陈 琼
行动导向型教学法在实践教学中的应用
——以3,4-二氯吡啶的合成实验为例
陈 琼
(重庆市万州高级技工学校,重庆万州 404100)
文章以3,4-二氯吡啶的合成实验为例,探讨了行动导向型教学法的基本方法和原则,提出实施3,4-二氯吡啶的合成工艺研究实验需由指导教师作好充足的前期准备,务必将理论知识与实践辩证融合.同时,在行动导向型教学过程中,以培养学习者专业知识的掌握和职业能力素质为目的,关键要坚持以学生为主体的团结协作自我管理模式,引导学生自主学习、自主操作,在指导教师的监督下完成资讯、计划、决策、检查和评估过程.
行动导向型;实践教学;3,4-二氯吡啶;合成实验
行动导向型教学法(或称作实践导向、行动引导、行为引导教学法)是一种新型的职业能力培训教学法,也是一套先进的职业培训教学课程体系.行动导向以学生为主体,学生是学习的行动者,而教师是学习行动的组织者、引导者、指导者.行动导向型教学法通过“行动”来学习,通过理论与实践的紧密融合达到“手脑统一”.该教学模式属于一种先进的教学指导思想,是由一系列具体的教学方法辩证组成,能够综合优秀的教学法来培养学生的综合职业能力,注重学生的自我管理学习,培养学生的自主学习能力,以“案例”教学和“项目”教学为主,着重培养学生解决实际问题的能力.行动导向型教学法不仅要使学生更快地掌握专业知识,而且要培养学生分析问题、解决实际问题的能力,与人团结协作的社会能力,达到训练学生知识、技能和核心职业能力的职业教育目标.行动导向型教学法的教学过程包括资讯、计划、决策、实施、检查和评估六个阶段.在整个教学过程中学生始终占据“主人翁”的地位,教学质量的高低由学生在其过程中的专业知识、职业素养和能力来反映.由于追求学生自主学习、自我管理,学生在合作完成项目的过程中,必然会引发职业素质和能力的“蜕变”:学生的职业心理历程、思维和行为方法、动手能力和技能、习惯和行动标准、团队合作等职业素养将会从无到有、从有到优.
行动导向法教学受到教育界普遍欢迎,但是由于其先进教学指导思想的特性,没有固定不变的“套路”,教育者往往需要经过严格的培训,才能有效的协调具体的教学方法,达到培养学生职业能力素质的要求.因此,本文以3,4-二氯吡啶的合成实验为例,探究行动导向型教学法在具体实践中的应用原则和方法,为教育者提供一种可行的思路及实践[2].
1 前期准备
在项目设定和开发时,教师作为项目开发主体,必须采用内容与工作流程相关的、是实际工作中发生的“项目”、“案例”,在实际工作中的问题都可以开发成项目.指导教师可以主导完成项目或与他人合作完成,考虑实施所需的时间、场所、材料、空间等要素条件,提前完成项目开发的前期准备,保障所开发的项目能够在学校实验室条件下顺利实施.
2,3-二氯吡啶为重要的精细化工中间体,被广泛应用于医药、农药等领域,是合成氯虫苯甲酰胺杀虫剂的重要原料.文献调研表明,以2-氯-3-氨基吡啶为原料经Sandmeyer反应制备2,3-二氯吡啶是最为可行的工业化路线之一.经过验证的实验步骤举例如下:于100 mL三口瓶中在搅拌条件下依次加入3 mL水、7.1 g浓盐酸和2.6 g2-氯-3-氨基吡啶,混合液在冰盐浴条件下冷却至-5oC.采用恒压滴液漏斗向反应体系中缓慢滴加30% NaNO2水溶液,控制体系的反应温度在零度以下,所得重氮盐溶液低温保存待用(保存时间不可高于30 min);在氮气保护条件下于另一反应瓶中加入5 g浓盐酸和0.8 g氯化亚铜,此体系温度控制在10oC左右,将低温重氮盐溶液缓慢混合液中滴入搅动的含氯化亚铜催化剂的混合液中,控制温度在10~15oC之间,滴加完毕后,保温搅拌1 h;反应液每次用10mL二氯甲烷萃取共两次,合并后的有机相经减压浓缩,残余物经重结晶产出2,3-二氯吡啶(2.4 g,收率65%).
其反应式为:
ArNH2+ HX + NaNO2→ ArN2+X-+ NaX + 2H2O
ArN2+X-+ CuCl → ArX + CuCl + N2↑
其中CuCl为sandmeyer反应的催化剂.
指导老师不应局限于具体的实验,而是要举一反三给出重氮化反应的普遍性处理原则.
1)在重氮化反应中,无机酸先与芳胺成盐、再和亚硝酸钠反应生成亚硝酸,最后芳香胺与亚硝酸作用生成重氮盐.重氮盐一般不稳定非常容易分解,但在过量的酸中相对稳定.按反应式计算,1摩尔氨基重氮化仅需2摩尔酸,为保障反应能够顺利进行,酸须适当过量.一般是过量25%-100%,碱性越弱的芳香胺所需过量酸越多.
2)由于亚硝酸容易分解为一氧化氮和二氧化氮气体,因此在实践过程中使用亚硝酸钠和酸直接反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应,亚硝酸钠的用量要比芳香胺稍过量,避免重氮盐与未反应完的芳香胺发生偶合反应.可采用淀粉碘化钾试纸检测过量的亚硝酸钠,但是过量亚硝酸可能导致氧化反应、亚硝化反应等副反应的发生.
3)由于重氮盐在低温下较稳定、在较高温度下重氮盐分解速度加快,而且亚硝酸受热易分解,因此重氮化反应一般在5oC稍偏下温度范围内进行,但重氮化反应温度常常由重氮盐的稳定性所决定,不能将其绝对化.
4)CuCl2为催化剂易溶于盐酸中,但很容易被氧化,因此反应体系需氮气保护.
2 教学过程
2.1 资 讯
项目名称为3,4-二氯吡啶合成工艺研究,项目背景为本地化工区一家小型精细化工企业计划上马项目;项目要求提供完整小试工艺参数.4~5人一组,组长负责,组内分工,进行文献调查、收集工艺信息,从经济、技术等角度比较文献报道的工艺并选定合适工艺路线,完成3,4-二氯吡啶合成工艺经济、技术可行性报告;教师应在学生信息收集过程中提供指导,并对学生所提问题给予建议和引导.指导教师组织项目可行性论证会,由各组自行准备并以PPT及相关材料的形式予以展示,学生要按照客户导向原则以详实的资料和精彩论述说服“客户方”接受其方案;指导教师或各组学生可邀请其他教师作为项目方组成2~3人“客户方”客观论证各组展示的计划工艺路线及可行性研究报告.讨论会结束后,各组按照建议与指导教师讨论改进措施,进一步完善可行性研究报告.评价以论证会各组提供的报告文本及现场表现为评分依据,通过教师评分,组内成员匿名互评提供相对科学的量化标准.
2.2 计 划
在占有信息的基础上,以学生为主体,各组成员协作完成工作计划,教师在必要的情况下提供咨询建议.学习者需依据资讯制定详细的项目计划和工作流程,在工作小组(4~5人)中明确分工和职责,并制定出具有可执行性的时间计划表.由于学生自己给自己分配工作任务,非常有利于培养学生的独立工作能力,尤其是制定工作计划的能力.这正是学生在工作实践中所必需的职业能力.
2.3 决 策
按照既定的分组方式进行,同一小组内所有参与人员独立解决问题,在第一阶段信息收集和第二阶段制定工作计划的基础上对项目或任务制定出可实施的解决办法.集体讨论决策能够清楚的分配各自的任务,即何时何地执行哪些工作的具体内容,可以明确组内成员完成任务的时间.在决策阶段中必然会引发对项目计划和阶段工作的重新审视,从而及时作出相应调整.
2.4 实 施
在实施环节中,指导教师以探索研究型教学实验形式,鼓励学生自我调整执行正确的科学实验,具体要以5个“为什么”引导整个小试工艺实验研究过程:
1)为什么在重氮化过程中所加的底酸(浓盐酸)至少为2-氯-3-氨基吡啶物质量的3倍以上?
2)为什么在重氮化过程中所加的亚硝酸钠应比2-氯-3-氨基吡啶的物质量多一些但不可过多?
3)为什么重氮化反应的温度一般需要控制在5摄氏度以下的较低温度?温度过低对反应有何影响?
4)为什么有些重氮化反应温度控制在室温而不是低温?
5)CuCl2的作用是什么?如何避免CuCl2被氧化?
2.5 检 查
指导教师随机在各组中抽出若干学生组成监察小组,观察各组实验实施过程,记录各种违规操作、描述每个人观察到的优秀表现点,分别给予减分惩罚和加分奖励.在项目实施前采取安全教育和安全保护措施,避免可能的危险性事件出现,在检查过程中应随时中止危险性行为,保障项目成员人身安全.
2.6 评 估
评估以众人参与的量化评分标准执行.可先由指导教师拟定,再由学生讨论补充,并在项目实施过程中接受学生质询,共同讨论修正.不仅要有小组评价,也要有指导教师或其它参与人员的评价.按照预先确定的量化标准,指导教师和学习者共同对项目的结果、阶段过程、计划和决策以及结果的符合性进行讨论评估.讨论其他可能采取的措施、出现的错误和完成的成果,培养学习者对工作方式、项目结果、团队协作自我评价的能力.评价时要对项目结果的理论性进行深化,有意识将理论和实践联系起来,将课本知识和实践工作紧密融合在一起.具体到本项目,必须要学生通过咨询、计划、实施阶段的学习解决实施过程中指导教师提出的5个问题.
3 行动导向型实践教学的原则
从3,4-二氯吡啶的合成实验中,我们可以归纳出行动导向型实践教学的基本原则:1)将基础知识、文献知识和实践联系起来,达到理论联系实践、理论指导实践、实践反馈理论的目的;2)教师作为引导者和指导者,注重培养学生独立解决问题的实际能力,特别是自主学习能力的培养;3)实践教学的核心是以行动为导向,目的是培养学生获取知识的方法和职业能力,一方面将课本知识和文献知识融合至实践中,另一方面以项目的形式培养学生的职业能力和素质,特别是培养学生的团队精神和相互协作的社会能力(以小组方式开展活动).
[1] 米青,杨延军,王霄峥.“项目导向教学法”教学模式的研究与应用[J].现代企业教育,2009(4):65-65.
[2] 唐梦环,王良,谢永生.连续排水法测定H2O2分解反应级数和速率常数实验[J].重庆三峡学院学报,2015(3):83-86.
(责任编辑:朱 丹)
The Analysis on Application of Action-oriented Teaching Method in Practice:A Case Study on the Synthetic Experiment of 3,4-Dichloropyridine
Chen Qiong
Based on the synthetic experiment of 3,4-Dichloropyridine, this paper discusses the basic methods and principles of action-oriented teaching and proposes that to actualize this experiment, there should be adequate preparation including theoretical knowledge and practical dialectics accomplished by the instructors. At the same time, insisting the unity, cooperation and self-management mode by taking the students as the main body and leading the students to learn and operate independently while completing information collection, planning, decision-making, inspection and evaluation process under the supervision of instructors.
Action-oriented teaching method; teaching practice; 3,4-Dichloropyridine; synthetic experiment
G642.41
A
1009-8135(2016)03-0126-03
2016-01-21
陈 琼(1970-),女,重庆忠县人,重庆市万州高级技工学校讲师,主要研究教学法.