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小议有机化学开放式实验教学

小议有机化学开放式实验教学

1开放式实验教学的背景

有机化学实验课程的开放式教学不是凭空想象从天而降的,是基于当前高等教育和高等学校的现状、社会的需求、学生的实际情况等因素,对教学内容、教学方法等方面的创新。

1.1高等教育改革

随着教育事业的发展,高校的办学规模扩大,学生的人数增加,有机化学实验课程教学的实际情况发生了如下变化:一方面,科技发展变化的日新月异,所学内容不断充实不断更新;另一方面,由于要培养学生的自主学习意识和创新精神,课堂教学学时减少了。如何增强学生的实验动手能力、培养学生分析解决问题的能力和创新精神、提高教学的效果和效率,成为相关课程教师及教学研究人员必须面对和着手解决的问题。这促使高等教育改革向前发展。因此,各种关于有机化学实验课程教学的研究越来越深入,这些研究工作涉及到教学内容、教学方法、教学时间、教学考核等等多个环节。

1.2传统实验教学中存在的问题

高等教育改革研究的结果表明,在当前情况下,传统的有机化学实验教学确实存在一些问题[4]。

1.2.1重视程度不一致社会、高等学校、教师和学生对有机化学实验课程的重视程度不一致。表现在于:社会和用人单位看中实验教学和学生的应用能力,学校和教师重视培养学生的实践能力,学生本人轻视甚至忽视实践动手能力。从社会对人才的需求来看,有机化学实验是很重要的,从事有机化工工作必须要能够熟练的掌握有机化学实验,并能够通过实验来判断、分析和解决实际问题。因此,学校和教师也重视实践教学。可是,社会、学校和教师对实验教学的重视并不能引起所有学生的重视。不少学生认为有机化学实验仅仅是有机化学的“副产品”,处于从属地位。实验原理在有机化学理论学习中已经掌握,花几分钟就能从实验教材中知道实验方法、实验步骤和实验现象,实验结果都是可以预料的,没有必要做实验。

1.2.2师生角色不恰当在传统的有机化学实验教学中,学生处于被动地位。老师在实验指导书上指出实验内容,学生按照指导书完成预习,了解实验的目的要求、原理、需要仪器和试剂、实验步骤、实验的注意事项等,到实验课开始的时候,除了一些基本操作需要老师示范,其他的几乎都可以按照指导书的要求来做。学生只需要按照老师要求,在规定时间和指定地点、用给定的仪器设备、按照给定的实验操作步骤完成规定内容的实验。这种情况下,学生一般只有两种选择:一种是严格按照指导书操作,实验效果肯定会比较好,考核的分数也高;第二种是不严格按照指导书操作,实验效果一般会稍差一点,考核分数也低一些。这种传统的教学方式把学生放在被动服从的地位,主要培养的是学生的服从意识和执行能力,很难培养学生的创新能力,就算有部分同学有想法,也无法付诸实践中,久而久之也产生了服从和依赖指导书、倦怠和厌烦实验课程的心理。

1.2.3实验课程体系不合理实验课程体系的不合理主要表现在一些基础实验课程(如无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验、物理化学实验等)之间以及大学化学实验跟高中化学实验之间在教学内容的设置上各自为政、彼此脱节不协调或衔接不好,部分实验内容专业特色不明显且有重复现象。如“塞子的钻孔”、“简单玻璃仪器加工”等基本技能训练和“加热和冷却”、“溶液配制”等实验单元操作在不同课程的实验课程中都有,既浪费了教学时间和教学资源,又易使学生产生对实验的轻视和厌倦心理。实验课程体系不合理还表现在实验内容更新缓慢,新的实验内容、实验方法和现代化实验设备不能及时被吸纳和运用。

1.2.4实验时间和内容不协调由于很多的有机反应时间长、反应条件苛刻(需要高温高压或者高真空、隔绝空气等),反应产物的处理复杂多样化,所以,一个完整的实验一般需要四个小时以上,有些甚至需要更长的时间,所以课堂时间往往不够,需要拖堂;可是,在长时间的有机反应过程中,往往又显得无事可做,一些同学为了节省时间去参加其他的活动,就私自减省实验过程,也达不到很好的教学效果。

1.2.5考核体系的不完善在传统的有机化学实验教学考核中,按照指导书做的,操作规范正确的,一般考核分数高,不按照指导书的正确规范操作操作偷工减料的,往往效果不好,分数低,这看起来貌似是公平的。可是学生的综合素质得不到全面、准确的评价,并且容易使学生产生一种实验只是看结果不重过程的错觉和投机取巧的心理[5]。自然扼杀了学生的创新意识和怀疑精神,培养的人才大多是一批合格的操作工,与创新型应用人才的培养目标还有很大的差距。

2开放实验教学的实施

2.1建立完善的实验管理制度完善的管理制度可以保证实验计划的顺利实施[6]。因此,应制定操作性较强的规则,明确教师、学生的责任,建立安全管理制度和教学效果的考核体系等。

2.2征集确定实验项目实验项目的确定对完成实验教学任务、培养学生创新能力具有重要的意义。因此首先考虑把系统的实验理论培训、系统的实验技能培训与培养学生综合能力结合起来;其次,考虑到学生实验能力的差异,使实验内容和难度在不同的层面上满足学生实验的需要。鼓励指导教师根据自己的研究方向、时间精力等多因素考虑,申报并最终集体讨论确定实验项目。

2.3组织学生选定实验项目公开实验项目、实验时间及要求,组织学生自由选题。提前公布要开设的实验项目,详细列出每个实验项目的具体要求,开设的具体时间,每个实验的分组人数和实验分值,实验指导教师等情况。学生根据个人情况预约实验项目和实验时段,实验的频率和节奏由学生调节。实验室再根据预约情况对实验时段等进行适当调控,以兼顾学生的需要和实验室的资源利用率。

2.4严格实验过程管理为保障实验的正常秩序,使实验教学能顺利实施,必须在进行实验前与指导教师和有机化学实验室技术人员联系,由学生自己在开放的规定时间内确定具体的实验时间,确定实验人员组合,并按实验计划的要求写出实验计划报告,学生在进入实验室完成实验前必须提交计划报告。指导教师负责对预习报告进行审查,合格则可以进行实验,否则不能进行实验,实验过程由指导教师进行检查和指导,实验室技术人员提供服务和帮助。开放实验允许其他同学按照要求观摩后。

2.5实验结果评定实验结束后,学生应按照要求提交开放实验报告,教师应按照相关的评定细则评定学生的开放实验成绩,实验技术人员应核查学生所借仪器药品是否归还,破损的按照相关管理条例进行赔偿。

3问题和思考

有机化学实验课程开放实验教学对提高学生的整体素质和能力是有积极作用的,同时,在开放实验教学中,还存在一些问题值得思考。

3.1安全责任问题开放实验中的安全问题是一个重大的问题,要引起足够的重视。有机化学实验通常用到一些危险药品和试剂,这些药品和试剂一旦使用不当就会威胁实验人员的健康甚至是生命安全,一旦流出实验室就有可能对人和社会产生极大的危害。例如:常用的硫酸等强酸、氢氧化钠等强碱、乙醚等危险试剂、甲醇、氯仿、乙酸酐等有毒试剂及易制毒试剂,使用不当就会对人和社会造成极大的危害。

3.2仪器设备的维护由于学生操作能力及水平参差不齐,基础知识和基本技能存在差异,需要一个由生疏到熟练的过程,在实验过程中,难免对仪器造成一定程度上的损坏,增加了维护费用和教学工作量[7]。

3.3对指导教师的要求提高开放式实验教学是以研究探索方式为主,很多的实验综合性强,并且需要充分运用当前新技术,这样,对老师的要求就高了很多[8,9]。仅仅拥有学科专业知识不一定能够解决学生在实验过程中遇到的问题。实验指导老师不仅要有全面的知识指导学生的实验设计,还要具有丰富的实验经验,能够解决实验过程中遇到的实际的问题。甚至,很多时候是需要组成一支强大的实验教学指导团队。

作者:许元明张贞发单位:广西民族师范学院化学与生物工程系