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基础教育创新对有机化学的启发

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基础教育创新对有机化学的启发

本科阶段的有机化学知识与高中有机化学衔接是比较紧密的,学生已经熟悉了由烃和卤代烃到含氧衍生物的主线,并且每个部分的思考方式都是从物质结构到性质到制备方法这样的顺序。因此本科生对于具体有机物的学习完全可以自主进行。自主学习模式中教师的作用是指导和训练。学生对于有机反应的了解只浮于表面,其中的反应机理需要教师进行指导,可以以学生提问教师回答的方法进行。指导作用并非仅限于此,教师应该善于启发学生对于同类型的物质性质,同类型的反应进行概括归纳,对于特例进行推理等。有机化学在基础化学中实际应用性最强的,有机合成训练就是培养学生思维能力的最好方式,同时可以为以后的科研工作打下基础。这种训练可以分两种,一种由教师提供路线图,而学生进行每一步合成方式的补充;另一种有教师提供原料和目标产物,由学生来完成路线设计,这种训练方式应以阶梯顺序进行,不可过难否则影响学生学习有机化学的信心。这两种训练的原型最好来源于实际生产,这样既培养了学生分析问题解决问题的能力又促进学生创新能力实践能力的提高。一般来说,自主学习的模式更适合于有机物的学习,对与有机化学基本原理理论的学习小组讨论模式应该更有利。

有机化学教学中小组讨论模式以邢其毅的《基础有机化学》(第三版)为例,该书的理论主要介绍了化学键、酸碱、立体化学等方面的理论,内容抽象并且学生知识基础薄弱,因此这部分的内容用自学的方式进行学习比较困难。为了提高学生的主体性,让大学课堂不再作为教师的一言堂,我们可以采用小组讨论模式。“小组讨论”的模式是指经过预先设计与组织,在教师的指导下,学生经过独立思考的基础上,让各小组成员围绕某一中心问题,各抒己见,发表自己看法,并通过师生间、学生间的多边交流,互相探讨,以寻求获取真知和全面提高学生素质的教学模式。[4]以酸碱的概念为例,教师可以根据教材内容分组,每组讨论学习不同的酸碱理论即电离理论、溶剂理论、质子理论、电子理论[5](P20-22)。每个小组首先收集资料查阅文献,其次就酸碱理论的提出、该理论认为何为酸何为碱、酸碱如何区分等问题展开讨论,讨论过程中教师给予指导、解释。最后,以小组为单位进行汇报,由学生自己来讲解,由教师进行点评指出有误或者不准确的地方,并为学生进行新的延伸拓展、提供变式,将理论与目前科研或者生产实际进行联系。这样的教师为主导、学生为主体的教学方式,更有利于师生间、学生间的交流探讨。其中,学生进行汇报讲解的方式既培养了学生语言组织能力又促进学生逻辑思维能力的发展。同时,教师的拓展对大学生来说显得尤为重要,目前知识更新很快,有机化学教材中介绍的知识大部分来源于百年前的科研结果,这些内容与目前的实际生产和科研有着脱节之处,这些新的内容需要教师拓展,学生查阅。

人本主义学习理论指导下高校有机化学实验教学中“小组合作”与“问题探究”模式人本主义学习理论强调人在学习中的自主地位,强调学习中的情感因素,并试图将情感和认知因素在学习中结合起来。因此,在教学中应充分考虑学习者的主体地位,调动其主动参与学习过程的积极性。[6]

有机化学实验教学“小组合作”模式目前,有机化学实验开始前由学生预习,书写预习报告,教师检查,大部分学生只是对书本内容进行摘抄没有思考,有的学生甚至并不预习。为了让学生真正做到在做中学,学会自主学习,我们可以尝试小组讨论的方法进行实验预习。合作学习是指学生为了完成共同的任务,有明确的责任分工的互助性学习。合作学习鼓励学生为集体的利益和个人的利益而一起工作,在完成共同任务的过程中实现自己的理想。[7]首先,根据学生的性格特点与学生特长对班级进行分组,每组成员明确分工,形成合作小组。其次,实验前,由教师将实验任务包括实验目标,实验参考资料,提供的药品、仪器,实验地点、时间等通知学生小组组长,由组长带领组员进行资料查阅进行讨论,完成预习报告,预习报告应包括实验步骤,每一步预期目标以及实验装置图。完成后交给教师,由教师审阅弥补不足。再次,实验课过程,教师进行指导包括:实验流程、药品用量规定以及产物检查回收要求,实验中可能出现的问题、危险等。一小组为一排进行实验,允许过程中讨论,教师对学生的实验操作进行个别点拨,及时纠正错误。教师对于实验成功的小组,检查产品并给予评价;对于实验失败的小组找出失败原因并给予纠正。最后,实验结束后,小组成员独立完成实验报告以后,进行小组讨论完成实验反思,反思内容包括实验收获,实验中遇到的问题困惑。教师集中学生对实验操作,实验反思进行评价。有机化学实验教学采用“小组讨论”的模式,可以有效的提高有机化学实验学生的自主性与主动性。充分发挥学生主观能动性,有利于学生理解有机化学原理,培养学生对于知识的运用能力,激发学生创造性,让学生在实验中收获成就感与自信心。

有机化学实验教学“探究”模式当今世界科技迅猛发展,有机化学作为化学学科中最活跃的领域,发展非常迅速,在这样的背景下,学生一味拘泥于实验课本中的实验内容是非常不利于学生创造性发展的。学生步入社会或者进入更高领域学习就会发现,课本中的内容远远不能满足现实的要求。因此,启发学生的创造性,提前让学生体验研发或者科研过程是非常有必要的。基础教育课程改革中探究式教学模式颇具借鉴作用。探究式教学是在教师的启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探索、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。[8]在有机化学实验教学过程中,以一学期为一个活动周期,学生以小组申报与生活有关并且以有机化学方法来解决的课题以及申请理由,教师对学生的课题意义及可行性进行评价和修改,每周定时开放实验室,由学生小组进行实验探究,教师可以提供咨询和帮助。教师定期对小组研究进程进行跟踪评价。学期末,以小组为单位进行汇报,总结与评价。这种探究学习模式,有助于学生主体性的发挥,同时让学生在本科阶段就能体验到科研的成就感与乐趣。

有机化学实验考核中的发展性评价实验考核是对一学期有机化学实践的总结和检查,有助于检查学生对有机化学实验基础知识的掌握及迁移的情况,检查学生基本操作技能、实验设计思路,检查学生观察实验现象、处理数据、分析失败原因的能力。[9]基础教育课程改革所倡导的发展性评价方式在有机化学实验考核很有借鉴作业。发展性评价理念是必须关注人和人的发展,而不是分数,必须体现出尊重关爱,关注个体;处境和需要;必须体现对人的价值的重视,促进人体价值的实现;必须关注人的主观能力性,开发人的主体精神。依据这样的理论,高校有机化学实验过程应由重结果向重过程转变,更加注重学生能力的培养;由单一的、终结性的纸笔评价方式向多纬的、发展性的、激励性的评价方式转变。(1)考核内容的转变考核应该分为三部分,即实验方案设计与综合实验操作以及平时实验考核情况。1)实验方案设计,由教师选取难度相似的不同设计题分配给各个学生,考核学生独立设计实验方案的能力,占20%。2)综合实验操作,每位学生进行相同课题的实验,考核学生独立进行实验的能力以及结晶、抽滤、蒸馏、萃取等有机基本操作规范,占60%。3)平时实验考核情况,教师根据学生每周实验情况综合评分,考核学生平时实验态度、实验报告书写、是否爱护药品仪器,保持实验室整洁等,占20%。(2)评价方式的转变科学的对学生成绩进行评定,既是对学生学习成果进行检验又是对学生的鼓励和鞭策。因此评价方式应包含三部分,即教师评价;小组成员互评;自我评价。教师作为整个实验教学过程的组织者,对学生操作、思维方式等都有比较科学的评价,教师评价可以为学生的持续发展提供一条捷径,教师评分占总分的40%。小组成员在共同学习的过程中交流讨论,对各个成员的特点非常了解,教师无法指出每个学生的问题,而小组评价正是弥补这一不足更加有针对性的评价每一个学生,同时小组评价还可以增加学生的合作意识,小组互评占总分的30%。自我评价可以让大学生对整个学习过程及未来如何深入发展作系统的思考,查漏补缺,真正实现评价的激励功能,自我评价占总分的30%。每部分评价都应以结论性的等级或分数为基础,与描述性的评价并重的方式指出学生不足,调动学生深入学习的积极性。这种评价方式的转变使评价成为学生、同伴、教师等多主体共同参与和协商的活动,从不同的角度为学生提供学习、发展方面的信息,帮助学生更加全面的认识自我。

新课改课标中也详细描述了作业评价、测验评价、作品评价、成长记录等发展性的评价方式,其中作品评价、成长记录等评价方式在有机化学实验教学评价中也有很好的借鉴作用。对于学生有创意的设计思路,实验成果,都可以加以展示和收集,学生在没有来自教师压力和具体时间限制的情况下,来展示自己。这种评价方式既激发学生的实验兴趣又鼓励的学生创造性的发展。目前,我们已经越来越重视有机化学的教学改革,但是一直没有很大的突破,而新课改的成功将为有机化学的教学改革提供新的切入点,在建构主义理论与人本主义理论的支撑下,相信我们可以找出符合大学生思维特点促进大学生创新实践能力发展的新的教学模式。

作者:俞磊易容单位:扬州大学化学化工学院