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关键词: 独立学院 有机化学实验教学 教学内容 课前预习 实验报告
随着国家经济的发展,民办或公办独立学院迎来了发展的大好时机。目前,独立学院已日渐成为我国高等教育办学体制的重要组成部分[1]。独立学院的学生拥有当代大学生的共性譬如活跃、热情、有个性、善于发现新事物,同时他们作为大学生群体中比较特殊的一部分,又具有基础知识薄弱、学习能力不强、对知识的理解能力也较差和自律能力有待提高等特点[2]。有机化学实验作为化学、化工、生物、制药、食品、医学、材料等专业学生必修的一门重要专业基础课,又是相关专业学生学习《材料化学》、《高分子化学》和《药物化学》等后续课程的基础,对学生知识、能力、素质的培养有着特殊作用[3]。但是完全照搬本一、本二专业有机化学实验教学大纲、教学方法与手段,往往效果不理想。因此,我们必须在把握独立学院学生特点的基础上,探索出一套科学合理的教学大纲和行之有效的教学方法。
2012年,笔者参与了江苏大学京江学院(独立二级学院)化学工程与工艺等专业的有机化学实验教学,期间的探索为今后独立学院有机化学实验教学提供了可借鉴的经验。下面是笔者授课过程中的几点体会。
一、适当调整教学内容和时间
在常规有机化学实验的教学中,有机化学实验概述、磨口仪器的介绍、回流、蒸馏基本操作常作为第一讲,实验学时为4学时。这些内容涉及有机化学实验中的两大重要操作,即蒸馏和回流。这两个操作的熟练和准确程度将直接影响到后面每一个合成实验的进度和产品收率。因此,对于基础知识和理解能力稍差的独立学院学生来说,第一讲的内容可以为5学时,并且适当补充教学内容、调整教学技巧。比如,教学中可以借助插图细致、耐心地向学生讲解磨口玻璃仪器的类型、型号与尺寸、清洗和拆装的要领。又如,在讲解回流和蒸馏操作时,除了介绍其原理之外,可以编一些顺口溜,帮助学生记住操作的注意事项。在回流操作中我们可以用以下顺口溜:试剂慢加无危害,通水之后电再开,防暴沸石必须在,水流下进上出来。在蒸馏操作中我们可以用以下顺口溜:隔网加热冷管倾,上沿下沿两相平。需加沸石防暴沸,热气冷水逆向行。同时,在回流和蒸馏实验后,我们可以提醒学生把回流和蒸馏操作用手机拍下来,便于学生写实验报告和下次快捷地搭建装置。
二、重视学生的课前预习和课间提问
在有机化学实验教学中,我们对学生的课前预习提出了要求。对于主动性稍差的独立学院学生,我们要求他们课前完成预习报告,预习报告作为平时成绩的考评依据。同时我们要重视课间提问,引导学生养成课前预习、熟悉实验步骤的好习惯。譬如,在实验“乙酸丁酯的制备”的教学中,笔者精心设计了“为什么选用浓硫酸为催化剂”、“为什么选择增加原料醋酸的量”、“怎么能做到对产品进行粗提和精提”三个问题。在教学中,笔者认真倾听学生的答案,并结合实验步骤分析问题的最终答案。通过这个过程,大部分学生在预习中能更主动地思考问题,对实验原理、仪器装置、实验步骤、主要事项等要点掌握得更好,做起实验也更得心应手。于是那些平时不愿动脑筋的学生不得不开动脑筋,那些不会思考问题的学生慢慢也学会了如何思考问题,真正收到了“润物细无声”的效果。
三、严格规范实验报告书写
“温故而知新”,学生在完成实验报告的过程中,可以帮助学生重新回顾实验原理、仪器装置、操作步骤和注意要点。这样做,学生实验才能取得好的效果,学生也才能真正地提高动手能力和思维能力。独立学院的学生自律意识欠缺,把做实验当做任务,实验完了他们的任务也完了,实验报告经常照教材上抄写一遍,真正的“雁过无痕”。如何解决这个问题?笔者对独立学院的学生严格规范实验报告格式,内容必须包含实验目的、实验原理、原料用量及规格、物理常数、仪器装置图、转化产率计算、问题讨论和思考题,还明确规定了实验报告质量是实验成绩的主要考量依据。同时,笔者要求各位学生在实验报告的最后一部分写上对实验的总结,主要涉及分析实验转化率低的原因分析、主产品纯度低的原因和操作步骤出错的原因,以帮助大家加深对实验过程的理解,避免一些人为的误差和因素。第一次实验报告批阅时,笔者发现大多数学生的分析和总结不到位,仅流于形式。于是在第二次实验前,笔者花了10分钟专门评讲了第一次实验报告存在的问题。通过不停地强调、要求、指导,学生分析问题越来越深刻,慢慢养成了良好的实验习惯,最终实验水平得到了很大的提高。
通过一年多的有机化学实验教学改革探索,笔者所带学生的操作技能得到了较大提高。当然,实验教学改革是一个持续的过程,与本一、本二专业的学生相比,独立学院学生的实验能力和水平存在不足,有待进一步探索和研究。
参考文献:
[1]马戎.独立学院有机化学教学中遇到的问题及对策[J].咸宁学院学报,2010(30):230-231.
摘要:有机化学实验是高校化学、化工、制药等专业重要的基础课程,近年来在有机化学实验课程中引入双语教学在各高校中也渐成潮流。然而,作者在自身的实践过程中发现,低年级基础实验课程双语教学存在诸多问题,很大程度上会影响正常的教学效果与质量,盲目开展、推广双语教学往往会起到适得其反的效果。
关键词:双语教学;有机化学实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)24-0224-02
一、引言
自2001年教育部明文提出在高校中积极推动双语教学开始,英语、汉语混合教学逐渐成为新世纪以来高校教学改革的热点领域。作为高校化学教育的重要环节,许多高校即陆续开始尝试在低年级的基础有机化学实验课程中引入英文教材,使用英文讲授,以使学生较早接触并熟悉专业英语,便于其高年级阶段的文献查阅、实验室科研等任务。我校也较早地进行了这方面的尝试,至今已有多年的实践经验。在双语教学过程中,我们借鉴、采用了一系列颇有效果的做法,如编写双语教材、强调化学化工专业词汇、实验讲解时采用较浅显的英文口语、繁难处采用汉语复述、要求学生做好预习并使用英文完成实验报告等。在多年的教学工作中,我们取得了一定的成果,同时也发现了许多问题,值得改进与反思。
二、反思
1.英文讲授。作为基础课程,有机化学实验课在高校中通常安排在低年级完成。刚开始接触该课程的同学,之前只经过了短期的大学生活,仅有少量的无机化学实验基础。猛然间接触更为复杂的,同时又以英文讲授的有机实验课,遭遇大量的新的专业词汇,对学生而言明显学习曲线显得陡峭了些。许多低年级同学听力基础也较为薄弱,更是难以适应英文讲解的环境。针对这一问题,根据多处报道的经验,我们尝试过使用由浅入深的授课方法,起初的几次实验大量使用汉语,而后逐渐提高英语比例,而较复杂的操作、步骤先使用英语而后再使用汉语对照讲解。这种英汉对照方式有一定的效果,但依然无法从根本上解决学习曲线的问题。此外,由于在教学过程中不断地切换中英文讲述,不可避免地引起了语言环境的割裂。汉语与英语在表述逻辑上本身也存在很大的差别,学生在听课时需要频繁地切换接受模式,往往会导致不必要的思维混乱,引起知识掌握的碎片化。更有部分同学在英汉对照讲解过程中养成了不良的习惯:对英语不去深究,专等汉语的复述部分。这显然并非双语教学的初衷,反而是事倍功半的浪费。针对这一问题,有人建议以较大尺度(章节、课时)为单位而非以小尺度(句、段落)为单位进行英汉对照:先完全以英文讲解整个实验,以便为学生提供完整的英语环境,培养其用英语思考的习惯,进而理解相关知识;待英文讲解结束后,再使用汉语复述主要内容,纠正之前学生可能的理解偏差。我们的初步实践中也发现,这种方式确实在一定程度上可以克服频繁语言环境切换的弱点,然而两次整体性的讲解会使得授课时间几乎成倍延长。在理工科高校中,基础课学时原本就异常紧张,这种做法偶尔使用尚有可能,但大规模、持续性贯穿整个实验课教学几乎没有可行性。
2.双语教材。在双语教学过程中,一本合适的英文教材必不可少。不少学校的双语教学,特别是理论课,往往直接使用外原版教材。然而实验课程存在其特殊性,各高校由于专业重点、实验室条件等诸多方面的原因,开设的基础有机化学实验课内容上往往存在很大区别,国外的原版实验教材在这里更是“水土不服”。为此,我们特意编写了与本校情况契合的英汉双语对照实验教材。为保证教材英文的质量,还特地由有机化学与外语两个教研室合作完成英文部分的编写。但毕竟英语教研室编者对化学操作不甚熟悉,教材的英文部分依然很难称得上地道,也不可避免地存在一些错误,对学生的英文学习难免产生一定的负面影响。此外,由于教材中英汉内容基本完全对应,很多学生往往不甚注意英文部分,在预习、复习及实验过程中通常只阅读汉语段落,英文部分遂成为摆设。我们曾考虑过撤除教材中的汉语部分,改为全英文教材,或可一定程度上解决这一问题。但该做法必然会使得斜率本已颇高的学习曲线愈发陡峭,因此也缺乏可操作性。
3.实验报告。实验报告是实验教学中重要的总结环节,是对实验内容的复习与提炼,对教学成果的检测与反馈。与诸多其他院校相同,我们也要求学生使用英文完成实验报告。这种做法理论上在实验报告的原本功用之外,还可加深学习者对英文专业词汇的印象,检验其双语内容的掌握情况,培养其英文写作能力。然而在实际教学中我们发现,许多同学受限于自身的语言水平,很难组织好合理、流畅的英文,撰写报告时不得不将大量时间花费在英文写作上,反而忽视了实验报告原本的用意。更有甚者,部分同学的实验报告并非自主撰写,而是几乎全盘照抄双语教材中的英文部分,抄写时亦不求甚解,乃至教材中的印刷错误也原封不动出现在报告当中。这种“英文”报告流于表面,毫无意义,完全丧失了实验报告原本的功用,严重不利于学生对知识的复习与巩固,更遑论科学精神的培养了。根据我们自身的实践,盲目对学生提出过高的要求,不但完全达不到预想的效果,反而会使教学质量大大下降。
4.专业词汇。多处的实践都证明,在双语实验教学中,化学专业词汇是特别应当强调的内容。我们也发现,经过一年的学习,学生主要熟记的也是诸如化合物命名、仪器名称、实验操作等专业单词。然而受低年级英语水平及阅读量的限制,学生通常依然无法达到更高的要求:胜任专业文献的阅读、写作任务。而这些英语词汇的学习,基本只是一个简单的记忆过程,对提高学生的实际英文水准帮助并不大。更何况,这些词汇日后在《化学英语》课程中,在日后科研实验室工作阅读文献时又将重复涉及。我们曾对比过开展与未进行双语教学的学生在高年级阅读科技文献的情况,并未发现有显著区别。低年级时的双语教学似乎很大程度上做了无用功。
三、结语
总之,经过多年的基础有机化学实验教学实践,在教师与学生两方面都耗费更多的资源与时间后,我们发现表面光鲜的双语教学远未达到预期的成果,对低年级学生的专业英文水平提高并不显著。甚至因为学生不得不将更多精力投入在陌生的专业英语上,反而会对实验课程基础知识与技能的掌握造成不良影响。英语并非有机化学实验课的核心内容,因为双语这个芝麻而丢弃了西瓜,实有买椟还珠、舍本逐末之感。因此,我们认为,双语实验教学――至少在普通高校的低年级阶段――不应为追求新潮而强行大面积推广。对于绝大部分同学,应按照传统方式进行教学,而部分英语水平较好的同学或可设立单独的双语教学班。此外,双语实验教学即便展开,也应与之后的专业英语、文献查阅等课程进行统筹安排,避免出现过多的重复、冗余内容。
参考文献:
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关键词:有机化学实验;制药工程专业;教学改革
随着世界药物研发行业的高速发展,药物研发单位不仅对制药工程以及相关专业毕业生需求量在逐年增加,同时对毕业生的实验动手能力、应变能力、创新能力也有所提高。经济快速发展的21世纪对人才的要求更高,所以近几年来很多高校为培养出适应社会需求的复合型人才,在实验教学上投入了大量人力和物力,也对实验教学体系进行了一定改革,从而提高了实验课的教学质量。制药工程专业是一个药学和工程学相结合的工科类专业,以培养从事药品研发、工艺研究以及制药设备与工程设计的人才为目标。实践动手能力和创新思维能力对制药工程专业学生来说尤其重要,实验教学是制药工程专业教学的重要组成部分[1]。有机化学实验课程是制药工程专业开设的专业基础实验课,而医学院校临床专业有机实验课程仅包含基本操作实验和简单有机合成。制药工程专业之所以将有机化学实验课作为专业基础实验课,是因为后面的药物合成、制药工艺学、制药设备与工程设计课程都以它为基础。因此临床专业有机化学实验课程已满足不了制药工程专业学生培养的要求,以往的教学方法与教学内容亟需改革,从而达到制药工程专业学生的培养目标。
1医学院校有机化学实验教学存在问题
1.1学生不够重视实验课程,缺乏主动性
作为医学院校,主要以临床医学、护理学、影像学、临床药学等专业为主,以上专业将有机化学作为一门认识性课程,与他们的专业课联系不是太紧密。所以大多数学生认为有机化学实验课程不重要,实验课前学生基本不预习,也不查阅书本和网络资料,完全依靠老师的上课讲解,被动地接受,从不主动地动脑去问为什么。比如说“乙酰水杨酸的制备”,这是一个经典的有机化学实验内容之一,实验讲义中给出一种乙酰水杨酸的制备方法,课前临床学生多数不会去查阅乙酰水杨酸的合成方法,他们不知道除了讲义中加入醋酐的方法外,乙酰水杨酸的合成方法还有很多,例如可以用乙酰氯替代乙酸酐,再加入相应的碱来中和生成的盐酸[2]。
1.2实验教学内容缺乏创新性,呈“流水式”实验过程
作为传统的医学院校,有机化学实验教学内容缺乏创新,“从茶叶中提取咖啡因”、“有机化合物性质测定”等实验都是比较早的有机化学实验教学内容。现在,临床专业学生依然将其作为实验课教学内容。有机化学实验课教学基本上是由教师在讲台上给学生介绍实验原理、实验操作步骤、仪器使用方法以及注意事项,然后学生按照教师所讲的实验步骤动手操作一遍,最后记录实验现象并上交实验报告由教师进行评分。多数学生在这种“流水式”实验教学过程中仅仅充当着一个普通的操作工,在实验过程中并没有对观察到的实验现象进行思考,也没有与理论知识相联系,只是把实验课当做任务,完成后上交实验报告,实验课便宣告结束。
1.3有机化学实验条件一般
我校是一所将近六十年办学历史的高等医学普通本科院校,“以医为主、以本为主、以人为本、以质为本”的办学理念奠定了学校的主要发展专业。有机化学作为临床专业学生的认识性课程,有机化学实验又是有机化学的附属课程,导致学校对有机化学实验教学重视不够。此外,之前由于学校经费有限,有机化学实验教学过程中使用到的大多数仪器其实已亟需更新换代,但迫于经费紧张,多数需更换的仪器还在使用中,使得有机化学实验教学条件得不到提高,从而也影响了实验教学质量。
2制药工程专业有机化学实验教学改革
制药工程专业是一门集化学、药学、工程学于一体的综合性专业。有机化学课程是制药工程专业的专业基础课,而有机化学实验课又是其专业基础实验课,以往临床专业的有机化学实验课已满足不了制药工程专业的人才培养需求。现就以下几方面进行有机化学实验教学改革。
2.1充分调动学生的积极性,变被动接受为主动学习
教学,应该理解为是由教师与学生共同来完成的一项工作,教师的课堂教学方式直接影响着学生的学习积极性与效果。课堂教学是一项复杂而又巨大的工程,而这个工程由很多小的结构组成,要想完成这项工程,首先要完成好每一个小的结构。课堂教学同样包含很多小的“结构”,如教师的讲解、学生的理解、教师的提问、学生的回答、学生的提问、集体讨论等等。而现在的有机化学实验教学多数只包含教师的讲解与学生的理解,其他结构都已经被忽略。有机化学实验课程是制药工程专业后续多数课程的基石。所以,在制药工程专业的有机化学实验教学当中,教师要充分发挥主观能动性,在课前布置一定的任务,让学生课下查阅资料,然后课上让学生回答,学生若有不清楚的也可以提问,也可以进行集体讨论。采用上述教学方法相信可以充分调动学生的积极性,从而也提高实验教学的教学质量[3]。同时实验教学可采用多种教学方式,多媒体教学并不仅仅局限在理论课教学,实验教学依然非常重要。教师单一式的说教显得较为枯燥,利用PPT动画展示或者视频讲解,可提起学生的兴趣,同时也可以集中学生的注意力。上述多种手段相结合的教学方式也可以调动学生的积极性,最终达到事半功倍的教学效果[4]。
2.2开设综合性实验,培养学生的创新性
基础实验技能是制药工程专业有机化学实验教学的第一步,最终目的是让学生熟练运用有机化学理论知识来合成药物分子。当学生掌握基础实验技能后,开设综合设计性实验。作为制药工程专业学生,有机化学实验课程是他们的专业基础实验课,学好这门课才能更好的学习药物合成、制药工艺学、药物化学等实验课课程。有机化学实验课教师可增设一个药物合成实验,给出药物的结构,让学生分组后各自查阅资料,然后设计制定实验方案,最后教师审核通过后方可开展实验。在上述的实验方案制定中,小组中的每位成员都进行了资料查阅,数次讨论后定下实验方案,最后再到实验室动手做实验。上述教学方法充分培养了学生主动思考意识和一定的创新能力[5]。
2.3及时更换废旧仪器,改善有机化学实验环境
我校在制药工程专业开办之前,有机化学实验室中年代久远的仪器比比皆是,如锈迹斑斑的托盘天平、水浴酒精灯加热装置等。近几年借助于《安徽省支持本科高校发展能力提升计划》与《安徽省高等教育振兴计划》资金的支持,制药工程专业学生的有机化学实验环境得到改善。实验室配备新的托盘天平和集热式加热磁力搅拌器,同时也购置了大量的新仪器,如傅里叶变换红外光谱仪NICOLETiS50FT-IR(FourierTransformInfraredSpectrometer)、同步热分析仪(STA449-F5)、Ls-55荧光光谱仪(FluorescenceSpectrometer),上述仪器的购置,也为学生合成目标分子后的结构表征与性质测定提供平台。以往的有机化学实验室经常出现脏乱差等问题,为了进一步改善有机化学实验室环境,教学要求应进行强化。首先,带课老师在学生的第一节实验课开始前,介绍实验室的有关规章制度,务必要求大家坚决按照实验室规章制度执行,让学生从一开始就养成良好的实验习惯。比如每次实验课产生的垃圾禁止乱扔,全部放入垃圾桶;实验过程中产生的废液倒入指定的废液回收缸;每次实验课结束要求学生打扫卫生。这样实验室环境不仅得到改善,同时也培养了学生的环保意识。
3结语
有机化学实验课程是制药工程专业学生的专业基础实验课,是药物合成、制药工艺学、药物化学等实验课程的基石。以往单一说教式、“流水式”实验过程、较落后的实验条件亟需进行一场“革命”。采用讲解式、提问式、讨论式等多种结合方式来替代单一说教式的教学方法来调动学生的积极性,使得制药工程专业学生不再是单向的灌输式学习,而是变为主动地查阅与实验课相关的资料,进而培养了学生独立思考和解决实验过程中遇到问题的能力。开展综合性实验来取代“流水式”实验,来提升制药工程专业学生的创新能力。更换废旧仪器来提升有机化学实验环境,让学生体验科学研究的严谨性。最终来提高制药工程专业学生的有机化学实验教学质量[6]。
参考文献
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关键词:有机化学;实验教学;改革
文章编号:ISSN2095-6711/Z01-2016-01-0224
有机化学实验作为一门重要的理工科基础实验课,具有实践性强的特点。实验课程的教学在激发学生学习兴趣,养成动手的实验技能,培养学生环保意识和分析解决问题能力上起到重要的促进作用。近年来,随着全球金融危机的加剧,人才市场的高度竞争对学生提出了更高的要求。通过有机化学实验要求学生具有创新意识,创新思维,科学方法训练。而有机化学实验具有操作步骤、自组装置、异常现象多,但是精密设备少的特点。相比传统的有机化学实验,我们应该不断加大有机化学实验改革力度,在教学中探索规律。在学生的动手能力以及素质培养上有一定的成效。
一、要在优化教学内容的基础上建立实验教学的新体系
所谓新体系就是指在实验中将基本知识和基本要求单独开设绪论课程,列入实验课的基本操作中。如在蒸馏系列的实验中,重结晶和熔点测定,萃取和溶剂回收,柱层层析和薄层层析整合为4个基本的操作实验。要对其进行单独训练。而典型的有机化合物的实验仅仅在课外开放,没有列入实验课中。以上基本操作训练结束后,再设置弱酸,弱碱和中性的三组分混合物的分离提纯实验。这样可以进一步培养学生的基本操作能力。其次,还应该要选用不同的化学反应类型以及实验装置,来引导学生进行比较同时学会如何选择正确的合成方法。最后,在有机化学实验教学体系的模块下,针对不同专业的需求,对实验项目进行优化整合。从而,建立起有机化学实验教学大平台。
二、着重对有机化学实验的教学方法进行改革
传统的有机化学实验教学,采取老师抱着走的教学方式,教学内容多而过细。导致学生的主动性不能被激发。实验仪器设备陈旧,缺乏现代化的教学手段。因此有机化学实验教学改革迫在眉睫。在传统的教学中,理论课和实验课脱节走。联系不紧密。为了巩固理论知识和指导教学实验。我们把二者紧密结合起来,将课堂理论知识应用于实验之中,反过来。通过提高有机化学实验教学效果,优化了教学环节,教学效果明显好转。学生对有机化学的学习兴趣变的浓厚,实验能力也渐渐提高。巩固了理论知识加强了动手能力。
三、改革教学内容和方法
1.以传统教学方式和现代化教学相结合的手段
优良的教学传统结合现代化的教学手段。这样可以让学生利用网络预先复习。通过标准化的基本操作视频演示课件。再加上教师在课堂上的指导。规范基本的操作教学。引入“讨论式”“问题探究式”的新型教学方式。变知识积累为智能开发。使学生自主合作研究式学习。提高积极性,加强创新意识和创新能力的培养。采取学生课前讨论,轮流主持。学生分组讲解,老师适当补充点评的方式。
2.针对学生提出新的创新想法要及时给予鼓励
实验中,可以适当地允许学生按自己的设想改变操作,前提在保证安全的前提下。鼓励学生按自己的设想去试试。试验结束后,多鼓励学生进行小组讨论。分享实验过程中的心得体会。同时提出合理化建议。
3.如何培养学生自主操作能力以及科学的实验学风
加强培养学生良好的自主操作能力,要以科学的态度和科学的实验学风去实际操作,必须严格要求,规定实验前要预习和写预习报告。实验中要认真仔细,客观主动。实验后要将仪器清洗干净。杜绝弄虚作假。及时记录实验内容和现象。及时给老师签字确认。才可以离开实验室。
四、改革考试内容和方法
对有机化学实验教学的考核要采取平时课上听取能力、阶段考试和期末考试三者相结合的方法。在平时的考核中分值占60%,它包括实验前的预习和预习报告的撰写,实验操作过程的合理,实验操做报告的上交,实验过程中纪律的遵守,实验结束后对仪器卫生的清洁等工作。期末考核占40%。可以采取操作实验考试和口试问答相结合的方式。通过从现场的测试和口试当中考查学生以下几方面的能力,包括对基本实验原理的掌握、对实验中发生问题的分析和理解、对基本操作技能的掌握等。通过精心地挑选考题和实验内容。有效调动了教学的积极性。提高了教学效果。通过对有机化学实验教学体系和教学方法的改革实践,我们可以看到以下成果。首先,提高了学生的科学素质。对于实验的观察能力明显增强。预习报告,实验报告规范化程度都明显进步。对实验的分析讨论更实事求是。能客观看待实验过程的成败并坚持积极主动寻找帮助和原因。其次,学生对实验的兴趣更浓厚,踊跃参加各种开放性实验。自主学习和创新能力不断提高。诚然,还有很多的改革还不是太完善,尚在不断地完善之中,同时也有很多的问题需要不断的研究和探索。但是,我们有信心在日后的实验教学中,加大开放力度,进一步提高学生的综合能力。
参考文献:
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有机化学实验课程是化学及相关专业的重要必修课程.在教学方法和教学内容方面,传统有机化学实验教学存在一定的弊端.为了适应新形势下创新创业人才培养需要,从有机化学实验教学方法和教学内容方面,提出了一些改革意见和建议,以提高实验教学效率,培养学生创新创业能力.
关键词:
有机化学实验;教学改革;创新创业人才培养
2014年9月,总理在夏季达沃斯论坛上首次提出“大众创业,万众创新”的号召,要在全国掀起“大众创业”、“草根创业”的新浪潮,形成“万众创新”、“人人创新”的新态势.[1]2010年5月,教育部在《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》中指出:“在高等学校开展创新创业教育,积极鼓励高校学生自主创业”.[2]四川文理学院实施四年递进式创新创业教育计划,提出了“三新四能五复合”的人才培养目标,将学生培养成为具有高素质应用型、复合型人才.因此,开展基于学生创新创业人才培养的有机化学实验教学改革符合时展的要求.有机化学实验课程是化学及相关专业的重要必修课程,在基础化学实验教学中具有十分重要的作用.[3-4]随着高校教学改革力度的不断深入和创新创业型人才培养的不断加强,有机化学实验教学模式的改革也在逐渐推进.传统有机化学实验的基本功能是让学生掌握实验基本原理和基本技能,学会观察实验现象、正确记录处理实验数据和撰写实验报告.新形势下,随着应用性、复合性和创新性人才培养目标的确立,更加注重学生创新精神的培育和创业能力的培养.[5]传统有机化学实验教学已经不能满足人才培养的需要,因此推进有机化学实验教学改革具有十分重要的意义.本文主要针对地方应用型本科院校,基于创新创业型人才的培养,在有机化学实验教学方法和教学内容方面进行了积极的探索和总结,提出了一些改进的意见和建议.
1改革实验教学方法,培育创新创业精神
1.1传统教学方法主要存在的问题
传统有机化学实验教学方法一般按固定模式进行,课前学生预习,写出预习报告,课间教师先详细讲解实验中的关键技术问题,然后学生顺利的完成实验,课后学生按固定模式写出实验报告.这种教学方法完全是一种灌输式的教学方法,教师只注重实验结果,对实验过程漠不关心,学生不用开动脑筋,只需照方抓药,完成任务了事.导致实验过程枯燥,缺乏实验激情,容易造成思维定势,降低了学生的学习兴趣,不利于学生实验技能和创新创业精神的培育.[6]
1.2教学方法改革的举措
传统实验教学方法,不能体现“教为主导,学为主体”的教学理念.[7]因此有必要改变有机化学实验教学方法,处理好教师和学生之间的教学地位以及教和学之间的教学关系,才能使教师的教由主动变主导,使学生的学由被动变主动,有效的培育学生创新创业精神。
1.2.1开展启发式教学,培育学生创新创业观念
开展启发式教育,让学生通过实验预习提出本实验需要解决的问题,通过问题分析和查阅资料,提出问题解决方案,通过实验操作,最终达到问题的解决,将实验过程和实验数据进行整理,结合实验讨论和实验展望,写出实验报告.这种教学方法,让学生自己提出问题或带着问题主动去学习,着重于改变学生学习观念.例如苯胺制备乙酰苯胺实验,教师可以通过创设问题的形式启发学生思维:为什么要合成乙酰苯胺?从理论上怎么合成乙酰苯胺?实验过程怎样操作来合成乙酰苯胺?学生通过对这些问题的思考,逐渐认识合成乙酰苯胺的作用,逐渐了解合成乙酰苯胺所涉及的理论知识和逐渐解决合成乙酰苯胺的具体实验操作.引导学生建立正确的有机合成实验观念,即提出问题、分析问题和解决问题.创设实验问题情境,使学生对有机化学实验产生浓厚的兴趣,有利于培育学生的创新创业观念.[8]
1.2.2开展讨论式教学,培育学生创新创业思维
开展讨论式教学,让学生通过实验关键问题的讨论,解决实验过程中存在的疑问,达到理解实验原理,认识实验现象,掌握实验关键操作的目的.在做好实验的基础上,培育学生的创新创业思维.例如在有机合成实验中,开展实验原理部分的讨论,使学生弄清反应机理,认识反应过程中存在的副反应,有助于实现理论与实践的深度结合;开展实验步骤的讨论,使学生掌握实验合成方法和技术手段,有助于学生选择合理的实验方法和技术手段,有助于学生知识的积累和发散思维的培养;开展实验关键及注意事项的讨论,可以有效减少副反应的发生,提高实验操作技能和成功率;同时在实验报告中开展“反常”实验现象和实验结果的讨论,总结实验失败的教训和介绍实验成功的关键,供其他同学学习和参考.
1.2.3开展互动式教学,培育学生创新创业意识
为了改变传统实验教学中教师讲,学生听,然后按部就班的完成实验操作的灌输式教学方法.[9]我们在有机化学实验教学中开展了互动式教学,主要体现在以下两个方面,一是,学生参与讲课,教师和学生角色互换.每学期教师拿出2~3个实验项目让学生进行讲解,为了讲好一堂课,学生可以充分利用课余时间查阅相关资料,并可以到实验室做准备实验,亲身体验实验前的准备工作;讲课结束后,教师和学生都可以提出相关问题,讲课的学生能对提出的问题给予解答,最后老师可以补充并帮助回答问题,让学生正真感受到讲好一堂课的艰辛,使学生感受一堂完整实验课不仅需要丰富的知识,还需要较强的实验动手能力.二是,学生参与实验改进.其实实验方法都不是唯一的,并且教材上的这些方法也并不一定是最好的,很多实验我们都不一定要按照书上来做,可以进行实验改进.例如:环己酮的制备实验,教材用铬酸氧化环己醇,实验过程中经过多步萃取分离,最后得到产品.我们对实验进行了改进,待氧化反应进行完全后改成蒸馏装置,根据环己酮和水形成共沸点,将环己酮从反应物中分离出来,改进以后,实验操作简单,实验产率提高了10%~15%.可见,开展互动式教学可以留给学生更多的探索空间,让学生主动去学习,主动去尝试,主动去创新,发掘实验中存在的问题,提出改进意见或建议,增强学生创新创业意识.
1.2.4开展研究式教学,培育学生创新创业精神
有机化学实验不仅可以验证理论,更重要的是通过有机化学实验的学习可以提高实验技能,从而达到开展实验创新和科学研究的目的,因此开展研究式教学在有机化学实验教学中尤为重要.可以从以下几个方面进行实施:一方面,开放实验室.实验室在满足正常教学的情况下,应该向学生开放,学生可以根据自己的兴趣或实验任务,在教师的指导下,完成一定的课外实验.开放实验的开设有效避免了学生相互依赖的现象,学生的积极性和主动性明显提高,有利于培育学生独立思考问题、自主决策、科学研究和创新创业精神.另一方面,加大大学生科研立项和创新创业训练计划项目的力度.学校或二级学院应鼓励大学生开展创新创业项目或应用研究,激发学生开展研究或创新创业热情,培育学生适应社会、敢于挑战和创新创业的精神.要使科研项目成功立项,必须查阅大量文献资料,了解本学科最新动态和知识前沿,要顺利完成科研项目,必须具备较好的实验能力和良好的实验素养.学生的研究成果将成为他们不断前进的无限动力.最后,开展实验竞赛活动.学校或二级学院应当加大实验竞赛活动力度,筹办或参加各级各类实验竞赛活动.实验竞赛活动的开展,有利于培养学生的团队合作精神,有利于培育学生的创新创业精神,更有利于推动有机化学实验教学的提高和发展.开展实验竞赛活动,给学生一个发挥技能的舞台,为优秀学生脱颖而出创造条件.
2改革实验教学内容,培养创新创业能力
2.1传统教学内容主要存在的问题
传统有机化学实验在教学内容的编排上,主要注重了学生对基本原理和基本技能的掌握,而忽视了学生的创新发展和创业驱动.实验内容分为五部分:有机化学实验的一般知识、基本操作和实验技术、有机化合物的制备、有机化合物的性质实验和理论部分.其中基本操作和性质验证实验占有相当大的比重,并且实验内容与生产实践没有太大联系,内容相对陈旧,技术相对落后,对学生的实验认知性教育具有一定作用,对学生的创新发展实在没有太多的体现,对学生的创业需求没有指导意义.按现在实验内容教学,学生只需“照方抓药”,无需思考问题,更不需要查找资料,缺乏自主学习的积极性.不利于实验基本功能的发挥,不利于学生创新创业能力的培养.
2.2教学内容改革的举措
针对有机化学实验教学内容上存在的弊端,建议对有机化学实验内容进行重新整合和编排,其内容主要分为有机化学实验的一般知识、基本操作和实验技术、综合性实验、设计性实验和创新性实验五大部分.实验过程中注重基本操作训练,加强综合性实验,加大设计性实验,增设创新性实验,从而增加实验的实用性.达到增强学生学习兴趣,培养学生创新创业能力的效果.[10]
2.2.1注重基本操作训练,培养学生基本操作能力
基本操作和实验技术是有机化学实验的基础,学好基本操作训练,是培养相关创新创业人才的前提条件.只有在练好基本操作的基础上,才能出色的完成后继的实验任务.例如:重结晶实验,蒸馏实验,萃取实验和色谱实验等都是基本操作训练的核心内容,是有机化学实验中最基本、最重要的实验技术,若不能熟练掌握这些基本技能,在以后的合成综合实验中却无法完成相应的实验任务,产品的提取和纯化就不可能实现.因此只有注重学生基本操作训练,才能达到熟练掌握,实现学生基本操作能力的培养.
2.2.2加强综合性实验教学,培养学生综合运用能力
综合性实验是指将原有有机化学实验中的合成实验和性质实验,甚至部分基本操作实验进行有效的整合后,形成的一种新的实验形式.其表现形式包含下列几个方面:一是,性质实验与合成实验相互融合.例如:在开设环己烯的合成实验时,可以将烯烃的性质实验融合其中;溴乙烷的合成实验,可以将卤代烃的性质融合其中等.以往单列的实验进行从新融合之后,节省了时间,增加了知识之间的相互联系,提高了实验效率.二是,多个实验串联整合.例如:实验教材中苯胺的合成和乙酰苯胺的合成实验,我们可以在教学过程中将实验进行整合,首先用硝基苯合成苯胺,再通过产品苯胺,进行酰基化反应合成乙酰苯胺,而乙酰苯胺正是我们重结晶实验的原料,因此我们将合成的乙酰苯胺收集起来,用于学生的重结晶实验.这样不仅达到了产物的再利用,而且减少了苯胺对环境的污染,提高了学生保护环境的意识.三是合成实验与物质表征相结合.例如:溴乙烷的制备实验中,让学生使用红外光谱等仪器设备对所合成的溴乙烷进行表征.通过物质的合成和表征,将有机合成和仪器分析结合起来,有利于培养学生综合运用知识的能力.
2.2.3加大设计性实验教学,培养学生发现创造能力
通过基本操作和实验技术、综合性实验的开设,学生已经基本熟练掌握了实验技能和具备了一定综合实验运用能力,基本具备独立完成简单设计实验的能力,这时可以加大简单设计性实验的教学,让学生自主设计实验,拟定实验方案,独立完成实验.例如:从茶叶中提取咖啡因实验,教材中采用索氏提取法,我们叫学生自己设计实验提取方法,他们通过查阅资料、提出想法和设计方案,自己完成实验.实验中,同学们,分别采用了溶剂浸提法、微波提取法和超声波提取法等,最终都顺利完成了实验任务,通过茶叶中提取咖啡因设计实验教学,收到了预期的效果.因此,开展适当的设计性实验,学生积极主动的完成整个实验过程,有利于学生在实验中发现新事物,有利于培养学生创造能力.
2.2.4增设创新性实验教学,培养学生创新创业能力
在有机化学实验本科教学任务完成之后,我们可以让有兴趣或有任务的同学开展有目的的创新性实验.例如:我们到某公司去见习,公司给同学们一个任务,怎么判明引种玄参和本地玄参的优劣?同学们对公司提出的问题很感兴趣,于是针对公司提出的问题,查阅资料,进行大量的试验和研究,最终解决了公司的难题.在有机化学实验教学中,增设少量的创新性实验,开展一些解决企业实际问题的项目.学生将所学知识应用于解决生产实际,有利于加强校企合作研究,实现产学研一体化,培养学生创新创业能力.
3结语
有机化学实验是化学及相关专业教学计划的重要组成部分,也是一门重要的必修课程.本文指出了传统有机化学实验教学中存在的弊端,提出了有机化学实验教学方法和教学内容的改革建议.教学方法方面,主要尝试和开展了启发式、讨论式、互动式和研究式教学方法的改革和实践;教学内容方面,主要尝试和开展了基本操作训练、综合性实验、设计性实验和创新性实验教学内容的改革和实践,并提出了一些个人的看法和建议.总之,通过有机化学实验教学改革研究,希望构建实验教学新体系,促使学生创新创业能力的培养.
作者:黄小梅 单位:四川文理学院化学化工学院
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关键词:有机化学 实验教学 现状 改革措施
有机化学实验是一门重要的基础实验课,是高等学校化学专业教学体系中一个必不可少的教学环节。它的任务是使学生掌握有机化学实验的基本操作技能,巩固和加深有机化学基本理论,培养学生实事求是的科学态度,良好的实验习惯和理论联系实际的工作作风,提高学生分析问题和解决实际问题的能力。
目前的有机化学实验教学实践过程存在着许多问题和矛盾,很大程度上制约了学生学习积极性和主动性的发挥,不利于学生分析问题和解决实际问题的能力。这种现状不利于当代大学生综合素质的提高,也不符合“创新型人才”培养目标的要求。所以,对有机化学实验开展教学改革势在必行,以求提高课程教学效率,增强学生的综合素质。
一、目前大学有机化学实验教学存在的问题
著名化学家戴安邦教授曾说:“为贯彻全面的化学教育,化学教学既要传授化学知识的技术,更要培养科学精神和品德,化学实验课是实现全面的化学教育的最有效教学形式。”但长久以来,有机化学实验课普遍被当成有机理论的附属品,师生普遍都不重视,所以实验课的开设存在一些不可忽视的问题。
1.教学模式枯燥、单一
首先学生根据教师安排的实验内容预习,写好预习报告,在实验教学课堂上由教师现场讲解实验原理、具体的操作方法、实验中应注意的事项等,然后学生分组再进行实验。由于学生人数较多,仪器设备有限等,只能采取循环式开课,每班学生分成两批,每组 2~3个同学,严重影响学生的实际操作。教师常常感到整个实验教学活动中难以发挥学生的主体作用,容易使其产生依赖心理,缺乏积极性,从而导致学生对实验课的重视程度不够,教学效果较差。
2.教学体系本身的弊端
教学内容主要以掌握基本操作技术、验证有机化合物的性质及简单化合物的制备实验为主,以课本中已经通过验证的实验为主,与学科领域的快速发展严重脱节,不利于提高学生的综合分析能力和创新能力。
3.教学仪器投入严重不足
实验室投入远远不够,缺乏设备维护和更新,一些表征手段的大型仪器设备无法满足教学的需要,常常是好几个人分配到一套实验仪器,共同完成一组实验,这样不利于独立实践能力和独立思考能力的培养。实验教学的质量也往往靠实验报告内容的多少及好坏进行评估,不能体现学生对实验技能的掌握,更不能体现学生对理论到实践的综合能力的提高。
二、有机化学实验教学改革措施
1.采取多种教学方式,丰富教学内容
在保证有机化学实验基本知识和操作技能学习基础上,选择性增加实验教 学内容,以“贴近实际应用、贴近生活”为基本原则,增强学生的好奇心与学习兴趣,让学生从内心重视该门实验课程。例如:从茶叶中提取咖啡因以及从烟叶中提取烟碱这两个实验,由于其中加入生活中常用的茶叶和烟叶,激发了学生对 于日常生活的观察和探索的兴趣,能够使学生在实验开始前就产生一种期待和想做实验的心理冲动。此外,加强综合型实验内容。综合型实验在于能够将所学的基础实验知识和技能进行整合,这其中包括诸如萃取、升华、回流、蒸馏等多种 基础实验操作,使学生能够有机会对充分发挥所学内容,提高其综合思考问题能 力。另外,通过设立公共实验室、鼓励大学生开展自主创新实验,可以进一步培养学生的创新思维和动手能力,提升大学生的科学探索热情和追求。
2.改进有机化学实验教学体系
传统的实验内容往往是系列独立的内容,尤其是基本操作部分,就是对教材内容已知结果的验证,很难调动学生学习的积极性。我们可以精选有机化合物制备内容来改变这种情况,将实验内容与学生专业实践相结合。
在教学实践中,我们在教学内容上根据专业的不同,选择了一些与专业联系密切的实验内容,如:在水蒸气蒸馏实验中,对食品工程专业采用八角茴香作为实验材料,提纯出来的是八角茴香油,八角茴香是我国传统的调味香料,其精油可用于糖果、饮料和酒类香精,亦可与其他香料同用于蜜饯型香精,学生做过很有成就感。在实验课中讲解实际工业中的天然产物中挥发油的提取方法及提取物在食品工业中的作用,学生能切身感受到专业的联系性,课程的应用性。
3.加大教学仪器的投入
相关教育部门应该对有机化学实验教学引起足够的重视,加大教学仪器的投入和优秀教师人才的引进,对一些必要的实验仪器要做到人手一套,并配备专业维护和更新人员。另外,对于可共用的大型表征手段的仪器设备,也要配备完善,尽量做到与专业实践相关的基础实验都可以在学校的实验室完成的程度。最后,学校也要派实验指导教师进行岗位培训,比如到工作一线考察、学习、交流,将最新的技术带到课程教学当中来。
三、结束语
有机化学实验是学生巩固理论知识,掌握操作技能,提高动手能力和综合素质的教学环节,实验指导教师有责任不断提高自身业务素质,更新教学理论,改进教学方法,提高教学质量,为培养高素质人才而不懈努力。
参考文献
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[2]张永华,郭长彬等.在有机化学实验教学中培养学生的创新能力[J].首都师范大学学报(自然科学版 ),2007,(12):88-91.
摘要:现有的高职高专有机化学实验课程体系中存在许多问题,已经无法满足高等职业教育的需要。针对这一情况,文章从五方面探讨有机化学实验课程的改革。
关键词:有机化学实验;课程改革;探索
目前,高职高专有机化学实验课程设置和教学安排缺乏高职高专教育特色,表现出的主要问题有:一方面是实验教学内容偏多,理论与实践联系不够,不适合高职高专培养目标。另外,部分实验教学内容和实验手段陈旧,不能适应现代科学的新发展。高等职业教育中有机化学实验课程的教学自觉不自觉地采用了传统的中学实验教学模式。另一方面,学校对实验教学重视程度不够。有机化学实验教学从属于理论教学,课程成绩主要由理论考试成绩来决定,使实验教学在培养学生能力方面作用不够明显,造成部分学生高分低能现象。因此,高职高专化工类专业有机化学实验教学的内容、形式、方法、手段等的改革势在必行。下面就有机化学实验教学改革中的几个方面进行探讨。
有机化学实验采用“实验模块”,突出学生能力培养长期以来,高职高专的有机化学实验未能完全突破理论课程体系的制约,不能按照自身规律进行系统性、科学性教学,处于从属地位。评定学生有机化学课成绩时,主要以理论课的考试成绩为依据,未反映也难于反映学生的实验操作技能。因此,教师和学生都在一定程度上存在重理论轻实验的思想。另外,实验课的内容设置多为验证性实验,无法调动学生学习化学实验的兴趣和积极性,不利于学生实验操作技能的培养。鉴于这种情况,必须打破现有化学实验课程教学体系,实行“实验模块”教学,使有机化学实验不再附属于理论课,而是实行单独考核,建立与之符合的高职高专学生培养目标,以基本操作技能训练为主,突出能力培养,使有机化学实验教学更符合化工类高职高专学校实际。
优化实验教学内容,提高教学效果“实验模块”与理论课相互渗透,统一考虑实验设置,优化实验内容,淘汰了一些验证性实验,增加了操作应用性实验,适当设置了综合性、设计性实验。对原有的有机化学实验教学内容以及方法做了积极的探索和改革,设置为期一周的综合实验周。在实验周里,学生可以自选题目,突破学科的范围,与其他化学实验手段相结合,查阅资料,确定实验方案,经教师批阅审核后,再进行实验操作。
采用微型化实验,增强节约和环保意识贯彻环保理念,用安全、无毒、低廉、易处理的药品代替有毒、危险、价高且不易处理的药品。现代科学的发展已进入超小规模领域,微型化成套合成实验仪器的出现,为微型化实验提供了可能。微型化实验具有现象明显、反应快速、节省药品、减少环境污染和强化学生动手能力训练等特点,已被不少院校采用。在保证同样的教学效果情况下,同时传授环保、经济的教育理念。过去在有机实验中尽管学生所用的化学试剂很多,每次排放污染物量不算大,但这种“聚沙成塔”的污染成分复杂,每次排放的污染很少处理,累计效应不应该忽视。采用回收再利用,连续使用各类实验的产品,不仅可以节约经费,而且可减少对环境的废物排放。
采用CAI现代化教学手段,提高实验教学质量随着计算机软硬件的迅速发展,计算机模拟有机实验成为现实。有机化学实验CAI课件将过去单一教学转化为现代化的多媒体教学,促进了实验教学手段现代化,达到了实验内容系统化,操作规范化。使用CAI课件,可随意调出各个不同实验,显示其实验过程,使学生对整个实验有一个全面了解,便于理解、预习和复习。利用CAI课件既可以推导实验步骤,又可以检索、查阅有机化合物的各种物性常数,缩短实验时间。对于比较复杂、难度较大、对身体有危害的实验,可以通过计算机生动逼真地演示模拟实验。这种现代化辅助实验教学手段可以提高实验的趣味性,拓宽学生的视野,充实学生的知识,大大提高实验课的质量,增强实验教学的效果。
严格实验教学管理,全面评价实验成绩制定“实验模块”教学考核办法。“实验模块”教学成绩的考核,应该全面、客观、公平地反映出学生的实验情况,尤其是学生的动手能力及解决问题的能力。“实验模块”成绩采用百分制,其中,平时成绩占40%,操作考试成绩占30%,卷面成绩占30%。平时成绩主要反映学生课前预习、实验过程和实验报告等方面的情况。操作成绩主要测试学生对常用实验仪器的使用情况。卷面成绩主要测试学生对实验原理、实验设计和实验操作注意事项等的掌握情况。
通过对有机化学实验课程教学改革的探讨,使我们正确认识化工类高职高专教育的人才观、质量观,注重对学生实践能力的培养,引导学生提高实践能力和应用能力。体现高职高专教育的以人为本,以学生为主体、教师为主导的课程教学改革特点,推动高职高专教育有机化学实验课程的改革。
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关键词:有机化学实验 开放 应用型
中图分类号:G641.0 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(a)-0197-02
《有机化学实验》是高等院校化学、化工类各专业的一门必修的基础课,它是有机化学学科的一个重要的组成部分。这门课程既是学生学习好其他化学课程的基础,又是培养学生科学素质、提升创新能力的重要课程。有机化学实验的主要任务是通过该门实验课程的学习,使学生获得有机化学基本操作及基本技能的训练;同时配合课堂教学,验证和巩固有机化学课堂讲授的基础理论知识;提高学生观察现象、分析问题和解决问题的能力,培养实事求是的科学态度、严谨细致的科学作风以及优良的工作习惯,为今后进一步的深造学习、科研和工作奠定扎实基础。
传统的有机化学实验教学是在教学计划规定的有限的实验课时内进行的。学生根据实验教材或教师拟订的实验步骤“照方抓药”。这种教学模式注重向学生灌输知识,限制了学生创造性的发挥,学生处于被动地位,教学效果自然不尽人意。为了提高教学质量,适应现工科类高校培养应用型、创新型人才的需要,加强有机实验的开放性和应用性,是行之有效的措施之一。开放式实验教学主要是开放实验时间和空间、实验内容、教学方法、教学手段和管理手段、实验教学评价等,以充分发挥学生的主体作用,激发学生的创新积极性,鼓励学生在实践中发现问题、分析问题和解决问题,从而启发、培养学生的创新意识和创新能力。
1 开放式实验教学的背景
有机化学实验课程的开放式教学不是凭空想象从天而降的,是基于当前高等教育和高等学校的现状、社会的需求、学生的实际情况等因素,对教学内容、教学方法等方面的创新。
1.1 高等教育改革
随着教育事业的发展,高校的办学规模扩大,学生的人数增加,有机化学实验课程教学的实际情况发生了如下变化:一方面,科技发展变化的日新月异,所学内容不断充实不断更新;另一方面,由于要培养学生的自主学习意识和创新精神,课堂教学学时减少了。如何增强学生的实验动手能力、培养学生分析解决问题的能力和创新精神、提高教学的效果和效率,成为相关课程教师及教学研究人员必须面对和着手解决的问题。这促使高等教育改革向前发展。因此,各种关于有机化学实验课程教学的研究越来越深入,这些研究工作涉及到教学内容、教学方法、教学时间、教学考核等等多个环节。
1.2 传统实验教学中存在的问题
高等教育改革研究的结果表明,在当前情况下,传统的有机化学实验教学确实存在一些问题。
1.2.1 重视程度不一致
社会、高等学校、教师和学生对有机化学实验课程的重视程度不一致。表现在于:社会和用人单位看中实验教学和学生的应用能力,学校和教师重视培养学生的实践能力,学生本人轻视甚至忽视实践动手能力。从社会对人才的需求来看,有机化学实验是很重要的,从事有机化工工作必须要能够熟练的掌握有机化学实验,并能够通过实验来判断、分析和解决实际问题。因此,学校和教师也重视实践教学。可是,社会、学校和教师对实验教学的重视并不能引起所有学生的重视。不少学生认为有机化学实验仅仅是有机化学的“副产品”,处于从属地位。实验原理在有机化学理论学习中已经掌握,花几分钟就能从实验教材中知道实验方法、实验步骤和实验现象,实验结果都是可以预料的,没有必要做实验。
1.2.2 师生角色不恰当
在传统的有机化学实验教学中,学生处于被动地位。老师在实验指导书上指出实验内容,学生按照指导书完成预习,了解实验的目的要求、原理、需要仪器和试剂、实验步骤、实验的注意事项等,到实验课开始的时候,除了一些基本操作需要老师示范,其他的几乎都可以按照指导书的要求来做。学生只需要按照老师要求,在规定时间和指定地点、用给定的仪器设备、按照给定的实验操作步骤完成规定内容的实验。这种情况下,学生一般只有两种选择:一种是严格按照指导书操作,实验效果肯定会比较好,考核的分数也高;第二种是不严格按照指导书操作,实验效果一般会稍差一点,考核分数也低一些。这种传统的教学方式把学生放在被动服从的地位,主要培养的是学生的服从意识和执行能力,很难培养学生的创新能力,就算有部分同学有想法,也无法付诸实践中,久而久之也产生了服从和依赖指导书、倦怠和厌烦实验课程的心理。
1.2.3 实验课程体系不合理
实验课程体系的不合理主要表现在一些基础实验课程(如无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验等)之间以及大学化学实验跟高中化学实验之间在教学内容的设置上各自为政、彼此脱节不协调或衔接不好,部分实验内容专业特色不明显且有重复现象。如“塞子的钻孔”、“简单玻璃仪器加工”等基本技能训练和“加热和冷却”、“溶液配制”等实验单元操作在不同课程的实验课程中都有,既浪费了教学时间和教学资源,又易使学生产生对实验的轻视和厌倦心理。实验课程体系不合理还表现在实验内容更新缓慢,新的实验内容、实验方法和现代化实验设备不能及时被吸纳和运用。
1.2.4 实验时间和内容不协调
由于很多的有机反应时间长、反应条件苛刻(需要高温高压或者高真空、隔绝空气等),反应产物的处理复杂多样化,所以,一个完整的实验一般需要四个小时以上,有些甚至需要更长的时间,所以课堂时间往往不够,需要拖堂;可是,在长时间的有机反应过程中,往往又显得无事可做,一些同学为了节省时间去参加其他的活动,就私自减省实验过程,也达不到很好的教学效果。
1.2.5 考核体系的不完善
在传统的有机化学实验教学考核中,按照指导书做的,操作规范正确的,一般考核分数高,不按照指导书的正确规范操作操作偷工减料的,往往效果不好,分数低,这看起来貌似是公平的。可是学生的综合素质得不到全面、准确的评价,并且容易使学生产生一种实验只是看结果不重过程的错觉和投机取巧的心理。自然扼杀了学生的创新意识和怀疑精神,培养的人才大多是一批合格的操作工,与创新型应用人才的培养目标还有很大的差距。
2 开放实验教学的实施
2.1 建立完善的实验管理制度
完善的管理制度可以保证实验计划的顺利实施。因此,应制定操作性较强的规则,明确教师、学生的责任,建立安全管理制度和教学效果的考核体系等。
2.2 征集确定实验项目
实验项目的确定对完成实验教学任务、培养学生创新能力具有重要的意义。因此首先考虑把系统的实验理论培训、系统的实验技能培训与培养学生综合能力结合起来;其次,考虑到学生实验能力的差异,使实验内容和难度在不同的层面上满足学生实验的需要。鼓励指导教师根据自己的研究方向、时间精力等多因素考虑,申报并最终集体讨论确定实验项目。
2.3 组织学生选定实验项目
公开实验项目、实验时间及要求,组织学生自由选题。提前公布要开设的实验项目,详细列出每个实验项目的具体要求,开设的具体时间,每个实验的分组人数和实验分值,实验指导教师等情况。学生根据个人情况预约实验项目和实验时段,实验的频率和节奏由学生调节。实验室再根据预约情况对实验时段等进行适当调控,以兼顾学生的需要和实验室的资源利用率。
2.4 严格实验过程管理
为保障实验的正常秩序,使实验教学能顺利实施,必须在进行实验前与指导教师和有机化学实验室技术人员联系,由学生自己在开放的规定时间内确定具体的实验时间,确定实验人员组合,并按实验计划的要求写出实验计划报告,学生在进入实验室完成实验前必须提交计划报告。指导教师负责对预习报告进行审查,合格则可以进行实验,否则不能进行实验,实验过程由指导教师进行检查和指导,实验室技术人员提供服务和帮助。开放实验允许其他同学按照要求观摩后。
2.5 实验结果评定
实验结束后,学生应按照要求提交开放实验报告,教师应按照相关的评定细则评定学生的开放实验成绩,实验技术人员应核查学生所借仪器药品是否归还,破损的按照相关管理条例进行赔偿。
3 问题和思考
有机化学实验课程开放实验教学对提高学生的整体素质和能力是有积极作用的,同时,在开放实验教学中,还存在一些问题值得思考。
3.1 安全责任问题
开放实验中的安全问题是一个重大的问题,要引起足够的重视。有机化学实验通常用到一些危险药品和试剂,这些药品和试剂一旦使用不当就会威胁实验人员的健康甚至是生命安全,一旦流出实验室就有可能对人和社会产生极大的危害。
例如:常用的硫酸等强酸、氢氧化钠等强碱、乙醚等危险试剂、甲醇、氯仿、乙酸酐等有毒试剂及易制毒试剂,使用不当就会对人和社会造成极大的危害。
3.2 仪器设备的维护
由于学生操作能力及水平参差不齐,基础知识和基本技能存在差异,需要一个由生疏到熟练的过程,在实验过程中,难免对仪器造成一定程度上的损坏,增加了维护费用和教学工作量。
3.3 对指导教师的要求提高
旧有的有机化学实验教学模式,在一定程度限制了学生创新能力的培养。针对这一现状,从创新教育的时代要求出发,结合有机化学实验教学改革实践,在调动学生的创新意识,培养学生创新能力方面进行尝试。研究表明,有机化学实验教学改革的具体实施,对于培养基础知识扎实,实践能力较强,合作意识浓厚,适应现代化社会需要的高等中医药人才,具有重要的实际意义。
【关键词】 创新教育;有机化学;实验;实践
有机化学是高等医药院校药学相关专业的重要专业基础课,能够为药物分析、药物合成等研究工作提供必备的专业知识和科研技能。有机化学是以实验为基础发展起来的一门学科,在有机化学实验中实施创新教育,无疑具有较大的优势。现行实验教学内容和模式在一定程度上限制了学生学习的积极性和主动性。为改变这种状况,几年来我们组织和指导学生开展研究性学习,建立创新性学习研究小组,制定研究方案。对有机化学实验研究课题进行具体指导和质量监控。在教学实践中进行了相关改革和探索。
1 利用生活常识和身边事物,调动学生的创新意识
创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育,它能够使学习者通过对已有知识的学习,了解前人解决具体问题的思路和方法,从而模拟前人解决问题的思维方式,在现有的基础上积累经验,拓展视野,孕育创新。创新不是凭空的臆造。有机化学是以实验为基础的学科,其定义、定理、规律、定律都建立在大量的实验和实践活动中,因此在实验中也就不能局限于教科书中按部就班安排的实验内容。我们使用实验室所配备的器材,也可以自备自制教具,甚至可以使用我们日常生活中的现有物品。如用茶叶做提取咖啡因的实验,以食用油为溶剂做液—液萃取实验,用卫生球做萘的重结晶实验等等。学生对这些实验原料、器材非常熟悉,以已知探索未知,有利于提高进行实验研究的兴趣,有利于启发学生的创新思维。实验结束后让学生思考,还有哪些身边的问题我们可以研究?哪些方法可以解决类似问题等等,充分调动学生的创新意识和创新精神。学生普遍觉得学习兴趣增强,研究问题有的放矢,对有机化学实验及有机化学学科的认识有了很大提高。
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2 探索实验教学新途径,培养学生的创新能力
我们努力开拓实验教学的新构想,探索设计性实验教学的新路子。要求各小组同学分工合作,利用互联网、图书馆独立查阅资料,独立制订实验方案。在自己认真思考讨论的基础上,提出自己分析、解决问题的设想。研究方案首先要通过指导小组的讨论和甄选,确定安全性和可行性,然后在教师的指导下进行实验操作。学生参与整个实验的设计,探索,实践,独立地逐步解决问题,最后写出实验报告。教师只提出研究要求,在必要时加以指导,不限定具体实验方法和所用仪器。这种教学方法的改革使学生得以多角度,多方位分析和解决问题,有效地训练了学生的发散思维,培养了自主分析解决问题的能力。这种对教学方法手段的改革与创新,使学生从照方抓药的学习模式中解脱出来,进而真正得以开展自主创造性学习。学生直接参与科研活动,极大地提高了学习兴趣,学到了方法和本领,锻炼了思维,真正实现了创新教育能力培养的目的。我们注重实验教学方法的改革,在有限的时间内,使学生掌握了本学科的实验理论,学科研究基本方法,并引导学生了解学科前沿发展动态,取得了良好的教学效果。
总之,创新教育倡导学生学会学习,开发智力,提高素质,培养能力。可以相信,有机化学实验创新教学改革在实验教学中的具体实施,对于培养基础知识扎实,实践能力较强,合作意识浓厚,适应现代化社会需要的高等中医药人才,具有重要的实际意义。今后,我们也应在已有经验的基础上,更进一步地研究和探讨教育教学方法的完善和人才培养模式的改进,努力培养更多适应21世纪社会需要的高素质创新型中医药人才!
参考文献
[1]王保江,刘 件,蒋 颖.关于大学生创新教育的探索与实践[J].北京教育(高教版),2005,21(6):36-38.