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【摘要】有机合成实验教学是有机合成理论教学的实践部分,是重要的专业课之一,对培养学生的综合能力起着非常重要的作用。本文探讨了有机合成实验教学改革的经验,指出在有机合成实验教学中,应注重学生综合能力的培养。
【关键词】有机合成实验 验证实验 综合实验 设计实验
【中图分类号】N45 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(a)-0098-01
有机合成化学在近一个多世纪以来,经过化学家们的不懈探索和生产实践的总结,取得了巨大的发展,对人类社会的物质文明进步以及人们生活水平的提高做出了重要贡献。1996年,美国斯坦福大学的Wender教授对理想的合成提出了完整的定义:“一种理想的(最终是实效的)合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作,快速定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。”这个理论指出我们有机合成应该遵守的规则。有机合成实验就是检验这个理论的最好手段。对于化工类专业的学生来说,有机合成化学及实验都是必修的课程之一。
实验教学是实现高级化学人才培养的重要教学环节,在实验教学中能全面训练和培养学生的动手、观测、查阅、记忆、思维、想象和表达等能力。通过实验教学,不仅可以授予学生知识技能,培养实验操作能力、思维能力和创新能力,而且还会影响世界观、思维方式、工作作风和道德修养。在实验教学中,结合21世纪对人才的需求,确定化学实验教学的目标和基本要求,以此为基础,建立新的实验教学体系,从低到高、从基础到前沿、从接受知识型到培养综合能力型的逐级提高的实验教学体系。实验教学在继续加强基础操作训练的同时,更应注重综合研究能力的培养,在教学的过程中,我们应该注意以下几点:
1 在做有机合成化学实验前,应精讲理论课内容,培养学生的自学能力和思维能力
化学基本理论的学习可以促进学生发展抽象思维能力,掌握科学的方法,使学生的知识系统化、网络化,把握规律性的知识。实践证明,培养学生的自学习惯是提高学生思维能力的有效途径,自学能力是智能的重要构成部分,是独立探索与获得新知识的最基本能力,学生具有一定的自学能力,不仅是顺利完成学习任务的必要条件,也是就业需要。我们在深入研究课程内容的重点、难点、关键以及课程的知识体系基础上,设计合理的预习思考提纲印发给学生,让学生课前根据提纲要求阅读教材和查阅参考书,做一些简单的读书笔记。上课时抓住重点向学生介绍有机合成的新方法和新工艺,结合精细化工产品的合成实例,讲述有机合成中的主要单元反应的基本原理和合成路线设计技巧,同时引导学生对提纲中重点内容展开适当的讨论。这样学生在自学与思考的基础上再听教师讲课,在听课的过程中又不断进行思考。再加上以后或同时进行的实验课,就能够更加牢固地掌握所学的理论知识。
2 改革实验教学,培养学生的动手能力和综合设计实验能力
培养学生的实验能力和思维能力的重要途径,就是通过实验教学。实验能力的培养不仅关系到化学化工人才的培养,而且关系到大多数未来劳动者适应社会主义现代化建设需要和全面发展的问题。为了更好地培养学生的动手能力和综合设计能力。我们把配合理论课开设的实验课内容改为验证实验、综合实验和设计实验三个部分。
2.1 验证实验
验证实验就是实验方案已经成熟,学生只要按照其操作进行就可以恶劣,其中主要是一步合成实验,涉及到有机合成中的基本操作技能。要求学生实验前一定要预习,搞清楚实验目的和实验原理,实验的操作步骤,实验中可能出现的问题并制定紧急应变的措施;在实验中一定严格遵守实验的操作规程,仔细观察反应中的现象变化,如实做好实验的原始记录,科学地处理实验数据,认真写好实验报告。
2.2 综合实验
综合实验的实验方案已经成熟,实验包括多步反应(涉及多种单元反应),多种操作技能的综合应用。这就要求学生具有扎实的理论知识和熟练的基本操作技能。当然验证实验中应该遵守的,在综合实验中更应该遵守了。
2.3 设计实验
设计实验是培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。在教学中选择实用性较强的实验课题,可以是一些文献实验,也可以选取教师科研课题中的部分内容,或根据与地方企业科技协作中调研信息来确定,然后只告诉学生实验的题目和产品的用途,其余实验原理、物理数据、合成方法和实验步骤等均由学生自己去查找。让学生通过查阅有关文献资料,自己设计实验方案。再通过教师的指导来完成该项实验课题。一种有机化合物的合成,往往可以由相同或不同的原料经由多种合成路线得到,学生要在查阅到的多种合成路线中确定最理想的合成方案。就必须从理论和实际上进行综合地、科学地分析、考虑诸如原料和试剂的来源、价格和利用率;合成路线中反应步骤和反应总收率、反应的条件和设备要求、生产的安全度和三废问题等。学生设计的实验方案交给教师过目审批后,在教师的指导和严格把关下,学生亲自动手通过实验验证自己的实验方案的可行性,发现问题及找出解决问题的办法。由于开设的设计性实验具有实用性,往往引起学生极大的兴趣,有效地激发了学生的学习主动性和积极性,强化了能力的培养和素质的提高。学生既理论联系实际,学会了综合设计实验的方法,又提高了综合分析问题、解决问题的能力和实际工作能力。
在设计实验教学中,教师也可以要求学生在查阅文献资料后,撰写出科学论文。即对于一个实验,经查阅文献后写出小综述论文。教师可以指导学生根据实验内容,要求学生到图书馆查阅资料。广泛阅读课外报刊,书籍,与教师共同商讨定出题目,筛选内容,进行综合整理,学习撰写一篇小综述论文,然后,分成小组进行相互交流和讨论,集思广益,这样,学生既可以相互了解到很多新的知识,开阔了视野,同时也锻炼了口才能力。
总之,通过有机合成实验的学习,学生不仅巩固了理论知识,而且增强了理论联系实际的能力,初步掌握了设计实验的要领,学会了查阅文献资料及撰写科学论文的本领,为学生以后的工作及学习打下了坚实的基础,这也是我们开设这门课程的目的之所在。
参考文献
[1] Trost B N..Science,1991,254(5037):1471-1477.
[2] 黄培强,高景星.化学进展,1998,10(3):265
[3] Wender P. A..Chem.Rev.,1996,96(23):903-906.
【关键词】有机合成实验 验证实验 综合实验 设计实验
【中图分类号】N45 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(a)-0098-01
有机合成化学在近一个多世纪以来,经过化学家们的不懈探索和生产实践的总结,取得了巨大的发展,对人类社会的物质文明进步以及人们生活水平的提高做出了重要贡献。1996年,美国斯坦福大学的Wender教授对理想的合成提出了完整的定义:“一种理想的(最终是实效的)合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作,快速定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子。”这个理论指出我们有机合成应该遵守的规则。有机合成实验就是检验这个理论的最好手段。对于化工类专业的学生来说,有机合成化学及实验都是必修的课程之一。
实验教学是实现高级化学人才培养的重要教学环节,在实验教学中能全面训练和培养学生的动手、观测、查阅、记忆、思维、想象和表达等能力。通过实验教学,不仅可以授予学生知识技能,培养实验操作能力、思维能力和创新能力,而且还会影响世界观、思维方式、工作作风和道德修养。在实验教学中,结合21世纪对人才的需求,确定化学实验教学的目标和基本要求,以此为基础,建立新的实验教学体系,从低到高、从基础到前沿、从接受知识型到培养综合能力型的逐级提高的实验教学体系。实验教学在继续加强基础操作训练的同时,更应注重综合研究能力的培养,在教学的过程中,我们应该注意以下几点:
1 在做有机合成化学实验前,应精讲理论课内容,培养学生的自学能力和思维能力
化学基本理论的学习可以促进学生发展抽象思维能力,掌握科学的方法,使学生的知识系统化、网络化,把握规律性的知识。实践证明,培养学生的自学习惯是提高学生思维能力的有效途径,自学能力是智能的重要构成部分,是独立探索与获得新知识的最基本能力,学生具有一定的自学能力,不仅是顺利完成学习任务的必要条件,也是就业需要。我们在深入研究课程内容的重点、难点、关键以及课程的知识体系基础上,设计合理的预习思考提纲印发给学生,让学生课前根据提纲要求阅读教材和查阅参考书,做一些简单的读书笔记。上课时抓住重点向学生介绍有机合成的新方法和新工艺,结合精细化工产品的合成实例,讲述有机合成中的主要单元反应的基本原理和合成路线设计技巧,同时引导学生对提纲中重点内容展开适当的讨论。这样学生在自学与思考的基础上再听教师讲课,在听课的过程中又不断进行思考。再加上以后或同时进行的实验课,就能够更加牢固地掌握所学的理论知识。
2 改革实验教学,培养学生的动手能力和综合设计实验能力
培养学生的实验能力和思维能力的重要途径,就是通过实验教学。实验能力的培养不仅关系到化学化工人才的培养,而且关系到大多数未来劳动者适应社会主义现代化建设需要和全面发展的问题。为了更好地培养学生的动手能力和综合设计能力。我们把配合理论课开设的实验课内容改为验证实验、综合实验和设计实验三个部分。
2.1 验证实验
验证实验就是实验方案已经成熟,学生只要按照其操作进行就可以恶劣,其中主要是一步合成实验,涉及到有机合成中的基本操作技能。要求学生实验前一定要预习,搞清楚实验目的和实验原理,实验的操作步骤,实验中可能出现的问题并制定紧急应变的措施;在实验中一定严格遵守实验的操作规程,仔细观察反应中的现象变化,如实做好实验的原始记录,科学地处理实验数据,认真写好实验报告。
2.2 综合实验
综合实验的实验方案已经成熟,实验包括多步反应(涉及多种单元反应),多种操作技能的综合应用。这就要求学生具有扎实的理论知识和熟练的基本操作技能。当然验证实验中应该遵守的,在综合实验中更应该遵守了。
2.3 设计实验
设计实验是培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。在教学中选择实用性较强的实验课题,可以是一些文献实验,也可以选取教师科研课题中的部分内容,或根据与地方企业科技协作中调研信息来确定,然后只告诉学生实验的题目和产品的用途,其余实验原理、物理数据、合成方法和实验步骤等均由学生自己去查找。让学生通过查阅有关文献资料,自己设计实验方案。再通过教师的指导来完成该项实验课题。一种有机化合物的合成,往往可以由相同或不同的原料经由多种合成路线得到,学生要在查阅到的多种合成路线中确定最理想的合成方案。就必须从理论和实际上进行综合地、科学地分析、考虑诸如原料和试剂的来源、价格和利用率;合成路线中反应步骤和反应总收率、反应的条件和设备要求、生产的安全度和三废问题等。学生设计的实验方案交给教师过目审批后,在教师的指导和严格把关下,学生亲自动手通过实验验证自己的实验方案的可行性,发现问题及找出解决问题的办法。由于开设的设计性实验具有实用性,往往引起学生极大的兴趣,有效地激发了学生的学习主动性和积极性,强化了能力的培养和素质的提高。学生既理论联系实际,学会了综合设计实验的方法,又提高了综合分析问题、解决问题的能力和实际工作能力。
在设计实验教学中,教师也可以要求学生在查阅文献资料后,撰写出科学论文。即对于一个实验,经查阅文献后写出小综述论文。教师可以指导学生根据实验内容,要求学生到图书馆查阅资料。广泛阅读课外报刊,书籍,与教师共同商讨定出题目,筛选内容,进行综合整理,学习撰写一篇小综述论文,然后,分成小组进行相互交流和讨论,集思广益,这样,学生既可以相互了解到很多新的知识,开阔了视野,同时也锻炼了口才能力。
总之,通过有机合成实验的学习,学生不仅巩固了理论知识,而且增强了理论联系实际的能力,初步掌握了设计实验的要领,学会了查阅文献资料及撰写科学论文的本领,为学生以后的工作及学习打下了坚实的基础,这也是我们开设这门课程的目的之所在。
参考文献
[1] Trost B N..Science,1991,254(5037):1471-1477.
[2] 黄培强,高景星.化学进展,1998,10(3):265
[3] Wender P. A..Chem.Rev.,1996,96(23):903-906.