李丹丹,鞠志宇,謝智宇,張彥嶺,侯旭鋒,吳長增
(許昌學院 化學化工學院, 河南 許昌 461000)
當前,我國在面臨經濟轉型升級和產業(yè)結構亟待優(yōu)化的同時,對人才的需求(包括人才的類型、層次、結構)也有新的變化。在這樣的大背景下,高等院校的人才培養(yǎng)定位顯得日益重要。2012年,教育部發(fā)布《關于全面提高高等教育質量的若干意見》,明確提出要“加大應用型、復合型、技能型人才培養(yǎng)力度”。因此,為了適應社會需求和國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略調整的要求,加大對應用型人才的培養(yǎng)(即能力培養(yǎng))成為地方應用型本科院校的核心目標。應用型人才培養(yǎng)要求加強學生實踐、動手能力的培養(yǎng),其關鍵環(huán)節(jié)是實驗教學和實踐教學[1]。實驗教學不僅是強化基礎理論知識的有效途徑,更是理論與實際相結合的橋梁;是培養(yǎng)學生實驗操作技能,鍛煉學生實踐動手能力不可缺少的環(huán)節(jié)[2-3]。我們在有機化學實驗教學中引入探究式教學法,通過教學方法的改革,研究本科應用型人才培養(yǎng)的有效途徑。
探究式教學,又稱為發(fā)現(xiàn)教學法。是指學生在學習過程中,教師通過選定課題或者提出問題,引導學生獨立探索知識,發(fā)現(xiàn)并掌握相應的原理和構建相應的知識體系的一種教學模式[4-5]。
有機實驗探究式教學:是教師在有機實驗教學時所采用的一種科學探究的方法。具體的說就是在有機實驗課中,在學生認知水平和已掌握知識的基礎上,教師設定實驗問題,學生獨立查閱文獻,給出解決問題實驗設想,教師通過引導和補充實驗設想,確定實驗方案,學生動手操作,在實驗中驗證設想,和同時對設想進行修正的過程。它的指導思想為:學生是認知的主體;學習過程是訓練探索思維、培養(yǎng)探究精神以及發(fā)展探究能力的過程。教師在此過程始終充當著學習事件的引導者和幫助者的角色。它主張教師以學生為中心,引導學生自主學習和鉆研知識,通過一系列的推論和驗證,給出解決問題的辦法,同時在不斷修正和完善的過程中,形成自己的認識。相對于傳統(tǒng)的實驗教學,探究式教學法的引入不僅有利于調動的學生興趣和激發(fā)學生的潛能,還能有效地加強學生的實踐創(chuàng)新能力。
目前,國內對應用型人才的定義雖然不盡相同,但普遍都強調實踐動手能力以及利用理論知識分析、解決實際問題的能力。而應用型本科人才則是本科層次教育培養(yǎng)的人才,更加注重基礎性、實踐性、應用性和技術性[6]。
因此,對于有機化學實驗教學來講,它所培養(yǎng)的“應用型人才”應該是掌握基礎的實驗技能,能夠獨立的提出、分析和解決問題的人才,更重要的是要具有將理論知識應用到實際生產的能力。而將理論知識與實際生產緊密結合,并將其轉化為實際生產的能力是有機實驗教學應用型人才培養(yǎng)的重中之重。
在以往的有機實驗教學模式(如圖1所示)中,實驗內容常常以教材為準繩,而教材詳細地給出了實驗原理、操作細節(jié)以及注意事項等內容。這在一定程度上不僅造成了學生在預習環(huán)節(jié)依賴課本知識,對實驗缺乏自己的思考的認識,并且在實驗操作環(huán)節(jié)仍然嚴重依賴教材,“照方抓藥”完成實驗,完全喪失了實驗過程中分析與解決問題能力的培養(yǎng)。
圖1 傳統(tǒng)有機化學實驗教學模式
探究式教學從學生的興趣出發(fā),將探究式教學法融入到有機實驗教學的各個環(huán)節(jié),在探求知識的過程中激發(fā)學生的求知欲和創(chuàng)造性思維,改變以往的消極、被動以及依賴的學習狀態(tài),建立探究式實驗教學的新模式(如圖2所示)。
圖2探究式有機化學實驗教學的新模式
探究式實驗教學的實施過程可以分為以下幾個階段:
改變之前單一、雷同的實驗內容,教師根據(jù)學生的認知水平和原有的知識基礎,給出實驗選題的范圍,通過問題導讀引導學生帶著疑問去探索知識。在該過程中,要求學生獨立思考,在查閱相關資料的基礎上設計實驗方案,同時并驗證實驗方案的可行性。以基礎性的實驗重結晶為例,教師除了給出題目之外,同時提供5~6種物質作為選題的范圍,學生根據(jù)自己的興趣確立實驗課題。查閱資料和文獻,自主學習重結晶的原理,實驗步驟和操作要點,選擇合適的溶劑和溶劑的用量等等。而且,教師要充分利用和發(fā)揮網絡平臺的作用,提前給出重結晶操作的視頻網址,學生自行觀看學習,對整個實驗有一個非常直觀性的認識。通過教師引導和網絡平臺的作用,讓學生主動參與教學過程,設計實驗方案,做到“疑、問、學、思”相結合[7]。
根據(jù)實驗選題的方向,成立臨時探究團隊。各個小組成員在前期獨立調研、收集資料的基礎上,各自提出自己目前存在的問題,通過小組討論、互助答疑的方式解決問題。在此基礎上,通過對比分析,找出小組內各個實驗方案的差異和存在的問題,進行討論。同時總結搭建實驗裝置的操作要點,影響實驗結果的因素以及實驗的注意事項等問題。以重結晶為例,每個同學在設計出實驗方案之后,以小組為單位,討論實驗設計遇到的問題,比如溶劑怎么選擇,多少量合適等,主要針對實驗方案遇到的難題和實驗操作過程中可能遇到的問題等展開的探究。在該環(huán)節(jié)中,學生逐步完善和確立自己的實驗方案。通過教師的引導,讓學生逐漸建立團隊意識和合作精神,在討論、分析和總結的過程中提高學生獨立思考、分析和解決問題的能力。
對于小組討論不能解決的難點、疑點,教師不是直接給出問題的答案,而是適當?shù)剡M行啟發(fā),給學生足夠的思考空間,讓學生展開頭腦風暴,自行分析完善,找出解決問題的方法。
我們仍然以重結晶為例,學生經常遇到的問題是活性炭要不要加,什么時候加,怎么加等,針對這種情況,教師不要直接給學生答案,而是引導學生,從活性炭的作用是什么,結構是什么樣子的,如果在加熱的情況直接加會怎么樣啟發(fā)學生自己思考,找出答案。在探討過程中,適時的鼓勵肯定和自由探索的學習氛圍的創(chuàng)建很容易讓學生發(fā)揮自己的主觀能動性,由學習被動接受者轉變?yōu)橹鲃訉W習的探索者。
以小組為單位,每位同學根據(jù)自己的設計實驗方案,獨立進行探究。對于實驗過程中出現(xiàn)的操作問題,實驗教師不要直接指出問題所在,而是通過引導、讓學生自己進行分析、思考錯誤的根源,發(fā)現(xiàn)問題并及時糾正。例如,重結晶過程中,有的同學在熱過濾的時候前后協(xié)調性不行,導致菊花瓣濾紙上有晶體析出。對于這樣的問題學生往往不知所措,教師在此時要適時的幫學生找出問題,啟發(fā)學生:晶體為什么會析出在濾紙上,實驗要的是析出在濾紙上的還是下面的溶液?經此一問,學生會不自覺地找出剛剛操作出現(xiàn)的問題,從而避免下次問題的出現(xiàn),而不是在不安中進行下面的實驗。
實驗操作完成后,教師可以帶領學生從以下幾個方面進行討論總結:(1)實驗過程中有哪些現(xiàn)象產生,以及這些現(xiàn)象產生的根源?(2)實驗過程中容易出現(xiàn)的問題,該如何避免?(3)實驗中有哪些影響實驗結果的因素,該如何改進?通過討論總結,讓學生自行總結出規(guī)律,達到教學目的。
分析總結是對整個實驗內容的一個回顧。它不僅有利于學生加強對本次實驗的認識,清楚自身存在的問題,以及還有哪些能力訓練不夠,需要以后加強,還有利于教師對整個教學過程的進行反思和改進。在這一階段,需要教師對本次實驗的重點難點進行精煉的、有針對性地講解,對學生容易出現(xiàn)的問題進行分析總結,并最終根據(jù)學生掌握和理解知識的程度,靈活運用所學知識解決實際問題的能力形成評價。
提高教學質量,培養(yǎng)具有高水平的應用型人才不僅是建設高水平應用型技術大學的目標,也符合社會的需求。將探究式教學法充分融入到有機化學實驗教學的各個環(huán)節(jié),旨在對大學生應用實踐能力培養(yǎng)的教學方法路徑上實現(xiàn)突破。希望該教學方法的引入,將有效促進學生實踐動手能力的提高,培養(yǎng)出社會需求的應用性人才。