有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐

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摘要:對重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革探索,創(chuàng)建了綠色、安全的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境;優(yōu)化整合了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,選擇更加貼近生活的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;改進(jìn)教學(xué)模式和教學(xué)方法,創(chuàng)新開設(shè)系列合成實(shí)驗(yàn)和微型化實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物多向共享.通過改革,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)技能,更好地培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力.

關(guān)鍵詞:職業(yè)教育;有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革

在以就業(yè)為導(dǎo)向、培養(yǎng)高端技能型人才的我國高等職業(yè)教育中,實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)是舉足輕重的實(shí)踐性環(huán)節(jié).有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)制藥技術(shù)類高等職業(yè)教育的重要專業(yè)實(shí)踐課程,在培養(yǎng)高端技能型人才中具有不可替代的作用.然而,筆者在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)前高等職業(yè)教育下的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在不少問題[1].為更好地實(shí)現(xiàn)高端技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo),滿足社會(huì)對制藥類專業(yè)技能型人才的迫切需求,對于職業(yè)教育下有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革是非常必要的.

1有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1．1有機(jī)實(shí)驗(yàn)污染較重,學(xué)生興趣不大

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的有機(jī)溶劑種類繁多,很多物質(zhì)易揮發(fā)、味道難聞且毒性大,三廢問題嚴(yán)重[2].很多學(xué)生認(rèn)為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有毒有害,于是產(chǎn)生消極抵觸情緒,對實(shí)驗(yàn)不感興趣.因此,在上有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課時(shí),容易出現(xiàn)學(xué)生離崗、難于管理的情況.

1．2教學(xué)模式陳舊,學(xué)生依賴性強(qiáng)

按照傳統(tǒng)教學(xué)模式,學(xué)生需提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師在課堂上詳細(xì)講解并清楚寫出實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟,學(xué)生按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作.在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生過分依賴教材和講義,邊看講義、邊做實(shí)驗(yàn)[3G4],實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題也全由教師解答,學(xué)生僅僅是被動(dòng)參與.這種教學(xué)模式大大降低了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的觀察和思考,難以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力.少數(shù)學(xué)生到學(xué)期末甚至都不能理解為什么要做實(shí)驗(yàn),也沒有從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)到知識和技能.

1．3內(nèi)容陳舊,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)吸引力不強(qiáng)

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是在以往教學(xué)實(shí)踐中形成的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),內(nèi)容主要包括基本操作、化合物物理常數(shù)測定、官能團(tuán)鑒別、簡單物質(zhì)制備等,實(shí)驗(yàn)中制備的化合物單一,因而主要配合理論教學(xué)中某些官能團(tuán)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[5],實(shí)用性不強(qiáng)且遠(yuǎn)離生活,不利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多也不利于學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力的發(fā)揮.

1．4實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品無去處

在傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)的選取多是配合理論教學(xué)的需要,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物對于學(xué)生來說比較陌生.目前,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物制備后的用途基本限于對化合物基本物性參數(shù)的測試(如熔點(diǎn)測定),而實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物本身基本無后續(xù)的應(yīng)用,只能作為廢棄物處理或者存放在實(shí)驗(yàn)室[6].如此,不但浪費(fèi)試劑,而且易造成環(huán)境污染,學(xué)生也常質(zhì)疑合成制備實(shí)驗(yàn)的意義,對實(shí)驗(yàn)成果沒有認(rèn)同感.

1．5實(shí)驗(yàn)排課方式使學(xué)時(shí)受限,影響教學(xué)效果

我校實(shí)行實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)開設(shè),但是開課時(shí)間相對固定,一般安排每周1次,每次實(shí)驗(yàn)課3~4學(xué)時(shí),要完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.而實(shí)際上,課程內(nèi)容中涉及到的部分實(shí)驗(yàn)操作,如柱層析及結(jié)晶、重結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長,一般在一次實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間內(nèi)難以完成.因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中,很多實(shí)驗(yàn)因時(shí)間限制并不能完整地做完,從而影響了教學(xué)效果[7].

2有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施

2．1深入分析學(xué)情,創(chuàng)造綠色安全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)用到的有機(jī)溶劑種類較多,揮發(fā)的有機(jī)溶劑會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味,有些還有毒性,讓人感到不適,這是不爭的事實(shí).產(chǎn)生這些氣體的原因主要為:(1)較多的試劑長期存放于實(shí)驗(yàn)場室內(nèi),揮發(fā)試劑又不能及時(shí)排出,使污染加重;(2)試劑使用量過大,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境變差.對此,我們采用以下辦法解決:(1)將實(shí)驗(yàn)試劑(特別是揮發(fā)性溶劑)放在庫房,需要時(shí)按需領(lǐng)取,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不能有過多的試劑留存;(2)在滿足教學(xué)內(nèi)容和技能訓(xùn)練要求的前提下,盡量選擇刺激性、毒性相對較小的試劑完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,既完成了教學(xué)實(shí)驗(yàn),也減少了污染;(3)將實(shí)驗(yàn)微型化[8G9],大大減少實(shí)驗(yàn)試劑的用量和污染,而且微型化實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)操作要求更高,更能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,可以一舉兩得.通過這些措施,減少了學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的消極情緒,提高了他們的學(xué)習(xí)興趣.

2．2改變教學(xué)模式,把課堂還給學(xué)生

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中,教師是主角,而學(xué)生是配角.在現(xiàn)代教育理念下,應(yīng)該激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,把課堂還給學(xué)生,教師的作用更多的應(yīng)該是點(diǎn)撥、指導(dǎo),而不是條分縷析地滿堂灌[10G11].在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更是如此.我們要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前充分預(yù)習(xí),在課堂上隨時(shí)提問考核;在實(shí)際操作課上,教師在關(guān)鍵知識與操作中給予點(diǎn)撥,并充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到疑惑、困難時(shí),教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生去思考為什么,鼓勵(lì)學(xué)生與教師討論,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題能力.這樣既有利于學(xué)生掌握操作技能,又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深對理論知識的理解,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量.

2．3構(gòu)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新體系

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn).由于職業(yè)教育的學(xué)制短,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程承擔(dān)了較多的技能培訓(xùn)任務(wù),在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取時(shí)需要考慮學(xué)生的興趣、專業(yè)技能的鍛煉等.我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分成了幾大板塊,主要是:(1)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作知識(包括玻璃工操作以及化合物物性參數(shù)測定,例如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)測定);(2)化合物化學(xué)性質(zhì)及鑒定實(shí)驗(yàn);(3)化合物合成制備;(4)天然有機(jī)化合物的分離制備.在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,基本實(shí)驗(yàn)操作、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)以及合成實(shí)驗(yàn)多是分別開設(shè),特別對基本操作和性質(zhì)實(shí)驗(yàn),學(xué)生多感到枯燥無趣.對此,我們對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了重新整合.(1)將基本操作實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和鑒別實(shí)驗(yàn)融合到合成實(shí)驗(yàn)中,不再單獨(dú)開設(shè)基本操作實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及鑒別實(shí)驗(yàn),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.(2)選擇更加貼近生活的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如菠菜中葉綠素的提取分離、茶葉中咖啡因的提取分離、肥皂的制備、黃連中黃連素的制備、阿司匹林的制備、解熱鎮(zhèn)痛藥對乙酰氨基酚的制備等,展示了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與日常生活和國民經(jīng)濟(jì)的密切聯(lián)系[12],提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并認(rèn)同所學(xué)知識的價(jià)值.(3)開設(shè)系列化實(shí)驗(yàn)[13],即多步反應(yīng)實(shí)驗(yàn),使前一次實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物用作后一次實(shí)驗(yàn)的原料.例如,我校開設(shè)了局部麻醉藥苯佐卡因的制備實(shí)驗(yàn),從對硝基甲苯開始,逐步轉(zhuǎn)化為對硝基苯甲酸、對硝基苯甲酸乙酯、對氨基苯甲酸乙酯,組成系列合成實(shí)驗(yàn).這樣編排后,每一次實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率、純度都會(huì)影響下一次實(shí)驗(yàn)是否能正常進(jìn)行,學(xué)生就必須認(rèn)真對待、精心操作,提高了學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?(4)對比式教學(xué).在實(shí)驗(yàn)的編排中,我們還引入對比實(shí)驗(yàn),例如苯佐卡因的合成,分別以對硝基甲苯和對甲苯胺兩種不同原料作為起始原料進(jìn)行制備,學(xué)生在完成2個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后,可以通過物料用量、反應(yīng)條件、收率等進(jìn)行成本核算,比較工藝路線差異,拓展了學(xué)習(xí)深度.

2．4實(shí)驗(yàn)試劑和產(chǎn)品多向共享

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐中,我們?yōu)閷?shí)驗(yàn)產(chǎn)品尋找到用途.對于系列實(shí)驗(yàn),每一步實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品都是下一步實(shí)驗(yàn)的原料,而對于最終制備的產(chǎn)品,可用于其他課程教學(xué)中.例如制備所得的苯佐卡因、阿司匹林、對乙酰氨基酚等可用于藥物分析等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),而甲基橙則可用于分析化學(xué)滴定實(shí)驗(yàn)教學(xué)中.又例如制備出的肥皂可用于實(shí)驗(yàn)室器皿的洗滌,不但減少了試劑的浪費(fèi)、降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本,還培養(yǎng)了學(xué)生勤儉節(jié)約的良好習(xí)慣.學(xué)生自己的實(shí)驗(yàn)成果能夠得到實(shí)際應(yīng)用,也激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情和自信心.

2．5引入實(shí)驗(yàn)新技術(shù),合理調(diào)整教學(xué)安排

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中難免有耗時(shí)較長的實(shí)驗(yàn).在單次實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不充裕時(shí),我們探索將有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微量化,使某些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間縮短.例如進(jìn)行乙酰氨基酚和阿司匹林的合成實(shí)驗(yàn),由于采用了微量化實(shí)驗(yàn),大大節(jié)約了時(shí)間.在實(shí)驗(yàn)課上,學(xué)生如果實(shí)驗(yàn)失敗或者要考察反應(yīng)條件,可以重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而不像常量實(shí)驗(yàn)?zāi)菢釉谝淮螌?shí)驗(yàn)失敗后沒有時(shí)間補(bǔ)做.通過這種微量化實(shí)驗(yàn),既節(jié)約了時(shí)間和試劑,又充分鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐技能.而對于基本操作實(shí)驗(yàn),例如色譜分析實(shí)驗(yàn),通過減少試劑、色譜填料的用量和層析柱大小并適當(dāng)調(diào)整,盡量完整地呈現(xiàn)整個(gè)操作過程,實(shí)踐中也收到了良好的效果.但盡管如此,有些實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)仍需適當(dāng)增加.

3結(jié)語

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)是高等職業(yè)教育的重點(diǎn)和特色所在,在高端技能型人才培養(yǎng)中占據(jù)重要地位.通過教學(xué)改革,旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本技能和方法、培養(yǎng)學(xué)生的工作實(shí)踐能力.筆者通過對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)多方面教學(xué)改革的探索,在化學(xué)制藥類高端技能型人才培養(yǎng)中取得了良好的效果.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對高端技能型人才需求的增加,職業(yè)教育中的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)亦需要不斷改革和創(chuàng)新.

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作者：劉克建 文家新 屈琦超 張?zhí)?單位：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院