关于建立有机化学开放性实验室的几点思考

2022-09-10

由于实验室条件的限制, 而且化学实验是一个消耗性大的技术性工作, 如果仅仅只照传统的做法老师讲, 学生做“抓药方”模式, 也易造成“放养”, 已经不适合教学要求。正由于这样, 相当一部分同学实验动手能力实在不敢恭维, 读到大三了分不清回流和蒸馏装置, 甚至连一些最简单的仪器名称都不能准确说出, 更不要其说仪器的性能和作用了。因此光靠课堂实验教学无法真正意义提高学生实验动手能力, 为此建立开放性实验室是必要的。

所谓开放性实验室以前是指老师给出题目, 由学生查阅文献资料, 进行实验设计, 再由老师经过修改以后进行实验。但是作为广义的开放性实验室它应该不仅包括学生按实验大纲要求实践操作, 而且还应该还包括实验方案的理论设计和实践、学生实验前准备和实验后期处理、协助研究生完成论文课题、建立模拟动画实验室等。

1 实验方案的设计和实践

此种方法是开放性实验室比较多的一种:它是老师给一个题目, 学生根据所学的内容, 参考文献资料去设计实验方案, 再然后进行实验。这种方式能从根本上对学生查阅资料和实验操作动手能力有很大的帮助, 能提高学生的知识和独立思考能力。但是对实验条件要求比较高, 要求对实验室管理标准化、制度化, 需要教研室和实验室之间行之有效的衔接, 这对实验室和实验技术人员来讲投入的力度不管是物力还是人力都比较大, 目前, 在我国许多高校实验室条件和状况下很难跟上。

2 协助老师和研究生完成科研论文

部分学生可以帮助有课题的老师和研究生完成科研课题和毕业论文, 在导师指导下和研究生引导下做实验, 完成实验课题。这种方式对学生要求比较高, 必须是高年级的学生 (至少是大二) , 要求学生的实践能力比较强, 要有一定的有机化学理论和基本操作技能, 虽然只能让少部分学生参加实验课题, 但是实践性很强, 对学生有机化学知识水平和动手能力都有很大的提高。

3 学生实验前期准备、预试实验和实验后期处理

在一般的有机化学实验中, 学生实验内容都是老师安排好的, 实验所需要的化学试剂和实验器材也都是实验实验技术老师准备好的, 学生只按照老师讲的内容和实验所准备的化学试剂去做, 做完实验以后把实验产品结果和数据上交, 就算该实验已经完成了。其实这里面大有文章可做, 对于实验前准备可以请学生协助老师和实验技术人员完成实验准备、实验预试和实验产品的后处理。这里不仅使学生完成实验教学内容, 并且使学生参与到整个实验过程中, 真正掌握和理解实验每一个细节。实验前准备工作可以帮助学生了解实验的基本内容、基本原理和基本方法, 同时可以让学生熟悉化学试剂性质、了解仪器性能、掌握实验机理和实验方法, 加深了学生对实验的印象, 为做好整个教学实验打良好基础。实验的预试工作一般是由老师来做的, 如果让部分学生的参与, 不仅减轻老师的负担, 而且可以提前让学生了解实验内容, 同时通过老师的指导和灌输学生更加深对实验的理解。其实实验后期处理工作也是一个很重要的环节, 它是把学生做完后实验后产品进行后期处理。比如蒸馏、回流、精制、浓缩等, 这样不仅可以产品回收制成标准品, 节约资源, 利用闲置仪器, 同时还可以巩固和提高了学生的基本操作和技能水平, 为学好专业课程打下良好的基础。

4 建立模拟动画实验室

模拟动画实验室有两种模式。一种是采用计算机仿真技术, 开发了由虚拟的多种常用P L C系统和多种多媒体图形动画虚拟P L C被控对象组成的P L C虚拟数字实验室系统;提出了解决实验教育中虚拟数字实验室的设计方案、框架结构、实验环境、实验方法和实验操作步骤, 这种方法成本比较高, 投资大, 对老师和学生技术要求高。第二种是采用“F L A S H”动画模拟实验, 加入规范实验的识别系统, 模拟化学回流、蒸馏、提取、萃取、分离、干燥等实验操作和实验反应过程。这里只要老师和学生懂得使用“F L A S H”软件可以了, 不进入实验室, 在电脑上就可以“做实验”。这种方式比较简单、明了、形象、易操作, 也不会对学生身体造成伤害, 不要成本, 也不会浪费资源, 但模拟实验室真实性比较差, 和实际工作中实验室还有一定的差别, 只能达到仿真效果。

综合以上, 笔者认为有机化学开放性实验室应该将学生实验方案的理论设计与实践、学生实验前准备和实验后期处理、协助老师和研究生完成课题论文、模拟动画实验室等方面有机结合, 这样才能提高学生的动手能力和实践水平, 才能真正意义实现有机化学开放性实验室。

摘要：有机化学作为一门基础课程, 它是所有化学的基石, 有机化学功底决定以后所有化学的学习好坏, 是达到化学彼岸之门, 而同时有机化学又是一门以实验为基础的基础性学科, 许多反应理论都是需要实验来验证, 因此有机化学实验开设对于中药、药学、制药、以及药剂等专业尤为重要。

关键词：化学,实验思考,设计,实践