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第一篇
1开展微型有机化学实验的重要性分析
1.1开展微型有机化学实验是科学技术发展的必然在人们进行科学研究的进程中,随着实验手段的逐步提高,实验方法也不断改变。工业革命时期,化学试剂的用量为Kg级,产品的检验是非常简陋的化学方法,随着检测手段的提高,特别是现代波谱技术的发展,检测样品只需要几毫克,过量的制备就成为多余,在实验教学中就意味着高投入,高污染、低效率。这和人类社会日益重视的环保意识大相径庭,此外,微型化学实验也使许多常量实验开不起的微型实验成为可能,使学生能够接触较为先进的试剂和实验方法。如NaBH4,LiAlH4是有机化学理论课上讲述的重要的还原试剂,它有许多优点,由于试剂昂贵,常量合成一般不宜开出,而微量合成只需50mg,价值几分钱。这些操作的完成通过微型化实验得以实现。
1.2实现实验的原子经济化效率微型有机化学实验是开展单人操作的有力保证,对于粮油食品科学专业的学生,有机化学实验课是学科平台基础课,主要要求掌握基本操作技能,这就必须切实加强实验环节。一般的实验室面积约60~80m2,可容纳16组常量有机化学实验,现教学班约32人,采取两人一组的实验编制,极大地限制了学生的实验动手能力,使学生的基本操作技能的培养不能有效地发挥,微型有机化学实验可有效地节省空间,使单人操作实现成为可能,而且也有利于用比较少的试剂和相对少的课时完成规定的教学任务,更大程度地使学生掌握实验操作技术。
1.3实现有机化学实验绿色化在实验内容设计时,应考虑学生的具体操作水平,常量和微量结合,培养学生对有机化学实验基本操作的练习和掌握。在实验教学过程中,我们为培养学生详实的观察实验现象和规范操作的能力,尝试让学生了解微型有机化学实验,如针对食品科学专业的学生16个实验中设计6~7个微型实验,此时试剂用量可减少到10~100mg,可以使用5~10mL的制备仪。如简单蒸馏,试剂用量应以20~50g为宜,整个蒸馏过程不应少于15~20min,使学生能够充分观察到蒸馏的全过程,能够收集到准确的前馏分,主馏分和后馏分,使用仪器为常规制备仪器。但大多数常量有机化学实验完成时间较长,且消耗较大量试剂,如若采用微型化实验,就可以用相对少量的试剂和比较短的课时达到一定的教学目标和任务。如阿司匹林的制备,通常是加入水杨酸和乙酸酐在锥形瓶,滴加浓硫酸,水浴加热反应完全后,不断搅拌下加入冰水,抽滤、重结晶(乙醇/水)。该方法试剂用量大,乙酸酐易吸水,影响产率。如参考相关文献,用微量法改进实验,实验时间缩短,节约试剂,提高了产率。不但增强学生的环保意识,而且还实现了有机化学实验绿色化。食品科学等专业64学时的常量与微量组合的有机化学实验设计
1.4有利于学生正确理解量的概念逐步缩减实验仪器和药品,使学生既能得到常规的基础操作练习,又能逐步提高实验操作水平。在有机化学实验中常量取样时用较大量的试剂,造成浪费和污染环境。在微型实验中为奠定学生科学研究的基础,要求学生正确理解量的概念,严格要求试剂用量为微量或半微量。和常量实验相比,微型实验仪器规格相对较小,存在着一定区别,要求学生必须非常小心谨慎地进行实验操作,从而培养了学生的动手操作能力和严谨的作风,为以后科学研究奠定坚实的基础。
2开展微型有机化学实验的教学实施
为了更好地开展微型有机化学实验,充分发挥微型有机化学实验的优势,在教学过程中我们做到以下几点:一是精选实验内容,根据我们学校的实际和学生后续课程的学习情况,选择性的开出一些微型实验。二是指导学生做好课前预习,实验前要求学生参考实验教材,查阅相关资料,理解实验原理,能够用已掌握的理论知识解释实验内容,完成预习报告。三是加强教师的示范指导。实验教师要预做实验,思考和解决实验中可能遇到的问题。学生实验开始前,教师准确讲解各种基本操作规程和要点,实验过程中要加强指导,及时纠正不规范或错误的操作,保证使学生能安全地、顺利地、准确地完成实验。三是认真撰写批改实验报告。实验结束后要求学生根据自己的实验过程,实验结果,及时认真的进行分析,对实验中出现的问题进行归纳总结和讨论。教师要认真批改实验报告,对于实验报告中出现的问题及时注明或予以课堂讲解。通过书写实验报告,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3结论
通过对有机化学实验的微型化,加强在有机化学实验中开设微型化实验的比例,在有限的经费条件下,收到了良好的教学效果。在期末的实验操作考查中,大多数学生取得了良好的成绩,激发了该专业学生对有机化学实验的兴趣。通过有机化学实验微型化,学生掌握了基本的有机化学实验技能,素质得到有效地提高,是有机化学实验教学改革的有效途径之一。
作者:游利琴袁金伟毛璞单位:河南工业大学化学化工学院
第二篇
1依托信息技术,师生共建有机化学实验教学网站
网络作为最方便快捷的信息载体,提供了丰富的资源,如核磁共振仪(NMR)的原理、操作、谱图分析都能在网上下载,这就有效弥补了实验条件的不足。而课件、影像、仿真实验等多媒体资料可使学生熟悉实验过程,网络平台成为了传统教学模式的有益补充。要发挥网络的作用,必须关注实验的主体——学生,网站要能吸引住90后的学生,至少应该做到内容丰富、结构清楚、界面可亲且具备良好的互动性。所以我们借助学校的天空教室课程建设平台,创建了有机化学实验课程网站,网站提供了立体课件、多项基本操作录像、交流平台等,方便学生预习,从而节约课堂时间,提高教学效果。网站的特色是师生共建“展示区域”,展出优秀实验报告、典型错误、实验拓展。
(1)优秀报告每个实验跟新一次,侧重于学生的撰写思路、实验记录、结果分析,展出后由学生进行点评,这一举措极大的提高了实验报告撰写质量。
(2)典型错误主要用图片展示,如冷凝水的进出方向颠倒,蒸馏实验报告中采用体积比计算回收率等,起到警示作用,减少了实验中的失误。
(3)实验拓展部分由教师提供主题,如有机化合物的现代分离技术、合成过程追踪、波谱的运用、化妆品的成分分析技术等,学生3人一组选择主题进行资料收集、课件制作和后续更新。这个板块引导去学生关注有机化学实验的发展与运用,拓展了学生的视野,增强了团队意识与创新意识,也提高学生分析问题和解决问题的能力。师生共建教学网络,减轻了传统教学的压力,增强了学生的主体、主动意识,激发了学生的实验兴趣。
2更新实验体系,提高实验操作技能
2.1加强基本操作技能训练,增大设计性实验比例基本化学实验技能训练,是有机化学实验的基础,学习化学实验基本知识,掌握分离和纯化操作,学会基本理化数据测定是基本化学实验的三方面。我们在实验中开设了常压蒸馏、分馏、水蒸气蒸馏、薄层色谱分析等基本操作项目;在“乙酰苯胺的制备及熔点测定”实验中融合了回流、重结晶、减压过滤、熔点测定等操作,让学生在较短时间内学到多种实验技能。在学生具备基本技能后增加设计性实验比例,如验证性的有机化合物的性质实验为“含氧有机化合物的鉴定及混合物分离”,让学生动手又动脑,调动学生学习的主观能动性,培养学生创新性思维。
2.2创新实验体系,引入“微型化”、“现代化”实验仪器常量有机化学实验在培养基本操作技能方面有优势,但试剂用量多,耗时长,有机物多易对环境造成污染,违背绿色化学精神。因而试剂用量少的微型化学实验被誉为“化学实验的革命”,适当引进微量化实验能节约药品,缩短实验用时,且微型仪器微量反应对学生提出实验操作提出更高要求,能促进了学生环保意识与科学素养的提高。应化专业有机合成实验比重大,合成结果如何需要进行表征,将红外、紫外、熔点测定仪等现代化大型仪器引入到有机化学实验教学,可使有机合成与产品鉴定系统化,与实际生产过程吻合,使学生有“质”和“量”的概念,有力促进实验教学质量的全面提高。因此我们采用小容量、微型化仪器将乙酸乙酯的制备改为半微量实验,减少了硫酸的使用量;对产品进行了红外表征,检测了微量法制备的有效性。微型化、现代化仪器拓展了实验训练的空间,对于培养实践能力强、适应现代化社会需求的高素质人才,具有重要的实际意义。
3改革实验教法,发挥学生的主体作用
3.1加强对预习的考核,强化目标意识为提高预习的质量,我们要求学生在预习报告中增加装置图、预期成果、可能存在问题等内容,促使学生去认真思考,知道自己要做什么,达到什么目的,增强学生的目标意识;实验讲解先随机抽调学生来讲,再由教师进行补充归纳;进入实验室即把所有预习报告一字排开,对比之下优劣分明,竞争氛围提高了预习报告的撰写质量。
3.2开设对比实验,强化竞争及合作意课内实验限制了学生进行自主能动性的发挥,经过探索,我们进行了有限度的开放教学,即每次实验至少安排一个小组“标新立异”,做相同的实验项目,但实验的材料、试剂或者过程有别其他组,如常量实验与微量实验同时开设,采用不同酰基化试剂合成乙酰苯胺;分别使用熔点测定仪与提勒管测定熔点等,这些措施让学生亲眼看到实验改革的可能性和优势,提高了他们的分析能力和合作意识。实验中创新小组人员不固定,要求他们预先查找资料,确定实验方案,由于每个学生只有一到两次机会,不会增加太大压力,但能很好地提高实验积极性、主动性,锻炼科研能力。
3.3实验指导与考核实验开始前提出引导性问题,引导学生观察、思考。如蒸馏实验,引导学生注意温度计读数的变化过程并思考其原因。开始后巡回检查,肯定学生的正确之处,及时纠正的错误操作,检查指导实验现象记录,培养学生实事求是的实验态度。实验后当场给出评价,并鼓励学生相互点评,指明正误,使学生心中有数,避免次再犯同类错误。实验考核则注重日常化,每个实验的预习、操作、结果、实验报告均有量化标准,期末进行操作考核,各项成绩按权重相加得到总评,这就引导学生注重实验的各个环节,注重平时积累,养成良好的实验习惯。
3.4与实践结合新建本科院校多为省市共建,与地方经济结合紧密,由校企合作的优势,为在教学中可不定期穿插讲座,邀请相关人员做报告,例如由在三棵树企业工作的学生介绍了涂料的生产流程,当他展示出研发部的实验装置和检测部的大型仪器照片时,学生们倍感亲切,深刻体会了有机化学实验的重要性与实用性,缩短学校与企业、理论与实践的距离,激发了创新欲望,主动开展研究,申请了多项大学生创新实验项目如余甘子抗氧化成分的提取及其对花生油的抗氧化活性研究等。
4结束语
有机化学实验作为一门独立的基础实验课,具有强应用型、实践性,对于促进应化专业人才培养目标的实现起到十分重要的作用。抓住新办本科院校的优势,借助网络与媒体技术,优化教学体系与教学方式,激发学生实验兴趣,发挥学生主体作用,能很好的扬长补短,提高有机化学实验教学质量。
作者:林素英陈宇林旺薛美香单位:莆田学院环境与生物工程学院