農(nóng)科院校大類招生下《基礎有機化學實驗》課程的改革

曹秀芳 江洪 陳長水

摘要：針對農(nóng)科院校非化學專業(yè)《基礎有機化學實驗》課程的特點及教學現(xiàn)狀，結合華中農(nóng)業(yè)大學大類招生的實際情況，提出了“夯實基礎、拓展前沿、分類教學、多學科交叉融合”的教學理念，圍繞不同大類專業(yè)人才培養(yǎng)目標，構建與培養(yǎng)了目標相適應的《基礎有機化學實驗》課程體系，使各類學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力都得到了提高，并為《基礎有機化學實驗》課程的教學改革提供了一些的思路和方法。

關鍵詞：農(nóng)科院校;大類招生;基礎有機化學實驗;課程改革

中圖分類號：G423

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）01-0226-03

1 引言

自北京大學于2001年率先推行“元培計劃”及實施大類招生培養(yǎng)模式改革后，清華大學、復旦大學、北京師范大學、浙江大學等國內(nèi)知名高校迅速跟進，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，實行大類招生已是高校本科教育的必然趨勢，“厚基礎、寬口徑”的人才培養(yǎng)模式是培養(yǎng)復合型、創(chuàng)新性人才的重要措施。大類招生有利于師資、設備等各項教學資源的合理配置，可以集中力量建設一批受益面大的基礎課程，提高辦學效益。華中農(nóng)業(yè)大學為了弘揚百余年歷史積淀的厚重文化，堅持“手腦并用、知行合一”的育人傳統(tǒng)，踐行“育人為本、崇尚學術”的辦學理念，彰顯“現(xiàn)代生物科技與傳統(tǒng)農(nóng)科緊密結合、互促共進，培養(yǎng)創(chuàng)新人才”的辦學特色，在本科教學中更加注重實踐動手能力的培養(yǎng)和學科間的交叉融合。

《基礎有機化學實驗》是農(nóng)科類院校的一門公共基礎課，是針對農(nóng)科院校非化學專業(yè)《基礎有機化學實驗》課程的特點及教學現(xiàn)狀，結合華中農(nóng)業(yè)大學大類招生的實際情況，提出了“夯實基礎、拓展前沿、分類教學、多學科交叉融合”的教學理念，探討與各大類培養(yǎng)目標相適應的《基礎有機化學實驗》課程體系建設方法。目前有關農(nóng)科院?！痘A有機化學實驗》課程的分類教學模式的研究鮮有報道。

2 基礎有機化學實驗課程的特點及教學現(xiàn)狀

《基礎有機化學實驗》是一門獨立、完整、系統(tǒng)的基礎性實驗課程，它與農(nóng)林、水產(chǎn)、生物學科各專業(yè)相關聯(lián)，在有關化學理論課程的指導下，以基本操作技能訓練為主，結合綜合設計性實驗內(nèi)容，旨在培養(yǎng)和提高學生的動手能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，以及學生的綜合實驗素質(zhì)，為進一步運用化學知識和技術解決生產(chǎn)實踐和科學研究中所涉及的化學問題打下良好的基礎。

目前，該校開設了包括生物工程、動物科學、植物保護、食品科學與工程等20多幾個近化學類農(nóng)科專業(yè)。2017年部分專業(yè)按專業(yè)類招生，包括生物科學類、食品科學與工程類、農(nóng)業(yè)工程類、水產(chǎn)類、植物生產(chǎn)類、環(huán)境科學與工程類。不同的專業(yè)對化學知識的要求不同，側重點也不同，《基礎有機化學實驗》作為一門公共基礎課，也是新生接觸的第一門實驗課，課程內(nèi)容的設置和學生對“三基”的掌握情況以及學生養(yǎng)成的學習、工作習慣（對實踐課程態(tài)度、勤于思考、實事求是等）等將直接影響學生對專業(yè)技能的學習和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。

學校目前《基礎有機化學實驗》課程存在實驗內(nèi)容單一，無專業(yè)差異等問題，不符合大類招生背景下各大類因為專業(yè)特色不同，對實驗內(nèi)容及難易程度有差別的需求。如何在大類招生模式下切實夯實學生的基礎，特別是基本操作技能的訓練和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，是正在進行改革與探索的問題。

3 課程平臺的構建及實踐

3.1 整合優(yōu)化教學內(nèi)容

依據(jù)不同大類對有機化學實驗的需求，整合優(yōu)化教學內(nèi)容，差異性實驗內(nèi)容設置，形成不同教學模式，增強教學的針對性。

該校要修《基礎有機化學實驗》課程的專業(yè)可分為環(huán)境科學與工程類、食品科學與工程類、生物科學類、農(nóng)學等，根據(jù)有機化學實驗的教學要求及各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，將實驗內(nèi)容按類進行整合優(yōu)化，涉及學科發(fā)展前沿，注重學科交叉融合，引入綜合性、探索性及設計性實驗;強調(diào)實驗內(nèi)容的綠色化、合理化、規(guī)范化。

3.1.1 實驗內(nèi)容優(yōu)化

由于大類招生的形勢下，高等院校的生源組成漸趨復雜，不同生源的差異較大，有的甚至高中并未開展有機化學的學習。面對基礎參差不齊的學生，要對實驗內(nèi)容進行改革和調(diào)整。在該?；A有機化學涉及面很廣，各大類專業(yè)對有機化學實驗要求不一樣。因此首先要了解不同大類專業(yè)要求通過有機化學實驗的學習，學生要達到一個什么樣的水平。要達到這樣一個基礎，再來設計相應的實驗內(nèi)容。也就是依據(jù)不同大類學生及學生已有的基礎，配置不同的實驗板塊，實現(xiàn)不同大類學生差異性教學。比如針對食品科學與工程類學生，在設計性實驗和綜合性實驗中，可以開設雞蛋中卵磷脂的提取、從果皮中提取果膠、牛奶中蛋白質(zhì)和脂肪的分離等試驗，使學生掌握食品中有效成分的分離提取方法;而針對農(nóng)科類學生可以開設農(nóng)藥、獸藥、醫(yī)藥的合成與制劑實驗;針對生科類學生，可以開設熒光標記物質(zhì)、可嵌入DNA的人工堿基、功能化小肽等的合成實驗;對于環(huán)境科學與工程類學生，可以開設用于廢水中重金屬離子、有害陰離子的受體的合成，以及降解環(huán)境中農(nóng)藥殘留的納米材料的制備等實驗。在強調(diào)經(jīng)典實驗技術的基礎訓練，注重學生對基礎知識掌握的同時，加強學生對基本實驗技能的規(guī)范操作以及良好實驗素質(zhì)的養(yǎng)成。

3.1.2 實驗層次及方法優(yōu)化

學校生物科學類、環(huán)境科學與工程類和食品科學與工程類學生對有機化學實驗的要求較高，因此實驗內(nèi)容先按不同類專業(yè)進行橫向分類，再進行縱向分層，使實驗項目符合學生掌握知識的規(guī)律，由易到難、循序漸進。對實驗項目先后順序進行調(diào)整，如目前基礎有機化學實驗第一個實驗為乙酸異戊酯的制備，這個實驗涉及回流、蒸餾、萃取、液體干燥等多個知識點和操作，對于第一次做有機化學實驗的新生來說難度非常大，一旦實驗失敗會使學生自信心受挫，從而畏懼實驗，不利于學生動手能力的培養(yǎng)。因此要將實驗操作相對較簡單的實驗排在前面，讓學生有一定基礎后，再進行難度較大的實驗，實行基礎實驗一設計性試驗一綜合性實驗的模式。

《基礎有機化學實驗》在幾代人多年的努力和改革下，積累了很多教學經(jīng)驗，取得了一定的成果。但也還存在一些問題，比如微型化實驗所用實驗試劑量太少，以至于有些操作有失規(guī)范。如在乙酸異戊酯的制備實驗中，反應物投料太少，學生在蒸餾提純過程中，總量就2～3 mL，酒精燈隔著石棉網(wǎng)加熱無法蒸出產(chǎn)品，因此將對實驗試劑最佳用量以及儀器的選擇做進一步研究和實踐。

3.1.3 注重與理論課有機結合

化學是一門建立在實驗基礎上的科學，實驗和理論相互依賴、彼此促進。在實驗內(nèi)容設置上要考慮與理論課結合，幫助學生更好地掌握有機化學這一學科的知識，為今后的專業(yè)學習打下堅實的基礎。比如第五章旋光異構往往是學生認為最難的章節(jié)之一，需要很好的空間想象力，學生僅憑教材內(nèi)容很難理解，因此針對這部分內(nèi)容可以設置相關的實驗，幫助學生理解掌握立體異構的知識。實驗課教學可提高學生學習的主動性，促進理論課的學習。化學是一門建立在實驗基礎上的科學，實驗和理論相互依賴、彼此促進，實驗教學是培養(yǎng)人才至關重要的環(huán)節(jié)，它不僅僅是為了增加感性認識，獲得實驗數(shù)據(jù)，還需要在實驗過程中培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和開拓鉆研的創(chuàng)新能力，使學生得到全面的化學素質(zhì)教育。

3.2 改革實踐教學手段和方法，增強教學實效性和學生主動性

在教學手段上，充分利用現(xiàn)代信息技術，開展多媒體教學，尤其是涉及到有毒有害或?qū)嶒灲Y果對環(huán)境造成污染而無法完成的實驗可以通過虛擬仿真實驗來完成。該?！队袡C化學》為國家資源共享課程，網(wǎng)上有實驗操作指導及糾錯視頻等豐富內(nèi)容，學生可以充分利用網(wǎng)絡資源進行課前預習和課后復習鞏固。

在教學方法上，改變教師講授和示范為主學生被動模仿的教學方法，將啟發(fā)式、討論式、問題式等方法用于實驗課程教學。在整個教學過程中突出教師的主導作用，以傳授基本實驗操作技能與實驗操作訓練為重點，啟發(fā)學生自主地進行思考探索和總結。要在經(jīng)典實驗中培養(yǎng)學生的綜合能力，只有通過實驗，才能幫助學生從高中時期的化學絕對論漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵谫|(zhì)疑和求是的實驗精神中建立良好的科學觀。

3.3 構建合理的考核評價體系

不同大類學生的教學內(nèi)容和教學要求有差異，那么就應該構建與之相適應的分類考核體系。課程考試分為筆試和操作考試兩部分，筆試部分可根據(jù)不同類別體現(xiàn)出差異，基本操作及原理是每個學生必須掌握的，所涉及到的基礎題相同，但要有一些與專業(yè)實際聯(lián)系的綜合題，考查學生的應用能力和分析能力。每類學生設定兩個不同層次，對于層次要求高的學生，增設實驗方案設計。

3.4 加強師資隊伍建設，提高質(zhì)量保證

大類招生的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)寬口徑、厚基礎、綜合素質(zhì)高的學生，使學生具有良好的自我學習能力，這必然對教師的教學也提出了更高的要求。教師要不斷提高自身的科研與教學水平，強化科研和教學的互動，將科研轉(zhuǎn)化為教學資源，更好地發(fā)揮教學指導作用，激發(fā)學生的學習積極性。華中農(nóng)業(yè)大學有機化學課程組有一批教學能力強、科研背景好、有海外留學經(jīng)歷的優(yōu)秀青年教師，還有兩名省級教學名師，在日常教學中，一直堅持“傳幫帶”，實行實驗預做制，集體備課制，隨堂聽課制，指導實驗教學改革和青年教師的培養(yǎng)。定期組織課程組的教研活動，交流教學經(jīng)驗和心得，討論實驗教學中存在的不足和改進方案，不斷完善課程體系和教學模式。

4 結語

隨著社會的發(fā)展，對人才的知識結構、素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等方面的要求在不斷提升，作為基礎課程的《基礎有機化學實驗》在培養(yǎng)學生的基本操作技能和良好的實驗素質(zhì)的同時，使學生了解化學學科已廣泛地滲透到生命科學、農(nóng)學、材料學、食品科學、環(huán)境科學、能源科學等眾多學科領域。分類教學可使教學與學生的實際需求相適應，讓學生能夠得到適合其自身發(fā)展需要的教育。但基礎有機化學實驗涉及學生面廣，實驗室空間有限，要深化改革，任重道遠。因此，探討適應大類招生背景下農(nóng)科院?！痘A有機化學實驗》課程教學的教學模式具有重要的意義，可真正發(fā)揮出大類招生模式培養(yǎng)學生的優(yōu)勢。

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