有机化学实验教学问题及措施

有机化学实验教学问题及措施

摘要:有机化学实验是高校应用化学专业的一门重要的专业基础课。通过优质的有机化学实验教学能提高学生实践动手能力、观察能力、逻辑思维能力。为适应地方高校培养应用技术型人才的办学理念,本文以喀什大学应用化学专业为例,分析和总结了目前有机化学实验教学中存在的问题,探析了问题产生的原因,并提出能提高有机化学实验教学质量、培养学生创新意识和实践能力的切实可行的整改措施。

关键词:有机化学实验;实验内容;授课模式;考核机制

喀什大学应用化学专业是化学与环境科学学院开设的以化学为基础的应用工科类专业,其人才培养目标是培养具备扎实化学基础理论、基本知识和实验技能、方法及其化学应用的相关理论知识和基本实验技能,具有应用化学方面实际工作和研究工作初步能力和创新创业能力的专门人才和应用型人才。有机化学实验课程是应用化学专业基础必修课程之一,在基础化学实践教学中占有十分重要的地位。有机化学实验课程的教学目的和任务是使学生系统地掌握有机化学实验基本操作技能、掌握重要有机化合物的制备、分离、提纯和鉴定方法,培养学生能以小量规模正确地进行制备实验和性质实验、有机化合物的分离和鉴定能力、熟练使用相关仪器,加深学生对有机化学理论知识的理解,培养书写简单研究报告及初步查阅文献的能力[1]。通过有机化学实验课程的开设将后续课程奠定基础,除此之外,通过有机化学实践性操作,促使应用化学专业学生直观地理解理论知识、验证科学理论、掌握实验操作技能,同时在培养学生的实践动手能力、观察能力、逻辑思维能力、理论联系实际的工作之风,为应用技术型人才的培养打下良好的基础[2]。因此,优质的有机化学实验课程的建设及学习显得尤为重要。然而,目前我校有机化学实验教学中存在:基础性实验比例高,合成实验单独设课,综合性试验研究性较弱;教学模式落后,在整个实验过程中,学生过分依赖教材和讲解,边看教材边做实验,遇到问题也全由教师解答,学生仅仅是被动参与;实验课考核方式单一,起不到激励及促进作用等问题。上述问题均降低了学生对实验的观察和思考能力,此种模式下难以培养应用化学专业学生的实践动手能力和创新能力。因此,结合喀什大学办学特色和应用化学专业人才培养要求,深入探析应用化学专业学生有机化学实验课程教学中存在的问题,提出相应的对策是提高教学质量的需要。本文以喀什大学应用化学专业为例,结合作者自身有机化学实验教学经验和体会,对目前有机化学实验教学中存在的问题进行总结和分析,提出提高有机化学实验教学质量的改革建议[3],力求规范学生有机化学实验操作能力,提升实验技能,通过有机化学实验课程提高及培养学生创新能力和科研素养。

1目前有机化学实验教学中存在的问题

1.1实验内容相对简单,缺乏研究性

我院有机化学实验课程教学计划上课时量分配为2个学时,实验室规模小,大部分班级分两组授课。然而有机化学实验课试验时间较长,因此,在学时有限的情况下,按照教学大纲要求,结合各专业特征,合理选择实验内容有一定的难度。其次,目前化学药品管理及安全问题非常重要,而且喀什大学位于新疆喀什市,是祖国最西部的一所偏远地方高校,药品及实验器材的运输也是影响实验内容选择的一个重要因素。考虑以上因素,在我院有机化学实验课实验内容主要是基础性实验为主,综合性实验比例不高,缺乏研究性。有机化学实验内容总体上分两种类型,即基础性实验,综合性设计性实验。基础性实验包括基本操作实验和化合物物理常数的测定实验。通过基础性实验,培养学生熟练掌握有机化学实验基本操作、基本技能和基本方法的能力,为下一步开展综合性实验打基础[4]。综合性设计性实验是基于有机化学反应特点,遵照由浅入深的原则,依次开设的实验,其特点是让学生了解并掌握有机合成的一般方法,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力及实事求是、严谨求真的科学态度[4-5]。从教学目的及应用化学专业特点来看,综合性设计性实验对培养学生创新性思维能力有极大的帮助,并能激发学生的兴趣;然而,我院针对应用化学专业开设的实验内容上存在基础性实验比例高并缺乏设计性、研究性,均不利于学生在有机化学实验过程中的创新思维的培育。

1.2授课模式陈旧、授课方法单一

我院化学实验采取的实验授课模式如下:(1)上课前学生撰写预习报告;(2)上课时教师讲解实验原理、实验步骤、仪器与药品使用方法、注意事项等内容,大概用20分钟左右;(3)学生按照教材内容及教师讲解进行实验操作并记录实验现象;(4)课后学生根据实验过程及实验现象记录撰写实验报告。按此授课模式进行实验教学存在几方面的不足,首先,学生对实验课的课前预习重视不够,大部分学生有应付心理,学生就按照预习报告的格式照本宣科,抄写教材上与实验有关的内容,不加以思考,不去探索新方法,只是在形式上完成预习报告任务。其次,因实验课时为两个学时,试验时间太短,上课过程中教师讲解内容也尽量减缩,就最关键的内容讲一遍剩下的时间让学生动手操作,但,因学生预习不周到,不充分,教师讲解不全面等原因,学生只能按照教材逐步做实验,一旦实验失败了,也没法在规定时间内重新做实验,找出失败原因、想出解决方案。最后,部分教师对实验教学的重视度不高,一些缺乏教学经验的年轻教师,采用讲授法授课,授课方法单一,对学生的要求不够严格,导致学生缺乏独立分析问题和发挥想象的机会,不能充分培养学生的探究及创新能力,达不到创新性、灵活性、开放性教学效果[6]。

1.3考核方式不完善,成绩评定有局限性

实验课程考核办法是实验教学中的一个重要环节,有效的实验考核办法能够准确衡量实验教学效果,保证实验教学质量。实验课考核办法一定要依据课程特点,确保真实地反映学生实验技术水平[7]。我院目前的有机化学实验课程成绩评价体系并不完善,教师对学生实验成绩的评分主要是依据平时成绩(考勤,预习报告、实验报告成绩)和期末考试(操作考试、笔试),这种评价体系对学生起不到激励和促进作用[8]。对于平时成绩,部分学生对实验过程处于应付心理,虽然每节课按时出勤,形式上完成预习报告,但实验过程中按照教材所给的步骤完成实验,不分析,不思考,写实验报告时实验结果胡编乱写。如果不重视过程考核,成绩评定局限于出勤、试验报告和期末成绩上,无法保证实验总评成绩的公平、公正、准确、合理性。

2提高有机化学实验教学质量的几点措施

2.1优化实验教学内容

定期更新实验课教学内容,提高综合性实验比例。综合性实验可用以下两种形式进行:其一、有机合成-分离提纯-性质检测-结构鉴定作为多步骤系列化合成试验,第一个实验的产物作为第二个实验的原料,通过性质检测和结构鉴定学生对合成出来的物质会有全面性的认识。并且因为前续步骤的产物会直接影响到后续步骤的结果,学生会更加重视实验设计和操作过程。例如:“乙酰苯胺的制备”实验。首先用苯胺、乙酸加热回流合成乙酰苯胺,第二步用重结晶法来纯化乙酰苯胺,第三部用毛细管法测定乙酰苯胺的熔点并判断纯度,如果纯度不高,再次纯化,最后一步用红外光谱仪来测定结构。此类系列化合成实验,对学生的要求也较高,实验前学生必须认真查阅文献,理解实验原理,掌握主要试剂的性质,确定合成路线、提纯、检测及分析方法;实验中,学生要更加谨慎认真地操作,严格控制每步反应的条件与反应过程,以确保每步产品都能符合要求、后续实验顺利进行、最终得到产品。实验过程中出现问题及时请教老师并认真分析原因,总结经验[9]。其二,有机合成、提取、分离等单元实验和相关有机物的性质鉴定实验合并在一起,即可以丰富实验内容,也可以节约实验时间和试剂。例如:“乙酸乙酯的制备”实验中,安排乙醇,乙酸,乙酸乙酯的鉴别实验。要求学生根据醇、有机酸,有机酯的化学性质,设计合理的鉴别方法。实验中,学生亲自动手实施自己的设计方案,边做边完善;遇到问题时,学生之间会主动讨论或请教老师;此方法对学生进一步巩固理论知识,培养自主学习能力和创新能力有很大的帮助[10]。

2.2改善授课模式

实验教学过程中应坚持“学生为主题,教师为主导”的现代教学理念,将学生基本操作能力和创新意识的培养融入到教学过程,促进学生自主学习能力,其教学流程如图1所示。此授课模式中教师发挥引导和组织的作用,而学生通过选题、自主查阅文献、设计方案、准备实验、实验实施、数据处理、结果分析、撰写实验报告等环节提高灵活运用前期理论和实验知识的能力、增强独立分析与解决问题的能力、培养创新意识以及实践创新能力[9]。

2.3重视实验预习过程

预习报告是预习的载体,是学生总结前期理论学习和调研实验理论基础的过程。因此,预习能够培养学生查阅资料,总结理论知识和做好实验前相关准备的能力。预习报告将有机化学教学中的理论教学与实验教学有机结合在一起。而且,预习是在课外进行,给予学生充分的自主性和能动性。然而传统的预习报告写法对学生的要求不高,教师强调报告形式的一致性和规范性,忽视报告内容的针对性、独创性和真实性,导致学生的预习报告千篇一律、空话套话,发挥不到预习报告在有机化学理论知识与实验内容有机结合的桥梁作用[11]。为了提高预习报告在整个有机化学教学中的作用和意义,进而提高有机化学教学质量应重视预习报告的指导性、过程性和启发性。教师对低年级学生开展化学实验教时,就应强调预习在整个化学教学中的作用和意义,让学生重视预习、学会预习。通过预习报告,启发学生思维、促进学生创新,逐步开展探究性实验教学。

2.4改革实验考核机制

改变传统的有机化学实验课程成绩评定方式,采取“综合实验设计、实验操作与报告,加平时成绩”的考评结合方法,不但有利于调动学生实验的积极主动性,激发学生的实验热情,更有利于培养学生的实践与创新能力。重视过程考核方式,成绩核算办法进一步细化,建立以下考核评价体系如图2所示。为了提高学生的自我学习动力,适当增加学习压力,加强教学过程评价,完善学生学业成绩考核机制是非常有必要的。

2.5改善教学手段和方法

利用多媒体等现代化教学辅助手段来配合授课,将文字、图片、声音、动画等融为一体,直观、生动地给学生展示知识,使课堂形式多样化[12]。多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,利用计算机交互式地综合处理文字、图形、图像、声音等多种信息,使它们建立起逻辑连接,成为一个系统,使之具有综合性,以多种信息作用于学生,达到优化教学的效果,多媒体教学弥补了传统板书教学的短板[13]。因此在有机化学实验教学中,引入多媒体等教学手段,利用音频、视频、动画等相结合的方式模拟实验过程,可向学生展示规范的实验操作并示范正确的实验习惯。另外借助多媒体技术,可以弥补常规实验的不足,可使许多演示效果差、可见度小的实验通过视频“放大”的方法得以实现。

3结语

在应用化学专业人才培养中,培养学生的实践能力及创新思维能力是全面推进素质教育的要求,也是适应地方高校培养应用技术型人才的办学理念及西部大开发、一带一路建设的需要。有机化学实验教学中培养学生熟练使用现代仪器及信息工具能力,加深学生对有机化学理论知识的理解,进而培养学生的实践动手能力、观察能力、逻辑思维能力及创新能力以是一项复杂、精细而长期的过程[14]。这需要我们不断探索实验教学内容、途径、模式及方法,进一步切实提高应用化学专业有机化学实验教学质量。本文探讨更新实验教学内容、改善授课模式、改革考核机制、改善教学手段等措施,将应用化学专业学生科学意识和创新能力的培养融入到实验教学秩序中,树立学生在实验教学中的主体地位,为地方高校应用化学专业有机化学实验教学改革提供有益的依据。

作者:热阳古·阿布拉 夏娜 热娜古丽·阿不都热合曼 单位:喀什大学化学与环境科学学院新疆特色药食用植物资源化学实验室 喀什大学生命与地理科学学院