王勁草

(黑龍江科技大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，黑龍江　哈爾濱　150027)

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“5E學(xué)習(xí)環(huán)”在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)踐與探索

王勁草

(黑龍江科技大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，黑龍江哈爾濱150027)

“5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”是一種以培養(yǎng)創(chuàng)新思維為目標(biāo)的探究性教學(xué)模式。采用目標(biāo)問題導(dǎo)向法，讓學(xué)生圍繞問題展開自主探究，在討論、質(zhì)疑和碰撞中進(jìn)行創(chuàng)新思維的深化和拓展，在教師的修正、評(píng)價(jià)中完成知識(shí)的自主構(gòu)建。該模式在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中進(jìn)行了實(shí)施，采用創(chuàng)新能力測(cè)試強(qiáng)化了過程管理，使學(xué)生獲得了科學(xué)的研究方法、熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能和較強(qiáng)的分析問題、解決問題的能力，達(dá)到了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程改革目標(biāo)。

5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)；有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力

面對(duì)日益嚴(yán)峻的大學(xué)生就業(yè)形勢(shì)，如何在本科教育階段培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力，成為目前高等院校教學(xué)改革的重要內(nèi)容。創(chuàng)新能力是在各種實(shí)踐活動(dòng)中不斷提供具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值的新思想、新理論、新方法和新發(fā)明的能力[1-3]。創(chuàng)新能力的核心就是質(zhì)疑和求異的創(chuàng)新思維。因此采取有效的教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維是教學(xué)改革的手段之一。

“5E”學(xué)習(xí)環(huán)模式(The 5E Learning Cycle model)的一般程序是參與(Engage)-探究(Explore)-解釋(Explain)-精制(Elaborate)-評(píng)價(jià)(Evaluate)，是一種致力于引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效的教學(xué)模式和教學(xué)方法[2,4]。本文針對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，將“5E”學(xué)習(xí)環(huán)模式引入到有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將創(chuàng)新思維的培養(yǎng)架構(gòu)于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)之中，打破原有的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的條塊分割模式，以實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橐I(lǐng)，采用目標(biāo)問題導(dǎo)向法，通過合理建構(gòu)教學(xué)模塊，將相關(guān)知識(shí)、能力等組成一個(gè)有內(nèi)在聯(lián)系、邏輯層次分明的系統(tǒng)，建成適合學(xué)生思維發(fā)展，滿足觀察力、記憶力、想象力和思維力等創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)需求的主題課程，對(duì)于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索具有明顯的意義。

1　“5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模塊的構(gòu)建

“5E”學(xué)習(xí)環(huán)模式體現(xiàn)著所有認(rèn)知過程的規(guī)律，因此過于精煉和概念化。筆者結(jié)合有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)及課堂教學(xué)的一些體會(huì),進(jìn)行了如下細(xì)化和改進(jìn)：

(1)參與：圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)設(shè)一系列有聯(lián)系、有邏輯、有層次的問題情境，問題設(shè)計(jì)既要聯(lián)系生活實(shí)際，建立自主探索動(dòng)機(jī)的最佳心理[4]，又要?jiǎng)?chuàng)設(shè)自主探究的情境，引導(dǎo)學(xué)生逐層深入地圍繞問題展開探究，分析實(shí)驗(yàn)操作的可行性。以預(yù)習(xí)報(bào)告的形式提前下達(dá)給學(xué)生，分小組完成。

(2)探究：在此環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生透過表象去深入挖掘事物的本質(zhì)和聯(lián)系。即在實(shí)驗(yàn)探究過程中，從原料及產(chǎn)物的組成及理化性質(zhì)入手，遵循有機(jī)化合物的性質(zhì)決定實(shí)驗(yàn)原理及方法的研究思路，搭建新舊知識(shí)的聯(lián)系，便于學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，獲得解決問題的思路和途徑。

(3)解釋：解釋就是要將探究獲得的感性的零散的知識(shí)進(jìn)行理論概括，抽象出條理清晰、切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)原理及方法。教師可組織學(xué)生分小組進(jìn)行討論、闡述和比較，檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法是否正確，是否具有可行性，從而完成實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)化。此過程中教師將對(duì)學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行甄別和比較，指出其推理過程中的缺欠及實(shí)際操作中存在的問題，從而完成學(xué)生自我構(gòu)建理論的修正、檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)[5-6]。

(4)精制。以教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展自己的概念和知識(shí)結(jié)構(gòu)。教師將對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及的理論和方法進(jìn)行歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所建構(gòu)的新知識(shí)，并適時(shí)引入學(xué)科研究前沿，探索新工藝、新方法。

(5)評(píng)價(jià)。作為“5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”的最終環(huán)節(jié)，學(xué)生將通過收集數(shù)據(jù)和利用數(shù)據(jù)對(duì)科學(xué)現(xiàn)象做出解釋，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及方法的理解程度和能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率進(jìn)行討論，找出產(chǎn)品質(zhì)量差或產(chǎn)率低的原因，進(jìn)而進(jìn)入下一輪的探究、解釋和精制。通過學(xué)習(xí)環(huán)的反復(fù)訓(xùn)練，在碰撞、質(zhì)疑和爭(zhēng)論中錘煉學(xué)生的智慧[6]，最終完成學(xué)生的創(chuàng)新思維訓(xùn)練。

2　“5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”在有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)題目：從茶葉中提取咖啡因。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)從茶葉中提取咖啡因的基本原理和方法，了解咖啡因的一般性質(zhì)；掌握用索氏提取器提取有機(jī)物的原理和方法；熟悉萃取、蒸餾、升華等基本操作。

表1　“5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)法的應(yīng)用Table 1　The application of “5E-organic chemistry experiment learning ring”teaching method

3　“5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)效果分析

(1)學(xué)生基本掌握了科學(xué)研究的方法。能夠根據(jù)實(shí)際問題進(jìn)行由表及里的逐層探究，思路較為清晰，推理符合邏輯，能夠進(jìn)行較為準(zhǔn)確的理論概括，能自覺實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移和運(yùn)用，解決問題方法多樣，可操作性強(qiáng)。

(2)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力增強(qiáng)。為了考察學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，進(jìn)行了創(chuàng)新能力測(cè)試。測(cè)試包括三部分：一是預(yù)習(xí)報(bào)告，學(xué)生能夠圍繞下達(dá)的題目廣泛查閱資料，撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，進(jìn)行理論探究；二是課堂討論，能夠在教師的引導(dǎo)下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理及方法的歸納總結(jié)，并大膽質(zhì)疑，依據(jù)有機(jī)化學(xué)理論提出不同于教材的實(shí)驗(yàn)方法，在課堂討論和教師評(píng)價(jià)下加以改進(jìn)，制定出切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案。三是實(shí)驗(yàn)抽測(cè)，實(shí)驗(yàn)抽測(cè)題目分為兩部分，一部分是有機(jī)化學(xué)基本操作，考察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作基本技能；另一部分是口試部分，涉及實(shí)驗(yàn)原理、方法運(yùn)用及產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量分析。將此測(cè)試成績(jī)加入到課程成績(jī)中，學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力都明顯提升。

(3)學(xué)生的分析和解決問題能力增強(qiáng)。學(xué)生可將課堂討論過并經(jīng)教師審定的實(shí)驗(yàn)方案，在課余時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和驗(yàn)證，在教師指導(dǎo)下加以補(bǔ)充和完善，完成實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)化。在此過程中，極大地鍛煉了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、分析問題和解決問題的能力，也極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。

4　結(jié)　語

“5E-有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”是以問題為載體，讓學(xué)生圍繞問題展開自主探究，在討論、闡述和比較中進(jìn)行創(chuàng)新思維的深化和拓展，在教師的修正和評(píng)價(jià)中完成知識(shí)的自主構(gòu)建，通過創(chuàng)新能力測(cè)試強(qiáng)化了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過程管理，從而獲得了科學(xué)的研究方法、熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能和較強(qiáng)的分析問題、解決問題的能力，達(dá)到了創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)。但創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，不僅要考慮智力因素，還要加強(qiáng)非智力因素的培育，在有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要注意激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣，鼓勵(lì)學(xué)生不拘泥于教材，大膽質(zhì)疑，勇于表達(dá)自己的觀點(diǎn)，善于與教師和同學(xué)交流，在碰撞中拓寬創(chuàng)新思維的深度和廣度，在理性的思維下把想法轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，大膽嘗試，不怕失敗。有了這樣的文化和氛圍，才會(huì)源源不斷地培養(yǎng)出適合社會(huì)需求和實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的創(chuàng)新人才。

[1]潘健,葉書有,夏日紅.《樹木學(xué)》實(shí)踐教學(xué)對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與能力培養(yǎng)的探討[J].黃山學(xué)院學(xué)報(bào),2012,14(5):127-129.

[2]袁維新,吳慶麟.關(guān)于學(xué)習(xí)環(huán)模式的研究綜述[J].心理科學(xué),2007,30(3):632-635.

[3]李錄鋒.實(shí)驗(yàn)教學(xué)在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用[J].中國(guó)校外教育,2013(7):68-69.

[4]吳成軍,張敏.美國(guó)生物學(xué)“5E”教學(xué)模式的內(nèi)涵、實(shí)例及其本質(zhì)特征[J].課程·教材·教法, 2010,30(6):108-112.

[5]王宇航,廖志剛,季春陽."5E學(xué)習(xí)環(huán)”在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].學(xué)理論,2013(33):287-288.

[6]岳宏望,朱團(tuán).化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2011(24):166.

Practice and Exploration of “5E Learning Cycle” in Organic Chemistry Experiment

WANGJing-cao

(College of Environmental and Chemical Engineering, Heilongjiang University of Science and Technology, Heilongjiang Harbin 150027, China)

"5E-Organic Chemistry Experiment Learning Ring" is a kind of inquiry teaching mode which aims at cultivating innovative thinking. Using target problem oriented approach, the students were allowed to carry out independent inquiry around the problem, deepen and expand innovative thinking in the discussion, question and collision. With the teacher’s revision and evaluation，the knowledge structure was constructed independently. The model was implemented in the course of Organic Chemistry experiment. By testing innovative ability of students and strengthening the process management, the students had obtained a scientific research method, a practiced experimental operation skill and strong ability of analyzing and solving problems, finally the goal of curriculum reform of organic chemistry experiment was reached.

5E-Organic Chemistry Experiment Learning Ring; Organic Chemistry experiment; innovation ability

G424.21

A

1001-9677(2016)015-0214-03