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大學有機化學實驗課堂教學方法探究
大學有機化學實驗課堂教學方法探究
楊振平，盧美貞
（浙江工業(yè)大學，浙江杭州310014）
摘要：本文對大學有機化學實驗的“三層次”遞進式教學模式進行了探究，針對“三層次”的實驗內(nèi)容：基礎(chǔ)規(guī)范性實驗、綜合設(shè)計性實驗、研究探索性實驗，分別設(shè)計了“問題引領(lǐng)互動式”、“任務(wù)導向參與式”、“專題研討探究式”三種實驗教學方法模型，該方法促進了學生自主學習、自主實驗、自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高了學生綜合素質(zhì)。
關(guān)鍵詞：實驗教學；“三層次”方法；設(shè)計
基金項目：浙江工業(yè)大學2014年教學方法改革專項項目（JGZ14O1）
作者簡介：楊振平（1962-），女，遼寧阜新人，副教授，碩士，主要從事有機化學教學與研究工作。
通訊作者：盧美貞（1980-），女，浙江臺州人，講師，碩士，主要從事生物質(zhì)能源化工教學與研究工作。
實驗教學作為高等教育中的重要實踐教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要教學手段。因此，探索高校實驗教學模式與方法，培養(yǎng)學生自主學習、自主實驗、自主創(chuàng)新（“三自主”）能力是高校實驗教學的重要研究課題[1-2]。有機化學實驗是化學、化工及其他近化類專業(yè)學生必修的一門基礎(chǔ)課，近年來，浙江工業(yè)大學基礎(chǔ)化學實驗中心在基礎(chǔ)化學實驗國家精品課程建設(shè)過程中，對有機化學實驗課程內(nèi)容重新進行了規(guī)劃設(shè)計，構(gòu)建了實驗內(nèi)容的三個層次，即：基礎(chǔ)規(guī)范性實驗、綜合設(shè)計性實驗、研究探索性實驗；在教學方法上不同內(nèi)容采用不同方法，形成了“三層次”遞進式的教學特色，充分體現(xiàn)了教師為主導、學生為主體的教學理念；在培養(yǎng)學生“三自主”能力方面取得了顯著成效，充分發(fā)揮了作為國家級實驗教學示范中心建設(shè)單位的示范和輻射作用。
一、有機化學實驗“三層次”遞進式實驗教學模式的設(shè)計思路
有機化學實驗開設(shè)的時間多數(shù)高校是在大學一、二年級，根據(jù)學生在不同學習階段（大學低年級）的知識和能力結(jié)構(gòu)的要求，課題組把有機化學實驗內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)規(guī)范性實驗、綜合設(shè)計性實驗、研究探索性實驗三個層次，循序漸進地培養(yǎng)學生的自主學習、自主實驗、自主創(chuàng)新能力，提高學生綜合素質(zhì)。“三層次”遞進式實驗教學設(shè)計思路如圖1所示：
第一層次為基礎(chǔ)規(guī)范性實驗，是學生學好有機化學實驗的基本原理、基本操作技能的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學生實事求是的、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，良好的科研素養(yǎng)以及良好的實驗室工作習慣的關(guān)鍵。第二層次為綜合設(shè)計性實驗，是訓練、鞏固學生基本操作的重要環(huán)節(jié)，也是提高學生自主學習能力、自主實驗能力的過程；第三層次為研究探索性實驗，是拓展思路、提高科研素質(zhì)、培育創(chuàng)新意識、鍛煉創(chuàng)新能力的過程。
二、“三層次”遞進式實驗教學模式的分層設(shè)計
課題組以培養(yǎng)學生“三自主”能力為目標，圍繞有機化學實驗“三層次”的內(nèi)容，探索設(shè)計了三種教學方法。基礎(chǔ)規(guī)范性實驗采用“問題引領(lǐng)互動式”教學，意在調(diào)動學生的思維，側(cè)重培養(yǎng)學生規(guī)范的實驗操作技能、自主學習能力；綜合設(shè)計性實驗采用“任務(wù)導向參與式”教學，激發(fā)學生學習積極性，培養(yǎng)學生自主學習、自主實驗能力；研究探索性實驗采用“專題研討探究式”教學，以科研問題為導向，培養(yǎng)學生自主探索、自主創(chuàng)新能力。
1.基礎(chǔ)規(guī)范性實驗———問題引領(lǐng)互動式教學。有機化學基礎(chǔ)規(guī)范性實驗包括有機化學基本操作和基礎(chǔ)實驗，目的是強化基本操作技能訓練，夯實基礎(chǔ)。采用問題引領(lǐng)互動式教學，主要通過以下三個環(huán)節(jié)來完成：第一，實驗前教師要針對每個實驗內(nèi)容，圍繞教學目標設(shè)置問題，(325224.com)讓學生帶著問題去預習，并擬出解決問題的方案，培養(yǎng)學生自主學習能力，提高實驗預習效果。第二，教師要在實驗課堂上啟發(fā)學生思路，調(diào)動學生思維，引導學生爭論；學生在互動討論問題的同時，思維得到拓展；對實驗的內(nèi)容也有了更深層次的理解，為動手操作做好了充分的準備。第三，教師總結(jié)點評，學生梳理思路，得出結(jié)論。通過這種教學方法，學生在實驗操作中思路清晰，錯誤率大大降低，同時，也會及時發(fā)現(xiàn)實驗中的問題，有利于培養(yǎng)學生自主學習、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生勤動腦、善思考、細觀察的良好實驗習慣。以上過程可由圖2模型設(shè)計展示出來。
2.綜合設(shè)計性實驗———任務(wù)導向參與式教學。在實驗教學中要培養(yǎng)學生的“三自主”能力，必須在實驗課堂上為他們創(chuàng)造必要的條件，讓學生通過親自設(shè)計實驗、參與實驗，培養(yǎng)他們獨特的思考能力和動手能力[3]。有機化學綜合設(shè)計性實驗是一些經(jīng)典的、有代表性的合成實驗，目的是在加強合成實驗訓練的同時，增強學生綜合實驗能力。任務(wù)導向參與式教學是一種以具體教學內(nèi)容作為任務(wù)，實驗前教師要將任務(wù)分解，學生以團隊的方式參與到實驗的設(shè)計、講解、操作、討論、成績評定等各個環(huán)節(jié)，這種角色互換的方式可以有效激發(fā)學生的學習興趣和潛能，學生的自主學習能力、語言表達能力以及學生的自信心都會大幅提升，同時學生的自主實驗能力也會明顯增強，創(chuàng)新意識提高[4]。由于該方法由學生團隊和教師共同完成，因此，在學期初，教師需要向?qū)W生公布實驗教學任務(wù)，并組建團隊，一般5～6人為一個團隊。該教學過程設(shè)計模型如圖3所示。
3.研究探索性實驗———專題研討探究式教學。研究探索性實驗是在基礎(chǔ)規(guī)范性實驗、綜合設(shè)計性實驗的基礎(chǔ)上開設(shè)的。該實驗集“綜合性、設(shè)計性、研究性”為一體，以培養(yǎng)科研能力和創(chuàng)新能力為目標，并兼顧實驗內(nèi)容與實踐的聯(lián)系，可以為學生今后就業(yè)和從事科研工作打下良好的基礎(chǔ)。專題研討探究式教學，是學生根據(jù)某一專題的目的要求，查閱文獻，研究討論，運用相關(guān)知識和技能對實驗方法、步驟、儀器等進行設(shè)計并實施，最后分析、討論，評價其結(jié)果，是“科學探究式”的學習[5]。主要經(jīng)過實驗準備、開題報告、過程探索、拓展延伸四個階段。經(jīng)過這樣的訓練，學生學會查閱文獻資料，設(shè)計實驗方案，確定實驗步驟，自己選擇實驗儀器，自己操作實驗全過程；發(fā)現(xiàn)問題，自己解決；實驗結(jié)束，每組同學完成一篇科研論文式的“小論文”，并寫一篇實驗感想。這一過程將科研思維方式和方法引入教學，提高學生綜合利用已有知識不斷創(chuàng)新的科研素質(zhì)，充分發(fā)揮了學生的自主學習、主動探索的積極性和創(chuàng)造性。該教學過程的設(shè)計如圖4所示。
“三層次”遞進式的實驗教學，經(jīng)過浙江工業(yè)大學化學工程學院的實驗研究，教學成效顯著，但“教無定法”，只有不斷地改進、創(chuàng)新實驗教學方法，才能有效發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，提高實驗課堂教學質(zhì)量。
參考文獻：
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[4]張俊文，李玉琳，董長吉，代少軍。協(xié)同式任務(wù)導向教學模式理論體系及實踐[J].高等理科教育，2013，（4 ）：22-27.
[5]張清，謝亞娟，馮銳。高校探究性學習有效性研究[J].揚州大學學報，2013，17（6）：66-71.
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