知识识别相应的有机化合物,并为学生提供实用的培训材料。

    3.3以比赛为契机,提高学生的学习兴趣

    抓住学校举办的各种大学生创新实验活动的契机,激发学生的学习兴趣,他们就不会错过培养学生实验操作技能和综合运用技能的机会。学生必须具有扎实的实验能力,才能成功获得大学生的创新实验项目。扎实的实验能力通常可以帮助学生在创新性实验项目中取得良好的成绩,因此我们积极地以各种大学生活动为契机。加强学生基础有机化学实验综合能力的培养,形成良好的教学互动和共同进步。通过这种紧紧依附于学校和学院的高质量科研教学资源,课外和课外教学法相结合,大大提高了培养学生创新实践能力的教学效果。在过去的五年中,一些学生带领团队在有机化学实验老师的领导和指导下,报告了省和大学生的创新实验项目。他们已经获得了15个项目并发表了5篇SCI论文。他获得了4次二等奖和2次三等奖。

    4采用适当的教学方法

    在有机化学实验教学中,我们坚持“以学习为主体,以教学为主导”的原则,在教学过程中充分发挥学生的主观作用,根据自己的能力进行教学。在传统的实验教学中,教师往往将“教学”作为教学的目的,而忽视“学习”才是真正的教学目的。实验班的学生只能根据老师的讲课和教科书机械地完成学习。实验不能反映学习的意识和创造力。为了使学生在教学过程中发挥领导作用,我们将密切关注实验的预科部分,通过实验前的预科考试报告或测验问题检查学生的预科学习。学生必须能够认真回答问题,并且必须认真阅读并积极思考。这可以很好地鼓励学生在实验课前主动考虑实验安排,认真对待实验课程。在实验过程中,采用了多种教学方法来指导学生的实验。例如,“打破实验,提出问题”的方法,通过学生在实验过程中,引导学生客观全面地观察实验现象,激发学生的思维方式,发扬思想观念,养成观察和观察的习惯。观看。加深学生对知识和技能的理解和记忆;对于操作难度大,实验现象复杂的实验,采用“小组合作,实验,观察,讨论”的教学方法,将相邻的两个实验站组成一个小组,由小组成员共同协作。完成实验。在课堂上,学生可以对实验问题进行一小段讨论,而老师则可以及时给出指导,问题和评估。实践证明,根据不同的课程内容选择合适的教学方法往往会对教学效果产生事半功倍的效果。以学习为主体,以教学为主导的教学理念,使学生容易体验思维实验的乐趣,获得学习的参与感和成就感,有利于培养学生的创新能力和创新能力。实验能力。

    5合理评价教学过程

    为了提高有机化学实验课程的教学质量,促进教学,我们在教学和学习两方面对实验课程进行评估和评价。在实验教学过程中,从教师行为和学生行为两个方面,对二者进行合理评价,以更加科学,全面的方式不断改进教学,提高实验教学效率,有效地培养学生的创新能力和实验能力。能力。

    5.1教师教学评价

    为了促进实验教学改革,提高实验教学质量,学校建立了实验教学督导小组,督促教师对实验教学,教学设计,教学方法,教学指导,教学过程进行讲课评估。等等。进行分析,评估,及时反馈教学意见和建议,帮助实验教员有针对性地改善课堂,提高实验课程的教学质量。此外,学生还有权评估实验老师的教学工作。每学期,学校将组织学生对实验老师的工作态度,实验过程的指导和教学效果进行评估。学校将向学生提供反馈。指导教师可以根据学生的评价来改善教学工作中的不足之处,并保持和提高个人教学的优势。这些措施可以很好地提高实验课程的教学效果,对促进学生的能力培养起重要作用。

    5.2学生学习评价

    对学生进行合理而全面的评估,对于培养学生的能力和促进学生的主动学习起着重要的作用。我们改变了以往对实验结果的侧重重点,更加注重学生综合能力的培养,注重学生实验的过程和方法,以及实验过程中体现的态度和行为习惯,重视学生形成性评价的形成。提高学生的综合情况,实验过程,设备操作,实验记录,实验结果处理分析,文献数据检索,实验报告撰写,实验环境卫生等质量。实验课程的总分数由三部分组成:通常成绩(60%),设计测试分数(20%)和最终笔试分数(20%)。合理的评价标准对学生的学习和提高起到了很好的指导作用。学生要学会有动力,并主动改善自己的不足。

    6结论

    有机化学实验是有机化学教学计划中最重要的方面之一,是培养学生实验能力和创新能力的有效途径。我们在实验技能训练,实验内容选择,科研资源利用,教学方法和教学评估方面进行了改革和实践。从近年来学生参与大学生创新实验项目,论文发表和大学生化学实验比赛获奖等方面来看,有机化学实验课程在培养学生创新能力方面取得了良好的成绩。和实验能力。今后,我们将继续推进有机化学实验教学的改革,继续努力与研究实验室合作探索,加强与社会生产的合作,完善实验教学体系,完善实验室管理体系,以期达到目标。更好地训练学生。创新能力和实验能力的教学目的。

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