有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

朱鳳霞 孫小軍 婁鳳文

摘要：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和解決問(wèn)題的能力，且還能增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思想，有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)考核的改革等方面的改革，得到了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新能力；應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）39-0246-02

江澤民同志曾經(jīng)指出：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力?！盵1]歷史證明，社會(huì)的進(jìn)步，關(guān)鍵在于創(chuàng)新。有沒(méi)有創(chuàng)新能力，能不能進(jìn)行創(chuàng)新，也就是創(chuàng)新能力的大小影響著當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。

21世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，各行各業(yè)對(duì)人才的需求發(fā)生了巨大的變化。無(wú)論是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)還是國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)歸根到底就是人才的競(jìng)爭(zhēng)，而人才的競(jìng)爭(zhēng)就是知識(shí)的競(jìng)爭(zhēng)，而知識(shí)的競(jìng)爭(zhēng)主要是知識(shí)的創(chuàng)新，而教育是人才競(jìng)爭(zhēng)、知識(shí)創(chuàng)新的主要基礎(chǔ)，因此，如何培養(yǎng)出較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的人才，是當(dāng)前教育面臨的重要問(wèn)題之一。在培養(yǎng)人才的創(chuàng)新意識(shí)和能力等方面，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有一定的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)既依賴相關(guān)內(nèi)容的理論學(xué)習(xí)，又有一定的獨(dú)立性，較好地發(fā)揮了師生互動(dòng)、學(xué)生實(shí)踐的教學(xué)方式，它也是提高學(xué)生動(dòng)手及科研能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思想的有效手段之一[2]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為高等院校培養(yǎng)計(jì)劃中的必修基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課之一，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，可以全面地訓(xùn)練學(xué)生的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。因此，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不僅能夠幫助學(xué)生形成概念、總結(jié)規(guī)律、驗(yàn)證理論，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力起著非常重要的作用。那么，如何通過(guò)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)挖掘和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力？作者通過(guò)幾年的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐和研究，對(duì)此作了一些探討。

一、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要任務(wù)就是激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣，把學(xué)生的注意力吸引到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，變學(xué)生的消極學(xué)習(xí)為積極學(xué)習(xí)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中靈活地采用多種多樣的教學(xué)形式。以問(wèn)題為基礎(chǔ)的PBL（problem-based learning，PBL）式教學(xué)模式，是目前國(guó)際比較受歡迎和公認(rèn)一種教學(xué)方法，它是一種非常有效地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題能力的教學(xué)方法[3]。該方法首先是向?qū)W生提出問(wèn)題，然后和學(xué)生一起分析問(wèn)題后，讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后讓學(xué)生寫(xiě)出總結(jié)，在實(shí)驗(yàn)總結(jié)中要求學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的方法。該方法是將學(xué)生作為教學(xué)的主體，盡量發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，例如在“水蒸氣蒸餾”實(shí)驗(yàn)中，上課首先把涉及本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的問(wèn)題先提出：水蒸氣蒸餾的原理是什么？與簡(jiǎn)單蒸餾的區(qū)別？意義是什么？……上課時(shí)首先讓學(xué)生回答，不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)思考積極性，還能將讓學(xué)生將水蒸氣蒸餾基本操作和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。這樣使學(xué)生能夠更好地理解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，牢固地掌握實(shí)驗(yàn)操作，且也促使學(xué)生積極地思考問(wèn)題，將自己所學(xué)的知識(shí)加以靈活應(yīng)用，避免實(shí)驗(yàn)枯燥無(wú)味的觀念，從而培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和開(kāi)放性思維能力。多媒體教學(xué)手段的廣泛應(yīng)用，為學(xué)生提供接觸實(shí)驗(yàn)提供了多種渠道。多媒體課件不僅能通過(guò)文、聲、圖、像、動(dòng)畫(huà)或視頻等應(yīng)用于一體，直觀生動(dòng)地在屏幕上呈現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程，而且，可以自行模擬實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、順序安裝和拆卸等，提高了實(shí)驗(yàn)的新鮮感。對(duì)一些難度高、成本大、時(shí)間長(zhǎng)的無(wú)法實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)中比較難觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也可以通過(guò)多媒體向?qū)W生演示，這樣不僅能使他們更好地理解，也有利于教師講授。如分餾實(shí)驗(yàn)，我們通過(guò)動(dòng)畫(huà)形式多媒體展示現(xiàn)代化工廠在應(yīng)用的分餾塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理，使學(xué)生對(duì)這兩個(gè)基本操作實(shí)驗(yàn)有個(gè)直觀的了解。通過(guò)這樣的多媒體展示，既能保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，節(jié)省試劑，減少?gòu)U物排放，有利于環(huán)境友好，也能大大提高學(xué)生的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí)，豐富學(xué)生的知識(shí)面。

二、引導(dǎo)學(xué)生做研究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，常常是教師先將有關(guān)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟以及注意事項(xiàng)做詳細(xì)地講解，然后將實(shí)驗(yàn)中可能遇到的問(wèn)題以及其解決的方法也直接告訴學(xué)生，擔(dān)心實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，得不出正確的或較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；而實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中學(xué)生一般都是“照方抓藥”，非常被動(dòng)地做實(shí)驗(yàn)。因此，學(xué)生的思維表現(xiàn)出非常地單一、狹窄，基本沒(méi)有創(chuàng)造性。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題或異?，F(xiàn)象往往不知所措，束手無(wú)策。所以，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中當(dāng)配角，做“后勤參謀”，應(yīng)多啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生深入觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的現(xiàn)象，多問(wèn)學(xué)生幾個(gè)為什么，應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生、鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行多方位地思考，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；讓學(xué)生敢于嘗試、創(chuàng)新。如，開(kāi)設(shè)從茶葉中提取咖啡因的實(shí)驗(yàn)，就包括很多基本實(shí)驗(yàn)操作如回流、萃取、蒸餾、升華等，還有性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，可以在短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生掌握較多的實(shí)驗(yàn)技能。這樣的教學(xué)模式，不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.還能培養(yǎng)學(xué)生的將綜合運(yùn)用理論知識(shí)、技能及解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而進(jìn)一步增強(qiáng)自主創(chuàng)新思想。

三、根據(jù)化學(xué)發(fā)展史，賦科學(xué)性與人文性于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富創(chuàng)新教育

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，化學(xué)發(fā)展通過(guò)實(shí)驗(yàn)反映出人類的探索精神。在課堂教學(xué)中引入化學(xué)實(shí)驗(yàn)史，可以激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力。根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)，可以向?qū)W生介紹有關(guān)實(shí)驗(yàn)的一些趣事，比如實(shí)驗(yàn)的首創(chuàng)者，實(shí)驗(yàn)在生產(chǎn)和生活中的實(shí)際應(yīng)用；也可以給學(xué)生介紹與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有關(guān)的前沿科學(xué)的發(fā)展等。這樣不僅能讓學(xué)生了解比較多的專業(yè)知識(shí)，而且還可以擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性，激發(fā)學(xué)生的興趣，吸引學(xué)生的注意力；特別是一些與學(xué)生日常生活相關(guān)的知識(shí)，能讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生比較濃厚的興趣。例如：進(jìn)行重結(jié)晶提純實(shí)驗(yàn)，可以借機(jī)介紹物質(zhì)重結(jié)晶的意義，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己平時(shí)所做的實(shí)驗(yàn)在科研和生活中有應(yīng)用價(jià)值，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)充滿是樂(lè)趣的。

四、改變?cè)u(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)的方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)是對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力綜合評(píng)價(jià)，它直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。多年來(lái)，主要是根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告來(lái)評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，而實(shí)驗(yàn)的理論和操作考試在實(shí)驗(yàn)成績(jī)中所占比例相對(duì)較少，這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課沒(méi)有熱情和興趣，從而不重視實(shí)驗(yàn)。針對(duì)這種現(xiàn)象，如今評(píng)定實(shí)驗(yàn)成績(jī)必須由以下四個(gè)部分組成：實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)和課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、理論和操作考試；學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要是注重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理、分析和討論，鼓勵(lì)學(xué)生有批判性的思維，幫助學(xué)生樹(shù)立敢于挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新的創(chuàng)新意識(shí)，增加學(xué)生的分析、創(chuàng)新在實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)中的比例。實(shí)驗(yàn)理論考試主要注重實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)操作考試主要考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)基本操作，換言之，操作考試注重的學(xué)生操作技能和分析解決問(wèn)題的能力，而不是以單純的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給學(xué)生分?jǐn)?shù)，而對(duì)那些實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果不是很理想，如產(chǎn)率較低實(shí)驗(yàn)甚至失敗等情況，只要分析問(wèn)題存在的可能性，分析得有道理，都給予加分；經(jīng)過(guò)這樣評(píng)定的成績(jī)，可以比較客觀地給出一個(gè)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)。

因此，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力決不是通過(guò)—個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)就能徹底解決的，還應(yīng)當(dāng)需要繼續(xù)完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和方法，增強(qiáng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，探索出最佳的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和方法，以培養(yǎng)出越來(lái)越多具有創(chuàng)新能力的科技拔尖人才。

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