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質(zhì)量是高等教育的生命線,不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量是教改永恒的主題。近幾年,建設(shè)研究型大學(xué)、實施研究性教學(xué)已經(jīng)成為中國高等教育改革發(fā)展的主流。有機(jī)化學(xué)實驗是高校化學(xué)類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一,其教學(xué)目標(biāo)有兩個:一是使學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)實驗的基本操作技能,具備正確進(jìn)行重要的、典型的有機(jī)物的制備、分離、提純和鑒定的能力;二是培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),增強(qiáng)創(chuàng)新意識,使學(xué)生在科學(xué)研究方面得到初步的訓(xùn)練。因此,研究性實驗教學(xué)的探索和實踐對于有機(jī)實驗教學(xué)效果的提高及學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著重要作用。
1有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題
傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)注重向?qū)W生灌輸知識,強(qiáng)調(diào)實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理等問題,學(xué)生在實驗中大多只進(jìn)行驗證或者照方抓藥,未采取系統(tǒng)、完善的措施進(jìn)行學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。因此,對有機(jī)化學(xué)實驗研究性教學(xué)進(jìn)行了探索與實踐。力求通過研究性實驗教學(xué)項目的實施和基礎(chǔ)實驗教學(xué)方法的改革,把研究的意識、思維與方法融于教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟迪學(xué)生的聰明才智爆發(fā)式覺醒。
2有機(jī)化學(xué)研究性實驗項目的來源
2.1教師科研成果轉(zhuǎn)化為研究性實驗項目
教師的科研成果轉(zhuǎn)化成研究性實驗項目最能體現(xiàn)實驗內(nèi)容的研究性宗旨,也能讓學(xué)生在完成實驗課題的過程中學(xué)習(xí)科研的一般方法。近年來,課程組的教師很重視這方面的轉(zhuǎn)化。如教師的科研成果“金屬酞菁鈷催化劑的制備及其應(yīng)用”“2-芐基-1,2,3,4-四氫異喹啉的合成”“4,4'-聯(lián)吡啶鹽的合成及其超分子體系的制備”等,均轉(zhuǎn)化成了化學(xué)專業(yè)的有機(jī)化學(xué)綜合實驗。
2.2大學(xué)生科技創(chuàng)新項目轉(zhuǎn)化為研究性實驗項目
通過基礎(chǔ)實驗的訓(xùn)練,許多學(xué)生對科學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚的興趣,紛紛申報大學(xué)生科技創(chuàng)新項目,課程組積極為這部分學(xué)生聯(lián)系指導(dǎo)教師,申報的項目有些很快就轉(zhuǎn)化為研究性實驗項目,如筆者指導(dǎo)的大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目“磺基琥珀酸酯銨的合成及抗靜電性能研究”已經(jīng)轉(zhuǎn)化成有機(jī)綜合實驗項目。
2.3教師的實驗技術(shù)改革項目轉(zhuǎn)化為研究性實驗項目
教師是教學(xué)改革的推動者及實施者,課程組依托山東省實驗示范中心建設(shè),積極申報各類實驗教學(xué)改革項目,很多項目直接轉(zhuǎn)化成了設(shè)計性及研究性實驗項目。如教師的實驗改革項目“半微量法制備鄰苯二甲酸二丁酯的綠色化研究”“微波輻射合成肉桂酸研究”“固體酸催化合成肉桂酸系列酯”等,都已經(jīng)轉(zhuǎn)化成了學(xué)生的研究性實驗項目。
3有機(jī)化學(xué)實驗研究性教學(xué)的實施
針對不同專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及不同專業(yè)對有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的不同要求,設(shè)置了基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實驗和綜合有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)模塊,綜合有機(jī)化學(xué)實驗主要針對化學(xué)專業(yè)學(xué)生。在基礎(chǔ)有機(jī)實驗教學(xué)模塊中,不同專業(yè)又有不同的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)?;瘜W(xué)、材料化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)主要根據(jù)3個專業(yè)的理科背景,注重學(xué)生的綜合實驗技能及創(chuàng)新能力培養(yǎng);化工類則考慮專業(yè)的工程背景,教學(xué)中加強(qiáng)有機(jī)實驗與工業(yè)應(yīng)用的相關(guān)知識拓展,培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。不同模塊采用了不同的研究性教學(xué)方法。
3.1綜合有機(jī)化學(xué)實驗中研究性教學(xué)的實施方法
基礎(chǔ)實驗?zāi)K的設(shè)計性及研究性實驗項目大部分由學(xué)生根據(jù)自己的興趣及能力進(jìn)行選修,利用課余時間完成,以開放實驗?zāi)J竭\(yùn)作。有機(jī)綜合實驗?zāi)K是化學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的,由指導(dǎo)教師統(tǒng)一布置。設(shè)計性及研究性實驗項目的實施方法是:學(xué)生每3~5人一組,在教師的指導(dǎo)下查閱文獻(xiàn),在分析、總結(jié)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計出實驗路線并與教師討論,確定實驗方案后進(jìn)入實驗室完成實驗項目,提交實驗研究報告。教師評閱實驗報告后組織學(xué)生分析實驗成功或失敗的原因,有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及創(chuàng)新熱情。
3.2基礎(chǔ)有機(jī)實驗教學(xué)中研究性教學(xué)的實施
我?;A(chǔ)有機(jī)實驗每年面向化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、化學(xué)工程與工藝等5個專業(yè)20個班600余人開設(shè),在教學(xué)過程中實施研究型教學(xué)更有普遍意義。研究性教學(xué)不僅是一種以培養(yǎng)學(xué)生科研素養(yǎng)、創(chuàng)新能力為目的的教學(xué)方法、教學(xué)模式,更是教師貫穿整個教學(xué)過程的一種教學(xué)理念與教學(xué)習(xí)慣。
3.2.1研究性內(nèi)容的合理選擇與布置
研究性內(nèi)容的合理安排及教學(xué)設(shè)計是在基礎(chǔ)有機(jī)實驗中實施研究性教學(xué)的必要保證。筆者在化工、應(yīng)化專業(yè)的有機(jī)實驗教學(xué)中做了大量探索,取得了較好的效果。首先根據(jù)學(xué)生的專業(yè)背景及實驗內(nèi)容,尋找切實可行的探究問題,包括課堂實驗探究及課后知識探究。如在普通蒸餾實驗中首先安排學(xué)生分組蒸餾工業(yè)酒精、乙醇與水的混合物,并要求學(xué)生根據(jù)液體沸點(diǎn)的變化,每隔2℃記錄餾分的體積,做出體積-沸點(diǎn)曲線,深入了解蒸餾在混合物分離中的應(yīng)用及共沸物的知識;然后要求化工專業(yè)學(xué)生自主查閱蒸餾在石油煉制、石油化工、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用,要求應(yīng)化專業(yè)學(xué)生查閱現(xiàn)代蒸餾技術(shù)—分子蒸餾的原理及應(yīng)用。每個必修實驗項目后面都配有相關(guān)探究內(nèi)容,然后將這些實驗探究內(nèi)容提前發(fā)到學(xué)生的公共郵箱中,要求學(xué)生至少認(rèn)真完成一個實驗的探究項目,鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的能力及興趣完成多個探究項目。學(xué)生也可以完成自己感興趣的相關(guān)探究項目,如有學(xué)生覺得溴乙烷的合成中使用濃硫酸不夠安全,而且易導(dǎo)致毒性較大的副產(chǎn)物溴生成,建議用濃磷酸代替。學(xué)生自主查閱了一些文獻(xiàn),與指導(dǎo)教師探討后進(jìn)行了實驗,并將實驗結(jié)果及時與用硫酸的學(xué)生進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)的確沒有副產(chǎn)物溴生成,但相應(yīng)的產(chǎn)率卻比用硫酸的低很多。實驗完成后,該生又仔細(xì)查閱了一些資料,提出了實驗的進(jìn)一步改進(jìn),做出了詳細(xì)的討論。實驗自主探究內(nèi)容的安排及實施,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及研究熱情。
3.2.2教學(xué)方法的改革
加強(qiáng)實驗理論及實驗拓展教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、主動獲取及應(yīng)用知識的重要策略。在基礎(chǔ)實驗教學(xué)中首先強(qiáng)調(diào)進(jìn)行這個實驗的目的、意義、這種實驗方法的推廣應(yīng)用及現(xiàn)在的發(fā)展等,有助于學(xué)生在設(shè)計其他實驗時“舉一反三”。然后將實驗原理、操作過程及注意事項轉(zhuǎn)變成若干個問題,上課時提問學(xué)生。如溴乙烷的合成實驗中提問:實驗中有哪些副反應(yīng)發(fā)生?實驗操作中那些過程是用于避免這些副反應(yīng)的?問題式教學(xué)不僅督促、檢查了學(xué)生的預(yù)習(xí),而且使學(xué)生對實驗原理、操作及注意事項印象深刻。在實驗過程中,指導(dǎo)教師要注意培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力和習(xí)慣,提出問題往往是創(chuàng)新的開始。另外,實驗報告中要求學(xué)生獨(dú)立分析實驗成功或失敗的原因,并要求學(xué)生多提改進(jìn)方法,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并養(yǎng)成一種研究性學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
3.2.3實驗成績的評定
配合研究性實驗教學(xué),對基礎(chǔ)有機(jī)實驗的考核也進(jìn)行了改革。學(xué)生的實驗成績由四部分組成:實驗完成情況、實驗報告、期末操作考試、特殊加分,分別占總成績的40%,30%,20%,10%。對個別在研究性實驗項目中表現(xiàn)突出的學(xué)生,特殊加分可以上浮到20%。實驗報告的評分包括兩個方面,一是必須完成的項目,如實驗?zāi)康摹⒃?、裝置圖、操作步驟及結(jié)果等,占報告評分的70%;二是自主完成的項目,如實驗結(jié)果的深入分析與討論、同類實驗方法的調(diào)研及實驗改進(jìn)設(shè)計、實驗知識的相關(guān)拓展等,占報告評分的30%。通過對研究性項目的加分及實驗報告評分向自主探究項目的傾斜,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)及創(chuàng)新熱情。
4結(jié)束語
教師以研究的意識和形式組織教學(xué)活動,打破原有的機(jī)械程序,賦予教學(xué)研究的元素;學(xué)生積極參與教學(xué)及探究,在研究中學(xué)習(xí)與積累,養(yǎng)成善于提出問題及獨(dú)立思考的習(xí)慣,教學(xué)相長,共同提高新世紀(jì)高校人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
作者:呂志鳳 姜翠玉 戰(zhàn)風(fēng)濤 周玉路 徐永強(qiáng) 單位:中國石油大學(xué)(華東)理學(xué)院
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