王湘敏,趙 巖,李家柱,孫立波
(煙臺大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,山東 煙臺 264005)
有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)是有機(jī)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分,是培養(yǎng)化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生動手能力與實踐能力的有效手段。通過有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué),可以提高學(xué)生理論課的學(xué)習(xí)熱情,實現(xiàn)學(xué)以致用、理論與實驗相結(jié)合,可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,也可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科研態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊精神。然而,目前傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)仍然存在很多問題。本文結(jié)合近年來有機(jī)化學(xué)教研室在實驗教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題,提出一些有針對性的措施,作為年輕教師提高有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量的參考。
當(dāng)前一些有機(jī)化學(xué)實驗教材多是一些簡單的單元操作和驗證性實驗,實驗內(nèi)容與實際應(yīng)用有較大差距,學(xué)生對實驗缺乏足夠的興趣。多數(shù)實驗實驗前不用預(yù)習(xí)、實驗過程中不用思考,采用“照方抓藥”,參照教材步驟即可順利完成實驗,嚴(yán)重限制了學(xué)生的創(chuàng)造力,教學(xué)效果不佳。且隨著近年來人們環(huán)保意識的增強(qiáng),綠色化學(xué)的理念深入人心。而有機(jī)實驗中常用到對人體有害的藥品、試劑,同時會產(chǎn)生有毒的廢氣、廢液、廢渣,不符合時代發(fā)展要求。
多數(shù)地方院校受制于經(jīng)費數(shù)量,實驗儀器老舊,實驗場地嚴(yán)重不足,即便是簡單的單元操作,也常出現(xiàn)多人共用一套實驗裝置的情況,難以實現(xiàn)每一位學(xué)生的有效鍛煉。且受制于指導(dǎo)實驗的老師數(shù)量,往往是一個老師帶四十多名學(xué)生進(jìn)行實驗,實驗過程中為保證實驗效果,只能采用老師講解關(guān)鍵點,學(xué)生隨后參考課本步驟進(jìn)行實驗操作的方法,實驗過程中指導(dǎo)老師也無法實現(xiàn)對每一組學(xué)生進(jìn)行具體指導(dǎo),常出現(xiàn)顧此失彼的情況。
安全問題是所有化學(xué)相關(guān)實驗室必須高度關(guān)注的問題。而有機(jī)化學(xué)實驗室較其它基礎(chǔ)實驗室危險程度更高,且主要面向低年級學(xué)生開展實驗,實驗室安全壓力較大。個別學(xué)生對安全守則不重視,不經(jīng)檢查隨意取用玻璃儀器,無保護(hù)措施情況下隨意取用有機(jī)試劑,實驗過程中玩手機(jī),甚至有學(xué)生將零食私自帶入實驗室。更有甚者,有學(xué)生致實驗室安全于不顧,私自安排沒有任何化學(xué)安全常識的文科生替做實驗,帶來極大的風(fēng)險。而且目前多數(shù)院校有機(jī)化學(xué)實驗的預(yù)習(xí)往往以實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗步驟等方面為主,實驗過程中的安全問題多依靠指導(dǎo)老師口頭多次提醒和警告,但仍有學(xué)生對安全防范重視不足,實驗過程中出現(xiàn)各種安全問題。
多數(shù)院校目前有機(jī)實驗課的考核以隨堂實驗結(jié)果及實驗報告為主,考核方式單一。個別學(xué)生存在抄襲實驗報告等違規(guī)行為。實驗過程中學(xué)生參與度不夠高,不愿意動手、不愿意思考。僅靠學(xué)生課前預(yù)習(xí),指導(dǎo)老師實驗前講述,難以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
為充分調(diào)動學(xué)生的積極性,教研室在基本的單元操作和驗證性實驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計了多種綜合實驗供不同專業(yè)、不同層次學(xué)生選作,如葉綠素及番茄色素的提取、天然多彩皂的制備、銅離子熒光探針羅丹明酰肼的合成及熒光檢測、 5,5—二苯基乙內(nèi)酰脲的合成等,兼顧實驗的趣味性和專業(yè)性,以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。綜合實驗要求學(xué)生根據(jù)實驗題目要求和指導(dǎo)老師給予的基本實驗原理自主設(shè)計綠色環(huán)保的實驗方案,經(jīng)與老師協(xié)商后獨立開展實驗,并綜合利用所學(xué)知識對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并對實驗方案進(jìn)行修正。整個實驗過程要求學(xué)生從實驗準(zhǔn)備、實驗設(shè)計到實驗結(jié)果及廢棄物處理都盡可能實現(xiàn)綠色化。綜合實驗充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性,極大的促進(jìn)了學(xué)生參與實驗的熱情。
教研室近年來積極爭取學(xué)院和學(xué)校支持,不斷改善實驗條件,逐步淘汰老舊實驗儀器。為解決實驗場地和指導(dǎo)教師不足問題,教研室年輕教師在不同時間段開設(shè)開放實驗,學(xué)生和老師雙向選擇,將學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)和老師的科研需求結(jié)合起來,實現(xiàn)老師對學(xué)生的具體指導(dǎo),使學(xué)生在科研實驗室得到充分的鍛煉。另外,為吸引更多教師參與到實驗教學(xué)中,教研室支持年輕教師到知名高校交流學(xué)習(xí),并參加全國實驗教學(xué)會議,以保證年輕教師更好地開展實驗教學(xué)工作。
教研室通過錄制實驗室安全教育視頻、印制實驗室安全教育講義等方式在實驗教學(xué)開展之前對學(xué)生進(jìn)行充分的安全教育。教研室還面向化學(xué)相關(guān)專業(yè)定期開展安全知識講座、實驗室安全知識競賽等活動,聯(lián)合校醫(yī)院、保衛(wèi)處等單位開設(shè)應(yīng)急醫(yī)療培訓(xùn)、消防應(yīng)急疏散培訓(xùn)等活動,極大地提高了學(xué)生的安全防范意識。實驗前組織學(xué)生進(jìn)行安全規(guī)范學(xué)習(xí),將遵守安全守則情況納入學(xué)生成績考核中。實驗過程中,指導(dǎo)老師對關(guān)鍵點進(jìn)行重點提醒并隨時現(xiàn)場指導(dǎo),及時規(guī)范學(xué)生的實驗操作,杜絕安全隱患的發(fā)生。實驗過程中產(chǎn)生的“三廢”由學(xué)校相關(guān)部門定期集中收集、處理。有條件的高校也可采用微量、半微量實驗,以減少有毒有害試劑的使用及“三廢‘的排放,既安全又環(huán)保[1]。
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)常采用老師實驗前講解,學(xué)生實驗后撰寫實驗報告的形式,教學(xué)方法單一枯燥。學(xué)生參與度不夠??刹捎梅D(zhuǎn)課堂[2],由教師錄制實驗教學(xué)視頻,學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)實驗相關(guān)的基本原理與操作規(guī)范進(jìn)行預(yù)習(xí),將老師實驗前講解改為老師提問或師生互動討論,使學(xué)生在互動過程中學(xué)習(xí),充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。實驗課的考核方式也可從單一的實驗報告考核改為課前預(yù)習(xí)、課堂討論、實驗操作、實驗報告及實驗基本理論與操作筆試等五個方面的多方位考核。也可利用學(xué)校的慕課教學(xué)平臺作為補(bǔ)充,實驗前安排學(xué)生自主學(xué)習(xí)教學(xué)視頻、實驗講義,并對學(xué)習(xí)情況進(jìn)行在線測試,確保學(xué)生預(yù)習(xí)效果,平臺設(shè)置師生互動討論區(qū),及時解決學(xué)生的問題。通過慕課平臺或反轉(zhuǎn)課堂,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提高學(xué)生對課程的積極性和參與度[3]。另外,將與實驗相關(guān)的中華傳統(tǒng)文化、有機(jī)化學(xué)相關(guān)的中國科學(xué)家勵志故事、生活中的有機(jī)化學(xué)等思政教育知識引入到實驗教學(xué),即可以激發(fā)學(xué)生的愛國熱情,又可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[4]。例如,在“茶葉中提取咖啡因?qū)嶒灐敝幸胫袊栉幕?,在“阿司匹林的制備”中介紹一些天然有機(jī)化合物的提取并以屠呦呦獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎為例介紹中醫(yī)對世界的卓越貢獻(xiàn)。通過思政教育,使同學(xué)們在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時,提高同學(xué)們的愛國熱情和專業(yè)自豪感,進(jìn)一步增強(qiáng)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情。
本文針對有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的問題,結(jié)合自身經(jīng)驗提出了若干建議。通過優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容、加大實驗教學(xué)投入力度、增強(qiáng)安全教育培訓(xùn)、改革教學(xué)方法與考核方式等措施為學(xué)生創(chuàng)造一個安全的實驗環(huán)境,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實踐,從而實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。