時間:2023-03-14 14:49:41
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傳統的有機化學實驗教學模式,多采用以班為單位的集中教學,實驗過程主要依靠指導教師的講解、演示,通過大量的驗證性實驗,引導學生掌握教學大綱所要求的實驗技能和技巧,建立理論與實踐相結合的思想。當一個學生學習完所有教學大綱的內容后,需要獨立開展畢業論文的時候,突然發現他們束手無策了。于是,作為實驗教學改革的成果,目前很多高校進行開放性實驗教學,經過幾年的實踐,在顯示出優越性的同時,也出現了許多的問題。
(1)教學體制和觀念的問題。由于有限的實驗教學時數,加之實驗教學經常被看作理論教學的附屬,在開放性實驗實行過程中,仍有不少人包括教師和學生對開放性實驗認識不夠,導致參與這項工作的主動性和積極性不高,人員安排困難。
(2)實驗室管理的問題。開放實驗在運行過程中,由于實驗者的多層次、實驗項目更多,實驗時間的不確定和指導教師直接參與指導或引導的力度減少,會導致儀器設備的損壞加大、低值易耗品的浪費、實驗安全隱患增加等問題。
(3)實驗過程中的指導問題。采用開放性實驗教學后,學生的實驗內容可變性很大,涉及知識很廣,難度加大,在實驗過程中隨時會出現這樣或那樣的問題,對實驗指導教師和管理人員都提出了更高的要求。
(4)教學質量評價問題。由于人員配備和教學經費緊張等各方面的原因,一方面開放性實驗工作量很難客觀定量,難以充分調動指導著和管理者的積極性,另一方面學生實驗成績大多只重結果輕過程,考核結果很難客觀真實反映學生的實驗能力和操作技能水平,有悖于在實驗中培養學生實事求是、理論聯系實際的優良學風的培養目標。
(5)實驗投資不足的問題。高校的大規模擴招,實驗硬件不足,落后的儀器設備和教學、教輔人員緊張等問題,導致開放性實驗無法真正開放,也無法充分調動教與學的積極性與主動性。
2改革實驗教學,探索層次遞進的開放性實驗教學模式
有機化學實驗包括基本操作技能、分離純化、有機合成、結構檢測訓練幾大塊,結合課堂實驗教學、課外項目實驗、科技創新等形式,逐漸形成了基礎認知、綜合設計、研究創新三個層次的實驗教學體系。基礎性實驗就是傳統的課程實驗,訓練基本操作技術和技能;綜合設計性實驗是學生綜合運用所學理論知識進行設計開發實驗,培養學生的綜合素質和創新能力,使學生初步具有分析問題和解決問題的能力;研究創新性實驗是在提出實驗項目后,由學生根據已有知識和實驗條件進行實驗方案設計,指導教師審查通過后,在教師的協助和指導下完成。根據我校的情況,基礎實驗采取全面預約開放形式;綜合設計實驗由課程小組共同確定實驗項目,提出目的要求,以學生為主體、教師為主導完成實驗,教師及時檢查實驗記錄,并適當進行學生實驗心得交流;研究創新實驗可以由指導教師結合自身科研課題、企業項目或結合課程建設等提出具體探究性實驗,或有學生與實際生活結合提出的趣味性題目,采用項目教學法完成該層次實驗,該層次實驗通過項目立項管理,學生作為實驗項目的第一責任人,充分調動了學生的主動性,又能培養學生的管理意識、責任意識和團隊協作精神,通過文獻查閱、方案設計、實驗操作、應對突發事件、實驗總結、交流討論等實踐活動,訓練了學生各方面的綜合素質。總結近期開放性實驗教學已取得的經驗,未來開放性實驗教學的改革發展趨勢將集中體現在以下幾方面:
(1)實驗教學體系的構建與完善。根據學生的專業培養要求、知識結構、學校辦學特色和實驗條件,以及實驗的難易程度等分級分層次組織實驗教學,及時修訂并完善實驗實踐教學計劃和教學大綱,從實驗教學整體出發,明確實驗課程的任務和目標,調整實驗項目和內容,構建層次遞進的實驗課程體系。
(2)實驗項目和內容不斷更新。為了開放性實驗進行得有聲有色,首先要激發學生的實驗興趣,即要求開放性實驗項目及內容能對學生產生足夠的吸引力,這就要求實驗項目及內容要充分體現實驗室的特色和建設水平,讓學生有機會接觸到本學科專業發展的前沿,讓學生盡可能多的學習使用常規實驗接觸不到的儀器設備,讓學生緊跟現代科學技術的發展步伐和適應新時期的人才需求。
(3)開放性實驗室管理體制的完善。隨著科技的進步,開放實驗教學及其管理體制需要不斷進行改革創新,即管理理念、管理技術手段、管理制度、管理模式的創新,充分運用計算機技術,建立與開放實驗教學相適應的管理信息系統,涵蓋開放實驗預約、學生自主學習、儀器設備管理、實驗耗材管理、實驗是安全和成績查詢等。
(4)質量考核和評價體系的完善。在整個實驗教學過程中,不僅進行實驗結果的考核,更應加重對實驗過程的考核,指導教師在每次實驗操作結束時及時對學生的實驗思路、操作能力等方面做出定量或定性的評定。另外,開放性實驗教學的質量對于培養大學生創新能力、實踐能力又很重要的影響,因此,需要對開放性實驗教學質量進行評價,建立科學性、系統性、可操作性的評價指標體系是很必要的。
3層次遞進開放性實驗教學模式的實施效果
實施層次遞進開放性實驗教學模式,學生預約確定實驗項目,自主實驗,提高了學生學習的主動性和積極性,促進了學生知識、能力、素質的協調發展。實驗室開放預約一年來,實驗室幾乎成了學生的家,實驗室全天都有學生實驗,每班一半以上的學生參加了校級或省級大學生實踐創新創業項目。
4結語
對于生物科學專業的學生來說,有機化學實驗主要是讓學生掌握最基本的操作,如重結晶、萃取等;簡單化合物的制取,如阿司匹林的制備等;最后是驗證一些常見化合物的性質,如生物堿、羧酸及其衍生物的化學性質等為主要內容,以上內容基本都是以教材里已被檢驗了的實驗部分為主,這對提升學生的綜合分析能力和創新能力都是不可取的。
2有機化學實驗的教學實踐內容改革的舉措
鑒于以上存在的問題我主要從授課方式、教學內容和實驗報告的撰寫等方面對有機化學實驗進行研究。
2.1授課方式的探索首先,在上課程之前,批改學生的預習報告,知道學生預習實驗的認真程度,老師在講課的時候可以進行補充,如果是學生預習知道的東西可以簡略的帶過,對學生沒有預習到的知識進行補充,并提出在實驗的時候可能出現的問題抽學生回答;也可以讓學生和教師相互交換角色,讓這“教師”講解該實驗,最后教師再針對該學生的不足加以點評。在此過程中教師要鼓勵學生積極發言、各抒己見,對有創意的學生要給予熱情、肯定和贊揚。這樣既激發了學生的學習積極性和對實驗課程的熱情,使學生做到上實驗課之前積極配合教師完成安排的工作。在每次課的結尾時,向學生宣布下一次實驗。其次,在實驗準備的全過程中讓全班學生分組參與,在教師引導下,學生可按照實驗要求來對實驗儀器的選擇和所用試劑的配制等。同時,給一個題目,讓學生自己去查找資料,進行實驗的設計,自己根據所找資料寫出實驗方案,實驗藥品,并在老師的指導下對實驗方案可行性的判斷,得到老師的批準后,讓學生自行實驗準備,這樣有助于提升學生對實驗設計、實驗操作技能以及對整個實驗內容的整體把握都是非常有效的。但是這對生物科學專業化學基礎知識較差的學生來說難度較大,對化學基礎知識較好的學生對實驗的積極性和創新能力都將得到很大的提高。對于大一的學生來說,主要是對基礎實驗技能的操作實踐和設計實驗原理的初步理解,比如熟悉提純的原理及操作、簡單的制備等,從而對化學實驗有了基本的認識,并能夠掌握比較基本的化學實驗理論,對學習以后的課程打下基礎。
2.2優化實驗教學內容因傳統教學主要是基礎實驗和驗證性質實驗,本文主要將基礎有機實驗與有機設計實驗以及綜合實驗融合在一起,以增強學生的創新能力,提高學生的學習興趣,培養學生的創新意識。首先,讓學生擁有扎實的基礎知識,開設大量的基本實驗來規范學生的操作技能,減少驗證性實驗的個數來為后續的實驗做鋪墊,比如重結晶的操作實驗,可以讓學生做苯甲酸、乙酰苯胺以及萘等來鞏固此操作。其次,多開設與生物科學專業相關的綜合性實驗。因綜合性實驗難度比驗證性實驗要大,對學生來說具有挑戰性。比如從茶葉中提取咖啡因,可以有兩種方法,一種方法時間短,設備簡單,但是效果不好;另一種方法用索氏提取器做,所需時間久,裝置也比較麻煩,效果明顯。還有葡萄糖酸鈣制備、從槐花米中提取蘆丁等,這些實驗都與生物相關,能夠增強學生的興趣和提高學生的動手能力。
2.3實驗報告的撰寫實驗報告采用科技論文的格式,包括中英文摘要、引言、儀器與試劑、實驗方法、實驗結果與討論、結論、參考文獻等[4]。這樣寫的好處是有利于對學生以后的科研打下基礎,知道論文的寫法,也為寫畢業論文打下一定的基礎。
3實驗考核體系的完善
傳統的實驗考核體系是以實驗報告為主,不注重學生的具體操作過程,因為預習、操作、報告以及期末考查等貫穿實驗的整個過程。傳統的體系導致學生只注重實驗報告,不注重過程,而使很多基本的操作技能都出現錯誤。最終不能夠地對學生進行公平的評價、更不能夠激發學生的學習興趣,也不利于培養學生的創新意識及創新能力。實驗教學的特點是以學生為中心,使學生的主觀能動性得到充分地發揮,與此同時也要求教師一定要具備高度的責任意識,將不同教學項目的實驗設計其具有不同的功能,并實現各個教學環節上的松緊適度。此外,為提升實驗教學效果,教師應該在實驗課的不同環節,充分扮演自己的角色定位,在寬松、和諧的氛圍中有序、高效地進行實驗。通過對有機化學實驗的教學內容、教學方式和評價體系的進行改革,既調動了學生的學習積極性,增強了學生觀察、分析及解決問題的能力,又準確地考核了學生的綜合素質,收到了良好的教學效果。
4結論