包頭師范學院有機化學實驗教學改革探索

?

包頭師范學院有機化學實驗教學改革探索

雍 勝 利，高 俊 芳

(包頭師范學院 化學學院, 內蒙古 包頭 014030)

摘要：本文介紹了有機化學實驗課程教學中存在的問題，初步探討了包頭師范學院化學、應用化學專業在有機化學實驗教學過程中對實驗教學內容、實驗教學方式、實驗室三廢處理、學生成績評定等方面進行的改革以及取得的成果。

關鍵詞：有機化學實驗；教學內容；教學改革；教學成果

高等師范院校開設的有機化學實驗課程是化學、應用化學專業學生必修的一門重要專業基礎課程，與有機化學理論課的教學不同，有機化學實驗課的教學要求學生通過親自操作實驗對所學基礎理論進行驗證與理解，是對學生進行創新能力培養的必由之路，其作用是理論教學不能替代的。近些年來，國外大學逐漸把掌握實驗方法的知識和技能列為跨世紀人才應具備的素質，國內大學也提出了”基礎厚、知識寬、能力強、素質高”的人才培養目標[1]，因此，如何使學生在學習了有機化學基本理論的基礎之上能夠進行一定的實踐與創新是我校有機化學實驗教學改革的目標之一。

1有機化學實驗教學大綱不能滿足時代發展要求，亟待更新

我?；瘜W學院每年招收化學、應用化學理工科專業的本科生大約170人，由于學生人數較多，實驗條件不足，有機化學實驗教學大綱一直按照2008年制定的實施，隨著社會的發展，課程設置的內容已經不能滿足時代發展的需要。因此學院對正在使用的有機化學實驗教材做了合理調整，在保證有機化學實驗基本操作內容的基礎上，去除了有機化合物的性質驗證實驗，加大了有機化合物合成操作實驗。具體做法：1)去除了環己烯的制備實驗，選擇了更加具有代表性的降冰片烯二酸酐的制備實驗。該實驗的選擇為學生更好地理解和掌握雙烯合成的理論知識打下基礎。2)根據國家易制毒管理中心的規定，一些化學試劑屬于受管控的易制毒試劑，如醋酸酐、丙酮、甲苯等常用試劑，國家對這類試劑的購買制定了非常嚴厲的審批制度，不方便大量購買，因此刪除了肉桂酸的制備實驗選擇了更加具有代表性的5,5-二甲基-1,3-環己二酮的制備實驗。該化合物是非常重要的一類有機合成中間體，其中的1,3-二羰基與金屬離子的配位作用又具有特殊的光學性質。我校部分教師的科研課題與1,3-二羰基化合物與稀土金屬離子的配位作用有關，因此它的合成和制備既提高了試劑和產品的利用率，又使學生通過親手操作實驗理解和掌握醇鈉的制備方法以及邁克爾加成和狄克曼縮合反應的理論知識，在一個合成實驗中學習和掌握兩個人名反應，學生們興趣濃厚，對每一步實驗高度重視，既能提高他們的實驗操作技能，又能使合成得到的產物最大程度的利用，符合綠色化的要求，因而這類組合實驗和多步驟合成實驗既能有效地減少廢棄物的排放又能減輕對環境的污染。在實際教學過程中通過上述實驗內容的調整和多步驟合成操作實驗的選取，不論是化學學院11級應用化學本科班和12級應用化學本科班的同學們還是任課教師，均反映修改后的教學大綱設置的教學內容不論是教學效果還是實驗效果都非常理想。

2有機化學實驗教學方法單一，學生學習興趣亟待激發

目前我校有機化學實驗課的教學基本上是教師就實驗內容先進行講解，重點說明和提示實驗關鍵操作步驟，然后在教師指導下兩名同學一組按照實驗教材設定好的實驗步驟進行實驗。這種傳統的教學方法有它的優點，但隨著社會的發展它的更多缺點漸漸顯露出來，其中最重要的是不能廣泛激發起學生的學習興趣。在實際教學過程中我們發現，剛開始動手操作實驗的學生在實驗過程總是會碰到各種問題，如儀器組裝不熟練，實驗目的不明確，不能較好地處理實驗過程中遇到的一些突發事件等。因此，在這一階段我們把預習提問法、啟發式教學和邊講邊實驗等教學方法引入到實驗課教學中，既發揮了教師的示范作用，又發揮了學生的自主能動性，最大程度避免實驗事故的發生，使學生很快熟悉實驗的基本操作，實驗技能在較短時間內有很大的提高。在預習提問法的實施過程中發現，雖然教師的備課時間延長了、工作強度加大了，但學生的學習興趣卻極大地被調動起來。如：學生在上溴乙烷的制備實驗課時，每個同學都事先預習教材所講解的內容，仔細研讀每一步操作，理解為什么要那樣操作。上課時，教師按照備好的課進行有針對性的提問，代表性的問題有：本實驗制備溴乙烷的反應原理是什么？為什么在接受瓶中事先加入一定量冰水？加入濃硫酸精制產物時，為什么要注意冷卻？實驗過程中要采用兩次分液，所要產物分別在哪一層？如何鑒定所得產物是溴乙烷？阿貝折光儀的英文名稱如何寫？這些問題涉及到反應原理、具體操作步驟、產物的收集與鑒定以及基本檢測儀器的操作與使用方法等，能夠反映出學生的預習與掌握程度，回答正確與否，既反映出學生的學習態度還能檢測出學生的學習興趣。因為有興趣學生才會認真準備，才能正確回答得到相應的預習分數，在具體提問過程中，有幾組同學通過查閱文獻發現，該實驗有研究人員已經做了最佳實驗條件的改進并給出了詳細數據[2]，他們通過分析對比，得到了非常好的實驗效果。通過預習提問使學生能在實驗中輕松地實現從驗證到探究的過渡，不僅大大提高了學生的學習興趣，同時也讓學生掌握了更多的實驗技能，為他們今后能在環境差、經費少的情況下能自己創造條件開設化學實驗打下較扎實的基礎。總之，通過預習提問法能夠調動學生學習的積極性，能幫助學生在具體操作實驗過程中理解化學基本理論體系，能培養學生的探索、創新精神，能讓學生形成正確的學習方法和務實的工作態度。

3有機化學實驗室“三廢”的合理收集及排放

考慮到學生以及授課教師的人生安全與身體健康因素，學院將安裝的桌排風、頂排風、通風櫥進行統一維修，確保實驗過程產生的少量揮發性氣體由以上通風設施排出室外，對于實驗過程中產生的有毒有害以及腐蝕性氣體，如溴乙烷制備實驗中產生的溴化氫氣體則用專門的氣體吸收裝置進行中和吸收。將實驗過程中產生的廢液分為廢酸、廢堿、廢有機溶劑進行分別收集，廢酸廢堿用來洗刷儀器，將用不完的廢液累積到一定數量后相互中和，調節PH值到7.0左右，清水稀釋后再排入下水道。廢有機溶劑如二氯甲烷、丙酮、乙醚等可以專門回收，重新蒸餾提純，以便在后續實驗中繼續使用。乙酰苯胺的制備實驗中產生的主要廢渣是分子篩等固體產品，可以通過高溫馬弗爐后處理后，循環使用。

4學生實驗成績的客觀評定

一套合理，又能充分調動學生學習興趣的實驗成績評定制度，將直接影響學生對實驗課學習的態度和積極性。如何才能公平、公正的評定學生的實驗課成績呢？我們參考國內相關高校的做法[3]，設計了一套如下表所示的成績評定方法。

考核內容平時考核設計性實驗權值,%實驗預習實驗操作實驗臺、室衛生實驗報告2040102010

設計性實驗考核需要教師在課堂教學結束前兩周給出題目，學生每兩人一組在課余時間完成資料查閱、實驗方案設計、實驗藥品以及儀器的準備等工作，然后在規定的時間內根據設計的方案完成實驗，教師對每組學生的操作以及獲得產物的量(液體以折光率，固體以熔點為評價標準)進行評分。同時，為了更客觀地反應學生的學習情況，將設計性實驗的分值設置為10分。由于設計性實驗存在一定風險學生可能操作不當或實驗過程中出現突發因素導致實驗失敗，因此考核方法相對靈活、評分標準不局限于所獲得的產物的量。

5結束語

上述有機化學實驗教學改革的實施是以我院有機化學教研室的教師為具體指導，以我校2011、2012級化學、應用化學專業學生為研究對象，按照教改計劃實施的教學改革，在課程結束后對學生進行的調查結果顯示：1、在具體實驗操作過程中，學生的動手能力和創新能力得到了很大提高；2、學生對預習提問法的教學環節記憶深刻，課前通過仔細研讀教材、查閱文獻、使得每一個實驗都能較好地調動學生們的自發學習性；3、學生對于具有創新性的設計性實驗有很高的興趣，多數同學認為通過基礎實驗訓練的積累，設計性實驗可以讓他們將所學的知識具體應用提高了分析問題與解決問題的能力，除此之外在文獻查閱、實驗設計、實驗操作、數據處理及問題討論等方面都有了較大的提高；4、通過實驗室產生三廢的科學處理，較好地樹立起學生的環保意識； 5、合理科學的實驗課考核方法使得學生注重實驗課程的每一個環節，使學生的素質得到了全面的提高。

〔參考文獻〕

[1]周齊佩.我國高校實驗室建設與管理的研究[D]. 上海交通大學，2005.

[2]劉戎.溴乙烷制備實驗的最佳條件的改進[J]. 白城師范學院學報， 2010.

[3]余兆菊.有機化學實驗教學改革的探索與實踐[J]. 實驗科學與技術, 2007,(5).

Exploration in Organic Chemistry Experimental Teaching

Reform at Baotou Teacher’s College

YONG Sheng-li,GAO Jun-fang

(Faculty of Chemistry, Baotou Teachers College,Baotou 014030)

Abstract:This article mainly discusses some questions in organic chemistry experimental course teaching and explores some reforms in teaching contents、teaching methods、waste treatment and performance evaluation at Baotou Teachers’College Chemistry and Applied chemistry specialty .

Key words:Organic chemistry experiment；Teaching content；Teaching reform；Teaching achievment

中圖分類號：O621-45

文獻標識碼：A

文章編號：1004-1869(2015)01-0068-02

作者簡介：雍勝利(1972-)，內蒙古阿拉善左旗人，副教授，研究方向：天然產物全合成。

基金項目：包頭師范學院教改項目BSJG12024

收稿日期：2014-11-04