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有机化学实验课教学模式探究

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有机化学实验课教学模式探究

1树立学生主体地位,激发学习兴趣

教师要让学生从思想上真正认识到这是一门很重要的课程,是与我们的生活息息相关的课程。例如,对药物化学相关专业的学生授课时可以讲述药物分子本质上就是一个有机分子,现在大部分药物都是通过有机合成的方法得到的,从药物研发的角度讲授有机化学实验与药物分子各个方面的相互影响。对中药学相关专业的学生在授课时要讲述在我国传统的中药材里,含有优良的活性成分,这些有效的活性成分从天然产物的提取、分离、鉴别与有机实验的操作密不可分。教师应该多角度从各个层面上向学生阐述有机化学实验课的重要性,通过这样的讲述在思想上与学生达成共鸣,为有机化学实验课的开展奠定良好的基础。实验教学是一门培养操作技能的学科,是学生在教师的指导下运用实验仪器和药品亲自动手实际操作的过程,学生是整个过程的主体。在授课过程中指导老师要杜绝把学生当做知识容器的教学方法,要采用科学合理的实验教学方法,充分调动学生做实验的热情。在整个过程中教师应起到促进、辅导、组织,监督实验课堂教学的作用。

2全方位、多层次、立体化教学模式的运用

笔者根据专业不同、学生背景不同以及实验内容不同等特点,采用了全方位、多层次、立体化的教学模式,该模式是指区别于传统的只注重老师讲授的平面式教学模式。根据教学对象的不同、教学内容的不同,采用不同的教学方式,使教学形式更加丰富,教学手段更加多样,主要包括以下5个方面。

2.1加强实验预习,提高学生的自学能力

实验之前预习整个实验过程,预习的好坏将决定整个实验质量的优劣。因此,在每次新实验之前都要求每个学生进行系统的预习,学生通过预习实验内容,领会实验原理,了解有关实验步骤和注意事项,并按要求写出一份完整的预习报告,画出实验装置图,从而培养学生自学能力,这也是学生养成良好实验素养不可缺少的基本要求。在实际授课过程中,发现一些学生的预习报告是应付了事,照本宣科地抄了一遍,根本没有达到预习的实际效果。针对此现象,笔者在实际授课过程中将传统的老师讲解实验原理、实验目的、实验要求的方式,改为讨论式教学,提高学生学习的主动性。上课时首先对学生分组,然后从不同组中随机抽取一名学生讲解本次实验的目的、原理及本次实验所采用的实验方法。针对学生的讲解过程,老师根据具体的实验内容提出相关问题,让其进行解答,回答不正确的地方,再找其他学生补充,尽量使班级里的每一名学生在这一学期里都能参与这个环节。笔者将每名学生预习的情况分别记录下来,作为本次实验成绩评定的一个重要标准。通过预习检验的环节,使教学由传统的学生被动接受转化为学生主动学习,学生都在每次课之前预习实验从而增加学生预习的积极性。既检查了学生的预习效果,又起到督促学生预习和锻炼学生组织化学语言的能力,从而为后续实验的开展奠定良好基础。

2.2强调动手能力的培养,提高学生参与的积极性

有机化学实验装置的搭建非常重要,是掌握有机实验技能的基本功,是决定实验成功与否的重要因素。在这个环节里,根据教学情况的不同采用不同的方法。如果本次实验的装置是学生以前没有接触过的,例如初学有机化学实验时的萃取、蒸馏、减压蒸馏、熔点测定等操作实验,就采用演示的方法,由指导老师进行搭装讲解;如果本次实验装置是学生以前学过的、接触过的,例如在后面的合成实验里面,往往一个实验室用到以前学过的许多种操作实验装置,就先让一个或一组学生根据预习及所学的知识为大家搭实验装置,指导教师对搭建过程中出现的问题通过提问的方式加以讨论补充。从而克服了学生在实验课上过分依赖老师的心理,变“照方抓药”为“自行配药”。这种“由点及面”又“由面及点”的教学方式提高了学生的学习积极性,也提高了有机化学实验的教学质量。为安全起见,每名学生装置搭完之后要得到指导老师的确认。对于实验装置搭建有问题的学生,通过引导的方式让学生自己认识到错在什么地方,错误的原因是什么,鼓励学生积极思考“为什么”,把实验学习引向深入。例如,在做普通蒸馏的实验里,接液部分应该是用真空接液管,因为真空接液管有磨口,可以与收集的装置紧密结合,降低有机溶剂的易挥发性对环境造成的污染。而有的学生用了牛角管,虽然都是引流管,但作用却不同。这时笔者就会引导学生设想一下待蒸馏的有机溶剂有难闻的味道,例如吡啶,当汽化冷凝从牛角管流出时会出现什么情况?这时学生很快就想到了会闻到吡啶的臭味,进而进一步引导学生思考为什么会有味道的散发?这时学生就会看着装置想到肯定是某个地方密封不好,自然会注意到是牛角管用错了。因为牛角管的末端没有磨口,不能与接收瓶紧密接触,所以会有气味溢出。通过这样的方式引导学生,在改正学生错误的同时可以使学生对实验内容的印象更深刻,对知识的理解会更透彻,使学生从道理上真正懂得了错误的原因,达到治标又治本的效果。与此同时指导老师要注意说话语气应该是平和的而非指责,从而为学生营造一种和谐的课堂气氛,使学生以一种愉快的心情完成实验。在课堂教学中发现如果学生的想法得到教师认可,会激发他们对实验更大的兴趣,增强学生参与解决问题的主动性,极大地减少了学生一出现问题就问老师怎么办的现象。

2.3运用多种教学方式,激发学生的学习兴趣和创造性

从预习到实验操作,再到实验报告的撰写,笔者将提问、启发、比较、讨论等教学方式贯穿始终,在课堂中与学生形成互动,增强了学生的参与度,激发学生的学习兴趣和创造性。如在乙酰苯胺与苯甲酸乙酯的制备中,两个反应都有水的形成,为了促进产物的生成都有除水的过程,但是两个反应的除水原理和装置却不一样。因此,在苯甲酸乙酯的制备实验中,要先引导学生回想一下在上次乙酰苯胺的制备实验中也有除水的操作,用的是刺形分馏柱根据沸点差别进行除水,这种除水操作能否用在苯甲酸乙酯的制备实验中?有的学生说可以,有的学生说不行,接下来让学生阐述理由。经过学生的分析讨论,在苯甲酸乙酯的制备中,水和醇是互溶的,如果要蒸出水肯定会把乙醇也一并蒸出,这样反应就不能进行了,所以不能根据沸点差用分馏柱进行分离,而应该用一种新的装置———分水器。通过这种讨论、比较、设疑的方法,既调动了学生的积极性,活跃了课堂气氛,又培养了学生科学地分析问题、解决问题的能力,使学生对知识的理解更加深刻。在实验中鼓励学生对现有的实验方法或装置进行改进与创新,即使是小小的改进,也从侧面体现了学生参与思考实验的过程。例如,在亚苄基乙酰苯的制备中,要将得到的黄色油状物倒入放在冰水浴的烧杯中搅拌析出固体。在做实验的时候有的学生就提出可以先不用倒入烧杯,直接在烧瓶中用机械搅拌器搅拌,只要将温水浴换成冰水浴就可以了。通过这样的改进可以节省反应的操作时间,提高实验效率,由于减少了二次倾倒的过程,产率也较倒入烧杯中用搅拌棒搅拌的产率高。通过这种鼓励,学生品味到成功的愉悦,从而增强了学生做实验的兴趣。为了在有限的学时内较好地完成教学任务,以提高学生实验技能,延伸实验教学空间,笔者制作了有机实验多媒体网络课件,课件中配以动画和视频。学生可以在实验课前和课后借助多媒体课件进行预习和复习,使其在上课前对整个实验有了一定的了解和感性认识,进行实验时,能够做到有的放矢。教师指导实验时,将更多的时间和精力放在对学生实验技能的辅导和具体实验问题的讨论中,教师的指导更具体、更有针对性,使学生的实验技能提高更快。

2.4多层次教学模式的应用,提高学生的创造力

在实际授课过程中采用分层次教学的模式,对于专业背景不同的学生,有针对性地调整实验内容,既达到有机化学实验教学大纲的要求,又体现不同专业学生掌握知识的层次性。例如,对于中药相关专业的学生,在基本操作实验的基础上增加提取分离实验;对于药物化学相关专业的学生加强化合物合成方面的实验。尽量让不同专业的学生得到相关的训练,为以后专业课的开展奠定基础,同时也提高了学生对有机化学实验学习的热情。对知识情况掌握不同的学生,尤其是一些对有机实验非常感兴趣的学生,尽量创造条件给他们提供更多的参与锻炼的机会。开放性实验和创新性实验是正常学时以外的学生自愿进行的实验,这些实验与课堂教学的实验不同,学生需先了解实验课题,查阅相关资料,进而设计实验方案,通过与教师讨论确定最终的实验方案。再通过具体的实验操作来验证,并对实验中出现的现象和问题加以分析等,这些过程都需要学生自主完成。例如,我们开设异烟酸酯的合成以及不对称二芳基脲的合成,这是课本上没有的实验内容,需要学生自己动手通过相关文献、网络资源查阅具体实验原理、实验操作,自己选择实验方案。这种实验教学还原了实验探究的本来面貌,能给学生一个较宽阔的思考空间和选择余地。通过这种实验的锻炼,有利于培养学生的思维方式,增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。为调动学生学习的积极性,每学期的期末开展一次有机化学实验技能大赛,从侧面促进了学生对实验操作技能的掌握。鼓励有能力的学生积极参加教师的科研课题,鼓励学生自拟题目进行探索,进而开阔视野,为以后进行实验研究奠定基础。在这种氛围的带动下,不少学生主动联系各专业的教师进行有目的的实验研究。

2.5改革实验考核方法

为配合教学方式的改进,肯定学生在实验中的成绩,我们也改进了实验考核方法,增加了课前预习、课堂随机提问及实际操作能力的成绩。其中每个实验中各项成绩的分配比例为:出勤占5,预习占30,实际操作占35,实验报告占30。对于无故缺席者直接取消考试资格,上课迟到者减分,实验报告中有抄袭现象的本次实验认定为不及格。在实验总成绩中平时成绩占30,期末考试占70。平时成绩要做到客观,就要求每次实验时指导老师做好记录。对平时预习好、准备充分、回答问题好、实验动手能力强的学生给予高分;对实验中有创新性或独到见解、改革实验环节给予加分对待。期末考试的内容为两部分,一部分是笔答题,通过题目的形式主要考查学生对于有机实验理论、操作等问题的掌握程度,占30;另一部分是最后的考核实验操作占40,根据学生实际做实验的情况,例如装置搭装是否迅速、准确,实验操作过程是否规范,实验现象观察得是否仔细,实验中出现问题的解决能力以及产品的质量及是否达标等进行评定。这种综合考核学生能力的方法,比较客观、全面地反映了学生的实际学习效果,有效避免了学生只重视书写实验报告,而忽视其他教学环节的现象,抄袭实验报告的学生也明显减少了。这种考核机制对学生提高实验主动性,发挥在实验中的主体作用起到较好的督促和激励作用。

3结束语

在以学生为主体的互动教学的实践中,我们采用各种措施,努力在教学中实现师生互动、生生互动,从根本上改变了实验教学存在的机械模仿、照方抓药的现象。改变实验考核体系中单一的实验理论和实验报告来评价实验成绩的弊端,在有限的学时内提高了学生的综合素质。事实证明,通过这种方法,增强了学生的主体性和探究性,调动了学生的积极性,学生的学习过程变为主动的过程,在实验过程中加入了自己的思考,学生的动手能力、分析问题与解决问题能力也得到了充分的训练。(本文来自于《实验科学与技术》杂志。《实验科学与技术》杂志简介详见)

作者:李念光单位:南京中医药大学药学院