付艷華(安陽工學院化學與環(huán)境工程學院,河南 安陽 455000)
2021年是“十四五”規(guī)劃的開局之年。高校教育改革的重要性也再一次被提及。大學是實踐場景最為密集的學段、與職業(yè)生涯直接接壤的階段,實踐是大學生的課堂。實踐性是實驗教育的重要特征[1-2]。在高校辦好實驗教育,必須全面準確把握“實踐”內(nèi)涵,構建完善實踐育人體系,將課程思政融入實驗課堂[3-4],堅持以學生為中心、重視學生的課程學習體驗、學習效果,以“潤物無聲”的方式將正確的價值追求、理想信念和家國情懷有效地傳遞給學生[5]。
有機化學實驗課程是有機化學課程的重要組成部分,也是學習有機化學的一個重要環(huán)節(jié),是四年制本科化學工程與工藝專業(yè)必修的重要基礎課程。有機化學實驗與有機化學理論課程同步進行,相輔相成。通過有機化學實驗教學,使學生具備下列知識和能力。
實驗課是對學生的全面檢驗,打好基礎才能在實驗中將有機化學理論知識靈活運用到實踐中,逐步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的意識和能力。有機化學實驗將理論與實踐相結(jié)合、認知與探究相結(jié)合、動腦與動手相結(jié)合,許多實驗內(nèi)容居于科技變革和社會變化前沿,對傳統(tǒng)教育教學模式提出挑戰(zhàn)。在實驗過程中加深學生對現(xiàn)有理論知識體系的理解,并在此基礎上緊跟科研前沿,開拓創(chuàng)新,培養(yǎng)學生的科研思維和素養(yǎng)。
突出實踐的知行合一作用。我們要把握時代特點,把實踐教育作為加快教育教學改革、人才培養(yǎng)、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的核心抓手,打破第一、第二課堂藩籬,推進從“以教為中心”向“以學為中心”的變革。
我們一直鼓勵同學分組完成實驗,是為了鍛煉他們畢業(yè)之后的團隊合作和溝通能力。學生兩兩分組,彼此合作,共同完成一個化合物的合成、一個實驗儀器的操作。團隊合作對學生至關重要?,F(xiàn)在很多學生普遍存在以自我為中心,團隊意識薄弱。如何在有機化學實驗過程中分工合作,使實驗快速有效地完成,離不開學生的團隊協(xié)作。學生在實驗中學會分工,學會溝通交流,逐漸從自我中走出來,為畢業(yè)后走上工作崗位打下良好的基礎。
強化實驗的探究體驗特點。有機化學實驗本質(zhì)上是探究式學習、體驗式學習。實驗教育是大學生提升解決問題和創(chuàng)新創(chuàng)造能力的重要途徑。進入新發(fā)展階段,教育與生產(chǎn)勞動相結(jié)合的內(nèi)涵發(fā)生重大變化,國家一直強調(diào)高校與企業(yè)的“產(chǎn)學研”合作。因此,高校必須提高站位,從教育鏈對接創(chuàng)新鏈、創(chuàng)新鏈重塑教育鏈的視角,構建實踐育人體系,加強學校教育與社會生活、生產(chǎn)實踐的直接聯(lián)系,把實驗教育作為學生認知社會、服務社會、改造社會的有效載體,把科研創(chuàng)新、服務社會的報國強國實踐轉(zhuǎn)化為生動的育人場景。比如在有機化學實驗中,己二酸的制備,在此實驗中教師可引導學生思考工業(yè)生產(chǎn)己二酸的工藝流程和己二酸在實際生產(chǎn)生活中的應用等問題。
目前,有機化學實驗教學中依然存在一些問題。首先是教法比較陳舊,仍停留在老師講學生聽的傳統(tǒng)教學模式。學生缺乏主動性,撰寫實驗預習報告和實驗報告時照搬課本上的實驗原理、實驗步驟等內(nèi)容,缺乏獨立深入的思考。
其次是學生在實驗過程中往往生搬硬做,出現(xiàn)問題不能找到原因和解決的辦法,達不到實驗教學的目的。比如一些學生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)自己的實驗現(xiàn)象與課本上的不同或者與其他同學的不同,他們往往不去思考出現(xiàn)差異的原因而是直接認定實驗失敗而選擇重做實驗。這樣不僅導致實驗時間拉長,而且不利于培養(yǎng)學生獨立思考的能力。有機化學實驗過程中物料的加入順序、溫度及壓力的控制等對實驗結(jié)果影響非常大,但是學生往往對這些特點關注度不夠。這一現(xiàn)象出現(xiàn)的本質(zhì)原因是學生對實驗沒有全局的理解和把握,預習程度達不到,在老師講解過程中學生沒有完全跟上講解思路。
第三,有機化學實驗成績的評價機制單一。很多高校實驗課程成績?yōu)轭A習報告、實驗操作、實驗報告三部分組成。預習報告學生大多照抄書上的內(nèi)容,缺乏對實驗全局的把握。實驗操作部分的得分一般根據(jù)實驗過程中的操作和實驗結(jié)果給分,但是很多情況下由于學生太多,每個學生的整個實驗過程教師不能全部看到,所以通常根據(jù)學生結(jié)束實驗的時間判斷學生實驗進行的順利與否。這就導致很多學生為了追求實驗的進度,缺少實驗過程中的樂趣享受和思考,對實驗也是應付式的完成。實驗報告部分普遍存在學生書寫籠統(tǒng)、對實驗現(xiàn)象記錄不夠詳細、不能很好地分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)等問題,對于失敗的實驗,更是不能找出失敗的原因。
針對目前有機化學實驗教學中存在的以上問題,結(jié)合有機化學實驗的課程特點,對有機化學實驗教學提出一些教學改革和建議,期待能提高實驗的學習效果和教學質(zhì)量,增強學生的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)。
在有機化學實驗教學中,打破傳統(tǒng)的老師講學生聽的模式,隨機地抽取學生進行實驗前的講解工作。調(diào)動學生的主動性,讓學生參與進來,這樣有利于學生在預習實驗時能深入地把握實驗原理、實驗目的、實驗步驟、實驗過程中的注意事項,而不是僅僅照本宣科。在這個過程中發(fā)現(xiàn)問題,找到實驗成功的關鍵操作步驟。另外,課本上的實驗過程較抽象,尤其一些實驗操作手法,比如萃取過程中分液漏斗的操作,雙手的握瓶姿勢用講解的方式很難達到理想的教學效果。因此,與其干澀的講解實驗步驟不如讓學生觀看整個實驗過程的視頻,使他們具象地了解實驗操作過程,將晦澀難懂的實驗轉(zhuǎn)換成生動的視頻,通過視覺刺激提高學生的興趣點,提升有機實驗課堂的趣味性。目前,本人正在進行實驗課程視頻的錄制工作。實驗視頻提前發(fā)放給學生,學生通過互聯(lián)網(wǎng)提前學習,在課堂上師生進行交流互動,將“翻轉(zhuǎn)課堂”實化在有機實驗課堂。
根據(jù)有機化學實驗課程的特點,學生成績考核應貫穿整個過程,考核標準應進一步細化。因此,我們建議將成績考核分為平時考核和期末考核。平時成績包括實驗預習、實驗操作和實驗報告。這里的實驗預習不單單取決于實驗預習報告的書寫,而在于對整個實驗的全局把握。實驗操作的得分要根據(jù)學生在實驗操作過程中的操作規(guī)范與否、實驗結(jié)果以及突發(fā)狀況的解決能力等來評定。這樣可以使學生能靜下心來專心地完成實驗,而不僅僅追求實驗的效率。實驗報告的得分重點在于數(shù)據(jù)處理和分析,通過分析實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)加深對知識點的理解和應用,從而提高理論聯(lián)系實際的能力。通過對實驗中出現(xiàn)的問題分析與討論,增強學生獨立思考、追根溯源的探索精神。期末考核采用隨機抽取一個實驗進行操作,考試內(nèi)容涉及對實驗原理的理解、實驗操作及注意事項、知識拓展等,按實驗流程進行成績評定。
有機化學實驗課程與其他化學實驗相比,實驗現(xiàn)象豐富,趣味性較強,因?qū)嶒灄l件的控制對實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果的影響非常大,所以在操作過程中更加需要學生的全心投入。而且有機化學科學發(fā)展迅速,在實驗過程中教師不斷豐富課堂內(nèi)容,并積極引導學生利用網(wǎng)絡工具關注學科前沿知識,從而拓展學生的視野,培養(yǎng)學生的科研素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。