大学有机化学实验课堂教学方法探究

大学有机化学实验课堂教学方法探究

　　大学有机化学实验课堂教学方法探究

　　杨振平，卢美贞

　　（浙江工业大学，浙江杭州310014）

　　摘要：本文对大学有机化学实验的“三层次”递进式教学模式进行了探究，针对“三层次”的实验内容：基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验，分别设计了“问题引领互动式”、“任务导向参与式”、“专题研讨探究式”三种实验教学方法模型，该方法促进了学生自主学习、自主实验、自主创新能力的培养，提高了学生综合素质。

　　关键词：实验教学；“三层次”方法；设计

　　基金项目：浙江工业大学2014年教学方法改革专项项目（JGZ14O1）

　　作者简介：杨振平（1962-），女，辽宁阜新人，副教授，硕士，主要从事有机化学教学与研究工作。

　　通讯作者：卢美贞（1980-），女，浙江台州人，讲师，硕士，主要从事生物质能源化工教学与研究工作。

　　实验教学作为高等教育中的重要实践教学环节，是培养学生综合素质和创新能力的重要教学手段。因此，探索高校实验教学模式与方法，培养学生自主学习、自主实验、自主创新（“三自主”）能力是高校实验教学的重要研究课题[1-2]。有机化学实验是化学、化工及其他近化类专业学生必修的一门基础课，近年来，浙江工业大学基础化学实验中心在基础化学实验国家精品课程建设过程中，对有机化学实验课程内容重新进行了规划设计，构建了实验内容的三个层次，即：基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验；在教学方法上不同内容采用不同方法，形成了“三层次”递进式的教学特色，充分体现了教师为主导、学生为主体的教学理念；在培养学生“三自主”能力方面取得了显著成效，充分发挥了作为国家级实验教学示范中心建设单位的示范和辐射作用。

　　一、有机化学实验“三层次”递进式实验教学模式的设计思路

　　有机化学实验开设的时间多数高校是在大学一、二年级，根据学生在不同学习阶段（大学低年级）的知识和能力结构的要求，课题组把有机化学实验内容划分为基础规范性实验、综合设计性实验、研究探索性实验三个层次，循序渐进地培养学生的自主学习、自主实验、自主创新能力，提高学生综合素质。“三层次”递进式实验教学设计思路如图1所示：

　　第一层次为基础规范性实验，是学生学好有机化学实验的基本原理、基本操作技能的基础，也是培养学生实事求是的、严谨的科学态度，良好的科研素养以及良好的实验室工作习惯的关键。第二层次为综合设计性实验，是训练、巩固学生基本操作的重要环节，也是提高学生自主学习能力、自主实验能力的过程；第三层次为研究探索性实验，是拓展思路、提高科研素质、培育创新意识、锻炼创新能力的过程。

　　二、“三层次”递进式实验教学模式的分层设计

　　课题组以培养学生“三自主”能力为目标，围绕有机化学实验“三层次”的内容，探索设计了三种教学方法。基础规范性实验采用“问题引领互动式”教学，意在调动学生的思维，侧重培养学生规范的实验操作技能、自主学习能力；综合设计性实验采用“任务导向参与式”教学，激发学生学习积极性，培养学生自主学习、自主实验能力；研究探索性实验采用“专题研讨探究式”教学，以科研问题为导向，培养学生自主探索、自主创新能力。

　　1.基础规范性实验———问题引领互动式教学。有机化学基础规范性实验包括有机化学基本操作和基础实验，目的是强化基本操作技能训练，夯实基础。采用问题引领互动式教学，主要通过以下三个环节来完成：第一，实验前教师要针对每个实验内容，围绕教学目标设置问题，(www.fwsir.com)让学生带着问题去预习，并拟出解决问题的方案，培养学生自主学习能力，提高实验预习效果。第二，教师要在实验课堂上启发学生思路，调动学生思维，引导学生争论；学生在互动讨论问题的同时，思维得到拓展；对实验的内容也有了更深层次的理解，为动手操作做好了充分的准备。第三，教师总结点评，学生梳理思路，得出结论。通过这种教学方法，学生在实验操作中思路清晰，错误率大大降低，同时，也会及时发现实验中的问题，有利于培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力，培养学生勤动脑、善思考、细观察的良好实验习惯。以上过程可由图2模型设计展示出来。

　　2.综合设计性实验———任务导向参与式教学。在实验教学中要培养学生的“三自主”能力，必须在实验课堂上为他们创造必要的条件，让学生通过亲自设计实验、参与实验，培养他们独特的思考能力和动手能力[3]。有机化学综合设计性实验是一些经典的、有代表性的合成实验，目的是在加强合成实验训练的同时，增强学生综合实验能力。任务导向参与式教学是一种以具体教学内容作为任务，实验前教师要将任务分解，学生以团队的方式参与到实验的设计、讲解、操作、讨论、成绩评定等各个环节，这种角色互换的方式可以有效激发学生的学习兴趣和潜能，学生的自主学习能力、语言表达能力以及学生的自信心都会大幅提升，同时学生的自主实验能力也会明显增强，创新意识提高[4]。由于该方法由学生团队和教师共同完成，因此，在学期初，教师需要向学生公布实验教学任务，并组建团队，一般5～6人为一个团队。该教学过程设计模型如图3所示。

　　3.研究探索性实验———专题研讨探究式教学。研究探索性实验是在基础规范性实验、综合设计性实验的基础上开设的。该实验集“综合性、设计性、研究性”为一体，以培养科研能力和创新能力为目标，并兼顾实验内容与实践的联系，可以为学生今后就业和从事科研工作打下良好的基础。专题研讨探究式教学，是学生根据某一专题的目的要求，查阅文献，研究讨论，运用相关知识和技能对实验方法、步骤、仪器等进行设计并实施，最后分析、讨论，评价其结果，是“科学探究式”的学习[5]。主要经过实验准备、开题报告、过程探索、拓展延伸四个阶段。经过这样的训练，学生学会查阅文献资料，设计实验方案，确定实验步骤，自己选择实验仪器，自己操作实验全过程；发现问题，自己解决；实验结束，每组同学完成一篇科研论文式的“小论文”，并写一篇实验感想。这一过程将科研思维方式和方法引入教学，提高学生综合利用已有知识不断创新的科研素质，充分发挥了学生的自主学习、主动探索的积极性和创造性。该教学过程的设计如图4所示。

　　“三层次”递进式的实验教学，经过浙江工业大学化学工程学院的实验研究，教学成效显著，但“教无定法”，只有不断地改进、创新实验教学方法，才能有效发挥学生的主动性、积极性和创造性，提高实验课堂教学质量。

　　参考文献：

　　[1]陈佑清，吴琼。课堂教学中如何指导学生进行探究[J].中国大学教学，2012，（11）：59-62.

　　[2]姚玉环。制约大学生创新能力发展的教学因素及改革路径[J].中国高等教育，2008，（8 ）：28-44.

　　[3]李琰，刘学元，刘越。关于目前我国高校实验教学改革的几点思考[J].实验室科学，2012，15（5）：30-32.

　　[4]张俊文，李玉琳，董长吉，代少军。协同式任务导向教学模式理论体系及实践[J].高等理科教育，2013，（4 ）：22-27.

　　[5]张清，谢亚娟，冯锐。高校探究性学习有效性研究[J].扬州大学学报，2013，17（6）：66-71.

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