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1.1教學(xué)內(nèi)容的梳理與整改
按照11版教學(xué)培養(yǎng)方案的修訂,有機(jī)化學(xué)由原來的126學(xué)時(shí)減少到108學(xué)時(shí),上下半學(xué)期各54學(xué)時(shí)。同時(shí),有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)也做了相應(yīng)的修改,由原來的90學(xué)時(shí)減少到70學(xué)時(shí),上下半學(xué)期各35學(xué)時(shí)。在此次教學(xué)方案修改的同時(shí),有機(jī)教研室依據(jù)教育部規(guī)劃教材特點(diǎn),結(jié)合我校化學(xué)專業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需求,立足于學(xué)生可操作性,本著“微型化、節(jié)約化”原則,進(jìn)一步梳理與完善了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。在堅(jiān)持熟練基本操作的基礎(chǔ)上,將教師科研方向中的一些原料合成作為教學(xué)內(nèi)容引入到了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中,例如,將降冰片烯二酸酐的制備引入教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生在鞏固雙烯合成理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步熟練如何利用已知原料合成目標(biāo)產(chǎn)物的方法。再如,在重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)操作中,由于原料的恒定性,學(xué)生實(shí)驗(yàn)往往很容易形成機(jī)械操作、簡(jiǎn)單重復(fù)和照方抓藥等特點(diǎn)。為了打破重結(jié)晶原有實(shí)驗(yàn)原料的單一性,我們借助重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室這一平臺(tái),跟有科研項(xiàng)目的老師一起交流并達(dá)成共識(shí),他們合成的粗產(chǎn)物直接應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,形成了原料種類多樣性。變換原料,學(xué)生就得通過重結(jié)晶的步驟,合理選擇理想溶劑,提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性,同時(shí)也為老師科研提供了保障,避免了實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的浪費(fèi)。另外,對(duì)先前的常量化實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行了改進(jìn),引入了微量實(shí)驗(yàn)儀器,樹立學(xué)生節(jié)約意識(shí),進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。
1.2教學(xué)模式的轉(zhuǎn)換
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式只注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果,往往忽視了實(shí)驗(yàn)過程。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教改過程,首先,注重實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備。讓學(xué)生通過相關(guān)文獻(xiàn)檢索,吃透實(shí)驗(yàn)操作中的一些問題,熟悉物料性質(zhì),確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行(見圖1)。其次,全面干預(yù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程。在實(shí)驗(yàn)操作過程中既要強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,對(duì)于違規(guī)操作行為,要及時(shí)糾正,必要時(shí)要作為典型案例,引導(dǎo)全體學(xué)生注意,同時(shí)還要全面跟蹤學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程,設(shè)立專門教師實(shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師共同實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)操作中及時(shí)將實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題反饋給學(xué)生,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)一些反常現(xiàn)象的理解和認(rèn)識(shí),鍛煉學(xué)生分析與解決問題的能力(見圖2)。第三,做好實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息反饋。對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果來說,由于個(gè)人的操作或多或少存在差異,尤其在現(xiàn)象描述、收率計(jì)算和物理參數(shù)測(cè)定等方面都多少存在分歧,采取集中討論與分散交流相結(jié)合的方式,干預(yù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出正確的判斷,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫奠定基礎(chǔ);對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息反饋,一要堅(jiān)持原有認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的做法,二要在新的實(shí)驗(yàn)開始時(shí)做好實(shí)驗(yàn)報(bào)告的點(diǎn)評(píng)工作,既要突出表揚(yáng)優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,也要指出不合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,通過以“優(yōu)幫差”,切實(shí)發(fā)揮好“傳幫帶”的作用,逐步完善學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫。三是對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中提到的一些改進(jìn)措施要給予合理的解釋,激發(fā)學(xué)生積極嘗試實(shí)驗(yàn)的熱情,增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。
1.3教學(xué)評(píng)價(jià)體系
老師通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“預(yù)習(xí)、操作、衛(wèi)生和實(shí)驗(yàn)報(bào)告”可以直觀地給學(xué)生在某個(gè)實(shí)驗(yàn)中給予合理的分?jǐn)?shù)。反過來,學(xué)生也要發(fā)揮監(jiān)督老師的作用,通過教學(xué)評(píng)價(jià)體系,可以反映出教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的投入。學(xué)校雖然每年都通過教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng),讓學(xué)生對(duì)老師教學(xué)做出客觀公正的評(píng)價(jià),進(jìn)一步激發(fā)教師的教學(xué)熱情,但效果往往不是很理想。我們?cè)谟袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中引入了“一個(gè)實(shí)驗(yàn)一評(píng)價(jià)體系”,采取無記名信息反饋,梳理后將意見轉(zhuǎn)達(dá)給任課教師,通過教研室活動(dòng)討論,確定整改措施,并及時(shí)地應(yīng)用到下一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,并將有用信息擴(kuò)大到了整個(gè)教研室活動(dòng)中,使得教師在教學(xué)中豐富閱歷,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中長(zhǎng)了見識(shí)。這種做法在學(xué)生與教師中已經(jīng)形成了良性互動(dòng),并得到了很好的評(píng)價(jià)效果。
1.4科研協(xié)助教學(xué)改革
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在大學(xué)二年級(jí)開設(shè),學(xué)生已經(jīng)初步掌握了一些基本的實(shí)驗(yàn)技能操作,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,積極引導(dǎo)學(xué)生參與教師科研活動(dòng),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿知識(shí)的了解,提升學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。具體可通過內(nèi)蒙古每年舉辦的“挑戰(zhàn)杯”科技作品競(jìng)賽和畢業(yè)生畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)兩個(gè)途徑進(jìn)行嘗試,讓學(xué)生以興趣小組形式參與到教師科研項(xiàng)目中,讓學(xué)生從教師科研活動(dòng)中吸取寶貴的信息資料,獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步。例如,β-氨基酮類化合物的合成(Mannich堿)是有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)中的內(nèi)容,基本的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中并沒有此類化合物的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容,是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)生要從多組分溶劑的選取、TCL(薄板層析)、重結(jié)晶、熔點(diǎn)測(cè)定等一系列實(shí)驗(yàn)技能入手,擴(kuò)展了學(xué)生的思路,增強(qiáng)了有機(jī)實(shí)驗(yàn)手段的連續(xù)性和銜接性。截至目前為止,已有兩屆學(xué)生10多人次,借助教師科研平臺(tái),參與“挑戰(zhàn)杯”科技作品競(jìng)賽,并獲獎(jiǎng);有三屆學(xué)生15人次,通過參與教師科研活動(dòng),發(fā)表了高水平的學(xué)術(shù)論文。當(dāng)然,這些成績(jī)的取得反過來又促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的運(yùn)行,在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí),進(jìn)一步拓展了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中“敢想、敢問、敢做”的理念,從某種意義上也完善了新版教學(xué)培養(yǎng)方案。
2結(jié)語
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(jì),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(duì)原料的有效利用,盡量消除和避免使用有毒和危險(xiǎn)試劑,并爭(zhēng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的高校多、項(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的綠色化作為一個(gè)嶄新的課題加以探討研究。
2.實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“綠色化“教學(xué)目標(biāo)的若干措施
2.1綠色化學(xué)意識(shí)的樹立與培養(yǎng)若想樹立學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)要求教師能夠率先把握環(huán)保低碳理念,并積極實(shí)施環(huán)境無害化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)試劑的毒性及其對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的損害和影響,并鼓勵(lì)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(duì)生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑的使用,并有針對(duì)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(shí)驗(yàn)整體的進(jìn)行情況,及時(shí)糾正一些因意識(shí)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(shí)驗(yàn)綠色化,在學(xué)習(xí)中掌握更新實(shí)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(shí)、積極實(shí)施對(duì)環(huán)境友好舉措作為考核項(xiàng)目之一,杜絕學(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xiǎn)和污染,如果能勇于突破定性思維和教材,在保證實(shí)現(xiàn)原有教學(xué)目標(biāo)的同時(shí),有針對(duì)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(shí)驗(yàn)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(huì)隨反應(yīng)的進(jìn)行而增加,部分實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),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(cè)定旋光度的原料。在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),應(yīng)使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)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(jì)上,可用綜合性較強(qiáng)、合成路線較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)代替目的過于單一的項(xiàng)目。如僅選取溴乙烷的制備這一個(gè)實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無意義的重復(fù)性。另外,可適時(shí)設(shè)計(jì)一些具有連續(xù)性的實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)中得到的產(chǎn)物可作為重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)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(yàn)等。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)還在于,因前一產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣將影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,可提高學(xué)生對(duì)結(jié)果真實(shí)性與可靠性的感悟,通過連續(xù)的實(shí)驗(yàn)過程,培養(yǎng)其環(huán)保節(jié)約意識(shí)。實(shí)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(shí)驗(yàn)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(duì)常量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革的必經(jīng)之路。例如在茶葉提取咖啡因的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)綠色化外又能有效地提高產(chǎn)率。由此可見,微量實(shí)驗(yàn)值得推廣的原因在于節(jié)約能源減少污染,降低有機(jī)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性,同時(shí)減少了因處理“三廢”帶來的壓力。除此而外,微量及半微量實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的開出率,提升了學(xué)生的動(dòng)手能力和膽大心細(xì)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度,因此,在教學(xué)過程中采取常量和微量實(shí)驗(yàn)交替配合的模式,將更有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
2.3合理進(jìn)行三廢處理在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,若不將“三廢”進(jìn)行合理有效的處理而直接排放,將會(huì)對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生一定的污染和傷害。因此在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)結(jié)合以下幾點(diǎn)有效提高實(shí)驗(yàn)室中對(duì)“三廢”的處理效率:
(1)廢氣的處理:實(shí)驗(yàn)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(duì)于在實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)中。對(duì)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)與綠色化學(xué)觀念相結(jié)合建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)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(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程中重視資源意識(shí)和節(jié)約意識(shí)的養(yǎng)成。除去精簡(jiǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室實(shí)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(shí)踐教學(xué)的大勢(shì)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)中,將苯甲醛等反應(yīng)物的加熱時(shí)間由回流1.5小時(shí)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,此時(shí)借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)真實(shí)完整的反應(yīng)過程,可以彌補(bǔ)因?qū)嶒?yàn)條件不足帶來的負(fù)面影響。學(xué)生也可學(xué)會(huì)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(shí)的提高。
3.結(jié)語
有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能是學(xué)生以后進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)。針對(duì)藥學(xué)學(xué)科特點(diǎn)設(shè)計(jì)技能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如有機(jī)物物理常數(shù)的測(cè)定、有機(jī)物分離提純等,加強(qiáng)學(xué)生的基本操作訓(xùn)練,使學(xué)生掌握規(guī)范的實(shí)驗(yàn)技能。藥學(xué)實(shí)驗(yàn)中安排了21學(xué)時(shí)的基本操作實(shí)驗(yàn),占總實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的38.9%,幾乎涵蓋了所有有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。同時(shí),將藥學(xué)專業(yè)的基本操作實(shí)驗(yàn)分為獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)兩部分,如將有機(jī)物熔點(diǎn)的測(cè)定與咖啡因提取實(shí)驗(yàn)結(jié)合、將有機(jī)物折光率的測(cè)定與檸檬烯提取實(shí)驗(yàn)結(jié)合等,既培養(yǎng)了學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,又提高了學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到基本技能在實(shí)際工作中的重要性,為學(xué)生今后獨(dú)立工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,注重新技術(shù)的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和創(chuàng)新能力
我們通過在教學(xué)實(shí)踐中不斷分析和探索,整合了藥學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,避免了一些實(shí)驗(yàn)的重復(fù)設(shè)置。如有機(jī)物折光率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)學(xué)生已經(jīng)在物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)過,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不再單獨(dú)設(shè)置,而是把折光率的測(cè)定與有機(jī)物的提取、合成實(shí)驗(yàn)整合在一起,不僅節(jié)省了時(shí)間,而且使學(xué)生對(duì)基本操作的運(yùn)用范圍有了全面的認(rèn)識(shí)。同樣,考慮到學(xué)生在中學(xué)階段已經(jīng)接觸過諸如醛、酮、醇、羧酸等化合物性質(zhì)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),繼續(xù)保留這些實(shí)驗(yàn)不僅重復(fù),而且對(duì)學(xué)生技能的提高及能力的培養(yǎng)沒有大的幫助,在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的局限性,因而在教學(xué)安排中調(diào)整了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),并將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)壓縮為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)的16.6%。事實(shí)證明,壓縮上述實(shí)驗(yàn)為藥學(xué)專業(yè)學(xué)生節(jié)約了時(shí)間,有利于學(xué)生將有限的學(xué)時(shí)用于強(qiáng)化操作技能、培養(yǎng)科研能力和拓展創(chuàng)新思維上。綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用上具有重要作用。所以,我們針對(duì)藥學(xué)專業(yè)的特點(diǎn),突破實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的限制,在教學(xué)實(shí)踐中增加了綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例,使此兩類實(shí)驗(yàn)占到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)的44.5%。如將阿司匹林的合成、熔點(diǎn)的測(cè)定和高效液相色譜技術(shù)3個(gè)不同類型的實(shí)驗(yàn)整合成一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生在合成阿司匹林后,對(duì)阿司匹林進(jìn)行熔點(diǎn)測(cè)定,在獲得阿司匹林基本物理常數(shù)后,利用高效液相色譜儀對(duì)阿司匹林進(jìn)行色譜分析。通過上述實(shí)驗(yàn)的整合,不僅加強(qiáng)了學(xué)生基本技能的訓(xùn)練,而且培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力。同時(shí),積極引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究探索,激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情,提高學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)的掌握與應(yīng)用。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)針對(duì)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生未來的工作實(shí)踐及繼續(xù)深造的需要,結(jié)合本學(xué)科教師的科研內(nèi)容,讓學(xué)生直接參與教師的科研課題,培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和創(chuàng)新能力。如我們?cè)诮處熆蒲械幕A(chǔ)上為藥學(xué)專業(yè)學(xué)生設(shè)置了大黃中蒽醌苷元的提取、分離和檢驗(yàn)識(shí)別實(shí)驗(yàn),學(xué)生在完成該實(shí)驗(yàn)的過程中,在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行文獻(xiàn)資料的檢索及分析,并運(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等。通過類似的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力,使他們及時(shí)掌握了國(guó)內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),大大開闊了學(xué)生的視野,拓展了學(xué)生的思維,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神,使學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的意識(shí)明顯增強(qiáng),同時(shí)使學(xué)生對(duì)科學(xué)研究有了一個(gè)較完整的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)了學(xué)生的科研意識(shí)及科研能力,為其今后工作及繼續(xù)深造打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
3實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化、綠色化,加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
x做到實(shí)驗(yàn)的絕對(duì)綠色化,但我們積極探索對(duì)部分實(shí)驗(yàn)的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)綠色化設(shè)計(jì),盡量選擇低毒或無毒試劑,刪除對(duì)環(huán)境危害大的實(shí)驗(yàn),選擇對(duì)環(huán)境污染小、用藥少的實(shí)驗(yàn),盡可能將實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的損害降至最低。如在教學(xué)中將原來水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)“從煙絲中提取煙堿”改為“從橙皮中提取檸檬烯”,降低了實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)學(xué)生造成的傷害。同時(shí),增加以天然無毒物質(zhì)為原料的實(shí)驗(yàn),如實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了從茶葉中提取咖啡因、綠色葉子中色素的分離等實(shí)驗(yàn),做到從原料到產(chǎn)物都對(duì)環(huán)境無污染,達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的。積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,嘗試開展微型化實(shí)驗(yàn)。微型化實(shí)驗(yàn)起源于埃及學(xué)者E.C.Grey的《化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型方法》一書,1982年,美國(guó)Mayo和Pike等人在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中采取主要試劑為mmol量級(jí)的微型制備實(shí)驗(yàn),取得了成功,從而掀起了研究與應(yīng)用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱潮,并受到環(huán)保界的大力贊揚(yáng)。在教學(xué)實(shí)踐中,我們?cè)诒WC實(shí)驗(yàn)成功的前提下,積極探索實(shí)施微型化實(shí)驗(yàn),不僅降低了實(shí)驗(yàn)中藥品用量過多造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,而且?guī)椭鷮W(xué)生樹立了藥品定量的意識(shí)。此外,相對(duì)于常量實(shí)驗(yàn),微型化實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)者基本操作、實(shí)驗(yàn)技巧及實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性都提出了更高的要求,這就促使學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能并在實(shí)驗(yàn)過程中形成認(rèn)真細(xì)致的作風(fēng),同時(shí)培養(yǎng)了其縝密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。在教學(xué)中將綠色化學(xué)的理念融于實(shí)踐中,讓學(xué)生樹立起綠色環(huán)保意識(shí)。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常不可避免地產(chǎn)生一些廢棄物,如不及時(shí)處理則會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大污染,而且會(huì)淡化學(xué)生的環(huán)保意識(shí),使其養(yǎng)成不良的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。因此,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)把廢棄物的回收處理作為一項(xiàng)重要的教學(xué)和科研任務(wù)來完成。如柱層析中的洗脫劑、合成實(shí)驗(yàn)中的副產(chǎn)品等都要進(jìn)行回收或進(jìn)行無害化處理后再進(jìn)一步利用。應(yīng)將實(shí)驗(yàn)中廢棄物的處理作為考核項(xiàng)目,要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物的相關(guān)處理方法,并在實(shí)驗(yàn)中付諸實(shí)施。通過訓(xùn)練,使學(xué)生靈活應(yīng)用了所學(xué)的理論知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能,并養(yǎng)成了廢棄物及時(shí)回收處理、循環(huán)使用的良好習(xí)慣,具備了從事綠色化學(xué)研究與開發(fā)的基本素質(zhì)與能力。
4改進(jìn)實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制,培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和綜合能力