发布时间:2023-11-24 10:36:55
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇有机化学知识汇总范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
引言
药学专业的有机化学实验考核主要是针对学生进行学习的理论以及实验动手能力的考核,是学生在学期间的学习内容的整体汇总评价,实验考核的最终目标是考察学生是否具备了一定的实际操作能力,即对知识掌握能力是否达到了教学的要求,但是当前由于众多的学校只是重视学生的最终考核成绩分数,却对实验考核真正目的进行了选择性忽略,导致当前出现了众多考试过关但是自身能力不合格的学生大范围出现的现象。本文即从有机化学实验的考核改革方向出发,进行改革方式的探讨,希望能够使得有机化学的实验考核更具有现实意义。
1药学专业有机化学实验考核的现状
1.1考核方式简单且实用性较低
当前的药学专业有机化学的实验考核模式存在着较为严重的问题,仍是以单纯的考试为主要的方式,学生针对整个专业的学习的最终目的不是在于自己是否获得了多少重要的知识,而是在于紧张自己是否能够应付于考试,对于学习的内容死记硬背居多,大多数都是在进行考试完毕,获得相应学分之后,所学的知识大部分全部忘记了。所以当前的考核方式造就了一批不精不专,没有太多实用性的学员,这也是当前我国的教育方式存在的严重问题的主要表现之一。
1.2考核方式获取的结果无法反应学员的真实情况
当前的药学专业有机化学实验考核中存在的问题,不单单是从实用上无法真正的掌握学生实际的动手操作能力,对于学生水平无法做出准确的判断,而且由于这种考核模式的长期存在,也导致了当前的学生在进行学习的过程中无法提出更高的热情进行学习,对于学习过程中的实验课的参与性和积极性也无法得到有效的提高,所以,当前我国的重点的工作方向应该放在对于有机化学实验考核的标准上,针对当前的问题做出相应的调整和改革,使得考核变得更具实际意义,对于学生和工作单位来说都有着重要的意义。
2药学专业有机化学实验考核的改革方向
2.1提高对化学实验课的重视
要对于药学专业的有机化学实验考核进行改革,首先要做的就是要增强在平时教学中的对于化学实验课的重视程度。任何的教学都是以理论为基础,以实践操纵能力为目的的教学,学生的动手能力以及实践能力的增长和熟练掌握才是教学的的真正意义。这就要求在平常的教学过程中要做到实现独立开课,并且相应的增加实验课的学时和学分,是学生在学习的过程中提高重视,这样一来,学生不但会增加对于实验课的学习积极性,也会使得学生不得不对于基础理论的学习投入更大的精力。
2.2实现考核方式的多元化
针对之前的考核方式的单一化,进行考核内容的多元化,我们要确定进行学生的有机化学的实验考核是一项技能标准,而不是进行单一的学习能容的重复应用,之前的好多的考核的内容和方式多多相对简单和容易,大都是曾经学生直接接触或是操作过的实验内容,那么针对这一现象,要实现学生的实际操作能力的增长,以及实现实验考核的真正价值,就要进行考核方式的多元化,不是单单的题材准备好就行最终的考试,而是将学生的实验的考核深入到每一次的学习过程中去,摒除“一锤子”通过式的考核方法。从学生开始学习开始做统计,将学生的每一次学习,都做以记录,最后在临毕业之时,将成绩汇总,一方面可以得出学生的最终是否掌握了真正的化学实验的相关知识和技巧,另一方面也能提高学生的积极性,以及对于每个学生的学习能力作出综合评估。
2.3实现考核内容的多样化
对于有机化学实验考核的内容,不应该只是简单的题目的操作,最终决定或是考核学生的动手能力以及基本的知识理论的掌握,对于化学实验的考核内容,应该更为全面化。要体现出考核的最高价值,就要体现其全面化,在学生的学习过程中,不应该只是进行单纯的教育式学习,这就要求要提高学生的问题意识,使得学生在学习的过程中不断的进行问题的提出与解答,这样对于学生的创造性,有着极为重要的影响。所以在进行化学实验的考核内容当中,不单单是进行基本手法和理论的考核,还要包含一部分的创新角度的考核内容。这样对于学生个人的综合的能力的评价将有着一个全新的认识和度量标准,对于优秀学员的提拔和录选有着更为重要的意义。
2.4实现考核体系评价的客观化
当前的考核的内容,更多的具有主观色彩,因为进行考核的方向在基本确定之后,需要考核的不单单是对于学生自己掌握理论知识和实际操作能力,学生的应变能力以及自我调整能力的考核也相对重要,所以,这就要求在进行学生的有机化学实验考核的过程中要做到:第一,教师的安排,为了更能体现评价的客观性,应该挑选不了解学生给你平时成绩的老师进行评判,这样会去除一定的主观意向,给学生的动手能力以相对公正的评价,第二,对于学生的实验内容的考核,要选择临时选取式,学生在既定的考核内容中抽取进行实验操作,这样对于学生的实际能力与水平的要求相当于又有所提高,这样得出来的分数偏高的学生,其真实的水平则具有了相当程度的可参考性。
3总结
药学专业的有机化学的实验考核的改革,还需要不断的实践经验进行探索和总结,务必结合我国的具体国情以及教学现状作出相对合理的模式变更,在这一过程中,最终的考核实际上并不是最终的目的,最终的目的是取得一个较好的方式来进行人才的培养,是相关的教育机构能够更高效率的将专业知识进行有效的传达,是学生的学习的内容能够真正的快速掌握,并运用到实践当中去。
参考文献
[1]胡江虹.突出高职特点的《有机化学》教学改革[J].吕梁教育学院学报,2013年02期
高职和大学的教育存大着一定的差别,其表现主要有两点分别是: 在培养的标准上,高职主要培养技术型人才; 在培养的形式上,高职以社会的需求为目的,以适用的能力为主设计相对应的培养方案,以学生的应用能力为重点进行培养人才。有机化学属于药学专业一门比较重要基础性课程,可以直接称其为药学的核心。在经过对有机化学的学习后能让学生更好的学习药物的组成结构及其性质合成,了解药物的结构及药效的相互联系。为以后的药物生产,药物质量的检测及新药的研发打下坚实的基础。在高职,有机化学教育的改革实践中出现了很多非常出色的教育工作人员。针对教育方法他们提出了很多观点。从总的方面来看,所有高职院校的有机化学课的学习还没有更有效的方法。本文以高职院校学生学习水平差课时少有机化学知识应用广的一些主要特点,提出了在有机化学的教学中着重关注的问题,为培养合格的药学专业人才尽一份力。
1有机化学与药学的关系
药学和有机化学的是同时存在的,他们一同走过了极为久远的历史路程。有机化学是在19世纪初其出现的,有机化学当时注重的是关于有机体的问题,针对的目标大多数是,从有机体中经过分离纯化的有机化合物。药学的持续发展,也在带动着有机化学的进步。我们坚信药学和有机化学在将来的社会发展中它们依旧会相互紧密结合,共同促进发展。因此学生们如果能把有机化学学好可以为药学专业起到非常大的作用。
2有机化学的课程特点
有机化学所研究的是有机化合物这一门科学。研究其结构,理化性质、合成方法、应用及命名,以及有机化合物相互间的转变所遵照的规律等。针对有机化学的课程来说,最主要的特点是其整体性特别强,大多数教学内容都遵照各官能团化合物来给章节顺序排列,但它们没有被孤立也不是零散个体,他们都有着很强的联系。因此把握好有机化学教学的结构,对于学好这门学科是比较有益的。
3有机化学在高职药学专业中,探讨内容整合、编排方式及教学方法
在选择教材的,高职医药类专业大都选择用刘斌主编《有机化学》,内容主要以官能团教授各有机化合物的相关的主要化合物,着重讲述构效关系有机化学原理。在结合高职教材的基础理论问题,以基础知识和基本理论为重点介绍,让学生可以从整体上理解并运用有有机化学的相关知识,避免针对性的理论知识讲述,应尽可能的采用药学普遍的化合物及化学现象的案例,增强实际应用性。在有机化学的教学经验中了解到,如一程不变的按原来的课本的顺序拿过来应用,在学习的过程中教学人员与学生都会感到自如,但当把教材的内容学完后大多数的学生都会感觉有机化学的知识太过复杂,各种化合物品种众多,需要硬背的知识太多。在这样一种问题上,依照大学的有机化学课本,对高职的教学内容进行一定的编排和调整,全部的课程分为三个部分。第一部分有绪论、命名和异构 ,这一部分是讲述,有机化学的历史、基本理论概念这些基础性的内容。学习有机化学这类学科的内容,对于高职学生来说并没有什么自信心。如果在学习的初期学生对学习就没产生兴,让学生对这一学科失去自信心的话,那么在以后的教学中,对老师和学生都会是一种折磨。因此开始对基础内容的理解程度,对于学生和老师来说非常重要的。这就使教师用简洁易懂、有趣的方法把有机化学的内容在药学中的作用,展现给学生。用易懂的形式把有机化学的理论知识解释给同学,让学生深入理解,让学生树立学好有机化学的信心。第二部分,几章化合物的相关内容。这几种化合物比较简单,主要的难点就是对学生清楚讲述基础的有机化学中的基础概念及术语,讲述的目的是让学生深入的理解。教师在教学过程中要注重引导学生自主的学习提高学习的水平。第三部分,讲从醇到药用,高分子材料的内容。这一章节化合物的理化性质有些杂乱不好理解,如果我们仔细分析便会察觉,其化合物的理化性质是由其自身的结构特点位判定的。因此本章的重要学习内容是在了解各化合物的性质结构及其变化的基础上,深入清楚并分析各类化合物其结构特征和理化性质之间的联系,主要是各类化合物电子效应,只要掌握其分析的方法,推测其自身的理化性质就容易多了。并且是高职学生对有机化学学习的主要目的。第四部分,有机合成的简介,在有机化学中,最难学习的部分便是有机合成,其主要是熟悉和掌握各类化合物的理化性质和相互转化反应的基础上,建立适合的逆合成分析思路。使学习者对整体内容关于化合物性质归类汇总,在其思想中形成一套完整的体系,然后经过多多的练习来设计形成思路。对于高职的学生这章的内容难度较大。
4结束语
在我们的教学中,首先必须要跟学生说明有机化学这门学科,其在药学专业中的地位是不可替代,不可动摇的。在引导学生对学习产生兴趣的基础上,再把有机化学这一学科的基本特征展现给学生,循序渐进的进入到主题的内容上。此种方式的学习经进实际的实践,得到了很好的效果。但是,教学没有固定的模式和方法法,教师的教学方式与方法也应随着目标人才培养、学生自身的能力发生改变。
参考文献:
[1]许玉芳.高职药学专业有机化学教学探索[J].漯河职业技术学院学报,2011.
[2]黄声岚.高职药学专业有机化学教学法探讨[J].海峡药学,2014,26(03).
1讲好绪论,让学生体会到学习有机化学的有用性。
思维活跃是九零后大学生的重要特点,感兴趣与否经常成为他们学习动力的出发点,尤其是环境工程专业学生较多是由其它专业调剂而来,他们对环境工程专业不了解,可能更不感兴趣,如果一开始就从专业学习需要的角度引导可能会事倍功半了,起不到激发他们学习兴趣的效果。因此,在绪论开始讲解部分,我们通常以糕点和饼干中常见的氢化植物油例子,通过让学生了解其特点和危害让他们明白本专业的有机化学这门课程可以直接指导他们的日常生活。接着再以阿司匹林的开发,苏丹红事件等事例[3-4],让学生明白有机化学的知识非常重要,既可以来造福人类也可能会危害社会,所以对于知识应当树立正确的态度,同时结合有机化合物分析检测仪器的性能不断发展让他们明白他们所要学习的内容不仅是人们对过去认识总结的书本知识,更会带来新的问题和要求亟待他们去解决和实现。在有机化学发展情况简介方面,以井冈霉素,青蒿素的开发研究,以及有机化学家黄鸣龙的人名反应和屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖的故事,让学生明白我们国家在有机化学研究方面的成绩和差距,从而逐渐克服畏难情绪,激发学习热情。而在有机化学理论知识学习方面,适当引入理论研究者的一些故事,比如在杂化轨道理论学习中,加入其创始人鲍林整个人生的一段争议。让学生能够多角度了解有机化学理论和知识产生的过程,化枯燥的机理知识为生动具体的事例。
2帮助学生认识到有机化学在环境工程专业培养体系中的重要性和价值
正是由于有机化学在日常生活中的广泛应用,有机化合物也成为重要的污染物之一,人们追求有机化学产品的稳定性与耐用性与其废弃物的处理难度之间存在必然的正相关关系,环境工程专业有机化学的学习目的就是帮助学生认识和掌握有机污染物的性质,来源,转化规律等内容。由于有机化学多在大一的课程中开设,学生还没有相应的环境工作知识背景,因而在章节学习过程中应当有必要通过多种方式和手段从环境工程专业素养提升角度展开有机化学知识体系的学习。让他们提前认识到有机化学的知识在环境工程专业学习中的重要性。例如,在醛酮章节部分,通过对甲醛小专题研究,让学生明白为什么甲醛会成为日常生活中常见的有机污染物,如何利用甲醛等室内气体污染物易被臭氧或者催化氧化的特点开发室内空气净化器。
3多种引导形式构建学生学习和应用有机化学知识的平台
3.1帮助学生熟悉有机化学学习基本规律
初学者大多都会感觉有机化学的知识内容繁多,机理深奥难于理解,对于地方本科高校的学生来说,在记忆力和抽象思维能力都是重要考验。因此在实际教学中结合学生以及环境工程专业的学习特点对内容进行了取舍和梳理,着重讲解烃类和有机含氧化合物,有机含氮化合物简要介绍,天然化合物作为自主学习内容。在知识体系上面分为纵横两方面,横向体系从甲烷,乙烯,丙炔,苯开始循序渐进地延伸到饱和烃,不饱和烃以及芳香烃,烃加氧之后有了醇酚醚,醇酚醚,醇初步氧化得到醛酮,再进一步氧化形成羧酸及其衍生物。它们也可以在适当条件下被还原为醛酮,醛酮又可以被还原为羧酸。纵向方面,以命名,典型化合物特点,化学反应规律以及涉及机理为重点进行介绍,最后还要进行相应的专题总结[4]。例如各种机理的归纳汇总,鉴别方法的对比应用,让学生形成一个全局观的知识体系,并在记忆中去不断加深理解。
3.2理论课内容讲授体现环境工程特点
在学生有机化学知识体系形成的同时,还要帮助学生建立有机化学与其它专业之间的关联体系。例如,我们在学习完自由基反应机理之后,引入世界上环境公害之一的洛杉矶光化学烟雾事件。让学生用所学的知识解释环境化学中光化学烟雾的产生原因。在羧酸及其衍生物一章,向学生介绍柠檬酸的发酵制备与环境工程微生物知识中重要的三羧酸循环机理之间的关系,还有环境监测分析中的有机显色反应,快速检测有机试剂的开发等等。
3.3增强有机化学实验的趣味性,提高知识应用能力
针对于地方本科高校学生的特点,以及实验课时现状,有机化学实验更多是操作能力的训练,我们考虑的是将更多的操作糅合在有限的实验课时中,同时多方面增强实验的趣味性和动手能力的培养[5]。例如,我们开设了两个学时的玻璃工操作,通过该课程学习制作出胶头滴管,毛细管,弯管,三通,微生物实验中用到的涂布棒等工具。还开设了香味皂的制作,在基本肥皂制备的基础上,发挥个人想象力改进成各种类型的香味皂[6,7]。在授课过程中加强实验预习的要求,重视操作过程的规范化,减少随意性。在设计性实验教学过程中引入PBL教学法,注重提高学生思考解决问题的主动性和创造性。考核方面结合预习,出勤,实际操作表现以及期末的实验问答多方面综合评判学生的知识掌握情况。
3.4利用新的工具和形式进行知识的传播,兼顾不同化学基础的学生
有机化学的理论知识和反应机理相对抽象和枯燥,尤其是对于地方本科高校学生化学基础参差不齐的现状,经过前期的诱导和激发,大多数学生已经有了比较强烈的学习意愿,接下来则是对授课方式的细致考量。借助于各种形式的视频和动画演示让学生对于所学知识形成具体和形象的认知。同时可以建立课程邮箱,提供上课的各种材料和练习题目供学生自由下载学习,对于学习能力较强的学生还可以在其中提供更多的选学部分的相关资料,并借助该邮箱对学生进行答疑解惑,从而让不同基础的学生都能从中获取自己需要的学习内容。
3.5保障有机化学知识的延续性学习
有机化学课程的结束并非意味着有机化学知识学习的结束,作为一名有机化学教师,还应该采取各种方式为学生后期从事的业余科研,大学生创新创业训练,毕业论文等提供有机化学相关内容的支持和帮助。保持他们对有机化学学习的持久性动力[8]。
2.在《有机化学》课程教学中培养学生创新能力的前期探索《有机化学》课程教师多年来一直非常重视在教学过程中培养学生的创新能力,并初步取得了一些成绩。2011年,在前期工作基础上,申报陕西省高职高专教育学会2012年度高等职业教育教学改革研究项目并获得立项,标志着有目标有计划的、基于学生创新能力培养的《有机化学》课程改革正式启动。
二、基于学生创新能力培养的《有机化学》课程改革的目的
探索以适应高职学生身心发展为基础,以符合高职教育规律为前提,以培养高职学生创新精神和创新能力为目标,能够满足学生职业生涯发展需要、适应社会进步和科技创新的《有机化学》课程教学新模式,并应用于教学实践。
三、基于学生创新能力培养的《有机化学》课程改革的具体举措
1.营造平等开放的教学氛围
课堂上,鼓励学生提出不同看法,允许学生发表自己的意见。面对问题,教会学生分析问题得出结论的方法,而不是要求学生死记硬背问题的答案。对于作业,鼓励学生自己设计方案,对学生提出的好的解题思路给与肯定与表扬;如果学生的设计方案不符合实际或者存在错误,帮助学生找出症结所在,得出正确的方案。开展了“我给教材提意见”活动,收集到学生给教材提出的正确意见和可行建议30余条。通过创新教学模式,为学生创造一种心灵放松、自主学习的氛围,变灌输为引导,将学生视为课堂的主人,使学生敢于质疑,敢于挑战老师的权威,激发学生的创新欲望,孕育学生的创造人格,从而形成一种鼓励创新的平等开放式教学氛围。
2.更新《有机化学》课程教学内容
通过与企业技术人员、专业学者、职教专家交流,选取适应区域经济发展需要、体现科技进步特色的《有机化学》课程内容,为学生进行创新活动构建实用、先进的知识结构。课程组走访了学生就业集中的省内大中型化工企业10余家,发放问卷、分析汇总,初步确定了适应区域经济发展需要、“必须、够用”的《有机化学》课程内容,召开专业建设指导委员会会议进行论证、修订,重新编写了《有机化学课程标准》,并根据专业指导委员会建议,编写出版了更加符合我院教学实际的《有机化学》工学结合教材。
3.转换《有机化学》实践教学思路
结合教学需要,编写了《有机化学实验》讲义,通过减少演示性、验证性实验,增加设计性、工艺性、综合性实验,培养学生独立思考、独立操作、独立分析的能力,锻炼学生的创新精神和创造能力。激励、帮助学生在学习过程中提出疑问,指导学生通过有机化学实验自己寻找正确答案、释疑解惑。对于“失败的实验”,不简单地责怪学生,而是指导、帮助学生寻找实验“失败”的原因,分析为什么没有得到预期的实验结果,给他们机会再实验一次。通过有限度地开放有机化学实验室,指导学生进行创新性实验,让学生在自主创新中体验成功的喜悦,培养学生勇于探索、不畏失败、追求真理的顽强精神。
4.建立灵活的课程评价机制
承认并尊重高职学生身心发展的个体差异,在尊重考试成绩的前提下,淡化理论考试,不是简单的“以试卷论英雄”,而是通过将学生的创新思维、创新活动,特别是创造性成果(研究论文、专利申请、竞赛获奖、对课程的建议等)纳入考核范围,给与一定程度的加分表扬,激励学生在《有机化学》课程中进行创新创造活动。对于适应较慢的学生,建立长效跟踪考核机制,初期只考核这些学生在实践中发现问题、分析问题的能力;待其适应后,进一步考核其解决问题的能力。通过课程评价机制的灵活调控,将学生的注意力从“怎样答好试卷”转向“如何解决问题”。
5.提升学生的创新水平
学生创新能力培养效果如何,只有在真实环境下检验才能得知。通过鼓励学生积极参与由教师负责的企业技术革新项目,为企业进行技术指导与技术转让服务,强化学生的创新实践技能。通过指导学生参与由教师主持的各级各类科研项目,完成科学实验、写作并力争发表学术论文,训练学生的创新思维能力。通过引导学生积极参加全国高职高专“发明杯”大学生创新创业大赛,展示学生的创新创造成果,激励学生的创新欲望。通过鼓励学生结合生活、学习实际,自主创新完成小发明、小创造,凝练创新成果,增强学生的创新意识。通过以上在真实环境下的创新创造活动,学生的创新能力得以有效锻炼,学生的创新水平得以大幅提升。
教材是沿用了多年,专家、学者们创造性的研究成果,经过长期、反复的实践和修订,现已相当成熟。高考试题有关基本的考查内容大致分为八个方面:物质的组成和变化;离子共存和离子方程式问题;氧化还原反应和电极反应;基本实验原理及实验操作;物质的量与阿佛加德罗常数;化学平衡及平衡常数;化学反应中的能量变化;有机化学基础等等,它们构建了中学化学的基础,因此,必须切实注意这一环节的复习,注重实效,努力把每一个概念及理论真正弄清楚。
例如元素及其化合物知识在复习时要将与基本理论和计算结合,使元素及其化合物与理论、计算融为一体。在复习元素及其化合物知识时,运用物质结构、元素周期律、氧化还原、化学平衡等理论加深理解某些元素化合物知识,同时又能加深对基本理论的理解并灵活运用。更进一步将定性深化为定量,既巩固加深对物质性质的理解和运用,又可提高学生的分析和计算能力。在复习中,应尽可能将元素化合物与生产、生活、环境、自然、能源等实际问题紧密联系起来,使学生感到化学知识是有源之水。不仅仅是用于考试的,而是有实际意义的。
二、注重实验,构建模型,学会灵活运用
近几年的高考化学实验题,主要来自课本上的学生演示实验及课后学生实验,并向有机实验基础和工业化应用逐步倾斜,分值比重逐渐升高。同时实验题的设计因为与实际生活生产联系越来越紧密,难度也有所加大,据不完全统计,近几年在实验题上失分或因为实验题偏难而引起理综总分得分率不高的现象也是逐渐增多,这是我们值得重视的一个问题。
熟悉教材重点化学实验,将教材实验进行归类总结:比如说定量实验(物质的量浓度溶液的配制、中和滴定实验、中和热的测定等),进行对比复习;将常见基本操作进行汇总、梳理与记忆,形成用语学科化和规范化。要从整个实验整体去看,从原理、药品、仪器、操作及讨论等方面,进行系统化思索,把整个看教材实验的过程当成自我模拟实验过程,提高复习效率,找出规律。因此,学生应在老师指导下,将十几个典型实验弄清原理,尤其注重有机实验,反复拆开重组,并结合实际生活与工业化应用,达到举一反三的效果。
三、抓好有机,形成系统,能够融会贯通
从2009年至今,有机化学考查比例逐年上升,从2009年占比18%,到2013年占比46%,可谓形成了以有机为主体的考查试卷。包括同分异构体、有机实验、有机物之间物质转化推断等,并且将有机化学知识和其他基本概念和理论、日常生活生产完美结合,既突出了新课改的要求,也提高的了对学生能力的考查要求。
尤其是必考的有机推断和合成题全面考查的是学生对有机物的结构、性质、合成方法、反应条件的选择等知识掌握的程度和应用水平,又考查学生的自学能力、观察能力、综合分析能力、逻辑思维能力,同时可与所给信息紧密结合,要求迁移应用,所以是近年来高考的热点。有机推断应以基本特征点为解题突破口,按照已知条件建立的知识结构,结合信息和相关知识进行推理、计算、排除干扰,最后做出正确推断。通常可采用顺推法、逆推法、多法结合推断,顺藤摸瓜,问题可以得到顺利的解决。
因此,在平常的学习和复习中,我们必须把握有机化学这条主脉,将有机化学基础知识牢固掌握,同时,与化学实验、日常生活挂钩,增长学生知识面,加强学生对高考有机化学新型信息题型的解决能力。
四、分层教学,突出个性,注重全面进步
培养高素质的创新人才,是21世纪高等教育的首要目标。高等学校的根本任务就是根据我国的教育方针不断培养出复合型、高素质的人才,实验教学是实现这一目标的重要环节。有机化学实验是有机化学赖以形成和发展的基础,是化学专业本科生的一门专业基础实验课程。通过实验课的教学,不仅能够培养学生熟练的实验技能,加深他们对有机化学基本理论和概念的理解,而且还可逐渐培养学生发现问题和解决问题的能力,使其树立严谨的科学态度。化学类专业的有机化学实验课程通常在大学二年级开设,这一阶段学生正处于实验操作技能和独立实验能力的培养提高阶段,做好这一阶段的教学工作对于培养学生的实践能力和创新能力具有十分重要的意义。
一 科研意识的培养
创新教育的目的是培养学生的创新能力,而创新能力培养的关键首先为科研意识的培养,即对信息的加工处理能力,让学生通过观察主动地学会探索、发现和体验,学会对收集到的信息进行分析、判断和推理。化学实验是一种培养学生科研意识的有效途径。而在有机化学实验前严抓学生的实验预习报告和预习工作,是提高教学质量和对学生进行科研意识培养的关键。实验预习报告内容包括明确的实验原理、实验步骤、实验装置图、实验可能出现的现象和结果、实验操作中应注意的事项等,教师应要求学生在做实验前查找一些有关反应物、产物、溶剂等的相关数据和文献资料,并了解其理化性质、毒性及注意事项,使学生养成主动运用化合物性质的习惯,从而有助于他们增长知识,开阔视野。学生的预习工作还包括让学生充分地利用校园网的丰富资源,如中国期刊网、万方数据库等资源,认真查阅资料,查看该实验有没有人研究过,有哪些实验方法,各有什么优缺点,这些实验各有什么改进,从而促进学生科研意识培养和思维能力的提高,使他们在今后的学习、工作中能发挥出较好的思维水平。
二 动手能力的培养
有机化学实验基本单元操作包括蒸馏、洗涤、干燥、过滤、重结晶、熔点和折光率的测定等,教师在实验教学时,应该规范操作,严格要求,从简单的仪器操作抓起,同时结合有机化学的特点,仔细、正确地进行解讲,使学生知道什么样的动作是规范的,什么样的动作是正确的,通过教师周到细致的描述与学生多次练习使之变成他们牢固的实验技能。操作时要求学生既要大胆动手,又要细心认真,按照由简到繁,由易到难的顺序进行操作,使学生的实际动手能力逐步得到提高。这部分的训练有助于提高学生的实验技能和动手能力,有助于培养他们养成良好的实验操作习惯,这些都能为以后的专业实验课程和毕业论文环节打下坚实的基础。
三 科学态度的培养
科学研究需要实事求是,这种品质在需要讲诚信的今天尤为重要。化学实验是进行科学探究的主要手段,是培养学生探究能力的有效方法,也是培养学生实事求是科学态度的重要途径。有机化学实验开设包括基本单元操作,有机化合物的合成,性质验证和综合设计实验四大部分,在做实验的过程中,教师不能仅仅是告诉学生如何操作,要得到什么样的结论,更重要的是培养他们实事求是、严肃认真的科学态度和方法。这时教师的评价机制尤为重要,如果教师只看实验数据而不看学生在实验过程中付出的努力,学生就会一味地追求完美结果,弄虚作假,这样就谈不上科研道德素质的培养。因此,教师需要正确教导他们,在化学实验过程中,若没有得到理论中预想的结果,就要想方设法找出原因,并作出合理的解释。要引导学生从各方面因素进行分析、总结,这样学生即使得不到理想的实验结果,但是总结到实验失败的原因,也对他们的科研素质培养意义远大。
四 创新思维能力的培养
创新思维是创新能力的核心,思维的灵活性强,才有应变能力,才有创造性,化学实验是培养学生观察能力的重要途径和手段,从实验中获得的感性认识更有利于通过思维加工上升为理性认识,从而有利于逻辑思维和抽象思维的培养。教师在进行演示和指导学生做实验的过程中应充分利用学生对实验现象所产生的好奇感,启发学生寻找疑问,并引导他们找到解决问题的途径,发展和提高他们的思维能力。引导学生做实验时不能只重视实验目的、实验原理和操作等,更重要的是要让学生学会主动观察,捕捉现象,总结发现规律,利用实验手段去分析解决问题。例如由乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的实验,通过分析可知其为平衡反应过程,根据平衡反应的知识,引导学生发挥联想和想象的作用,学生容易想到采用过量的酸或醇,或除去反应生成酯和水的方法提高产率,在此基础上,学生在教师的引导下会想象出分水装置的雏形。同时,让学生思考能否有更好的装置完成同样的操作,鼓励学生的创新精神,这样学生在实验课上由等待老师告诉答案变成主动找出答案,实验过程不再是简单重复课本的要求,而是激活了学生的创新意识,使学生在整个学习过程中保持着主动性,实现由“学会”到“会学”的转变。通过实验,学生对观察到的现象有了清晰的概念和深刻的认识,然后在生动、直观的基础上通过思考,形成了理论与实验辨证统一的知识体系,提高了学生分析问题和解决问题的综合素养,同时也培养了他们善于探索、不怕挫折、锐意进取的精神。
五 团体合作精神和责任感的培养
现代化的化工生产及工艺开发设计涉及到工艺、工程、水电气、建筑设备、自动控制等多学科知识与能力运用,一个人是难以胜任的,即使能够胜任,也难以在短时间内完成,而具有协作精神的工程人员在人际关系融洽的环境中,更能发挥其聪明才智。因此,要培养学生有一定的组织和协调能力,培养学生学会怎样当好助手的素质,配合他人做好工作。在做有机化学实验时,每次有机实验一般都是一个学生或最多两人一起完成实验,学生之间缺少相互合作。如果教师能将一个实验系统化,分成几个平行部分,将学生分成几组,协作、合作完成一个实验,最后由学生对实验结果进行讨论并汇总,这样实验就不仅仅是个人的行为,而是一个团队的共同行为。例如在肉桂酸的合成实验中,我们根据文献将肉桂酸合成实验设计为正交试验,根据相关因素设计正交试验表格,将学生分成九组进行试验,让学生合作完成正交实验表格,最后由他们共同探讨该实验的影响因素排序并得出最佳的实验条件。同学们共同分析、思考实验中遇到的问题,通过合作建立起与他人良好的人际关系,增强了学生团体合作的精神,同时培养了他们的责任感。
为了增强学生就业能力,满足经济社会发展对人才的需求,“十三五”期间一大批地方本科院校积极向应用型大学转型,树立以“市场为导向,能力为本位,应用为目的”[1]的人才培养理念,建立新的学生发展观念。有机化学实验是高校化学、化工、食品、制药、生物等专业的重要基础课程。有机实验课是学生重要的实践途径,以其特有的应用性和综合性在完善知识体系和培养创新能力中具有重要作用。传统的实验教学中,教师依据选定的实验教材按步骤讲解,学生照本宣科地进行操作。实验过程中,学生不动脑,对教师依赖心强,实验过程拖拉冗长,耐心不足者草草了事。这种被动的学习,没有激发学生的潜能,扼杀学生对实验的兴趣,制约学生能力的提升。应用型大学要达到人才培养的目的,必须改变传统的实验教学模式。随着环保意识的增强,“绿色化学”理念[2]逐渐深入人心,网络、多媒体技术的发展及普及,我们在有机化学实验教学方式、实验内容等方面也在不断地改革。开展课外科研竞赛活动,达到多渠道、全方位的育人目的。
1教学方式多样化
对于实验预习和仪器的使用,学生可以利用手机或自带电脑上网搜索学习。课上可以让学生讲解或演示操作,其他同学进行纠正、提问,变被动学习为主动学习。既可以提高学生的自学能力、分析能力,又可以节省实验时间,避免实验事故,优化实验效果。实验室配备投影仪和网络接口,老师可以录制实验视频便于讲解,也可实现同步实验录像、同步实验过程拍摄。比如实验中的突发事件、实验现象、不规范的操作或违规的现象(如废液的处理),使有机实验课程生动、形象,使实验讲评更具有针对性。利用多媒体技术,通过图像、声音、文字等,让学生对书本上的知识立体化,比单纯的书面预习效果更好。进行实际操作时,避免了盲目性,提高了实验的成功率,减少了实验危害和对环境的污染。
2实验内容特色化
在达到教学目的、完成教学任务的前提下,改变原料、溶剂、试剂、催化剂等,尽量采用绿色溶剂和低毒、无味绿色试剂[3],采用小量[4]或微量实验,这是有机化学实验的发展趋势。我们在保留个别传统的无害实验外,增加地方特色实验项目,大大激发了学生兴趣,提高了实验积极性,培养了学生的探索精神和科研能力。如利用当地特色蔬菜水果开设天然化合物提取实验,从百香果中提取色素和果胶、水蒸气蒸馏法从橘子皮中提取橘子油、用水做溶剂从茶叶中提取咖啡因等,实验内容贴近生活,即达到了有机实验的教学要求,又增加实验的趣味性、增强了创新意识和环保意识。
3教师指导与小组自主探究相结合
开放式实验教学模式[5]的探索与推行已成为高校课程模式改革的主要内容,实验室的开放程度也已成为衡量高校教学、科研水平的重要标志之一。该模式对高校的实验条件、师资力量、管理水平及学生素质等都提出了更高的要求。结合我校的实际情况,为避免学生选题的随意性和盲目性,减少不必要的浪费,采用“教师指导与小组自主探究相结合”的方法。
(1)利用现代网络教育技术手段,建立实验中心管理系统。将实验中心拥有的仪器设备(仪器的使用说明、注意事项)、指导教师的个人信息及研究方向等信息公布于网上,以方便学生随时查阅和选择。
(2)学生自由结合(2~3人)。根据现有的仪器设备,通过查阅文献、讨论后确定课题,设计实验方案,经教师和学生共同修订后,学生即可向实验中心提交申请书。
(3)实验中心对课题进行汇总、评议。申请通过后,实验中心统筹安排开放地点、时间,学生按照实验方案自主进行。
(4)实验过程中,学生分阶段向指导教师汇报实验的进程,并提出自己的设想和问题,指导教师要起到启发、引导、答疑的作用,鼓励学生自行解决实验过程中遇到的困难。实验结束,上交实验报告或论文,指导教师写出综合评价,作为创新实践考核成绩的一部分。“教师指导与小组自主探究相结合”实验模式,充分利用了我院现有的办学资源和学生的课外时间,使学生掌握了实验及科学研究的基本思路,加深了学生对科研的认识,强化学生的实验技能,培养了科研能力以及团队协作精神等多方面的综合素质,为学生将来的就业、创业打下坚实的基础。
4以赛促学、以竞强技
课外实践活动是大学生活的调节剂,而与专业相关的竞赛活动不仅可以丰富学习生活,还可以起到“以赛促学、以竞强技”的作用。竞赛内容可以是基本的操作技能,如基本技能大比武,也可与企业、学院教师的科研项目对接,设立创新设计大赛、项目挑战赛等。课外科研竞赛的开展,培养了学生的学习兴趣,调动了学习的自觉性和主动性,变要我学为我要学;可以让学生认清自己的实力,明确自己的优劣,确定自己的提升目标;可以让优秀的学生有充分展示自己的舞台,增强自信心和竞争实力;营造“比、学、赶、帮、超”的浓厚学习氛围,强化基本技能,增强创新能力,达到共同进步的目的。竞赛活动与企业实践及科研的对接,还有利于调动企业助学的积极性和深化校企合作,学生真正学有所用、学有所得。在广西高校大学生化学实验操作技能竞赛中,我院学生荣获二等奖5人次、三等奖8人次,不但学生的技能得到锻炼,教师通过技能竞赛,也能找到自己教学中的不足,有利于教学质量的提高。
5教师队伍的双能化
法国教育家埃米尔•涂尔干说:“教育的成功取决于教师,教育的不成功也取决于教师。”一所学校的办学水平、育人的质量如何,在相当程度上取决于教师的质量。而部分地方院校存在学科带头人缺乏、教师队伍不稳定性、学术科研水平不高、实践能力薄弱、为地方经济建设服务力度不够等问题[6]。应用型本科院校必须要建设一支理论知识丰富、实验技能熟练,又具有丰富的实践经验的“双能型”师资队伍。近几年来,我院加大人才引进、培养和柔性聘用的力度,有计划地选送中青年教师到企业、工程院所等接受培训、挂职工作和实践锻炼,促进现任教师的“转型”。只有深入企业工作或调研,才能熟悉实际的生产流程和企业的需求,及时调整教学计划、更新教学内容,避免理论与实践的脱节;积极引进多名在有机合成研发和企业生产方面有丰富经验的双能型教师,发挥其知识和实践技能的引领作用;有选择的在企业、科研院所建立专业教师挂职或顶岗锻炼基地,形成一套优势互补、合作共赢的机制。化学与生物工程学院现有教师50人,其中教授6人,研究员1人,副教授16人,具有博士学位的教师14人,双师型教师12人。预计2017年前,“双师双能型”教师占专任教师的比例达到50%以上,基本满足教学需求。科学研究领域,我们也逐渐形成了自己的特色,尤其是在有机复合材料和多功能有机改性剂研究上取得了重要科研成果。
6结束语
有机化学实验教学中引入了“多样化的教学方式、特色的实验课题、指导与自主探究相结合的实验模式”,激发了学生的学习兴趣,优化了实验效果;通过“以赛促学、以竞强技”活动,培养了学生的综合应用和创新能力;通过人才引进、培训和共享等方式组建“双能型”师资队伍,为应用型人才的培养提供了保障。从实习反馈及就业情况来看,我院学生受到了用人单位的欢迎与好评。我院参加广西高校大学生化学化工类论文设计和“挑战杯”课外学术科技竞赛的学生人数逐年增加,获奖人数也不断增多。近年来,我院学生获得各类科研项目立项13项,合作发表科研论文16篇。随着社会的发展、科技的进步,社会对人才的要求越来越强调综合素质和实践经验。今后我院将继续推进有机化学实验教学改革的深入研究,搭建多种平台,立足当前放眼未来,从培养专业技术型向培养复合型人才的目标迈进。
参考文献
[1]蔡菊,刘常春.浅谈“应用型本科教育”办学[J].中小企业管理与科技,2013,13(1):247-248.
[3]查正根,兰泉,郑媛,等.绿色创新型有机化学实验教学模式构建与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(3):136-141.
[4]程超,赵霞,王玉花,等.论现代高校有机化学实验课程的发展趋势[J].中国西部科技,2010,9(08):88-89.
对于实验预习和仪器的使用,学生可以利用手机或自带电脑上网搜索学习。课上可以让学生讲解或演示操作,其他同学进行纠正、提问,变被动学习为主动学习。既可以提高学生的自学能力、分析能力,又可以节省实验时间,避免实验事故,优化实验效果。实验室配备投影仪和网络接口,老师可以录制实验视频便于讲解,也可实现同步实验录像、同步实验过程拍摄。比如实验中的突发事件、实验现象、不规范的操作或违规的现象(如废液的处理),使有机实验课程生动、形象,使实验讲评更具有针对性。利用多媒体技术,通过图像、声音、文字等,让学生对书本上的知识立体化,比单纯的书面预习效果更好。进行实际操作时,避免了盲目性,提高了实验的成功率,减少了实验危害和对环境的污染。
2实验内容特色化
在达到教学目的、完成教学任务的前提下,改变原料、溶剂、试剂、催化剂等,尽量采用绿色溶剂和低毒、无味绿色试剂[3],采用小量[4]或微量实验,这是有机化学实验的发展趋势。我们在保留个别传统的无害实验外,增加地方特色实验项目,大大激发了学生兴趣,提高了实验积极性,培养了学生的探索精神和科研能力。如利用当地特色蔬菜水果开设天然化合物提取实验,从百香果中提取色素和果胶、水蒸气蒸馏法从橘子皮中提取橘子油、用水做溶剂从茶叶中提取咖啡因等,实验内容贴近生活,即达到了有机实验的教学要求,又增加实验的趣味性、增强了创新意识和环保意识。
3教师指导与小组自主探究相结合
开放式实验教学模式[5]的探索与推行已成为高校课程模式改革的主要内容,实验室的开放程度也已成为衡量高校教学、科研水平的重要标志之一。该模式对高校的实验条件、师资力量、管理水平及学生素质等都提出了更高的要求。结合我校的实际情况,为避免学生选题的随意性和盲目性,减少不必要的浪费,采用“教师指导与小组自主探究相结合”的方法。(1)利用现代网络教育技术手段,建立实验中心管理系统。将实验中心拥有的仪器设备(仪器的使用说明、注意事项)、指导教师的个人信息及研究方向等信息公布于网上,以方便学生随时查阅和选择。(2)学生自由结合(2~3人)。根据现有的仪器设备,通过查阅文献、讨论后确定课题,设计实验方案,经教师和学生共同修订后,学生即可向实验中心提交申请书。(3)实验中心对课题进行汇总、评议。申请通过后,实验中心统筹安排开放地点、时间,学生按照实验方案自主进行。(4)实验过程中,学生分阶段向指导教师汇报实验的进程,并提出自己的设想和问题,指导教师要起到启发、引导、答疑的作用,鼓励学生自行解决实验过程中遇到的困难。实验结束,上交实验报告或论文,指导教师写出综合评价,作为创新实践考核成绩的一部分。“教师指导与小组自主探究相结合”实验模式,充分利用了我院现有的办学资源和学生的课外时间,使学生掌握了实验及科学研究的基本思路,加深了学生对科研的认识,强化学生的实验技能,培养了科研能力以及团队协作精神等多方面的综合素质,为学生将来的就业、创业打下坚实的基础。
4以赛促学、以竞强技
课外实践活动是大学生活的调节剂,而与专业相关的竞赛活动不仅可以丰富学习生活,还可以起到“以赛促学、以竞强技”的作用。竞赛内容可以是基本的操作技能,如基本技能大比武,也可与企业、学院教师的科研项目对接,设立创新设计大赛、项目挑战赛等。课外科研竞赛的开展,培养了学生的学习兴趣,调动了学习的自觉性和主动性,变要我学为我要学;可以让学生认清自己的实力,明确自己的优劣,确定自己的提升目标;可以让优秀的学生有充分展示自己的舞台,增强自信心和竞争实力;营造“比、学、赶、帮、超”的浓厚学习氛围,强化基本技能,增强创新能力,达到共同进步的目的。竞赛活动与企业实践及科研的对接,还有利于调动企业助学的积极性和深化校企合作,学生真正学有所用、学有所得。在广西高校大学生化学实验操作技能竞赛中,我院学生荣获二等奖5人次、三等奖8人次,不但学生的技能得到锻炼,教师通过技能竞赛,也能找到自己教学中的不足,有利于教学质量的提高。
5教师队伍的双能化
法国教育家埃米尔•涂尔干说:“教育的成功取决于教师,教育的不成功也取决于教师。”一所学校的办学水平、育人的质量如何,在相当程度上取决于教师的质量。而部分地方院校存在学科带头人缺乏、教师队伍不稳定性、学术科研水平不高、实践能力薄弱、为地方经济建设服务力度不够等问题[6]。应用型本科院校必须要建设一支理论知识丰富、实验技能熟练,又具有丰富的实践经验的“双能型”师资队伍。近几年来,我院加大人才引进、培养和柔性聘用的力度,有计划地选送中青年教师到企业、工程院所等接受培训、挂职工作和实践锻炼,促进现任教师的“转型”。只有深入企业工作或调研,才能熟悉实际的生产流程和企业的需求,及时调整教学计划、更新教学内容,避免理论与实践的脱节;积极引进多名在有机合成研发和企业生产方面有丰富经验的双能型教师,发挥其知识和实践技能的引领作用;有选择的在企业、科研院所建立专业教师挂职或顶岗锻炼基地,形成一套优势互补、合作共赢的机制。化学与生物工程学院现有教师50人,其中教授6人,研究员1人,副教授16人,具有博士学位的教师14人,双师型教师12人。预计2017年前,“双师双能型”教师占专任教师的比例达到50%以上,基本满足教学需求。科学研究领域,我们也逐渐形成了自己的特色,尤其是在有机复合材料和多功能有机改性剂研究上取得了重要科研成果。
6结束语
有机化学实验教学中引入了“多样化的教学方式、特色的实验课题、指导与自主探究相结合的实验模式”,激发了学生的学习兴趣,优化了实验效果;通过“以赛促学、以竞强技”活动,培养了学生的综合应用和创新能力;通过人才引进、培训和共享等方式组建“双能型”师资队伍,为应用型人才的培养提供了保障。从实习反馈及就业情况来看,我院学生受到了用人单位的欢迎与好评。我院参加广西高校大学生化学化工类论文设计和“挑战杯”课外学术科技竞赛的学生人数逐年增加,获奖人数也不断增多。近年来,我院学生获得各类科研项目立项13项,合作发表科研论文16篇。随着社会的发展、科技的进步,社会对人才的要求越来越强调综合素质和实践经验。今后我院将继续推进有机化学实验教学改革的深入研究,搭建多种平台,立足当前放眼未来,从培养专业技术型向培养复合型人才的目标迈进。
作者:万茂生 画莉 谢登禹 弄庆安 单位:贺州学院 广西壮族自治区工程技术研究院
参考文献:
[1]蔡菊,刘常春.浅谈“应用型本科教育”办学[J].中小企业管理与科技,2013,13(1):247-248.
[3]查正根,兰泉,郑媛,等.绿色创新型有机化学实验教学模式构建与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(3):136-141.
【Abstract】In the process of synthesizing 3-phenylpropionic acid with benzene as raw material,11 kinds of synthetic routes were synthesized, such as oxidation method,hydrolysis method, carboxylation method and reduction method,involving the synthesis of olefins,the synthesis of alkynes,the synthesis of halohydrocarbon,the synthesis of Grignard reagents,the synthesis of alcohols,the synthesis of aldehydes,the synthesis of ketones,the synthesis of unsaturated acids,the synthesis of esters.Six types of reaction were used in this process,including the oxidation reaction,the reduction reaction,the addition reaction,the substitution reaction,the condensation reaction,the elimination reaction,to point to the surface,the formation of a more systematic knowledge of the network, to train students to divergent thinking and multi-angle analysis to solve the problem.
【Key words】Case teaching method;Carboxylic acid synthesis;Organic synthesis design
0 引言
羧酸(RCOOH)是分子内含有羧基的化合物,其本身结构比较稳定,所以广泛存在于自然界中,是生物体的重要代谢产物,也是重要的有机合成中间体及原料[1]。
羧酸从合成方法上来说,可通过氧化法,水解法,羧基化等方法来进行制备,该类化合物的合成教学如果仅仅从方法上讲解,学生印象不深,也很难理解并加以运用到合成设计中[2-3]。案例教学能够激发学生兴趣,提高学生分析问题、解决问题的能力,实现理论知识的巩固与提升,在实际教学过程中合理加以运用能够起到事半功倍的教学效果[4-7]。本文以苯制备3-苯基丙酸为例,系统阐述案例法在羧酸类化合物合成教学中的应用。
以苯为原料制备3-苯基丙酸,从题目本身来看,原料与产物之间差别三个碳原子,明显属于扩链反应,其合成难度不大,大部分学生都能合成出来,之所以选择这个题目作为案例法教学的经典案例,是因为以苯为原料进行扩链的合成方法有很多,重点在于一题多解,培养学生发散性思维和多角度分析和解决问题的能力。
1 氧化法
羧酸具有较高的氧化态,伯醇及醛的氧化是沿用已久的合成羧酸的重要方法,烯炔的氧化,既可用于它们的结构测定,亦是羧酸的合成方法,芳烃的侧链氧化是合成芳酸的主要方法,环酮的裂解氧化适用于合成二元羧酸,甲基酮(醇)的卤仿反应是将乙酰基转变成羧基的有效方法。本案例中,通过醇[图1(1)]的氧化、醛[图1(2)]的氧化,以及烯烃[图1(3)]和炔烃[图1(4)]的断键氧化均可得到羧酸,不可忽视的是,利用卤仿反应[图1(5)]也是合成羧酸不错的选择。
从合成操作上分析,这几种氧化反应均为官能团转换,即通过官能团的转换来实现目标化合物的合成。由于起始原料为苯,合成3-苯基丙酸所需的3-苯基丙醇、3-苯基丙醛、4-苯基-1-丁烯、4-苯基-1-丁炔和4-苯基-2-丁酮则需要进一步的逆合成分析,从而涉及到醇的合成、醛的合成、烯烃的合成、炔烃的合成以及甲基酮的合成,可进一步引导学生复习巩固相关内容。五个中间体中,3-苯基丙醛可由3-苯基丙醇氧化得到,4-苯基-1-丁烯和4-苯基-2-丁酮均可由4-苯基-1-丁炔还原或水解得到,进一步对3-苯基丙醇和4-苯基-1-丁炔进行逆合成分析,均可落脚到卤代烃苄基卤或1-苯基-2-卤乙烷(如图2)上,距离原料已经非常接近,稍加处理即可完成。需要说明的是,由原料苯制备3-苯基丙醇、3-苯基丙醛再到3-苯基丙酸是做加法(即扩链),而由原料苯制备4-苯基-1-丁烯、4-苯基-1-丁炔和4-苯基-2-丁酮再到3-苯基丙酸是先做加法再做减法(即先扩链再缩链),属于合成技巧的灵活运用。
2 水解法
羧酸衍生物如酰氯、酸酐、酯[图3(1)]、酰胺均能水解成羧酸,水解的过程是水分子对这些化合物进行亲核取代而进行的。与上述四种衍生物相比,腈[图3(2)]的水解反应更为常用,另外,利用活泼亚甲基化合物丙二酸二乙酯[图1(3)]和乙酰乙酸乙酯[图3(4)]也可以制备羧酸。
羧酸衍生物一般由羧酸来制备,常规酸由羧酸衍生物制备价值不大,该案例中,可运用官能团添加,在3-苯基丙酸乙酯结构中增加羰基,变成1,3-二羰基化合物,继而考虑利用酯缩合的方法来进行制备[如图4(1)]。在水解反应制备羧酸的路线中,氰基水解是最常用的,利用卤代烃与NaCN或KCN的亲核取代反应,可轻松引入该官能团[如图4(2)]。活泼亚甲基化合物丙二酸二乙酯[如图4(3)]和乙酰乙酸乙酯[如图4(4)]制备取代乙酸则是该类化合物的经典应用。经逆合成分析,可落脚到苄基卤与丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯的亲核取代上。
3 羧基化法
有机金属化合物可借羧化反应的方法引入羧基,这是合成羧酸的另一类重要方法。最为常用的要数格氏试剂。
与前面几种合成方法一样,同样涉及到中间体1-苯基-2-卤乙烷的合成,对于卤代烃的合成,同样有很多路线可以选择,由2-苯基乙醇进行亲核取代或者由苯乙烯进行亲电加成均可。
4 还原法
除了上述氧化法、水解法和羧基化法之外,3-苯基丙酸可以通过3-苯基丙烯酸的加氢还原进行制备,3-苯基丙烯酸为α,β-不饱和酸,可通过Knoverenagel缩合[图6(1)]或醛与HCN的亲核加成[图6(2)]来制备。
5 结论
综上所述,在以苯为原料合成3-苯基丙酸的设计过程中,汇总了氧化法、水解法、羧基化法、还原法等共计11种合成路线,涉及到烯烃的合成、炔烃的合成、卤代烃的合成、格氏试剂的合成、醇的合成、醛的合成、酮的合成、不饱和酸的合成、酯的合成,涵盖了氧化反应、还原反应、加成反应、取代反应、缩合反应、消除反应等六大反应类型,能够以点带面,形成一个比较系统化的知识网络,达到训练学生发散性思维和多角度分析解决问题的目的,属于一个比较典型的合成案例。
【参考文献】
[1]徐雅琴,黄长干,主编.有机化学[M].北京:中国农业出版社,2009,7.
[2]汤小芳,刘显民,顾焰波,等.PBL教学法在有机化学教学中的应用[J].广东化工,2015,42(11):263-264.
[3]梁静,高宏峰,赵炜.案例教学法在有机合成设计课程中的应用探索[J].化工高等教育,2013,30(3):63-68.
[4]刘长军.案例法教学设计三例[J].化学教学,2005(10):29-31.
二是以小组带全班,形成学习氛围。选课后的学生,会形成教学班。教学班中的学生来自不同的行政班级,在平时教学中难以做到集中管理。如何及时辅导学生,如何进行作业的收发、事情的传达,是教师面临的最大难题。开学初,我们用相机拍下教学班的学生照片和同一行政班的学生照片,制作成vcR反复观看,然后给教学班中的学生建立档案,再划分成不同的兴趣小组;最后选出担负不同责任的首席组长和学习兴趣小组长。在管理上施行首席组长管理,兴趣小组长监督的小组学习机制。教师把任务传达给首席组长,首席组长再把任务传达给每一个兴趣小组长,由小组长负责监督学生的情况并及时评价,然后把情况汇总到首席组长,最后反馈到教师。我们再根据不同小组的情况,加以记录,并给予指导。这种形式,学生即使在行政班级中上课,学习兴趣小组长也能及时了解教学班学生的动态,帮助学生在选课后形成浓厚的学习氛围。
1.2美国的课程教育模式美国是推行临床药学教育的先驱者。1966年Herfindal等在美国南加州大学药学院率先创立临床药学专业1967年Kentucky大学制定临床药学专业毕业临床实习方案获得认可,并在全美推行。而随着时代的发展,临床药学专业PharmD学位教育在美国普遍建立,目前全美已有近60余家医药学院校设置了临床药学6年制PharmD教育模式。美国的PharmD学位教育学制为6~8年,前2~4年为药学预科项目。目前6年制可分为“2+4”和“4+2”两种模式。“2+4”模式2a专业前期综合基础教育加4a专业教育(3a药学和临床医学有关课程和1a医院临床医学实践)。毕业生授予PharmD学位。取得学位的学生还需要2a专业临床实践培训。“4+2”模式4a药学本科教育加2a临床医学教育和临床实践,毕业生授予PharmD学位。这种课程教育模式一开始就让学生了解和熟悉临床药学专业的学习目标、学习要求以及学科特点等,有助于学生把握好后期学习。而且在日后学习中设置医院临床实践,结束后可颁发实习证,则有助于顺利的走向工作。美国的课程教育模式使他们的学员知识更加扎实,实践经验更加丰富,相比美国,我国临床药学课程教育模式还存在一定问题,我国应该在本科四年制的同时,大力推行和普及本硕连读6年学制教育,向美国的PharmD看齐,设立硕士学位促进临床药师的培养向职业化方向发展。
2对我国高校临床药学专业课程教育模式的探讨
通过与临床药学专业学生、任课老师的调研及对我国高校临床药学课程调查,并借鉴参照国外课程教育模式,作者提出以下浅见。
2.1强化医学课程,药学课程与临床相适应临床药学本科主修有机化学、无机化学、药物化学、分析化学及相应的专业课如药剂、药理、药分等。仅仅从“药”的角度进行教育,这样的课程设置已远远不能满足临床药学专业学生的就业需要。这样的课程内容偏重于药物的制备和分析,没办法与临床很好的结合起来。当从事药物调配、不良反应监测等工作时,则不能迅速的掌握与展开。并且从事医院工作的人员缺乏临床用药的知识,无法提供合理用药的指导、用药咨询。而生物化学、解剖学、生理学、药理学、微生物学等课程仅是药学专用的教材,学的内容有限,而内科、外科等临床学科,由于课时数目太少的缘故,仅仅能了解到理论的内容,没有办法同临床知识相结合,这就导致药学科目“腿长”而临床科目“腿短”的状况,使得学生在从事医院药学工作后,完全不能有效的完成用药指导这一工作。为了克服以上问题,需要强化医学课程,增加医学课程的课时数目与临床见习课程数;并且适当调整和压缩药学科目。在临床围绕着所学习的药物以及同类药物进行临床合理用药的学习,做到理论与实践不间断,上课后立即投入实践,从而使学生在学习理论知识的同时能很好在实践中消化和吸收,加强临床药学实践技能。
2.2丰富课程教育实践模式
2.2.1在药学试验中,需积极发挥学生在教学活动中的主体地位,开展大学生设计实验,选择相应的科研课题并参与其中,使大学生真正成为实验教学活动的主体。而开设综合型设计试验,有助于提高学生的查找文献,选择制备材料,从而更加了解试验的机理以及运作程序。比如说在药剂学实验中:学生先于普通片剂制备的实验中掌握粉碎、过筛、混合、制粒、压片等操作技能,按照药典片剂通则各项检测普通片剂的质量,掌握各种相关设备、仪器的操作,然后再进入其他剂型(如缓释剂,胶囊剂)的制备设计性实验。而其他剂型的制备,就要求学生自主查阅各种资料,分小组进行试验。导师只需给予学生提供各种试验条件(如材料,实验室的设备等),其余由学生自行解决。通过以上的实验过程,大幅度培养学生独立思考及解决问题能力,从而提高学生的学习效率。
作者简介:梅群波(1978-),女,湖南常德人,南京邮电大学材料科学与工程学院,讲师。(江苏 南京 210046)
基金项目:本文系国家自然科学基金项目(项目编号:GZ208017)、江苏省高校自然基金项目(项目编号:TZ208012)的研究成果。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)16-0133-02
随着社会的日益进步,经济的高速发展,对人才的要求也上升到一个新的层面。在知识更新如此快捷的经济时代,社会需要更多的具有创新意识和开拓精神的科技性人才,而完备的教育体制是提供此类储备人才的唯一渠道。要培养学生的创新精神和动手能力,极大地发挥学生的主观能动性,必须有效地改变以往的以知识接受为主的应试教育,倡导一种更适合培养学生的有效的教育体制。将研究性学习融入到教学中和不断开展教学改革的倡导就是在这样的背景下展开的,国家开始对各个学习阶段、各类课程进行教学改革,教学改革的宗旨是全面提高学生的素质,培养学生的创新能力。
一、开设有机合成综合实验的意义
大学化学实验主要分为基础化学实验和综合化学实验,而有机合成综合实验主要是为了扩大对学生综合能力的训练及体现学科发展趋势的实验内容,也是为了加强化学合成及综合分析手段的运用等开设的实践性课程。有机合成综合实验是把基础化学的理论知识、多种实验技能和实验方法加以归纳、分析、相互渗透的一种有效的实验形式,它是在学生对基础的化学实验有一定了解的前提下,通过讲授式、启发式、讨论式与实际操作实验相结合,训练学生使用现代仪器和实验方法研究有机合成反应,在半微量或微量的规模下,合成、分离和鉴定某些有机化合物,以及利用一些常见的著名有机反应进行多步骤合成等。[1]
有机合成综合实验的目的是全面培养学生的科学思维和创新意识,本实验课程是向毕业论文过渡的一个重要教学环节。本课程作为集中实践性环节,是培养学生创新意识和实践能力的重要途径。对于深化学生的专业知识,锻炼学生的实践能力及提高学生分析、解决问题的综合能力,全面推进素质教育,有着特别重要的意义。
另外,本课程具有实验技能的综合性、实验操作的独立性、实验过程的可思考性等特点,在该实践教学环节中,要求学生自己查阅文献资料,设计实验路线,独立解决实验中所遇到的问题,改变了以前做实验完全依靠教师的被动局面,充分调动了学生的积极性,挖掘了学生的潜力。有利于拓宽学生的知识面,使学生了解和学习到学科前沿领域的新知识与先进的现代技术实验,提高学生的科学研究兴趣和培养创新能力。有利于学生把所学的知识与生产实践相结合,让学生有“学以致用”的感觉,提高学生学习的兴趣,培养学生的创造能力。
二、有机合成综合实验实践教学改革的必要性
开展研究性实践教学是大学培养创新型人才的根本要求,如何充分发挥实践教学的作用,培养创新型人才已成为各类实践教学必须思考的重要问题。创新人才的培养不仅离不开课堂上理论知识的传授,还必须借助实践教学并且需要强化实践教学。因此,实践教学效果的好坏对于创新型人才的培养有着重要的影响。一般大学的实践教学绝大多数仍停留在“知识验证”的层面上,传统的实践教学模式不利于学生的知识创新,不利于创新型人才的培养,必须进行实践教学方法的改革。
有机合成综合实验课程设立的宗旨是使学生在完成有机化学实验的基础上,实施开放式教学,促进学生知识、能力、思维和素质的全面协调发展。在传统的实验教学中,都是实验员准备好所需的实验用品,教师在实验课开始之前详细的讲解并演示,学生再依样将每个步骤重复一遍,这样的应试教育完全不能激发学生的兴趣,无法发挥学生的主观能动性和创新能力。实验教学改革的指导思想是化学实验不仅仅是为了传授化学知识、验证化学理论、掌握实验基本操作技能,而应该是更重视能力和素质的培养,通过实验培养学生的动手能力、创新意识和科学思维。[2]为了实现实验教学理念的转变,打破旧实验体系,构建新实验体系,有机合成综合实验从根本上改变了实验教学完全依附于理论教学的传统观念,作为集中实践环节展开教学。有机合成综合实验在教学方面进行了积极的探索与教学改革实践,重点是对实验课程体系、教学内容、教学模式、教学方法和手段、教学管理等进行了一体化的设计与改革,实施了研究性实践教学。[2]
三、实施正确的教学方式,发挥学生的主观能动性
在推进实验教学的过程中,首先要明确材料在21世纪的重要地位,包括材料科学与社会的关系,对社会发展的重要影响;化学正向其他学科渗透和衍生,对科技、生活领域产生了重要影响。实际上,让学生理解化学与社会的关系,是实验教学中素质教育的重要组成部分。让学生了解前沿的新兴学科,可以帮助学生拓宽学习视野。有机合成综合实验实施研究性实践教学,将有机合成综合实验中各类加热、冷却、干燥、搅拌、过滤、萃取、常压蒸馏、减压蒸馏和柱色谱分离等操作内容通过录像、动画等形式直观的演示出来,寓教于乐,不仅增加了教学的权威性和规范性,还使简单的、枯燥的讲述变得更为生动、形象、立体、活泼,加深了学生的印象,激发了学生的学习兴趣,为后续实验打下了良好的基础。传统的教学模式是以教为主体的模式,学生没有自主创新意识,也没有主观能动性。教师应该本着服务学生的教学思想,突出学生的主体地位,在教学中创设能引导学生主动参与的教学环境,激发学生学习的积极性,不断培养学生的主观能动性。
研究性实践教学将“研究性学习”引入到实验课堂,实施正确的教学方式。[3]学生在该实践环节中是按照发现问题、分析问题与解决问题的模式来进行实践。学生在教师的指导下查阅文献,获得与实验相关的信息,设计合理的实验路线,形成学习报告、进行交流。对比传统的应试教育,这种学习方式更具有吸引力,更能调动学生的主观能动性。
在实验前,给学生提供查找资料的方法,让学生自己查阅文献,设计实验路线,明确实验步骤,理解每步反应所涉及到的机理和实验原理,将实验每一步中所用的仪器、药品和溶剂详细记录与标明,并查阅所用到的物品的物性和毒性,将自己对实验了解的部分清晰的写在预习报告上。充分的预习可以帮助学生详细的了解实验的具体过程,在查阅资料和记录预习报告的过程中,培养学生独立思考的能力和解决具体问题的能力。实验过程中,给学生提供充分的动手机会,从而培养学生的动手能力和独立工作的能力。实验结束后,要求学生整理实验结果,撰写详细的实验报告。除了基本的必做实验外,还可以配合学生的兴趣安排不同的选做实验,以调动学生实验的积极性和能动性。从预习的独立思考到实验中的实际操作,再到处理实验结果的严谨客观,都培养了学生“研究性学习”的学习模式,有效地发挥了学生的主观能动性。
“研究性学习”是实践性很强的学习,其中充满了乐趣也极富挑战性。学生必须亲自去做,才能够体会到该“如何做”。通过这种拓展学习,学生的各项技能和能力都将得到最大程度的发展,创新意识也会在其中得到提高,进而提高学生的自我教育能力。在有机合成综合实验课上开展“研究性学习”,可以培养学生的动手能力、开拓能力以及学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等。
四、改革实验内容和考核方式,提高创新能力
有机合成综合实验作为培养计划中的一个集中实践环节,是检验学生对知识的综合运用能力的环节。在无机化学实验、分析化学实验、大学化学实验和有机化学实验课程开设之后,学生已具备了一定的实验基本技能和专业知识,其观察能力、理解能力以及动手能力都有了一定的提高。在此前提下,开设了有机合成综合实验,它不同于一些认识性的生产实习,也与一般的实验课程有很大的区别。它主要包含研究型、综合性和设计性实验,通过该集中实践环节的学习,可以帮助学生进一步巩固现有知识,并通过自发学习、自我教育开拓视野,更深层次地将理论和实践联系起来。
为了提高大学生的学习兴趣和创新精神,培养他们观察、分析和解决实际问题的能力,充分发挥学生的主观能动性,挖掘学生的创新能力,必须对原有的教学内容进行改革。[4]考虑到学生的兴趣各异,安排不同的选做实验。例如,在有机合成综合实验课程中,安排了一个选做实验是“颜料黄的制备”。颜料黄的化学名称是1,1'-[(6-苯基-1,3,5-三嗪-2,4-二亚氨基]双蒽醌,C37H21N5O4,外观为橙色粉末,不溶于水和乙醇。颜料黄为酰胺类蒽醌还原染料,学生根据所查阅的资料,找到了几种制备方法。它可以用三聚氯氰作为酰化剂,与α-氨基蒽醌衍生物作用制得。还可以由2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪与1-氯蒽醌反应制备。同时,学生通过对试剂的调研,发现2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪很难购买,最后通过对实验方法的查阅,2-苯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪可由苯甲腈和双氰胺在氢氧化钠和丁醇的条件下反应制得。通过对这个实验的预习、调研、资料的查阅,启发了学生合理安排实验路线和试剂药品。另外,颜料黄与人们日常生活息息相关,主要用于棉、黏胶、维/棉混纺织物的染色和印花,还可以用作有机染料。这类还原染料使得光敏脆损性变小,且对纤维素具有良好的亲和力。分散性、匀染性好,耐氯漂、湿处理牢度高。颜料黄在碱性保险粉还原液中为紫色;在酸性保险粉还原液中为暗橙色;在浓硫酸中为黄色。可以鼓励学生用自己制备的颜料对棉质的布料在不同的介质中进行染色,并观察布料最终的颜色,练习颜料黄在不同介质下的着色机理。将实验内容安排合理且贴近生活,激发学生对自己专业的兴趣,增强学生的动手能力和解决实际问题的能力,提高学生对理论贯穿到实际的能力和综合分析能力,进而提高了学生的综合素质。
对实验内容的改革非常重要,对考核方式的完善也势在必行。合理的考核体系有利于培养学生实事求是的科学态度,有利于激励学生的积极性,还可以及时正确的反应该课程制定的实验内容是否合理、学生对该课程的掌握是否达标。考虑到本课程的特殊性,在考核方式上也进行了不断的调整和完善。实验的总成绩包括以下三部分:预习报告的成绩、实验操作的成绩和实验报告成绩。其中预习报告的成绩占50%,这部分主要包括实验路线设计是否合理、实验步骤是否正确、对实验原理是否清楚、是否详细例举了实验所用的仪器药品等,主要考察学生独立思考的能力、主观能动性和创新能力;实验操作成绩占30%,这部分主要包括考勤、实验态度、实际操作能力等,主要考察了学生的动手能力和独立处理问题的能力;实验报告成绩占20%,这部分主要包括实验报告书写的条理性、实验数据记录和处理是否规范、实验结果是否合理可信等,培养了学生严谨和实事求是的科学态度,更有效地发挥了学生的主观能动性。
开设研究型、综合性和设计性实验时,教师只适当加以指导,学生在掌握了查阅文献的技能后,通过对文献的查阅,获得所做实验的详细信息,包括原物料的物理化学特性,查阅总结所有实验方案的资料,设计合理的实验路线,了解实验的目的,每个实验的实验原理,汇总实验所需的简单仪器装置和药品,并能设计初步的实验装置,写出详细的实验步骤及每个步骤的注意事项,完成每个实验的预习报告。这样学生在进行实验时就可以有据可查,不会盲从搭建反应装置,是带着疑问来进行实验的。学生对每个实验的设计和准备,提高了学生独立思考的能力;对每个实验的设计和对所学知识的灵活运用,提高了学生的创新能力,逐渐培养了学生科学和创新的学习态度与学习习惯,为学生进一步深造和后续高层次人才的培养奠定了基础。
五、结语
有机合成综合实验是化学类专业高年级学生的必修实验课,也是一个重要的向毕业论文过渡的实践性教学环节。实践性教学环节的改革和探索是一项长期的系统工程,它是一种全新的教学模式,与课堂上的讲授以及实验性教学相比,有较大的变化。实践性教学需要更新教学思想,融入新的教学理念,教师只有改革自己的学习方式、转变教育观念,让研究性学习融入到实践教学课堂、实现科学教学,才能真正实现学生学习方式的转变。不断加强实验教学改革与探索力度,完善实验内容,使学生对有机合成综合实验产生浓厚的兴趣,使学生在实验中得到全方位的锻炼。通过改进实践性教学方法、更新实践内容、完善考核制度,提高学生的创新能力,培养学生科学和创新的学习态度,为培养高层次人才奠定基础。总之,实践性教学需要在实践过程中进行不断探索,才能形成一种科学、合理、有效的实践性教学模式。
参考文献:
[1]谢英娜.综合化学实验教学改革[J].广州化工,2010,38(7):272-273.
2、农药管理工作。按国家发改委和省经贸委的文件精神,我处对全市9户农药及卫生杀虫剂生产企业的核准及延续核准工作进行了布置和辅导工作,目前已有部分企业开始上报资料,我们对企业申报资料进行了严格审查把关,近期将对部分企业进行现场考核。
3、有关行业管理以及产业政策工作。一是按省经贸委文件精神,对市内6户白酒生产企业许可证换发工作进行审定,出具了行业意见并上报省经贸委。二是向各县(区)及有关部门转发了国家发改委等部门下发的关于电石、铁合金、汽车配件等有关行业调整以及摩托车委托加工的政策性文件,并开展了对此类行业基本情况的调研工作。三是按省经贸委的文件精神,与市文化局等部门配合,推存我市四名工艺美术人员为江苏省第四届工美术名人,材料已报送省经贸委评审。四是配合省纺织工业协会为楚州区畴划编制针织品发展规划,目前工作正在进行之中。
4、国防科工办工作。一是按照省国防科工办的要求,协同市海事、交通等部门开展了对全市低质量船舶整治工作,并配合省检查组对全市低质量船舶整治工作的检查,同时对我市船舶工业现状及存在问题向省检查组提出了一些建议。二是按照省国防科工办的要求,组织全市船舶修造企业参加省国防科工办组织的行业准入条件知识培训,以适应今年将要出台的船舶生产管理条例,做好船舶生产许可证发证前的准备工作。三是做好军品配套企业保密认证工作。今准备完成金湖全兴电缆厂的认证工作,目前正在积极做准备,同时要完成925厂和红光化工厂两户企业的保密认证复审工作,保密认证完成后的企业下一步要准备进入许可证的程序。其它军品配套企业符合条件的也要积极准备进入这类工作程序。四是做好民爆及船舶企业的安全检查工作。上半年我处牵头对民爆及船舶企业进行了安全检查工作,按照省国防科工办的部署,近期还要进一步开展此类工作。
二、下半年工作打算
1、完成DOC生产企业特别许可证初审工作,并上报省、国家禁化武办,并完成2007年监控化学品预计宣布工作。
2、完成农药企业核准及延续核准的初审及材料上报工作。
3、完成一户企业保密认证、生产特别许可证工作及两户军品企业保密认证复查工作。