研究性教学模式有机化学论文

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一、构建适应于研究性教学的有机化学实验教学新体系

1.整合基础型实验

强化基本实验技能基础型实验的目的是培训学生的基本操作技能和动手能力，使其操作规范化，养成良好的实验室工作习惯。基本单元操作主要包括有机化合物的熔点、沸点、折光率等物理性质的测定和蒸馏、重结晶、升华、萃取等有机化合物的分离与纯化技术。教学过程中，将有机化合物的典型物理性质测试与基本单元操作有机结合，例如：乙酰苯胺的重结晶产品可进行熔点测定训练，工业酒精蒸馏产物可进行沸点和折光率测定训练。基础型实验的整合，提高了实验教学的起点，激发了学生的实验兴趣，为综合设计型实验和研究创新型实验打下良好的基础。

2.优化综合设计型实验

提高综合实验能力综合设计型实验的目的是系统地训练学生的综合实验技能，使学生具备一定的基本操作技能综合运用能力。综合设计型实验项目的构建主要采用两种方式。其一，通过串联有机合成、分离、提纯等单元操作，并把有机化合物典型性质的鉴定安排在相关合成反应中，增加设计性元素，丰富实验内容。例如：“2-乙基-2-己烯醛的制备实验”中，安排了乙醇、乙醛、苯甲醛、丙酮、2-乙基-2-己烯醛的鉴别实验。要求学生依据醛、酮的化学性质，设计合理可行的鉴别方案。学生实验前自觉查阅相关资料，设计化合物鉴别方案。实验中，学生亲自动手实施自己的设计方案，边做边完善；遇到问题时，学生之间会主动讨论或请教老师；通过比较，找出反应现象明显、方法简便的最佳实验方案。其二：形成序列化的多步骤合成实验，将“合成反应→分离提纯→性能测试→结构表征”作为一个有机整体，且把前一实验产品作为后续实验的反应原料，并增加相关性能测试来检验产品质量。因为前续步骤的产物会直接影响到后续步骤的反应成败，所以学生在思想上更加高度重视。实验前必须认真查阅文献，理解实验原理，弄清主要试剂的性质，确定合成路线、提纯、分析检测的方法；实验中，学生会更加谨慎认真地操作，严格控制每步反应的条件与反应过程，以确保每步产品都能符合要求、后续实验顺利进行、最终得到产品。出现问题时，学生也能及时分析，主动请教教师，认真总结经验教训。序列化的综合设计型实验所涉及的基本操作全面，增强了学生的基本实验技能、增强了学生的有机合成基本功和责任心、提高了学生的独立思考能力和创新精神。

3.加强研究创新型实验

培养创新思维和科学素养研究创新型实验侧重于培养学生自主研究性学习和创新性能力。按照“专业性、方向性、新颖性、适用性”的原则，依托学科发展优势，大多数研究创新型实验项目来自于教师科研成果的提炼和转化，或者本学科的研究热点凝练而成的。这些实验项目不仅要内容新颖，能够充分调动学生的研究兴趣，具有本科生进一步可研究探索、发挥一定创造性的空间，使学生真正有机会去思考。而且难度适中，不能挫伤学生探究的积极性。课程组教师经过近四年的教学实践，逐渐遴选出一批较成熟的研究创新型有机化学实验项目，主要是复杂有机化合物的合成、表征、分离与鉴定等多重组合，有的还涉及到有机化学与材料、医药、生物、电子、信息环境、等多个学科的交叉领域，具有较好的新颖性和前沿性。筛选后的实验项目一般可重复三年，但实验方法或具体研究路线不能重复，采用的实验方法与技术要逐年有所提高。

二、探索研究性实验教学模式，提高综合素质和创新能力

在教学过程中，课程组教师坚持“以学生为主体、教师为主导”的现代教学理念，将学生科研意识和创新能力的培养融入正常的实验教学秩序中，促进学生进行自主研究性学习，全面实施了研究性实验教学模式。基础型实验采用启发互动式教学方法。实验前，教师预先布置实验项目，并向学生介绍相关实验当前发展现状，并提出相关问题。要求学生充分预习实验教材，对实验内容做到心中有数，并书写实验预习报告，教师在实验前检查并记录预习情况，作为实验成绩的一部分。课堂上，教师抽查学生讲解实验原理和实验过程，并结合学生已掌握的化学知识提出问题，或者设法引导学生对实验原理和方法等提出问题，以学生之间互相回答为主，教师在关键时刻进行纠错、补充和讲评。学生通过讲解实验和回答问题，加深了学生对理论知识的理解，促使理论知识和实践有机结合。综合设计型实验主要采用“自助式”课前预习和“研讨式”课堂教学方法。在开学初通过教学日历将实验内容广而告之，要求学生初步查询资料后，根据自己的兴趣选做实验项目，通过阅读教材、查阅文献及其他书籍，结合自己对实验的理解提出实验方案。教师在课堂上的职责是有针对性地提出问题、引导学生思考、解惑答疑、鼓励学生对现有的实验方案提出质疑和进行改进、对实验涉及到的理论知识和实验技术为学生提供足够的支持。课堂讨论结束后，教师要引导学生共同设计出实验路径，学生根据自己对实验内容的理解完善实验步骤，并在规定的时间内完成实验。学生通过实验方案设计和讨论，变被动学习为主动学习，初步掌握了有机化学实验设计思想与科学思维方法，使学生较全面地掌握了实验理论知识、提高了综合实验技能。研究创新型实验项目更加注重研究性，其教学实施流程。采用“启发、质疑、探究式”教学方法，以教师为主导，教师给予全方位的研究性指导，对学生在实验过程中发现的新现象、新问题及时交流解答，教师发挥引导和组织的作用，为学生营造一种浓厚的研究气氛。以学生自主学习与实践为主，学生经历了自主选题、文献查阅、方案设计、实验准备、实验实施、数据处理、结果分析、小论文撰写、汇报讨论等多个实践训练环节，使学生体验到从方案设计到实验完成的转化过程、学会完善实验结果的技能，真正感受到科学研究工作的氛围。通过参与研究创新型实验，提高了学生灵活运用前期理论和实验知识的能力、增强了学生独立分析与解决问题的能力、强化了学生科学规范的表达与交流能力，培养了学生的团队合作精神、实事求是的科学态度、创新意识以及实践创新能力。

三、有机化学实验研究性教学模式的实践效果

2010年起，课程组教师不断推进以学生为主体的有机化学实验研究性教学模式，取得了良好的教学效果。提高了学生的实践创新能力，我院本科生在第九届（2014年）全国大学生化学实验竞赛中获得二等奖1人、三等奖2人；在第二届（2012年）和第三届（2014年）江苏省大学生化学化工实验竞赛中获得一等奖4人、二等奖5人、三等奖2人。促进了学生养成良好的科研思维习惯，约1/2的学生能够独立开展SRTP科研活动，四年来，课程组教师指导国家大学生创新性实验计划8项、江苏省高等学校大学生实践创新训练计划7项、校级和院级“SRTP”科研训练项目分别为72项和85项，约390多人次参与了科研训练。大部分学生实验论文写作水平有了很大提高，本科生参与发表SCI收录论文20余篇、申请专利7项。平均每年考研率约42%，近50名本科生被保送到清华大学、中国科学技术大学、浙江大学、大连理工大学、湖南大学、东南大学等著名高校攻读硕士学位，普遍反映我校本科生的动手实践能力和创新能力强。

四、结语

实践证明：有机化学实验研究性教学模式的实施有效地调动了学生自主研究性学习的积极性，有利于学生较全面地掌握实验理论知识和实验技能，有利于提高学生的综合实践能力，有利于培养学生的创新意识和创新能力。所取得的教学效果初步展示了研究性教学模式的魅力，在已取得的经验基础上，课程组教师将不断改革、探索研究创新型实验新项目，进一步推进有机化学实验研究性教学，为学生提供更为广阔的创新空间，努力开辟一条全面实施素质教育、重点培养学生创新实践能力和科学素养的新途径。

作者：玲香杨洪蒋伟房雷周建成单位：东南大学