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有机化学论文样例十一篇

时间:2023-03-30 11:38:46

序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇有机化学论文范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!

有机化学论文

篇1

二、有机化学教学方法的改革

传统教学方法以教师在课堂上的“填鸭式”教学模式为主,往往忽略了学生的主体性,不利于学生自主学习和创新能力的培养。为了培养学生的自学能力和思考能力,提高教学效率和质量,我们在教学中采用了灵活多样的教学方法,通过启发式、互动式和讨论式等多种教学方法,引导学生课堂上积极思考,独立解决问题。在教学过程中我们增加一些教科书上没有列出的反应及其具体应用实例,将同类型的反应随时进行总结,既可提高学生的学习兴趣和积极性,又可开拓学生的视野和扩大知识面。例如,水煤浆添加剂中普遍用到的分散剂是萘磺酸盐,在萘磺酸盐的制备过程中涉及我们所学有机化学中萘的磺化反应,萘在165℃时与浓硫酸反应的主要产物是β-萘磺酸,β-萘磺酸经过与甲醛发生缩合反应后与碱中和即可得到我们所需的产品萘磺酸盐。学生通过这个实例的学习,将会加深对萘的磺化反应的认识,同时拓宽了知识面,还与所学的专业知识也联系起来。FS-201作为一种浮选剂在很多选煤厂使用,它的药剂用量比煤油低30%左右。这种药剂的主要成分是轻质烷基苯。这种药剂的合成涉及有机化学中最著名的傅克烷基化反应。它的合成是烯烃与苯在三氯化铝的催化作用下进行傅克烷基化反应,反应物经碱洗、水洗再经脱苯、精馏,截取255℃以前的馏分。课本中一个普通的化学反应在工业上得到应用,学生将会印象深刻。通过这些实例的学习,学生发现有机化学课程并不是完全和自己所学的专业没有关系,专业知识也并不是深奥难懂,基础课程和专业课程相辅相成,融会贯通。

篇2

2改革教学方法,加强学生知识、素质和能力的培养

改变单一的教学模式,促进教学方法的更新,培养创新能力。有机化学教学,不是要学生死记硬背诸多有机物质的结构、性质、用途和制备方法,而是要让学生掌握研究问题的方法和思维规律,培养学生敏捷、灵活、准确、独创、严密的良好思维品质,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。改革纯课堂讲授的教学方法,培养基础扎实,知识面广,有创新能力的现代化社会急需的创造型人才。结合本专业的教学实际,更新教学方法,把教学分成4个主要环节,即:“读、讲、做、练”相结合的方式进行。

(1)“读”注重学生自主学习和综合能力的培养。本科生起点较高,自学能力较强,要指导学生阅读教材,预习和课后复习,逐步培养学生的自学习惯。

(2)“讲”注重学生好奇心和学习兴趣的培养。如果按传统的教学方法按部就班地讲授,学生会感到枯燥和乏味,久而久之学生的学习主动性会降低。教师应以启发、诱导、提问、释疑等方式进行教学,使学生尽快明白和掌握教材中的重点、难点和关键。或者将各种边缘学科的精彩内容适当引入教学中,提高学生的好奇心和学习兴趣。

(3)“做”注重学生创新能力和科研素质的培养。有机化学实验课教学对培养学生动手能力、周密思考、仔细观察、探索问题、学习兴趣和科研能力方面具有重要作用,同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。高度重视实验教学环节,增设综合性、研究性实验,选择与专业密切相关的基本操作进行强化训练,通过做实验激发学生的学习兴趣,培养和提高学生操作技能、动手能力、观察能力和思维能力,培养学生严谨、科学、实事求是的学习态度。

(4)“练”注重学生分析问题和解决问题能力的培养。通过多种练习方式,课堂的边讲边练,课后的作业练习等等。此外,开展讨论、撰写小论文、专题讲座以及举行知识竞赛活动,灵活运用各种方法,全面提高学生的综合素质。

3采取多种教学手段,激发学生兴趣

教师利用信息技术授课,可以让教学内容以各种形式呈现,激发学生学习的兴趣,建造学生可参与和自主学习的环境,从而发挥学生的主体性。多媒体教学手段拓展了课堂的时间和空间,可使复杂抽象的知识简单化、具体化。有机化学结构、反应机理、电子效应等教学,概念多且抽象、枯燥,因学生缺乏空间结构意识和空间想象力,黑板上的平面板书无论如何也难以唤起学生的共鸣,是教学的难点。采用多媒体教学可以插入图片和视频,动画或漫画,逼真的主体画面、清晰的比较鉴别、精练的规律归纳,牢牢地吸引住学生,激发他们的求知欲。另外,利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大信息量的优化处理,大大提高课堂效率,较好地解决当前有机化学课程(特别是非化学类的有机化学课程)学时数少和教学内容多的矛盾,因此在教学过程中适当地使用多媒体辅助教学,对提高教学质量具有重要的意义。但对于多媒体技术的运用要注意和课程内容的有效结合,做好相应的编排和合理使用,避免因为过分追求信息量而出现的内容混乱及繁杂。另外,当前学生的社交手段中,网络是重要的一种方式,QQ、BBS等使用较多,如何利用这些媒介拉近教师与学生之间的关系进而提高他们对有机化学的兴趣对于培养学生创新性思维有着重要的意义。针对有机化学内容分散,知识点多的这种情况,我们充分利用了网络媒介进行课下辅导,取得了良好的效果。利用FTP进行课件公开,方便学生查阅,创建QQ群进行讨论和答疑,并在QQ空间上将典型问题列出并加以解释,这种方法促进了学生的主动学习,并且可以及时获得疑难问题的针对性解答,拉近了师生距离,也有效提高了教学效果。

4深化实验教学改革

有机化学是我校的校级精品课,它是一门以实验为基础的学科,在大学二年级开设。此阶段的学生正处于实验技巧、独立实验能力提高的阶段,因此做好这一阶段的教学,对培养学生的实践能力与创新能力有着极其重要的意义。

4.1将单元实验整合成综合型实验

《有机化学实验》教材中化合物的制备,大多是单个有机化合物的制备,缺少综合型、设计型与创新型强的实验内容,不利于培养学生的动手能力、分析问题解决问题的能力,更不利于创新能力的培养。综合型实验是该实验课程知识的综合体现。所谓综合型实验既包括多步骤连续综合实验又包括合成、分离、提纯以及检验等实验。多步骤的综合实验不但可以提高学生的实验技能,缓解由于扩大招生,学生人数增多,实验药品消耗多的矛盾,节约经费开支。同时,多步骤综合实验,由于试剂的回收利用,减少了对环境的污染,有利于环境保护,体现了绿色化学的特点。

4.2增加绿色应用性综合型实验

随着绿色化学的提出,科学实验的环境保护问题越来越引发人们的关注。因此,我们增加了天然有机物提取等实验内容,如从茶叶中提取可作为中枢神经兴奋药的“咖啡因”和“茶多酚”,以取代原有机化学实验中毒性较大的“环己烯的制备”和“偶氮苯的制备、光异构化和薄层色谱实验”两个实验。既激发了学生学习有机化学的兴趣,又培养了学生将实验成果及时转化为经济效益的意识。

4.3开设开放实验

在本科生完成有机化学实验必修课的同时,适时增设开放型试验。开放实验首先要满足以下一些要求:

①具有综合性;

②实验的绿色化;

③必须是学生爱做的实验;

④能丰富学生的知识水平。另外,还要具有如下五个特点:一是实验时间和空间的开放;二是实验内容上的开放;三是指导方法上开放;四是教学手段和管理手段的开放;五是实验教学评价的开放。这种实验教学方式的根本目的就是克服传统实验教学中学生的角色比较被动的弊端,注重学生的主体作用,激发学生的创新积极性。

篇3

2发挥多媒体教学的优势,精心优化教学设计

计算机技术的发展和网络资源平台的完善,为教学提供了多样化的技术支持。这要求教师学会利用丰富的网络资源去充实有机化学课堂的信息量,能熟练地使用现代信息技术制作生动有趣的多媒体课件去吸引学生的注意力。如今医学专业的有机化学的教学课时有所减少,但不能降低有机化学的教学质量。针对这一现状,我们反复审视医用有机化学的教学内容,精心优化教学设计,制作了《有机化学CAI教学课件》和《有机化学双语教学网络课程》多媒体课件。在制作这些课件过程中,充分运用了Chem3D、Flash等软件演示了有机化合物的立体结构并形象地模拟了经典的有机化学反应机制,将以往平面的和相对抽象的讲解立体地、多角度地表现出来,使学生更容易接受课堂内容,从而达到有效的课堂教学。我们使用Firework、Dreamweaver、Photoshop等软件制作了网络课程,其特色是将整个教学软件分成预习与自学、习题库、知识拓展、立体结构演示等几个模块,每个模块中的内容相对独立,但其中关联部分又做好链接,把3D动画、视频等丰富的信息融合在一起。学生可以根据自己的学习情况,利用软件进行自助式学习,巩固了学习的效果。《有机化学双语教学网络课程》多媒体课件和《有机化学CAI教学课件》曾在国家级、省级多媒体课件大赛中获得一等奖,课件已被多个院校引进,师生反映良好。一个优秀的多媒体课件在医用有机化学多媒体教学上合理使用是必需的。教师要驾驭好课堂,利用好课堂的每一分钟,就要将教学设计做好。我们在课堂上积极运用启发式教学,重视学生思考互动的设计以及对知识点延伸拓展程度的把握。例如讲解有机化学中“电子效应”这一内容时,先让学生们根据课前收集的资料在课堂前10分钟内先做一个陈述,然后老师与学生就“电子效应”的成因、传递的途径等相关问题进行讨论,鼓励学生发挥自己的想象力,畅所欲言。讨论之后,老师讲解时注意把“电子效应”对化合物的物理性质、化学性质的影响作为经典例子进行详细分析,使学生认识到“电子效应”在有机化学中重要性。最后,师生一起比较归纳“诱导效应”和“共轭效应”这两种“电子效应”的不同之处。这其中老师运用问题驱动式教学充分调动学生的学习主动性,抽象的有机化学理论通过“讨论-分析-比较-归纳”的教学设计,使整个教学过程符合学生的认知规律,学生也容易理解接受这些知识点。

3以“学生为本”,培养学生的自主学习

篇4

2参与式教学法,激发学生成就动机,促进自主学习

大学学习过程中学生自主学习是一个很重要的环节。在教学过程中,教师要更多地采用正确的行之有效的教学方法和激励方法,引导和鼓励学生自觉学习、自己来解决问题,进行自主学习。引导学生往自主学习的方向发展,改被动接受的思想和意识为自主学习。如何激发学生的自主学习的动机、培养学生自主学习的积极性,全力提升学生自主学习的能力,教师的引导和鼓励显的尤为重要。在一般的教学考核中,教师一般将成绩分为考试成绩和平时成绩,考试成绩主要来源于期中和期末成绩;另外一种重要的成绩就是平时成绩,平时成绩主要来源于考勤、作业、实验成绩。平时成绩的合理给分能有效地促进学生的自主学习。在多年的教学中,作者一直有一个特色的评分方式。针对选用的教材,鼓励大家在发现教材中的错误,哪怕是标点符号的错误。在这个实施过程中,学生为了找到教材中的错误,必须仔细地研读课本,同时还要找相关的专业书比较,反复的阅读、理解、考虑才能判断一个错误。同样的错误先提出的同学得到加分,所以大家能独立自主的学习,不会像做作业一样出现抄袭的现象。实验成绩的给分主要注重学生的动手操作,而不是只看实验报告。在每个学期的学生纠错课本中,学生一般会找到明显的标点符号错误或文字错误20余处,介绍知识点错误2-3处,课外习题或答案不严谨10余处。通过教学内容、教学方法和教学手段的改革,将教师由知识传授的主导者转变为教学活动的组织者、引导者;每个学期可以根据授课内容设置几个专题给同学们自学,查阅资料,相互探讨。最后在课堂讲解自己的所学所想所得。这一过程可以归纳为,设置专题-查阅资料-学生整理资料-小组探讨-学生课堂讲解-教师点评。学生能很好的参与教学的章节是第六章醇酚醚,因为在高中阶段大部分学生对醇酚的性质有了比较深刻的理解。因此每个小组都能自己查阅资料,并做出漂亮的PPT,能简单详细地介绍醇酚的结•127•构、命名和主要化学性质。但是醇分子内脱水成烯,伴有重排的反应是本章的难点,学生还是难于讲透,教师需要在后面的总结中强调。让学生成为自己学习的主人,激发学生学习有机化学的积极主动性,为今后其他学科的学习和终身发展奠定良好的基础。

3教师与学生角色互换

教学传统的教学方式是教师讲,学生听,学生被动,学习热情不足。上课时有睡觉的,玩手机的、看电脑的、玩游戏的,可谓言者谆谆、听者藐藐。如何激发学生的学习主动性,让学生来做课堂的主人,我的课堂我做主?教师可以和学生进行角色互换,比如每次讲解新内容之前对上节课讲的内容进行复结,承前启后,加强记忆的同时为本节课新内容的讲解做准备。这个过程可以让学生来完成,教师从旁指导。学生可以根据教师上节课的课件进行改编,自己重新总结,用自己的语言把前面讲过的内容重述总结出来,教师最后可以进行补充完善。还有就是化合物的命名,每个章节基本上都有化合物的命名,书上的命名原则讲的已经很清楚,很有条例。教师可以给出分子结构式,给出自己的PPT,让学生预习后来给大家讲命名的步骤并给出结果,在讲完之后,允许学生纠错,同时允许其他学生补充遗漏,这样不仅调动了每个学生的积极性,而且记忆深刻。让学生参与到简单教学工作中来,充分发挥学生的积极主动性和多样性,实现师生互动,师生互换,气氛融洽,能很好的跟学生沟通。能有限地减少厌学、逃学现象的发生;通过每学期不定时的点名10次,发现学生很少出现无故缺课逃课现象。学生自主参与教学同时为学生展示自己魅力提供了平台,为锻炼学生提供了最好的舞台。通过多层次多渠道提高学生的学习兴趣,对近4年来同一专业的学生学习成绩进行分析,发现:从2010-2011学年开始注重激发学生的学习兴趣,学生考试成绩有大幅提高,平均分由原来的60多分提高到了70多分,将近80分;考试通过率超过90%。

篇5

有机化学实验是有机化学教学的重要组成部分,对巩固学生的理论知识、训练学生的动手能力、提高学生的操作技能及运用理论知识解决实际问题和科技创新的能力、培养学生实事求是的科学态度等方面起着无可替代的作用[1]。随着素质教育的逐步推行,在学校各级领导的关心、支持下,有机化学课程组的全体教师共同努力,经过不断改革与实践,形成了新的实验教学体系,在教材建设、师资培养、教学内容、教学形式与方法和考核制度等方面取得了一些成果。

1.实验教材建设得到加强

为提高有机化学实验教学质量和学生学习的兴趣,我们对实验教材进行了大胆改革,自编了一套适合本校各专业实际的有机化学实验教材。教材秉承现代教育理念,摒弃“小而全、面面俱到”的常规编法,选择了有机合成实验的基本操作,使学生在学习过基本知识、基本理论后,通过实验能够掌握有机化学实验的基本操作技能,并能应用多种实验技术和方法来探究化学反应,掌握化合物的制备、分离和结构鉴定及表征的方法;精选了涵盖近年来有机化学发展起来的有代表性的新反应、新技术、新方法等的基础性实验和综合性、设计性及创新性实验,使教材体现了学科前沿,体现了对学生工程素质和意识的训练,体现了素质教育和创新能力与实践能力的培养,有利于学生知识、能力、素质的协调发展。

2.实验教学人员专业素质得以提高

实验教学质量的保证,实验教学改革深化,对学生动手能力和创新能力的培养,需要一支爱岗敬业、实验技术水平高、结构合理的高素质的教师队伍。为适应新的教学要求,我们对实验教学人员进行了全方位的培训,采用专职和兼职相结合、一带一的教学方法,提高实验教学人员的专业素质。结合实验课内容,教师把个人的科研项目介绍给学生,让学生充分地认识到实验教学的重要性。经过建设,已经形成了一支由教授、学科带头人带队,实验教师积极参与的教学理念先进、学术水平较高、科研能力强、精于实验教学并热爱实验教学的实验教学人员队伍。

3.加强实验内容和形式的改革

有机化学的实验内容和教学形式方面的改革主要体现在以下几个方面:

3.1精选基础实验。

每学年都要根据实际情况修订各专业有机化学理论课及实验课的教学大纲,课程组教师根据大纲精选基础实验,这些实验旨在训练学生掌握实验基础理论和基本操作技能与实验方法、数据测定与记录及分析实验结果的方法。通过训练,学生都能掌握基本操作技能和技巧。

3.2精心设计增开综合性、设计性实验。

除基础实验外,学生还须选做一定数量的综合性和设计性实验,进行新实验项目的“开发”[2]。为此,我们指导学生查阅文献,提出设计方案,并由教师组织学生讨论实验方案的可行性,修改实验方案,从药品试剂的准备到实验结果的分析都要求学生独立完成。在实验中遇到的问题,教师不直接告诉学生解决方法,而是要求学生自己分析,寻找问题的答案,培养学生解决实际问题的能力,并要求学生最后写出实验小结[3]。

综合性、设计性和创造性实验项目的开设,提高了学生学习有机化学实验课的兴趣,加深了学生对所学理论知识的理解,培养了他们独立思考、综合运用、创新思维等适应科研工作的能力[4]。

3.3加大实验室开放力度,培养学生的创新能力。

开放包括两方面:一是实验时间开放,有机化学实验室面向全校学生全天开放,学生可任选指导教师和实验时间,也可网上预约实验时间,学生还可以选择多次重复实验,实验做得不满意的学生可以重新再做实验;二是实验内容开放,无论是基础实验还是综合性、设计性、创新性实验,学生都可选择,在学习中遇到的困难,学生可设计成科研方案到实验室进行实验。

3.4设立学生科研基金,吸引学生参加科研。

为激发学生参与科研的积极性,鼓励师生共同从事科研,每学期设立一定数量的学生参与的科研课题由学生申报,学生自己选择指导教师,对通过“评审”的项目,由系里提供一定的科研经费资助。学生可以从实验准备工作入手,逐步过渡到承担部分科研工作。参与或承担科研工作,可以极大地提高学生学习的兴趣,为进一步学习打下良好的基础,且学生活跃的思维也对教师的科研起到促进作用。

4.利用多媒体课件,改进实验教学方法

我们在教学中引入有机化学素材库和仿真实验软件,通过多媒体演示,帮助学生理解和掌握实验全过程,让学生从视、听等各个角度全面获取教学信息,尤其是动画演示使学生有身临其境的感觉,调动了学生学习的积极性。

5.改革实验考核办法

在多年的实验教学实践中,我们不断探索、改进学生实验考核办法,形成了一套完整的、操作性强的实验考核办法。有机化学实验成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成,前者占总成绩的60%,期末成绩占40%。平时成绩由实验预习、实验纪律和实验态度、实验操作过程、实验报告或实验小结的成绩按一定的权重相加构成。其中,实验预习、实验纪律和实验态度各占10%;实验操作过程占50%,主要根据实验内容、实验有无改进性诉求、有无创造性发挥、独特性等来综合评定;实验报告或实验小结占20%。对于基础实验,要求学生写出规范的实验报告,而对于综合性、设计性和创新性实验,要求学生写出实验小结,以培养学生的科技写作能力。期末成绩包括理论考试成绩和操作考试成绩,各占50%,理论考试在学期结束前统一进行;操作考试则由教师根据实验教学内容,选配操作组合,并制成卡片,由学生随机抽取,教师根据题目按照实验原理、操作过程的注意事项及实验中常见的现象等提出问题,学生口答或笔试后再进行操作,根据学生回答问题的准确性、操作的规范性、结果的准确度综合给予评分。

结束语

通过对有机实验课程的教材建设、师资培训、教学内容、教学形式、教学方法、考核办法和教学管理等领域的改革与实践,一个以学生为主体,重在培养学生创造性思维、开发学生创造力的“研究性教学”模式已经构建并实践。这种教学模式在有机化学实验教学中引入学科前沿知识和教师自身的科研工作,将实验内容改为以“三性”实验,即综合性、设计性和创新性实验为主,基础实验为辅的研究型教学模式,启迪了学生的创新思维,激励了学生的创新行动,培养了学生实事求是的科学态度,提高了学生观察、分析、思考、解决问题的能力。经过几年的改革与实践,取得了良好的效果。

参考文献:

[1]兰州大学,复旦大学.有机化学实验[M].北京:高等教育出版社,1994.

篇6

1.1课前预习与小组讨论:

布置学生进行课前预习,预习时以教材为主,以网络资料和图书馆课外书为补充。撰写实验预习报告,报告内容分实验原理、步骤、注意事项、问题、可改进操作,引导学生尤其注意实验注意事项和实验问题的收集。在课前两天,自由组合的几个小组一起进行探讨,尤其是实验注意事项、实验问题和可改进操作的讨论。对照组学生只需参考实验教材写出普通实验预习报告。

1.2课堂学生讲解和教师补充相结合,教师演示和学生体验相结合:

为了督促学生养成主动预习习惯,使学生由“要我学”转变为“我要学”,每次课堂开始时叫1名学生上台讲解实验,讲解完后,先由学生自愿主动补充。然后再由教师补充讲解学生未讲到位的部分。同时教师进行关键操作的演示,可以叫学生上台配合体验实验操作过程。特别强调让学生提出对实验部分操作过程的改进,对可行的部分将允许学生按照新操作过程进行实验。对照组学生不需上台进行实验讲解。

1.3学生实验:

生按照讲解和演示的过程完成实验内容。对于部分小组提出设计的可行的部分操作的改进方案,鼓励引导学生按照新方案进行实验。如果实验课堂不能够满足新方案的要求,将给学生提供教师药物化学科研实验室和相应实验条件,在课后时间完成。对照组完全按照教材内容方案进行实验。第四,讨论总结分析、撰写实验报告和实验改进方案:实验完成后,在课堂组织学生分组讨论总结,课后撰写实验报告,对于部分实验,鼓励引导学生提出并上交实验改进方案。在下次实验课堂前,教师将针对实验报告和实验改进方案进行评述。对照组学生只需递交普通实验报告,而实验组的实验报告形式和内容形式自由。上教学方法的实施,与未参与改革组相比,实验改革组学生的学习效果明显要好,学习积极性也要高,实验动手能力、分析问题和解决问题的能力均明显要强,同时也让部分学生体验到了自行设计实验的成就感,激发了其对科研的兴趣爱好。

2以有机化学实验为起点培养本科生科研素质

从以上参与有机化学实验教学改革的学生中,组建本科学生课外科研兴趣小组,长期指导学生进行课外科研实验、资料查阅、实验设计、学生课题申请、论文撰写、课外学术作品竞赛和考研辅导等一系列的提高学生科研素质为目的的活动。在教师的合理引导下,在笔者所进行教改的2个实验班中,实验组有多达18名同学主动强烈要求进入教师的科研实验室参与课外科研活动。由于学生的课余科研活性以不影响学习为前提,因此笔者随后挑选了14名成绩中等及以上的同学,分成了2组,在一年二期的时候分别进入了两个不同实验室。与笔者以往通过其它途径所带的课外兴趣小组的学生相比,这些学生思想动机总体相对较端正,除了5个学生由于急功近利、功利思想较强等原因而中途流失外,其它学生一直踏踏实实,完成了多个环节的课外科研活性内容,坚持到大四完成毕业论文。在进入实验室初期,这些学生跟着老师或不同研究生学习一些最基本的实验技能,同时也参与研究生的文献检索、实验设计、汇报等工作。经过一个学期的锻炼后,尽管有专业知识的限制,但是由于学生的主动积极进取学习,大部分同学已经掌握了所在实验室的基本实验技能,熟悉了所在实验室专业中文期刊的检索,也初步懂得了简单实验的研究方案、技术路线的设计。经过一年的培养后,在教师的指导下,学生设计并进行了独立的科研实验。在二年二期的时候,利用前期实验结果,指导学生撰写并积极申报省、校级大学生创新科技计划项目。课题完成时指导学生撰写科研学术论文,利用取得的科研成果指导学生参与大学生课外学术作品等竞赛。以上完成的学生科研课题同时可以作为学生的本科毕业论文。由于科研课题在大三基本完成,因此,在大四时学生可以全身心的投入考研或者其它与就业相关的个性化活动中。通过三年多的课外科研活动及组队参与挑战杯作品竞赛,学生的潜力得到了充分的发挥,不仅培养增强了学生进行实验设计、动手操作和论文撰写等方面的科研能力,也锻炼提高了学生的自制力、毅力、团队协作等方面的能力,整体综合素质较高。例如,首先组队的两组学生中先后申请并完成了三项省大学生科技创新活动计划项目(2010R413019,2011R413025,12R413020)和多项校学生科研项目;同时也发表了学生第一作者的论文或会议论文3篇;其中一组学生的作品获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖;由于毕业论文是几年积累的结晶,这些学生的本科毕业论文整体水平较高,避免了目前普遍存在的本科毕业论文来自于教师科研成果的“拿来主义”。其次由于小团队有自己的目标和信念,大部分同学都能够至始至终坚持利用课外时间进行充电,其中有3个同学从大学一年二期到三年二期暑假,每个寒暑假都能留在实验室做实验,每个寒暑假只休息两周时间。再次,在所带教的学生中,学生的学习成绩总体不是特别好,只有一人次拿过一等奖学金,但由于综合素质强,在研究生考试中脱颖而出,有5人考取了硕士研究生,其中有北京大学和浙江大学各一名(整个学院当年考取985学校研究生仅仅3名)。

篇7

同时有机化学是基于实验的一门科学,有机化学的研究更是具有明显的实验特征。因此,在技师学院有机化学教学中开展实践学习研究是一个契机。通过实践学习,对学生进行探索化学知识的过程和学习方法的训练,既可以激发学生发现问题、分析和解决问题的兴趣,形成求学所必需的质疑态度和批判精神,又培养了学生多维思考、分析推理、归纳总结的能力。

2技师学院有机化学实践教学现状的调查和分析

通过对技师学院有机化学教与学现状的调查和分析,对目前技师学院有机化学教学模式现状进行了摸底,以便于更有效地开展探索适应新课程要求的教学模式的研究。根据占有的资料和实际的走访调查,设计了调查问卷。结果显示31.5%的学生对技师学院有机化学学习无兴趣,45.2%的学生认为学习化学兴趣不高的主要原因是教师传统的教学方法,59.6%的学生不能很好地参与课堂教学,68.5%的学生喜欢实践学习模式。由此看出,传统的教学方法中存在以教师为中心,强调教师权威的现象,忽视了教师与学生的合作关系,剥夺了学生的自主性,影响了学生的自信心,导致学生厌学,使学生对教师有抵触情绪。学生希望老师在课堂上成为他们的合作伙伴,给他们一定的学习空间,使个人的主动性、积极性充分发挥出来。而有机化学教学改革的核心任务便是建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的学习方式。实践学习就是一种行之有效的学习方式,能使学生的主体性、能动性等在实践学习过程中得以发展。

3技师学院有机化学实践教学创新的措施

3.1培养学生设计实验并动手实践

假设提出后就要想方设法去检验它,用实证性材料去或支持假设。这是实践学习的重要步骤。因为学生要达到对所学知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学生到现实世界的真实环境中去感受,去体验,而不是仅仅聆听教师或其他人的介绍和讲解。比如在2乙醇与浓硫酸反应产物的验证试验中。我们创设了以下问题情境创设:乙醇与浓硫酸制乙烯气体时温度控制不当常有副反应发生,若温度过高,乙醇被氧化成二氧化碳,浓硫酸被还原为二氧化硫。那么如何设计实验验证反应混合气体中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸气那?学生一般都能知道验证二氧化碳用澄清石灰水,验证二氧化硫用品红溶液,验证水蒸气用无水硫酸铜,但是具体的操作步骤是什么,为什么?大部分的学生不能正确说明原因,这时教师可以引导学生进行实验设计实践。

实践实验设计思路:

(1)水蒸气先验证还是后验证,为什么?这时有的学生想到若先验证二氧化硫或二氧化碳必须通入水溶液中,带出水蒸气,影响产物水蒸气的验证,所以水蒸气必须先验证。即通过装有无水硫酸铜的硬质玻璃管。

(2)二氧化硫和二氧化碳哪个先验证,为什么?通过教师的引导,学生认识到因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,所以必须在检验二氧化碳之前,先将二氧化硫除去并除尽。而除去二氧化硫之前应先验证二氧化硫,所以应用三个洗气瓶,分别是品红溶液,溴水,品红溶液,第一个品红溶液为验证有二氧化硫,溴水为除去二氧化硫,第二个品红溶液为检验二氧化硫已除尽,这样通入澄清石灰水变浑浊一定为二氧化碳。通过这样的设计使同学认识到在设计实验时必须全面考虑各个因素的影响,应注意到每个细节的设置,才能使最终的结果正确。但要使学生对设计实验方案感兴趣,并能设计出高质量的实验方案,学生就必须有扎实的知识基础和实验技能。在化学学习中,教师要帮助学生对已学过的知识加以回忆、深化、提高,将所有中学化学知识系统化、条理化、网络化。

3.2培养学生多动手实验并注意学会观察

当前在实验教学中往往会出现这样的问题:实验现象琳琅满目,学生情绪亢奋,实验做完后学生只记住他最感兴趣的部分,而对其他现象说不清楚,因此,在初次进行实验时教师必须让学生知道观察什么,怎么观察。比如我们在苯与液溴的取代反应试验中,在演示苯与液溴的取代反应时由于注意点较多,可边实验边提出问题,指导学生观察实验:

(1)苯与液溴混合后有没有明显现象,加入铁屑后有没有明显现象?

(2)跟反应器连接的长导管起什么作用?

(3)导管口为什么不插入液面下?

(4)怎样除去无色溴苯中溶解的溴?

通过以上问题的设置使学生对该实验应掌握的问题一目了然,所以只要明确观察目的,仔细观察,不管实验现象多少,都能抓住本质。同时要引导学生边观察,边进行思维性观察。不仅要观察实验仪器的选择组装,而且要分析为什么,不仅要观察实验现象,而且要思考产生这一现象的原因。而在实践学习中,很多猜想与假设只有通过实验才能得以验证,在动手实验的过程中,不仅可以提高学生的实验技能,而且可以培养学生发现问题,解决问题的能力,激发他们的实践精神。

总之,技师学院有机化学传统的教学方法已不再适应时代的要求,但旧的教学理念往往根深蒂固,因此以实践学习为核心的有机化学教学的实施还有很长的路要走,实践学习的各种有效途径还需要在实践中不断摸索。

参考文献

[1]王拜.论学生主体参与教学[J].教育研究,2001,2:29-31.

[2]裴娣娜.现代教学论[M].北京:人民教育出版社,2005.

[3]刘新知.化学学习论[M].南宁:广西教育出版社,2008.

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影响有机化学实验成败的因素非常多,当实验药品、仪器某一条件发生改变时,都可能产生某种变化和差异。比如有的实验对化学试剂的要求非常高,如乙酰苯胺制备实验中的苯胺,肉桂酸的合成实验中的苯甲醛等试剂,需在实验前进行蒸馏处理;还有一些实验的操作中要求仪器干燥无水。所以无论是新开实验还是曾开设多次的实验,为保证实验教学的顺利进行,必须坚持进行预做实验。通过预做实验,可以对实验内容以及整个实验操作过程有更熟悉的掌握,对于实验要点、操作细节以及容易出现的问题有更全面的了解。对于带课教师来说,可以更好的在课上对学生进行指导;对于实验准备人员来说,可以有效避免在实验准备过程中相关物品的遗忘,提高学生实验的准确率和成功率。

(2)实验技术人员要经常与带课教师沟通

在每学期确定教学任务之后,实验人员和任课老师必须联系确定实验教学内容。进行预作实验之后,实验人员与任课教师应就实验中易出现问题的地方商量出统一的处理方案。每次实验前,实验员需要将本次实验中所准备的仪器设备的状况、试剂情况、准备过程中的各类异常和具体实验操作中的注意事项等,及时与带课教师沟通。实验课结束后,实验技术人员要及时听取教师和学生的反馈意见,发现问题及时解决。对老师及学生提出的建议和意见,在不断吸取他人的经验的同时,提高实验准备的质量。

2实验室的日常管理

(1)试剂管理

有机化学实验室的药品大多具有易燃、易爆、易挥发、腐蚀性强、有毒等危险性。必须严格按照药品的特性为其提供储存条件[2]。每开设一个实验,实验技术人员必须提前将所需试剂配制好并贴好标签,所有需要用到的药品要在上课前放在托盘中,并摆放在实验室带有通风橱的药品台上,同时将取用液体的滴管和取用固体的药匙贴上相应标签,防止弄混污染药品。实验结束后,需要将所有药品和托盘仪器放回库房。实验过程中,必须监督学生是否规范取用药品,对于危险品和一些较为贵重的药品,要求学生必须按量称取,实验结束后,必须认真查验并及时归位,以防危险品外流,发生意外事故;对于易挥发的有毒药品,必须在通风橱进行操作,以保证学生安全和防止污染环境;对于腐蚀性强的药品,必须戴乳胶手套,以防出现灼烧伤。

(2)玻璃仪器的管理

有机化学实验所用的仪器大多都是易碎的玻璃仪器,之前学生的实验柜中的仪器摆放混乱,铁夹、玻璃仪器混放在一起,很容易造成损坏。而且同一套仪器由各班轮用,使得每次实验课结束工作人员都要逐个检查实验柜的仪器破损情况,工作量很大。因此,我们对玻璃仪器的管理进行了以下的改革:常用的玻璃仪器和实验用品实行一柜一套,每班次的学生按学号1组负责1柜,首次进入实验室时进行全面清点,并让学生签名确认。上课时实验教师负责向学生讲授仪器操作方法和注意事项,监督学生正确使用仪器,每次实验后施行自我检查,如果仪器出现损坏,要填写仪器损害登记表,重新补齐,并按照仪器原价的20%进行赔偿。在学期末由教师监督统一进行仪器的交还工作并签字确认。这样的责任制增强了学生爱护公物的责任心和自觉性,使学生对仪器的清洗和保养有了更深入的了解,同时大大降低了教师检查仪器的工作量。由于学生责任心的增强有效减少了玻璃仪器的损害,延长了仪器的使用寿命,节约了资金仪器。一些较为贵重的玻璃仪器,如韦氏分留柱、索氏提取器等在一学期的实验课中仅仅使用一次或几次,如果同其他低值易耗玻璃仪器,既占空间,又增加了损坏几率,所以有必要对这些玻璃仪器进行规范化管理[3],编组标号,由实验教师单独存放,上实验课时再发放给学生,下课后及时收回库房。

(3)实验室安全管理

有机化学实验室相对其他的实验室更容易发生火灾、爆炸、中毒等安全事故,因此,实验室必须配备灭火器材、防爆器材和急救药箱,并定期检查、及时更新,以确保师生的人身安全和正常教学工作的进行[4-5]。在实验之前,要注意排查实验室的安全隐患;实验过程中,要配合带课老师认真检查和监督学生实验,及时纠正不规范的实验操作,做好随时处理突发事件的准备;实验结束后及时切断电源总开关,仔细检查水、电、门、窗是否关闭。实验室应注意通风换气,废渣、废液应分类存放、定期回收,保证师生在一个安全的环境下进行实验。

(4)实验室卫生管理

由于有机化学实验经常要用到腐蚀性强的或油状的试剂,生成的化合物很多也较难清洗,因此有机实验室较其他化学实验室更容易被污染。为此,在实验前,实验室人员应保持实验室的干净整洁,使学生在舒适干净的实验环境中感受到保持实验室卫生的重要性[6-7]。在实验过程中,我们要求学生要爱惜自己的实验台面,例如:将高温的蒸发皿或刚灼烧好的玻璃管垫在石棉网上再放到台面上,以免直接放在台面上而将台面烧焦;如果不慎将腐蚀性试剂洒到台面上,应及时擦掉,以免腐蚀更加严重。实验结束后,我们要求每组学生各自清理自己的台面并将卫生情况列入平时成绩,值日生负责公共区域的卫生。

3实验技术改革

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二、将相关实验整合,引导学生掌握横向和纵向比较性记忆的技巧

在有机化学实验中,很多知识点相互关联,如果可以引导学生掌握横向和纵向比较性记忆的习惯和技巧,将使学生对相关知识的掌握变得更轻松更扎实。比如通过溴乙烷、1,2-二溴乙烷、正溴丁烷和正丁基醚四个制备实验的比较,启发学生对于同样以醇为原料,在硫酸的存在下,为什么可以发生亲核取代反应和消除反应,分子内消除和分子间消除反应等不同反应,反应条件、加料顺序和原料结构对反应种类及产率的影响等问题进行横向联系的思考。又比如通过乙酸正丁酯的制备,以反应原理为出发点提出一系列问题:酯化反应的原理及催化剂和常用的酯化试剂的种类和比较引出酯化反应中可能出现的副产物,继而引出反应温度等条件对反应的影响,从这些副产物的排除方法即洗涤引出洗涤及分液漏斗的使用,再从分液后的干燥联系到干燥剂的选择和用量,最后从反应平衡和干燥的效果分析为什么蒸馏时会出现前馏分过多和产物浑浊的现象等,进行一系列纵向联系性思考。

三、鼓励学生发现问题,共同探讨和解决问题

虽然给学生开设的实验都是比较成熟和经典的,但是由于有机化学反应的特殊性,实验中由于操作手法、试剂纯度、仪器设备的影响,可能出现各种各样预想不到的问题。一旦出现这些问题,不要急于埋怨和批评学生,重要的是引导学生从问题中找出原因,收集数据,归纳总结,得出结论,在这个过程中学生可能有意想不到的收获。比如在正溴丁烷的合成实验中,一些学生反应中产生的气体过多导致气体吸收装置吸收效果不好,怎么解决呢?经过思考学生提出可以通过控制反应温度降低气体产生速度,或在吸收用水中加入少量碱增强对酸气的吸收效果。在粗产品蒸出时,为什么个别人本应在下层的产品悬浮在水层上面?学生经过分析,判断可能是由于反应不完全,剩余原料正丁醇过多所致,然后进一步用化学方法鉴别证明正丁醇的存在,或者用水稀释粗产品使产物沉降下来。在乙酰乙酸乙酯的制备中,打钠砂是至关重要的一步,怎样才能打好钠砂,温度、力度等的掌握,打好的钠砂怎么才能不结块,学生对这些因素分别进行了探讨,找到了打好钠砂的最佳条件,大大加快了反应速度,减少了剩余钠块所带来的危险和处理剩余钠块的麻烦。为了使反应更好地正向进行,提高产品收率,在正丁醚的制备实验中采用分水器中预先放出约理论量的水;而在乙酸正丁酯的制备中,主要采用边反应边放出一定量水的方法,为什么同样使用分水器分水操作方法却不同?引导学生通过实验过程,结合两个实验中反应原料与产物在水中溶解度的差别找到问题答案,这样做不但有利于学生全面熟练掌握分水器的使用方法,而且应用理论知识指导与解决实际问题,有助于巩固理论知识,激发学生学习有机化学理论的热情,进一步促进有机化学实验课程的学习。通过类似上述发现问题、探讨问题、解决或解释问题的过程,不但使学生对相关实验有了深刻的了解,加深了记忆,而且对学生综合素质的提高也很有益处。

四、鼓励学生拓宽视野,大胆尝试,勇于探索

有机化学实验虽然有其复杂的特性,但同时也因其神秘而吸引人。有些学生对教学计划外的一些实验产生了兴趣,在条件允许的情况下教师应该给予充分的支持和鼓励。比如学生通过从茶叶中提取咖啡因实验,对天然产物中的有效成分提取产生了浓厚兴趣,考虑到哈尔滨市和校园有着丰富的丁香花资源,我们就鼓励学生用较短的时间,自己查阅资料、设计实验方案,探索从丁香花中提取挥发油(丁香酚),实施过程中教师给予必要的指导。此外,为了帮助学生开阔视野,更加深入地领会课堂理论知识和实验内容,教师还可以让有兴趣的具有扎实基础的学生承担学校的开放实验室项目、创新实验室项目或参加教师承担的科研项目,例如简单的天然有机化合物的提取、表面活性剂的合成、农药或药物中间体的合成等,通过这样的实验锻炼,学生感受到有机化学与我们的生活关系之密切,学以致用,从而极大地激发了学生对有机化学实验的兴趣,改变了他们学习有机化学实验的畏难情绪,增强了他们的自信心和成就感,也有利于他们的创新精神和创新能力的培养,为从事科研工作奠定坚实的基础。

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2主要试剂及用量范围

环已醇9.90~10.10g、浓硫酸0.20~1.00ml、浓磷酸1.00~5.00mL。均为化学纯。

3实验时间

实验室开放一周。

4实验方法

在干燥的圆底烧瓶中加入沸石和一定量的环已醇、浓硫酸或浓磷酸或硫-磷混酸,摇匀,按文献[1]进行实验,记录反应时间、反应体系的炭化程度,计算转化率。产品测完红外光谱和折光率后回收。

5结果与讨论

(1)因环已醇黏度大,不能准确量取,可用称量法称取,并将用量控制在9.90~10.10g。

(2)因每位同学实验时的加热速度及环已烯精制过程中的损失量有所差别,使得实验参数相同的同学,其脱水反应的反应时间及环已醇的转化率也略有差别。所以,由实验得到的脱水剂的最佳用量是一个范围值。

(3)连续三年共274名学生的实验结果表明:环已醇用量为9.90~10.10g,浓硫酸作脱水剂,用量为0.8~0.9mL时,转化率最高为50%~55%,反应时间在29~36min之间,反应后期炭化现象严重;浓磷酸作脱水剂,用量为4.0~5mL时,转化率最高为46~52%,反应时间在80~95min之间,炭化现象轻微;硫-磷混酸作脱水,浓硫酸用量0.6mL、浓磷酸用量3.0~4.0mL时,转化率最高为62%~66%,反应时间在36~45min之间,炭化现象较轻。因此,用硫-磷混酸作脱水剂,转化率更高、反应时间短、炭化现象轻微,实验效果好。

6教学效果

(1)本实验是在化学工程与工艺专业二年级学生的第一学期末进行,学生已修完无机化学和分析化学,且有一定的有机化学实验基础,能独立完成本实验。

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1)利用已知的金属有机化合物的反应来研究新的化合物的合成。

现在已经比较熟悉的金属有机化学的反应有双取代、三取代烯烃;炔烃-α,β-不饱和羧基化合物的偶联串联反应;亚胺烷基反应;1,3-双烯等的立体合成以及四异丙氧基钛的促进还原烯化反应。其中炔烃-α,β-不饱和羧基化合物的偶联串联反应是由我国独立研究发现的金属有机反应,而且这一反应的发现有些的解决了猝灭C-Pb键。双取代、三取代烯烃和1,3-双烯等的立体合成主要是通过以硒等化合物的价键结构,以及金属有机化合物的基元反应为基础,同时也结合了新的有机合成的方法,将金属原子或者其它类金属原子导入到烯基硒化合物中,而后形成碳碳连接的双官能团试剂,并且在过渡金属的催化作用性发生偶联反应,发展了多种双取代、三取代烯烃等。这一理论方法一在多种模式下的风雨中,用来合成各种不同性质的烯烃。亚胺烷基反应在我国的有机化学研究中发展比较快,目前已经开发了多个亚胺丙烯基化反应。四异丙氧基钛和三苯膦可以促进还原烯炔反应,可以合成三氟甲基-(E)-烯丙醇。这些相关的金属有机化学反应在我国的金属化学研究中取得了明显的进展,而且促进了金属有机化学交叉学科的发展。

2)对金属有机化学反应规律的研究。

在金属有机化学的研究中,逐渐发现了金属有机化合物在双等瓣置换以及加合等瓣置换等化合物中的选择性合成。这是金属有机化学规律研究中的最具代表性的反应,通过研究金属有机化合物在单等瓣置换反应的基础上,发现了桥连双环戊二烯基双金属络负离子可以同时和两分子簇方式等瓣置换反应。

二、金属有机化学的应用分析

1)金属有机化学气相沉积技术的应用。

金属有机化学气相沉积是将容易在低温下挥发的金属有机化合物作为前驱,并且在预加热衬底表面下发生氧化或者还原反应有机分解等而最终制造出成品或者薄膜的技术。金属有机化学气相沉积技术和传统的化学沉积方法相比,其沉积温度更低,而且能够在物质的表面下形成不同的薄膜,在金属氧化物、半导体元件中等薄膜材料的研究中得到了广泛的应用。金属有机化学气相沉积反应是一种非平衡状态下的反应,外延层的生长速度和组织充分受到了温度、金属有机前躯体浓度有机基体表面的状况等因素的影响。金属有机前躯体作为反应中的重要物质,主要是有金属卤化物、金属氢化物、金属有机化合物组成。金属有机化合物和其它的金属化合物相比在沉积温度、毒性等方面具有一系列的优势,而且大部分金属化合物都属于容易挥发的液体或者固体,容易进入到反应室中。作为金属有机化合物的前躯体,应当具备相关的特点,例如在室温下的化学现在稳定,而且蒸发的温度低,蒸发的速度比较稳定,分解的温度低而且沉积速率容易控制等;高沉积率可以应用到沉积厚度比较大的涂层,沉积速度低的可以应用到半导体薄膜的沉积中。同时在沉积的过程中对环境没有污染,不会产生其它的杂质,而且不易自燃爆炸等。金属有机化学气相沉积技术作为气相外延的一种,逐渐成为半导体化合物材料气相外延生长的重要技术手段。

2)含碳硼烷金属有机化学的研究和应用。

硼作为形成多种类化合物中的类金属元素,可以形成碳硼烷、金属碳硼烷等多种化合物。近年来金属碳硼烷化学的研究不断的深入,人们对于金属碳硼烷的性质也有了更多的了解。碳硼烷分子对于光、热、氧化剂以及酸等的稳定性比较强,而且其功能比较优异,可以用来作为改变材料的性质。还有碳硼烷基的聚合物材料可以用来作为陶瓷前躯体、基体树脂、碳/碳复合材料等,可以作为材料表面的涂层来提高耐热和耐氧化性。金属碳硼烷多层结构还可以用来开发具有光学、电磁性质的新材料,用来作为数据才存储和恢复等。通过将碳硼烷结构引入到药物分子中,可以借用硼中子来治疗癌症等。