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1、浅析有机化学实验教学改革的探索与实践1引言 有机化学实验是一门重要的基础实验课,是化学、化工、材料、生命科学、环境科学、医药及海洋等学科学生必修的主干课程之一。通过实验课的教学,不仅能培养学生熟练的实验技能,加深对有机化学基本理论和概念的理解,还可逐渐培养学生观察、思考、解决问题的能力,树立严谨的科学态度,以提高学生的综合素质和创新能力。 1999年,厦门大学启动本科基础化学实验教学改革,着眼于以素质与创新精神培养为重点的新教学实验体系的构建。2001年,我校又全面启动化学实验教学示范中心的
2、建设,并根据以学生为本的实验教学理念,对管理体制、课程体系和教学内容体系进行全面的改革。实践证明,实验教学改革取得了一定成效,2005年我校化学实验教学中心荣获教育部公布的化学类第一批国家级实验教学示范中心称号。本文结合我校有机化学实验教学的具体情况,阐述了在实验内容、教学方式和考核评价体系三方面进行的改革探索与实践。 2改革实验教学内容 以往的实验课程多是以理论课程为主设置的验证式实验,将化学实验局限在传统的二级学科范围内,不合理地割断了化学学科内在的联系。基于传统有机化学实验内容上的缺点
3、和不足,我校从以下几方面进行了改革。 2.1实验教学内容绿色化 传统的常量实验药品用量大导致教学经费投入大,资源利用率低,环境污染严重等。相对于常量实验,小量、半微量实验对学生实验技能、实验的准确性和精密度、学生自身综合能力都提出了更高的要求。我校编辑的新版教材《有机化学实验》中,本着尽量安排符合绿色化学要求的实验原则,根据不同的要求,每个基本操作及合成实验都涉及小量、半微量或微量实验操作。 绿色化的教学内容是实施绿色化教学的核心问题,我校对实验内容的绿色化也进行了相应的调整。微波化学作为
4、化学领域中的新兴学科在国外的研究十分活跃,微波化学反应因其高效节能无污染,属于绿色化学的范畴。在2006年德国召开的IUPAC(国际理论和应用化学联合会)第一届绿色化学会议中,微波化学就是其中的重要一项议题。因此,在我们的新版教材《有机化学实验》中增加了微波合成的内容,包括阿司匹林、乙酰苯胺等的小量微波合成。 2.2实验教学内容优化 优化和重组了实验教学的内容与结构,从基础、综合、设计三个层次上全面培养学生的动手能力和创新意识。 基础实验不仅训练学生的基本操作技能,提高学生的动手能力、操作
5、规范,养成学生良好的实验习惯,而且为以后的综合实验和设计实验打下坚实的基础。基础实验内容包括实验室的安全和注意事项、工具书的使用、常规仪器的熟悉和使用、化学药品的性质、规格和使用等。其中常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、萃取、重结晶、熔点的测定、升华等基本操作实验,我们采用对比法让学生尽快掌握。 综合实验以制备实验为主,将实验教学大纲中所要求的基本操作、性质实验融合在每次的制备实验中,在各种制备实验中反复训练基本操作技能。如:在肉桂酸的制备实验中,不仅要求掌握回流、水蒸气蒸馏、重结晶等基本操作,
6、还需测定产品的熔点,并根据α,β-不饱和酸的特点,进行初步的性质检验。这样既节省实验时数,又降低药品的消耗,扩大了实验教学的信息量,强化了基本操作,提高了学生的学习兴趣和实验教学效果。 通过基础和综合实验技能的培养,在学生基本掌握实验技能的基础上开展设计实验。教师提前两周提供选题,学生选择感兴趣的实验,再进行实验前的文献查阅,对实验的原理、试剂和仪器,操作步骤等自行设计。实验前学生进行实验原理和步骤等的阐述与讲解,教师参加讨论并给予适当的指导,学生根据自己设计的方案独立完
7、成实验。设计实验大大提高学生的实验积极性、主动性,以及学生分析问题和解决问题的能力,加强综合素质的培养和提高。 2.3实验教学内容更新 实验教学内容需要及时的修正。如:在肉桂酸的制备实验中,早期的实验教材中采用氢氧化钠溶液来中和反应混合液,而实践证明强碱氢氧化钠易使未反应的苯甲醛发生歧化反应,生成苯甲醇和可溶于水的苯甲酸钠。这样就不能由水蒸馏将苯甲酸钠除净,酸化后生成的苯甲酸与肉桂酸混合物影响产品纯度。因此,在我校使用的新教材中将氢氧化钠改为了碳酸钠,能获得更好的实验效果。 除了重要的传统
8、有机反应类型外,在学生已基本上掌握有机化学实验的基本操作和技能基础上,适当开设多步骤合成实验,把前一步实验的产品作为后一步实验的原料。由于每一步产品的产率及纯度都关系到下一步实验的进行,这就要求学生必须细心操作。通过这种复杂的有机合成实验,使学生掌握各类有机化学反应的机理、各种官能团之间转化的方法,,从而全面了解有机化合物的内在关系,并且使学生的实验综合能力也得到提高。 适当增加应用性实验。为加强学生应用学科知识和综合能力的培养,使学生明确化学与生活的关系,并激发学生对有机化学实验的兴趣,我们
