信息化應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)實驗課程的教學(xué)改革與研究

樊陳莉,洪 娟,徐世前,張 強(qiáng),馮光峰

(蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程學(xué)院,安徽 蕪湖 241003)

信息化應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)實驗課程的教學(xué)改革與研究

樊陳莉,洪 娟,徐世前,張 強(qiáng),馮光峰

(蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程學(xué)院,安徽 蕪湖 241003)

信息化教學(xué)已經(jīng)在全國各校廣泛使用，有機(jī)化學(xué)實驗課程通過信息化教學(xué)場所的改善，有機(jī)化學(xué)慕課(MOOC)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，實驗內(nèi)容的整合，建立了“兩層次、一創(chuàng)新、遞進(jìn)式”有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系和過程性綜合性有機(jī)化學(xué)實驗考核制度。通過幾屆嘗試性教學(xué)，極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)效果得到明顯改善。為高校有機(jī)化學(xué)實驗課的教學(xué)提供了一個創(chuàng)新體系與借鑒。

信息化；有機(jī)化學(xué)實驗；課程；教學(xué)研究

0 引言

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，信息化在教育教學(xué)改革中發(fā)揮著更加重要的作用。信息化為教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段的改革都注入了新活力[1]，席卷全球的“慕課”、國家精品開放課程、“微課”等，都是對傳統(tǒng)高等教育的沖擊和挑戰(zhàn)?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺的優(yōu)質(zhì)學(xué)術(shù)資源可方便地傳播和共享，促進(jìn)了教育公平及教育均衡的發(fā)展[2]。

有機(jī)化學(xué)實驗是化學(xué)、生物和醫(yī)學(xué)等專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)實踐課，是一門實踐性非常強(qiáng)的學(xué)科。有機(jī)化學(xué)實驗的目的是培養(yǎng)學(xué)生有機(jī)化學(xué)基本實驗操作技能，是對有機(jī)化學(xué)理論的驗證與補(bǔ)充，是提高學(xué)生實際動手能力和創(chuàng)新能力的重要途徑。在如今信息化的時代，將信息化資源應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中，將會使教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)效果和效率等方面有較大的改善。作者結(jié)合有機(jī)化學(xué)實驗課程的理論實踐教學(xué)，根據(jù)多年的有機(jī)化學(xué)理論課和實驗課的教學(xué)經(jīng)驗，探討如何進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實驗課教學(xué)改革，以適應(yīng)信息化條件下學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實驗技能的需要，滿足社會對高技能型人才培養(yǎng)的需求。

1 建設(shè)“教、學(xué)、做”理實一體化有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)場所

2016年，學(xué)校實現(xiàn)了全無線網(wǎng)覆蓋，在此條件下，我們在實驗室增加配備了多媒體、投影儀、若干臺電腦和少量課桌凳，將原有實驗室改建為“教、學(xué)、做”理實一體化教學(xué)場所。實踐教學(xué)時可以播放動畫、視頻文件，并且在實驗過程中遇到問題的時候，可以在實驗室用電腦利用校園數(shù)據(jù)庫和信息化平臺迅速解決問題。例如：當(dāng)進(jìn)行正丁醚制備實驗，對粗產(chǎn)品進(jìn)行萃取操作時，會出現(xiàn)不分層，分三層，甚至分四層的現(xiàn)象。這時老師可引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)查資料解決這一疑難問題，從而改變了以前有問題總是找老師解決的狀態(tài)，讓學(xué)生學(xué)會自己解決問題，使學(xué)生學(xué)習(xí)自然而然的由被動變?yōu)橹鲃?，由此實現(xiàn)“教、學(xué)、做”理實一體化教學(xué)場景。我們通過幾屆這樣的教學(xué)改革實踐，極大地調(diào)動了學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實驗課的學(xué)習(xí)積極性，取得了令人滿意的效果。

2 信息化條件下，增加有機(jī)化學(xué)實驗?zāi)秸n(MOOC)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)

大規(guī)模開放在線課程(massive open online courses,MOOC)是 2012 年興起的一場席卷全球的信息化教學(xué)革命[3]。教師將課程內(nèi)容拍攝成微視頻，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺觀看學(xué)習(xí)每次課的視頻。學(xué)生這種自主學(xué)習(xí)的方式，改變了傳統(tǒng)的教育方式，學(xué)生更容易快速的獲取吸收知識。早期的實驗課教學(xué)采取的方式都是老師先講，學(xué)生再做實驗。由于在學(xué)生做實驗之前老師會認(rèn)真講解，造成了學(xué)生依賴心理，學(xué)生課前對今天所做的實驗幾乎不預(yù)習(xí)，以至于在實驗中不思考，實驗失敗的幾率很大，并且也不去主動探究實驗過程中出現(xiàn)的問題(實驗正常和異?，F(xiàn)象)的原因，從而導(dǎo)致理論和實踐的驗證達(dá)不到完美的合理解釋。如今，由于信息化的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已廣泛應(yīng)用到很多課程的教學(xué)中，近幾年，我們也完成了有機(jī)化學(xué)實驗課程的MOOC視頻制作，開發(fā)了有機(jī)化學(xué)實驗的課前預(yù)習(xí)思考題，并上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺上。我們要求學(xué)生課前在網(wǎng)絡(luò)平臺上利用慕課資源對每一個實驗進(jìn)行預(yù)習(xí)。由于網(wǎng)絡(luò)視頻化的教學(xué)方式比較受學(xué)生歡迎，學(xué)生在睡覺之前拿著手機(jī)就能對明天的實驗進(jìn)行預(yù)習(xí)，通過視頻觀看之后再寫預(yù)習(xí)報告，這樣兩遍預(yù)習(xí)之后，學(xué)生在實驗中就可以脫離課本，獨立的操作實驗，專心的觀察實驗現(xiàn)象，避免了以往變看書邊操作，實驗過程在心里連貫不上的問題。改變了以前“照方抓藥”的壞習(xí)慣，達(dá)到了實驗教學(xué)是為例讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)能力、掌握技能的目的；同時，也培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考問題和解決問題的能力。

3 以任務(wù)為驅(qū)動，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合，變零散性實驗為綜合性實驗

目前，有機(jī)化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容大體上分為三大塊：基本操作實驗、有機(jī)合成實驗及有機(jī)物的性質(zhì)實驗，而且大多數(shù)院校都是按照這樣的順序去安排實驗。這種實驗安排方法會阻礙學(xué)生的探索性和綜合考慮問題能力的提高，許多學(xué)生基本就“按部就班“，按照書本上的實驗步驟，一步一步地邊看書邊完成實驗操作，對實驗的過程和每一步實驗的目的只知其然而不知其所以然。這樣不但提高不了學(xué)生的實驗技能，還容易使學(xué)生成為一個不動腦的機(jī)器人。鑒于此，我們在實驗內(nèi)容的安排上做了調(diào)整，把這三大塊穿插在一起，以任務(wù)為驅(qū)動，讓學(xué)生每次實驗都是有目的的、有步驟的、有原理和操作過程的、有具體的實驗任務(wù)的、能看到成果的，使有機(jī)化學(xué)實驗多步驟、多元化。 例如：以制備純凈的乙酰苯胺為任務(wù)，將三個有機(jī)實驗進(jìn)行整合，順序為：乙酰苯胺的制備實驗、重結(jié)晶基本操作實驗、熔點的測定實驗、紅外光譜檢測實驗。學(xué)生首先制備乙酰苯胺，然后再以乙酰苯胺為原料，進(jìn)行重結(jié)晶實驗，接著用熔點的測定的方法來檢測重結(jié)晶分離的好壞，針對純度比較高的乙酰苯胺產(chǎn)品做紅外檢測。做這類綜合性實驗時學(xué)生思想上會高度重視，通過前期基礎(chǔ)實驗的鍛煉，學(xué)生們已經(jīng)具備了非常熟練的操作技能，做綜合實驗時，操作起來謹(jǐn)慎認(rèn)真，出現(xiàn)問題了會及時分析，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，因此實驗?zāi)苓_(dá)到滿意的效果。通過對幾屆實驗后的學(xué)生調(diào)查，學(xué)生對改革后的有機(jī)實驗課的滿意度由以前的65%提高到96%。 這種類型的實驗既能提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，又能鞏固各類有機(jī)反應(yīng)的理論知識，使學(xué)生在做有機(jī)化學(xué)實驗時具有綜合思考問題的習(xí)慣，理論和實踐同步得到大步提升。

4 最終構(gòu)建“兩層次、一創(chuàng)新、遞進(jìn)式”有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系

本著實踐教學(xué)要“保證學(xué)生的主體地位、教師輔助”的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及探索精神，我院有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)采用“兩層次、一創(chuàng)新、遞進(jìn)式”教學(xué)體系。其中“兩層次”是指有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系和信息化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系。在學(xué)生進(jìn)實驗室做有機(jī)實驗之前，學(xué)生在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)平臺上自主學(xué)習(xí)有機(jī)實驗的基本知識，如加熱、冷卻、干燥等，并且觀看有機(jī)化學(xué)實驗?zāi)秸n的相關(guān)內(nèi)容，對本次實驗進(jìn)行預(yù)習(xí)。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，教師對每次實驗留有預(yù)習(xí)思考題，學(xué)生帶著問題去做實驗，在實驗過程中學(xué)生可以認(rèn)真操作，仔細(xì)觀察，及時記錄實驗現(xiàn)象，積極思考實驗原理，進(jìn)而解答思考題?！皠?chuàng)新性、遞進(jìn)式”是指在前期基礎(chǔ)實驗結(jié)束后，為培養(yǎng)學(xué)生完整的實驗研究工作方法及科研創(chuàng)新能力，完成實現(xiàn)從知識技能向研究能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)化過程，以培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力，使他們的綜合素質(zhì)有所提高。我們對一部分學(xué)生開設(shè)“創(chuàng)新開放式實驗課”， 其課程的設(shè)計為: ① 學(xué)生可以自主選擇課題和實驗內(nèi)容; ② 根據(jù)其課題通過校園網(wǎng)數(shù)據(jù)庫查閱有關(guān)文獻(xiàn)、設(shè)計出合成路線、裝置圖及實驗方案等; ③ 學(xué)生制定實驗方案，老師指點修改，最終制訂出行之有效的實驗方案; ④ 學(xué)生獨立進(jìn)行實驗，有問題時，教師給予相應(yīng)的指導(dǎo); ⑤ 利用校園網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，撰寫有關(guān)的研究性實驗報告論文。這樣的課程設(shè)計可以使學(xué)生增進(jìn)師生交流、擴(kuò)大知識面，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時，增加了兩個開放實驗室，為學(xué)生課余時間完成自己感興趣的課題提供了條件，使學(xué)生能掌握一套自主完成科研創(chuàng)新實驗的技能方法。

5 建立過程性綜合性有機(jī)化學(xué)實驗考核制度

以往的實驗考核制度大都是根據(jù)學(xué)生的成績報告評分。但由于報告可能存在著相互抄襲的情況，或是有的學(xué)生報告寫得很好，其實操作水平一般，所以僅憑報告打分存在著極大的不合理性，這樣會極大損傷實驗動手能力強(qiáng)的學(xué)生的積極性。經(jīng)過本次的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革，我們將有機(jī)化學(xué)實驗考核分為了兩大塊：線上考核和線下考核。線上考核成績占期末總評成績的40%，線下考核成績占期末總評成績的60%。線上考核是讓學(xué)生在每個實驗預(yù)習(xí)時，完成網(wǎng)絡(luò)平臺上的每個實驗的視頻教學(xué)，實驗結(jié)束后完成網(wǎng)絡(luò)平臺上每個實驗的思考題解答；線下考核即是老師對學(xué)生的實驗過程的表現(xiàn)、實驗操作能力、實驗報告的書寫及實驗操作技能的期末考核等方面的打分。有機(jī)化學(xué)實驗的期末考核采取學(xué)生抽簽決定自己做哪一個實驗，實驗完成后由教師針對其操作的熟練程度對其進(jìn)行打分。線下考核注重過程性，即使學(xué)生本次實驗失敗，沒有得到產(chǎn)品，只要其實驗過程中認(rèn)真操作，并且能很好的分析出自己失敗的原因，那么本次實驗報告的成績?nèi)匀豢梢阅玫礁叻帧?/p>

6 結(jié)語

在如今的信息化環(huán)境下，我們充分利用信息化資源提高了教學(xué)效果，完善了實訓(xùn)設(shè)施以及先進(jìn)的信息化教學(xué)資源和手段，建立了一套完整的有機(jī)實驗課程教學(xué)體系。這套改革方法是對有機(jī)化學(xué)理論學(xué)習(xí)的重要補(bǔ)充和拓展，是實現(xiàn)“做中學(xué)”的重要保障。有機(jī)化學(xué)實驗通過實訓(xùn)教學(xué)場所的改善，課程網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)的補(bǔ)充，實驗內(nèi)容的整合，建立了“兩層次、一創(chuàng)新、遞進(jìn)式”有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)體系。通過這次教學(xué)改革，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實驗課程的興趣，提高了學(xué)生在實踐操作過程中的專注力、獨立思考能力、綜合分析能力和解決問題的能力，最終大大提高了有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)的教學(xué)效果。本次教學(xué)改革為有機(jī)化學(xué)實驗課程的教學(xué)提供了一種新型方法，是信息化與有機(jī)化學(xué)實驗融合的一種有益探索。關(guān)于信息化和有機(jī)實驗融合的深度研究有待今后進(jìn)一步開發(fā)。

[1]李建英. 高職信息化課程教學(xué)模式改革的研究.文教資料，2015，(18)：151-152.

[2]薛晶瀅，倪小勇. 教育信息化趨勢下的大學(xué)英語教學(xué)改革探析.中國教育信息化，2015，(24)：42-45.

[3]溫燕梅. 慕課時代的有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革初探.2014,41(18)：180,190.

(編輯 馬海超)

The Teaching Reform and Research of Information-based Organic Chemistry Experiment Course

FAN Chenli, HONG Juan, XU Shiqian, ZHANG Qiang, FENG Guangfeng

(Department of Material Engineering, Wuhu Institute of Technology, Wuhu 241003, China)

Information-based teaching has been widely adopted by various schools across the nation. On the basis of the improvement of information-based teaching environment, the construction of MOOC network course of organic chemistry, and the integration of the experimental contents, set up a “two-level, creative and progressive” teaching system and a procedural and comprehensive assessment system for organic chemistry experiment. Through the tentative teaching, the information-based teaching has greatly promoted students’ interest in learning and improved the teaching effect of organic chemistry experiment, which provides a creative system as well as a good reference for the teaching of the organic chemistry experiment course in colleges.

informationization; organic chemistry experiment; course; teaching research

2017-01-15

安徽省大規(guī)模在線開放課程(MOOC)示范項目(2015mooc119)；安徽省大規(guī)模在線開放課程(MOOC)示范項目(2016mooc327)；安徽省示范實驗實訓(xùn)中心(2016sxzx014)。

樊陳莉(1982- )。女，碩士，講師。主要研究方向：有機(jī)合成化學(xué)。

G712

B

1672-0601(2017)03-0061-04