陳華仕
摘 要:探討多媒體技術(shù)在有機化學實驗教學中的應(yīng)用,提高傳統(tǒng)實驗教學質(zhì)量和資源利用率,增強學生對有機化學實驗的興趣,彌補了傳統(tǒng)教學手段的不足。
關(guān)鍵詞:多媒體 有機化學 實驗教學
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(c)-0-01
多媒體技術(shù)(Multimedia Technology)是利用計算機對文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息綜合處理、建立邏輯關(guān)系和人機交互作用的技術(shù)。有機化學實驗是有機化學教學的重要組成部分,其內(nèi)容(曾昭瓊主編,《有機化學實驗》第三版)包括五部分:有機實驗一般知識、17個基本操作和實驗技術(shù),40個有機化合物的制備及13個性質(zhì)實驗和6個理論實驗[1]。
如何利用多媒體輔助實驗教學在有限的時間內(nèi)讓同學們掌握較多的有機化學實驗的基本操作和實驗技術(shù),提高教學質(zhì)量,是有機化學實驗教學應(yīng)著重探索的一個
問題。
1 有機化學實驗存在的弊端
1.1 環(huán)境污染嚴重
有機化學實驗不管是基本操作實驗,性質(zhì)實驗還是合成實驗,都會對實驗室造成很大會污染。
實驗過程中使用的有機有毒試劑、制備過程中產(chǎn)生有機廢氣以及合成實驗生成的部分中間產(chǎn)物等進入人體,導致身體疲乏無力、頭暈頭痛、惡心嘔吐、心慌氣喘、血象變化等,有的有機廢氣還能引起光化學煙霧,造成二次污染。
實驗室產(chǎn)生的“三廢”對環(huán)境造成的污染,極大的影響了學生進行實驗操作的積極性,為此,我們要在實驗過程中改進傳統(tǒng)實驗,一方面,盡可能選用無毒害或毒性小的試劑代替毒性大的試劑,或用天然產(chǎn)物代替試劑來完成實驗。另一方面,對毒性較大的實驗用多媒體輔助實驗教學,制成多媒體課件,給學生進行演示,避免污染源進一步擴大。
1.2 實驗時間較長
有機化學的合成實驗如苯乙酮的制備(6學時)、1,2-二苯乙烯的制備(8學時)、2-庚酮的制備(12學時)等,耗時相當長,在實驗教學中很難在規(guī)定的時間內(nèi)完成,我們可以根據(jù)具體實驗要求尋找中間產(chǎn)物,直接利用中間產(chǎn)物進行合成,把中間產(chǎn)物的合成過程用多媒體課件進行演示,這樣就節(jié)約了時間,提高了效率。
1.3 合成產(chǎn)物較少
有機化合物的制備40個實驗,根據(jù)有機合成原理,利用有機合成基本實驗裝置,按照實驗步驟在實驗室進行制備,其產(chǎn)物相當少,只是為工廠進行批量生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。
2 多媒體技術(shù)應(yīng)用于有機化學實驗的優(yōu)點
2.1 提倡綠色化學,減少環(huán)境污染
有機化學實驗使用藥品種類繁多,普遍具有毒副作用,揮發(fā)性強,對環(huán)境影響很大,如何降低有機化學實驗對環(huán)境的影響是一個值得探討和研究的具體問題。
在教學過程中,根據(jù)教學大綱,并不是所有的有機實驗都在教學中講授。我們總是選擇具有一定代表性的實驗進行講解,其余實驗中對污染較大的一些實驗,我們可以做成多媒體課件讓學生感知實驗操作流程,這樣,一方面節(jié)約了時間,另一方面也減少使用和產(chǎn)生有害物質(zhì),減少污染。
在教學過程中將綠色化學理念作為可持續(xù)發(fā)展觀的重要內(nèi)容,因為綠色化學是一門從源頭上阻止污染的化學[2],教學中要貫徹綠色化學理念,使學生形成自發(fā)的環(huán)保意識。
2.2 熟練使用課件,縮短實驗時間
目前國內(nèi)有機化學實驗CAI課件已公開發(fā)行出版[3],課件主模塊(典型化合物制備)收錄了周科衍等主編的《有機化學實驗》(第三版,高等教育出版社)中的七個典型制備實驗:①環(huán)己烯的制備;②乙酸正丁酯的制備;③1-溴丁烷的制備;④乙酰苯胺的制備;⑤肉桂酸的制備;⑥3-丁酮酸乙酯的制備;⑦7,7-二氯雙環(huán)(4.1.0)庚烷的制備。每次實驗前,學生自己上機看課件,預(yù)習實驗內(nèi)容,通過實驗流程、實驗注意事項、操作要點的提示、思考題及思考題簡答等,對整個實驗有一個大致的印象,在做實驗過程中就會得心應(yīng)手,縮短實驗時間。
2.3 模擬生產(chǎn)規(guī)模,提高理論產(chǎn)量
有機合成實驗利用有機合成基本設(shè)備和技術(shù),按照有機合成設(shè)計方案,完成具有代表性的單元反應(yīng)、基本操作和多步有機合成實驗。
選擇具有代表性的合成實驗做成課件,在實驗教學中進行演示,模擬工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模,合成大量的有機產(chǎn)物,增強可視效果,提高學生實驗操作興趣,提高合成理論產(chǎn)量。
3 多媒體技術(shù)在有機化學實驗教學的展望
3.1 搭建仿真平臺,模擬實驗操作
仿真實驗平臺主要以有機化學實驗為基本內(nèi)容,利用Photoshop、Flash、3DMax等計算機軟件制作了仿真儀器庫(如表面皿、布氏漏斗、提勒管吸慮瓶等)、典型有機化學實驗動畫(如溴乙烷的合成、環(huán)己烯的合成、正丁醚的合成等)、有機化學實驗互動平臺,并在此基礎(chǔ)上制作了有機實驗視頻網(wǎng)站。仿真實驗平臺的搭建,為有機實驗的教學提供了一個嶄新的窗口。
3.2 開發(fā)新型課件,豐富教學資源
可選擇自己熟悉的工具軟件(如PowerPoint)制作有機化學實驗課件。PowerPoint 是一個功能強大、普及的軟件,它使用起來簡單方便,又具有強大的演示功能,非常適合于各種用途的演示需求,利用PowerPoint可以制作出包含多種媒體的課堂演示文稿[4]。如《水蒸氣蒸餾》、《乙酸乙酯的制備》、《對硝基苯胺的合成》等。也可以選用3D Max和Flash等工具軟件制作實驗動畫。
4 結(jié)語
多媒體技術(shù)應(yīng)用在有機化學實驗教學中,使有機化學實驗變得更為直觀、生動、不僅激發(fā)學生的學習熱情,提高傳統(tǒng)實驗教學質(zhì)量,改進教學效果,而且增強學生對有機實驗的興趣,提高資源利用率和教學質(zhì)量。
參考文獻
[1] 曾昭瓊,曾和平.有機化學實驗[M].高等教育出版社,2011.
[2] Anastas P T,Williamson T C.Green chemistry—designing chemistry for the environment,ACS Symoposium Series 626th,Washington D C:American Chemical Society,1996.
[3] 劉志軍.物理化學實驗CAI課件的研究與實踐[J].天津職業(yè)技術(shù)師范學院學報,2003(1):42-44.
[4] 茅育青.利用PowerPoint軟件制作課件[J].杭州師范學院學報,2000(6):30- 32.