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应用型人才培养模式下有机化学实验教学改革与探究

2020-02-18魏元博

山东化工 2020年11期
关键词:实验教学教学内容考核

魏元博,田 红,田 苗

(兰州石化职业技术学院,甘肃 兰州 730060)

有机化学实验是我校化工专业群—石油化工技术、石油炼制技术和精细化工技术等专业的必修基础课程。有机化学作为一门以实验为基础的学科,学生通过学习实验课程,不仅能够掌握有机化学实验的基本操作和技能,还能培养学生分析问题和解决问题的能力,加深学生对有机化学理论知识的理解和掌握,有助于化工类应用型人才的培养。随着现代化学工业的快速发展及各学科知识的不断融合、深化,相应的实验教学内容和教学模式也需要不断更新。在传统教学模式下, 有机化学实验教学模式单一,师生课堂互动性较差,学生参与教学活动的积极性也不高,只是机械地完成实验课程的学习任务,故而难以达到预期的教学效果[1]。此外,当前有机化学的教学实验大部分属于验证性实验,其实验教学内容过于注重自身的整体性,从而缺少了学科之间知识的交叉渗透,不利于学生创新能力及综合应用能力的培养。因此,本文通过实际调研我校及同类高职院校的有机化学实验教学情况,总结了当前有机化学实验教学中存在的问题,并从有机化学学科特点出发,结合我校石油化工专业特色,对有机化学实验课程教学进行改革与探究,目的是培养出满足社会发展需要的高水平化工类应用型人才。

1 有机化学实验教学中存在的问题

1.1 实验教学内容设置不合理

当前,高职院校有机化学实验教学内容主要包括有机化学实验的一般知识、实验基本操作技术、实验基本分离技术及有机化合物的制备技术等几部分内容,其中大多数实验偏向于验证性实验[2],虽然验证性实验有利于培养学生的实验操作能力,但在实际教学过程中,学生只需按照教材中详尽内容进行适当操作就能顺利完成实验,使学生对有机化学实验的目的、原理、操作步骤、现象及结果缺乏观察、分析过程和深度思考,不能够充分发挥学生的主观能动性,严重影响了学生参与实验探究的积极性。此外,有机化学实验的一些项目内容过于陈旧,未能引入当前化工领域的新技术、新工艺,且高职特色不鲜明,培养应用型人才的优势得不到体现。因此,对当前有机化学实验的教学内容进行改革是很有必要的。

1.2 实验教学模式单一

在传统教学模式下,有机化学实验的授课通常是在学生开始做实验之前,教师对本次实验的目的、原理、实验操作步骤及相关注意事项进行讲解,之后学生依照实验教材及老师的讲解进行实验操作。在整个实验教学过程中,学生是被动、机械地完成实验任务,缺乏对整个实验过程的理解和思考,不能够独立解决实验过程中出现的问题,容易形成思维定势。此外,当学生在实验过程中遇到困难时,教师往往会绕过引导学生自主探索解决问题的过程,直接向学生提供解决方案,造成师生之间缺少了必要的交流和探讨,从而使学生在实验过程中会对教师产生很强的依懒性。这样单一的实验教学模式不利于学生的创新能力、分析问题和解决问题能力的培养,也抑制了学生实验学习的积极性和主动性。

1.3 实验有危险性,实验产品不能充分利用

有机化学实验教学过程中,会涉及到种类繁多的试剂,其中很多试剂具有毒性、腐蚀性且易挥发。由于学生缺乏环保意识,在实验过程中容易产生“三废”,若不能妥善处理这些污染物,会严重污染环境和威胁到师生的健康[3]。上述因素致使本门课程相比于其它课程的危险性更大,学生在做实验时也存在抵触心理。因此基于安全性的考虑,一些重要的有机化学实验不得不取消。另一方面,目前对于实验所制备的产物其用途仅限于基本物性参数的测定,如:熔点、折光率、旋光度、沸点等。除此用途之外,基本再无其他应用,只能将其当作废弃物处理。这样不仅会造成实验成本较高,而且造成学生对所制备的实验产品缺乏认同感,不利于增强其学习有机化学实验的信心。

1.4 实验考核方法简单

考核评价是实验教学过程中的关键环节,它是提升学生的学习动力、检查学习效果、增强学生实验操作能力的重要手段。传统的有机化学实验考核方法是以学生的实验报告成绩为主要依据,忽视了对实验教学过程中学生的学习态度、操作技能、环保意识及分析、解决问题的能力等方面的考查。其后果是许多学生为了取得好成绩,只重视实验报告的书写,而轻视实验操作过程,在做实验时往往操作不规范、不认真,实验中遇到问题也只是照搬教材或求助老师,对整个实验过程缺乏分析和思考。甚至个别学生通过修改原始数据或抄袭别人的实验报告来获取较高的成绩。这就造成学生的实验成绩往往拉不开差距,难以激发学生参与实验的主动性和积极性,使学生对实验课程的重视程度降低。因此,这样的考核方法不能全面、客观的反映学生真实的学习情况。

2 有机化学实验教学的改革措施

2.1 优化实验教学内容

针对传统实验教学内容的不足,结合当前我校实验教学的实际情况,对实验教学内容进行了重新设计。具体从以下几个方面进行了教学内容的优化[4]。

(1)注重有机化学实验基本原理的讲解和实验基本操作的训练,为学生后续专业课学习及未来工作打下坚实的基础。

(2)增加有机化学综合设计性实验或创新性实验的比例,同时在这些实验中增设大型精密分析仪器的使用,将有机化学理论知识、分析测试仪器的使用和实验操作技能进行了有机结合。使原本独立的教学内容相互融合,这不仅提升了学生的实验操作能力,加深了学生对有机化学理论知识的理解,还使学生掌握了现代有机化合物分析测试手段,有助于学生综合应用能力的培养。

(3)在有机化学实验教学内容中,要及时引入化工领域的新技术、新工艺,拓展实验操作技术,突显培养应用型人才的优势。这些最新的研究成果体现了先进的实验技术与理念,通过此类研究成果所衍生出的有机化学实验教学项目不仅激发了学生对有机化学实验的兴趣,还有助于学生解决实际问题能力的培养。

2.2 改进实验教学模式,引进虚拟仿真实验

将线上、线下立体教学模式引入到有机化学实验的教学中,打破传统单一的有机化学实验教学模式,构建以学生为主体的引导式教学,提高学生学习的积极性和主动性,为培养应用型人才打好基础[5]。线上、线下立体教学模式主要包括两部分:

线上教学:首先,教师需要制作实验教学资源,如将有机化学实验的操作流程、知识要点、注意事项及练习题等制作成视频、动画、课件或文本。其次,教师将准备的实验教学资源上传至网络教学平台,学生在网上通过学习实验教学资源来达到预习的目的,不仅有助于学生对整个实验过程及相关知识的掌握,还能培养学生的自主学习能力。此外,学生可以通过参与在线练习、在线讨论答疑等环节,对自己所学知识进一步巩固和提高。期间,教师通过参与线上讨论答疑环节来解决学生预习中出现的问题和了解学生的预习程度,并结合网络教学平台反馈的数据,合理规划实验课程的讲授内容。

线下教学:首先,教师根据学生线上的预习情况,选出具有代表性的问题进行集中讨论,并引导学生思考,随后教师对上述问题进行答疑。其次,针对学生的学习情况,教师对实验教学中学生较难掌握的内容进行重点讲解,并对典型的实验操作进行示范。再次,待学生独立完成实验后,组织学生对本次实验出现的问题进行分组讨论,并由教师对讨论结果进行点评和补充。最后,教师对本次实验课的教学内容进行总结,并布置思考问题,巩固学生的学习成果。

除了将新的教学模式引入到实验教学中外,还可以引入虚拟仿真实验平台来辅助实验教学[6]。学生可以通过实验模拟仿真软件来真实的模拟有机化学实验的全过程,从而直观、形象的了解实验流程、熟悉实验操作及仪器的使用方法。同时可以通过完成模拟实验来检测自己的预习效果,帮助自己掌握实验操作的要点,降低做实验时的出错率。此外,我们还可以利用实验模拟仿真软件模拟一些因高危险、污染大或反应条件苛刻而无法开设的实验,避免环境的污染和有毒有害物质对师生的侵害。极大的拓展有机化学实验教学的广度和深度,同时提升学生参与实验的积极性。

2.3 合理利用学生实验产品

在有机化学实验课程结束后,对学生实验产品的去向必须给予关注,要积极寻找实验产品的合理用途。首先,对学生在实验教学过程中制备出来的产品进行归类处理。其次,从中挑选出品质较好的产品,并列出详细清单。将品质较差或无法使用的产品进行妥善处理。最后,较好的产品可供给校内其他实验教学课程的教师或科研课题组进行选择性使用。例如学生通过有机化学实验“从茶叶中提取咖啡因”获得的纯度较高的咖啡因,可在后续的仪器分析实验课程中使用。这不仅降低了实验教学成本,还使学生的实验产品得到实际应用,极大增强了学生对有机化学实验的学习热情和信心。

2.4 完善考核方法,提升学生的学习动力

针对传统有机化学实验考核方法存在的问题进行改革与完善,提出了量化考核新方案,即实验课总成绩由日常考核成绩(占60%)与期末实验技能考试成绩(占40%)两部分构成。

日常考核的内容:以学生每节实验课中的表现作为考核依据,及时记录课程表现。主要涉及:课前预习考核占比10%,即教师课前对学生的线上预习情况进行考核;实验操作考核占比35%,即在实验教学过程中,教师根据学生的实验操作情况进行考核,同时针对学生实验操作中出现的问题进行适当的指导;实验记录及实验结果占比10%,即实验结束后,教师以实验记录的规范、及时、真实及实验产物的产率高、质量好等为标准进行考核;实验报告占比40%,即从实验报告的书写规范、实验内容和步骤、数据处理、实验思考与讨论等方面予以评分;实验态度占比5%,主要从学生的环保意识、课堂纪律、学习态度及有无损坏实验仪器等方面进行考核。

期末实验技能考试的内容:问题回答内容占比20%,着重考核有机化学实验的基本原理、基本操作、实验装置及实验室安全知识等内容;基本操作考核内容占比80%,以有机化学实验的基本操作为主要考试内容。由教师提出实验项目,学生选取实验仪器后进行单独操作。重点对学生的实验选材、仪器安装、实验操作、实验问题处理、实验记录、实验结果与数据处理及实验素养等方面进行考核。

考核的目的是为了提高学生对有机化学实验课程的重视程度,新的实验考核方法涉及到了实验教学的各个方面,不仅能够全面、客观的反映学生的真实成绩,还能够增强学生参与实验的动力,这样可以提高有机化学实验课程教学的质量。

3 结语

通过优化实验教学内容、改进实验教学模式、完善考核方法及合理利用学生实验产品,可以充分调动学生学习的积极性和主动性,使学生成为实验教学的主体,有助于学生创新意识、分析问题和解决问题能力的培养。在未来的有机化学实验教学改革的过程中,应多关注教学改革的新动态,主动探索新的教学模式,及时对实验教学内容进行更新,积极为培养高水平化工类应用型人才创造条件。

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