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[摘要]“有機(jī)化學(xué)實驗”是全國高?;瘜W(xué)專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程,是銜接理論知識與應(yīng)用實踐的重要紐帶。在實驗教學(xué)中幫助學(xué)生更好地掌握難以理解的理論知識或現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考和解決實驗中出現(xiàn)的問題,提高學(xué)生分析和解決問題的能力,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的一種重要手段。本文從以下幾方面簡要探討了有機(jī)化學(xué)實驗課的教學(xué)改革:開設(shè)綜合實驗選修課程;增設(shè)有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新實驗課程;建立合理的評價標(biāo)準(zhǔn);增加教師與學(xué)生之間的互動。
[關(guān)鍵詞]有機(jī)化學(xué)實驗;教學(xué)改革;創(chuàng)新思維;教學(xué)質(zhì)量;應(yīng)用人才
有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)在我國高?;瘜W(xué)相關(guān)專業(yè)教育中具有十分重要的作用,大學(xué)生經(jīng)過系統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實驗項目訓(xùn)練,深入理解有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的原理與邏輯,熟練掌握有機(jī)化學(xué)實驗基本操作技能,在實踐教學(xué)過程中不僅能培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度和方法去分析和解決問題的能力,還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[1-2]。
1傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)過程中存在的主要問題
1.1課程內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性實驗或綜合實驗[3]
近年來,有機(jī)化學(xué)實驗內(nèi)容是基于理論課程的內(nèi)容進(jìn)行選擇的,例如乙酸乙酯的制備、乙酰苯胺的重結(jié)晶及對硝基苯甲酸的合成等,其主要目的是對理論課所講過的有機(jī)化合物的性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)機(jī)理等理論知識進(jìn)行驗證和基本實驗技能的鍛煉,從而進(jìn)一步加深對基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)理論知識的學(xué)習(xí),但是缺乏創(chuàng)新和綜合有機(jī)化學(xué)實驗內(nèi)容[4]。在實驗過程中學(xué)生只需按部就班實驗書上的操作步驟,不主動去思考實驗中出現(xiàn)的問題,為什么會出現(xiàn)這樣的問題以及自己如何去解決等,大部分學(xué)生的實驗?zāi)康闹皇菫榱说玫秸_的產(chǎn)物或者更高的產(chǎn)率。因此,學(xué)生的思維沒有很好地開發(fā),不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,難以激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性。
1.2實驗教學(xué)方法不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[5]
傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式的主要目的是鍛煉學(xué)生的基本實驗技能操作,如加熱、回流、蒸餾、萃取操作等等,疏忽了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的開發(fā)與培養(yǎng)。近年來有機(jī)化學(xué)實驗課程的學(xué)習(xí)模式是:學(xué)生自己自主課前預(yù)習(xí)并撰寫預(yù)習(xí)報告,課堂中教師先詳細(xì)講解實驗項目的幾個主要內(nèi)容如實驗?zāi)康?、原理及?nèi)容,實驗步驟及注意事項等,并給學(xué)生示范如何搭建反應(yīng)裝置,學(xué)生再按照實驗書上的實驗內(nèi)容、步驟進(jìn)行操作。這種實驗教學(xué)方法會導(dǎo)致學(xué)生墨守成規(guī),不會針對不同有機(jī)化學(xué)反應(yīng)設(shè)計正確的合成路線以及選擇正確的反應(yīng)裝置等,例如乙酸乙酯的合成和乙酸正丁酯的合成都是酯化反應(yīng),而且反應(yīng)機(jī)理都是一樣,但是這兩個實驗的反應(yīng)裝置缺不一樣,大部分學(xué)生都沒有去思考為什么。另一方面,這種實驗?zāi)J綄?dǎo)致學(xué)生不去獨(dú)立解決問題,學(xué)生的創(chuàng)新思維能力沒有得到培養(yǎng),以致學(xué)生對實驗課程的學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng)。
1.3學(xué)生創(chuàng)新思維能力發(fā)展受限[6]
有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)均是以班級為單位開課,一般一個班級平均有三十多位學(xué)生,因而教師工作量比較大,雖然每個班級有一位研究生助教,但也不可能觀察到每個學(xué)生的全部操作過程,因而有時不能及時地發(fā)現(xiàn)問題,而大多數(shù)學(xué)生也不會主動去發(fā)現(xiàn)問題。這也導(dǎo)致教師不能有效的引導(dǎo)學(xué)生去思考問題,指導(dǎo)學(xué)生如何解決問題。因此,不能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力和創(chuàng)新思維能力,沒有達(dá)到實驗教學(xué)的最終目的。
1.4實驗課程成績的評分方案不合理[7]
近些年來有機(jī)化學(xué)實驗課程的成績評分標(biāo)準(zhǔn)主要是看各個實驗項目的結(jié)果正確與否或產(chǎn)率的高低,以及學(xué)生掌握基本操作技能的熟練程度,這使得有些學(xué)生為了獲得優(yōu)秀的成績只一心追求良好的實驗結(jié)果和更加熟練地掌握實驗基本技能,有些學(xué)生甚至因?qū)嶒灈]做好,弄虛作假編造實驗數(shù)據(jù)糊弄任課教師和助教,從而忽視了發(fā)現(xiàn)、分析及獨(dú)立解決問題能力的培養(yǎng),學(xué)生的創(chuàng)新思維能力沒有得到很好的鍛煉與培養(yǎng)。
2改革傳統(tǒng)實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維
2.1開設(shè)綜合實驗選修課程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力
增設(shè)綜合實驗選修課程,供化學(xué)學(xué)院學(xué)生自主選擇,學(xué)生3~5人自由組隊。為促使學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程以培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力,可以將這門課程作為評獎的加分項目[8],例如國家獎、助學(xué)金等。課程內(nèi)容的選擇從客觀現(xiàn)實出發(fā),以社會的需求為依據(jù),也可以與相關(guān)公司合作,實驗內(nèi)容隨著科技的發(fā)展、社會需求不斷發(fā)展而更新,教師引導(dǎo)學(xué)生觀察思考客觀存在的問題并在此基礎(chǔ)上提出自己的觀點(diǎn)或想法,再通過做實驗來得出結(jié)論。每年5月至6月共2個月時間開設(shè)綜合實驗課程,由有機(jī)教研室所有教師共同策劃、組織。這2個月是學(xué)生思維最自由、最不受拘束的時間,不再是為了驗證理論知識,學(xué)生完全獨(dú)立思考問題,可以提出許多具有創(chuàng)新性的方案,這樣能夠有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情和研究興趣,提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力[9]。與此同時,并成立一個線上或線下的創(chuàng)新實驗交流組織,可以聚集實驗課程的所有人在一起交流成果,吸取經(jīng)驗。
2.2增設(shè)有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新實驗課程,培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新精神[10]
近些年開設(shè)的實驗項目主要是培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗技術(shù),幫助學(xué)生理解抽象的課堂理論知識,然而這對化學(xué)專業(yè)的學(xué)生是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,學(xué)生的自主實驗?zāi)芰涂蒲刑剿骶駴]有得到重點(diǎn)培養(yǎng),因此化學(xué)專業(yè)學(xué)生有必要增加一門有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新實驗必修課程,例如開設(shè)與綠色化學(xué)相關(guān)的光催化或電催化有機(jī)合成等這樣類似的綠色有機(jī)化學(xué)實驗。有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新實驗是有機(jī)化學(xué)學(xué)科和其它學(xué)科如物理化學(xué)、分析化學(xué)或生物化學(xué)等知識相交叉的實驗課程,涉及到多門學(xué)科的知識點(diǎn),具有很強(qiáng)的綜合性和應(yīng)用型,可以培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科知識的應(yīng)用能力;有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新實驗項目不需任課老師講解基本實驗操作,而要求學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)和設(shè)計方案,這促使學(xué)生多次綜合運(yùn)用多學(xué)科知識,主動發(fā)現(xiàn)實驗過程中出現(xiàn)的問題,教師通過引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考并解決問題,可以很大程度地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和科研探索精神[11]。
2.3建立合理的實驗成績評價標(biāo)準(zhǔn),提高實驗教學(xué)質(zhì)量[12-13]
傳統(tǒng)實驗課程成績的評價標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)實驗結(jié)果的正確性或者產(chǎn)率的高低以及對基本實驗操作技能的掌握程度,這種評價方式的優(yōu)點(diǎn)在于準(zhǔn)確、高效、適應(yīng)性強(qiáng)、說服力強(qiáng)。但是這樣只會讓學(xué)生一味的追求實驗結(jié)果,造成了實驗教學(xué)課堂教學(xué)中學(xué)生實驗過程操作不認(rèn)真,不注重基本操作能力的掌握。從而導(dǎo)致重結(jié)果、輕過程,重理論、輕操作,忽視了改進(jìn)和激勵,忽視了老師與學(xué)生之間的交流,且容易造成學(xué)生互相抄襲、敷衍了事的情況。因而我們建立合適的成績評價標(biāo)準(zhǔn)要適當(dāng)加重實驗過程考核的比例,根據(jù)我院實際情況,對有機(jī)化學(xué)實驗考核方式進(jìn)行了探討,將實驗教學(xué)考核成績分成平時成績、階段成績和結(jié)課成績?nèi)齻€部分。平時成績主要包括學(xué)生考勤、預(yù)習(xí)報告以及實驗過程,占總成績45%。階段成績主要是針對實驗報告的完整性、規(guī)范性考核學(xué)生對知識的掌握情況和對內(nèi)容的歸納整理能力,占總成績25%。結(jié)課考核成績主要是突出技能考核。主要由筆試(占15%)和操作(占15%)考核兩種形式構(gòu)成。筆試以理論卷的形式考核,考查學(xué)生對化學(xué)理論的掌握情況。操作以設(shè)計性實驗報告或一對一現(xiàn)場操作形式考核。
2.4增加教師與學(xué)生之間的互動,激發(fā)學(xué)生的實驗興趣[14]
實踐教學(xué)中增加與學(xué)生之間的互動聯(lián)系,實驗室增加多媒體教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生實驗興趣,提高學(xué)生分析解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在預(yù)習(xí)實驗過程中,可以通過微信或QQ等社交軟件建立互動平臺,學(xué)生可以自由提出在預(yù)習(xí)實驗時出現(xiàn)的問題,教師對其進(jìn)行積極引導(dǎo),其他學(xué)生也可以學(xué)習(xí),從而提高學(xué)生分析解決問題的能力,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性;此外,我院的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)一般是任課老師在講臺邊授課,學(xué)生站在其周圍聽課。但是由于學(xué)生人數(shù)較多,有的學(xué)生未必能清楚觀察到教師的示范操作,因此實驗室有必要增加多媒體教學(xué)設(shè)備,尤其對于危險性高或者較難的實驗操作,可以用多媒體教學(xué)同時引入操作視頻,更直觀、形象的向?qū)W生展示,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)及實驗的興趣[15]。
3結(jié)語
為培養(yǎng)社會發(fā)展需要的創(chuàng)新科技人才,通過增設(shè)創(chuàng)新實驗選修課程和綜合有機(jī)化學(xué)實驗課程、將科研融教學(xué)和構(gòu)建新的實驗成績評價標(biāo)準(zhǔn)以及重視學(xué)生的實驗過程等,積極探索有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革,激發(fā)學(xué)生實驗的興趣和積極主動性,提高學(xué)生分析解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
作者:鄧國軍 徐芬 肖福紅 單位:湘潭大學(xué)化學(xué)學(xué)院
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