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实验教学在有机化学课程中的探讨

实验教学在有机化学课程中的探讨

摘要以高职药品生产技术专业为例,分析有机化学教学中存在的问题,提出以实验教学为基础的改革方案。以综合性实验教学为主导,进行教学内容重组,强调“从做中学”。经此改革,学生在课堂参与率、解决实际问题的能力、纸笔测试成绩等方面都有一定程度的提升。

关键词实验教学;有机化学;药品生产技术专业;高职

1传统有机化学教学存在的问题

1.1教材编排与课时安排不合理

高职使用的有机化学教材与研究型本科院校内容结构基本相同,根据官能团结构或碳链结合官能团结构进行编排,含烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃,醇醚酚,醛酮醌,羧酸等十四个章节[3],每一章节又遵循命名、理化性质、制备与来源进行编排。这样的编排尽管便于学生系统地学习有机化学,但高职高专只有三年学制,课时量势必要强行压缩[4],加之高职重点在于技术技能的培养,难以在有限课时内详细讲解所有内容。

1.2教学内容与教学方式存在的问题

除课时少内容多外,有机化学具有理论性较强,识记内容多,相似度大,容易混淆[5]等特点,对于理论基础整体薄弱的高职院校学生,尤其是未接触过化学教育的学生来说,有机化学的理论学习难度非常大。有机化学实验部分又多以简单的观察和验证为主。刘克建等认为当前有机实验还存在污染严重,学生兴趣寥寥;教学模式陈旧,学生依赖性强等问题[6]。苗涛认为有机化学实验存在内容设置不合理;实验教学方法单一,教学效果欠佳;环保意识不足,污染情况不容乐观等问题[7]。强根荣等则认为有机化学实验存在实验内容零散,相互独立分割,重点不突出等问题[8]。

1.3教学评量方式陈旧

传统的考核方式主要有课堂出勤率、平时作业及期末考试三大块[9]。靠课堂出勤率“强迫”学生学习;单一习题限制了专业知识的职业性,无从培养学生解决实际问题的能力,且标准答案不利于学生创新能力的提高[10],反倒助长抄袭之风;期末考试对于多数学生来说也只是临时抱佛脚。陈旧的考核方式难以考查是否达到有机化学的教学目标,无法反馈学生的实际学习和掌握情况。如何根据高职学生理论基础薄弱、动手能力强的特点,结合有限的课时及实验设施,达到知识能力的职业性、人才类型的技术性、毕业生去向的基层性这一培养目标,是高职有机化学教学过程中亟须解决的问题。

2教学内容及教学方式改革

高职有机化学教学应模糊理论课与实验课程的界限,构建以实验教学为基础,通过综合实验项目,进行知识的有效整合,让学生“从做中学”。学生操作实验,熟悉反应流程,了解反应原理,培养良好的实验习惯及实验态度。

2.1以实验教学为基础重组教学内容

[11]实验教学应设计综合性实验项目,将命名、理化性质等知识点融合在产品制备验证实验中。以环己醇制备环己烯为例,整合理论3课时及实验4课时,开设环己烯的制备及验证实验6课时。实验前,学生需要进行实验前资料检索收集和反馈;在实验过程中,通过实际的制备、纯化及验证等操作明确和熟悉制备来源、物理化学性质等,可培养学生良好的实验习惯,利于他们“化学思维”的形成;实验完成后,实验报告及其他成果的呈现及转化,可培养和提升学生书面汇报和文本撰写的实际能力。

2.1.1实验前准备

[12]学生需要在实验前明确涉及物料。如环己醇、浓磷酸及产物环己烯的理化性质,环己烯具有特殊刺激性气味、易燃等特性;实验过程中需要用到的玻璃仪器、设备等作为课前作业,需要实验开始前提交。该过程不仅有利于教师发现和了解学生的实际情况及整体水平,并在很大程度上培养了学生的信息检索、筛选和整合能力。

2.1.2实验中实操考查

实验过程重点培养学生基本操作的能力,包括实验装置搭建,称量取样,实验监控记录等,注重学生实际熟练、准确操作技能的培养。此外,不确定的合成路线,学生可依据实验前准备,自由选择合适的工艺路线,有助于激发学生的创新思维;通过操作台面洁净有序情况,危险试剂的使用规范及安全防护处理等考查评价,可培养学生良好的实验习惯,强化绿色研发生产的理念,植入自我保护和环境保护的意识[13];通过观察实验现象,实时记录实验情况,培养学生严谨的实验态度和实事求是的处事原则。通过对最终的产品产率、品相等的小组竞赛有助于团队协作能力的培养。制备反应结束后,通过分液、过滤、干燥及蒸馏等操作对环己烯粗品进行提纯,对终产物进行性质验证。如与溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾水溶液反应,进一步学习和熟悉烯烃的化学性质和鉴别方法。区别于传统实验教学中“照方抓药”,系统的综合性实验可让学生认识和明确自己的不足,探索产率或产品品相不好的原因及出现问题的具体环节,在教师针对性的指导下有机会重复和修正练习。

2.1.3实验报告输出

实验报告输出,主要包括实验装置图、实验数据、实验过程中遇到问题的解决思路及自我反思。书面汇报总结,可帮助学生发现问题,分析问题并尝试解决问题,进一步强化实验要点、重点,在一定程度上提升学生文案撰写能力。依据以实验教学为基础进行有机化学的课程改革,通过对现有教材的知识体系重新整合。打破理论与实验界限,按项目管理模式,将章节重点及要点知识糅合于一个产品制备项目。实验前准备引导学生进行文献资料的检索,通过团队合作进行合成路线,仪器设备及原材料的探讨和确定;实验过程中通过装置、实验监控、产物制备、纯化、鉴定验证等步骤,强化操作技能;实验后的成果输出,巩固实验操作的重点和要点,提升文案撰写能力。让学生边做边学,在做的过程中遇到问题,协作解决问题;在不断实践和试错中完成学习,及时收获

2.2教学评量方式改革

传统考核方式多以期末考试为主导[14],辅以课堂考勤及课后习题作业的完成情况,无法客观公正地反映学生在学习过程中的实际情况,无法给予学生及时肯定与预警,不利于激发学生的学习积极性,限制了学生创新思维的养成。为全面有效地了解学生的学习过程,及时解答学生学习中遇到的疑难问题,激发学生的学习积极性,过程性评价显得尤为重要。通过细化和明确评价规范,更有利于学生明确和掌握操作的重点、要点。以实验为基础的有机化学课程改革中,过程性评价作为主要评量方式,占成绩总评的70%。在过程性评价中,实验前作业考查占20%,涉及文献资料检索质量及数量、原料产物性质的完整性及准确性;实验的实际操作占过程性评价50%,含实验后处理及产品验证等;实验报告及其他成果占30%,包括实验报告的撰写情况、数据处理情况、报告撰写及成果输出情况。实时的预警和鼓励让每个学生意识到自己的实验情况直接影响期末总评,课堂参与度得到有效提升。期末书面测验只占据成绩总评的25%,重点在于知识点的回顾,了解学生的掌握情况。剩下的5%为学生的合理自评和团队互评,重点考查团队合作、团队贡献等。加强过程性评价和细化考核规范,可以避免学生“考前抱佛脚”,有效保障学生在整个教学过程中的参与度,及时地、有针对性地给学生以指导和实时预警。

2.3实践比对

通过近一年的实践,以1631班为参照班,1731班为实验班,对比发现,学生出勤率、课堂参与度有了很大的改善,作业及实验报告的完成情况也有了一定程度的提升,期末考试的卷面平均成绩提高7.5%。在总评考核中,优秀率及良好率实验班级都较参照班级有明显提升,不及格率也有了明显降低。以实验教学为基础的有机化学课程改革将原处于中等水平的学生拔高进入优秀和良好的行列,中等及不及格率得到有效控制。此外,学生在解决实际问题时也有了更多的想法和建议。

3结语

针对传统有机化学教学过程中存在的“内容多,课时少”、内容复杂晦涩、考量方式陈旧等问题,高职药学专业构建应以实验教学为基础来推动有机化学课程改革。通过在综合性实验中以学生为中心的教学,让学生“在做中学”“在错中学”,激发和带动学生的学习主动性和积极性,改善药学专业有机化学课程教学难的现状。通过实验前准备,实验过程中实验技能强化训练及实验后实验报告输出,结合期末纸笔测试,对有机化学教学内容进行系统地整合和调整,强化了技术技能训练的重点和要点,学生的实操技能得到一定提升。以实验教学为基础的有机化学课程改革有利于实现药学生“毕业即上岗”的培养目的,符合“技能型人才”的培养要求,为高职院校人才培养模式的探索提供了新思路。

参考文献

[1]李洪基.基础有机化学教改实践中的若干理论思考[J].高校课堂,2016,16:114-115.

[2]翁勤洁,杨晓春,何俏军,等.基于研究生创新能力培养的教学改革[J].药学教育,2018,34(2):42-45.

[3]张定林,刘毅敏,赵先英,等.医学有机化学教学内容主线分析与课程设计[J].基础医学教育,2012,14(5):342-343.

作者:郭晶晶 陈丽婷 王炜波 毛挺刚 许瑞 单位:台州职业技术学院医学与制药工程学院