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简议有机化学实验教学改革思路与实践

作者:2017-01-17 16:05文章来源:未知
  培养21世纪高素质的医学人才是医学教育工作者的首要任务。有机化学是一门实验性很强的科学,它的原理、假设和各种结论都基于实验结果,并不断通过实验得到验证。有机化学实验作为有机化学教学的重要组成部分,因其在培养学生科学思维能力、分析、解决问题的能力和实验操作能力等方面具有重要作用而倍受关注。
  但长期以来有机化学实验教学的内容主要是验证性实验,目的只是验证理论,加深对理论的理解,掌握实验操作基本方法,而忽视了对学生能力和综合素质的培养。教学的方法仍然是传统的以教师为中心,教师对实验内容,包括实验原理、实验目的、实验方法、注意事项等逐步讲解,学生照猫画虎,按照教师的指导机械的完成实验内容,因此在实验操作过程中学生不必动脑筋去思考更多的问题,再加之学生中存在“重理论轻实验”的思想,学生的主动性得不到有效发挥,久而久之压抑了学生学习的积极性和创造性。学生普遍反映在实验课上收效甚微,甚至认为实验课可有可无。为改变现状以及适应素质教育的需求,我们教研室对有机化学实验教学内容和方法进行了改革和调整,并在学生中做了调研。
  1改革思路
  将有机化学实验内容分为3个阶段组织实施,针对每一阶段内容特点,采取不同的教学形式,制定相应的分期目标,逐步提高学生的综合素质和学习兴趣。
  1.1验证性实验阶段
  第一阶段主要分3步实施,首先给学生介绍有机化学实验的基础知识和一般操作技能,包括注意事项、常见事故预防和急救常识、有机化学实验常用仪器的装配及使用、玻璃仪器的洗涤与干燥、玻璃管的加工等内容。因内容繁多,课时有限,我们充分利用现代化多媒体技术,制成图、文、声并茂的课件进行播放。教师结合多媒体课件对部分内容进行讲解示范,然后学生操作练习,使学生掌握扎实的基本功。其次,对验证性实验进行压缩,只保留具有代表性的如醇、酚、醛、酮、羧酸、糖类和含氮化合物等8类化合物中典型的化学性质,集中编排成两个综合性实验,由繁就简,既保证了基础,又突出了重点。最后对于引入特定官能团的有机化合物的合成实验,要求学生课前作好充分预习,利用所学知识,选择合适的原料,查阅并收集相关信息,制定出合理的合成方案,完成预习报告,在教师的指导下逐步完成实验。通过该阶段达到验证理论、加深对理论的认识和掌握基本实验技能的主要目标。同时也注意对学生思考、分析问题能力的培养,如在有机合成实验中,教师可让学生分组汇报实验过程和结果,让大家帮助分析其成功或失败的关键所在。最后,教师进一步分析,并结合具体问题介绍一些常用的分析方法,如相关性分析法、因果分析法、演绎推理法等,使学生在整个过程中学会分析问题的方法并逐步形成清晰的思路。
  1.2指导性实验阶段
  第二阶段为指导性实验阶段,具有承上启下的作用。此类实验是在学生所学理论知识和第一阶段基础上进行的,是对所学知识的应用。如:将阿司匹林的制备分成3个单元进行,首先学生进行阿司匹林合成部分的实验(训练有机合成操作),先得到阿司匹林粗品;第二次实验将前次制备的粗品通过重结晶纯化(训练分离纯化基本技能)得到阿司匹林纯品;第三次实验测定阿司匹林纯品的熔点(进行理化性质测定的技能训练),根据熔点的测定来判断阿司匹林的纯度。在实验过程中,除了训练各种技能以外,还以最后产品的产率、纯度作为考核标准,使学生精心考虑每一步操作,力求精益求精。通过系列综合实验,大大提高了学生对有机化学实验课的兴趣,使学生认识到有机化学实验课的重要性,变被动学习为主动学习,此外还让学生亲自体验完成一个实验课题的全过程,为下一阶段打下基础。
  1.3创新实验阶段
  第三阶段由实验思路过渡至科研思路,培养学生初步的科研意识,进一步增强学生发现问题和解决问题的能力。在此实验前,教师首先给学生做科研基本知识的专题讲座,包括科研选题、实验设计、预备实验、正式实验、结果分析处理及论文撰写等内容,在选题中讲解掌握获取资料的途径,如常用手工和因特网检索工具、检索策略及文件筛选等内容。然后教师命题与学生自选题目相结合,模拟科研过程进行初步的调研、立题、实验设计、论文撰写等方面的训练。教师根据有机化学实验教学目标,寻找与实验教学内容密切相关的能激发学生兴趣的材料,创设出特定的情境,给学生提出要研究的领域,引导学生发现并提出需要探究的问题。如:有机合成方法降低药物毒性的研究;从不同植物中提取咖啡因的对照研究。学生针对问题,采用小组合作的方式,通过查阅文献资料,获取相关信息,提出解决问题的初步计划。若初步计划可行,学生可就收集、整理得到的相关资料,结合亲身实践对得到的实验现象、数据,进行分析、推理、判断,从而得出初步结论。教师在此过程中给与一些建设性的意见或建议。最后教师引导学生就初步结论进行讨论、并补充完善,从而总结出较为严谨、正确的专题报告。这一步骤具体的做法是让每个学生把自己的实验设计思想、实验原理、实验步骤、实验结果及存在的不足在全体学生面前讲述,教师和其他学生可对其设计的实验提出问题、意见和建议,使其结果更加完善。这一过程给学生提供了一个相互交流、相互学习的空间,营造出研究性学习的氛围,使学生所学习到的有机化学实验内容不仅仅局限在自己研究的一个实验上,从而拓宽了学生的思路和眼界。通过创新性实验,使学生在知识的海洋里畅游求索,及时跟踪科技发展前沿,学习新方法,发现新问题。同时也掌握获取科学知识的基本途径,为医学生的终身教育打下坚实基础。
  总之实验内容的调整应遵循由浅入深、循序渐进的学习过程:即由基础知识※分析思路※实验思路※科研思路※综合素质及能力,此过程的逐步进行能不断提高学生的学习兴趣和动手能力,更重要的是提高了学生独立观察、分析、解决问题的能力和逻辑思维能力,提高了综合素质,逐步将学生培养成为适应现代社会需要的应用型人才。
  2调查研究结果及问题解决策略
  内容调整实施后对2005级本科生235人进行问卷调查,调查内容包括实验内容组成(验证性实验占40%,指导性实验占35%,创新性实验占25%)的合理程度及调整后实验内容对学生的学习兴趣,分析、解决问题的能力等方面的帮助作用。
  可见,在实验学习过程中,学生综合素质得到了很大提高。实验内容合理度的调查结果显示:①学生对创新性实验有极高的热情,普遍反映收获很大。为此,拟加大该部分内容比例,并邀部分学生参加教师的部分科研工作,培养学生观察、分析、解决问题的能力。②建议对验证性实验再适当缩减,增加基础实验的多媒体课件内容。根据这一情况,我室已对部分实验的课件做了制作准备工作,并增加教研室教师典型科研工作的课件内容,扩大学生的知识面。③对指导性实验比例基本保持不变。
  在实验内容调整后,创新性实验增加,学生需查阅大量的文献,学生大量涌入电子阅览室、期刊杂志阅览室等图书部门,给他们的工作带来不小的压力。同时详细批阅学生的资料及准备相应实验,也给教研室的教师带来了极大的压力和工作量。为此我们对学生采取分批实施,既解决了以上问题,又保证了教学质量。
  总之,为适应现代社会对高素质型人才的要求,更好的满足学生的需求,提高实验教学的质量,我们将不断加强实验教学改革与探索力度,完善实验内容,以培养学生主动、积极的学习激情和勤于思考的习惯,使学生对基础化学实验课产生浓厚的兴趣,使学生在实验中得到全方位的锻炼。
 

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