有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐分析

時(shí)間:2022-01-05 10:52:23

導(dǎo)語(yǔ):有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐分析

[摘要]在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知,實(shí)施目標(biāo)、內(nèi)容、教法、評(píng)價(jià)四位一體的教學(xué)改革,有利于提高課程教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。為促進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課與創(chuàng)業(yè)認(rèn)知融合,從教學(xué)目標(biāo)修訂、教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法改革和評(píng)價(jià)方式改革四方面著力,依托實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)、精神和思維培養(yǎng)融入有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)全過程,建設(shè)了一批融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,并采用基于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分組互動(dòng)教學(xué)方式,促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí),取得了良好的效果。

[關(guān)鍵詞]有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見》《國(guó)務(wù)院關(guān)于推動(dòng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級(jí)版的意見》等文件中提出,要促進(jìn)專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有機(jī)融合,調(diào)整專業(yè)課程設(shè)置,挖掘和充實(shí)各類專業(yè)課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源,在傳授專業(yè)知識(shí)過程中加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育[1-2]。有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),是高校化學(xué)化工類專業(yè)本科生的一門重要基礎(chǔ)課。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)旨在使學(xué)生理解并掌握有機(jī)化學(xué)的基本理論和實(shí)驗(yàn)操作,對(duì)加深學(xué)生理論學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、提高學(xué)生創(chuàng)造性思維等可以起到積極作用[3-5]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中提供了許多經(jīng)典化學(xué)化工產(chǎn)品的物質(zhì)認(rèn)知、合成方法與路線,為挖掘有機(jī)化學(xué)課程中的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源并將其合理融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)潛能提供了前提條件。因此,研究并促進(jìn)專業(yè)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有機(jī)結(jié)合,成為當(dāng)前專業(yè)課程改革的熱點(diǎn)之一。

一、融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的問題導(dǎo)向與重要意義

我國(guó)著名化學(xué)家戴安邦教授曾經(jīng)說(shuō)過:“為貫徹全面的化學(xué)教育,化學(xué)教學(xué)既要傳授化學(xué)知識(shí)和技術(shù),更要培養(yǎng)科學(xué)精神和品德,化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是實(shí)現(xiàn)全面的化學(xué)教育的最有效教學(xué)形式”[6]。著名有機(jī)化學(xué)家邢其毅教授也教導(dǎo)學(xué)生要“通過有機(jī)實(shí)驗(yàn)課,培養(yǎng)觀察和推理能力”[7]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,實(shí)施融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的教學(xué)改革,既順應(yīng)新時(shí)代實(shí)驗(yàn)課程改革的新要求,又能提高大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。(一)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要解決的問題當(dāng)前,高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在以下問題:1.注重讓學(xué)生記憶基本理論、基本概念和重要反應(yīng)式,忽視了對(duì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的能力的培養(yǎng);2.基本操作實(shí)驗(yàn)和簡(jiǎn)單制備實(shí)驗(yàn)過多,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性不強(qiáng),實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的局限于基本技能訓(xùn)練;3.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)不足,學(xué)生往往照本宣科,缺乏創(chuàng)新;4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育未能有效融合,任課教師開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的意識(shí)欠缺,教學(xué)方法單一,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的針對(duì)性與實(shí)效性不強(qiáng)。(二)推進(jìn)專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合的重要意義將面向化學(xué)、化工、能源、制藥、材料等專業(yè)本科生開設(shè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合具有以下幾方面的現(xiàn)實(shí)意義。1.能夠促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的革新。為了融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知教育,教師要充分挖掘課程中有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的教學(xué)內(nèi)容,建設(shè)理論知識(shí)與創(chuàng)業(yè)認(rèn)知相結(jié)合的教學(xué)案例庫(kù),更新有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容。2.能夠推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革。以創(chuàng)業(yè)認(rèn)知為切入點(diǎn),設(shè)計(jì)包含創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育內(nèi)容的教學(xué)環(huán)節(jié),將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目串聯(lián)起來(lái),有助于提高學(xué)生運(yùn)用有機(jī)化學(xué)知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。這就要求教師實(shí)施啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程開展基于問題、基于項(xiàng)目的教學(xué)。3.能夠拓展創(chuàng)業(yè)認(rèn)知與專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程有機(jī)融合的模式。化學(xué)行業(yè)創(chuàng)業(yè)成功的案例基本來(lái)源于化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的新現(xiàn)象、新產(chǎn)物、新工藝等。因此,挖掘有機(jī)化學(xué)課程中的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育資源,研究創(chuàng)業(yè)認(rèn)知內(nèi)容的合理導(dǎo)入途徑、教學(xué)實(shí)施、效果評(píng)價(jià)等,能夠有效拓展專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有機(jī)融合模式。

二、融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革

為了實(shí)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)認(rèn)知與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)融合,教師應(yīng)主動(dòng)創(chuàng)新,從教學(xué)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法與評(píng)價(jià)方法四方面入手,整體推進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革。(一)堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革創(chuàng)新理念在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中有效融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知,首先要求教師確立實(shí)驗(yàn)課程常改常新的教學(xué)理念。也就是說(shuō),面對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)體系的快速更新和學(xué)科的交叉融合,教師應(yīng)摒棄直接沿用舊教材和舊方法的傳統(tǒng)做法,堅(jiān)持以學(xué)生為中心,不斷改革和創(chuàng)新教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的思考、觀察、動(dòng)手與總結(jié)。教師一方面應(yīng)保留部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并增加分析運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果的教學(xué)內(nèi)容;另一方面可增設(shè)綜合性或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及開放性問題,讓學(xué)生投入更多的時(shí)間用于課前預(yù)習(xí)、課后總結(jié)。(二)實(shí)施目標(biāo)、內(nèi)容、教法、評(píng)價(jià)四位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革我們選用高等教育出版社出版的《有機(jī)化學(xué)》(天津大學(xué)有機(jī)化學(xué)教研室主編)和《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》(高占先主編)作為教材,實(shí)施目標(biāo)、內(nèi)容、教法、評(píng)價(jià)四位一體的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。第一,修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。我們進(jìn)一步明確了學(xué)生通過有機(jī)化學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到的知識(shí)水平與技能水平,并新增了創(chuàng)業(yè)認(rèn)知教學(xué)目標(biāo),包括創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)、思維和能力等核心素質(zhì)的培養(yǎng)。新修訂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)基于理論知識(shí)學(xué)習(xí),兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng),以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體驗(yàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)過程,激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和潛能。第二,改革相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。我們?cè)谏钊胙芯坑袡C(jī)化學(xué)學(xué)科形成、發(fā)展與創(chuàng)新歷史的過程中,不斷挖掘經(jīng)典的有機(jī)化學(xué)創(chuàng)新成果及應(yīng)用有機(jī)化學(xué)知識(shí)成功創(chuàng)業(yè)的企業(yè)家典型,并結(jié)合創(chuàng)業(yè)教育實(shí)施方案,將其轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源融入課程的各個(gè)章節(jié)。我們還遴選出國(guó)內(nèi)外利用有機(jī)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的案例組成案例庫(kù),合理融入教學(xué)中。在設(shè)計(jì)應(yīng)用性較高的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),我們?cè)黾恿藢?shí)驗(yàn)成品工藝優(yōu)化、產(chǎn)品商業(yè)化、商業(yè)計(jì)劃書、銷售推廣等教學(xué)環(huán)節(jié)。融入創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容包括:1.有機(jī)化學(xué)學(xué)科的形成和發(fā)展史及歷代化學(xué)家努力創(chuàng)新的案例庫(kù),以學(xué)生研討的方式講授;2.芳烴章節(jié)建設(shè)了應(yīng)用Friedel-Crafts反應(yīng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例及分子結(jié)構(gòu)模擬的教學(xué)資源;3.立體化學(xué)章節(jié)詳細(xì)解析外消旋體的拆分、脂環(huán)化合物的立體異構(gòu)、軸手性等,并建設(shè)手性合成及藥物應(yīng)用的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例庫(kù),設(shè)計(jì)開放式課后練習(xí)題;4.β-二羰基化合物章節(jié)建設(shè)該類型有機(jī)物合成路線設(shè)計(jì)及商業(yè)化應(yīng)用案例庫(kù)。第三,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。我們引入了互動(dòng)式教學(xué),并結(jié)合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知案例庫(kù)建設(shè),豐富立體化教學(xué)資源,推進(jìn)基于問題和項(xiàng)目的教學(xué)。如我們?yōu)閷W(xué)生提供更多針對(duì)課程重點(diǎn)、難點(diǎn)章節(jié)的“學(xué)習(xí)指引”,加強(qiáng)學(xué)生的課前預(yù)習(xí);提供更多優(yōu)質(zhì)在線開放課程網(wǎng)址,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí);提供有機(jī)化學(xué)分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系展示素材,加深學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的研習(xí);組建課前、課中、課后自主學(xué)習(xí)小組,加強(qiáng)學(xué)生之間的交流。第四,改革教學(xué)評(píng)價(jià)方法。我們改革了實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式,邀請(qǐng)創(chuàng)業(yè)教育相關(guān)專家或教師參與教學(xué),更專業(yè)地評(píng)判學(xué)生的創(chuàng)業(yè)計(jì)劃方案。我們將創(chuàng)業(yè)認(rèn)知教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)等按照不低于30%的比例納入成績(jī)考核范圍,并針對(duì)融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組織分組匯報(bào),采用教師評(píng)價(jià)與學(xué)生互評(píng)相結(jié)合的方式,客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)投入與學(xué)習(xí)效果。

三、融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革實(shí)施效果

面向本校化工、輕工等專業(yè)實(shí)施的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革已近十年,在此過程中,我們不斷總結(jié)、反思和改進(jìn),取得了一些經(jīng)驗(yàn)和成效。(一)建設(shè)融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源我們除了搜集并建立有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻資源和虛擬仿真項(xiàng)目資源之外,還開發(fā)了三類融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。第一類是與教材各章節(jié)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有關(guān)的創(chuàng)業(yè)案例,如苯胺紫染料在實(shí)驗(yàn)中的意外發(fā)現(xiàn)及其商業(yè)價(jià)值實(shí)現(xiàn)案例,畢業(yè)生開發(fā)的系列新型有機(jī)藥物中間體的創(chuàng)業(yè)案例等。第二類是經(jīng)典有機(jī)化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)新改進(jìn)。如經(jīng)典的環(huán)己酮制備實(shí)驗(yàn)是以鉻酸氧化環(huán)己醇為反應(yīng)物,經(jīng)多步萃取分離操作,最終獲得產(chǎn)品(過程較為復(fù)雜,且產(chǎn)率不高)。為了提高產(chǎn)率,我們引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)環(huán)己酮和水形成共沸點(diǎn)的特性,利用環(huán)己酮從反應(yīng)物中分離的原理對(duì)分離步驟進(jìn)行改進(jìn),待氧化反應(yīng)完全后,改成蒸餾操作。為避免環(huán)境污染,采用次氯酸代替鉻酸做氧化劑。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便,環(huán)境友好,產(chǎn)率有所提高。硝基苯胺、溴乙烷等合成實(shí)驗(yàn)中也進(jìn)行了類似的改進(jìn),教師可以指導(dǎo)學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新與優(yōu)化探索。第三類是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如筆者結(jié)合自己的科研成果設(shè)計(jì)了一種新型香豆素喹啉衍生物熒光探針有機(jī)分子的合成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并引導(dǎo)學(xué)生制定將其應(yīng)用于探針檢測(cè)制劑的商業(yè)推廣方案;開發(fā)了若干有關(guān)補(bǔ)陽(yáng)還五湯、迷迭香等化學(xué)成分檢測(cè)方法綜合研究的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,讓學(xué)生查閱資料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并引導(dǎo)學(xué)生將項(xiàng)目的前期研究成果用于申報(bào)學(xué)校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目或SRP科研訓(xùn)練項(xiàng)目。(二)開展基于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分組互動(dòng)教學(xué)融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和項(xiàng)目的開發(fā)促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)及混合式學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中,我們重點(diǎn)采用分組互動(dòng)的方式,要求學(xué)生組隊(duì)(3人左右)完成開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。團(tuán)隊(duì)成員分工合作,共同商議并選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,最終共同完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告和創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃書。同時(shí),我們組建了班級(jí)QQ群,方便老師與學(xué)生及時(shí)溝通。我們還將學(xué)生分組互動(dòng)實(shí)驗(yàn)過程中常出現(xiàn)的問題及解決辦法總結(jié)成Q&A文檔,方便學(xué)生查閱。線上線下混合教學(xué)起到了有效促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的作用。(三)收集學(xué)生對(duì)教學(xué)改革的評(píng)價(jià)與反饋對(duì)比不同年度上課學(xué)生的綜合表現(xiàn),我們獲得了學(xué)生群體對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的評(píng)價(jià)反饋:1.融入創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,課前預(yù)習(xí)深度明顯增加,課后討論明顯增多;2.教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性明顯增強(qiáng),學(xué)生認(rèn)為要設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案并正確解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與解決實(shí)驗(yàn)問題,不僅需系統(tǒng)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí),而且需加強(qiáng)文獻(xiàn)檢索;3.學(xué)生從實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)中獲得靈感,從而成功申報(bào)課外科研項(xiàng)目數(shù)量逐年增多;4.在班級(jí)QQ群中,學(xué)生針對(duì)如何應(yīng)用有機(jī)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)業(yè)的話題討論頻率逐年提高。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明,堅(jiān)持課程常改常新的理念,積極建設(shè)融合創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,深入推進(jìn)目標(biāo)、內(nèi)容、教法、評(píng)價(jià)四位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、思維方式的培養(yǎng)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可以推進(jìn)專業(yè)知識(shí)與創(chuàng)業(yè)認(rèn)知的內(nèi)生結(jié)合,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的深度融合,并在促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的同時(shí)為其植入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基因。

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作者:王婷婷 林東恩 單位:華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院