化學(xué)實驗教學(xué)改革探究
時間:2022-07-30 10:21:44
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摘要:本文通過應(yīng)化化學(xué)實驗課程的特點,從基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新型設(shè)計性實驗對應(yīng)用化學(xué)實驗的改革方案進行了探討,致力于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而提高學(xué)生在綜合性實驗方面的能力,增加學(xué)生的創(chuàng)新性意識和能力。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用化學(xué);教學(xué)改革;實驗教學(xué)
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)是以化學(xué)學(xué)科為基礎(chǔ),介于化工和化學(xué)之間的一門應(yīng)用型專業(yè)[1]。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)以培養(yǎng)具有扎實的應(yīng)用化學(xué)理論知識、熟練的實驗技能、并兼具創(chuàng)新精神的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才為目標(biāo)[2-3]。因此,這就要求應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生需要掌握無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)以及物理化學(xué)在內(nèi)的整個化學(xué)知識體系的基礎(chǔ)知識,而且能運用這些化學(xué)知識和實驗技能來解決科研和生產(chǎn)過程中遇到的實際問題,從而形成科學(xué)創(chuàng)新的思維模式。在眾多應(yīng)用化學(xué)專業(yè)課程中,應(yīng)用化學(xué)實驗是培養(yǎng)大學(xué)生形成科學(xué)的思維方式與創(chuàng)造性能力的一種有效方式[4]。它主要是為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)必修課,是一門實踐性、綜合性強,范圍廣的課程,除了涉及到化學(xué)領(lǐng)域中無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、化學(xué)工藝等基礎(chǔ)學(xué)科,還涉及到精細化工、環(huán)境保護、新能源開發(fā)等領(lǐng)域。因此,應(yīng)用化學(xué)實驗是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的必不可少的內(nèi)容,同時也是培養(yǎng)應(yīng)用型人才不可缺少的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求,以我校2015級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)兩個班的學(xué)生為研究對象,從基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新型設(shè)計性實驗三個方面出發(fā),合理安排應(yīng)用化學(xué)實驗內(nèi)容,初步探索從實驗內(nèi)容上如何提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及增強其創(chuàng)新能力。其目標(biāo)是致力于培養(yǎng)學(xué)生對應(yīng)用化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻資料的能力、鞏固學(xué)生的基本實驗技能以及培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)實驗操作的能力。
1應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)體系改革必要性
根據(jù)15版的培養(yǎng)方案應(yīng)用化學(xué)實驗被安排在二年級下學(xué)期,這主要是因為二年級下學(xué)期的學(xué)生已經(jīng)開設(shè)過了無機化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗以及分析化學(xué)實驗,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)基礎(chǔ)實驗,初步掌握了化學(xué)實驗的基本操作如:過濾、減壓過濾、萃取以及蒸餾等操作,因而學(xué)生具備了基礎(chǔ)的實驗技能,但是還不夠熟練和扎實并且綜合操作能力還欠缺。因此,通過應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗的教學(xué)改革可以有效的提高學(xué)生的綜合實驗操作能力和創(chuàng)新意識。就目前而言,我校的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實驗教學(xué)內(nèi)容還存在一些不足:①實驗內(nèi)容安排不能根據(jù)時代的變遷而與時俱進、教學(xué)方法過于傳統(tǒng),主要以驗證理論為主的傳統(tǒng)型“灌輸”式實驗?zāi)J?,這種教學(xué)方法比較單一、不能很好的調(diào)動學(xué)生的興趣和充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,而且忽視了對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。②仍然是以老師傳授、實驗教材內(nèi)容為主的教學(xué)模式,不能充分利用校內(nèi)數(shù)據(jù)庫查閱相關(guān)文獻。因此,學(xué)生查閱文獻資料的能力不能得到有效的提高,從而導(dǎo)致學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新性思維的能力降低。③在應(yīng)化實驗教學(xué)體系中實驗涉及的領(lǐng)域單一化(主要是精細化工),隨著科技的進步應(yīng)用化學(xué)專業(yè)涉及的領(lǐng)域越來越廣泛,就需要實驗內(nèi)容更加多元化。因此,迫切需要在應(yīng)化實驗中涉及到醫(yī)藥、化工和能源等應(yīng)用領(lǐng)域的實驗,從而提高學(xué)生的綜合實驗技能。④缺少學(xué)生設(shè)計實驗,因而降低了學(xué)生對科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)、探索的興趣以及科研素養(yǎng)的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生綜合能力和探索精神及創(chuàng)新能力的欠缺。因此,必須對應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)體系改革。1.1培養(yǎng)學(xué)生對應(yīng)用化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)興趣。推動學(xué)生求知的內(nèi)在力量就是興趣,如果學(xué)生對應(yīng)用化學(xué)實驗的內(nèi)容非常有興趣,就會產(chǎn)生強烈的求知欲而主動地去學(xué)習(xí)。因此,有必要在應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)過程中改變教學(xué)方法,由傳統(tǒng)的“灌輸”式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皢l(fā)”式,激發(fā)學(xué)生對應(yīng)用化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)興趣[5]。例如在做“從番茄中提取番茄紅素和β-胡蘿卜素”實驗時,可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系教材中的知識,啟發(fā)式地提出一些相關(guān)問題,為什么新鮮番茄要在95%的乙醇中回流5min,為什么殘渣留在瓶內(nèi),加入30mL二氯甲烷,水浴上再加熱回流5min。這樣可以使學(xué)生從以前只是按照課本和老師的講解轉(zhuǎn)變?yōu)樽约核伎紗栴},同時學(xué)生還可以在做實驗的過程中及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。通過這一過程的鍛煉可以大大提高學(xué)生思考問題的能力,并且學(xué)生對實驗過程產(chǎn)生的現(xiàn)象會有深刻的印象。另外在應(yīng)化實驗教學(xué)中可以將相關(guān)最前沿的研究成果介紹給學(xué)生,促進學(xué)生對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)相關(guān)的知識有所了解,拓寬他們的知識面,增加學(xué)生的創(chuàng)新意識。1.2培養(yǎng)學(xué)生在實驗過程中查閱文獻資料的能力。在接觸一門新課程、新項目的第一步工作就是文獻資料的查閱,通過文獻資料查閱可以了解這一領(lǐng)域的研究進展。在應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)過程中,培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻的能力對今后本科畢業(yè)論文的順利完成尤為重要。在做實驗前學(xué)生根據(jù)老師提供的實驗題目收集資料,這是做實驗前的一個十分重要環(huán)節(jié)。因為只有充分了解了前人的經(jīng)驗,才有助于自己順利開展實驗[6]。資料的查閱可以通過多種方式,比如學(xué)生可以到校圖書館查找相關(guān)資料,學(xué)生還可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行資料的查找,也可以從學(xué)校數(shù)字圖書館的中國期刊網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫查找中文文獻。當(dāng)學(xué)生通過以上的渠道搜集到各種資料后,學(xué)生應(yīng)該根據(jù)不同的類別分類和整理,同時要考慮到實際的實驗條件是否符合文獻的要求,對文獻資料進行篩選并找到具有參考價值的文獻。綜上所述,可以看出在實驗教學(xué)過程中文獻資料的查閱非常重要。因此,在應(yīng)化實驗教學(xué)改革中我們加入了尿囊素的制備,尿囊素的制備有很多工藝包括三氯乙醛合成法、乙二醛氧化法、乙醛酸鈣鹽酸溶解法等。學(xué)生必須通過查閱文獻了解各個工藝的優(yōu)缺點,從而選擇適合實驗室條件的合成路線。在這一過程中充分鍛煉了學(xué)生查閱文獻的能力。1.3鞏固學(xué)生的基本實驗技能?;緦嶒灱寄苁侨魏位瘜W(xué)專業(yè)實驗的基礎(chǔ),尤其對應(yīng)用化學(xué)實驗來說直接關(guān)系到一個實驗的成功與否。在應(yīng)化實驗教學(xué)中,鞏固學(xué)生的基本操作技能,使學(xué)生能熟練使用常規(guī)玻璃儀器,比如毛細管、滴管、玻璃棒的簡單加工,電子天平、容量瓶及滴定管的使用。常壓過濾、減壓過濾、熱過濾、結(jié)晶、重結(jié)晶等在物質(zhì)的分離和提純中的操作。因而我們增加了乙酰苯胺的實驗,通過這個實驗可以讓學(xué)生再練習(xí)重結(jié)晶,減壓過濾、熱過濾等基本操作。此外,在“番茄中提取番茄紅素和β-胡蘿卜素”的實驗鍛煉薄層層析的基本操作。1.4提高學(xué)生的專業(yè)實驗技能實驗技能是應(yīng)用化學(xué)專業(yè)能力的一個重要組成部分。在應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)改革中增加設(shè)計綜合實驗,讓學(xué)生由簡單到復(fù)雜、循序漸進在掌握基本實驗技能的基礎(chǔ)上,逐漸增加難度開設(shè)綜合實驗,這非常有利于學(xué)生綜合能力的提高,還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及探索精神。如:增加對硝基苯甲酸乙酯的制備,學(xué)生經(jīng)過基礎(chǔ)實驗的訓(xùn)練以及文獻查閱能力的培養(yǎng),制定出對硝基苯甲酸乙酯制備實驗的實施方案,包括準備藥品、實驗所需儀器、實驗條件的制定、實驗操作以及實驗結(jié)果的分析。在設(shè)計型綜合實驗開設(shè)的過程中,是以學(xué)生作為主體,鼓勵學(xué)生多思考、多借助文獻資料獨立解決和分析問題。在這一過程中能有效的提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),鍛煉學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。
2結(jié)語
通過應(yīng)用化學(xué)實驗教學(xué)的改革與探索,可以提高學(xué)生獨立思考能力,加深學(xué)生對于應(yīng)用化學(xué)實驗理論知識的理解和掌握,同時通過應(yīng)用化學(xué)實驗教改可以使學(xué)生具有獨立思考和解決問題的能力,尤其有助于提高對實驗現(xiàn)象的觀察能力、突發(fā)事件的應(yīng)變能力以及科技的創(chuàng)新能力,從而可以提高大學(xué)畢業(yè)生在就業(yè)中的競爭力。
參考文獻
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作者:王娜 余海燕 曾一 單位:包頭師范學(xué)院