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浅论基础有机化学实验教学改革的思考与实践

作者:2017-01-07 15:35文章来源:未知
  有机化学是一门以实验为基础的化学,许多有机化学理论与规律都来自实验,通过实验也可验证理论,巩固和加深对理论的理解。有机化学实验课的教学,可使学生学会和掌握有关有机化学实验的基本操作技能,从中培养学生良好的实验工作方法和工作习惯以及严谨的科学态度和创新精神,特别是掌握与科学技术发展相适应的综合能力。四川大学化学基础实验教学中心在教学实践中,对基础有机化学实验课的教学内容、教学方法和教学手段上进行了长期、反复的思考、改革与实践。本文就我们在基础有机化学实验课程实验教学中的改革作一些介绍。
  1实验教学的特点及作用
  实验教学是一种直观、形象的教学方法,它通过实验手段,抽象具体地展示人们认识和发现某一知识、原理的过程,让学生在较短的时间内理解、认识和掌握某一知识、原理,并为掌握其他知识打基础:因此,实验教学具有直观性和可操作性的特点。
  实验教学能够激发学生的好奇心和探究欲,并在实验过程中逐渐形成学生严谨、求实的科学态度,引导学生掌握规范操作的技能技巧,培养学生观察、分析和动手操作的能力。实验教学在教学过程中起着促进学生所学知识迁移的作用,在整个教学中起着举足轻重的作用。
  2实验教学方法的改革
  被誉为德国教师的教师的第斯多惠有一句至理名言:“一个坏的教师奉送真理,一个好的教师则教人发现真理。”联合国教科文组织也曾谈到:今后的文盲将不再是不识字的人,而是不会自学和学了知识不会应用的人。
  实验教学过程中到底教学生什么?是“鱼”还是“渔”?是教学生做一个实验,还是教学生实验方法和科研思维?在基础有机化学实验教学实践中,我们越来越明显地感觉到方法与能力培养的重要性。我们改变了老师讲、学生听的传统灌输式的教学模式,采用启发式、提问式、讨论式等教学方式,以提高学生独立思考能力、查阅科技文献能力、分析问题与解决问题能力、交流沟通能力,使学生有了自由发展的空间,培养了他们的综合素质和探索、创新精神。
  2.1培养学生良好的实验室工作习惯,做到文明实验
  从学生一跨进有机实验室开始,我们就刻意培养学生良好的实验室工作习惯。良好的实验习惯表现为:实验前认真准备,做好预习,做到目的明确、心中有数;实验过程中能保持实验台整洁有序、工作细致,实验操作合乎规范;实验过程中能勤于观察并及时记录实验现象,实验记录翔实、规范;实验结束后,严格按照实验室管理制度以及值日生制度检查监督。
  教师需随时督促检查学生实验台是否打扫干净,用过的仪器是否清洗干净,是否分类整齐摆放在仪器筐中,并督促学生及时整理和分析实验数据,完成实验报告。良好的实验习惯能使人终身受益,但好习惯的养成却不是一朝一夕的事。因此,教师在教学管理上要做到“明、细、勤”,即对学生提出的学习目标和要求要非常明确,对学生的指导要细致、亲切,对学生的督促要勤,宽严要适度。
  2.2课前及课堂要求
  1)每一堂实验课前,教师针对具体实验中遇到的各个知识点提出多个问题,这要求学生需预先课外大量查阅资料寻找答案,做到对实验内容事先心中有数。
  教师还利用业余时间,组织部分对实验感兴趣的学生与教师一起做实验前的准备工作。实验准备是保证实验顺利进行的前提,也是实验教学的一部分,因时间有限,不能带学生在课堂内完成准备工作。通过与教师一起做实验准备,不仅学生了解了实验过程中使用的一些试剂、仪器的由来,同时也加深了师生彼此间的理解与交流。
  2)上课时,教师通过提问及检查学生的实验预习报告,了解学生的预习情况,以便在实验中教师进行适当的提示和指导;还利用多媒体课件和挂图、墙纸等方式进行辅助教学,形象直观地了解反应中所需的仪器与实验装置,掌握实验中必须注意的事项、所需的物理常数等,提高了预习的效果和实验的成功率。
  允许学生出现失误,不过分强调实验结果的好坏,而是强调对失误原因的分析。这样不仅能使学生体会实验的严谨所在,加深对实验原理的理解,更重要的是能培养学生分析问题、解决问题的能力。不把实验结果看得过重,学生心理上的紧张与压力就会减轻,就能放开手脚、打开思路,懂得如何以事实为依据,以逻辑推理为工具,具体问题具体分析,从而获得自信,学会在书本与自己之间,不过分相信书本,在理论知识与实验现象之间,不过分相信理论。
  3)教师在认真批阅实验报告的基础上,课前点评总结前一次实验课中出现的问题,解答学生提出的有关理论与实际操作等问题,使学生能更好地理解有关的理论与反应机理,避免实验中出现错误操作,提高实验成功率与操作技能,加强理论与实践的结合。
  4)教师在整个教学过程中尽可能激发学生的探索、求知的欲望。教师本身的言语、行动、学风和科学素质要成为学生的表率,教师应做到“四勤”(勤巡视、勤询问、勤表扬、勤总结),实验过程中对学生严格要求,认真巡查、观察和规范学生的操作行为和过程,及时发现和纠正错误,从而确立学生在教学活动中的主体地位,调动了学生的学习积极性、主动性和创造性。
  2.3规范实验报告的书写
  在实验教学中,规范的操作和规范的书写实验报告是实验教学中重要的组成部分。我们在教学实践中发现,大部分学生对如何规范地书写实验报告普遍不清楚、不重视。针对这种情况,我们采用以下方式:教师在做预实验后,写出实验报告的样本;在学生的实验报告中,挑选写得比较规范的实验记录,复印下来供学生传阅、借鉴。还对实验报告中的每一项内容写出具体要求。
  例如,实验现象及原始记录的内容包括:
  1)要记开始加热的时间、温度;
  2)反应液沸腾的时间、温度;
  3)具体操作的内容(包括:加料的名称、用量、反应瓶的容积,安装什么实验装置,开始加热,停止加热等);
  4)反应中间所观察到的现象(包括:反应中途反应温度变化、反应液颜色的变化、反应液何时有回流、馏出液的滴速、有无沉淀及气体生成,固体的溶解情况等);
  5)最后得到产品的颜色和产品的量、产品的熔点或沸点等物理化学数据。
  实验报告讨论部分内容包括:
  1)对自己实验情况小结;
  2)结合理论知识,对实验过程中出现的一些现象进行合理解释;
  3)分析总结自己实验中的不足,实验如果失败,试找出原因;
  4)计算出产率后,对影响产率因素的分析;
  5)做完实验后的感想体会;
  6)对实验教学的一些建议以及不清楚、不懂的问题。
  不一定每次要把以上6条都写出来,应该有所侧重,主要是第1,3,4,6条;每名学生针对自己的实际情况着重突出一两点。
  实验报告讨论部分能体现学生对实验的理解程度,有助于训练学生理论联系实际,发现问题、分析问题、解决问题。所以我们特别重视实验讨论,也是实验成绩的重要给分点,要求学生写出自己的发现和理解,不管其结论是否正确,重要的是要写出自己的见解。这样的学习方式,即使最简单的实验,对于学生而言也是崭新的知识,也能使学生感受到化学实验的魅力。
  2.4构建全面合理的考核体系
  基础有机化学实验教学在于培养学生的综合实验技能。从近年来的教学效果以及学生的建议与看法可总结出,有机化学实验教学不应单一地以最终的实验结果好坏作为学生成绩评定的依据,而需要综合性地考察学生的理论知识掌握、实验操作正确与否、对实验过程中一些常见问题的解决能力等。教师需要全面客观合理地评定学生的综合实验水平,避免单一的考核依据,使其更为客观和公平,也可以使学生信服,而且有利于培养学生严谨的学风。通过这种评定方式,不仅能正确评价教学情况,有助于分析实验教学环节中存在的问题,而且能督促学生自我检查、自我训练,加强实验课的教学效果,进而提高他们的综合实验能力。
  为了体现公平、公正,合理评价和考核教学情况,有机化学实验成绩采用百分制,考核为平时考核与期末考核相结合。即对平时实验课实行考核,期末进行操作技能考试,其中平时考核成绩占70%,期末考核成绩占30%。这样的分配比例源于实验教学的特殊性,有利于培养学生的实验能力。实验能力的培养需要在平时的实验中进行,期末考核只是一种手段。考核的目的是促使学生重视实验课,增强学生参与实验的动力。平时考核成绩是学生平时单次成绩的平均,而单次成绩以出勤、实验预习、实验操作过程(包括安装实验装置和干燥等几项内容)、产品产量和质量、习惯素养、实验报告等来进行综合评分,涉及实验课教学的各个方面,这样既保证了整个实验教学的有效进行,同时也避免了最后一次考试决定成绩的偶然性。在实验考核过程中,教师能够准确地了解教学效果,发现教学中的薄弱环节和存在的问题,有利于总结教学经验,不断提高教学的质量和水平。也有利于扭转学生长期以来重理论轻实验的现象,提高学生对实验课重要性的认识。对实验课各个环节的全程考核,使学生能敏感及时地感受到实验各环节中与教学要求的差距,查错补漏,认真规范自己的实验操作,明确下次实验努力的方向,逐步养成良好的实验习惯,进而端正学习态度,培养科学素养,提高实验综合能力,为学生后续相关专业实验的学习、毕业论文以及考研面试等进一步深造打下良好的基础。
  3结束语
  该改革方案通过在2010级、2011级、2012级和2013级学生基础有机化学实验中的试运行,具有较好的可行性,受到了学生的欢迎和领导的肯定。学生普遍反映,通过有机实验课的学习之后,对所学知识的应用得到更深刻的认识与体会,实验技能也有了很大的提高。后续课程的教师也反映学生查阅资料和动手能力提高了,实验习惯更好了,实验记录和报告的书写规范、图表绘制漂亮。当然,实验教学改革对教师提出了更高的要求,不仅需要把自己的科研经验融入教学中,还需加大工作力度,全身心投入。我们对基础有基础机化学实验教学的改革进行了一些有益尝试,注意利用学生的好奇心和对实验的新鲜感,调动他们自主学习的积极性,使其在训练基本实验技能和养成良好实验习惯的过程中不至于感到厌烦和懈怠。在实施教学改革过程中,虽然取得了一定的成绩,但还存在不少问题,仍需要全体有机化学实验课教师的踏实、细致的教学工作进一步深化教学改革。
 

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