張瑩(齊齊哈爾工程學院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)
有機化學實驗教學具有一定特殊性,對于實驗室環境的要求非常高,需要使用到一些專業的精密儀器,隨著化學行業的快速發展,很多新型實驗材料不斷涌現,對實驗儀器、實驗設備的要求也在不斷提高。在這種背景下,教學方法也必須跟上時代的發展,通過近幾年的一系列創新改革,有機化學實驗教學已經取得了良好進展。本文首先對有機化學教學的重要性及現狀進行了分析,然后探討有機化學實驗教學方法的運用。
有機化學與很多領域都有著密切關聯,比如食品行業、醫藥行業、機械設備加工、各類有機溶劑等,都離不開有機化學,它是許多專業學科的重要基礎。有機化學實驗教學的重要性主要體現在以下4個方面:
一是可以將課堂上抽象的理論知識通過實驗的方法直觀的表達出來,便于學生快速理解掌握,從而提高教學質量。
二是通過實驗教學,讓學生學會發現問題、分析問題、解決問題,在這個過程中提高了學生學習有機化學的濃厚興趣,培養了他們思考的能力,增長了自己的實驗技能。
三是當學生走向社會后,企業更加注重學生的實踐能力,通過實驗教學,培養與鍛煉學生的實驗能力,使他們的基本素質得到提升。
四是社會對新型技術人才的需求越來越高,既要具備扎實的理論知識,還要有著較強的實踐能力,通過實驗課程的實際操作,使學生具備了兩方面的能力,走向社會后有利于快速就業。
在課堂上,教師主要是按照有機化學實驗課程的教材進行授課,但是教材中所選的案例基本都是那些比較經典實驗,比如測定化合物的物理常數、幾種常見化合物的制備、基礎性的實驗操作技能學習等,陳舊單一的教學內容與當前社會的發展已經不相適應。目前在新技術的推動之下,社會上已經有了更為先進的實驗技術、實驗方法與教學方法,但是在教材中卻沒有及時更新,因此教學活動滯后于時代的發展,不利于學生綜合實驗水平的提高[1]。
一些學生對實驗預習報告不重視,其實通過完成實驗預習報告,學生能夠加深對實驗內容的理解,鍛煉自己的學習能力,當教師進行課堂教學的時候可以有效提高學習的效率。但是有些學生在寫實驗預習報告的時候不經過自己的思考,只是簡單抄寫課本上的實驗內容,只為了完成教師布置的任務,而有些教師對于學生的完成質量也不夠重視。
在傳統的教學活動中,教師一般按照實驗教材進行講解實驗的各個步驟以及注意事項,再加上一套實驗裝置,學生往往學習起來感到枯燥乏味,缺乏學習的興趣。這種灌輸式的、填鴨式的教學方法無法適應當前時代的發展,教師需要轉變思想,采用新的教育方法。
在有機化學實驗教學中,往往由實驗教師提前將本節課所需的實驗儀器、試劑等準備好,學生只是按照教師的要求,參考實驗書上的操作步驟機械式的完成試驗,簡單記錄實驗過程,并完成試驗報告。學生對于這種被動式的學習提不起學習的興趣,無法發揮他們的創造力與想象力,更不能從實驗過程中發現問題、分析問題、解決問題,導致教學質量不高。
在化學實驗過程中使用到的各種試劑、溶劑等原料一般都會具有不同程度的毒性,在實驗過程中生成的物質也具有不同程度的毒性,稍不注意就可能影響到實驗人員的個人健康,丟棄后又會嚴重影響到生態環境。另外,在傳統實驗教學中,一些實驗課程都是獨立存在的,沒有將相關的實驗聯系在一起,這樣在一個實驗完成后產生的物質就不能得到回收利用,還需要進行相應的處理,有的甚至會直接丟棄,既浪費了大量資源,又對環境造成嚴重破壞。因此在有機化學實驗教學中教師應注重學生環境保護意識的培養,深入貫徹有機化學實驗內容改革,促進實驗教學的綠色化發展[2]。
由于學生在學習過程中對于經典化學試驗缺乏興趣,因此教師在制定有機化學教學計劃時對這些經典的驗證式的實驗進行優化。可以在教學計劃中按照現有的實驗器材與結合教學內容進行合理的安排,提高趣味性。還可以引導學生進行設計性實驗,打破固有的實驗方法,要求學生按照特定的條件和要求自己設計一種全新的實驗方法,充分發揮他們的創新實踐能力,既掌握了有機化學實驗課的理論知識,又提高了自己的實踐技能。對于設計性實驗的題目,如果題目太難就有可能打擊學生的信心,如果太簡單又不能起到鍛煉學生的目的,因此要結合學生的實際情況設置難易適中的題目。實驗題目可以由小組共同查閱相關文獻討論后確定,然后確定可行的實驗方案,充分調動學生積極學習的態度。設計性實驗具有一定的挑戰性,是否能夠成功各學生的個人基礎知識、理解能力、思考能力都有關系,只要不存在安全性問題教師都可以鼓勵學生積極嘗試。實驗完成后要做好分析、總結,在下次實驗的時候改正其中的不足。通過這種辦法可以有效地提高學生實驗的樂趣,學會如何解決問題,培養了他們自主創新的能力[3]。
教師應讓學生認識到預習報告的重要性,其實預習報告是在理論知識與實踐操作之間架起一道橋梁,學生在書寫預習報告的過程中可以了解到本次實驗的目的,學會試驗儀器與各種試劑的使用,理解并掌握實驗的原理,以及在實驗過程中需要注意的一些問題等。為了提高學生對預習報告的認識,教師可以在課前就以上幾個方面對學生進行提問抽查。學生書寫預習報告的時候要按照自己的理解去寫,不需要將書本上原文照抄過來,這樣才能將實驗的原理與操作步驟熟記與腦海中。
隨著網絡技術的發展,各種多媒體教學器材已經進入到課堂之中,通過多媒體教學可以有效提高學生的學習興趣。在教學過程中教師與學生共同討論實驗器材的使用,利用多媒體將實驗器材的連接直觀的展現出來,還能夠演示實驗過程中出現的各種現象,當實際操作過程中出現了不同的現象時就能夠引發學生的思考,然后通過討論去探究其中的原因。教師在教學計劃中可以加入與生活息息相關的知識,對有機化學實驗教學進行拓展,比如人們日常生活中飲用的茶水中可以提取到咖啡因,讓學生了解到其實咖啡因就是一種生物堿,可以使人的中樞神經興奮,所以在喝茶之后可以提神醒腦,再延伸一下可以用來治療神經衰弱。目前微課教學已經在很多校園內得到推廣,這是一種新型的教學模式,通過微課打破了原來在課堂上學習的模式,不受時間與空間的約束。利用微課視頻,教師可以將各種實驗器材進行展示,示范實驗的操作步驟、視頻內容可以及時進行更新,學生可以多次反復觀看,從而提高教學的效果。
對于有機化學實驗課程,學生應熟悉并掌握一些基礎性的實驗操作,比如:蒸餾、重結晶、熔點與沸點的測定、萃取等,在掌握這些基本內容之后再延伸到一些復雜的實驗中,比如一些有機物的制備、分離以及測定等。學習是一個循序漸進的過程,只有打下良好的基礎才能保證后續化學實驗的順利進行。在課堂實驗教學中,教師要鼓勵每一位學生都參與其中,實驗步驟可以分工合作、共同完成。實驗過程中對出現的錯誤要及時糾正,對成績優異的要進行表揚,實驗完成后討論實驗中出現的各種現象,展示生成的產物,通過討論了解試驗過程中可能出現的各種問題,逐步培養他們科學嚴謹的態度[4]。
綠色的主要含義就是安全、無污染、無毒害,在化學實驗課程中不使用有毒、有害的物質,對環境不造成污染。在有機化學實驗教學中,教師應傳授化學實驗存在的污染性與危害性,逐步將綠色化學的理念融入到教學當中,讓學生了解到化學產品對環境造成的污染與破壞,培養他們實驗過程中的良好習慣,提高對環境保護的意識。目前微型化實驗在很多化學實驗課堂上悄然興起,其優點就是減少了實驗藥品的使用量,還能夠完成實驗操作,同時也提高了學生的操作技能,一舉多得。在實驗完成之后不能隨意丟棄廢棄物,有些是可以回收重復利用的,不能重復使用的要集中收集處理。比如:在乙酰苯胺制備實驗完成后,所得成品可以當作下一年級學生熔點測定與重結晶實驗的原料;通過合成實驗所得到的甲基橙試劑經過相關處理后在以后的無機或分析化學實驗課中作為指示劑使用。在環境問題日益加劇的今天,倡導有機化學實驗綠色化已經成為課程改革的重要內容[5]。
綜上所述,在有機化學實驗教學中,教師應注重學生實踐能力與創新能力的培養,深化教學內容改革,努力提高學生學習的興趣,鍛煉他們實際操作與自主創新的能力,在實驗過程中學會發現問題、分析問題、解決問題,為我國經濟建設發展培養高素質的應用型人才。還要注重綠色化學意識的培養,提高學生的環境保護意識,引導學生運用綠色化學的方法,將所學運用到實踐當中,推進綠色化學的發展。