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有機(jī)化學(xué)以有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化規(guī)律為主要研究對像,是化學(xué)學(xué)科中的一個相當(dāng)重要的二級學(xué)科。它與人類生活和生命活動息息相關(guān),在衣食住行、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源和材料等工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此,技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以物質(zhì)結(jié)構(gòu)為主線,將“有機(jī)化學(xué)與生活”,“有機(jī)化學(xué)與材料”和“有機(jī)化學(xué)與生命”等內(nèi)容滲透進(jìn)課堂教學(xué),徹底改變“純化學(xué)”式的教育模式,讓不同層次的中學(xué)生積極投入到實踐學(xué)習(xí)的氛圍中,在實現(xiàn)知識積累的同時,得到方法、技能的鍛煉,為實現(xiàn)終身教育奠定基礎(chǔ)。有機(jī)化學(xué)由于其內(nèi)容本身的真實性與實踐性,學(xué)生在學(xué)習(xí)、活動過程中通過自己親身感悟與體驗,在獲得知識與技能的同時,可以內(nèi)化形成過程與方法、情感態(tài)度與價值觀,理解科學(xué)的本質(zhì),從而全面落實化學(xué)課程目標(biāo)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
同時有機(jī)化學(xué)是基于實驗的一門科學(xué),有機(jī)化學(xué)的研究更是具有明顯的實驗特征。因此,在技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)教學(xué)中開展實踐學(xué)習(xí)研究是一個契機(jī)。通過實踐學(xué)習(xí),對學(xué)生進(jìn)行探索化學(xué)知識的過程和學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練,既可以激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的興趣,形成求學(xué)所必需的質(zhì)疑態(tài)度和批判精神,又培養(yǎng)了學(xué)生多維思考、分析推理、歸納總結(jié)的能力。
2技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)實踐教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查和分析
通過對技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)教與學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查和分析,對目前技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)教學(xué)模式現(xiàn)狀進(jìn)行了摸底,以便于更有效地開展探索適應(yīng)新課程要求的教學(xué)模式的研究。根據(jù)占有的資料和實際的走訪調(diào)查,設(shè)計了調(diào)查問卷。結(jié)果顯示31.5%的學(xué)生對技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)無興趣,45.2%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)化學(xué)興趣不高的主要原因是教師傳統(tǒng)的教學(xué)方法,59.6%的學(xué)生不能很好地參與課堂教學(xué),68.5%的學(xué)生喜歡實踐學(xué)習(xí)模式。由此看出,傳統(tǒng)的教學(xué)方法中存在以教師為中心,強(qiáng)調(diào)教師權(quán)威的現(xiàn)象,忽視了教師與學(xué)生的合作關(guān)系,剝奪了學(xué)生的自主性,影響了學(xué)生的自信心,導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué),使學(xué)生對教師有抵觸情緒。學(xué)生希望老師在課堂上成為他們的合作伙伴,給他們一定的學(xué)習(xí)空間,使個人的主動性、積極性充分發(fā)揮出來。而有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的核心任務(wù)便是建立和形成旨在充分調(diào)動、發(fā)揮學(xué)生主體性的學(xué)習(xí)方式。實踐學(xué)習(xí)就是一種行之有效的學(xué)習(xí)方式,能使學(xué)生的主體性、能動性等在實踐學(xué)習(xí)過程中得以發(fā)展。
3技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)實踐教學(xué)創(chuàng)新的措施
3.1培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗并動手實踐
假設(shè)提出后就要想方設(shè)法去檢驗它,用實證性材料去或支持假設(shè)。這是實踐學(xué)習(xí)的重要步驟。因為學(xué)生要達(dá)到對所學(xué)知識所反映事物的性質(zhì)、規(guī)律以及該事物與其他事物間聯(lián)系的深刻理解,最好的辦法是讓學(xué)生到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受,去體驗,而不是僅僅聆聽教師或其他人的介紹和講解。比如在2乙醇與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物的驗證試驗中。我們創(chuàng)設(shè)了以下問題情境創(chuàng)設(shè):乙醇與濃硫酸制乙烯氣體時溫度控制不當(dāng)常有副反應(yīng)發(fā)生,若溫度過高,乙醇被氧化成二氧化碳,濃硫酸被還原為二氧化硫。那么如何設(shè)計實驗驗證反應(yīng)混合氣體中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸氣那?學(xué)生一般都能知道驗證二氧化碳用澄清石灰水,驗證二氧化硫用品紅溶液,驗證水蒸氣用無水硫酸銅,但是具體的操作步驟是什么,為什么?大部分的學(xué)生不能正確說明原因,這時教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計實踐。
實踐實驗設(shè)計思路:
(1)水蒸氣先驗證還是后驗證,為什么?這時有的學(xué)生想到若先驗證二氧化硫或二氧化碳必須通入水溶液中,帶出水蒸氣,影響產(chǎn)物水蒸氣的驗證,所以水蒸氣必須先驗證。即通過裝有無水硫酸銅的硬質(zhì)玻璃管。
(2)二氧化硫和二氧化碳哪個先驗證,為什么?通過教師的引導(dǎo),學(xué)生認(rèn)識到因為二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁,所以必須在檢驗二氧化碳之前,先將二氧化硫除去并除盡。而除去二氧化硫之前應(yīng)先驗證二氧化硫,所以應(yīng)用三個洗氣瓶,分別是品紅溶液,溴水,品紅溶液,第一個品紅溶液為驗證有二氧化硫,溴水為除去二氧化硫,第二個品紅溶液為檢驗二氧化硫已除盡,這樣通入澄清石灰水變渾濁一定為二氧化碳。通過這樣的設(shè)計使同學(xué)認(rèn)識到在設(shè)計實驗時必須全面考慮各個因素的影響,應(yīng)注意到每個細(xì)節(jié)的設(shè)置,才能使最終的結(jié)果正確。但要使學(xué)生對設(shè)計實驗方案感興趣,并能設(shè)計出高質(zhì)量的實驗方案,學(xué)生就必須有扎實的知識基礎(chǔ)和實驗技能。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,教師要幫助學(xué)生對已學(xué)過的知識加以回憶、深化、提高,將所有中學(xué)化學(xué)知識系統(tǒng)化、條理化、網(wǎng)絡(luò)化。
3.2培養(yǎng)學(xué)生多動手實驗并注意學(xué)會觀察
當(dāng)前在實驗教學(xué)中往往會出現(xiàn)這樣的問題:實驗現(xiàn)象琳瑯滿目,學(xué)生情緒亢奮,實驗做完后學(xué)生只記住他最感興趣的部分,而對其他現(xiàn)象說不清楚,因此,在初次進(jìn)行實驗時教師必須讓學(xué)生知道觀察什么,怎么觀察。比如我們在苯與液溴的取代反應(yīng)試驗中,在演示苯與液溴的取代反應(yīng)時由于注意點(diǎn)較多,可邊實驗邊提出問題,指導(dǎo)學(xué)生觀察實驗:
(1)苯與液溴混合后有沒有明顯現(xiàn)象,加入鐵屑后有沒有明顯現(xiàn)象?
(2)跟反應(yīng)器連接的長導(dǎo)管起什么作用?
(3)導(dǎo)管口為什么不插入液面下?
(4)怎樣除去無色溴苯中溶解的溴?
通過以上問題的設(shè)置使學(xué)生對該實驗應(yīng)掌握的問題一目了然,所以只要明確觀察目的,仔細(xì)觀察,不管實驗現(xiàn)象多少,都能抓住本質(zhì)。同時要引導(dǎo)學(xué)生邊觀察,邊進(jìn)行思維性觀察。不僅要觀察實驗儀器的選擇組裝,而且要分析為什么,不僅要觀察實驗現(xiàn)象,而且要思考產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。而在實踐學(xué)習(xí)中,很多猜想與假設(shè)只有通過實驗才能得以驗證,在動手實驗的過程中,不僅可以提高學(xué)生的實驗技能,而且可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的能力,激發(fā)他們的實踐精神。
總之,技師學(xué)院有機(jī)化學(xué)傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不再適應(yīng)時代的要求,但舊的教學(xué)理念往往根深蒂固,因此以實踐學(xué)習(xí)為核心的有機(jī)化學(xué)教學(xué)的實施還有很長的路要走,實踐學(xué)習(xí)的各種有效途徑還需要在實踐中不斷摸索。
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1.試管的握持
出錯點(diǎn):用手一把抓或?qū)o名指和小指伸展開;位置靠上或靠下。
正確方法:“三指握兩指拳”。即大拇指、食指、中指握住試管,無名指和小指握成拳,和拿毛筆寫字有點(diǎn)相似。手指握在試管中上部。
2.藥品的取用
出錯點(diǎn):A。取粉末狀藥品,由于藥匙大,加藥品時不能深入容器內(nèi)致使灑落或粘附容器內(nèi)壁,而不知用V形紙槽代替藥匙送藥品入容器內(nèi)。B.傾倒液體藥品時,試劑瓶口沒緊挨接受器口致使藥品外流,標(biāo)簽沒向著手心,造成標(biāo)簽被腐蝕。
正確方法:A.取用粉末狀或細(xì)粒狀固體,通常用藥匙或紙槽。操作時,做到“一送、二豎、三彈”。(即藥品平送入試管底部,試管豎直起來,手指輕彈藥匙柄或紙槽。)使藥品全部落入試管底。B.取用塊狀或大顆粒狀固體常用鑷子,操作要領(lǐng)是"一橫、二放、三慢豎。"即向試管里加塊狀藥品時,應(yīng)先把試管橫放,把藥品放入試管口后,再把試管慢慢地豎起來,使藥品沿著管壁緩緩滑到試管底部。C.使用細(xì)口瓶傾倒液體藥品,操作要領(lǐng)是“一放、二向、三挨、四流”。即先拿下試劑瓶塞倒放在桌面上,然后拿起瓶子,瓶上標(biāo)簽向著手心,瓶口緊挨著試管口,讓液體沿試管內(nèi)壁慢慢地流入試管底部。
3.膠頭滴管的使用
出錯點(diǎn):中指與無名指沒夾住橡皮膠頭和玻璃管的連接處;將滴管尖嘴伸入接受器口內(nèi)。
正確方法:夾持時:用無名指和中指夾持在橡皮膠頭和玻璃管的連接處,不能用拇指和食指(或中指)夾持,這樣可防止膠頭脫落。吸液時:先用大拇指和食指擠壓橡皮膠頭,趕走滴管中的空氣后,再將玻璃尖嘴伸入試劑液中,放開拇指和食指,液體試劑便被吸入,然后將滴管提起。禁止在試劑內(nèi)擠壓膠頭,以免試劑被空氣污染而含雜質(zhì)。吸完液體后,膠頭必須向上,不能平放,更不能使玻璃尖嘴的開口向上,以免膠頭被腐蝕;也不能把吸完液體后的滴管放在實驗桌上,以免沾污滴管。
4.振蕩盛有液體的試管
出錯點(diǎn):手握試管中部或中下部抖動。
正確方法:手指應(yīng)"三握兩拳",握持試管中上部,這樣留出試管中下部便于觀察試管內(nèi)部的實驗現(xiàn)象。振蕩試管時,用手腕力量擺動,手臂不搖,試管底部劃弧線運(yùn)動,使管內(nèi)溶液發(fā)生振蕩,不可上下顛,以防液體濺出。
5.使用托盤天平
出錯點(diǎn):A.直接用手撥游碼;B.托盤上不放或少放紙片;C.藥品放錯托盤;D.在托盤上放多了藥品取出又放回原瓶;E.稱量完畢忘記把游碼撥回零點(diǎn)。
正確方法:正確操作要領(lǐng)是“托盤天平稱量前,先把游碼撥零點(diǎn),觀察天平是否平;不平應(yīng)把螺母旋;相同紙片放兩邊,潮、腐藥品皿盛放,左放稱物右放碼,鑷子先夾質(zhì)量大;最后游碼來替補(bǔ),稱量完畢作記錄,砝碼回盒游碼零,希望大家要記住”。使用時還應(yīng)注意:A移動游碼時要左手扶住標(biāo)尺左端,右手用鑷子輕輕撥動游碼;B。若稱取一定質(zhì)量的固體粉末時,右盤中放入一定質(zhì)量的砝碼,不足用游碼補(bǔ)充。質(zhì)量確定好后,在左盤中放入固體物質(zhì),往往在接衡時加入藥品的量難以掌握,這時應(yīng)用右手握持盛有藥品的藥匙,用左手掌輕碰右手手腕,使少量固體濺落在左盤里逐漸達(dá)到平衡。若不慎在托盤上放多了藥品,取出后不要放回原瓶,要放在指定的容器中。
6.量筒的使用
出錯點(diǎn):A.手拿著量筒讀數(shù);B.讀數(shù)時有的俯視,有的仰視;C.有的不能依據(jù)需量取液體體積選擇合適量程的量筒。D.液體加多了,又用滴管向外吸。
正確方法:使用量筒時應(yīng)根據(jù)需量取的液體體積,選用能一次量取即可的最小規(guī)格的量筒。操作要領(lǐng)是"量液體,筒平穩(wěn);口挨口,免外流;改滴加,至刻度;讀數(shù)時,視線與液面最低處保持水平"。若不慎加入液體的量超過刻度,應(yīng)手持量筒倒出少量于指定容器中,再用滴管滴至刻度處。
7.溶解食鹽時攪拌操作
出錯點(diǎn):A.溶解食鹽使用玻璃棒攪拌過程中發(fā)出叮噹之聲;B.玻璃棒在液體中上部攪拌。
正確方法:操作時將燒杯平放在桌面上,先加入固體食鹽,然后加入適量水,拿住玻璃棒一端的1/3處,玻璃棒另一端伸至燒杯內(nèi)液體的中部或沿?zé)瓋?nèi)壁,交替按順時針和逆時針方向做園周運(yùn)動,速率不可太快,用力不可大,玻璃棒不能碰撞燒杯內(nèi)壁發(fā)出叮噹之聲。
8.過濾操作
出錯點(diǎn):漏紙與漏斗壁之間留有氣泡,影響過濾速度;手持玻璃捧的位置太靠上或太靠下;玻璃捧下端靠在濾紙上時:一是沒輕靠在濾紙的三層部位,二是用力過大致使漏斗傾斜;盛放待過濾液的燒壞的尖嘴部位靠在了玻璃捧的中部甚至中上部。
正確方法:將濾紙貼在漏斗壁上時,應(yīng)用手指壓住濾紙,用水潤濕,使濾紙緊貼在漏斗壁上,趕走濾紙和漏斗壁之間的氣泡,以利于提高過濾速度。過濾操作要求做到"一貼二低三靠"。一貼:濾紙緊貼漏斗壁。二低:濾紙上沿低于漏斗口,溶液液面低于濾紙上沿。三靠:漏斗頸下端緊靠承接濾液的燒杯的內(nèi)壁,引流的玻璃棒下端輕靠濾紙三層一側(cè);盛待過濾的燒杯的嘴部靠在玻璃棒的中下部。應(yīng)手持玻璃棒中上部。
9.儀器的連接
出錯點(diǎn):把玻璃管使勁往橡皮塞或膠皮管中按;拆的時候使勁拉;手握彎管處使勁用力將管折斷,手被刺破。
正確方法:"左手持口大,右手持插入,先潤濕,稍用力轉(zhuǎn)動插入就可以"。即左手持口大的儀器,右手握在靠近待插入儀器的那部分,先將其潤濕,然后稍稍用力轉(zhuǎn)動,使其插入。將橡皮塞塞進(jìn)試管口時,應(yīng)慢慢轉(zhuǎn)動塞子使其塞緊。塞子大小以塞進(jìn)管口的部分為塞子的1/3為合適。拆時應(yīng)按與安裝時的相反方向稍用力轉(zhuǎn)動撥出。
10.裝置氣密性的檢查
伴隨著工業(yè)科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,環(huán)境污染已成為人類生活中不可忽視的重要問題之一。據(jù)統(tǒng)計,目前傳統(tǒng)化學(xué)產(chǎn)業(yè)每年制造的有害廢物已達(dá)3—4億噸,一些重金屬及其化合物酚類和氰類污染造成的魚貝類中毒,一氧化二氮和甲烷等溫室氣體造成的全球氣溫升高等現(xiàn)象層出不窮,嚴(yán)重威脅著人類生存環(huán)境的清潔健康,于是“綠色化學(xué)”的概念應(yīng)運(yùn)而生并伴隨著環(huán)保觀念的流行而漸入人心?!熬G色化學(xué)”,其核心內(nèi)容為提高對原料的有效利用,盡量消除和避免使用有毒和危險試劑,并爭取將反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。在高?;瘜W(xué)教學(xué)過程中,有機(jī)實驗是基礎(chǔ)課程中不能忽略的重要一環(huán),但是因開設(shè)相關(guān)實驗的高校多、項目繁雜,且存在藥品浪費(fèi)嚴(yán)重,甚至隨意處理廢氣廢液等現(xiàn)象,難免聚沙成塔累積效應(yīng),無形中給實驗室及外部環(huán)境帶來負(fù)面影響。因此,我們應(yīng)該采取有效手段加以預(yù)防和解決,將有機(jī)化學(xué)實驗的綠色化作為一個嶄新的課題加以探討研究。
2.實現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實驗“綠色化“教學(xué)目標(biāo)的若干措施
2.1綠色化學(xué)意識的樹立與培養(yǎng)若想樹立學(xué)生的綠色化學(xué)意識要求教師能夠率先把握環(huán)保低碳理念,并積極實施環(huán)境無害化學(xué)實驗管理模式。為此,應(yīng)首先將綠色化學(xué)的相關(guān)概念及原則融入到課堂管理中,并進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。例如,在課前預(yù)習(xí)階段積極引導(dǎo)學(xué)生以查找資料的方式初步了解相關(guān)實驗試劑的毒性及其對環(huán)境產(chǎn)生的損害和影響,并鼓勵學(xué)生不拘泥于教材,通過改良步驟或運(yùn)用技術(shù)手段減少對生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑的使用,并有針對性地降低有害副產(chǎn)物的產(chǎn)生和排放。再如,應(yīng)密切關(guān)注實驗整體的進(jìn)行情況,及時糾正一些因意識疏忽而造成的裝置安裝問題,阻止因其導(dǎo)致的儀器損害或有毒物質(zhì)泄漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過教學(xué)過程,潛移默化地影響學(xué)生,使之在觀念上重視化學(xué)實驗綠色化,在學(xué)習(xí)中掌握更新實現(xiàn)綠色化學(xué)目標(biāo)的方法途徑。另外,可在教學(xué)過程中將能否貫徹綠色化學(xué)意識、積極實施對環(huán)境友好舉措作為考核項目之一,杜絕學(xué)生在實驗過程中不慎造成的藥品浪費(fèi)、隨意丟棄廢物等現(xiàn)象的發(fā)生。
2.2實驗試劑的選用與教學(xué)內(nèi)容的革新完善在有機(jī)化學(xué)實驗中,難免使用一些易燃易爆、有毒或有腐蝕性的原料,這些試劑不但用量大,而且存在危險和污染,如果能勇于突破定性思維和教材,在保證實現(xiàn)原有教學(xué)目標(biāo)的同時,有針對性地選取低碳無害試劑,也能起到推廣“綠色化學(xué)”的目的。比如在原料與催化劑的革新方向上,可用無毒高效原料代替有毒原料,用新型催化劑取代腐蝕性嚴(yán)重的催化劑。在此試舉兩例:在利用硝酸氧化環(huán)己醇和環(huán)己酮制備1.6—己二酸的實驗中,傳統(tǒng)教科書一般選用高錳酸鉀作為氧化劑。高錳酸鉀具有放熱強(qiáng)烈、有毒等不良特性,并不符合低碳環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),但若改用過氧化氫做氧化劑,則副產(chǎn)物是水,其污染程度不會隨反應(yīng)的進(jìn)行而增加,部分實現(xiàn)了綠色化學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。又如,在乙酸正丁酯制備過程中,將具有腐蝕性、易產(chǎn)生碳化異構(gòu)化等副反應(yīng)的催化劑濃硫酸,改為固體催化劑一水合硫酸氫鈉,不但能夠降低實驗過程中“三廢”的生成量,還能將產(chǎn)品率由70%提高到90%,起到了事半功倍的效果。另外,可選用學(xué)生熟悉的天然食品代替有機(jī)藥物完成教學(xué)任務(wù),如在利用茶葉提取咖啡因的過程中使學(xué)生掌握索氏提取器的用法;采用橘皮改良過去使用的苯甲醛完成水蒸氣蒸餾實驗,而蒸餾得到的檸檬烯又具有光學(xué)活性,可將其進(jìn)一步用作測定旋光度的原料。在教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié),應(yīng)使實驗內(nèi)容及實施方式趨向低碳環(huán)保。內(nèi)容低碳化主要反映在合成路線的設(shè)計上,可用綜合性較強(qiáng)、合成路線較復(fù)雜的實驗代替目的過于單一的項目。如僅選取溴乙烷的制備這一個實驗,就能夠?qū)W習(xí)吸收有害氣體、蒸餾、分液、萃取、干燥等重要方法,可大大降低實驗項目無意義的重復(fù)性。另外,可適時設(shè)計一些具有連續(xù)性的實驗,使回收到的產(chǎn)物作為反應(yīng)物而被重新利用。如在甲基橙的制備實驗中得到的產(chǎn)物可作為重結(jié)晶實驗的主要試劑而被循環(huán)使用,將制備好的乙酰水楊酸用于阿司匹林原料藥的檢驗等。這樣設(shè)計的優(yōu)勢還在于,因前一產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣將影響后續(xù)實驗的進(jìn)行,可提高學(xué)生對結(jié)果真實性與可靠性的感悟,通過連續(xù)的實驗過程,培養(yǎng)其環(huán)保節(jié)約意識。實施方式的低碳化主要在劑量的半微量或微量化過程中得以體現(xiàn)。將一些污染較嚴(yán)重實驗的規(guī)模進(jìn)行相應(yīng)的縮小處理,是運(yùn)用預(yù)防化學(xué)污染的新方法新技術(shù)對常量實驗進(jìn)行改革的必經(jīng)之路。例如在茶葉提取咖啡因的實驗中,將乙醇用量從150ml降低至70ml即能提取到產(chǎn)物咖啡因,再如環(huán)己酮的制備及苯乙酮的制備實驗中,可將有害原料環(huán)己醇和乙酸酐用量減少到原量的1/5,除提高實驗綠色化外又能有效地提高產(chǎn)率。由此可見,微量實驗值得推廣的原因在于節(jié)約能源減少污染,降低有機(jī)實驗的危險性,同時減少了因處理“三廢”帶來的壓力。除此而外,微量及半微量實驗的規(guī)模更接近于科研現(xiàn)狀,它的安全性和低成本大大促進(jìn)了開放式實驗教學(xué)項目的開出率,提升了學(xué)生的動手能力和膽大心細(xì)的實驗態(tài)度,因此,在教學(xué)過程中采取常量和微量實驗交替配合的模式,將更有利于化學(xué)實驗綠色化目標(biāo)的實現(xiàn)。
2.3合理進(jìn)行三廢處理在有機(jī)化學(xué)實驗中,若不將“三廢”進(jìn)行合理有效的處理而直接排放,將會對環(huán)境和人體產(chǎn)生一定的污染和傷害。因此在實驗過程中應(yīng)結(jié)合以下幾點(diǎn)有效提高實驗室中對“三廢”的處理效率:
(1)廢氣的處理:實驗中應(yīng)合理使用通風(fēng)櫥,并在尾氣排出裝置處安裝氣體凈化裝置。對于在實驗進(jìn)行過程中產(chǎn)生的有害氣體應(yīng)用專門的吸收裝置進(jìn)行吸收。
(2)廢液的處理:可將廢液分類為酸堿及有機(jī)試劑進(jìn)行分別處理。酸堿可混溶中和并調(diào)節(jié)pH值在6.5—8.5之間,并用水將其稀釋后排放;對于乙醇、乙酸乙酯等有機(jī)試劑,可在積攢到一定體積后進(jìn)行重蒸提純,并作為反應(yīng)物應(yīng)用于后續(xù)的實驗中。對于一些在學(xué)校條件內(nèi)無能力進(jìn)行處理的廢產(chǎn)品,切不可直接將其倒入下水道或排放到大氣中,應(yīng)定期送到專門地點(diǎn)進(jìn)行生化處理。
(3)廢渣的處理:有機(jī)實驗所產(chǎn)生的廢渣一般為有毒易燃易爆的固體,應(yīng)統(tǒng)一回收并將其埋于地下固定地點(diǎn)。尤其需要注意的是特殊但常用試劑的處理方式,如在破損溫度計灑落的微小汞珠上撒上硫粉,使其合成毒性較小的硫化汞,減少環(huán)境損害等。
2.4將節(jié)約意識與綠色化學(xué)觀念相結(jié)合建設(shè)節(jié)約型社會是贏得國際競爭優(yōu)勢的重要戰(zhàn)略之一,作為未來化工行業(yè)的主流人才,我們有必要在化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)過程中重視資源意識和節(jié)約意識的養(yǎng)成。除去精簡實驗項目,控制原料使用量外,也要注意水電的使用,從小處做起,才能將此觀念深植于學(xué)生的頭腦之中。比如在蒸餾回流等步驟中,冷凝裝置一組組相連的搭建方法即可大大降低自來水的用量。
2.5科學(xué)技術(shù)的引入與完善科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展為實驗室實現(xiàn)綠色低碳目標(biāo)提供了技術(shù)支持和保障,在教學(xué)過程中適當(dāng)引用微波技術(shù)、多媒體技術(shù)已成為實踐教學(xué)的大勢所趨。
(1)微波技術(shù)。微波作為一種新能源,可用于多種化學(xué)實驗之中,已成為一種加速有機(jī)反應(yīng)的經(jīng)典技術(shù)。它具有極大提高有機(jī)反應(yīng)時間,使受熱體系升溫均勻、控制方便、產(chǎn)率高和產(chǎn)品易于純化等特點(diǎn)。如在合成肉桂酸的實驗中,將苯甲醛等反應(yīng)物的加熱時間由回流1.5小時縮短為微波輻射條件下的20分鐘,在此條件下可降低副產(chǎn)物產(chǎn)量,隨之而來的分離提純步驟減少,基本實現(xiàn)了“零排放”目的。據(jù)目前研究表明,利用微波技術(shù)的化學(xué)反應(yīng),可減少甚至不用溶劑,對環(huán)境污染極低。酯化反應(yīng)、重排反應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)、酯交換反應(yīng)及有機(jī)金屬反應(yīng)均可利用微波技術(shù)實現(xiàn)反應(yīng)速度的最大化。
(2)多媒體技術(shù)。采用多媒體技術(shù)模擬實驗進(jìn)程是“綠色化學(xué)”理念下值得重視和使用的科學(xué)技術(shù)之一。在有機(jī)教學(xué)中,存在一些污染嚴(yán)重卻又不得不要求學(xué)生全面掌握的實驗項目,此時借助于計算機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)真實完整的反應(yīng)過程,可以彌補(bǔ)因?qū)嶒灄l件不足帶來的負(fù)面影響。學(xué)生也可學(xué)會在接受傳統(tǒng)課堂教學(xué)的方式外,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,展開全方位學(xué)習(xí),有利于其自主性及創(chuàng)新意識的提高。
3.結(jié)語
我們把“溶液的配制”放在最前面,以訓(xùn)練學(xué)生稱量、固體溶解、量取液體體積等基本操作。實驗七“酸堿標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定”,可使學(xué)生初步掌握電子分析天平、滴定管的正確使用和滴定操作技術(shù),鞏固移液管、容量瓶的正確使用方法。在實驗十一“水的總硬度測定”中,進(jìn)一步鞏固滴定分析基本操作。把實驗十二“雙氧水中H2O2含量的測定(氧化還原滴定法)”作為自行設(shè)計實驗,掌握滴定分析在酸堿滴定中的應(yīng)用后,再應(yīng)用于氧化還原滴定,強(qiáng)化滴定分析基本操作。另外通過“鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵”實驗,使學(xué)生學(xué)會可見分光光度計的使用方法,掌握儀器分析方法,學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)曲線制作,用作圖方法進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果處理。筆者依據(jù)“基本實驗—綜合性實驗—設(shè)計性實驗”的教學(xué)模式以及自身三十多年的教學(xué)實踐體會,新編了《醫(yī)學(xué)化學(xué)實驗》教材,刪除一些陳舊過時、重復(fù)的實驗,增加相關(guān)現(xiàn)代化儀器分析實驗內(nèi)容與綜合設(shè)計實驗內(nèi)容,達(dá)到了優(yōu)化學(xué)生知識結(jié)構(gòu)且不過分依附于理論課的基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)。
2認(rèn)真做好預(yù)備實驗,檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況
本教研室在開展每個實驗之前都會安排兩位教師進(jìn)行預(yù)實驗。通過預(yù)實驗,教師可以了解所用到的各種儀器是否正常、實驗條件是否合理、藥品是否失效等;能及時發(fā)現(xiàn)實驗中可能出現(xiàn)的各種異常情況,掌握實驗的第一手資料,以應(yīng)對學(xué)生在實驗過程中提出的各種問題。教師在學(xué)生實驗課前進(jìn)行的預(yù)實驗是課堂實驗順利進(jìn)行的保證。此外,預(yù)實驗得出的結(jié)果,給批改實驗報告提供了依據(jù),從而更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗。同樣,課前預(yù)習(xí)實驗對學(xué)生進(jìn)行實驗也是至關(guān)重要的。通過預(yù)習(xí),學(xué)生能夠明確實驗?zāi)康募霸?,做到心中有?shù)。學(xué)生動手操作前有大約30分鐘的教師講解時間,實驗內(nèi)容不能被詳細(xì)敘述,教師必須把握住實驗的重、難點(diǎn)。此外,在講授中要將相關(guān)實驗原理、實驗操作及注意事項等分解成若干個問題隨機(jī)提問學(xué)生,以此檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況,提問成績記入學(xué)生平時成績,可督促學(xué)生加強(qiáng)實驗預(yù)習(xí),從而起到事半功倍的效果。
3闡明儀器的正確使用方法
對用到的儀器,教師在課堂上進(jìn)行規(guī)范的演示操作,向?qū)W生講清操作要領(lǐng)和具體注意事項,目的是指導(dǎo)學(xué)生正確進(jìn)行實驗,避免出現(xiàn)錯誤或發(fā)生危險。如以滴定分析操作為例,說明其使用方法。酸堿滴定管在使用前,應(yīng)先檢查是否有漏水現(xiàn)象,如果酸式滴定管漏水,取下活塞涂上凡士林即可;如果堿式滴定管漏水,則上下調(diào)動玻璃珠位置。在裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液之前,應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗2~3次。在趕去滴定管尖端氣泡和調(diào)整好液面后,就可進(jìn)行滴定了。滴定時要善于控制溶液流速,剛開始反應(yīng)可以“見滴成線”,接近終點(diǎn)時要做到需要一滴加一滴、需要半滴加半滴。當(dāng)顏色發(fā)生突變且20s不褪色時,即到達(dá)滴定終點(diǎn)。讀數(shù)時應(yīng)注意保持滴定管垂直,由于附著力和內(nèi)聚力的作用,滴定管內(nèi)液面呈彎月形。讀數(shù)時,對于無色或淺色溶液,應(yīng)讀彎月面下緣的最低點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值;對于有色溶液,應(yīng)讀彎月面上緣對應(yīng)的數(shù)值。學(xué)生在使用滴定管時總喜歡左手拿錐形瓶振蕩,右手操作活塞;對這個不良動作教師要演示錯在何處,使學(xué)生留下深刻印象,培養(yǎng)學(xué)生正確操作習(xí)慣。在實驗過程中,教師要巡視,發(fā)現(xiàn)學(xué)生錯誤操作及時給予糾正,這樣既增強(qiáng)了師生之間的感情,又使學(xué)生掌握了常用儀器的規(guī)范操作方法。
4建立完善的考核制度
綠色化工就是要在對環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū),進(jìn)行技術(shù)上的加工,使得與環(huán)境相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展的化學(xué)化工。重視“科學(xué)是第一生產(chǎn)力”,要堅持發(fā)展可再生資源的使用,以多種多樣的高超技術(shù)加以研究。綠色化學(xué)前景的探索對于我們還任重道遠(yuǎn)。
【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué)化工;綠色概念;綠色化工產(chǎn)品;綠色環(huán)境;友好化學(xué)
引言
政府只有深入研究和發(fā)現(xiàn)各種綠色產(chǎn)品,探討綠色化學(xué)化工,才能使出現(xiàn)的問題得到很好的解決,對每一個問題的發(fā)生我們都要追根溯源,從根本上根除問題。綠色化學(xué)化工技術(shù)的應(yīng)用,正在不斷增多,我們要設(shè)計研究低公害,經(jīng)濟(jì)效益高的綠色產(chǎn)品,這就要求我們在一定程度上選擇適當(dāng)?shù)牟牧?,例如新型的催化劑,溶劑,油漆等。利用自然界中存在的可持續(xù)發(fā)展條件,以廢棄物作為原始原料,生產(chǎn)一些綠色化學(xué)化工產(chǎn)品。國家要想改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,就不要有自給自足的傳統(tǒng)思想,否則將可能出現(xiàn)很嚴(yán)重的結(jié)果。在宣傳方面要倡導(dǎo)綠色化學(xué)化工產(chǎn)品,這些產(chǎn)品的新生將會給化學(xué)史上增加一筆新的光彩。
環(huán)境與綠色這兩個詞是分不開的,綠色環(huán)境就是要把環(huán)境好好經(jīng)營,建設(shè)社會主義和諧社會。改革開放以來各種污染物大量出現(xiàn),同時還有一部分人為了暴利不惜破壞環(huán)境,所以要研究出符合經(jīng)濟(jì)條件的綠色化學(xué)化工產(chǎn)品,取得一定的經(jīng)濟(jì)效率。
一、綠色化學(xué)化工的重要性
(1)世界各國在發(fā)展建設(shè)過程中不斷造成對環(huán)境的影響,例如泥石流,地震的頻頻發(fā)生,以致于對綠色化工越來越重視。
(2)綠色化學(xué)化工基本的問題是技術(shù)與人才問題,綠色化工可以很好的保護(hù)環(huán)境和帶動一系列的化工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,在工業(yè)上起到經(jīng)濟(jì)效益好,實用性強(qiáng)的理念,還可以消除化工工業(yè)對社會和環(huán)境的各種影響。
(3)綠色化學(xué)化工具有一定的循環(huán)利用性,工業(yè)的加速發(fā)展,使得一些資源的利用率得到百分百的提高,綠色化學(xué)在國際上被稱為是解決污染物的科學(xué)殺手。從目前看來,綠色化學(xué)化工前景廣闊。
(4)化工上要解決一些技術(shù)上的難題,從觀念上強(qiáng)化,在制造綠色產(chǎn)品方面,要有好的建設(shè),制度要明確。
二、政府重視綠色化工技術(shù)和人才的教育培養(yǎng)
政府要主導(dǎo)綠色化工的技術(shù)發(fā)展,優(yōu)化政策對于綠色環(huán)境的要求,要樹立“以人為本的原則”,觀念上要高效,經(jīng)濟(jì)實惠,簡潔,建立一系列的新形勢下政企的合作關(guān)系,國家政府要落實和扶持這一方面的有關(guān)條例。其中還要結(jié)合對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綠色化學(xué)化工產(chǎn)品,優(yōu)化環(huán)境等有利條件。
加快建設(shè)對于綠色化學(xué)化工方面的人才,在國家的扶持下開發(fā)綠色化工的發(fā)展和服務(wù)。
國內(nèi)先前在冶金、鋼鐵、礦類上的開發(fā)導(dǎo)致了很多問題的發(fā)生,現(xiàn)在需要綠色化學(xué)化工產(chǎn)品的加入為這一類企業(yè)注入新的血液。在綠色化學(xué)化工產(chǎn)品的設(shè)計和建設(shè)中加入高技術(shù)的含量。
化學(xué)與化學(xué)工業(yè)有著本質(zhì)上的差別,以前的原料,不可再生資源的危害,相信大家有目共睹,這些問題制約了國家化學(xué)工業(yè)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,充分利用可再生資源,是綠色化學(xué)化工的首要解決的問題之一。對于這一方面,人才上要遵循科學(xué)發(fā)展的道路,要有著對未來前景的預(yù)測,人才具備這些才能很好的為國家和人民服務(wù)。學(xué)校培養(yǎng)人才研究,綠色化工的規(guī)劃,研究論文,環(huán)保意識上,要深入到骨髓里。綠色化學(xué)代表了化學(xué)和化工學(xué)科的共同發(fā)展趨勢和目標(biāo)之一,即無論是化學(xué)還是化工,不僅要面對社會發(fā)展對環(huán)境、健康和能源等方面日益嚴(yán)格的要求。
三、綠色化工的前景預(yù)測
(1)我國企業(yè)主要是以工業(yè)化為主,所以綠色化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有主導(dǎo)作用,對推動我國加速發(fā)展社會主義和諧社會做出了巨大貢獻(xiàn)。
(2)化學(xué)工業(yè)在教育方面,雖然有很多不完善的地方,但還是可以培育一代代優(yōu)秀工業(yè)人才,這些人才使得綠色化學(xué)化工業(yè)的發(fā)展加速。
(3)綠色化學(xué)觀念上實施科學(xué)主義發(fā)展觀,貫徹落實以人為本的原則。
(4)綠色化學(xué)含義的這種變化不僅得到各國政府的高度關(guān)注,而且也使它所涉及的內(nèi)容也越來越廣,越來越豐富。從它現(xiàn)在代表的意義來看,還可用環(huán)境友好化學(xué)、可持續(xù)發(fā)展、清潔生產(chǎn)等詞匯來描述,在當(dāng)今社會,環(huán)保,政治,國際上多方面的推動下,我們綠色工業(yè)發(fā)展前景相信會越來越廣闊,也將會越來越好。
四、我國對于綠色化學(xué)化工上采用的戰(zhàn)略
1、國家研究院建立了專門的機(jī)構(gòu),目前我國有很好的合成、催化綠色化學(xué)技術(shù)。如研究院的基礎(chǔ)研究綠色化學(xué)合成,有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品的檢測和研究。
2、在戰(zhàn)略實施上重視可再生資源,自然界中含有最多的木質(zhì)素和纖維素的植物,有著一定的可再生資源,總結(jié)方案,在綠色化學(xué)化工的問題上采用更好的方案。
3、戰(zhàn)略上要重視解決資源浪費(fèi)的問題的發(fā)生,迅速推動國內(nèi)的科學(xué)化工業(yè)的發(fā)展等,國際上對于綠色化工工業(yè)產(chǎn)品的溶劑,反應(yīng)條件,催化劑等化學(xué)使用方法,對于高原子的組合,目標(biāo)分子的研究,使綠色化學(xué)工業(yè)上保持了有效的功能外,同時讓有害影響降到最低,體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。
結(jié)束語
從綠色化學(xué)化工的定義,原理研究的方向下,我國慢慢的展現(xiàn)了完整的綠色化學(xué)化工體系,以及國家人民對于綠色化學(xué)化工意識上的加強(qiáng),但是目前還有很多方面不夠健全,如發(fā)展速度很快,導(dǎo)致一些內(nèi)部問題的發(fā)生,還有對于綠色化學(xué)化工的產(chǎn)品定位,望日后有更多推進(jìn)綠色化學(xué)化工的方案。
參考文獻(xiàn)
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在實驗前兩周,教師將本實驗需預(yù)習(xí)的問題掛在教學(xué)實驗中心網(wǎng)站上(http://jxsys.cczu.edu.cn/),學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料,做好充分預(yù)習(xí)。我們對苯甲酸正丁酯的合成課前預(yù)習(xí)設(shè)計了如下幾個問題:1.如何使用分液漏斗?干燥劑種類、選擇和用量?常壓蒸餾的裝置、操作和注意事項?如何提高反應(yīng)的產(chǎn)率?2.分水器的作用和原理?帶水劑種類和選擇?3.反應(yīng)后如何提純苯甲酸正丁酯?4.如何設(shè)計反應(yīng)的裝置和實驗的方法?5.減壓蒸餾的原理是什么?如何正確地安裝和操作減壓蒸餾裝置?設(shè)計問題的目的:問題1是為了讓學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固前面所學(xué)的回流、干燥、洗滌與常壓蒸餾等實驗基本操作;問題2和5是預(yù)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),學(xué)生可通過預(yù)習(xí)初步掌握分水器的作用、原理和使用條件等,初步了解帶水劑的種類和選用方法,初步了解減壓蒸餾的原理、適用條件、實驗裝置、使用方法和注意事項等;問題3和4是考查學(xué)生對實驗知識的綜合運(yùn)用能力,也是對學(xué)生實驗技能的綜合訓(xùn)練和提高。總之,通過預(yù)習(xí)實驗前設(shè)置的問題,學(xué)生不僅能鞏固所學(xué)的知識,了解實驗的目的、原理、方法,以及注意事項等基本內(nèi)容,也避免了實驗前教師花費(fèi)過多的時間作“注入式”的講解,并能有效地增強(qiáng)學(xué)生的實驗興趣,拓展其知識面。
二、實驗前討論
將實驗前教師的講解改變成以問題為中心的探討,不僅能確立學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用,而且能夠活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的實驗興趣,更有助于學(xué)生分析問題和解決問題能力的訓(xùn)練和提高。課前的預(yù)習(xí)只是讓學(xué)生對本次實驗的內(nèi)容有個大致的認(rèn)識和了解,但是對實驗的重點(diǎn)和難點(diǎn),學(xué)生可能還是一知半解。因此,為了讓學(xué)生全面掌握實驗的內(nèi)容,我們對實驗前的討論準(zhǔn)備了以下的問題:
1.合成苯甲酸正丁酯的方法?反應(yīng)的機(jī)理?如何提高反應(yīng)的產(chǎn)率?大部分學(xué)生可能知道書本上的合成方法,即通過苯甲酸和正丁醇合成苯甲酸正丁酯。這時,教師可以適當(dāng)補(bǔ)充其他合成酯的方法。這不僅能拓寬學(xué)生的知識面,而且能使學(xué)生因教師具有廣博的知識而產(chǎn)生敬重,從而引發(fā)更加強(qiáng)烈的求知欲望。對于反應(yīng)的機(jī)理,可讓一名學(xué)生到黑板前邊書寫邊講解,教師既可以檢查學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識掌握情況,充分體現(xiàn)理論與實踐的有機(jī)結(jié)合,也能訓(xùn)練和提高其表達(dá)能力,提供展示自我的機(jī)會。如何提高反應(yīng)的產(chǎn)率涉及化學(xué)反應(yīng)的工藝優(yōu)化。通過前面幾次實驗的練習(xí),學(xué)生應(yīng)該基本掌握了方法。教師可以對此問題直接提問,以了解學(xué)生對知識的掌握情況。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)速率公式可知,降低產(chǎn)物的含量或?qū)a(chǎn)物及時移走也可以加快反應(yīng)的速率。那如何降低產(chǎn)物的含量或移走某一產(chǎn)物呢?接下來,教師可以順勢自然拋出下面的問題:
2.如何將產(chǎn)物移出體系?移除哪種物質(zhì)比較方便?根據(jù)產(chǎn)物的物化性質(zhì)可知,移除水顯然比移除苯甲酸正丁酯要簡單得多,怎么才能把水移除呢?對此,學(xué)生可以運(yùn)用所學(xué)的知識進(jìn)行思考和討論。歸納其結(jié)論,主要有以下兩種:一種是教科書上寫的采用油水分離器,一種是采用精餾裝置。對于第一種建議,教師首先要肯定學(xué)生已充分預(yù)習(xí)了教材;對于第二種建議,則要表揚(yáng)其思維靈活,能學(xué)以致用,那也是工業(yè)上普遍采用的方法,這在我們以后的實驗中會涉及并運(yùn)用。接下來就討論有關(guān)分水器的問題。
3.分水器的作用原理?如何設(shè)計分水器?帶水劑的種類、選擇、用量?使用注意事項?由于分水器的使用注意事項較多,我們將其分解成以下幾個主要的問題進(jìn)行討論:(1)分水器如何檢漏?可以讓學(xué)生聯(lián)系分液漏斗檢漏方法。(2)在離支管下邊沿1cm處,為什么要預(yù)裝一定量的水?這主要從經(jīng)濟(jì)和節(jié)約的角度出發(fā),讓學(xué)生樹立經(jīng)濟(jì)環(huán)保的思想。(3)如何觀察是否有水生成?可以提示學(xué)生在預(yù)裝水位處用筆做一個記號,便于觀察現(xiàn)象。(4)搭建實驗裝置的時候分水器的支管為什么要盡量遠(yuǎn)離電熱板?這是因為活塞上涂抹的凡士林和玻璃的膨脹系數(shù)不一樣。如果把分水器放在電熱板上直接烘烤,分水器活塞將打不開,導(dǎo)致放不出水。(5)如何運(yùn)用分水器判斷反應(yīng)的終點(diǎn)?引導(dǎo)學(xué)生注意觀察分水器中分水量和回流液中含水量,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。特別要交代的是,如果水量不再增多,說明反應(yīng)已基本結(jié)束。但適當(dāng)延長反應(yīng)時間,反應(yīng)將更加充分。以上對分水器諸多方面的分析探討,能讓學(xué)生明白有機(jī)化學(xué)實驗不僅要有較多的理論支撐,還要有更多的技巧和經(jīng)驗,這需要我們善于學(xué)以致用,不斷總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn),才能保證實驗的順利完成,體驗到實驗的成功感。
4.如何設(shè)計本實驗的裝置和實驗的步驟?通過以上諸多問題的探討,學(xué)生自然而然就會明確本實驗的目的和方法,消化實驗的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對于實驗的裝置,可讓一位學(xué)生結(jié)合問題的探討和預(yù)習(xí)搭一個反應(yīng)裝置,其他學(xué)生進(jìn)行觀摩和評價。對于實驗的步驟,可以讓一位學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié),教師在黑板上按其方法書寫流程圖,其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充修改。這不僅能幫助學(xué)生及時消化所學(xué)的內(nèi)容,學(xué)以致用,同時對教師也能起到督促和檢查的作用。
三、減壓蒸餾
常壓蒸餾結(jié)束后,由于實驗條件的限制,學(xué)生不能人手一臺減壓裝置,加上生成的苯甲酸正丁酯的量較少,我們要求2~3人合作進(jìn)行減壓蒸餾。將減壓蒸餾放到實驗后再講解,也有助于分化難點(diǎn)、提高學(xué)習(xí)的效率。對于減壓蒸餾,我們設(shè)計了以下幾個問題:
1.為什么要先常壓蒸餾再減壓蒸餾?常壓下,正丁醇的沸點(diǎn)只有117℃,容易蒸出來,如果直接減壓蒸餾,易被抽到油泵里,會損壞油泵。另外,從原子經(jīng)濟(jì)的角度看,先常壓蒸出正丁醇,也可以讓原料能夠充分回收利用。
2.減壓蒸餾的原理、適用的范圍、裝置、操作方法?大部分學(xué)生通過預(yù)習(xí)已知道減壓蒸餾的原理和適用的條件,教師可根據(jù)學(xué)生回答的情況做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。但實際操作中學(xué)生可能存在諸多的問題,因此,我們采取由一名學(xué)生示范,其他學(xué)生觀摩、糾錯,教師提出問題讓學(xué)生進(jìn)行探討的方法。對于裝置的安裝,主要提醒學(xué)生每個接口都要涂油,以保證氣密性,安裝要由下至上,從左到右,橫平豎直;對于操作主要提示毛細(xì)管鼓泡速度的調(diào)節(jié)、閥門開啟的先后順序、真空數(shù)字壓力計的使用,減壓蒸餾結(jié)束時的判斷方法、閥門關(guān)閉順序等。實踐證明,這種以問題為中心,邊操作邊教學(xué)的方法要比純粹講解效果好得多。
四、課后思考題
1.實驗中不加環(huán)己烷對反應(yīng)有何影響?2.能否用強(qiáng)堿氫氧化鈉?3.本實驗成敗的關(guān)鍵在哪些地方?有何心得體會?設(shè)計問題1和2的目的是將本課程實驗的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)拓展,擴(kuò)大學(xué)生的知識面;設(shè)計問題3的目的是讓學(xué)生養(yǎng)成歸納總結(jié)的習(xí)慣,為以后的實驗或科研做一些積累。
五、教學(xué)效果
苯甲酸正丁酯合成的PBL實踐教學(xué),已取得以下幾點(diǎn)明顯的效果:
1.通過實驗前問題的設(shè)置,學(xué)生對實驗的目的、內(nèi)容、裝置、實驗步驟,以及注意事項都有比較詳細(xì)的了解,一改以往只知大概不知細(xì)節(jié),邊翻教材邊做實驗的壞習(xí)慣。
2.預(yù)習(xí)報告的質(zhì)量顯著提高。其明顯的表現(xiàn)就是:學(xué)生對實驗的提問能用簡練的語言回答,且正確率明顯提高;實驗裝置圖的繪制也不再是“依葫蘆畫瓢”,作圖規(guī)范且有創(chuàng)意;實驗步驟的設(shè)計簡潔明了,更加科學(xué)合理。
3.實驗記錄翔實。學(xué)生不僅能夠及時記錄現(xiàn)象,還能備注操作目的、分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因、問題和討論的結(jié)論,以及老師對問題的拓展等內(nèi)容,杜絕了抄襲或?qū)懟貞涗浀默F(xiàn)象。
關(guān)鍵詞:化學(xué) 問題 設(shè)計
義務(wù)教育階段化學(xué)新課程的性質(zhì)決定了初中化學(xué)必須體現(xiàn)啟蒙性和基礎(chǔ)性,要求學(xué)生不僅要掌握基本的化學(xué)知識和技能,更重要的是要在學(xué)習(xí)知識的同時,學(xué)會運(yùn)用化學(xué)知識、化學(xué)觀念、化學(xué)思想去分析和解決各類問題,并在解決問題的過程中形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。而要達(dá)到這一要求,教師就必須為學(xué)生構(gòu)建良好的求知氛圍,也就是說要為學(xué)生設(shè)計相應(yīng)的問題,在引導(dǎo)學(xué)生解決問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。所以,如何設(shè)計出高質(zhì)量的問題則成為化學(xué)教師必須面對的問題。
那么,怎樣才能設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的化學(xué)問題呢?筆者結(jié)合自己的教學(xué)實踐,總結(jié)出四個原則:
一、科學(xué)性原則
化學(xué)問題的科學(xué)性原則是指化學(xué)問題的設(shè)計必須符合客觀事實,所設(shè)計的事實、知識、思想、方法必須是真實的、符合科學(xué)規(guī)律的,在化學(xué)問題解決中所倡導(dǎo)的情感、態(tài)度與價值觀的導(dǎo)向是正確的。初中化學(xué)問題設(shè)計的知識要求并不高,但如果因過分注重考核某些技能技巧而人為編造,就可能導(dǎo)致科學(xué)錯誤。舉一個簡單的例子:常溫下配制100克50%的NaCl溶液需NaCl和水各多少克?由于NaCl在常溫下的溶解度為36克,所以,根據(jù)溶解度的相關(guān)計算,飽和食鹽溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5%。也就是說,常溫下NaCl溶液的濃度最大為26.5%,所以是不可能配制出50%的NaCl溶液的,這是一個假命題。事實上,在平時的一些測試甚至在某些地區(qū)的中考試卷中,脫離實際閉門造車的試題屢見不鮮。這種做法就會給學(xué)生造成一種錯覺,似乎化學(xué)并不一定要以實驗、以事實為基礎(chǔ),只是文字和數(shù)字游戲而已。這種做法很顯然是違背科學(xué)精神、科學(xué)原則的。
二、情境性原則
情境性原則是指將化學(xué)問題置于真實的情境中,讓學(xué)生在一種現(xiàn)實需求中解決問題,讓學(xué)生不僅體驗到解決問題的喜悅,還能在潛移默化中感知到化學(xué)在生產(chǎn)生活中所發(fā)揮的作用,從而使其加深對化學(xué)科學(xué)價值的認(rèn)識。例如:為什么可用白醋除去金屬門上的銹斑?為什么小麥出芽后要向田里拋撒草木灰?焚燒秸稈有什么危害?為什么不能過量補(bǔ)充微量元素?這些問題都來源于學(xué)生的真實生活,他們對此都有一定的感性認(rèn)識,當(dāng)然也最能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,優(yōu)化解決實際問題的能力。
另外,教師演示實驗中出現(xiàn)的“意外”也是設(shè)計情境性問題極好的素材。有實驗必然有失敗、有“意外”,這是科學(xué)研究的必然規(guī)律,教師對此勿庸諱言,而要引導(dǎo)學(xué)生一起分析探討、查找原因。在這種情況下常常會有意想不到的精彩出現(xiàn),學(xué)生的思維常會迸發(fā)出絢爛的火花。無疑,這種“現(xiàn)場直播”的問題更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。
例如,筆者在進(jìn)行葡萄糖化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)時,臨時根據(jù)如下的化學(xué)反應(yīng)原理(C6H10O5)n+nH2O――nC6H12O6,將淀粉加水后與稀硫酸混合,利用硫酸的催化作用,生成葡萄糖,再取樣加入新制的Cu(OH)2及碘液來探究淀粉的水解程度。但事實上,無論教師怎么加熱,都沒有出現(xiàn)紅色沉淀,實驗“失敗”了。對此,我沒有掩飾,而是組織學(xué)生討論:為什么實驗會失敗?學(xué)生的積極性一下子被調(diào)動起來了,有的說可能是淀粉中含有雜質(zhì),有的說NaOH溶液太少,還有的說是H2SO4過量了,破壞了反應(yīng)的堿性環(huán)境,不一而足。我則因勢利導(dǎo),指導(dǎo)學(xué)生現(xiàn)場進(jìn)行試驗探究,最后終于找出了問題之所在,原來是酸加多了,將反應(yīng)的堿性環(huán)境破壞了。這一節(jié)課我至今記憶猶新,當(dāng)時學(xué)生在課堂上所表現(xiàn)出來的激情靠題海戰(zhàn)術(shù)是絕對訓(xùn)練不出來的。
三、實踐性原則
實踐性原則是指化學(xué)問題的設(shè)計要充分體現(xiàn)化學(xué)問題解決過程中的探究性和體驗性,使學(xué)生在解決問題的過程中運(yùn)用化學(xué)試驗、觀察、參觀、討論等多種方法解決問題,在解決問題的過程中提升化學(xué)素質(zhì)。初中化學(xué)課程中的實驗,雖然大多數(shù)是對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化規(guī)律的再認(rèn)識,但從本質(zhì)上看,這一過程與科學(xué)家進(jìn)行的研究試驗在模式上是一致的。另外,建構(gòu)主義的教學(xué)原則也反對簡單機(jī)械地處理學(xué)習(xí)內(nèi)容,希望把學(xué)習(xí)置于真實的、復(fù)雜的情境之中,從而使學(xué)習(xí)者能夠?qū)⒃谶@種背景下學(xué)到的知識和技能在其他的情境中進(jìn)行遷移。這種教學(xué)思路也可以通俗地稱為“做中學(xué)”。
每逢冬季下雪,筆者都會根據(jù)教材設(shè)計以下的實踐性課題:
1.教材(滬教版)上講“寒冷的冬季,人們常向公路上的積雪撒些鹽,使冰雪能較快融化”,那么下列哪種鹽使冰雪融化的速度最快?A.NaCl;B.KNO3 ;C.MgSO4。對此問題的解決,由學(xué)生自己設(shè)計方案,自己動手操作完成,不追求結(jié)果的正確度,更多地關(guān)注學(xué)生的參與性。
2.為了恢復(fù)交通,政府組織人力向一些交通主干道上大量潑撒融雪劑,融雪劑的主要成分是什么?在融雪之后它對環(huán)境有什么不利的影響?可以采取什么方法消除這些不利影響?
對這個問題的設(shè)計,其目的主要是引導(dǎo)學(xué)生能從化學(xué)的視角來關(guān)注周圍的世界,并能借助互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代媒體來獲取解決問題的信息,同時通過相互之間的合作與交流來解決問題,培養(yǎng)團(tuán)隊精神。當(dāng)然,問題的結(jié)果對于初中學(xué)生來講肯定不是第一位的。
這樣的問題在現(xiàn)實中還有很多,我想只要我們教師多做有心人,一定會設(shè)計出更多更有啟發(fā)性和實踐性的問題來。
四、開放性原則
開放型問題是指不具備完整的初始條件、目標(biāo)狀態(tài)和轉(zhuǎn)換手段的一類問題。對這類問題的解決, 一方面能使不同的學(xué)生都能產(chǎn)生自己的思考結(jié)果,獲得成功的喜悅;另一方面又可以使學(xué)生從不同的角度思考問題,提出不同的解決方案,從而使其創(chuàng)造性思維得以發(fā)展。開放性問題的開放不是指問題形式上的變化,而應(yīng)體現(xiàn)在學(xué)生的思維過程之中。教師設(shè)計的開放性問題應(yīng)具有發(fā)散性、探究性、發(fā)展性的特點(diǎn),使學(xué)生在解決問題的過程中,能結(jié)合已有的經(jīng)驗,運(yùn)用觀察、分析、綜合、類比、歸納、概括和演繹等方法,從不同的角度摸索解決問題的線索,選擇最優(yōu)途徑或方案來解決問題。
例如:1.如何鑒別稀HCl、Ba(OH)2、Na2CO3三種無色溶液?
2.如何解決城市生活污水問題?
3.怎樣從化學(xué)的角度理解“構(gòu)建和諧社會”?
這些問題的答案是不確定的,也就是說沒有所謂的標(biāo)準(zhǔn)答案,問題設(shè)計的目的是培養(yǎng)學(xué)生從不同層面、不同視角看問題的能力,開闊學(xué)生的視野,從而為將來解決實際問題奠定基礎(chǔ)。當(dāng)然,由于開放性問題答案的不確定性,如何評判學(xué)生的回答也就對教師的教學(xué)理念和業(yè)務(wù)水平提出了更高的要求。但不管怎樣,教師對學(xué)生的回答不能求全責(zé)備,要以鼓勵為主,要允許學(xué)生犯錯,要讓學(xué)生敢于發(fā)言、樂于發(fā)言,對學(xué)生精彩的發(fā)言,教師還要不吝美詞。另外,教師還可以組織學(xué)生相互之間進(jìn)行點(diǎn)評,通過相互之間的交流,產(chǎn)生思維的碰撞,從而找到最佳的答案。其實,這種方式才是最理想的。
在實際的教學(xué)實踐中,我們教師常常感到學(xué)生只滿足于接受教師傳授的知識,不能提出問題,其實這也不能完全責(zé)怪學(xué)生,因為在很多時候,我們并沒有教給學(xué)生提問的方法,或者我們自己也沒有認(rèn)真研究過這個問題。所以,我想,如何恰如其分地設(shè)置問題,應(yīng)該是我們每一個教師都必須研究的課題,從而切實落實課標(biāo)對我們提出的教學(xué)要求。
參考文獻(xiàn)
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醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)是一門實驗技術(shù)學(xué)科,培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的實驗技能是醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。實驗技能的培養(yǎng)與化學(xué)實驗的教學(xué)密切相關(guān),學(xué)生整個化學(xué)實驗過程中操作規(guī)范化的熟練程度可以反映其操作技能的高低,也是實驗結(jié)果準(zhǔn)確性的根本保證。操作技能包含順利完成整個實驗的各種能力,如:動手操作能力、觀察判斷能力、歸納總結(jié)能力、溝通協(xié)作能力、統(tǒng)籌思維能力、獨(dú)立分析解決問題能力和創(chuàng)新能力等等。操作技能各種能力的總和就是實驗技能。因此,操作技能是實驗技能的基礎(chǔ),實驗技能如何發(fā)展有賴于操作技能的提高。所以,無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中必須突出專業(yè)特點(diǎn),緊扣培養(yǎng)具備工作實際能力的高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型專門人才的目標(biāo),加強(qiáng)無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué),強(qiáng)化操作技能訓(xùn)練,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步培養(yǎng)實驗技能。
2淡化學(xué)科觀念強(qiáng)化服務(wù)意識
醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)的畢業(yè)生與地方經(jīng)濟(jì)和醫(yī)學(xué)檢驗相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相適應(yīng),面向醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)一線崗位從事臨床檢驗技術(shù)、實驗室技術(shù)等方面的工作。即便是工作崗位具有先進(jìn)的檢驗設(shè)備,醫(yī)學(xué)檢驗人員也必須具備較強(qiáng)的實踐操作能力,如分析儀器的校正,常用試劑的配制等,更何況農(nóng)村醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)檢驗設(shè)備未必都大型、先進(jìn)。因此,培養(yǎng)的學(xué)生必須具有職業(yè)素質(zhì)高、基礎(chǔ)知識扎實、操作能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等特色。無機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)必須根據(jù)學(xué)生就業(yè)崗位的需要,淡化學(xué)科意識,服務(wù)于專業(yè)課程,為學(xué)生的職業(yè)拓展提供平臺,體現(xiàn)“以生為本”,著眼于學(xué)生人文精神和理科素養(yǎng)的提高,緊貼于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,服務(wù)于學(xué)生整體專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。為此,鑒于無機(jī)化學(xué)課時少(總學(xué)時32),教材版本變換頻繁,內(nèi)容不統(tǒng)一的現(xiàn)狀,漯河醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校化學(xué)教研室根據(jù)各系部專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求,合理制定課程標(biāo)準(zhǔn),討論優(yōu)選實驗內(nèi)容,開發(fā)校本實驗教材《分析測試實驗指導(dǎo)》,各專業(yè)構(gòu)建新的實驗教學(xué)新體系。如,漯河醫(yī)學(xué)高等??茖W(xué)校醫(yī)學(xué)檢驗技術(shù)專業(yè)目前選用的《無機(jī)化學(xué)》教材是由人民衛(wèi)生出版社出版、牛秀明主編的全國高職高專“十二五”規(guī)劃教材,但教材中的實驗部分缺少化學(xué)實驗的基本知識,如實驗室管理、實驗室安全、常用儀器簡介、化學(xué)實驗基本操作規(guī)程及實驗數(shù)據(jù)記錄和實驗報告書寫等等相關(guān)規(guī)范內(nèi)容,如果忽略此部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),對醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的學(xué)生來講,強(qiáng)化操作技能,培養(yǎng)實驗技能,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),基礎(chǔ)課為專業(yè)課和未來工作的需要服務(wù),就成了空洞的目標(biāo)。因此,我們適度增加了這些內(nèi)容的教學(xué),同時增加緩沖溶液的配制與性質(zhì)實驗,注意與生化檢驗課進(jìn)行銜接;并將化學(xué)實驗與醫(yī)學(xué)檢驗專業(yè)的衛(wèi)生檢驗員資格證書考核結(jié)合起來安排實驗內(nèi)容。按照校內(nèi)自編教材增加此部分內(nèi)容后,收到了良好的教學(xué)效果。
3掌握學(xué)生基礎(chǔ)合理安排教學(xué)措施
開課之初,對新生進(jìn)行問卷調(diào)查,對學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)摸底。招生時的文理兼收,入校后的大班學(xué)習(xí),造成了同班學(xué)生文理基礎(chǔ)差異顯著,部分學(xué)生連常見的玻璃儀器都不能辨認(rèn),實驗無法同步完成,為解決文科學(xué)生理科知識的相對薄弱、理解和接受化學(xué)知識的相對困難、動手實驗?zāi)芰ι圆畹葐栴},在上課學(xué)時少,教學(xué)任務(wù)重的情況下,鼓勵和幫助文科學(xué)生做好實驗,安排實驗小組時采取文理生混合編組的方法,互補(bǔ)學(xué)習(xí);嚴(yán)把實驗制度關(guān),如,一對一幫扶制度、獨(dú)立操作制度、實驗前預(yù)習(xí)制度、課堂提問討論制度、實驗后反思總結(jié)制度、書寫實驗報告制度、實驗教學(xué)督導(dǎo)制度等等。這些舉措較好地培養(yǎng)了學(xué)生的實驗技能。
4創(chuàng)新教學(xué)方法豐富教學(xué)手段
多年的教學(xué)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的實驗課教學(xué)方法存在弊端,盡管實驗前教師將實驗?zāi)繕?biāo)、實驗原理、實驗內(nèi)容及步驟、實驗用品及操作方法、有關(guān)實驗注意事項等內(nèi)容全部詳細(xì)講解,一部分學(xué)生仍然不知從何做起,尤其是文科學(xué)生,學(xué)生自己實驗時需要指導(dǎo)教師分別重復(fù)講解實驗內(nèi)容,這樣既浪費(fèi)時間又影響實驗效率。為此,要求學(xué)生課前必須預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容及實驗相關(guān)知識,并寫出實驗預(yù)習(xí)報告,對實驗關(guān)鍵內(nèi)容及注意事項進(jìn)行思考并提出問題。在實驗教學(xué)時合理安排講授時間與實驗操作時間,實驗課開始時,講解實驗?zāi)繕?biāo)、實驗原理、實驗內(nèi)容,并在講解時與學(xué)生之間進(jìn)行互動討論,以便鼓勵學(xué)生按照實驗原理對實驗操作步驟詢問“為什么”。待學(xué)生認(rèn)領(lǐng)清點(diǎn)儀器后,再組織學(xué)生一起講解實驗操作步驟、示范性演示儀器使用方法,強(qiáng)調(diào)實驗中的注意事項。實驗完成后,要求學(xué)生對整個實驗過程進(jìn)行總結(jié)和分析,總結(jié)實驗成功的經(jīng)驗,分析討論實驗中存在的問題,反思和糾正實驗中的不足,通過學(xué)生自己來全面充實完善實驗報告內(nèi)容。這種做法減少了學(xué)生操作過程中的錯誤,增加了正確使用儀器的機(jī)會,同時也促進(jìn)學(xué)生改變了對待實驗的態(tài)度,提高了學(xué)生實驗操作的自信,也對今后的實驗提供借鑒和幫助。對于規(guī)范的基本實驗操作、一些需要觀察實驗現(xiàn)象的實驗操作、較復(fù)雜的實驗操作、危險性較大的實驗操作,教師實驗前采用多媒體教學(xué)技術(shù)的方法,放大實驗現(xiàn)象,提高實驗?zāi)芤姸龋惶峁┠M的實驗環(huán)境,熟練掌握實驗操作規(guī)范和操作技能;既保證了學(xué)生實驗操作的正確性、規(guī)范性和安全性,又有利于增加學(xué)生實驗的自信心,激發(fā)他們動手的欲望。培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)格遵守技術(shù)操作規(guī)程的工作作風(fēng)和相互協(xié)作、大膽工作的能力。
5貫穿綠色化學(xué)理念增強(qiáng)學(xué)生環(huán)保意識
無機(jī)化學(xué)實驗用到的化學(xué)藥品較多,在不影響實驗效果的前提下,盡量減少試劑用量,增加微型實驗,使無機(jī)化學(xué)實驗綠色化;盡量減少和替代刺激性或有毒試劑的使用,主動地減少和消除實驗室的化學(xué)污染,體現(xiàn)綠色化學(xué)原則;要求學(xué)生將在實驗過程中產(chǎn)生的廢液、廢渣和剩余少量物品等,都分別統(tǒng)一收集到實驗室制定的廢液回收桶和廢渣回收杯中,實驗完畢統(tǒng)一處理。廢氣通過實驗室通風(fēng)裝置壓出。這樣,既避免了“三廢”對環(huán)境產(chǎn)生的污染,又讓學(xué)生在實驗的點(diǎn)點(diǎn)滴滴中接受環(huán)保教育,愛護(hù)環(huán)境,珍愛生命。在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的意識和責(zé)任。
6創(chuàng)新實驗評價方法重視綜合素養(yǎng)提高
學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)主要在于興趣,而興趣的培養(yǎng)不是自發(fā)的,需要老師進(jìn)行有益的啟發(fā)、教育和耐心的培養(yǎng)。這種意識滲透到整個教學(xué)過程中,可以起到事半功倍的效果。這是啟發(fā)式教學(xué)必不可少的重要一步,因為它直接牽動著學(xué)生發(fā)現(xiàn)、探索問題的興趣。有機(jī)化學(xué)的教學(xué),可以通過講與每章有關(guān)的社會熱點(diǎn)問題或與該章有關(guān)的有趣的事來激發(fā)學(xué)生的興趣。比如醇那一章,可以結(jié)合檢測醉駕的原理來講,講講如何檢測酒精含量及如何醒酒。緒論可以結(jié)合日常生活中的衣、食、住、行來講,學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)可以指導(dǎo)人的衣、食、住、行。比如有趣的食,可以用一些大家喜歡吃的肯德基快餐、可樂為例,分析這些食品的主要有機(jī)成分,以及給人體帶來的傷害。還可以講一下最佳的膳食平衡,每種食物提供給人體哪種營養(yǎng)成分,這些營養(yǎng)成分的有機(jī)結(jié)構(gòu)是什么?缺少了會怎樣?等等。立體異構(gòu)體那章,可以先讓學(xué)生自己動手做分子模型,然后再去觀察實物與鏡像的關(guān)系。烯烴的親電加成,可以先顯示烯烴使溴的四氯化碳溶液褪色的實驗。經(jīng)驗告訴我們,這樣的方法可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
二、要激發(fā)學(xué)生的好奇心
古希臘教育家亞里士多德講過一句名言:“思維自驚奇和疑問開始”。課堂上教師的提問可以有效地發(fā)展學(xué)生的思維能力。師生互動可以通過老師提問學(xué)生回答來完成,還可以通過學(xué)生提問老師回答來完成。這就要求老師在課堂上須巧設(shè)疑問。比如講烯烴的化學(xué)性質(zhì),老師可以先講幾個實驗現(xiàn)象,并把相關(guān)的反應(yīng)方程式寫出來,讓學(xué)生分析一下主要發(fā)生了什么反應(yīng),再結(jié)合前面章節(jié)的內(nèi)容,讓學(xué)生大致寫出反應(yīng)機(jī)理,并把反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分類,比如是親電加成還是親核加成等等。羧酸那章就羧酸同時存在羰基和羥基,老師可以向?qū)W生提出如下問題:1.與醛或酮相比,羧酸中羰基的親核加成活性如何?2.羧酸中羥基的氫原子與醇的相比,為什么酸性更強(qiáng)?面對這些問題,學(xué)生利用已學(xué)過的知識可以一一解答。這樣該章的學(xué)習(xí)就會變得很輕松。學(xué)生可以實現(xiàn)由“學(xué)會”到“會學(xué)”的轉(zhuǎn)變。
三、要引導(dǎo)學(xué)生多議
課堂上學(xué)生產(chǎn)生疑問怎么辦?是由老師一個一個來解決,還是分類匯總后解決,抑或由學(xué)生一起討論來解決?由于課時的限制,最好的辦法就是引導(dǎo)學(xué)生多議多問,讓學(xué)生相互之間開展討論,自己解決發(fā)現(xiàn)的問題。老師可以在課堂上提問,然后分組進(jìn)行討論,引導(dǎo)學(xué)生自己解決問題。比如講酯的親核取代和克萊森縮合反應(yīng)時,老師可以提出問題:以醛酮羰基的親核加成及羥醛縮合反應(yīng)為基礎(chǔ),分析一下酯可以發(fā)生哪些反應(yīng)?以小組為單位進(jìn)行討論。最后交上來的答案基本上是完整的。當(dāng)然,問題也不要總是由老師提出,老師還要引導(dǎo)學(xué)生自己提出問題。比如講共軛二烯烴的1,4加成,老師可以先寫第一步機(jī)理,按照單烯烴的性質(zhì)先進(jìn)行第一步,生成一個碳正離子中間體,第二步老師可以直接寫出和單烯烴一樣的1,2加成產(chǎn)物,然后問學(xué)生:有疑問嗎?有不同的想法嗎?這個例子我們曾經(jīng)試過,有很多學(xué)生舉手提出了疑問。學(xué)生會問,第一步生成的碳正離子中間體為什么不重排?它是烯丙型的碳正離子,正電應(yīng)該可以分散到另一個碳上,這樣第二步就應(yīng)該形成1,4產(chǎn)物。學(xué)生能這樣分析問題就說明他們把前面章節(jié)學(xué)的知識都掌握了,也能激發(fā)出想問題的樂趣。這樣,學(xué)生課后就會按照課堂上的模式進(jìn)行提問和討論,問題也就迎刃而解了。
四、要理論與實踐相結(jié)合
化學(xué)是一門實踐性的科學(xué),除了理論學(xué)習(xí)外,還要與實踐相結(jié)合。我們選擇部分學(xué)生特別是畢業(yè)后繼續(xù)讀研和從事化學(xué)化工類工作的學(xué)生,一般在大二開始進(jìn)入教師課題組,在老師的指導(dǎo)下完成一個課題的研究。比如我們學(xué)校的有機(jī)化學(xué)課都是在大二開的。上課時,教師可以先了解學(xué)生的情況,了解有哪些學(xué)生打算考研?有哪些學(xué)生對化學(xué)有興趣,今后有可能從事與化學(xué)有關(guān)工作的?又有哪些學(xué)生對化學(xué)沒興趣,以后不想從事與化學(xué)有關(guān)的工作?挑出一些想考研的和想從事與化學(xué)有關(guān)工作的學(xué)生參與課題組,一般是占班上人數(shù)50%的比例。然后將他們分成四個組,每個組有一個研究課題,課題與所講的內(nèi)容有關(guān)。讓他們從查閱文獻(xiàn)、總結(jié)文獻(xiàn)開始做,由他們自己先提出實驗方案,然后老師再指導(dǎo)他們確定最佳的實驗方案。實驗方案確定后,由學(xué)生自己準(zhǔn)備藥品和儀器,進(jìn)行實驗操作。這樣,他們在查閱文獻(xiàn)時可以了解化學(xué)的發(fā)展動態(tài);提出實驗方案時可以對所學(xué)的反應(yīng)做個總結(jié)和比較;準(zhǔn)備藥品和儀器時可以了解一些化合物的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)及一些儀器的用途。舉個例子來講,當(dāng)講到酸與醇的酯化時,教師可以讓學(xué)生做一個與酯化有關(guān)的課題。由于酯化是個可逆反應(yīng),不斷地有水生成,要使這個反應(yīng)向右進(jìn)行,最好是把產(chǎn)物之一水移走。實驗時可以讓學(xué)生做個對比實驗,一個是沒裝分水器的,就是讓水留在體系里,一個是裝了分水器的,將水通過與有機(jī)溶劑共沸帶出來。實驗后會發(fā)現(xiàn)后者的酯化收率較高,這樣學(xué)生就明白了移走產(chǎn)物之一反應(yīng)會向右進(jìn)行,收率會較高。每屆參加課題組的學(xué)生都會有不少收獲,做得好的最后還發(fā)表了論文,這些論文可以參與評獎學(xué)金,還可以參與保研等等。學(xué)生因此積極性特別高。學(xué)完了有機(jī)化學(xué)后,大部分學(xué)生還想繼續(xù)留在課題組做實驗。通過理論聯(lián)系實際,學(xué)生不僅用實驗驗證了學(xué)到的理論知識,還可以鍛煉動手能力,從實驗中發(fā)現(xiàn)樂趣,提高學(xué)習(xí)的興趣,并且可以為以后的繼續(xù)深造打下很好的基礎(chǔ)。
五、改革考核方式和內(nèi)容
有機(jī)化學(xué)的考核以前主要采取一考制,即由最后的期末考試決定成績。這種考核方式容易使學(xué)生死記硬背,而不會靈活應(yīng)用,并且考完就容易忘記。我們對考核內(nèi)容和考核方法進(jìn)行了改革??己朔椒ǜ某捎善綍r成績、期中成績、期末成績?nèi)糠纸M成。平時成績由出勤率、平時作業(yè)、平時討論及平時實踐來決定;期中考試形式可以靈活一點(diǎn),可以考試,可以寫論文,也可以用課堂作業(yè)甚至是綜合性的設(shè)計實驗;期末考試的題不要局限于選擇、填空、合成、機(jī)理等類型,可以適當(dāng)?shù)丶有┡c日常生活緊密聯(lián)系的實驗綜合題。以前的一考制容易造成很多學(xué)生不來上課。考核加上出勤率后到課率基本上是100%。有機(jī)化學(xué)一般都是三節(jié)課連上,三節(jié)課都講新課可以講很多內(nèi)容,學(xué)生一下消化不了,加上一點(diǎn)討論題可以讓課堂變得輕松,課堂氣氛好很多,留出較多的時間讓學(xué)生去思考。這樣,師生之間及學(xué)生之間的關(guān)系會更融洽,而且學(xué)生分析問題的能力可以得到強(qiáng)化。參加了課題組的學(xué)生可以加上實踐分,沒有參加課題組的學(xué)生可以加上討論分。這樣,期末考試的壓力就減輕了很多,補(bǔ)考率也會低很多。我們現(xiàn)在采取的考核方式就是平時成績(25%),期中成績(25%),期末成績(50%)。平時的出勤率很高,平時作業(yè)也完成得很好,討論題都很積極,而且印象深刻,討論題如果出現(xiàn)在期末試卷上,同學(xué)們沒有人不會答,參加實踐的人也很多,最后取得的成績非常好,期末考試卷面成績不及格的很少,比以前有不少30~40分的現(xiàn)象好很多,總評基本上沒有不及格的。這種改革逐漸改變了學(xué)生考前突擊死記硬背、走出考場頭腦一片空白的現(xiàn)象,學(xué)生在多方面得到了發(fā)展。
六、總結(jié)