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高等农林院校林产化工专业天然产物化学实践教学模式探讨

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高等农林院校林产化工专业天然产物化学实践教学模式探 讨 [摘要]天然产物化学是我校林产化工专业的一门专业基础课, 是实践性很强的学科,对林产化工类及相近专业的课程学习和实践 能力的培养起着关键作用。本文从修订教学大纲、优化教学内容、 改进教学方法和手段、规范实验考评体系等方面探讨了林产化工专 业天然产物化学实践教学模式的改革。 [关键词]林产化工专业 天然产物化学 实践教学模式 《天然产物化学》是我校林产化工专业的一门专业基础课,是 实践性很强的学科,在林产化工类及相近专业的课程学习和实践能 力的培养中占有很重要的地位[1]。但就实际教学而言,由于长期 以来对实践教学重视不够, 对实践教学具有培养创新意识和能力 的作用认识不够, 因此在教学管理、内容、手段等诸多方面不能突 破传统教育思想及模式束缚。因此,如何根据我校林化专业的特色 及社会需求,在实践教学时数不多的情况下,合理调整教学大纲、 优化实践教学内容,改进实践教学方法和教学手段,规范实验考评 体系,建立科学合理、切实可行的林产化工专业基础课的实践教学 创新模式就显得非常重要。 一、调整教学大纲和教学计划 以往的天然产物化学实践教学中,实践教学的教学大纲和教学 计划体系不完善, 对实验课课时的权重计算比例很小, 仅占 30%, 学生实践学时少,实验项目不多。再加之,有些同学不主动,动手 操作技能很差,甚至有的同学在整个实验课期间,总是坐在人群后 面,从未亲自动手操作过任何一台仪器。针对这一问题,我们在天 然产物化学实践教学时数不多的情况下,将 18 学时的实验课有原 来的每周 4 学时,全部调整到集中 3 天做完。这样可以保证在教学 时数不变的情况下,实验项目由原来的 3 项提高到 5 项。比如,在 开设“槐花米中芸香苷的提取、精制和检识实验”中,芦丁的重结 晶和水解就可以不用专门占用时间来做,可以在做其它的实验期间 穿插进行,如在进行索氏提取器提取茶叶中的咖啡因试验时,由于 索氏提取的时间长达 1 小时,学生无事可做,这样我们就可以利用 索氏提取的时间来进行芦丁的重结晶及水解,可以统筹安排和有效 的利用时间。 二、增加了实践教学经费的投入 我们学校是 985、211 院校,在“985 工程”学科建设项目规划 平台的支持下,学校给林产化工专业投入了大量的实践教学经费, 购买了安捷伦 hplc 检测及制备分析仪、超临界流体萃取仪、flash 中压纯化系统、超声波提取仪等大型提取分离设备。让学生在掌握 天然产物中典型的化学成分的提取、分离和鉴定,薄层层析和纸层 析的基本操作,旋转蒸发仪的使用,硅胶柱层析的基本操作外,还 要熟悉各种大型仪器设备的安装和使用,为学生将来进行科学研究 和走上工作岗位打下坚实的基础。 三、 改进实践教学内容 天然产物化学实验项目很多, 但由于时间及学时的限制, 每个 实验项目不可能全部都开设, 只能开设一些有代表性的实验。以往 的实践教学,由于受经费限制、学生扩招等多方面因素影响, 基本 操作、验证型实验多, 综合型、设计型实验较少, 传统实验技术多, 新技术内容少。在这种情况下,我们将实践教学内容在原来三大模 块(天然产物化学实验安全知识及背景知识、各类化学成分化学性 质验证,基本操作实验技术训练)的基础上,增加“综合实验技能 训练和设计实验技能初步训练”模块。综合性、设计性实验是实现 拓展型培养模式的重要途径[2]。对于此类实验教学,应突出学生 “自主”的原则,在教师指导下,引导学生进行文献查阅,确定实 验方案和实验设计路线。学生从资料的搜集、技术路线的确定、实 验室仪器设备的准备以及溶液的配制等过程,全部由学生自主完 成。实验结束后,要求学生对实验结果进行总结交流, 写出实验小 节。由于学生受到充分的小型科学研究技能和智能训练,学生对这 种实验模式给予了充分肯定,实验积极性非常高。 四、利用多媒体技术展示实验内容 我校林产化工专业天然产物化学实验的开课对象是二年级的学 生,已经初步掌握蒸馏、回流、萃取、重结晶、熔点测定等基本实 验技能。而天然产物中有效成分的提取和分离不仅仅需要这些基本 操作,还涉及了以往没有接触过的薄层层析色谱、柱层析色谱、超 临界流体萃取技术、梯度 ph 萃取法、升华等操作技术。然而,实 验课的时间是有限的,我们为了节省大量的精力和实验时间,利用 多媒体技术讲解实验原理、实验装置、实验的示范操作等环节,这 样既规范了实验基本操作和技能,又能引导学生如何发现问题、分 析问题和解决问题[3]。如在多媒体讲解时,引导学生归纳理论课 中的知识,做出简明的图表。另一方面,将提取分离工艺用流程图 表示,利用多媒体课件中的自定义动画,逐步讲解流程图,并在每 一步的反应的工艺旁用括号简述其方法的原理或注意点,这样简单 又一目了然,既提高了教学的速度,也同时便于学生学习和记忆。 又如,在绿色植物色素提取及色谱分离实验中,要求学生们在很短 的时间内要掌握薄层层析色谱、柱层析色谱及样品上柱方式等实验 操作,仅仅靠传统的板书讲解很容易引起学生们的烦躁、思维混乱。 我们利用多媒体教学技术,先是简明扼要地介绍色谱法的原理、分 类等基础知识,然后详细地讲解薄层层析色谱的原理,并演示具体 的实验步骤,总结在制板、点样、展开、显色各个步骤中需要注意 的事项,最后给出薄层色谱分离示意图,形象地教会学生如何利用 rf 值鉴别物质。同样,我们也演示了柱层析色谱的具体的实验步 骤,并着重强调在装柱、上样、洗脱和分离、收集组分、检测等步 骤的细节问题,给出柱层析色谱的分离示意图。最后,指出薄层层 析色谱和柱层析色谱之间不是彼此孤立的,柱层析色谱的分离效果 要靠薄层层析色谱来验证,柱层析色谱分离出的化合物也可以利用 薄层层析色谱进行初步地鉴别。这样,复杂的实验操作被寓于一个 个生动的图画,有利于学生更深刻地理解和记忆相关的实验理论知 识,从而提高学习效率,达到了事半功倍的学习效果。 五、鼓励学生参与科研活动 只有在致力于人才培养的同时


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