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關鍵詞:高職院校;有機化學;現代教學理論
近年來,隨著我國經濟的不斷發展,城市規模不斷擴大,高職院校數量不斷增多,高職有機化學教學水平已取得一定的進步與發展。同時,為了順應時展潮流,滿足日益嚴格的化學教學要求,高職有機化學教學的工作重心逐步向應用現代教學理論轉變。其中,現代教學理論指為了設計合理教學情境及滿足教學任務需求所建立的系統教育理論,兼具實用性及概括性,特別是概括性,意味著教學理論不局限于某學科,原則上適用于所有學科。有資料表明,現代教學理論以布魯納發現教學法、布魯姆掌握教學模式、加涅指導教學模式、克拉夫基范例教學模式及巴班斯基最優化教學模式為代表。鑒于此,本文針對高職有機化學教學應用現代教學理論的研究具有重要意義。
一、高職有機化學教學應用現代教學理論的優勢
(一)突破教學難點
相較于常規教學模式,應用現代教學理論的優勢明顯,不僅能培養學生穩定的學習心態,提高教學質量,還以多媒體教學手段為依托,制作教學方案,設立教學情境,真實反映教學難點,進一步幫助學生鞏固教學成果,突破教學難點內容,形成完整的知識網絡,增強學生自主學習能力,為枯燥的教學過程增添一絲趣味性,形成主動參與的教學模式。
(二)激發學習熱情
有學者提出“興趣是最好的老師”,一旦激發學習積極性及主動性形成強有力的學習動力,不僅能保證教學質量,還能提高教學工作效率。同時,相較于常規教學模式,應用現代教學理論的優勢明顯,緊扣教學任務,以學生為主體以教師為主導,實現寓教于樂,促使學生廣泛參與課堂討論,特別是化學基礎薄弱的學生興趣引導作用更為明顯。
二、高職有機化學教學應用現代教學理論的措施
(一)營造教學氛圍
在實際教學的過程中,有機化學教師主動轉變傳統工作理念,堅持以學生為中心的工作原則,以學生心理特點為切入點,緊扣教學任務,重視化學教學前期準備工作,應用現代教學理論制定教學方案,延伸教學課堂知識范疇,尋找學生情感共鳴點,最大限度激發學習積極性及主動性,擺脫常規教學模式的限制,營造輕松有趣的教學氛圍,幫助學生真正感受化學知識魅力。同時,高職有機化學教材內容豐富,知識點詳實且趣味性強,教師鼓勵學生提前預習自主學習,確保學生了解教學內容明確教學難點。例如:以有機化學《酚的性質》為例,酚與脂肪烯醇結構相似,極易發生互變異構,并且酚類化合物種類復雜,囊括氯酚、萘酚、硝基酚、氨基酚、甲酚及苯酚等,存在著一定的學習難度,對于學生記憶力是一種考驗。教師可課前鼓勵學生提前預習明確教學難點,展示含酚工業廢水圖片,以“愛丁堡醫院李斯特醫生與酚的故事”為引導,提出情境問題“對工業含酚廢水進行脫酚運用了酚的哪些性質?”,進一步啟發學生思維。
(二)豐富教學手段
在實際教學的過程中,有機化學教師主動轉變傳統工作理念,堅持可持續性發展的工作原則,以多媒體教學手段為立足點,緊扣教學任務,將現代教學理論與多媒體教學手段相結合,合理設計教學活動,不斷豐富教學手段,為枯燥的教學過程增添一絲趣味性及挑戰性,進一步增強學生自主學習能力,鞏固教學成果。同時,為了增強邏輯思維能力,教師可采取“階梯式”提問法,設計符合各階段問題,促使學習模式由“死記硬背”向“靈活運用”轉變。例如:以有機化學《醇與酚》為例,醇是芳香烴、脂環烴及脂肪烴側鏈中氫原子被羥基所替代的化合物,與酚均屬于烴類含氧衍生物,極易互變異構為酮,無法以穩定狀態存在。教師利用多媒體教學手段播放醇與酚的化學實驗操作視頻,詳細介紹醇與酚的化學性質,特別是苯酚的化學性質,鼓勵學生“多動手、多動腦、少說話”,進一步增強學生自主學習能力,加深教學印象。此外,課堂提問“貴精不貴多”,教師運用現代教學理論引導學生分析化學原理,得出實驗經驗及自身學習感悟。
(三)利用實踐運用
在實際教學的過程中,有機化學教師主動轉變傳統工作理念,堅持實事求是的工作原則,以有機化學教材為突破口,緊扣教學任務,應用現代化教學理論開展實踐教學,為教學資源分享、教學難點研討及教學經驗交流提供強有力支持,并且利用錄制教學視頻等手段規范課堂紀律,提高教學效率及質量,有助于形成教學資源長效利用平臺。同時,逐步構建具有本校特色的教學資源共享機制,擴大現代教學理論的影響范圍,促進有機化學教學科研溝通,彌補常規教學科研模式時間性及地域性的不足。例如:以有機化學《親電試劑》為例,教師講解親電試劑概念及原理后,開展以水為代表的常見親電試劑化學實驗。
三、結語
通過本文的探究,認識到在社會經濟穩健發展的大背景下,我國城市規模不斷擴大,高職院校的數量不斷增多,高職院校有機化學教學水平逐步成熟,社會對于高職院校有機化學教學提出全新的要求及標準。如何運用現代教學理論做好高職有機化學教學工作,是有機化學教師在實際教學過程中所面臨的主要問題。因此,綜述現代教學理論的概念,分析高職有機化學教學應用現代教學理論的優勢,提出具體的應用措施具備顯著價值作用。
參考文獻:
[1]丁文文.高職有機化學教學中現代教學理論的應用[J].職教通訊,2016,(30):48-50.
[2]熊汝琴,羅余紅.類比教學法在《有機化學》教學中的應用[J].昭通學院學報,2016,(05):47-51.
[3]朱濤,曾碧濤.高職涉農專業《有機化學》教學探討[J].技術與市場,2013,(10):188-189.
有機化學教學改革教學方法教學內容有機化學作為農林院校各專業必修的一門公共基礎課,和高等數學、大學英語一樣占有舉足輕重的地位,它涉及幾乎所有的專業范圍,被包括在生物、制藥、種子、食品、動科、植科、園藝、葡萄酒等各專業中。而應用化學是介于化學教育和化學工程的中間專業,學生畢業后既可能在學校工作,也可能進工廠或者企業,其就業方向很多與有機化學密切相關。有機化學作為應用化學專業的主干課程,如何讓本專業學生在以后的學習,考研以及工作中彰顯“專業”優勢是當前面臨的重大問題,有機化學教學改革也成為農林院校教學體制改革不可缺少的組成部分。
一、傳統的農林院校有機化學課程教學體系中存在的問題和弊端
1.課時少
隨著有機化學學科的發展,教學改革的不斷深化,課程內容多而學時數少的矛盾日益突出。課程設置為64+48,共112學時,以胡宏紋版有機化學為例,上、下冊共31章,采用滿堂灌的教學方式,也只是把書上的內容點到為止,不可能深入地講解,更談不上知識擴展。教師囿于教學大綱和教材,忽略了學生學習興趣的培養,致使“教”與“學”嚴重脫節,教師在上面講,學生消化不了或跟不上教師的思路,干脆玩手機或者睡覺。跟不上,沒興趣,不想學,學不好,惡性循環下去,學生只能學到膚淺的有機化學知識。萬丈高樓,拔地而起,基礎有機化學沒學好,使學生以后學習“有機合成”“高等有機”等課程更是難上加難.
2.教學內容及教學方法陳舊
教學內容陳舊,缺少新知識新理論。教學課件的好壞直接決定著課堂教學質量的好壞。一套教學課件反復用幾年,沒有新知識、新理論的填充,課程內容脫節現象嚴重,相互之間銜接不緊,難以給學生一個完整全面的印象。教學方法陳舊、把教材搬到屏幕上,不能運用現代教學手段及多媒體課件表述動態的化學反應過程和機理,課堂乏味。一味地教師講、學生聽,學生處于被動狀態,不能參與到教學中來,主題作用得不到發揮。
3.學生素質差距大,師資配備不合理
由于高校的不斷擴招,學生在學習基礎、學習目的、學習自主性等方面存在較大的差異,如何保質保量的完成有機化學教學任務,是教師面臨的一大難題。傳統的有機化學教學都是一位教師獨自承擔所有的教學任務,包括課件制作、備課、講課、批改作業、答疑、出卷、閱卷、成績錄入等,使教師覺得力不從心,達不到最佳的授課狀態及效果。
4.理論與實驗不能有效結合
有機化學是理論與實驗相結合的學科,現在的問題是實驗內容簡單,綜合訓練內容少,導致學生動手能力差,而且重操作,輕設計,缺乏自我培養的能動性。即使基礎理論知識扎實,也不能應用到實驗中去,理論和實驗嚴重脫節。
5.考核方式、成績評估方法單一
考核、考試方法單一。歷年來,成績考核是平時成績占總成績的30%,期末成績占70%。平時成績的評定多數情況下以作業和出勤為準,不可避免的存在抄襲等弊端。期末成績則是期末考試的卷面成績。對學生的質量評估只看分數,不看素質和能力的全面發展。
二、教學改革方法和措施
1.保證課時數,合理選用教材
首先,將有機化學課時數增至64+64學時。其次,教材的選用,多年來我們一直選用胡宏紋版的《有機化學》,內容的編排和難易程度還是不錯的,但是書中一些概念和機理講解不是很透徹,目前應化專業本科畢業生80%以上需要考研,鑒于學生的自學能力和考研內容范圍,我們以胡宏紋版《有機化學》教材為主,邢其毅版《基礎有機化學》和王積濤版《有機化學》為輔。
2.精選教學內容
鑒于有機化學教學課時有限,我們自編了教學大綱,有些章節的內容作了適當取舍,如自學第九章《質譜》、第十九章《類脂、萜類和甾族化合物》、第二十九章《周環反應》等。也對一些章節進行了適當的合并和調整,如將第八章《芳烴》、第二十五章《芳環上的取代反應》和第三十一章《芳香性》、第四章《對映異構》和第二十一章《立體化學》等進行合并;將第二十四章《碳-碳重鍵的加成反應》調整到第七章《烯烴和二烯烴》之后。每章節末會介紹與之相應的或與有機化學相關的拓展性知識,如化學歷史、綠色化學、不對稱合成技術、有機化合物的分離技術等。教學方法上彌補將教案搬到屏幕上的不足,運用動畫技術使教學課件的設置符合學生的認識規律和思維過程,易于師生互動;重新設計教學過程、制作大量的教學動畫,以直觀的方式揭示化學的思想本質,加深學生對有機化學基本概念、機理的理解;重視模型在教學中的直觀作用,凡能使用模型的盡量使用模型,它比單純的語言描述更加形象、逼真、生動,無疑會提高教學效果;補充類型豐富的教學例題來增加課堂練習環節,為提高教學效率、突破教學難點、增強教學效果奠定基礎。
3.根據學生的不同素質,因材施教
將有機化學課件共享到網站上,學生可以預習課程內容,標記重、難點,讓學生帶著問題去聽課,加強大學生自學能力的培養。不定時進行面對面以及創建QQ群進行討論和輔導答疑,這種方法促進了學生的主動學習,并且可以及時獲得疑難問題的針對性解答,有效提高了教學效果。另外,鼓勵學生參加化學競賽、創新項目及教師科研課題等。配備2~3名知識淵博、學術水平高、有科研經歷及教學效果好的教師上理論課和習題課。這樣,不僅可以減輕教師的教學任務;教師之間還可以討論教學內容的取舍,集思廣益,搜集整理大量的教學資源和備課元素,充分展現每位教師的個性化授課特點。在此基礎上,我們將邀請國內外有機化學專家進行專題講座。專家接觸科學發展前沿,引導學生步入本學科知識發展的前沿,接受新事物,提高學生的學習興趣。
4.運用多媒體技術在課堂演示
有機化學是一門以實驗為基礎的科學,結合授課內容將生動有趣、短小精制實驗的多媒體在課堂演示,比如講鹵化反應時,我們將溴代反應實驗的多媒體在課堂展示,反應為何有白霧現象,滴加硝酸銀溶液為何有淺黃色沉淀生成,圓底燒瓶的底部為何是褐色溶液,一下就會改變單調的課堂氣氛,引起學生的興趣和好奇心。又比如在醇和酚一章,介紹到醇的結構對反應速度影響時,直接把學生帶到實驗室親自做Lucas試驗(Lucas試劑是無水ZnCl2與濃鹽酸的混合物),觀察反應液產生渾濁所需的時間長短,從直接觀察到的現象和事實中引出基本理論和規律,增加了真實感,加深了學生的印象。也在有機化學實驗教學中滲透創新性能力的培養以便達到教學目標。我們在完成實驗教材規定的實驗外。另外,安排1~2個創新實驗,即由學生自己查閱文獻、設計實驗方案、合成、分析結果等,從而促進學生創新性思維的發展。
5.實施分段式教學
歷來應化專業的有機化學課程都是大學二年級開設的,而這一年恰恰是學生課程最多的一年。以往都是64個學時結束后進行期末考試,多門考試壓在一起,學生的學習任務重,沒有過多的時間消化和理解,自然會產生重分數、輕能力的傾向,所以我們實施了分段式教學,即在學期中間增設了期中考試。通過期中考試學生把前半學期學習的內容系統復習、消化理解后有了比較扎實的基礎,后半學期的內容學起來也會輕松很多;期末考試時,對于后半學期的內容復習起來也不會壓力太大。另外,一百多人的課堂,不可避免的作業抄襲現象,僅以出勤和作業來評定平時成績存在很多弊端。因此我們在有機化學教學中除作業外,增加了課程論文設計。文獻查閱、分析討論、綜述寫作等工作,理論知識與實際應用相結合,不僅可以作為平時的考核,也為以后本科畢業論文設計奠定非常好的基礎。
三、結語
通過上述五個方面措施的實施,我們初步構建了適合農林院校應用化學專業的有機化學教學體系,該教學課程體系可以使學生較準確的把握有機化學的基礎知識,對學生創新性思維的培養打下了良好的基礎。
參考文獻:
[1]胡宏紋.有機化學[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]邢其毅,徐瑞秋,裴偉偉,裴堅等.基礎有機化學[M].北京:高等教育出版社,2005.
[3]王積濤,王永梅,張寶申,胡青眉,龐美麗等.有機化學[M].天津:南開大學出版社,2009.
[4]裴偉偉.基礎有機化學習題解析[M].北京:高等教育出版社,2006.
[5]班睿.有機化學實驗教學中學生創新能力培養的探索[J].廣州化工,2010,38(10).
關鍵詞 應用型人才 有機化學及實驗 教學改革
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.06.055
Study on the Reform of the Organic Chemistry and Experiments
Teaching Based on the Cultivation of Applied Talents
CAI Lihua, WU Shiyun
(Environment and Biological Engineering College of Wuhan
Business and Engineering University, Wuhan, Hubei 430065)
Abstract According to the private college students learning ability is poor, lack of learning autonomy, the professional characteristics and the course content, the specialized fundamental course of organic chemistry and experiment teaching system,teaching content, teaching method and means and examination mode must be reformed in order to adaption to the training objectives of the applied talents.
Key words applied talents; organic chemistry and experiment; teaching reform
有機化學是武漢工商學院環境工程與生物工程本科生必修的一門重要的專業基礎課程,有機化學學科發展迅速、理論性強,課程內容豐富且具有很強的實踐應用性,學好有機化學為后續專業課程的學習與工作起到關鍵作用。①在普通高校轉型的背景下,有機化學課程為應用型教學模式的探索起到了先驅作用。近些年來,該課程組充分利用師資力量與教學條件,通過理論教學改革提高學生的創新思維,通過實驗教學與技能訓練提高學生的創新實踐能力和應用能力。提出了“強化應用、突出創新”為主題的有機化學教學改革思路。本文介紹了有機化學應用型教學體系的構建,以及應用型教學模式的探索與實踐。
1 構建有機化學應用型教學體系
針對應用型大學創新人才的培養要求及課程特點,堅持“知識傳授和能力培養為一體、思維培養與素質教育為一體、融實踐教學與創新應用為一體”的課程建設與改革思路,構建了有機化學應用型教學體系,如圖1所示。該體系將理論教學及應用、實驗教學及應用訓練有機結合,為系統培養學生的創新實踐能力和實操素質提供了豐富的優質教學資源和多元化的自主研學途徑,以培養學生的創新創業能力。
2 精心設計理論課程的應用型教學內容,提高學生的學習興趣
無論是理論課還是實驗課,都應該本著“教學服務型、應用性、多元化、開放式”的辦學思路,②精心設計相應的內容,以此來形成特色。在理論知識上要做到夠用的深度和實用的廣度相結合;有機化學理論課程應用型教學內容分為基礎理論模塊和理論應用模塊,在基礎理論模塊上,精心設計了由結構與命名、反應類型與機理、有機合成等三大體系,理論應用模塊主要是結合生物有機、綠色化學及食品安全等方面。應處理好教學內容的基礎性、先進性與應用性的關系,重點講解有機化學反應類型與反應機理及合成方法,并把學科的發展前沿、生產中的最新應用以及相關學科的交叉知識等應用內容引入課堂。對于抽象的概念及結構講解時,注意用生活中比喻的手法,比如講到烯烴的雙鍵電子云時,我們以面包來比方,學生就領會到面包是很松軟的,講到炔烴的叁鍵電子云時,我們以繞毛線團來打比方,學生覺得毛線團比面包結實,所以能理解為什么與相同的親電試劑加成時,炔烴比烯烴要困難得多。講到苯的大 鍵時,我們用輪胎來做比喻,輪胎很扎實,所以苯環的大 鍵不容易斷裂,它只能發生苯環上氫被取代的反應。再如,在講到環己烷及衍生物的穩定性構象的規律的時候,可以跟同學們解釋為什么D-葡萄糖是自然界分布最廣的己醛糖。因為在己醛糖中,只有-D-葡萄糖中所有的基團都是以e鍵與環相連。由于該構象最穩定,所以存在最廣泛。在旋光異構這一章節中,Vc右旋體可醫治壞血病,谷氨酸右旋體有調味作用;麻黃堿右旋才能舒張血管治高血壓,香芹酮與薄荷油是旋光異構體,但是味道相差甚大,為什么呢?從而激發學生對旋光異構的學習興趣。再如,講到醇這一節時,給同學們講解生活中白酒、紅酒、葡萄酒、啤酒等酒的度數,可以跟同學介紹發酵法釀酒的過程,重點講過量飲酒的壞處以及酒后駕車的檢測的方法。總之,讓學生感覺到知識是有生命的,在學到具體知識的同時領略知識帶給人們的智慧。
圖1 有機化學應用型教學體系
3 課堂教學方法與教學手段的改革
3.1 嘗試新的教學方法
課堂是教師給學生傳遞知識信息的主要場所,也是培養人才、啟迪智慧、傳授方法、培養能力的主渠道。教師必須像完成其它工作一樣,有意識、有目的、有設計地進行。有目的有技巧地運用講解、提問、分析、歸納與總結等方法,培養學生的嚴謹的科學思維能力、理解力及分析與解決問題的綜合能力。問題教學法、研討式教學法、案例教學法、專題討論法等都可以嘗試性放在教學中,激發學生的學習熱情與主動性,也激發教師的靈感。
3.2 靈活多樣的教學手段
根據有機化學課程本身的特點,內容多、信息量大、結構復雜、理論抽象等。利用多媒體技術給學生展示立體的結構,比如在講到乙烷的構象時,由于是學生第一次接觸動態異構,很難建立概念,通過多媒體動畫,學生很快就看到碳碳單鍵旋轉所引起氫與氫之間的距離的變化,了解典型重疊式與交叉式構象。還可以利用動畫給學生播放演示實驗,比如講到雙烯合成反應時,給學生播放蒽與馬來酸酐的加成,通過播放動畫學生領略了改反應速度快、產率高。究其原因是什么呢?可以讓學生思考協同反應的特點。多媒體及動畫生動、形象、信息量大等特點在有機化學教學中發揮了重要的作用,但是在使用的過程中,要做到有的放矢,讓學生看完后有思考有總結,留有深刻印象。多媒體也有局限性,由于播放進度快,學生不易記筆記,所以在重要知識環節要采用板書來提示學生梳理重難點及知識銜接點。
3.3 充分利用網絡資源
課堂教學的受到時間和空間的局限性,網絡資源再現性強、教學活動范圍、時間、形式更多樣更靈活,可以作為課堂教學的一個有益的補充,讓學生的自主學習及個性化發展得以實現,自己預習課程內容、自己檢查學習效果練習題,借助有機化學精品課程網站,將“教”與“學”延續到課堂之外,讓學生能夠隨時隨地地自主學習,是解決課堂教學中不足與局限。
4 改革實踐教學,培養學生的應用創新能力
構建體現學校特色的完整實踐教學體系及CDIO項目設計,加強實驗實訓實踐平臺建設。按照“實驗”“實訓”“實習”“實戰”的模式,強化學生的實際應用能力。實驗教學方面要做到實驗項目多元化與應用性相結合;③注重學生可持續學習能力的發展,為學生后續課程學習及將來的發展奠定基礎,使學生具備開放式應用創新能力。
在有機化學實驗課堂教學過程中,應充分利用多媒體課件進行講解,將基本操作實驗融入合成實驗中,比如通過乙酰苯胺的合成實驗訓練學生的分餾操作及重結晶。將微型實驗融入常量實驗中,比如將微量重結晶安排在常量重結晶等待的時間中,讓學生體會微型實驗的樂趣。將天然產物提取的實驗融入綜合設計實驗中,比如從茶葉里提取咖啡因,讓學生自己設計合成實驗方案并通過討論檢驗可行之后,讓學生自行安裝裝置,進行實驗,鍛煉學生的獨立思考、統籌安排能力。同時,鼓勵學生在基本實驗教學課堂之后來積極提升實踐能力。讓較多的學生積極參加學科競賽、大學生科技創新項目、深入公司或企業進行社會實踐活動來增強學生做、學與用的能力。④
5 科學合理的考核標準,讓學生學會管理學習
課程評價的目的是為了檢驗和改進學生的學習和教師的教學,改善課程設計,完善教學過程,從而有效地促進學生的發展。在近幾年的教學中,結合教學方法的改革,建立了新的考核模式。有機化學課程考核由平時50%+期末40%+專題論文10%組成。其中平時成績主要包括課程作業(20%)、課堂表現(10%)和學結(20%),平時成績分階段地公布給學生,讓學生了解各個階段的學習效果,以便及時矯正學習態度與改進學習方法。課程作業成績主要根據教師評閱學生自主完成作業的數量與質量的綜合分;課堂表現成績主要考核學生課堂表現包括出勤率、回答問題或分組討論的情況。學結是教師指定章節讓學生寫出該章節的知識點及應用、學習心得等。專題論文是教師根據生產實際設置一些論文題目,或者給定范圍,學生自擬題目,通過查閱資料,獨立撰寫完成。實施這種考試的目的在于將學生期末的考試壓力轉化為平時學習的動力,“期末考得好不如平時學得好”,既讓學生學習到具體的知識,也讓學生學會管理自己的學習。
以普通高校轉型為契機,通過構建有機化學應用型教學體系,精心設計有機化學應用型教學內容,改進課堂教學方法與教學手段以期達到培養學生的實際操作能力、應用創新能力、獨立思維能力與研究能力;通過制定科學合理的考核標準,讓學生學會管理學習。總之,提高教學質量,為培養高素質人才而不懈努力。
注釋
① 郭玲香,劉松琴,楊洪等.研究性教學模式在有機化學教學中的探索與實踐[J].東南大學學報(哲學社會科學版),2013.12(15)增刊:156-158.
② 張士獻,李永平.本科應用型人才培養模式改革研究綜述[J].高教論壇,2010(10):5-8.
1.1隨堂總結
授課者可在當天授課的最后,留出十到十五分鐘時間,讓有意愿的學生走上講臺,當眾總結自己對本節課所學知識的理解,并讓其他學生參與點評。在此過程中講師應鼓勵學生用自己的語言進行總結,而非照搬書本闡述。這種師生共同參與,不過多限定條條框框的互動形式,可以激發學生更多的學習興趣,變“要我學”為“我要學”。
1.2課堂作業
課堂作業的布置形式應更加多樣化,講師除讓學生完成課后習題外,還應結合歷次授課內容,以撰寫文獻綜述的形式將作業布置下去。目前本校已開設的文獻檢索課程只是簡單測試了學生的文獻檢索能力,而對學生處理文獻的能力考核不夠,布置文獻綜述作業可以考核學生對文獻歸納整理的水平,并在其分析處理文獻的過程中提高對相關知識的認識水平。
1.3隨堂測試
根據有機化學的知識點劃分,展開不定期隨堂測試。隨堂測試以檢驗學生對書本知識的熟悉程度為目的,測試內容應以課后思考題為主。課后習題往往局限于對本章節內容的簡單反饋,對學生的綜合思辨能力考核不夠,注重課后思考題能讓學生從對書本知識的死記硬背中走出。另一方面,通過隨堂測試,也可以督促學生課后及時復習,避免重蹈傳統期末測試之前,學生一味突擊復習,對書本知識不求甚解的覆轍。以上三種輔以固有的考勤、當堂回答問題等措施,能夠讓教師直接迅速地了解學生當前的學習狀況,引導學生思維模式,從而在有限的課時內實現學習效率的最大化。
2突出有機化學課程與油氣井工程專業的聯系
前文中提到,有機化學是一門牽涉專業眾多的基礎課,授課者并未特別考慮油氣井工程專業學生的需求。對于致力于將兩者緊密銜接起來的授課者而言,不僅需要熟悉油氣井工程專業的培養目標,還應適當借助外界有利因素,以協助自己完成兩者間的有機結合。對此,本文提出如下三點意見:
2.1開設相應的課外講堂
我校油氣井工程領域在全國范圍內都具備一定影響力,領域內不乏本專業學術帶頭人,在征得他們同意的基礎上,展開課外講堂,讓本專業的專家、教授們客串講課。這些鉆研相關課題多年的授課者有著深厚的理論基礎與多年的現場經驗,他們的闡述往往簡明扼要,善于切中問題本質,通過不多的課時即可增進學生對該領域的了解。
2.2參與相關學術會議
我校近年來一直致力于承辦學術會議,會議的影響力與質量均在上升,圍繞油氣井工作液化學展開的會議不在少數。此類會議為與會者提供了交流平臺,意在鼓勵學術創新、活躍學術思想。應鼓勵學生參與此類會議,以開拓他們的視野,增進對科學前沿的認知。
2.3啟用研究生學生輔導員
我校油氣井專業研究生均有著各自的研究方向,他們圍繞相關課題展開的研究也早已超出對書本知識的簡單復述,而更加偏重于實驗探索。學生與之交流可從中獲取書本所無法給予的切身體會,來自研究生的指點與鼓勵也能增強學生對學好課程的信心與意愿。
3探索新教學方法,注重情境設計
課堂預設性與生成性存在著先天矛盾,如授課人無法化解這一矛盾,則會造成教學思路的紊亂,課堂知識、人文性與趣味性的三者統一也會被打亂。情境設計正是為解決這一問題而被引入的教學手段,一方面,情境設計中的圖文、動畫等具有直觀生動的特點,讓“死的”書本知識“動”起來,激發學生學習興趣,另一方面,情境設計不受課堂時空局限,可大幅提高課堂信息容量,并能讓學生在或動或靜、有聲有色的學習環境中自然領悟知識、方法。本文引入情境設計的主旨在于激發學生學習興趣,提高學習效率,現為油氣井工程專業的學生想定如下情境設計:
(1)創設情境:通過回放新聞,重現2003年12月23日晚發生在重慶開縣的重大井噴事故。可讓學生扮演此次事故中的各方角色,如鉆井隊、因吸入高濃度硫化氫氣體而中毒的受害群眾、趕來救援的四方力量等,將學生帶入到那個緊張激烈的救災場景中去。
(2)科學探究:究竟是什么原因造成了教訓如此慘痛的天然氣井噴事故呢?后期以我校羅平亞院士為首的專家團隊,是如何成功封堵事故井的?將學生的興趣從事故本身轉移到事故誘因,自然引入油氣井工程范疇。
(3)深入闡明:帶領學生參觀我校實習基地,結合課堂多媒體教學上展示的圖片、視頻等,將有機化學知識同油氣井工程領域緊密結合起來,讓學生在一次次生動具體的感觀刺激中獲得對知識長久而強烈的記憶。
(4)總結提高:返回課堂后,利用學生被情境設計所激發的學習積極性,歸納概述情境設計中蘊含的知識點,并提出課后思考,在積極主動的學習氛圍中,進一步強化有機化學知識同油氣井工程領域的聯系。
4結語
摘要:離子液體由于具有特殊的性質, 包括低揮發性、大極性、良好的熱穩定性、通過調整陰陽離子選擇不同的溶解性等特點, 已經作為反應介質或催化劑廣泛應用于有機合成領域, 引起了人們足夠的興趣. 與傳統有機溶劑反應相比, 回收后, 可多次重復使用. 綜述了離子液體作為反應介質或催化劑在有機合成傳統反應類型中的最新研究成果。
關鍵詞:離子液體;有機合成;應用;循環使用
1.前言
離子液體(ionic liquids)是指室溫或低溫下為液體的鹽,有時也叫室溫離子液體(RTI Ls)。關于其合成及性質已經討論過[1]。它是對環境友好的溶劑和催化劑 ,在很多領域有著誘人的應用前景。在有機合成中,離子液體作為反應的溶劑有如下好處:首先為化學反應提供了不同于傳統分子溶劑的環境 ,可以改變反應的機理,使催化劑活性、穩定性更好,選擇性、轉化率更高;其種類多 ,選擇的余地大 ,將催化劑溶于離子液體中一起循環利用,催化劑具有均相催化效率高 ,多相催化易分離的優點。因其無蒸氣壓 ,液相溫度范圍寬 ,故易于分離。其在有機合成中的應用研究日益受到人們的重視[2~5].
2. 離子液體的種類
最早的離子液體可以追溯到1914年,[EtNH3][NO3](熔點12℃)是今天所說的離子液體的原形,大規模的研究工作直到20世紀80年代后才展開,經過近20年的研究,離子液體的體系逐漸擴大[6,7]。離子液體的正離子主要是季銨離子,包括一般的烷基季銨離子[NRxH4-x]+、烷基季磷陽離子[P RxH4-x]+、1,3-二烷基取代的咪唑陽離子或稱N,N′-二烷基取代的咪唑陽離子[R1 R3im]+、N-烷基取代的吡啶陽離子[RPy]+。其中最常見的是N,N′-二烷基咪唑陽離子。咪唑離子的兩個N原子相同,如N-乙基-N-甲基咪唑離子記為[emim]+[8]。
3.離子液體的突出優點
離子液體除了它們所表現出的高活性、高選擇性外,還具有如下優點: ①離子液體具有非揮發特性 ,幾乎沒有蒸氣壓 ,可用在高真空體系中 ,同時可減少因揮發而產生的環境污染問題;② 具有較寬的穩定溫度范圍 , 通常在300 ℃ 范圍內為液體 , 有利于動力學控制 ,在高于200 ℃ 時具有良好的熱穩定性和化學穩定性;③ 具有良好的溶解性能 , 對無機和有機材料表現出良好的溶解能力;④ 通過對陰、陽離子的合理設計可調節其對無機物、水、有機物及聚合物的溶解性 , 并且其酸度可調至超酸;⑤易于與其他物質分離 , 可以循環利用;⑥ 穩定、不易燃、可傳熱、可流動;⑦ 具有較弱的配位趨勢[9]
4.離子液體在有機合成反應中的應用
在有機合成中,以離子液體作為反應的溶劑,首先為化學反應提供了不同于傳統分子溶劑的環境 ,它可以改變反應的機理,使催化劑的活性、穩定性更好 , 選擇性、轉化率更高;其次離子液體種類多,選擇的余地大,將催化劑溶于離子液體中,與離子液體一起循環利用,催化劑具有均相催化效率高,多相催化易分離的優點,產物的分離可以用傾析、萃取和蒸餾等方法;再者因離子液體無蒸氣壓,液相溫度范圍寬 , 使得分離易于進行。近年來,離子液體在有機合成中的應用研究日益受到人們的重視[10-11]。
4.1羰基合成
4.1.1 烯烴和醇的氫酯基化
Zim等在包括[ bmim] [BF4 ]、異丙醇在內的雙相體系中考察了苯乙烯類衍生物的氫酯基化反應。當苯乙烯轉化率較高時 ,產物可以通過傾析簡單地同催化體系分離 ,其缺點是催化劑很容易失活而不能重復使用。
4.2氧化反應
4.2.1芳香醛的氧化
Howarth在[ bmim] [ PF6 ]中利用Ni (acac) 2為催化劑在1個大氣壓的O2中催化氧化苯甲醛 ,較高收率地制得了苯甲酸。雖然 RTI Ls的使用并沒給反應帶來獨特的效果 ,但是這種方法所使用的催化劑較全氟烷烴作反應介質時更為簡單經濟。
4.2.2烯烴的環氧化
Song等用NaOCl 為氧化劑 ,在[ bmim] [ PF6 ]-CH2Cl2 (1∶4 , v/ v)中研究了 Mn (Salen)催化環氧化 ,發現環氧化產物有更高的對映選擇性。甲基三氧化錸(MTO)在 RTI Ls中催化烯烴環氧化取得了更理想的結果。反應以均相進行 ,多種烯烴的轉化率都大于95 % ,而且產物選擇性很高。
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[關鍵詞]柴油;脫氮精制;生物脫氮
中圖分類號:TE624.55 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)48-0036-01
第1章 概述
1.1 柴油的組成
柴油屬于石油煉制的大宗產品之一,廣泛地用作柴油車、鐵路內燃機車、船舶、大型發電機組]、重型車輛、船舶、工程和礦山機械燃料等。柴油機的熱效率高,有節能、耐用、清潔、高效、維修費用低等優點,因此,我國柴油機車的比重也在不斷增加。
1.2 國際柴油標準及我國標準的改革
尾氣排放引起的環境污染問題促使世界各國對于車用燃料的標準日益嚴格,許多國家都制定了嚴格的環保法規,對于燃油的質量及汽車排放標準提高了統一標準的要求。
歐盟輕型柴油車排放標準及限值見表1-1。
1.3 柴油脫氮的意義
隨著原油使用量的大量增加,燃燒尾氣中 NOX已成為我國污染的重要來源,大城市污染情況尤為突出。NOX是導致大氣污染的主要污染源之一。研究表明,NOX的產生量,主要取決于燃料的含氮量。因此,迫切需要對油品里堿性氮化合物的脫除進行研究。
除此之外,堿性氮化物還會導致油品的穩定性和安定性下降,所以對石油中的含氮化合物必須盡可能地加以脫除。
第2章 柴油脫氮技術
2.1 加氫脫氮及其應用
1. 加氫反應機理
加氫處理已經成為現代石油煉制工業重要的加工過程之一,并且是提升石油產品質量和生產優質石油產品及石油化工原料不可或缺的手段。先進的加氫工藝在清潔柴油生產中的應用越來越廣泛[1]。
2. 溶劑脫氮―低壓緩和加氫精制重油催化柴油
對于以重油催化為主的煉油廠,普遍存在加氫能力不足。為此,我們根據重油催化柴油的特點,提出溶劑脫氮―低壓緩和加氫精制的加工路線,重油催化柴油采用溶劑脫氮―低壓緩和加氫精制組合工藝,重油催化柴油硫、氮、膠質等雜質得到了很好的脫除,柴油的安定性和油品質量得到明顯提高。。
3.絡合脫氮―加氫精制工藝生產清潔柴油的研究
在劣質柴油中,氮化物主要是單環、雙環、雜環含氮化合物,即吡啶、喹啉、吡咯、吲哚等。其中吡啶、喹啉及其衍生物屬于堿性氮化物,優先脫除氮化物,可促進硫化物和芳烴的脫除。
2.2 非加氫脫氮
1.固相絡合萃取脫氮
雖然加氫脫氮能有效地去除油品中的氮化合物,提高油品質量,但是由于加氫脫氮設備昂貴,且效率低,操作條件較為苛刻,所需的設備投資比較大,而且深度加氫使油品的品質變差,安定性下降,淺度加氫又會使脫氮率降低。因此非加氫脫氮成為目前研究的重點。非加氫脫氮主要包括固相絡合萃取脫氮、酸堿脫氮、溶劑脫氮等。
2. 酸堿精制法
酸堿精制是根據這些雜原子類化合物多數呈酸性或堿性,利用酸堿中和的方法將其脫除[2]。酸堿精制具有設備簡單、投資少等特點,但同樣存在著污染環境、腐蝕設備等問題,并會產生酸堿渣,這些都限制了它的應用。
3.配合法脫氮
配合法脫氮工藝是基于Lewis酸堿理論。柴油中的含氮化合物中的氮原子具有孤對電子,電子給予體為Lewis堿,能與質子或其它Lewis酸結合成配合物。此工藝就是利用了這一特點,使氮化物從柴油中脫除。
4.吸附精制
吸附精制一般用比表面積大的極性物質,利用吸附原理對油品進行精制,改善油品質量。常用的吸附劑如白土、分子篩、硅膠、氧化鋁、硅藻土等。
5.溶劑精制法
根據相似相溶原理,利用溶質在兩種互不相溶或部分相溶的液體間分配性質的不同來實現液體混合物的分離或提純。該技術的關鍵是選擇合適的溶劑,適于粗原料的精制。
6.微波法脫氮
微波是頻率大約在300MHz--300GHz,即波長在1--1000mm范圍內的電磁波。微波加熱可促進有機化學反應,使微波技術在有機化學反應中很快發展起來。
微波脫氮與常規脫氮相比,具有工藝過程簡單、反應時間短、效率高等特點。
第3章 柴油脫氮技術展望
3.1 含氮柴油的加工問題
我國煉油企業在提高汽柴油質量方面,面臨著改善城市環境質量及國際市場競爭兩大挑戰,即使是目前已開始執行的和即將要執行的國家汽柴油新標準,與清潔燃料的質量要求仍有較大差距。
今后國際原油資源中高硫原油是主要的資源,而我國很多的原油都屬于高氮油。隨著國際市場原油價格的提高,世界各國加快了劣質原油和非常規資源的開發力度,這給煉油工業的發展帶來較大的影響。
3.2 柴油脫氮技術的前景
如何從高硫燃料中生產優質清潔低硫、低氮產品、提高石油的利用率、降低加工成本、改善生態環境是石化工作者新世紀面臨的重要課題,具有極其重要的意義。
生物脫氮技術是近年來國際上令人關注的方向之一。石油中含氮化合物的微生物脫氮技術是一種有潛力的技術,目前國外對微生物脫氮的研究集中在石油中非堿性含氮化合物的降解,尤其是咔唑及其烷基衍生物的降解研究上,主要原因一是由于咔唑及其衍生物在石油氮化物中所占比例高,二是由于石油中的堿性含氮化合物較非堿性含氮化合物更易通過有機溶劑提取等方法去除,另外較之其他堿氮及非堿氮成分,咔唑被微生物降解的難度更大[3]。因此石油微生物脫有機氮研究一般選擇以咔唑作為研究模式化合物。
除此之外,還有很多新的研究方法,例如:[(CH2CH3)3NH][HSO4]酸性離子液體,它有別于傳統的非加氫脫氮溶劑,可以減少設備的腐蝕和含油污水的產生,有效緩和后續加氫精制操作條件,尤其在焦化柴油脫氮時體現出更好的性能;還有喹啉降解菌的分離鑒定在脫氮中的應用,喹啉是一種有毒、難生物降解的有機氮化合物,通過以喹啉為唯一氮源,富集培養篩選出19種能降解喹啉的菌株,通過喹啉降解實驗篩選出降解喹啉較好的HY9菌株作為實驗菌株,研究其對脫氮的有效作用,也具有一定的發展前景。
參考文獻
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藥學專業作為藥學知識傳播應用和創新的主要教育平臺,擔負起培養大量藥學專門人才的重任。現代醫藥產業的蓬勃發展和全球藥品研發領域的客觀現狀使得對藥物研發創新性人才的需求量大增。因此,高等藥學教育發展的方向和目標之一就是實施創新教育、培養創新型醫藥人才。藥學是一門以實踐教學為主的學科,藥學教學應該緊緊加強實踐教學這一學科基石,著力啟發學生的創新意識、綜合能力和動手能力,造就理論知識扎實適應社會需求的創新型高素質人才。因此,實踐教學在藥學的專業教學體系中占據相當重要的作用。藥物化學的教學內容涉及范圍很廣,包括了藥物的化學結構、中英文名稱、理化性質、合成方法、體內代謝、作用機理和構效關系等基礎內容,還包括了藥物的發現、發展、優化、新理論和新技術、新藥研發動向等。藥物化學的主要研究內容就是先導化合物的發現及其結構優化,它是新藥發現和研究的重要環節,對于藥學創新性人才的培養起著至關重要的作用[1]。
藥物化學的主要任務就是探索新藥開發的途徑和方法,創制安全高效的新藥,以滿足臨床的需要。開發有某種活性且有價值的先導化合物,對其結構進行一系列的改造和優化以期創造出療效較好、毒副作用較小的新藥;改造現有的藥物或有效化合物以期獲得更為安全和有效的藥物。故藥物化學是一門非常注重實驗教學的學科,實驗教學不僅是理論教學的重要補充,更是培養學生創新能力和綜合能力、提高學生綜合素質的重要途徑。傳統的實驗教學的主要形式均是針對藥學專業的各門課程的驗證性實驗為主,在實驗過程中學生們按部就班地根據書本上已有的實驗步驟和方法去操作,這樣的教學形式雖然教授了學生基本的實驗技能,但卻沒有給學生以自我發揮的機會,很容易導致學生主動學習的意識不強,束縛了學生自由思維的空間,不利于創新精神的培養。設計性實驗的引入旨在培養學生的綜合素質,提高其創新能力和綜合能力。
那么如何在藥物化學實驗中實施設計性實驗教學呢?首先,由任課教師給出實驗目的及要求,其次,學生通過查閱相關文獻自行設計實驗方案并開展相關實驗操作[2-5]。這是以教師為引導、學生為主體的實驗教學方式,需要學生在學習過程中投入更多的精力、發揮更大的主觀能動性,教師則需要完成更多的課前準備工作:從課題選擇、方案設計、實驗準備、實驗實施、結果分析等多個環節入手進行準備,充實和完善設計性實驗的教學方案。在具體實施過程中,我校選擇了藥學本科已經掌握了有機合成基本知識的大三學生進行設計性實驗教學[6-8]。
1 如何設計課題
1.1 實驗課題的選擇
如何進行設計性實驗課題的選擇呢?這首先需要教師完成很多的課前準備工作,譬如原料是否容易獲得、實驗儀器能否滿足、實驗操作的難易程度、實驗時間的長短、參與人數的多少等,同時還需要考慮學生的基礎知識掌握情況、《有機化學》課程的開展情況和學生具體學過了哪些基本操作,在藥物化學設計性實驗課程中如何從更深的層面來進行研究性學習。
我校學生在已有課程中已經學過有機化學和藥物化學的理論知識,在設計性實驗課程中選擇撲熱息痛這一經典的解熱鎮痛藥作為研究對象。針對藥物化學專業的基本要求、特點以及設計性實驗的題目和內容設計的原則,討論后提出了《撲熱息痛的合成》這個題目和本實驗設計的一些基本要求。學生三到四人一組,采取組長負責制,各自選取不同的合成路線來進行方案設計。
1.2 實驗方案的設計
在以往的驗證性實驗中,通常都會給出具體的原料和試劑用量,以及詳細的實驗步驟,學生只需機械性、按部就班地完成實驗操作,即可獲得預期的實驗結果,雖然學生在實驗操作過程中發現的問題教師也都能及時幫助解決,但學生的實驗的主動性不能得以體現。
在設計性實驗教學中,沒有現成的實驗步驟供學生參考,實驗方案需要學生通過文獻調研自行設計,所以首先要培養學生如何進行查閱文獻、如何通過整理分析獲得所需要的信息。實驗方案在很大程度上決定了實驗的成敗與否。授課教師首先要講解如何進行專業文獻的查閱,并對學生的文獻查閱進行指導,譬如可以利用網絡搜索工具或現有的圖書期刊等,網上資源主要包括一些常用的中英文數據庫,如Scifinder和Beilstein檢索,以及中國知網、萬方、維普、Web of Science、ACS、Elesevier、Wiley-Blackwell等,另外還包括專利文獻的檢索和獲取,二次文獻的使用等等。之后每組學生再就各自選題查閱相關文獻,對文獻進行分類整理并討論分析。本著節省經費、操作簡便、安全無毒的原則,討論每種合成方法的優缺點及可行性,選定最優的合成路線。接下來就各組實驗方案進行組間討論,教師給予一定的指導,引導學生互相交流、獨立思考并如何解決問題。各組學生經過多次組間討論以及與教師的討論都可完成實驗方案,包括實驗題目、目的要求、儀器試劑、實驗步驟、預期結果及參考文獻等。這種以學生為主、教師為輔的設計性實驗教學方式不但提高了了學生學習的主觀能動性,而且鍛煉了學生查閱文獻和分析問題、解決問題的能力,還促進了學生的團隊協作精神。
2 如何實施實驗
2.1 實驗的前期準備
實驗的前期準備工作需要任課教師、實驗教輔人員和學生的相互配合。學生依據實驗方案列出所需設備和儀器試劑等,提前一周遞交給實驗室管理人員。實驗教輔人員再根據學生提交的實驗方案準備所需的實驗設備和儀器試劑,另外,實驗教輔人員還可以指導學生正確使用相關儀器。任課教師需進行預實驗,在學生提交的實驗方案的基礎上,對該藥物的合成方法進行全面而系統的檢索和總結,找出適合實驗室操作的多種合成方法和路線。在預實驗的過程中,認真記錄實驗現象和結果,列出實驗的注意事項,并對各條路線的優缺點進行全面的分析,對每步反應做到心中有數,這樣才能指導學生進行實驗操作。實驗前要向學生特別強調安全問題及注意事項。
2.2 實驗的具體實施
以“撲熱息痛的合成”為例,除了讓學生了解設計撲熱息痛的一般方法,培養學生靈活運用已掌握的理論知識和實驗技能,通過查閱有關資料,自行設計實驗方案,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。圖1就是學生查閱的撲熱息痛的幾種常用合成路線及各條路線的優缺點。
具體方案如下:①學生提前一周從網上查閱藥物的合成方法,完成相應藥物合成方法的綜述,并說明現行的工業生產方法,設計出合理的實驗室合成工藝路線。②進行組間討論,方案經教師審閱后,若方法合理,條件具備,學生可按照自己的設計方案進行實驗。③學生依據與教師研討的結果,在一周內寫出相關藥物的合成方法的具體操作步聚,做出具體的實驗方案,包裝化學反應方程式,原料的物化常數,原料的配料比,反應所用的儀器設備和輔助材料,反應的裝置圖,反應的關健控制點,產品純化的方法,預期的收率等。④要求學生按事先規定的投料比進行實驗,仔細觀察實驗現象,認做好實驗記錄。⑤實驗結果和實驗報告作為學生藥物化學實驗考核的主要指標。
設計性實驗教學的開展就是為了促進學生主動思考,提高他們分析問題和解決問題的能力。在實驗過程中,教師不再講解實驗內容,而是鼓勵學生按照各自查閱好的實驗方案完成具體操作,對于實驗過程中出現的問題教師并不立刻給出建議,而是鼓勵學生互相交流、共同研討解決方案。通過這種教學改革的嘗試,發現基本上每組學生都能完成實驗方案,達到預定的目標,取得了預期成果。但在實驗過程中也發現了一些值得注意的問題:一是學生對實驗現象的觀察和記錄不夠仔細,很多學生的實驗記錄本上只有幾組簡單的實驗數據;二是部分學生實驗中遇到問題不能很好地處理,導致實驗進程的延緩或結果的誤差;三是教師對實驗可能出現的問題預計不足,譬如個別試劑短缺造成實驗進度減慢等等。這些問題在今后的教學實踐中都有待逐步解決,教師和學生共同努力才能更好地完善設計性實驗教學。
圖1 撲熱息痛的常用合成路線及各自的優缺點
2.3 實驗的分析總結
在設計性實驗教學中,分析總結實驗結果也是非常重要的一個環節,學生通過對整個實驗過程的思考與整理,鍛煉了他們分析問題和解決問題的能力,奠定了他們從事初步的科學研究工作的基礎。
各組學生均要完成一份實驗報告,實驗報告內容包括實驗目的、實驗要求、實驗步驟、實驗現象、實驗結果、實驗討論等幾部分,主要討論設計性實驗的過程和結果,對不同反應路線的優缺點進行討論和總結。分析實驗成功或者失敗的原因,然后師生一起總結交流,找出需要改進的地方并提出解決方案。教師對學生所采用的合成路線及實驗結果進行點評,分析利弊,使學生更好地了解如何設計藥物的合成路線并對其進一步研究。
3 如何分析總結實驗效果
在藥物化學設計性實驗教學中,教師為輔助,他們需要提出實驗課題,做好文獻調研工作和預實驗,與學生分析討論實驗方案,這樣不僅是教師引導幫助學生,學生的一些新思維、新想法也啟發了教師,使得教師對課堂及課題的掌控能力及對學生的引導能力都有了明顯的提高。以學生為主體,使學生由被動學習轉為主動學習,由以往驗證性實驗的機械操作者變為實驗設計者,積極主動地完成了實驗的每一個環節,極大地發揮了其主觀能動性,各方面能力都得到鍛煉和提高。通過設計性實驗的實施,更好地激發了學生的學習興趣,學生積極踴躍參與討論各種合成路線的優勢和弊端,從而確定出最優的實驗方案。通過這些動腦、動嘴、動手的環節,也讓學生們愛上了實驗課,變以往較為枯燥的實驗課為課堂氣氛活躍、科學思維活躍的創新課。