浅议如何培养学生有机化学实验的良好习惯

2017-04-11 03:50:31萌,李
实验科学与技术 2017年1期

阳 萌,李 静

(四川大学 化学学院,四川 成都 610064)

浅议如何培养学生有机化学实验的良好习惯

阳 萌,李 静

(四川大学 化学学院,四川 成都 610064)

有机化学实验是化学及相关专业本科实验教学中一门重要的基础实验课程。为了在有机化学实验课堂教学中有效培养学生良好的实验习惯,切实提高学生综合素质、保证教学质量和保障实验安全,该文从实验教学的整个流程和各个环节着手,对改进实验教学方式和模式进行了初步探讨,在实验课堂上始终强调实验的安全,要求学生严格按照科研工作的实际需要去认真执行实验室的各项规章制度。实践表明,通过这样的模式,可训练学生养成认真细致、积极主动、严格规范操作的实验习惯。

有机化学; 本科实验教学; 教学质量; 实验习惯

有机化学实验课程是大学化学本科实验教学的重要组成部分,在化学、化工、生物以及药学等专业都开设了基础有机化学实验课程,是训练和培养学生掌握有机化学基本实验技能的实验课程。有机化学实验具有操作过程繁琐、涉及的装置仪器繁杂、实验中涉及各种易燃易爆品及有毒有害物质等特点。实验参与人员的主观能动性、观察能力以及实际动手能力都会极大地影响有机实验的结果。如果学生在实验教学中缺乏良好的实验习惯,不但不能在实验学习中获得应有的知识技能,还很可能在实验课堂乃至将来的实验工作中因为错误的实验习惯导致各种事故和危险的发生。同时,正确的实验习惯,既是从业人员专业素养的基本要求,也是学生将来在科研工作中获得新发现、新思想、新成果的根本保证。我们从实验教学的各个环节出发,探索有机实验教学的改革[1-2],努力促使学生养成认真细致、积极主动、严格规范操作的良好实验习惯[3-6]。

1 培养学生做好实验预习的习惯

1)我们要培养学生养成查阅资料和做好实验预习的习惯[7-14]。通过预习,让学生获得对实验对象、实验目的、实验要求和实验过程的初步印象,预先对实验内容有一个了解,并对其中疑难处和危险性有所估计。为了督促所有的学生都做好预习,我们在课堂教学时,尽量避免照本宣科,通常以一个基本的序列图表为主线索,同时结合一些关键词提示,对实验中的难点、重点进行标注,提醒学生注意。

2)在实验教学过程中穿插曾经真实发生的具体实验事故,详细向学生介绍一些发生在身边并导致严重后果的实验室危险伤害事件,使学生认识到这些具体的导致人身伤害的实例,其源头都是由于实验人员没有良好的实验习惯、漠视实验前的查阅准备工作、对实验使用的药品性质了解不充分、对实验过程的难点不清楚、对一些单元操作的具体细节掌握不正确、对一些具有警示作用的异常实验现象不注意、具体操作中违反安全规范、忽视规章制度而造成的。例如,授课教师从某次实验室火灾事故出发,向学生阐述火灾是由于当事人对氢化锂铝的化学性质了解不充分、在急于求成的心理下未能严格控制投料速度而引发的。同时延伸讲述火灾和易燃易爆品的种类,哪些不良习惯和安全隐患可能引发火灾。此外,还向学生讲授如何处理大小级别不同的火灾,如何正确使用灭火设备,并最终落实到良好实验习惯的培养上来。通过充分预习,对实验中的危化品和事故易发点预先注意和掌握事故可能导致的危险以及人身伤害,由此引导学生即使从自身安全出发,也会去预先了解实验过程,认真预习,激发学生实验学习的积极性,提高学生实验全程的注意力。

2 培养学生做好实验记录的习惯

规范学生实验记录的方法和模式。要求学生开展实验的同时,要做好以时间为纵轴,条理清晰、内容简要、数据准确、格式工整的完整实验记录。在教学实践中为学生提供标准化的模板,通过将记录纸分成4大竖列,第一列记录时间的起始,第二列为时间段对应的实验操作,第三列为各实验步骤对应的实验现象,让学生按时间顺序来记录整个实验过程,记录每个时间点和时间段对应的实验操作内容,准确记录实验投料的数量品种,投料顺序和投料方式。第四列则让学生充分发挥主观能动性,记录学生在实验中遇到的一些具体问题,实验中发生的错误、导致的结果、发生的原因以及学生对这些实验问题和实验现象的思考。最后,要求学生必须有一个本课程单独的实验记录本,不能是零散的纸片,督促学生在实验中做好原始记录,再以原始记录为支撑完善最终的实验报告表。

3 培养学生按规操作,仔细观察,认真思考的实验习惯

我们要求学生必须记录下各实验步骤中明显的颜色、外观、是否有气体生成等诸多现象,将原始记录纳入考核评分体系,与实验成绩挂钩。

在实验进行过程中,增加研究生教辅人员,辅助授课教师加强与学生的课堂互动,随时发现并纠正学生实验中的错误操作以及不良习惯可能带来的安全隐患,例如,实验台面如何摆放才能消除事故隐患。对一些操作性要求较高的步骤,如萃取法分液漏斗的使用,分组讲解要点,并逐一检查过关;对下一步可能出现的现象预先给予适当的提示,告诉学生实验正在进行的阶段,让学生始终保持高度的注意力;针对一些重要实验现象进行说明,详细阐述实验现象下面掩藏的原因和原理,理论联系实际,激发学生观察的积极性,从而引导学生对实验过程中的各种现象做出思考和判断,保证学生在动手做实验、用眼观察的同时,联系学习的理论知识,通过对实验现象的分析,明白隐含在现象背后千变万化的物理和化学变化过程,真正掌握实验技能。比如可以引导学生观察环己烯制备实验蒸馏结束时装置里出现的白雾,引导学生思考,最终认识到这是在蒸馏结束阶段,在反应液很少时浓硫酸受热挥发出的酸雾。

4 严格考核实验结果,改进评价标准,杜绝弄虚作假

为了培养和训练学生良好的实验习惯,我们必须严格考核学生的实验结果,对学生出现违规操作的现象进行严肃的批评,对可能导致的严重实验安全后果进行充分的讲述,将是否违规操作作为实验成绩考核的评判标准之一,使得学生在今后类似的实验或相同的单元操作中获得充分的经验和教训。

此外,我们还需要建立科学的评价标准,降低实验结果在评价体系中的权重,充分参考整个实验流程的完成情况。以前传统的评分考查方式,会导致个别学生为了获得较好的书面成绩,不惜弄虚作假。一旦实验现象稍微跟别人有些不同,就疑神疑鬼,或者篡改记录、虚报产率;或者实验中出现一点差错,就偷偷倒掉反应液,擅自重新实验。这样,既造成实验药品的浪费,又让学生养成了浮躁不认真的毛病。为此,我们在严肃处理实验弄虚作假的同时做好实验室药品仪器的管理。此外,对于初次实验缺乏经验,各种主客观非故意原因导致的实验错误、实验现象与结果产率上小的差异,我们鼓励学生从自己的失败实验中获取认识,从别的同学的不同实验现象和结果差异中去思考并尝试查找原因。从评价体系上更多地引导学生去分析原因,而避免单一将实验结果作为评分的标准。通过这些评价措施的改变,一个失败的实验,可能比简单的依葫芦画瓢的成功更有意义,更能促进学生对知识的深刻领悟、对技能的真切掌握。最终让学生认识到,只有严格按照实验要求来做,保持正确的实验操作习惯,才能获得好的实验效果。例如,某次实验,大部分同学的原料没有反应,通过对比询问得知,少部分得到产物的同学是从其他实验室取得的药品,从而最终分析发现该实验室使用的硝酸浓度太稀,是导致实验失败的原因。更换硝酸后重新实验,全部取得了成功。这样的挫折经历,反而使学生意外获得了更丰富的实验体验。使学生认识到实验失败并不一定是坏事,对有机化学实验的复杂性和严格按规定操作的重要性,有了更深刻的切身感受,通过这样的挫折教育,也锻炼了学生在以后科研工作中面对实验失败时的心理承受能力。

5 结束语

通过对学生实验课程中的实验预习,实验操作,实验记录以及实验报告的各环节的具体要求,让学生在进入有机化学实验室后,从始至终严格按照科研工作的实际需要去认真执行实验室的各种规章制度。同时,要求学生在实验室环境、实验室卫生、实验废弃物处理、实验中出现的各种问题的处置方法、各种专业仪器设备的操作上,都严格遵照实验室的各项操作要求与安全规定,使得学生在各方面都以满足有机化学实验工作的实际要求为目的,养成良好的实验习惯,从根本上消减学生在将来的有机化学学习和工作中,因为违规操作导致重大危险的隐患,保障学生实验教学的学习效果,培养学生获得基本的专业技能,为以后的科研工作服务。

[1] 王义遒.当前实验教学改革的几个问题—在高校实验室工作研究会第二次全国实验教学改革研讨会(南京)上的讲话[J].实验技术与管理, 2000, 17(4): 1-5.

[2]张红素, 谢川, 陈华, 等.基础有机化学实验的教学改革探讨[J].实验科学与技术, 2010, 8(3): 96-97.

[3]李三和.培养学生良好的实验习惯[J].益阳师专学报, 2000, 17(6): 85-87.

[4]肖凤娟.培养学生良好的实验习惯[J].承德民族师专学报, 1997(2): 53.

[5]张颖.以实验管理来培养学生实验习惯[J].现代教学, 2009 (5): 64.

[6]王竹林.实验室良好习惯的培养[J].实验室技术与管理, 2011, 28(4): 19-21.

[7]张宏坤, 蔡柏岩, 郑伟, 等.加强预习环节是提高有机化学实验教学质量的第一要务[J].中国科教创新导刊, 2009(25): 128.

[8] 林媚.有机化学实验中培养学生预习习惯的思考[J].高师理科学刊, 2009, 29(6): 38.

[9]丁唯嘉, 罗志刚.《基础化学实验》教学提高学生预习效果的几点体会[J].广东化工, 2011, 38(7): 193.

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[11] 朱清梅, 翟明翚, 张小舟.培养高校学生良好的实验习惯,有效提高实验教学质量[J].化工时刊, 2015, 29(11): 41-43.[12] 王敏, 冉秀芝, 郭芳.良好实验习惯对提高化学实验教学效果的重要性[J].广东化工, 2016, 43(10): 217-218.[13] 刘伟, 赵宝华, 韩留福.开放创新实验中注重培养学生良好的实验习惯[J].实验室科学, 2015(2): 226-228.

[14] 吴平, 周益明, 李晓东, 等.加强引导和管理培养良好的实验习惯[J].江苏第二师范学院学报(自然科学版), 2014(8): 31-33.

Preliminary Discussion How to Train Students to form Good Habits of Organic Chemistry Experiment

YANG Meng, LI Jing

(College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, China)

Organic chemistry experiment is an important basic experimental course in undergraduate experimental teaching of chemistry and related majors.This paper discusses how to improve the experiment teaching mode from the whole process and various aspects of the experiment to promote the students’ comprehensive quality, guarantee the teaching quality and ensure the safety of the experiment.The discussion always places high emphasis on experiment safey and Students are required to strictly accordance with the laboratory regulations to meet the needs of actual scientific research.Practice shows that, through this model, students can be trained to develop serious and meticulous, proactive, rigorous standardized operation of the experimental habits.

organic chemistry; undergraduate experiment teaching; teaching quality; experiment habit

2015-08-28;修改日期:2016-11-28

四川大学实验技术项目资助(0083304116008,1083304116006)。

阳萌(1971-),男,博士,工程师,主要从事有机合成与大型仪器管理操作与维护方面的工作。

李静,助理研究员,jingli@scu.edu.cn

G642

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.01.029