淺析有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐論文

　　1引言

　　有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課,是化學(xué)、化工、材料、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)藥及海洋等學(xué)科學(xué)生必修的主干課程之一。通過實(shí)驗(yàn)課的教學(xué),不僅能培養(yǎng)學(xué)生熟練的實(shí)驗(yàn)技能,加深對有機(jī)化學(xué)基本理論和概念的理解,還可逐漸培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、解決問題的能力,樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

　　1999年,廈門大學(xué)啟動本科基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,著眼于以素質(zhì)與創(chuàng)新精神培養(yǎng)為重點(diǎn)的新教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建。2001年,我校又全面啟動化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè),并根據(jù)“以學(xué)生為本”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念,對管理體制、課程體系和教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行全面的改革。實(shí)踐證明,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了一定成效,2005年我校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心榮獲教育部公布的化學(xué)類第一批國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心稱號。本文結(jié)合我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體情況,闡述了在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核評價(jià)體系三方面進(jìn)行的改革探索與實(shí)踐。

　　2改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

　　以往的實(shí)驗(yàn)課程多是以理論課程為主設(shè)置的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn),將化學(xué)實(shí)驗(yàn)局限在傳統(tǒng)的二級學(xué)科范圍內(nèi),不合理地割斷了化學(xué)學(xué)科內(nèi)在的聯(lián)系�；�于傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的缺點(diǎn)和不足,我校從以下幾方面進(jìn)行了改革。

　　2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容“綠色化”

　　傳統(tǒng)的常量實(shí)驗(yàn)藥品用量大導(dǎo)致教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入大,資源利用率低,環(huán)境污染嚴(yán)重等。相對于常量實(shí)驗(yàn),小量、半微量實(shí)驗(yàn)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和精密度、學(xué)生自身綜合能力都提出了更高的要求。我校編輯的新版教材《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中,本著盡量安排符合“綠色化學(xué)”要求的實(shí)驗(yàn)原則,根據(jù)不同的要求,每個基本操作及合成實(shí)驗(yàn)都涉及小量、半微量或微量實(shí)驗(yàn)操作。

　　綠色化的教學(xué)內(nèi)容是實(shí)施綠色化教學(xué)的核心問題,我校對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的“綠色化”也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。微波化學(xué)作為化學(xué)領(lǐng)域中的新興學(xué)科在國外的研究十分活躍,微波化學(xué)反應(yīng)因其高效節(jié)能無污染,屬于綠色化學(xué)的范疇。在2006年德國召開的IUPAC(國際理論和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會)第一屆綠色化學(xué)會議中,微波化學(xué)就是其中的重要一項(xiàng)議題。因此,在我們的新版教材《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中增加了微波合成的內(nèi)容,包括阿司匹林、乙酰苯胺等的小量微波合成。

　　2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容“優(yōu)化”

　　優(yōu)化和重組了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu),從“基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計(jì)”三個層次上全面培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識。

　　基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)不僅訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能,提高學(xué)生的動手能力、操作規(guī)范,養(yǎng)成學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,而且為以后的綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)�；�礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)室的安全和注意事項(xiàng)、工具書的使用、常規(guī)儀器的熟悉和使用、化學(xué)藥品的性質(zhì)、規(guī)格和使用等。其中常壓蒸餾、減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、萃取、重結(jié)晶、熔點(diǎn)的測定、升華等基本操作實(shí)驗(yàn),我們采用對比法讓學(xué)生盡快掌握。

　　綜合實(shí)驗(yàn)以制備實(shí)驗(yàn)為主,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中所要求的基本操作、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融合在每次的制備實(shí)驗(yàn)中,在各種制備實(shí)驗(yàn)中反復(fù)訓(xùn)練基本操作技能。如:在肉桂酸的制備實(shí)驗(yàn)中,不僅要求掌握回流、水蒸氣蒸餾、重結(jié)晶等基本操作,還需測定產(chǎn)品的熔點(diǎn),并根據(jù)α,β-不飽和酸的特點(diǎn),進(jìn)行初步的性質(zhì)檢驗(yàn)。這樣既節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù),又降低藥品的消耗,擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息量,強(qiáng)化了基本操作,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

　　通過基礎(chǔ)和綜合實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng),在學(xué)生基本掌握實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師提前兩周提供選題,學(xué)生選擇感興趣的實(shí)驗(yàn),再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的文獻(xiàn)查閱,對實(shí)驗(yàn)的原理、試劑和儀器,操作步驟等自行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)前學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理和步驟等的闡述與講解,教師參加討論并給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)大大提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性、主動性,以及學(xué)生分析問題和解決問題的能力,加強(qiáng)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高。

　　2.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容“更新”

　　實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容需要及時(shí)的修正。如:在肉桂酸的制備實(shí)驗(yàn)中,早期的實(shí)驗(yàn)教材中采用氫氧化鈉溶液來中和反應(yīng)混合液,而實(shí)踐證明強(qiáng)堿氫氧化鈉易使未反應(yīng)的苯甲醛發(fā)生歧化反應(yīng),生成苯甲醇和可溶于水的苯甲酸鈉。這樣就不能由水蒸餾將苯甲酸鈉除凈,酸化后生成的苯甲酸與肉桂酸混合物影響產(chǎn)品純度。因此,在我校使用的新教材中將氫氧化鈉改為了碳酸鈉,能獲得更好的實(shí)驗(yàn)效果。

　　除了重要的傳統(tǒng)有機(jī)反應(yīng)類型外,在學(xué)生已基本上掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和技能基礎(chǔ)上,適當(dāng)開設(shè)多步驟合成實(shí)驗(yàn),把前一步實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品作為后一步實(shí)驗(yàn)的原料。由于每一步產(chǎn)品的產(chǎn)率及純度都關(guān)系到下一步實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,這就要求學(xué)生必須細(xì)心操作。通過這種復(fù)雜的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握各類有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理、各種官能團(tuán)之間轉(zhuǎn)化的方法,,從而全面了解有機(jī)化合物的內(nèi)在關(guān)系,并且使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力也得到提高。

　　適當(dāng)增加應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。為加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用學(xué)科知識和綜合能力的培養(yǎng),使學(xué)生明確化學(xué)與生活的關(guān)系,并激發(fā)學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,我們在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,相應(yīng)地增加了一些關(guān)于香料、藥物的合成及天然有機(jī)物的提取等應(yīng)用性的實(shí)驗(yàn),能達(dá)到好的教學(xué)效果。

　　3改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

　　傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是教師“照本宣科”,學(xué)生“照方抓藥,做完了事”,形成“教師講的累,學(xué)生聽的煩”的惡性循環(huán),學(xué)生沒有了自由發(fā)展和自我思考的空間。這種教學(xué)方式,既束縛了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮,又不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和科學(xué)創(chuàng)造力的培養(yǎng)。

　　3.1注重“學(xué)生預(yù)習(xí)、教師備課”

　　學(xué)生實(shí)驗(yàn)前,必須認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,寫出具有一定規(guī)格的預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,在我們要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)要做到“看、查、寫”三點(diǎn)�！翱础本褪且�求學(xué)生仔細(xì)閱讀與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的內(nèi)容,如實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注釋以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等;“查”就是要求學(xué)生通過查閱資料來了解本次實(shí)驗(yàn)中要用到化合物的性質(zhì)和物理常數(shù);“寫”就是要求學(xué)生在“看”和“查”的基礎(chǔ)上認(rèn)真做好預(yù)習(xí)筆記,使學(xué)生對本次實(shí)驗(yàn)有一個整體的把握。這種預(yù)習(xí)方式?jīng)Q不是按教材上的內(nèi)容簡單“照抄”,其目的是讓學(xué)生對所要做的實(shí)驗(yàn)做到心中有數(shù)。

　　作為實(shí)驗(yàn)教師也應(yīng)該認(rèn)真?zhèn)湔n。實(shí)驗(yàn)課的備課不僅要求教師掌握和講述實(shí)驗(yàn)有關(guān)的原理等理論知識,還要掌握本次實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題和難點(diǎn)、疑點(diǎn),做到“成竹在胸”。近年來,不斷有年輕的新教師參與有機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作。由于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足,加上所受的有機(jī)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練也參差不齊,因此對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求的理解也不同,特別是對基本實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范要求不完全統(tǒng)一。因此,我們采用了以“老帶新”以及新教師必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn),試講合格才能上崗進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施,保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高質(zhì)量、高水平。我校在1998、2000年連續(xù)兩屆全國大學(xué)生化學(xué)競賽中榮獲有機(jī)實(shí)驗(yàn)操作個人第一名,2006年第五屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請賽又獲得一枚金牌和兩枚銀牌的佳績。

　　3.2注重“學(xué)生成為教學(xué)主體”

　　改革教學(xué)模式,就是要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)這個舞臺上,教師由“主角”變成“導(dǎo)演”,而學(xué)生由“觀眾”變成了“主角”,通過實(shí)驗(yàn)探索,由感性認(rèn)識升到理性認(rèn)識。學(xué)生由知識的被動接受者變成知識主動的發(fā)現(xiàn)者,成為教學(xué)主體。這就要求主講教師在講解實(shí)驗(yàn)課時(shí),不但要簡明扼要,抓住重點(diǎn)、難點(diǎn)講授,而且還要生動形象,富有啟發(fā)性。在講授實(shí)驗(yàn)課時(shí),教師應(yīng)盡可能加大學(xué)生的思維量,讓學(xué)生自己去探索、發(fā)現(xiàn)問題,尋找規(guī)律,并加以總結(jié)和提高。例如采用討論式、提問式、發(fā)現(xiàn)式、比喻式、啟發(fā)式、比較式等多種方法對學(xué)生加以引導(dǎo),把學(xué)生放在主導(dǎo)地位,由他們自己完成對本次實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的理解和掌握。這種教學(xué)模式,能提高學(xué)生的主動性,課堂氛圍良好而又互動。

　　3.3注重“多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合”

　　實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多媒體的應(yīng)用可以提高學(xué)生的興趣。采用Powerpoint以及Flash動畫相結(jié)合的課件演示,在一定程度上避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師在黑板上板書的單調(diào)與枯燥。當(dāng)然,對于實(shí)驗(yàn)原理或反應(yīng)機(jī)理等重點(diǎn)還應(yīng)結(jié)合板書,才能重點(diǎn)突出,否則學(xué)生光看課件就會覺得像放電影一樣一晃而過,無法達(dá)到最佳的教學(xué)效果。再如,利用《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)MMCAI教學(xué)課件》,學(xué)生可以在電腦中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、儀器的順序安裝和拆卸等,提高了實(shí)驗(yàn)的新鮮感。如果只用CAI教學(xué)軟件,不用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行演示,學(xué)生面對真實(shí)儀器不知如何操作,所以先進(jìn)的CAI教學(xué)只有和傳統(tǒng)實(shí)際演示相結(jié)合,才能成為完美的教學(xué)手段。

　　4完善考核評價(jià)體系

　　實(shí)驗(yàn)成績評定制度直接影響著學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的態(tài)度和積極性。規(guī)范的實(shí)驗(yàn)成績考核制度是為了充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

　　實(shí)驗(yàn)成績評定,應(yīng)避免根據(jù)各次實(shí)驗(yàn)成績計(jì)算平均分的方法,這樣反映不出學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的掌握情況。為此,我們不斷完善了考核評價(jià)體系。對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課成績的考核分平時(shí)考核和期末考試兩部分。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課成績以平時(shí)考查為主,占總分的60%,平時(shí)成績又分預(yù)習(xí)報(bào)告(20%)、實(shí)驗(yàn)操作(40%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(40%),每次實(shí)驗(yàn)均按上述項(xiàng)目及比例給出成績;在課程結(jié)束時(shí),為了進(jìn)一步復(fù)習(xí)和鞏固實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,我們將進(jìn)行期末考試,期末考試占總分的40%,期末考試又分筆試和實(shí)驗(yàn)操作兩部分,其中筆試成績占40%,操作考試占60%。由于各個實(shí)驗(yàn)班的主講老師評分尺度有所差異,我們再將各班的學(xué)生成績進(jìn)行排隊(duì),最后將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績評定為“優(yōu)、良、及格、不及格”四個等級,其中“優(yōu)”的人數(shù)占全班總?cè)藬?shù)的15%。這種考核辦法,體現(xiàn)了宏觀和微觀相結(jié)合,橫向和縱向相交疊,比較全面、客觀、公正地反映了學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際情況,提高了學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的積極性、主動性和熱情。

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