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大学化学论文范文1500字

论文题目： 大学有机化学实验课堂教学方法探究

摘要： 本文对大学有机化学实验的“三层次”递进式教学模式进行了探究，针对“三层次”的实验内容：基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验，分别设计了“问题引领互动式”、“任务导向参与式”、“专题研讨探究式”三种实验教学方法模型，该方法促进了学生自主学习、自主实验、自主创新能力的培养，提高了学生综合素质。

关键词： 实验教学;“三层次”方法;设计

实验教学作为高等教育中的重要实践教学环节，是培养学生综合素质和创新能力的重要教学手段。因此，探索高校实验教学模式与方法，培养学生自主学习、自主实验、自主创新(“三自主”)能力是高校实验教学的重要研究课题[1-2]。有机化学实验是化学、化工及其他近化类专业学生必修的一门基础课，近年来，浙江工业大学基础化学实验中心在基础化学实验国家精品课程建设过程中，对有机化学实验课程内容重新进行了规划设计，构建了实验内容的三个层次，即：基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验;在教学方法上不同内容采用不同方法，形成了“三层次”递进式的教学特色，充分体现了教师为主导、学生为主体的教学理念;在培养学生“三自主”能力方面取得了显著成效，充分发挥了作为国家级实验教学示范中心建设单位的示范和辐射作用。

一、有机化学实验“三层次”递进式实验教学模式的设计思路

有机化学实验开设的时间多数高校是在大学一、二年级，根据学生在不同学习阶段(大学低年级)的知识和能力结构的要求，课题组把有机化学实验内容划分为基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验三个层次，循序渐进地培养学生的自主学习、自主实验、自主创新能力，提高学生综合素质。“三层次”递进式实验教学设计思路如图1所示：

第一层次为基础规范性实验，是学生学好有机化学实验的基本原理、基本操作技能的基础，也是培养学生实事求是的、严谨的科学态度，良好的科研素养以及良好的实验室工作习惯的关键。第二层次为综合设计性实验，是训练、巩固学生基本操作的重要环节，也是提高学生自主学习能力、自主实验能力的过程;第三层次为研究探索性实验，是拓展思路、提高科研素质、培育创新意识、锻炼创新能力的过程。

二、“三层次”递进式实验教学模式的分层设计

课题组以培养学生“三自主”能力为目标，围绕有机化学实验“三层次”的内容，探索设计了三种教学方法。基础规范性实验采用“问题引领互动式”教学，意在调动学生的思维，侧重培养学生规范的实验操作技能、自主学习能力;综合设计性实验采用“任务导向参与式”教学，激发学生学习积极性，培养学生自主学习、自主实验能力;研究探索性实验采用“专题研讨探究式”教学，以科研问题为导向，培养学生自主探索、自主创新能力。

1.基础规范性实验———问题引领互动式教学。

有机化学基础规范性实验包括有机化学基本操作和基础实验，目的是强化基本操作技能训练，夯实基础。采用问题引领互动式教学，主要通过以下三个环节来完成：

第一，实验前教师要针对每个实验内容，围绕教学目标设置问题，让学生带着问题去预习，并拟出解决问题的方案，培养学生自主学习能力，提高实验预习效果。

第二，教师要在实验课堂上启发学生思路，调动学生思维，引导学生争论;学生在互动讨论问题的同时，思维得到拓展;对实验的内容也有了更深层次的`理解，为动手操作做好了充分的准备。第三，教师总结点评，学生梳理思路，得出结论。通过这种教学方法，学生在实验操作中思路清晰，错误率大大降低，同时，也会及时发现实验中的问题，有利于培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力，培养学生勤动脑、善思考、细观察的良好实验习惯。以上过程可由图2模型设计展示出来。

2.综合设计性实验———任务导向参与式教学。

在实验教学中要培养学生的“三自主”能力，必须在实验课堂上为他们创造必要的条件，让学生通过亲自设计实验、参与实验，培养他们独特的思考能力和动手能力[3]。有机化学综合设计性实验是一些经典的、有代表性的合成实验，目的是在加强合成实验训练的同时，增强学生综合实验能力。任务导向参与式教学是一种以具体教学内容作为任务，实验前教师要将任务分解，学生以团队的方式参与到实验的设计、讲解、操作、讨论、成绩评定等各个环节，这种角色互换的方式可以有效激发学生的学习兴趣和潜能，学生的自主学习能力、语言表达能力以及学生的自信心都会大幅提升，同时学生的自主实验能力也会明显增强，创新意识提高[4]。由于该方法由学生团队和教师共同完成，因此，在学期初，教师需要向学生公布实验教学任务，并组建团队，一般5～6人为一个团队。该教学过程设计模型如图3所示。

3.研究探索性实验———专题研讨探究式教学。

研究探索性实验是在基础规范性实验、综合设计性实验的基础上开设的。该实验集“综合性、设计性、研究性”为一体，以培养科研能力和创新能力为目标，并兼顾实验内容与实践的联系，可以为学生今后就业和从事科研工作打下良好的基础。专题研讨探究式教学，是学生根据某一专题的目的要求，查阅文献，研究讨论，运用相关知识和技能对实验方法、步骤、仪器等进行设计并实施，最后分析、讨论，评价其结果，是“科学探究式”的学习[5]。主要经过实验准备、开题报告、过程探索、拓展延伸四个阶段。经过这样的训练，学生学会查阅文献资料，设计实验方案，确定实验步骤，自己选择实验仪器，自己操作实验全过程;发现问题，自己解决;实验结束，每组同学完成一篇科研论文式的“小论文”，并写一篇实验感想。这一过程将科研思维方式和方法引入教学，提高学生综合利用已有知识不断创新的科研素质，充分发挥了学生的自主学习、主动探索的积极性和创造性。该教学过程的设计如图4所示。

“三层次”递进式的实验教学，经过浙江工业大学化学工程学院的实验研究，教学成效显著，但“教无定法”，只有不断地改进、创新实验教学方法，才能有效发挥学生的主动性、积极性和创造性，提高实验课堂教学质量。

参考文献：

[1]陈佑清，吴琼。课堂教学中如何指导学生进行探究[J].中国大学教学，2012，(11)：59-62.

[2]姚玉环。制约大学生创新能力发展的教学因素及改革路径[J].中国高等教育，2008，(8 )：28-44.

[3]李 琰 ，刘学元，刘越。关于目前我国高校实验教学改革的几点思考[J].实验室科学，2012，15(5)：30-32.

[4]张俊文，李玉琳，董长吉，代少军。协同式任务导向教学模式理论体系及实践[J].高等理科教育，2013，(4 )：22-27.

[5]张清，谢亚娟，冯锐。高校探究性学习有效性研究[J].扬州大学学报，2013，17(6)：66-71.

有机化学的发展简史“有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。1824年，德国化学家维勒从氰经水解制得草酸；1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物，而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后，乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成，“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。由于合成方法的改进和发展，越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来，其中，绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了，“有机化学”这一名词却沿用至今。从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期，已经分离出许多有机化合物，制备了一些衍生物，并对它们作了定性描述，认识了一些有机化合物的性质。法国化学家拉瓦锡发现，有机化合物燃烧后，产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年，德国化学家李比希发展了碳、氢分析法，1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上，遇到了很大的困难。最初，有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分，二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为，有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成，而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的，因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类，根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质，而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。从1858年价键学说的建立，到1916年价键的电子理论的引入，才解开了这个不解的谜团，这一时期是经典有机化学时期。1858年，德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念，并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中，一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合，氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出，在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶，一种半面晶向左，一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转，后者则使之向右旋转，角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此，1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念：同分异构体，圆满地解释了这种异构现象。他们认为：分子是个三维实体，碳的四个价键在空间是对称的，分别指向一个正四面体的四个顶点，碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与四个不同的原子或基团连接时，就产生一对异构体，它们互为实物和镜像，或左手和右手的手性关系，这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说，是有机化学中立体化学的基础。1900年第一个自由基，三苯甲基自由基被发现，这是个长寿命的自由基。不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。在这个时期，有机化合物在结构测定以及反应和分类方面都取得很大进展。但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念，价键的本质尚未解决。现代有机化学时期 在物理学家发现电子，并阐明原子结构的基础上，美国物理化学家路易斯等人于1916年提出价键的电子理论。他们认为：各原子外层电子的相互作用是使各原子结合在一起的原因。相互作用的外层电子如从—个原了转移到另一个原子，则形成离子键；两个原子如果共用外层电子，则形成共价键。通过电子的转移或共用，使相互作用的原子的外层电子都获得惰性气体的电子构型。这样，价键的图象表示法中用来表示价键的短划“—”，实际上是两个原子共用的一对电子。1927年以后，海特勒和伦敦等用量子力学，处理分子结构问题，建立了价键理论，为化学键提出了一个数学模型。后来马利肯用分子轨道理论处理分子结构，其结果与价键的电子理论所得的大体一致，由于计算简便，解决了许多当时不能回答的问题。