大学化学, 2018, 33(3): 32-35 doi: 10.3866/PKU.DXHX201709021

教学研究与改革

有机化学实验短视频辅助实验课堂教学研究

赵新筠,, 周忠强, 吴腊梅, 陈玉

Short-Video Assisted Classroom Teaching in Organic Chemistry Laboratory

ZHAO Xinyun,, ZHOU Zhongqiang, WU Lamei, CHEN Yu

通讯作者: 赵新筠, Email: ccnuzhao@mail.scuec.edu.cn

收稿日期: 2017-09-12   接受日期: 2017-12-5  

Received: 2017-09-12   Accepted: 2017-12-5  

摘要

以正溴丁烷的制备实验为教学案例,对有机化学实验短视频辅助实验课堂教学模式进行了探索。该种教学模式能有效地激发学生的学习兴趣,促进学生对实验内容的理解和掌握,改善课堂教学效果。

关键词: 有机化学实验 ; 短视频 ; 实验课堂教学

Abstract

Short-video assisted classroom teaching was adopted in organic chemistry laboratories using the preparation experiment of 1-bromobutane as a teaching case. This teaching mode can effectively stimulate the learning interest of undergraduates, improve the understanding and mastering of experimental contents and increase the efficiency of classroom teaching.

Keywords: Organic chemistry laboratory ; Short-video ; Experimental classroom teaching

PDF (295KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

赵新筠, 周忠强, 吴腊梅, 陈玉. 有机化学实验短视频辅助实验课堂教学研究. 大学化学[J], 2018, 33(3): 32-35 doi:10.3866/PKU.DXHX201709021

ZHAO Xinyun, ZHOU Zhongqiang, WU Lamei, CHEN Yu. Short-Video Assisted Classroom Teaching in Organic Chemistry Laboratory. University Chemistry[J], 2018, 33(3): 32-35 doi:10.3866/PKU.DXHX201709021

1 前言

大学化学实验课堂的教学改革已经引起了高等院校的足够重视,视频辅助实验课堂教学得到了进一步的发展[1−7]。有机化学实验是大学化学专业本科生必修的基础课程之一。该课程的主要内容包括有机化学实验的基本操作技能,简单有机化合物的制备、分离和纯化等。为了进一步提高学生学习有机化学实验课程的兴趣,掌握规范的实验操作技能以及提高综合运用知识的能力,我们对有机化学实验短视频辅助实验课程教学的课堂教学模式进行了尝试和探索。希望能在传统有机化学实验课堂教学的基础上进一步提高学生的学习兴趣,改善课堂教学效果。

在中南民族大学有机化学实验课程的课堂教学中,一直以来采用传统的教学方式。学生采用一人一组的方法进行实验,课前要求学生必须预习实验内容,写好预习报告。在进行课堂教学时,实验任课教师首先检查学生对当天实验内容的预习情况,对实验目的、原理和方法进行重点阐述,使学生在预习的基础上对实验内容有清晰的认识,对初次接触的实验仪器的使用以及装置的安装进行现场演示,甚至对整个实验的过程进行详细的模拟讲解,然后再由学生进行实际实验操作,完成指定的教学任务。在实验过程中任课教师对实验课堂进行巡视并及时纠正学生的不规范操作,督促学生及时、如实记录实验现象和实验数据。实验结束后任课教师检查学生的实验记录及产品,严格要求学生按照规范格式书写实验报告。这种传统的有机化学实验课堂教学模式,通过任课教师亲自示范性实验教学,对实验仪器和装置进行现场模拟演示以及对操作要领等进行讲解,使学生在了解实物的基础上进一步加深对实验教学内容的理解。在很大程度上起到了提高实验课堂教学效果的作用,但是也存在着不尽人意的地方。在传统的实验课堂教学中,学生在预习有机化合物制备实验时往往感到很抽象,缺少积极主动学习的兴趣。再加上实验学时较长,要掌握的细节性实验内容很多,常常会忙中出错。随着每组实验学生人数的增加(一般20人左右),任课教师在后期对学生进行实验操作指导时往往不能顾及到所有学生,结果部分学生错过了不规范操作被纠正的机会,造成不规范的实验操作一直延续到下一个类似的实验操作中。这促使我们尝试把有机化学实验短视频引入到有机化学实验课堂教学中,辅助实验课程的课堂教学。

2 实验教学课堂改革

2.1 实验视频的拍摄

笔者所在的有机化学教研室根据有机化学实验教学大纲,拍摄了有机化学实验相应教学内容的短视频。其中包括蒸馏、重结晶,环己酮的制备,正溴丁烷的制备,苯甲酸乙酯的制备,乙酰苯胺的制备,乙酰水杨酸的制备,香豆素-3-羧酸的制备,对硝基苯甲酸的制备,三苯甲醇的制备,甲基橙的制备实验。每个视频时间为10 min左右。

2.2 实验课堂教学过程改革

为了提高有机化学实验课堂教学效果,同时也为了网络视频共享资源的建设,我们在传统实验课堂教学的基础上,采用有机化学实验短视频辅助实验课堂教学的模式对有机化学实验课堂教学过程进行改革。选取化学工程与工艺专业(17人)、应用化学专业(19人)、材料化学化专业(18人)的三组学生总共54人进行有机化学视频实验辅助实验课堂教学试点研究。同时对照实验组为高分子材料化学专业(19人)的学生(采用传统的教学模式)。在对学生原有教学要求不变的前提下,在实验授课过程中进行课堂教学改革。实验教学内容选取正溴丁烷的制备为例进行简单介绍。

2.2.1 正溴丁烷制备实验的简介

正溴丁烷的制备实验选自周忠强主编的《有机化学实验》(化学工业出版社,2015年)。以正丁醇为原料,与即时产生的HBr (来自硫酸与溴化钠)回流反应得到正溴丁烷。实验过程涉及带尾气吸收回流装置的安装和加热回流,产物的分离纯化(分液漏斗的使用),液体产品的干燥以及蒸馏等重要操作。该实验拍摄的短视频有12 min,直接用于实验课堂教学研究过程。

2.2.2 教学过程设计与实施

整个教学过程大致分为三个阶段:课前准备阶段、课中的教学实施阶段以及课后学生的总结报告阶段。

(1)课前准备阶段。

提前2周把实验的视频发给每位学生,方便学生观看、预习和写预习报告。

(2)课中的教学实施阶段。

在课堂教学的过程中,以PPT的形式先讲解正溴丁烷的制备原理,然后引入反应的原料介绍,实验中涉及到的实验装置的搭建以及关键实验仪器的规范使用则由任课教师现场实物演示,然后用实验短视频来播放整个实验的制备过程。正溴丁烷制备的关键是控制加热回流的强度和浓硫酸的用量以尽量减少副产物的生成;在粗产物的分离纯化时尽量减少产品的损失;在液体产品干燥阶段,干燥剂用量的控制等等实验细节。学生在观看实验教学短视频时重点强调这些关键步骤的实验操作。如学生在观看粗产物分离提纯时要强调分液漏斗的试漏,能准确判断产品在分液漏斗中的上层或下层位置,避免实验操作的失败等;学生在动手做实验阶段,指导教师会在课堂上巡回指导学生实验过程,纠正学生不规范的操作和解答学生的疑问。同时可以根据学生的实验进度调控实验短视频,播放相应的实验操作。比如在学生搭建反应装置的过程中,边放这部分教学视频,边指导学生从下到上,从左到右搭建实验装置。同样的,在粗产物分离纯化的过程中,短视频的辅助作用就显得尤为重要。如果学生不能确定产物在分液漏斗中的具体位置,指导教师又没有顾及到这部分学生,学生就可以根据自己的需要对短视频进行回放甚至循环播放,确保能正确操作分液漏斗,分离出自己想要的产品。液体产品的干燥也是这一实验中重要的实验操作技术。干燥剂用量多少、产品的干燥程度直接决定产品的质量和产量。在这些重要的实验操作中,短视频能发挥重要的辅助作用,帮助学生自主学习。

(3)课后学生的总结报告。

课后学生可以利用短视频复习巩固该实验内容,撰写实验报告,加深对实验教学内容的理解和掌握。

2.3 教学效果评价

传统的实验课堂教学模式包括学生课前预习、教师课堂讲解和学生动手做实验以及课后的实验报告的撰写等过程。从图1显示的有机化学实验短视频辅助实验课堂教学的模式来看,从课前到课中以及课后,短视频全程参与了实验课程的教学过程。现从实验组和对照组学生的实验报告总结以及学生的教学反馈来评价短视频辅助有机化学实验课堂教学改革的优势。

图1

图1   短视频辅助有机化学实验课堂教学模式


2.3.1 受试学生组和对照实验组的实验报告比较

从受试组学生和对照组学生提交的实验报告对比来看,受试学生组的实验报告质量明显大大提高,实验现象的记录比较详细。对涉及到实验机理部分问题的回答,受试组的学生因能对PPT和视频上显示的具体实验机理感兴趣、印象深刻,所以这部分内容的回答整体上很好;而对照组学生的实验课堂教学采用的是传统的教学模式,关于机理部分的内容只能靠任课教师的言语进行描述,所以对这类问题的回答似是而非。

2.3.2 学生的课后反馈

随机对受试54名学生进行关于实验短视频辅助实验教学的意见收集,共收到35名学生的反馈意见。所有学生对这种教学模式持肯定的态度,一致认为这种教学模式能提高学生对实验内容学习的兴趣,能深刻地理解实验内容,有必要大力推广这种教学方法,让更多的学生受益。对受试学生反馈的意见归纳总结如下:

(1)有机化学实验短视频辅助实验课程课堂教学的模式十分新颖、非常实用、有吸引力。它以文字、图像与声音的形式刺激学生的各种感官,把复杂的知识变得直观化、形象化。将教材上抽象的实验过程转换成具体的实验操作过程。学生在实验操作动手之前,通过观看实验短视频对整个实验操作过程有一个清晰的了解。提高了学生对实验内容的兴趣,改善了实验预习的效果。在实验课堂教学中,通过实验视频的循环播放和回放功能以及任课教师的讲解,学生能清楚直观了解相关实验器材的正确组装以及规范的操作过程,及时回顾实验步骤,辅助学生更加顺利地完成整个实验过程,减少一些不必要的操作失误,避免有机化学实验潜在的危险性。同时,课后在有机化学实验的总结报告中,有机化学短视频同样起到了很好的辅助作用。有利于学生把自己的实验操作同视频中的操作相对照,从中找到差别,提高自己的实验技能,巩固实验教学内容。

(2)实验视频可以实现教学资源网络化,为学生提供相关的视频学习资源,达到网络资源共享。有利于学生在预习实验的时候参考并通过网络自主学习。学生事先可以自行安排时间观看实验短视频进行实验内容的预习,了解实验的具体操作步骤,降低预习实验内容的难度。同时也有利于课后复习巩固实验教学内容。

3 结语

通过有机化学实验短视频辅助实验课堂教学模式的尝试和探索,我们发现学生对有机化学实验的学习兴趣明显提高,实验操作的熟练程度和规范性也得到了改善。这种课堂教学模式使学生在动手做实验之前就能直观了解整个实验的过程,提高了学生自主学习的能力,有利于对实验内容的理解和整体把握,能辅助学生更好地完成实验内容。实验短视频在一定程度上也可以辅助实验指导教师对学生的指导,在任课教师顾及不到的时候发挥自身的作用,提高实验课堂的效率,降低了实验任课教师课堂教学的劳动强度。同时实验短视频可以作为共享的网络资源使用,对建设有机化学实验视频资源共享课程有一定的促进作用。这种实验视频辅助实验课堂教学的模式值得在更多高等学校的有机化学实验课程教学中推广和应用。

参考文献

王亚平. 药学教育, 2017, 33 (1), 50.

宫竹云; 郭烨旻; 付颖寰; 王岩. 教育教学论坛, 2017, No. 22, 273.

王翊如. 大学化学, 2007, 22 (3), 11.

杨淑珍; 苏进; 和悦; 张园园; 张小华; 康威. 大学教育, 2017, No. 5, 31.

郭雪飞. 广东化工, 2016, 43 (19), 190.

陈玥; 葛文中. 吉林教育, 2017, No. 5, 8.

URL    

胡敏; 高培红. 大学化学, 2016, 31 (10), 57.

/