化學實驗改革實踐論文

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化學實驗改革實踐論文模板

　　引入綠色低碳理念，把綠色低碳融入到有機化學實驗的教學中。以綠色低碳理念為指導，從更新實驗內(nèi)容、更新實驗方法等角度探索當前有機化學實驗的教學改革。

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　　第1篇：綠色低碳下的有機化學實驗教學改革

　　摘要:引入綠色低碳理念，把綠色低碳融入到有機化學實驗的教學中。

　　以綠色低碳理念為指導，從更新實驗內(nèi)容、更新實驗方法等角度探索當前有機化學實驗的教學改革。

　　關鍵詞:綠色低碳;有機化學實驗;教學改革

　　從2005年開始，聯(lián)合國環(huán)境署連續(xù)4年將“世界環(huán)境日”主題確定為綠色發(fā)展和低碳經(jīng)濟，與此同時包括中國在內(nèi)的許多國家將綠色低碳發(fā)展納入經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃當中。

　　以低能耗、低物耗、低排放、低污染為特征的綠色低碳經(jīng)濟正成為21世紀世界各國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的新選擇[1-2]。

　　在大學教育當中，必然要把綠色低碳理念傳授給每個學生，只有這樣，才能夠進一步促進“節(jié)能環(huán)保”、“環(huán)境保護”等觀念深入人心，為國家培養(yǎng)出走新型工業(yè)化道路的綜合性人才，最終促進整個社會的可持續(xù)發(fā)展[3-4]。

　　化學是一門實驗性很強的學科，而有機化學實驗又是各高校化學及相關專業(yè)的重要實驗課程之一。

　　有機化學實驗中的藥品試劑，大多數(shù)以煤、石油、天然氣為原料，通過人工方法深加工制得，而且實驗過程中又會產(chǎn)生廢氣、廢液和廢渣等化學污染物。

　　因此，有機化學實驗注定與“綠色低碳”有著密切的聯(lián)系。

　　如何將“綠色低碳”理念貫徹到大學有機化學實驗教學當中，對于社會的可持續(xù)發(fā)展有著不可估量的作用。

　　1培養(yǎng)綠色低碳理念

　　黨的十六大提出了以人為本的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的科學發(fā)展觀，其中“人的全面發(fā)展”是科學發(fā)展觀的重要內(nèi)涵。

　　而教育事業(yè)的核心，就是要以學生為中心，促進學生全面發(fā)展。

　　高校教師在進行思想教育和專業(yè)教育的同時，要把“綠色低碳”、環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展等思想滲透到有機實驗課堂教學當中，讓學生切身體會到廢棄物的產(chǎn)生及處理、資源化利用的方法，增強大學生的環(huán)境保護意識，促進學生全面發(fā)展。

　　2更新實驗內(nèi)容

　　2.1實驗內(nèi)容的調(diào)整

　　有機化學實驗當中需要的試劑和藥品很多都是強酸、強堿、有毒、易揮發(fā)、易腐蝕，而且反應的過程不僅有危險而且產(chǎn)生廢棄物，處理不當就會對學生的人身安全和環(huán)境保護造成危害。

　　因此在有機實驗的安排中，應淘汰高危險、高污染的實驗項目，補充污染小和環(huán)保型的實驗。

　　例如，在做減壓蒸餾的實驗當中，用的試劑是苯乙酮，苯乙酮不僅對身體有害而且還會污染環(huán)境，此實驗完全可以用自來水代理，既學會了基本的操作又不會污染環(huán)境;傳統(tǒng)的“乙酰苯胺的制備”實驗，所用的酰化試劑是乙酸酐，此實驗可用毒性更低、價格更便宜的乙酸代替;用“1-溴丁烷的制備”實驗來代替“溴苯的制備”，回避了苯和液溴的污染性和危險性，而改用溴化鈉來制備溴化氫氣體，并且學會了有害氣體的吸收裝置。

　　2.2實驗規(guī)模的調(diào)整

　　有機實驗所用的藥品試劑大多有毒有害，減小實驗規(guī)模后，所用的試劑量為常規(guī)用量的幾分之一到幾十分之一。

　　這樣不僅減少了試劑用量，節(jié)省了時間，而且提高了實驗的安全性，減小了有機實驗對環(huán)境的污染。

　　但是，減小實驗規(guī)模也有它的缺點，尤其是對有機實驗操作還不是很熟練的學生來說，減少試劑用量，如果操作不慎，一不留心，就很有可能得不到產(chǎn)品，會對學生的實驗積極性造成打擊，因而通常采用常量實驗。

　　雖然縮小實驗規(guī)模的半微量化實驗是有機化學實驗改革的趨勢，但是對于蒸餾、分餾、減壓蒸餾等重要的基礎性實驗，要仍然采用常量實驗，待學生的實驗操作熟練之后，對于有危險性、污染性的實驗可以采用減小實驗規(guī)模的方法。

　　通過常量和半微量的實驗操作結(jié)合，不僅能提高學生的實驗操作技能，而且增強了學生的環(huán)境保護意識，利于培養(yǎng)適應于社會發(fā)展的新型人才。

　　3更新實驗方法

　　3.1微波、超聲波等新實驗技術的引進

　　微波技術是近一個世紀以來最重要的科學技術之一。

　　大量實驗結(jié)果表明，借助微波技術進行有機反應，不僅反應速度較傳統(tǒng)的加熱方法快數(shù)十甚至上千倍，而且具有操作簡便、產(chǎn)率高及產(chǎn)品易純化、安全衛(wèi)生等特點[5]。

　　在有機實驗中應用超聲波技術，不但可以縮短反應時間、提高反應產(chǎn)率和選擇性，而且還可以改變反應的方向和途徑，使一些在通常條件下不能進行的反應得以實現(xiàn)[6]。

　　因此，在有機實驗的教學當中，如果引進微波和超聲波技術，將不僅能夠節(jié)省大量的時間，而且反應需要的試劑量少，既節(jié)約能源，又有利于環(huán)境保護，還能讓學生學習微波技術。

　　引入微波和超聲波技術，是實現(xiàn)有機化學實驗“綠色低碳”的一個重要手段。

　　3.2新教學模式的引進

　　“慕課”是英文MOOC的音譯詞，為MassiveOpenOnlineCourse(大規(guī)模開放網(wǎng)絡課程)的縮寫，是近年來開放教育領域出現(xiàn)的一種新課程模式，其本意是“大規(guī)模、開放性的在線課程”[7]。

　　目前的有機化學實驗課程中，實驗項目的危險性小且難度不大，但是有機實驗還包括貴重藥品、劇毒、高溫、高壓、無水無氧等。

　　對于這些實驗，很多實驗室難以實現(xiàn)，且對老師和學生的實驗操作技能要求較高。

　　而慕課的載體為微視頻，老師可以為這些實驗制作視頻，真實展示條件要求苛刻的有機實驗的操作過程、實驗現(xiàn)象及危險的處理方法。

　　這樣不僅可以使學生學習實驗原理和方法，更重要的是節(jié)約了藥品，減少了對環(huán)境的污染。

　　3.3不同學科實驗的對接

　　雖然目前大學不同學科設置的實驗課程較多，但是實驗都相對獨立，不同學科實驗沒有銜接。

　　學校可以將有機化學實驗與儀器分析實驗對接起來，用學生在課上合成出來的樣品進行分析檢測實驗。

　　比如有機實驗中合成出來的苯甲酸可以拿去做熔點的測定實驗和紅外光譜實驗，1-溴丁烷可以去做折光率、核磁共振等分析測定實驗。

　　這樣既分析了實驗樣品的純度又讓學生學習了圖譜的分析方法。

　　3.4廢物循環(huán)利用

　　有機化學反應的一大弊端就是會產(chǎn)生很多的廢液和廢渣，如果將廢渣堆積，或者將廢液直接倒入下水道，不僅會對環(huán)境造成嚴重的污染，而且還會淡化學生的環(huán)保意識。

　　比如“從茶葉中提取咖啡因”實驗中提取的咖啡因可以做分析測定的實驗，而回收的乙醇既可以成為下一批學生的溶劑，又可以用做“乙酸乙酯的制備”實驗中的試劑。

　　在實驗室現(xiàn)有條件下對于能夠處理的廢液和廢渣，要用物理或化學方法進行預處理，對不能夠處理的要集中收集存放，與相關處理廠家聯(lián)系進行統(tǒng)一回收。

　　4結(jié)束語

　　總之，在有機實驗教學中貫徹綠色低碳理念，對于從事化學教學的老師來說還有很多工作要做，如實驗教學內(nèi)容的更新、環(huán)境友好試劑的選用、慕課等新教學模式的探索等等，更要讓學生時刻樹立環(huán)境保護、合理利用資源的責任心，為國家培養(yǎng)出走新型工業(yè)化道路的人才。

　　貫徹綠色低碳理念是新世紀有機化學實驗教學的發(fā)展方向，也是時代賦予化學相關工作者的艱巨任務。

　　參考文獻

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　　第2篇：基礎有機化學實驗教學改革思考

　　[摘要]根據(jù)有機化學實驗的教學特點，對有機化學實驗教學內(nèi)容、成績評定體系進行了改革.極大地調(diào)動了學生學習的主動性，激發(fā)了學生深入研究問題的興趣，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，取得了較好的教學效果。

　　[關鍵詞]有機化學實驗;教學改革;能力培養(yǎng)

　　有機化學實驗在基礎化學實驗中占有十分重要的地位[1]，其核心內(nèi)容是有機化合物的合成、分離提純及分析鑒定。

　　通過有機實驗的教學，可以培養(yǎng)學生嚴謹、認真的科學態(tài)度，觀察、分析問題的能力以及良好的實驗技能。

　　目前有機化學實驗教學中普遍存在教材內(nèi)容陳舊、教學方法死板、培養(yǎng)模式單一、成績評定中隨意性大、缺乏科學性等問題[2,3]。

　　傳統(tǒng)的實驗教學模式是教師講授實驗目的、原理、裝置、操作步驟及注意事項，隨后學生按老師講的內(nèi)容進行實驗操作，寫出實驗報告。

　　在教學內(nèi)容中缺少綜合性、設計性與創(chuàng)新性實驗，難以引起學生的興趣和發(fā)揮自己的思維及創(chuàng)造能力，對做過的實驗沒留下較深的印象，學生獨立思考及動手能力等綜合能力普遍較差，與培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的目標的要求相差甚遠。

　　因此，有機化學實驗教學的內(nèi)容、形式、方法等的改革勢在必行[4-8]。

　　我校是吉林省唯一進入“211工程”的省屬重點大學，是一所具有鮮明民族特色的地方綜合性大學。

　　這幾年我們在有機化學實驗教學中，針對上述問題并結(jié)合“211工程”建設任務和創(chuàng)建省示范教學中心的工作，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復合型人才目標，為提高學生綜合素質(zhì)對有機實驗的教學內(nèi)容、教學方法及成績評定等三個方面進行一些改革探索，積累一些經(jīng)驗。

　　1整合實驗教學內(nèi)容，提高實驗效率

　　為了優(yōu)化實驗內(nèi)容，把過去的基本操作和實驗技術、化合物的合成及有機化合物的性質(zhì)等3個層次的實驗的教學內(nèi)容，改為基礎訓練、基本合成實驗、綜合設計創(chuàng)新實驗3個層次來組織教學。

　　這些實驗內(nèi)容中既包括各類化合物的制備，又兼顧到各種基本操作的訓練，同時增加合成實驗數(shù)量(約占總學時的65%~75%)，將單一基本操作訓練實驗更新為有關的綜合性實驗，單一化合物的合成驗證性實驗更新為具有應用性的多步合成實驗，把基本操作內(nèi)容融合在每次制備實驗中，在各種制備實驗中反復訓練基本操作技能，掉驗證性的性質(zhì)實驗。

　　使學生在有限的學時內(nèi)學到更多的實驗知識，掌握更多的操作技能。

　　實驗內(nèi)容的安排由易到難，循序漸進，逐步提高。

　　難度大的實驗對學生操作技能要求高，能激發(fā)學生的實驗興趣。

　　通過觀察反應過程中的溫度、體積、壓力、狀態(tài)、顏色和氣味等物理化學變化，對有機反應有了感性認識，再經(jīng)過多次操作訓練后，將單個合成串成系列，形成一個多步合成實驗，使學生掌握各官能團的相互轉(zhuǎn)化，反應機理，全面了解有機化合物的內(nèi)在關系，提高獨立實驗的能力和綜合實驗能力。

　　如以環(huán)已烯和氯仿為原料在相轉(zhuǎn)移催化下合成7,7一二氯二環(huán)[4.1.0]庚烷的合成。

　　該實驗涉及新穎的相轉(zhuǎn)移催化方法，同時涉及中間體二氯卡賓的制備以及回流、萃取、干燥、蒸餾、減壓蒸餾、折光率的測定等基本操作。

　　又如在化合物的分離的基本操作訓練課中安排了重結(jié)晶與熱過濾，蒸餾與分餾，水蒸氣蒸餾，薄層色譜和柱色譜等。

　　在有機實驗中所用的試劑和藥品大多是易燃和具有毒性，為減少三廢排放量將大部分常量實驗改為半微量有機實驗。

　　同時為了防止浪費藥品現(xiàn)象，嚴格控制原料試劑的給予量，每個實驗小組一次實驗只能領取一次藥品，在實驗過程中操作不當，實驗失敗時，不允許重做。

　　這樣使得學生在實驗過程中盡可能減少中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移過程，以減少試劑在器皿上的附著，需要特別仔細、認真及熟練地操作，否則就觀察不到正確的實驗現(xiàn)象，得不到合理的實驗結(jié)果。

　　同時，實驗中盡量選用無毒或毒性小的藥品代替毒性大的藥品，盡量減少有害物質(zhì)的使用與排放，提高環(huán)保效益和節(jié)省實驗經(jīng)費。

　　有機溶劑使用后應回收再利用，通過這些措施提高了實驗中產(chǎn)生的“三廢”及污染的認識，培養(yǎng)學生的節(jié)約資源和環(huán)保意識。

　　2改革教學方法，提高教學質(zhì)量

　　在有機實驗教學中借鑒國內(nèi)其它院校比較成功的經(jīng)驗并結(jié)合我們的實際情況，實行以學生為主體、教師為主導、把“學生學”成為教學過程中的主要活動。

　　為此，調(diào)整和改革實驗教學方式，傳統(tǒng)的由老師講、學生聽的灌輸式教學模式改變?yōu)閱l(fā)式、提問式、討論式相結(jié)合的教學方式，以提高學生獨立思考和溝通交流能力，查文獻和分析、解決問題能力。

　　培養(yǎng)他們鉆研、探索、創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作精神。

　　在每一實驗課堂開始以前，指導教師先檢查學生的實驗預習報告本，并通過提問方式了解學生的預習情況，總結(jié)前一次實驗課中出現(xiàn)的問題，解答學生提出的有關理論與實際操作等問題。

　　在實驗過程中，根據(jù)不同學生實際情況指導教師進行適當?shù)奶崾竞椭笇А?/p>

　　實驗時間由學生靈活掌握，獨立完成實驗，這樣確立了學生在教學活動中的主體地位，調(diào)動了學生的學習積極性、主動性和創(chuàng)造性，激發(fā)了學生的進取心和創(chuàng)造欲望。

　　實驗過程中適時地給學生灌輸綠色化學和環(huán)保意識。

　　比如以乙酰苯胺粗品進行重結(jié)晶實驗時，一般都是從試劑商店采購。

　　在不影響實驗結(jié)果的前提下，循環(huán)利用上屆學生乙酰苯胺實驗制備的粗產(chǎn)品是切實可行的方法。

　　同時在實驗過程中，經(jīng)常有一些廢酸、廢堿和廢溶劑產(chǎn)生，但全部扔棄會對環(huán)境造成污染和浪費。

　　因此，對廢料分類予以回收統(tǒng)一處理，回收后能重新利用。

　　如熔點測定和沸點測定實驗中濃硫酸污染后顏色變黑不能繼續(xù)使用時，不讓學生隨意把濃硫酸到掉，用硝酸鈉加熱處理脫色后重新使用等。

　　又如有機酸堿和溶劑分類別收集后，重新分餾使用。

　　這樣雖然學生在實驗過程中顯得麻煩，但經(jīng)教師的言傳身教，學生學到了技能，也樹立了經(jīng)濟效益觀和技能價值觀，使綠色教學落實到實處。

　　在制備與合成實驗中，逐步引導學生了解實驗的設計、構思以及研究方法，引入現(xiàn)代光譜學表征方法培養(yǎng)學生樹立以實驗為基礎的有機合成研究的基本思路及設計實驗的能力，讓學生逐步學會化學研究的實驗方法。

　　設計實驗是一般安排在學期末的實驗教學中，由學生獨立完成。

　　題目由實驗教師集體討論制定。

　　在實驗選材上盡量體現(xiàn)應用性和趣味性，合成產(chǎn)物多數(shù)具有聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際的應用價值，激發(fā)學生的興趣和熱情。

　　教師引導學生通過分析反應物和產(chǎn)物的分子結(jié)構，找出反應物分子中的反應活性中心，確定反應類型;然后弄清反應活性中心以外的其它基團或取代基是如何通過電子效應和立體效應來影響分子的反應活性;再根據(jù)反應類型和分子結(jié)構推測出本次實驗的反應歷程;最后根據(jù)前面所作的分析，選擇適宜的、控制反應的條件。

　　如合成阿司匹林(選擇不同的合成路線)的合成實驗，提前2周以布置給學生并提出實驗的相關要求。

　　學生拿到實驗題目后，4~6人組成一個實驗小組，積極查閱資料，然后寫出實驗方案(包括原理、裝置、步驟、試劑用量和分離提純、含量測定、表征等)。

　　實驗步聚用反應物的摩爾比、反應溫度、反應時間、催化劑用量的四種因素為變量采用正交實驗法設計成合理的實驗方案。

　　實驗方案交給指導教師審查后，不符合要求的，重新修改，總的原則是每一組所使用的催化劑不能相同。

　　采用開放性實驗形式，在指導老師的指導下，隨時可以到實驗室進行相關的實驗。

　　完成實驗后，寫出小論文和實驗體會，根據(jù)學生在實驗過程中的表現(xiàn)、小論文體會文章的好壞給相應的成績。

　　設計性實驗的開設，學生的學習主動性得到充分發(fā)揮，既考查了學生的理論知識和實驗技能，又提高了學生分析問題、解決問題的能力。

　　3改進實驗成績評定方法，調(diào)動創(chuàng)新積極性

　　在有機實驗教學中嚴格實驗教學管理，全面評價實驗成績，把好預習報告、實驗結(jié)果記錄和實驗報告批改這三關。

　　實驗成績的考核，應該全面、客觀、公正地反映學生的實驗習慣、實驗基本知識掌握程度、實驗操作能力、實驗過程中分析和解決實際問題能力。

　　實驗成績的評定應克服傳統(tǒng)的重理論考試、輕操作考試，重期末考核、輕平時考核以及主觀性強，缺乏客觀標準等缺點。

　　改革實驗成績評定方法，強化平時考核，提高成績評定的客觀性，調(diào)動學生創(chuàng)新積極性。

　　具體做法如下：(1)平時成績：占總成績的65%，由2部分組成，其一是包括預習報告、出勤率、實驗態(tài)度、課堂答問、實驗操作的規(guī)范性、精確度、實驗記錄及實驗完成情況、實驗產(chǎn)品質(zhì)量、實驗報告、儀器損耗情況、藥品浪費情況、實驗室衛(wèi)生等內(nèi)容，占總成績的50%。

　　每次實驗成績滿分為10分，分值具體分布為;出勤0.5分，預習報告1分(包括課堂答問)，實驗過程(包括藥品浪費情況、裝置、實驗記錄、儀器損耗、實驗結(jié)果、儀器清洗、實驗室衛(wèi)生等)5分，實驗報告3.5分，根據(jù)實驗的具體情況得出平時成績。

　　其二是綜合設計實驗的小論文和體會文章，主要考察學生創(chuàng)新意識和實驗數(shù)據(jù)的整理處理以及論文寫作水平等占總成績的15%(其中小論文10%，體會文章5%)。

　　(2)實驗筆試成績：占總成績的20%.主要考核學生是否掌握了有機化學實驗的一般知識、實驗原理、實驗裝置圖、平時實驗中的注意事項以及思考題等。

　　(3)實驗操作考試成績：占總成績的15%，考題由學生抽簽而得，主要包括有機實驗的基本操作，如蒸餾、萃取、水蒸汽蒸餾、回流等基本操作和已經(jīng)做過的合成實驗中的儀器安裝。

　　考核時每項操作細化為多個小項，各小項有相應分值，每項操作對于基本操作有關的原理、操作規(guī)范、注意事項、影響因素等進行面試。

　　考核時教師根據(jù)其操作的規(guī)范性和面試情況給予相應的得分。

　　考查內(nèi)容包括;回答老師提出的有關問題;查找實驗裝置是否正確穩(wěn)妥，指出錯誤之處，這樣學生不易猜題，只有全面復習有關實驗內(nèi)容，掌握了所學知識和技能，才能考出好成績。

　　上述考核方法，既可充分調(diào)動學生的學習積極性，又保證了實驗成績評定的客觀性和正確性。

　　通過上述改革，調(diào)動學生的學習積極性，增強了學習興趣，提高了學生的動手能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識。

　　從最近幾年化學教育和應用化學專業(yè)本科生的畢業(yè)論文的題目和答辯情況分析，無論是形式和內(nèi)容上論文的質(zhì)量都有明顯的提高，從形式來看，撰寫規(guī)范、圖表繪制漂亮、有較長的英文摘要等。

　　論文的題目有較強實際意義，完成論文的內(nèi)容比較豐富，工作量較大，而且參考文獻也比較多。

　　這幾年雖然在有機實驗教學改革中作一些工作，但還有許多工作要做。

　　實驗教學改革的目的是培養(yǎng)和提高學生的綜合素質(zhì)與能力，造就適應未來化學發(fā)展、具有高素質(zhì)、高能力的現(xiàn)代化人才。

　　加強計算機輔助教學、多媒體教學和網(wǎng)上查尋的應用;重視實驗準備與管理、教材建設、課件制作等各實驗環(huán)節(jié)的工作，增強學生環(huán)保意識，實施“綠色化學”實驗內(nèi)容，全面實行合成實驗的半微量化和微量化，增加現(xiàn)代有機化學實驗技術和方法，拓展學生的知識面;進一步增加貼近生活、應用性較強的設計性、綜合性實驗，加強學生綜合實驗能力的訓練和培養(yǎng)。

　　要通過多種形式的有機實驗的教學改革，使學生能夠運用所學的理論知識指導進行實驗，養(yǎng)成科學實驗的態(tài)度和周密設計、嚴格操作、仔細觀察、如實記錄、綜合分析的能力，有機地、系統(tǒng)地掌握有機化學理論知識和實驗技能、技巧，加強了學生綜合能力與素質(zhì)的培養(yǎng)，這有利于新世紀對人才培養(yǎng)的要求，也是我們現(xiàn)在和將來不懈努力的方向。

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