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[關(guān)鍵詞]有機化學(xué)實驗 教學(xué)方法 基本技能 科研素質(zhì)
[中圖分類號]G718.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(2013)08-0249-02
有機化學(xué)是農(nóng)業(yè)院校許多專業(yè)十分重要的必修基礎(chǔ)課,有機化學(xué)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生接受和消化科學(xué)知識的重要途徑,是培養(yǎng)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的重要載體,其教學(xué)效果及學(xué)生所達到的水平都直接影響到多門后繼課程的學(xué)習(xí)乃至畢業(yè)后從事相關(guān)工作的能力。[1]本科有機化學(xué)實驗不只限于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能,也不只限于培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決有機化學(xué)問題的能力,更重要的是在鍛煉學(xué)生動手能力的同時培養(yǎng)學(xué)生嚴謹、認真和實事求是的科學(xué)態(tài)度,觀察、分析和判斷問題的能力,精湛、細致地進行科學(xué)研究的技能,使學(xué)生具有科學(xué)技術(shù)工作者應(yīng)具備的科研素質(zhì)和創(chuàng)新意識。[2]本研究通過改革與實踐有機化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核手段,進而全面提升學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和科研能力。
一、合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容
調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容,在注重強化基礎(chǔ)的同時,向綜合型、設(shè)計型和創(chuàng)新型實驗方向發(fā)展,使實驗內(nèi)容有利于對學(xué)生進行科研素質(zhì)的培養(yǎng)。將有機化學(xué)實驗過程分成三個階段,對應(yīng)的將實驗內(nèi)容由簡到繁、由易到難地設(shè)計成三個層次,即基本技能訓(xùn)練、綜合技能訓(xùn)練和設(shè)計技能訓(xùn)練,符合學(xué)生接受知識技能的規(guī)律,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)探索,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和科研能力,發(fā)展綜合素質(zhì)。[3]
在前期,重點培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識和基本操作技能,提高學(xué)生實驗動手能力。通過4次實驗:重結(jié)晶、蒸餾和分餾、薄層色譜分離色素、測定熔點,將有機化學(xué)最基本的實驗操作內(nèi)容融入其中,在實驗中使學(xué)生掌握扎實的基本知識和基本操作技能。
在中期,重點訓(xùn)練學(xué)生綜合實驗技能,提高學(xué)生綜合能力,為素質(zhì)教育打下基礎(chǔ)。這一時期選擇包含較多知識點的實驗內(nèi)容,以合成和提取實驗為主,如茶葉中咖啡因的提取和乙酸乙酯的制備。實驗過程涉及了物質(zhì)的制備、提取、分離純化、性質(zhì)檢驗,對物質(zhì)的研究較系統(tǒng)完整,這將更直接地使學(xué)生體會到所學(xué)的基本操作的用途和意義,進一步鞏固了基本能力,也鍛煉了綜合思維及運用能力。
在后期,重點培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力,使學(xué)生具有涉足科學(xué)研究的能力。在課程的后期設(shè)置兩次設(shè)計性實驗課,以合成和天然產(chǎn)物提取實驗為主,合成、提取實驗影響結(jié)果的因素較多,為得到好的結(jié)果,必須優(yōu)化實驗的每個細節(jié)。教師提前一周擬定設(shè)計性實驗題目,告知學(xué)生實驗題目與要求,讓學(xué)生認真查閱資料,自行設(shè)計實驗方案,學(xué)生設(shè)計出的方案經(jīng)教師批改,根據(jù)設(shè)計情況分配好組數(shù)后實施,實驗結(jié)束后,全班可共享實驗結(jié)果,進行比較分析,實驗報告要求寫成科研論文的形式。在整個過程中,充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性,全面鍛煉學(xué)生的查閱文獻、歸納總結(jié)、創(chuàng)新等綜合能力,也培養(yǎng)了學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。
二、革新教學(xué)方法與手段
在第一層次,重點培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識和基本操作技能階段,以提高學(xué)生實驗動手能力為主,因此,教師認真細致地講解和現(xiàn)場指導(dǎo)是非常重要的,這一階段教學(xué)以教師講解示范為主。首先,教師要使學(xué)生有明確的學(xué)習(xí)目標,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,講解時可采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,以實物、圖片、影像等形式將標準的操作技術(shù)直觀、形象、生動地展示給學(xué)生,使其留下深刻記憶;其次,實驗過程中,教師要流動到每個學(xué)生周圍及時發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生的操作問題;最后,實驗結(jié)束時要進行總結(jié)并引導(dǎo)學(xué)生思考實驗的關(guān)鍵點。
在第二層次,重點訓(xùn)練學(xué)生綜合實驗技能,這一階段的教學(xué)采用啟發(fā)式和師生互動式。課前教師要求學(xué)生做好預(yù)習(xí),上課時,教師把實驗?zāi)康摹⒃?、步驟、注意事項等內(nèi)容設(shè)計好問題,以提問的形式,隨機叫起某幾位學(xué)生進行回答,其他學(xué)生進行補充,教師再點評,這種方法在師生討論中講解了整個實驗內(nèi)容,充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動作用,也鍛煉了學(xué)生的表達能力和歸納總結(jié)能力,從而提高教學(xué)的效果和質(zhì)量。
在第三層次,重點培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力,使學(xué)生具有涉足科學(xué)研究的能力。此階段一項重要內(nèi)容是教師指導(dǎo)學(xué)生查閱科技文獻,引導(dǎo)學(xué)生思考設(shè)計實驗,培養(yǎng)了學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。
同時,教師還積極開發(fā)制作了有機化學(xué)實驗課件放在有機化學(xué)課程網(wǎng)站上,拓寬了教學(xué)資源,不僅可以在課堂上使用,學(xué)生也可以在課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)鞏固中使用,使學(xué)習(xí)更便利。
三、多元化成績考核方式調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
考核是評價學(xué)生掌握知識和能力的一種手段,也是檢查教師教學(xué)效果的一種方式,通過考核也可以為學(xué)生和教師提供調(diào)整改進學(xué)習(xí)和教學(xué)的信息。[4]以往有機化學(xué)實驗成績包括平時實驗課成績、期末操作和口答成績,由于操作考試和口答所抽取的題目少,學(xué)生通常存在僥幸心理,不太重視考試,對于實驗課訓(xùn)練的技能沒能達到很好的掌握。因此,本課題研究過程中改革了實驗考核方式,通過多元化的實驗考核方式,充分鍛煉和強化學(xué)生對有機化學(xué)實驗基本知識及基本技能的掌握和科學(xué)研究能力的培養(yǎng)。為此,實驗課成績?yōu)?00分制,平時成績占60分,操作考試20分,筆試20分。平時成績包括出勤、預(yù)習(xí)、課堂提問、實驗操作、記錄、總結(jié)報告、實驗衛(wèi)生等內(nèi)容。操作考試要求學(xué)生隨機抽取教師設(shè)計的實驗題目,根據(jù)相關(guān)信息自己確定實驗方案,口答式講解實驗原理,安裝所需儀器裝置。筆試內(nèi)容為所學(xué)相關(guān)基本操作和基本知識,建立試題庫,隨機組合成試卷,考察的內(nèi)容更多、更全面,能充分檢驗和督促學(xué)生認真做好每一個實驗并認真復(fù)習(xí)掌握。
通過多年的教學(xué)實踐,在基本技能訓(xùn)練階段教師對學(xué)生的要求非常嚴格,使學(xué)生既掌握了扎實的基本技能,也培養(yǎng)了學(xué)生嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度;在綜合性和設(shè)計性實驗中,針對不同實驗與學(xué)生共同討論后將實驗設(shè)計成多因素多水平實驗,最后分享數(shù)據(jù),寫科技論文,使學(xué)生理解和掌握科學(xué)研究如何設(shè)計、如何實施、如何分析、如何得出結(jié)論,從而在實驗教學(xué)中滲透科學(xué)研究的基本思路和方法,進而培養(yǎng)了學(xué)生的科研素質(zhì);改革考核方式,使學(xué)生逐漸由被動學(xué)習(xí)型向自主學(xué)習(xí)及學(xué)以致用方向發(fā)展,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)及畢業(yè)后順利從事工作打下良好的基礎(chǔ)。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗課;綜合能力;教學(xué)
中圖分類號:G642.1 文獻標識碼:B 文章編號:1674-9324(2012)08-0209-02
有機化學(xué)實驗課是一門理論和實踐緊密結(jié)合的基礎(chǔ)課,是有機化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。是一門將基本操作與物質(zhì)的性質(zhì)﹑實驗技術(shù)融為一體的理論聯(lián)系實際的綜合性課程。有機化學(xué)實驗課對鞏固學(xué)生的理論知識、練習(xí)學(xué)生的動手能力、提高學(xué)生的操作技能、增強學(xué)生的科技創(chuàng)新能力以及運用理論知識解決新的實際問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度等方面都起著舉足輕重的作用[1,2]。成功的有機化學(xué)實驗課會使學(xué)生受益匪淺,不僅讓學(xué)生對有機化學(xué)的基本概念、基本理論和基本知識有全面的感性認識和理解,更重要的是在培養(yǎng)學(xué)生動手能力的同時,提高學(xué)生在專業(yè)方面對遇到的問題有提出﹑分析﹑解決的綜合能力。
一、師生在思想上共同重視有機化學(xué)實驗課程
有機化學(xué)本身是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,許多的理論和規(guī)律都是從實驗中總結(jié)出來的。所以有機化學(xué)實驗課作為一門獨立的課程,它不但與理論課的地位同等重要,而且與理論課相輔相成,缺一不可。但現(xiàn)實中在很多高校有機化學(xué)實驗課并未受到重視,經(jīng)常被視為有機化學(xué)理論課的附屬課程[3]。通常表現(xiàn)為讓一些剛畢業(yè)的﹑沒有經(jīng)驗的﹑不能獨立勝任教學(xué)崗位的教師擔任此課程,擔任實驗室課的教師業(yè)務(wù)水平低,導(dǎo)致部分教師不愿意擔任實驗課程,或者即使擔任也是對學(xué)生放松要求,力求簡化﹑敷衍了事。我們的教師自身存在“重理論輕實踐”’的思想,在教學(xué)中無意識地把這種思想傳遞給同學(xué),使同學(xué)仍然迷信應(yīng)試教育,保留高中階段應(yīng)試教育形式的重理論、輕實踐的慣性,導(dǎo)致學(xué)生對實驗課程缺乏足夠的重視,認為一切學(xué)習(xí)都只是為理論考試做“嫁衣裳”,不能很好地理解實驗課對于個人綜合素質(zhì)的提高所具有的重要意義[4]。其實有機化學(xué)實驗課是一門獨立于專業(yè)課卻又與專業(yè)課有千絲萬縷聯(lián)系的一門專業(yè)課程[3],而只有師生一致從思想上認可它,理解它的重要性,教師本著對有機化學(xué)實驗課肯定、負責的態(tài)度對待這門課程;讓學(xué)生認識到實驗課上所表現(xiàn)出來的能力才是我們所說的個人綜合能力的體現(xiàn),是素質(zhì)教育的體現(xiàn);認識到大家今后的實際工作環(huán)境往往與實驗更為接近,認識到實驗是對今后工作的一個非常好的前期鍛煉,我們才能共同上好這門課。
二、師生共同做好課前準備
傳統(tǒng)上讓一些技術(shù)力量薄弱、經(jīng)驗少的教師擔任實驗課是錯誤的做法。若想上好一門實驗課,教師光靠一顆責任心是遠遠不夠的,重點是教師的知識體系,由于有機化學(xué)實驗的特殊性,沒有相對完整知識體系的教師很難搞好實驗教學(xué)。因為不但要求任課教師要有較寬的知識面,還要有扎實的基本功和豐富的理論知識。教師在授課前,要針對實驗中涉及的內(nèi)容,自覺查閱相關(guān)專業(yè)資料和書籍,認真學(xué)習(xí);吃透教材內(nèi)容,把握實驗的來龍去脈,找出教學(xué)的重點、難點、疑點[5]。做到要給學(xué)生一碗水,自己先有一桶水。預(yù)習(xí)是實驗成功的基礎(chǔ)。許多同學(xué)在進入實驗室前,迫于老師檢查預(yù)習(xí)報告的要求,只是比葫蘆畫瓢地抄寫教材上的實驗?zāi)康暮蛯嶒灢襟E,導(dǎo)致在做實驗時問題多、秩序亂、拖堂、誤差大等,原因就是同學(xué)們對實驗內(nèi)容不熟悉,知其然而不知其所以然。學(xué)生一定要做好課前預(yù)習(xí),書寫預(yù)習(xí)報告。當然預(yù)習(xí)報告不是簡單的抄寫,是在對實驗涉及的化學(xué)原理、裝置、步驟、常用儀器的用途和使用方法、注意事項、數(shù)據(jù)處理等實驗流程理解的基礎(chǔ)上,做到熟悉實驗內(nèi)容、搞懂實驗原理、明確實驗?zāi)康?、記清實驗程序、掌握要領(lǐng)以及注意事項,做到胸有成竹。通過預(yù)習(xí)了解實驗中的重難點,帶著問題上課,對不理解的問題或疑惑及時向老師求助,這樣不但對老師講解的內(nèi)容能很好地消化吸收,還能充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,提高教學(xué)效果[6-8]。
三、師生實驗課中要認真細心
教師首先要講清楚實驗?zāi)康摹⒃硪约懊恳徊降淖饔煤妥⒁馐马?。讓學(xué)生真正理解這個實驗的目的何在,理論依據(jù)是什么,此實驗又驗證了哪個理論知識,每一步操作的關(guān)鍵和需要注意的地方是什么。有機化學(xué)實驗中常用到一些易揮發(fā)、易燃、易爆甚至有毒的試劑和藥品,所以在教學(xué)過程中要強調(diào)注意事項,操作規(guī)范,加強學(xué)生的安全防范意識。但是老師也不能過分強調(diào)藥品的毒害作用,夸大實驗的危險性,不能人為增添實驗的“緊張”氣氛。應(yīng)在講解過后,放手讓學(xué)生去做,加強巡視指導(dǎo),及時發(fā)現(xiàn)實驗中的不規(guī)范操作,給予幫助、指導(dǎo)和糾正。學(xué)生在實驗過程中要在理解的基礎(chǔ)上認真操作,仔細觀察實驗現(xiàn)象及變化細節(jié),并如實做好實驗記錄。有些實驗現(xiàn)象稍縱即逝,只有認真仔細觀察才能隨時捕捉,還有些實驗現(xiàn)象,只有深入細致地觀察才能發(fā)現(xiàn)細微變化。
四、師生做好課后總結(jié)
實驗課程結(jié)束以后,教師既要及時總結(jié)一堂課的成功之處,把授課過程中偶然出現(xiàn)的靈感或解決問題的方法記下來;也要把處理不當?shù)慕虒W(xué)重點、難點以及安排不妥的教學(xué)內(nèi)容記錄下來,仔細查找根源,尋求對策,以免重犯。并且要把由于操作錯誤而導(dǎo)致的各種異常作為培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析問題能力的切入點,積極引導(dǎo)他們通過對理論知識的理解、實驗步驟的分析、課外資料的查詢,來提高獨立思考和分析問題能力。學(xué)生課后一定要認真仔細地寫好實驗報告,做實驗的過程固然重要,但是實驗的總結(jié)過程是一個升華的過程。實驗報告要求全面、具體、有新意。實驗報告內(nèi)容一般包括:實驗?zāi)康?、原理和?nèi)容;實驗記錄,實驗現(xiàn)象,原始數(shù)據(jù);實驗結(jié)果,要有現(xiàn)象分析和解釋,性質(zhì)變化規(guī)律的歸納總結(jié),原始數(shù)據(jù)的處理,實驗結(jié)果討論,對實驗內(nèi)容和方法改進意見。實驗報告的書寫過程可以加深學(xué)生對實驗過程的思考,提高歸納總結(jié)的能力[5]。
有機化學(xué)實驗是有機化學(xué)的重要組成部分,是學(xué)生鞏固理論知識,掌握操作技能,提高動手能力和綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié),既培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),又鍛煉了實驗工作能力。教師要懷著強烈的責任感不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì),改進教學(xué)方式,注意探索實驗教學(xué)的規(guī)律,啟迪學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在實驗教學(xué)中有重點地進行訓(xùn)練,既重視操作技能,又注意科學(xué)思維方法的養(yǎng)成,還要鍛煉其從事實驗的能力。教師和學(xué)生要攜起手來,從思想上、行動上保持一致,努力提高有機化學(xué)實驗課的教學(xué)質(zhì)量。
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選擇具有代表性的實驗項目,在實驗項目的學(xué)習(xí)過程中,能更多的鍛煉學(xué)生的動手操作能力,能更好的與理論教學(xué)結(jié)合起來,加深鞏固學(xué)生在課堂中所學(xué)到的理論知識.實驗項目的類型可以從演示性、驗證性、綜合性、設(shè)計研究及其它幾個方面著手設(shè)計,由淺入深,由基本操作的學(xué)習(xí)到合成再到研究性學(xué)習(xí),讓學(xué)生能夠循序漸進的掌握有機化學(xué)實驗的操作及其科學(xué)研究的基本素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力.有機化學(xué)實驗常用教材有吳江主編的《大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實驗》、蘭州大學(xué)版的《有機化學(xué)實驗》、黃濤主編的《有機化學(xué)實驗》.以蘭州大學(xué)版的《有機化學(xué)實驗》為例,常見的演示性實驗為有機化學(xué)實驗的一般知識,包括實驗室的安全,事故的預(yù)防、處理與急救;實驗預(yù)習(xí)、記錄和實驗報告;常用裝置圖;儀器的清洗、干燥和塞子的配置;化學(xué)試劑的取用和轉(zhuǎn)移;手冊的查閱和有機化學(xué)文獻簡介.對于這一部分知識可以借助于多媒體教學(xué),圖文并茂地闡述,并配以操作演示,讓學(xué)生在愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境中潛移默化的接受實驗室的一般知識及其安全注意事項.常見的驗證性實驗為有機化合物物理常數(shù)的測定;固體有機化合物的分離與提純;液體有機化合物的分離與提純;萃取;色譜分離技術(shù);鑒別結(jié)構(gòu)的波譜方法.這一部分實驗鍛煉了學(xué)生的基本操作能力,為以后的合成研究性實驗打下夯實的基礎(chǔ).綜合性和設(shè)計研究性實驗為有機化學(xué)實驗中的重點教學(xué)內(nèi)容,主要指有機化合物的合成實驗及其天然物的提取實驗,這一部分實驗綜合了課堂上學(xué)到的理論知識以及前面所掌握的基本操作,在一定的自我創(chuàng)新基礎(chǔ)上合成出產(chǎn)品化合物.在這一部分的教學(xué)實驗過程中,應(yīng)注意充分調(diào)動學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力,注意培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和科研能力.教師可以提前2-3周把實驗題目及要求下發(fā)給學(xué)生,學(xué)生可以自行查閱資料,寫出詳細的實驗預(yù)習(xí)報告,然后交予老師檢查、修改,再在老師的指導(dǎo)下獨立完成實驗內(nèi)容.但是實驗結(jié)束后應(yīng)讓學(xué)生自我反思評價,最后教師應(yīng)做總結(jié),將常見的問題講解分析.
2培養(yǎng)學(xué)生對有機化學(xué)實驗的興趣
努力激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生享受學(xué)習(xí)的樂趣,是化學(xué)教學(xué)的任務(wù)之一,也是減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負擔和提高課堂教學(xué)質(zhì)量的有效途徑.要想提高學(xué)生的興趣,除了以自己的興趣去感染學(xué)生以為,還應(yīng)該闡述“有機化學(xué)”在學(xué)科專業(yè)中的重要地位.“有機化學(xué)”與“無機化學(xué)”、“分析化學(xué)”、“物理化學(xué)”并稱為“四大基礎(chǔ)化學(xué)”,它對后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用.化學(xué)專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)或者升學(xué),動手操作能力是必備的一個基礎(chǔ)條件,是學(xué)生想要有所發(fā)展的基石,使學(xué)生重視有機化學(xué)實驗,進而激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.另外,在每堂課的實驗講解應(yīng)多穿插一些化學(xué)史和前沿動態(tài),并且引導(dǎo)學(xué)生多多查閱相關(guān)資料,這樣不但可以拓展學(xué)生的科學(xué)知識,提高學(xué)習(xí)興趣,增強求知欲,更有利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力.
3注重實驗教學(xué)中的安全教育
有機化學(xué)實驗相對于其它實驗危險性比較大,教學(xué)中會常使用到低沸點、易燃易爆、有腐蝕性、有毒、致癌的藥品,會用到一些密閉性的裝置和儀器,這些都是教學(xué)中的安全隱患.學(xué)生是未來的希望,國家的棟梁,但他們經(jīng)驗匱乏,知識系統(tǒng)性不強.所以教師在每個實驗開始之前應(yīng)該強調(diào)這個實驗的安全注意事項,并將這些實驗的安全注意事項成文成稿的印發(fā)給學(xué)生.教師可以介紹引起這些危險的原因和機理,讓學(xué)生做實驗時能夠心中有數(shù),明白究竟,最后能夠舉一反三.教師應(yīng)該將教學(xué)中使用到的低沸點、易燃易爆、有腐蝕性、有毒、致癌的藥品羅列總結(jié)并粘貼在實驗室的墻上,要求學(xué)生在預(yù)習(xí)實驗時查閱實驗所需藥品的物理參數(shù),讓學(xué)生自己通過資料的查閱了解藥品中存在的危害.對于儀器的使用,應(yīng)將儀器使用的注意事項及其安全注意事項成文成稿粘貼在儀器旁邊,以備學(xué)生查閱.
4貫徹低碳環(huán)保、綠色和節(jié)約理念
有機化學(xué)實驗是學(xué)生認識低碳環(huán)保綠色化學(xué)的基本途徑,所以在有機化學(xué)實驗的教學(xué)過程中應(yīng)充分貫徹低碳環(huán)保和節(jié)約理念,教學(xué)中滲透低碳綠色化學(xué)內(nèi)容,加強學(xué)生的環(huán)保綠色意識,具有極其深刻的意義.在實驗教學(xué)中,教師應(yīng)注意補充和介紹一些具有時代性并與低碳環(huán)保理念有關(guān)的內(nèi)容,如綠色化學(xué)的定義和內(nèi)涵;低碳生活與地球溫室效應(yīng)的關(guān)系.教師可以改進某些實驗內(nèi)容,以期達到節(jié)約和環(huán)保的目的.比如說在做某些合成實驗時,若藥品的危害性比較大,可以按比例減少藥品的用量;在做熔沸點的測定時,可以選擇低熔點的物質(zhì)萘,這樣就可以將加熱介質(zhì)濃硫酸換成水,減少了濃硫酸的危險和污染;在做萃取實驗的時候可以將課本中的萃取劑乙醚換成乙酸乙酯,因為乙醚沸點低、用量大、滲透性很強、有毒而且危險,而乙酸乙酯毒性低、污染小、萃取能力強、分層速度快、現(xiàn)象明顯、操作簡單.在實驗過程中應(yīng)注意資源循環(huán)使用,比如說讓低年級的學(xué)生用上一年級制備的乙酰苯胺做重結(jié)晶及過濾實驗;學(xué)生自己做的乙酸乙酯進而可以做萃取實驗;實驗中產(chǎn)生的三廢,不允許直接排入外界,應(yīng)分門別類地做好廢物回收再利用,盡量做到除產(chǎn)品外的零排放.在實驗教學(xué)中,注重學(xué)生節(jié)約用水和節(jié)約用電的教育,因為水和電是每個實驗的必需品,節(jié)約了水電,也就間接的體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想,也就減少了水電生產(chǎn)過程中的污染,而水電也是生活的必需品,學(xué)生也能將這一思想用到生活中,更能體現(xiàn)綠色思想的應(yīng)用.在實驗過程中,應(yīng)該減少學(xué)生重取藥品、重做實驗的情況.雖然有機化學(xué)實驗中學(xué)生所用的藥品、用量和反應(yīng)條件完全一樣,但是出來的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果可能會完全不一樣,所以有的學(xué)生覺得自己做的不正確,擔心不能合成出產(chǎn)品,所以重做.但是這完全是沒有必要的,教師應(yīng)該耐心地向?qū)W生解釋,出現(xiàn)差異性是必然的結(jié)果,開始現(xiàn)象不對,不一定結(jié)果比其他同學(xué)差.教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考實驗現(xiàn)象出現(xiàn)差異性的原因,培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力.
5盡量多的介紹專業(yè)詞匯
目前,隨著全球一體化步伐的加快,以專業(yè)英語作為工具獲取知識的能力必將成為擇業(yè)和就業(yè)的強有力武器.在實驗教學(xué)過程中常涉及到具體的操作演示以及儀器的實物介紹等,所以較多地介紹專業(yè)詞匯是比較容易讓學(xué)生接受的.教師可以通過中英文穿插的方式講解實驗,對于實驗中經(jīng)常出現(xiàn)的玻璃儀器,如錐形瓶(beakerflask)、蒸餾頭(distillationhead)、三頸瓶(three-neckflask)、冷凝管(condenser)、球形回流管(Ballreturnpipe)等,要求學(xué)生盡快記住它們的中英文名稱,但需注意循序漸進,由中文名稱到英文名稱,由簡單到復(fù)雜的學(xué)習(xí).在學(xué)期結(jié)束時,可以安排開放實驗的討論,讓學(xué)生用英文交流討論實驗方法及改進、討論實驗現(xiàn)象及原因、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論、討論實驗成功或者失敗的原因.將這一部分討論也列入期末考試的一部分,這樣將更有效的提高學(xué)生的英文口語及寫作能力,而且積累了很多專業(yè)詞匯,為進一步的學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ).
6對學(xué)生提出嚴格的要求
學(xué)生的自控能力有限,自我的學(xué)習(xí)方法還未形成,避免學(xué)生人浮于事,為了實驗而進行實驗,在實驗教學(xué)中應(yīng)對學(xué)生提出嚴格的要求.首先課前讓學(xué)生寫實驗預(yù)習(xí)報告,把它作為評價實驗平時成績的一個重要指標.預(yù)習(xí)報告需要寫出實驗原理及其可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象、查閱相關(guān)物質(zhì)的物理參數(shù)、提出問題,讓學(xué)生帶著問題做實驗,這樣不僅可以使學(xué)生知道怎么做,還可讓學(xué)生懂得為什么要這么做.其次,教師在實驗過程中應(yīng)認真負責,及時發(fā)現(xiàn)并糾正不正確的操作,講解錯誤操作可能帶來的危害,反復(fù)強調(diào)常見錯誤,如若屢次不改應(yīng)給予懲罰.再次,要求學(xué)生獨立完成實驗報告,以鞏固理論知識并培養(yǎng)學(xué)生的分析總結(jié)能力,但應(yīng)嚴防抄襲.最后,若學(xué)生實驗失敗,應(yīng)詳細寫出失敗原因,并給出合理的解釋.
7建立有效的評價、考核方法
大多數(shù)的實驗考核主要是由平時成績和期末指定實驗操作考核兩部分構(gòu)成,這些考核的實驗項目是完全相同的,操作也是可以互相模仿的,所以這種考核方法是體現(xiàn)不出學(xué)生的水平,而且很大程度上挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.為了改變這種局面,建立有效的評價、考核方法,對學(xué)生進行較為全面的考核是非常重要的.可以對學(xué)生進行分組,每組人數(shù)不必太多,十個學(xué)生左右即可,實行教考分離原則,注重實驗內(nèi)容和基本技能操作兩個方面的考核,考試采用口試和基本操作技能考試相結(jié)合的方式.基本操作技能和口試成績的比例可以視具體情況而定,他們相輔相成,基本操作技能主要是指學(xué)生對指導(dǎo)教師所指定實驗項目的操作規(guī)范、熟練程度等;口試考試在操作過程中進行,即教師隨機提問,包括有機實驗安全知識、實驗原理、實驗儀器設(shè)備、基本操作和實驗裝置方面的理論性和技術(shù)性問題、以及實驗安全注意事項等.這樣不僅全面考核了學(xué)生的實驗操作技能及其基本知識,而且還可以檢查教學(xué)目的的實施情況,反饋教學(xué)成果.
8實驗教師要不斷自我提升
作為教書育人的教師,在育人的過程中要思考,通過自己的教授能夠給學(xué)生留下哪些終身受益的東西,而現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)發(fā)達,信息的傳播速度快,所以教師在教學(xué)過程中要不斷充實自己,應(yīng)將每個實驗的基本教學(xué)知識把握清楚,應(yīng)將實驗中可預(yù)見的一切問題未雨綢繆,還應(yīng)拓展知識將最新的科研成果貫穿到實驗教學(xué)中去,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,保證學(xué)生的實驗安全.實驗教師應(yīng)該參與科研工作,這不僅能更新自己原有的知識,而且能夠了解化學(xué)的發(fā)展以及相關(guān)領(lǐng)域的最新進展,并把這些信息融入到實驗教學(xué)中,以彌補在教材中缺乏對實驗背景知識及相關(guān)領(lǐng)域進展介紹的不足.蘭州大學(xué)版的有機化學(xué)實驗書對實驗藥品、用量和實驗步驟都敘述相當詳細,學(xué)生常常依葫蘆畫瓢,只能獲得一些表觀印象.但實際上有機化學(xué)實驗?zāi)芊浅S行У腻憻拰W(xué)生的實驗操作能力,而且還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).教師可以在實驗課堂上的前半個小時的講解中穿插科技前沿知識,這樣不僅能夠更新教學(xué)內(nèi)容,使科研與教學(xué)有機的結(jié)合起來;而且還可以拓寬學(xué)生的知識面,增強學(xué)習(xí)興趣.除此之外,教師在實驗過程中應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生獨立思考,讓學(xué)生觀察記錄實驗現(xiàn)象,提出問題,分析原因,得出結(jié)論,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力.如在做乙酰苯胺的制備實驗中,可以介紹其在醫(yī)藥方面的應(yīng)用,稍帶講解最新的退燒藥尼美舒利替代品(呱西替柳干混懸劑);在做乙酰水楊酸的制備實驗中可以講解乙酰水楊酸的發(fā)現(xiàn)史及其應(yīng)用價值,提出開放式問題,為什么解熱鎮(zhèn)痛藥要用乙酰水楊酸代替水楊酸;在做從茶葉中提取咖啡因的實驗時,讓學(xué)生自己查閱資料詳細敘述脂肪提取器的原理及其使用方法,并分析脂肪提取器的優(yōu)點.但所有這些僅僅是為實驗教學(xué)提供服務(wù),不可喧賓奪主大幅度展開討論,否則會影響實驗教學(xué)的進度.
9小結(jié)
關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗;實驗教學(xué);素質(zhì);創(chuàng)新能力
培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才,是21世紀高等教育的首要目標。高等學(xué)校的根本任務(wù)就是根據(jù)我國的教育方針不斷培養(yǎng)出復(fù)合型、高素質(zhì)的人才,實驗教學(xué)是實現(xiàn)這一目標的重要環(huán)節(jié)。有機化學(xué)實驗是有機化學(xué)賴以形成和發(fā)展的基礎(chǔ),是化學(xué)專業(yè)本科生的一門專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程。通過實驗課的教學(xué),不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生熟練的實驗技能,加深他們對有機化學(xué)基本理論和概念的理解,而且還可逐漸培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,使其樹立嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度?;瘜W(xué)類專業(yè)的有機化學(xué)實驗課程通常在大學(xué)二年級開設(shè),這一階段學(xué)生正處于實驗操作技能和獨立實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)提高階段,做好這一階段的教學(xué)工作對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力具有十分重要的意義。
一 科研意識的培養(yǎng)
創(chuàng)新教育的目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,而創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵首先為科研意識的培養(yǎng),即對信息的加工處理能力,讓學(xué)生通過觀察主動地學(xué)會探索、發(fā)現(xiàn)和體驗,學(xué)會對收集到的信息進行分析、判斷和推理。化學(xué)實驗是一種培養(yǎng)學(xué)生科研意識的有效途徑。而在有機化學(xué)實驗前嚴抓學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)報告和預(yù)習(xí)工作,是提高教學(xué)質(zhì)量和對學(xué)生進行科研意識培養(yǎng)的關(guān)鍵。實驗預(yù)習(xí)報告內(nèi)容包括明確的實驗原理、實驗步驟、實驗裝置圖、實驗可能出現(xiàn)的現(xiàn)象和結(jié)果、實驗操作中應(yīng)注意的事項等,教師應(yīng)要求學(xué)生在做實驗前查找一些有關(guān)反應(yīng)物、產(chǎn)物、溶劑等的相關(guān)數(shù)據(jù)和文獻資料,并了解其理化性質(zhì)、毒性及注意事項,使學(xué)生養(yǎng)成主動運用化合物性質(zhì)的習(xí)慣,從而有助于他們增長知識,開闊視野。學(xué)生的預(yù)習(xí)工作還包括讓學(xué)生充分地利用校園網(wǎng)的豐富資源,如中國期刊網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等資源,認真查閱資料,查看該實驗有沒有人研究過,有哪些實驗方法,各有什么優(yōu)缺點,這些實驗各有什么改進,從而促進學(xué)生科研意識培養(yǎng)和思維能力的提高,使他們在今后的學(xué)習(xí)、工作中能發(fā)揮出較好的思維水平。
二 動手能力的培養(yǎng)
有機化學(xué)實驗基本單元操作包括蒸餾、洗滌、干燥、過濾、重結(jié)晶、熔點和折光率的測定等,教師在實驗教學(xué)時,應(yīng)該規(guī)范操作,嚴格要求,從簡單的儀器操作抓起,同時結(jié)合有機化學(xué)的特點,仔細、正確地進行解講,使學(xué)生知道什么樣的動作是規(guī)范的,什么樣的動作是正確的,通過教師周到細致的描述與學(xué)生多次練習(xí)使之變成他們牢固的實驗技能。操作時要求學(xué)生既要大膽動手,又要細心認真,按照由簡到繁,由易到難的順序進行操作,使學(xué)生的實際動手能力逐步得到提高。這部分的訓(xùn)練有助于提高學(xué)生的實驗技能和動手能力,有助于培養(yǎng)他們養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣,這些都能為以后的專業(yè)實驗課程和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)打下堅實的基礎(chǔ)。
三 科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)
科學(xué)研究需要實事求是,這種品質(zhì)在需要講誠信的今天尤為重要?;瘜W(xué)實驗是進行科學(xué)探究的主要手段,是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效方法,也是培養(yǎng)學(xué)生實事求是科學(xué)態(tài)度的重要途徑。有機化學(xué)實驗開設(shè)包括基本單元操作,有機化合物的合成,性質(zhì)驗證和綜合設(shè)計實驗四大部分,在做實驗的過程中,教師不能僅僅是告訴學(xué)生如何操作,要得到什么樣的結(jié)論,更重要的是培養(yǎng)他們實事求是、嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度和方法。這時教師的評價機制尤為重要,如果教師只看實驗數(shù)據(jù)而不看學(xué)生在實驗過程中付出的努力,學(xué)生就會一味地追求完美結(jié)果,弄虛作假,這樣就談不上科研道德素質(zhì)的培養(yǎng)。因此,教師需要正確教導(dǎo)他們,在化學(xué)實驗過程中,若沒有得到理論中預(yù)想的結(jié)果,就要想方設(shè)法找出原因,并作出合理的解釋。要引導(dǎo)學(xué)生從各方面因素進行分析、總結(jié),這樣學(xué)生即使得不到理想的實驗結(jié)果,但是總結(jié)到實驗失敗的原因,也對他們的科研素質(zhì)培養(yǎng)意義遠大。
四 創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新思維是創(chuàng)新能力的核心,思維的靈活性強,才有應(yīng)變能力,才有創(chuàng)造性,化學(xué)實驗是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的重要途徑和手段,從實驗中獲得的感性認識更有利于通過思維加工上升為理性認識,從而有利于邏輯思維和抽象思維的培養(yǎng)。教師在進行演示和指導(dǎo)學(xué)生做實驗的過程中應(yīng)充分利用學(xué)生對實驗現(xiàn)象所產(chǎn)生的好奇感,啟發(fā)學(xué)生尋找疑問,并引導(dǎo)他們找到解決問題的途徑,發(fā)展和提高他們的思維能力。引導(dǎo)學(xué)生做實驗時不能只重視實驗?zāi)康摹嶒炘砗筒僮鞯?,更重要的是要讓學(xué)生學(xué)會主動觀察,捕捉現(xiàn)象,總結(jié)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,利用實驗手段去分析解決問題。例如由乙酸和乙醇制備乙酸乙酯的實驗,通過分析可知其為平衡反應(yīng)過程,根據(jù)平衡反應(yīng)的知識,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮聯(lián)想和想象的作用,學(xué)生容易想到采用過量的酸或醇,或除去反應(yīng)生成酯和水的方法提高產(chǎn)率,在此基礎(chǔ)上,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下會想象出分水裝置的雛形。同時,讓學(xué)生思考能否有更好的裝置完成同樣的操作,鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新精神,這樣學(xué)生在實驗課上由等待老師告訴答案變成主動找出答案,實驗過程不再是簡單重復(fù)課本的要求,而是激活了學(xué)生的創(chuàng)新意識,使學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中保持著主動性,實現(xiàn)由“學(xué)會”到“會學(xué)”的轉(zhuǎn)變。通過實驗,學(xué)生對觀察到的現(xiàn)象有了清晰的概念和深刻的認識,然后在生動、直觀的基礎(chǔ)上通過思考,形成了理論與實驗辨證統(tǒng)一的知識體系,提高了學(xué)生分析問題和解決問題的綜合素養(yǎng),同時也培養(yǎng)了他們善于探索、不怕挫折、銳意進取的精神。
五 團體合作精神和責任感的培養(yǎng)
現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)及工藝開發(fā)設(shè)計涉及到工藝、工程、水電氣、建筑設(shè)備、自動控制等多學(xué)科知識與能力運用,一個人是難以勝任的,即使能夠勝任,也難以在短時間內(nèi)完成,而具有協(xié)作精神的工程人員在人際關(guān)系融洽的環(huán)境中,更能發(fā)揮其聰明才智。因此,要培養(yǎng)學(xué)生有一定的組織和協(xié)調(diào)能力,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會怎樣當好助手的素質(zhì),配合他人做好工作。在做有機化學(xué)實驗時,每次有機實驗一般都是一個學(xué)生或最多兩人一起完成實驗,學(xué)生之間缺少相互合作。如果教師能將一個實驗系統(tǒng)化,分成幾個平行部分,將學(xué)生分成幾組,協(xié)作、合作完成一個實驗,最后由學(xué)生對實驗結(jié)果進行討論并匯總,這樣實驗就不僅僅是個人的行為,而是一個團隊的共同行為。例如在肉桂酸的合成實驗中,我們根據(jù)文獻將肉桂酸合成實驗設(shè)計為正交試驗,根據(jù)相關(guān)因素設(shè)計正交試驗表格,將學(xué)生分成九組進行試驗,讓學(xué)生合作完成正交實驗表格,最后由他們共同探討該實驗的影響因素排序并得出最佳的實驗條件。同學(xué)們共同分析、思考實驗中遇到的問題,通過合作建立起與他人良好的人際關(guān)系,增強了學(xué)生團體合作的精神,同時培養(yǎng)了他們的責任感。
六 環(huán)保和安全意識的培養(yǎng)
研究性教學(xué)的實施離不開教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新。因此,根據(jù)課程教學(xué)目標和研究性教學(xué)模式特點,課題組成員貫徹“重思想、重方法、重應(yīng)用”的教學(xué)理念,以“結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)制備方法化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)機理反應(yīng)規(guī)律主要用途”為主線,精心設(shè)計了由結(jié)構(gòu)與命名、反應(yīng)類型與機理、合成設(shè)計基本理論、合成方法與技術(shù)等四大知識模塊組成的有機化學(xué)理論課程研究性教學(xué)內(nèi)容。特別強調(diào)處理好教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進性的關(guān)系,不僅加強基礎(chǔ)知識和基本理論,重點講解有機化學(xué)反應(yīng)原理和方法,而且注重把有機化學(xué)學(xué)科的發(fā)展前沿和生產(chǎn)中的最新應(yīng)用,以及相關(guān)學(xué)科的交叉知識等研究性內(nèi)容引入課堂。例如:緒論課中,教師從衣、食、住、行、醫(yī)療保健、環(huán)境保護、生命科學(xué)等方面入手,介紹有機化學(xué)及有機化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用及重要作用。而且引入綠色化學(xué)、富勒烯家族、有機納米材料、有機光電功能材料、生命有機科學(xué)的糖化學(xué)、DNA重組技術(shù)和定點突變技術(shù)、蛋白質(zhì)化學(xué)的分子識別技術(shù)等學(xué)科前沿[3],早期給學(xué)生滲入有機化學(xué)學(xué)科前沿和應(yīng)用意識。并通過大量生動形象的圖片、事例來反映有機化學(xué)世界之神奇和有機化學(xué)工作之樂趣,使學(xué)生初步了解當代有機化學(xué)的發(fā)展動態(tài)和最新成果、拓寬知識面,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)與探究有機化學(xué)知識的興趣。教學(xué)過程中,課程組成員積極探索“問題式研究性教學(xué)法(PBL)”。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,教師課前精心設(shè)計能夠引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)對象產(chǎn)生研究興趣或質(zhì)疑態(tài)度的一系列問題,創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的教學(xué)環(huán)境和途徑,為所有學(xué)生營造研究性學(xué)習(xí)氛圍。課上應(yīng)用生動的語言描述簡單事例,以案例或圖片形式把每節(jié)課的主要內(nèi)容展現(xiàn)給學(xué)生,激發(fā)學(xué)習(xí)新知識的興趣和主動性,使學(xué)生帶著解決問題的熱情去聽課[4]。同時采用案例分析、啟發(fā)式、討論式等多種教學(xué)方法,逐步引導(dǎo)學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí),將問題逐一解決,實現(xiàn)學(xué)生在研究性“教”與“學(xué)”的過程中獲取知識、訓(xùn)練思維、培養(yǎng)能力的目的。例如:講授立體化學(xué)章節(jié)時,首先講述一個簡單例子:小芳夢見自己來到了神奇的鏡像世界,發(fā)現(xiàn)平時最愛吃的口香糖變成了香菜味道。告訴學(xué)生口香糖味道改變的真正原因是所含主要化學(xué)成分“香芹酮”的手性,手性的存在使香芹酮具有互為鏡像的R型和S型兩種異構(gòu)體,而兩種異構(gòu)體的性能不同。學(xué)生就會產(chǎn)生強烈的好奇心,很想知道日常口香糖中香芹酮的結(jié)構(gòu)到底是怎樣的?這時,教師適時提出本章所要解決的主要問題:(1)什么是手性分子?(2)什么是對映異構(gòu)體?(3)如何判斷對映異構(gòu)體的絕對構(gòu)型?學(xué)生的注意力很快就集中到特定的問題情境中,帶著疑惑和探究答案的激情參與到教學(xué)環(huán)節(jié)中,進行主動學(xué)習(xí)。通過教師的引導(dǎo)和重點講解,以上問題逐一解決,學(xué)生在下課前,能夠運用所學(xué)的立體化學(xué)知識,順利地確定口香糖中香芹酮為S型異構(gòu)體。這種以問題為載體的研究性教學(xué)模式符合學(xué)生勇于探究的心態(tài),便于學(xué)生實現(xiàn)從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。學(xué)生經(jīng)歷了艱辛的思考過程之后,不僅能夠深刻理解所學(xué)內(nèi)容、感受到主動獲取知識的樂趣,而且增強了運用理論知識解決實際問題的能力。
二、建設(shè)三層次實驗教學(xué)新體系,推進研究性學(xué)習(xí),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新實踐能力
以“方案設(shè)計物質(zhì)制備分離提純結(jié)構(gòu)表征性能測試”五要素為主線,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力及科研興趣為目標,建設(shè)了螺旋式上升的“三層次”(基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計型、研究創(chuàng)新型)有機化學(xué)實驗教學(xué)新體系。通過刪減簡單的驗證性實驗,在原有基礎(chǔ)型實驗中增加設(shè)計性元素,把有機化合物的典型性質(zhì)實驗安排在相關(guān)的合成實驗中,提高基礎(chǔ)型實驗的教學(xué)起點。通過串聯(lián)序列化的多步驟合成、提純、分離等多個單元操作,構(gòu)建綜合設(shè)計型實驗項目;例如:將乙酰苯胺、對硝基乙酰苯胺、對硝基苯胺三個合成實驗合并成一個綜合實驗。研究創(chuàng)新型實驗包括方案設(shè)計、合成反應(yīng)、分離提純、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表征或元素分析等多個階段。大多數(shù)實驗項目是結(jié)合教師科研課題或者學(xué)科研究熱點凝練而形成的,內(nèi)容新穎,難度適中,具有本科生進一步可研究探索、發(fā)揮一定創(chuàng)造性的空間,能夠充分調(diào)動學(xué)生的研究興趣。該實驗教學(xué)新體系由基本單元技能訓(xùn)練到綜合技能訓(xùn)練,最后進入研究創(chuàng)新實驗技能訓(xùn)練,循序漸進,體現(xiàn)了有機化學(xué)實驗自身的系統(tǒng)性和規(guī)律性。研究性實驗教學(xué)模式通過改進實驗內(nèi)容和教學(xué)方法等,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究動機,是一種培養(yǎng)學(xué)生研究興趣的新型教學(xué)方式,適應(yīng)當前教學(xué)改革的要求。因此,課程組成員探索了“分層次開放式”的研究性實驗教學(xué)模式,使學(xué)生科研意識和科研能力的培養(yǎng)融入到正常的實驗教學(xué)秩序中,基礎(chǔ)型實驗采取開放式預(yù)習(xí)和互動式教學(xué)方法,加強實驗的啟發(fā)性,增加學(xué)生動手動腦、查閱資料的機會。綜合設(shè)計型實驗采用必做實驗與選做實驗相結(jié)合方式,為學(xué)有余力的學(xué)生提供更多的鍛煉機會,全面提高綜合實驗技能。研究創(chuàng)新型實驗既要求學(xué)生必須掌握一定的有機化學(xué)實驗知識和實驗技能,又能夠靈活地、創(chuàng)造性地綜合運用這些知識和技能。教學(xué)實踐過程中更注重研究性,主要體現(xiàn)在實驗的內(nèi)容、方法、技術(shù)和過程等多個層面,采用實驗教學(xué)與科研項目相結(jié)合的開放式教學(xué)方法。學(xué)生自主選題,在“查閱文獻、方案設(shè)計、實驗準備、實驗操作、結(jié)果分析、撰寫報告、匯報討論”等環(huán)節(jié)中,以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),教師給予全方位的研究性指導(dǎo),為學(xué)生提供更多的自主學(xué)習(xí)空間,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,進行自行設(shè)計、獨立實驗、主動思考與討論。同時倡導(dǎo)團隊合作,合理分工、共同探索研究,調(diào)動學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的積極性,增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和團結(jié)協(xié)作的能力。
三、提供多元化的課外實踐途徑,鼓勵學(xué)生參加科研訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)
東南大學(xué)作為一所研究型大學(xué),擁有高素質(zhì)的師資力量、先進的實驗設(shè)施、學(xué)科發(fā)展及項目資源優(yōu)勢,通過由專題研究、科技創(chuàng)新、學(xué)科競賽、SRTP活動組成的“四路并進綜合實踐”環(huán)節(jié),為本科生研究性教學(xué)模式的實施提供了良好的課外科研實踐平臺。結(jié)合理論課程教學(xué)內(nèi)容,教師擬定研討主題,例如自己身邊的有機新材料、微波輻射有機合成新方法、足球烯家族等有機化學(xué)熱點問題。鼓勵學(xué)生選擇感興趣的內(nèi)容,利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館資源查閱相關(guān)文獻、自擬題目、撰寫課程論文。通過組織學(xué)生“專題研究”匯報,加強師生間、學(xué)生間的交流研討和教師點評總結(jié),使學(xué)生了解有機化學(xué)、有機化工與社會和生活的密切聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的探索興趣、誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新萌芽?!翱萍紕?chuàng)新活動”通過展示科研訓(xùn)練成果和實驗方案設(shè)計,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。鼓勵和資助學(xué)生積極參加學(xué)科競賽,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。依托學(xué)科發(fā)展優(yōu)勢,結(jié)合教師科研課題,鼓勵學(xué)生自主申報“SRTP項目”,引導(dǎo)學(xué)生參加科研實踐、感受學(xué)術(shù)氛圍,接受科研訓(xùn)練,激發(fā)學(xué)生的科研興趣,學(xué)會如何通過實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)處理,分析討論實驗結(jié)果,運用理論知識解決實際科研問題。多元化的課外綜合實踐途徑能夠促進學(xué)生自主研究性學(xué)習(xí),幫助學(xué)生延伸課內(nèi)知識、拓展課外知識,提高學(xué)生的文獻檢索和閱讀能力、綜合實驗技能、分析討論、交流表達、論文寫作等綜合科研素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和科研創(chuàng)新能力。
四、探索研究性教學(xué)新的考核方案
研究性教學(xué)模式評價系統(tǒng)應(yīng)該遵循學(xué)習(xí)過程評價和教學(xué)目標管理相結(jié)合的基本原則,進行多種方案的探索。因此,在有機化學(xué)研究性教學(xué)模式實施過程中,改變以往期末“一張考卷定高下”的做法,考核評價內(nèi)容從以知識測量為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅芰y量為主。加大平時考核力度,平時考核包括一系列有利于引導(dǎo)學(xué)生提高實踐能力和科學(xué)素質(zhì)的內(nèi)容,例如:教學(xué)基本知識的測驗、學(xué)習(xí)階段總結(jié)、綜合問題討論、課程論文、作業(yè)質(zhì)量等。理論課程采用“平時作業(yè)及測試成績×15%+學(xué)習(xí)階段總結(jié)×10%+課程論文成績×20%+課堂討論成績×10%+期末考試成績×45%”考核方案。針對“三層次”研究性實驗教學(xué)新體系,實驗成績考核主要根據(jù)學(xué)生查閱資料、實驗方案設(shè)計、實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、報告撰寫、分析問題及解決問題的能力,指導(dǎo)教師對學(xué)生在不同階段所表現(xiàn)的實踐能力分別給出相應(yīng)分數(shù),按照一定權(quán)重,加權(quán)平均,最終進行綜合評定考核。新的考核方案貫穿于整個學(xué)習(xí)過程,是對學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)過程中獲取知識、探索研究、思維創(chuàng)新等多方面能力的綜合評價,有利于開辟教師研究性“教”和學(xué)生研究性“學(xué)”的新局面,為在課程教學(xué)中貫徹素質(zhì)教育、能力培養(yǎng)營造寬松的環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐能力。
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