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有關(guān)制藥專(zhuān)業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探論文
科學(xué)實(shí)驗(yàn)是知識(shí)的源泉,是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步及科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然及最終改造自然的最直接的活動(dòng),只有在不斷的實(shí)踐中改革和發(fā)展,才能推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步,有利于人類(lèi)的生存。時(shí)代要求人才培養(yǎng)模式由專(zhuān)科型向綜合型發(fā)展,因此我們必須在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中重視學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的掌握,為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ);時(shí)代要求化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革既要滿足創(chuàng)新人才的培養(yǎng)要求,又要實(shí)現(xiàn)綠色化,為人類(lèi)生存和自然和諧發(fā)展提供良好的環(huán)境,也就是說(shuō),改革后的實(shí)驗(yàn)要把創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)綠色化結(jié)合起來(lái);時(shí)代要求我們培養(yǎng)具有獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題及綜合能力強(qiáng)的復(fù)合型人才,為此我們?yōu)閷W(xué)生開(kāi)設(shè)具有創(chuàng)新性的綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),從而為培養(yǎng)新型化學(xué)工作者奠定基礎(chǔ)。為此,我們?cè)谥扑帉?zhuān)業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了一些大膽的改革,我們的具體做法如下:
1重視學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握,為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)
長(zhǎng)期以來(lái),不少實(shí)驗(yàn)課教師認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)課就是讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)原理請(qǐng)學(xué)生自己看教材就行了,其結(jié)果是培養(yǎng)的學(xué)生只會(huì)“照方抓藥”。筆者認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的掌握,對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)主要是實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理和化學(xué)反應(yīng)原理。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課的基本操作和基本技能訓(xùn)練階段,由教師向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)操作原理和反應(yīng)原理,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中明確每一步操作需要解決的問(wèn)題和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,“知其然”,也“知其所以然”,并引導(dǎo)學(xué)生將相關(guān)的理論知識(shí)應(yīng)用于具體實(shí)驗(yàn)中,訓(xùn)練他們正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(設(shè)計(jì)正確方法、實(shí)驗(yàn)條件、儀器和試劑)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。重視對(duì)實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的掌握,不僅為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施提供保證,而且為學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定了重要的基礎(chǔ)。
如在“環(huán)己烯的制備”中環(huán)己烯粗產(chǎn)品用飽和食鹽水洗滌,既有利于分層,又可利用鹽析效應(yīng)來(lái)減少環(huán)己烯在水中溶解造成的損失。而在“正溴丁烷制備”中正溴丁烷粗品用水洗即可。完成這兩實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生基本掌握了有機(jī)物粗品洗滌液的選擇原理,在以后的合成實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生依據(jù)所查閱的物理常數(shù)中化合物在水中的溶解度,即可掌握洗滌液的選擇。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“苯甲酸、苯酚及環(huán)己醇的分離提純”中,設(shè)計(jì)分離苯酚的步驟時(shí),學(xué)生均考慮到用鹽析效應(yīng)降低苯酚在水中的溶解度,有部分學(xué)生選用氯化鈉固體來(lái)飽和苯酚水溶液,取得了較好的效果。
又如,酸催化下醇和酸的酯化是典型的可逆反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)原理上說(shuō),促使平衡向生成產(chǎn)物酯的方向移動(dòng)的主要措施是增加反應(yīng)物濃度及將產(chǎn)物從反應(yīng)體系中分離出去。但從實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理看,反應(yīng)體系不同,合成反應(yīng)所采用的裝置不同。教師在講解“乙酸正丁酯的制備”實(shí)驗(yàn)時(shí),講清楚反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理,介紹采用分水器把產(chǎn)物中小分子物質(zhì)(水)從反應(yīng)體系中分離出去的方法促使平衡向生成酯的方向移動(dòng)。在講解分水器分水原理及使用方法后,提出“在什么情況下可使用分水器分水”的問(wèn)題請(qǐng)同學(xué)思考。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“冬青油的制備”實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中,由于甲醇的沸點(diǎn)低且可與水互溶,想用分水器的同學(xué)就提出在分水器中加入吸水劑,還有的同學(xué)提出將吸水劑置于索氏提取器中吸收所生成的水來(lái)實(shí)施酯化反應(yīng)。雖然有些設(shè)想不成熟,但已體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)的掌握在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性思維中的作用。
2使有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色化,為人類(lèi)的生存和自然的和諧發(fā)展提供良好的環(huán)境
2.1研究開(kāi)發(fā)綠色化的教學(xué)內(nèi)容
綠色化的教學(xué)內(nèi)容是實(shí)施綠色化教學(xué)的核心問(wèn)題。綠色化的基本內(nèi)容是:由無(wú)毒害的原料,在無(wú)毒害的催化劑、溶劑等反應(yīng)條件下獲得對(duì)環(huán)境友好的產(chǎn)物。必須根據(jù)這些要求來(lái)選擇、組合和規(guī)范教學(xué)內(nèi)容,才能符合真正意義上的綠色化教學(xué)。目前我們雖然還不能完全達(dá)到這些要求,但長(zhǎng)期以來(lái)都是在不斷朝這一方面努力實(shí)踐。
2.1.1取代或改革毒性比較大的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)題目
從20世紀(jì)80年代起,我們便取代了一些毒性大的有機(jī)制備實(shí)驗(yàn),如苯和液溴制備溴苯,由苯的硝化還原制備苯胺、苯乙酮的制備等。其中在苯乙酮的制備和硝基苯的制備中所使用的苯能導(dǎo)致造血系統(tǒng)中毒,無(wú)水三氯化鋁對(duì)皮膚有刺激作用。在苯胺和硝基苯制備實(shí)驗(yàn)中所接觸的硝基苯和苯胺等有致癌作用。對(duì)這些實(shí)驗(yàn)中的基本反應(yīng)用相應(yīng)的試管性質(zhì)實(shí)驗(yàn)加以強(qiáng)化,以便學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí),加強(qiáng)對(duì)有機(jī)理論知識(shí)的理解;對(duì)這些實(shí)驗(yàn)中的基本操作則選擇一些毒性小的制備實(shí)驗(yàn)進(jìn)行訓(xùn)練。另外,在傳統(tǒng)的乙酸正丁酯的制備實(shí)驗(yàn)中通常采用濃硫酸做催化劑,實(shí)驗(yàn)中會(huì)產(chǎn)生大量廢酸。我們采用高效、無(wú)毒、無(wú)害的固體超強(qiáng)酸作為催化劑,并可以分離回收重復(fù)使用,從而大大減少了環(huán)境污染。
2.1.2取代毒性大的反應(yīng)試劑并開(kāi)展微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究
如經(jīng)典實(shí)驗(yàn)苯乙酮制備中要用大劑量苯作為原料和溶劑,我們用生理毒性比苯小得多的甲苯代替,改為制備對(duì)甲基苯乙酮;在苯甲酸乙酯制備中本來(lái)都用苯作為共沸除水劑,而我們改用基本無(wú)毒性的環(huán)己烷共沸除水,平均產(chǎn)率達(dá)到85%。在微型實(shí)驗(yàn)對(duì)氯苯甲醛的歧化反應(yīng)中盡管需用3mL甲醇為溶劑,我們?nèi)晕吹粢暂p心,改為5mL乙醇代替。其反應(yīng)產(chǎn)物之一對(duì)氯苯甲醇(產(chǎn)量只約50mg),原文獻(xiàn)記載其純化方法是用甲醇進(jìn)行結(jié)晶,在改用其它溶劑試驗(yàn)的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了該產(chǎn)物具有易升華的性質(zhì),遂用升華法代替重結(jié)晶,效果很好,這樣不僅簡(jiǎn)化了步驟,還增加了一次訓(xùn)練升華操作的機(jī)會(huì)。
20世紀(jì)90年代初我們跟蹤國(guó)外有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新走向新潮流,積極開(kāi)展微型有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇出3個(gè)具有典型意義的微型實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)改造以適合國(guó)情之后將它們列人教學(xué)計(jì)劃,實(shí)施大面積微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
微型實(shí)驗(yàn)的宗旨是以盡量少的化學(xué)原料和試劑獲取盡量多的化學(xué)產(chǎn)物及信息。這是現(xiàn)代科學(xué)研究的重要方法之一。因此,一方面,微型實(shí)驗(yàn)成本低、污染少、效率高,是綠色化學(xué)的一部分;另一方面,微型實(shí)驗(yàn)是一種新的教學(xué)手段和方法,具有多種教學(xué)功能。其突出的優(yōu)點(diǎn)是,實(shí)驗(yàn)規(guī)模更切合近代科研實(shí)際,實(shí)驗(yàn)方法更符合科研要求;它的安全性、低成本更有利于進(jìn)行設(shè)計(jì)性、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此,在提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平、培養(yǎng)科研能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力、提高科學(xué)素質(zhì)等方面,微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)均可以發(fā)揮更為重要的作用。
現(xiàn)在,微型實(shí)驗(yàn)在我們的課程中已成為一個(gè)負(fù)載著特定教學(xué)目的的重要環(huán)節(jié),是課程體系中不可替代的一個(gè)組成部分。研發(fā)新的微型實(shí)驗(yàn),發(fā)展微型實(shí)驗(yàn)教學(xué),擴(kuò)大教學(xué)成果,將是今后進(jìn)一步推行綠色化教學(xué)的一個(gè)重要內(nèi)容。
2.1.3縮減合成實(shí)驗(yàn)的合成規(guī)模
在實(shí)驗(yàn)中我們將大多數(shù)的主要原料用量限制在3g左右,少數(shù)幾個(gè)保持在5~10g。在此基礎(chǔ)上將合成實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化組合,形成簡(jiǎn)單※二步※多步合成和常量小量微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,因此,大幅度減少了藥品試劑用量,節(jié)省了水電煤氣等能源資源消耗。學(xué)生的產(chǎn)品大部分可以自行消化,自行消化不完的則及時(shí)免費(fèi)送給有關(guān)科研組,如三苯甲醇、對(duì)叔丁基苯酚、正溴丁烷和對(duì)甲基查爾酮等學(xué)生產(chǎn)品都成為有關(guān)課題組受歡迎的原料。
2.2合理安排實(shí)驗(yàn)、節(jié)約化學(xué)試劑、避免環(huán)境污染
近年來(lái),由于教育經(jīng)費(fèi)短缺,加之物價(jià)不斷上漲,造成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)與化學(xué)試劑及儀器設(shè)備之間的供求矛盾。為了解決這一問(wèn)題,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課的安排上做了周密計(jì)劃,合理安排實(shí)驗(yàn)順序,以節(jié)約化學(xué)試劑和綠色化為目的,從而收到了用較少的錢(qián)辦較多的事的良好效果。與此同時(shí)也使學(xué)生將學(xué)過(guò)的知識(shí)系統(tǒng)化的掌握。
過(guò)去做實(shí)驗(yàn)往往是臨時(shí)決定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,這樣學(xué)生來(lái)不及進(jìn)行預(yù)習(xí),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從安排上也缺乏系統(tǒng)性。現(xiàn)在每學(xué)期開(kāi)學(xué)前便制定好實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃,將計(jì)劃表貼在教室,以便學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)前做到心中有數(shù),及時(shí)預(yù)習(xí)。在編排實(shí)驗(yàn)時(shí),注重將基本操作、制備實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)合理地結(jié)合起來(lái)。如在做制備實(shí)驗(yàn)回流時(shí)穿插進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn),因?yàn)樵谥苽鋵?shí)驗(yàn)中常有回流幾h的空閑時(shí)間,在回流時(shí)做些性質(zhì)實(shí)驗(yàn)便提高了時(shí)間利用率;把基本操作水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)與苯胺制備實(shí)驗(yàn)并人一起進(jìn)行,既節(jié)約了時(shí)間,又節(jié)約了試劑等等。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,我們就將一些有關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)“串聯(lián)”編在一起,如在合成實(shí)驗(yàn)的安排中設(shè)計(jì)出“一條龍”的實(shí)驗(yàn)方式,即在多個(gè)一系列有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中,起始用一種試劑制備的產(chǎn)品,作為后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料,如此連鎖進(jìn)行多次。如在教材中依據(jù)大綱要求在磺胺藥物的制備中,有硝基苯、苯胺、乙酰苯胺、對(duì)乙酰氨基苯磺酰氯、對(duì)氨基苯磺酰胺等的制備,若把這些實(shí)驗(yàn)串起來(lái),前一個(gè)合成實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品可作為后一個(gè)的原料。所有這些安排既節(jié)約了化學(xué)試劑、實(shí)現(xiàn)了綠色化,又使學(xué)生把學(xué)過(guò)的知識(shí)系統(tǒng)化;既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生基本操作技能、使用儀器技能以及合理安排實(shí)驗(yàn)、勤儉持家、節(jié)約經(jīng)費(fèi)開(kāi)支的好作風(fēng)。
2.3開(kāi)拓多元化教學(xué)手段,引人實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式“綠色化”
在有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)拓多元教學(xué)手段,積極利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)引入視聽(tīng)教材、教學(xué)軟件、播放錄像、進(jìn)行輔助教學(xué)。對(duì)基本操作、有機(jī)化合物性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)有機(jī)合成、綜合實(shí)驗(yàn)的基本原理,操作步驟在基礎(chǔ)理論上同樣運(yùn)用多媒體在電教室進(jìn)行演示和講解。利用多媒體圖像與音響,在電腦中演示三維操作動(dòng)畫(huà),加深對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的感性認(rèn)識(shí),提高實(shí)驗(yàn)的操作效率。在每次實(shí)驗(yàn)前,要求學(xué)生不光預(yù)習(xí)書(shū)本上的內(nèi)容。還要在電腦上預(yù)習(xí)多媒體課件相關(guān)的章節(jié)。在實(shí)驗(yàn)課時(shí)老師將每個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到的基本操作流程播放一遍,然后將重要操作步驟進(jìn)行回放和停頓,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),以減少污染和浪費(fèi)為目標(biāo)。對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行思考討論,發(fā)現(xiàn)需要特別注意的操作,并觀察思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的損失,泄漏,污染等問(wèn)題,然后請(qǐng)同學(xué)自告奮勇上講臺(tái)進(jìn)行講解并示范實(shí)驗(yàn)主要操作過(guò)程,討論操作過(guò)程中容易造成產(chǎn)物損失,污染環(huán)境的步驟,并提出自己的建議和改進(jìn)方法。講解過(guò)程要求并接受其他同學(xué)和老師的提問(wèn),最后由老師進(jìn)行總結(jié)和評(píng)估指導(dǎo)。
運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件輔助化學(xué)實(shí)驗(yàn)正成為“綠色化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分。通過(guò)形象生動(dòng)的演示描述過(guò)程,學(xué)生大大加強(qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,對(duì)實(shí)驗(yàn)操作“綠色化”多方位的思考,對(duì)正確環(huán)保的操作留下深刻的印象,提高了學(xué)生對(duì)參與“綠色化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的熱情,激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性,鼓勵(lì)學(xué)生在預(yù)習(xí)階段廣查文獻(xiàn)資料,多思考。改善了“綠色化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,克服了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的恐懼感和畏難情緒。
2.4廢液、廢渣、廢瓶盡可能回收利用
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡可能做到除產(chǎn)品以外的零排放。化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的大量廢棄物,如不及時(shí)處理而隨意排放,不僅將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,而且還會(huì)淡化學(xué)生的環(huán)保意識(shí),養(yǎng)成不良的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)、實(shí)現(xiàn)綠色化,注意實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的回收和利用,如把制備實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品環(huán)己烯、乙醚、乙酸乙酯、溴乙烷、正溴丁烷、環(huán)己酮、己二酸等等經(jīng)回收處理,作為有關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的試劑和溶劑;用制備的甲基橙作為有關(guān)實(shí)驗(yàn)的指示劑;用重結(jié)晶得來(lái)的乙酰苯胺回收后做“熔點(diǎn)測(cè)定”時(shí)用;用蒸餾、分溜、萃取的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品作為性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的試劑、溶劑或燃料進(jìn)行利用等等。還可以在實(shí)驗(yàn)室因地制宜的采取物理法(沉淀、蒸餾、反滲透等),化學(xué)法(中和、氧化—還原等),生物法(活性污泥法、生物膜法等)對(duì)廢液進(jìn)行處理。廢瓶統(tǒng)一收集由生產(chǎn)試劑的廠家回收再利用。這樣,可以大大減輕廢液、廢渣、廢瓶對(duì)環(huán)境的污染。所有這些既避免了制出的產(chǎn)品棄去污染環(huán)境,又收到了產(chǎn)品回收利用、節(jié)約費(fèi)用的益處。
綜上所述,進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化”改革,是順應(yīng)時(shí)代潮流發(fā)展,保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存的自然環(huán)境的一項(xiàng)必要措施。新實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新,對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)試劑和反應(yīng)的選用,實(shí)驗(yàn)的微量化、半微量化,實(shí)驗(yàn)的綜合化等構(gòu)成了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化”的改革方向。只有在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,從點(diǎn)滴入手,不斷研究、發(fā)現(xiàn)和探索綠色化反應(yīng)及條件,加強(qiáng)綠色化教育和環(huán)保意識(shí),才有可能從根本上切斷污染源。
3開(kāi)設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)及開(kāi)放性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力
在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生系統(tǒng)掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、技能、技巧,培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中規(guī)范操作、認(rèn)真觀察、如實(shí)記錄等基本實(shí)驗(yàn)素質(zhì)、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度上是不可缺少的,但學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性得不到有效發(fā)揮。我們?cè)趯W(xué)生經(jīng)過(guò)必要的基本操作訓(xùn)練并已具備一定實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上,開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)題目以“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目任務(wù)書(shū)”的形式在進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的30d前布置下去,讓學(xué)生有充分的時(shí)間查資料、整理文獻(xiàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件擬訂合理的實(shí)驗(yàn)方案,選擇合適的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)手段。實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)教師審核后,實(shí)施進(jìn)行,并按要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)施設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),學(xué)生經(jīng)過(guò)了文獻(xiàn)查閱、文獻(xiàn)總結(jié)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)施、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、撰寫(xiě)報(bào)告等多個(gè)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,使學(xué)生對(duì)進(jìn)行科學(xué)研究的全過(guò)程有初步了解,提高了應(yīng)用知識(shí)和技能進(jìn)行分析、綜合解決實(shí)際問(wèn)題的能力,學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力也得到了提高。
在四年級(jí)為了提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面的綜合能力,培養(yǎng)學(xué)生初步的科研能力,我們?yōu)閷W(xué)生開(kāi)設(shè)了36個(gè)學(xué)時(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)課,實(shí)驗(yàn)題目為:
①藥物青藤堿的提取分離及鑒定;
②鬼臼素的提取分離及鑒定;
③從槐米中提取蘆丁;
④藥物苯佐卡因的合成及鑒定;
⑤復(fù)方乙酰水楊酸(APC)的制備及含量測(cè)定;
⑥氨茶堿緩釋片制備和溶出速率測(cè)定;
⑦藥物扁桃酸的制備及表征;
⑧藥物烏洛托品合成及表征;
⑨抗癲癇藥苯妥英鈉的合成及表征等。
通過(guò)這些藥物合成實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練,不僅使學(xué)生將學(xué)過(guò)的知識(shí)系統(tǒng)化,而且培養(yǎng)了學(xué)生獲取分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的綜合能力,從而為今后學(xué)生從事科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
實(shí)踐中,我們注意到與實(shí)驗(yàn)效果有密切關(guān)系的幾個(gè)問(wèn)題。
①選題的合理性問(wèn)題。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),題目的難易程度及涉及內(nèi)容與學(xué)生已有的基本理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的匹配程度,對(duì)實(shí)驗(yàn)效果有較大影響。題目太難,文獻(xiàn)量太少,容易造成學(xué)生喪失信心及眾人一個(gè)方案;題目太簡(jiǎn)單,則起不到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的效果。
②文獻(xiàn)處理能力問(wèn)題。許多處于基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段的學(xué)生尚不了解文獻(xiàn)資料的來(lái)源途徑。因此,實(shí)驗(yàn)前要對(duì)他們進(jìn)行文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)整理基本方法指導(dǎo),這樣才能保證設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施并達(dá)到教學(xué)效果。
③設(shè)計(jì)方案的可操作問(wèn)題。處于基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段,學(xué)生對(duì)理論和實(shí)踐的差異尚未充分認(rèn)識(shí),在設(shè)計(jì)方案中,常常出現(xiàn)設(shè)想合理,實(shí)際難以實(shí)現(xiàn)的情況。如在“苯甲酸、苯酚及環(huán)己醇分離提純”實(shí)驗(yàn)中,有的學(xué)生設(shè)計(jì)先用NaOH溶液將苯甲酸和苯酚與環(huán)己醇分離,然后向水層在通人CO2使苯酚游離出來(lái),分離出苯酚后,再酸化得苯甲酸。該方案理論上沒(méi)問(wèn)題,且分離方法最簡(jiǎn)單。但在一般實(shí)驗(yàn)中,卻難以實(shí)現(xiàn)。因此,如何在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程使學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)事物的合理性和可操作性之間的關(guān)系,對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的提高具有重要意義。
綜上所述,通過(guò)我們?cè)谥扑帉?zhuān)業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面所實(shí)施的3個(gè)方面的改革,一方面提高了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力,另一方面也實(shí)現(xiàn)了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化,使人類(lèi)和自然得到和諧發(fā)展,因?yàn)榫G色化學(xué)造就綠色生活,同時(shí)培養(yǎng)了與時(shí)俱進(jìn)的復(fù)合型專(zhuān)門(mén)人才,起到了事半功倍的良好效果。
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