環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索

代穎 林錦良 劉斌 趙君

摘 要：通過對我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查，對現(xiàn)存在的問題進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際情況，對初步教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核體系進(jìn)行探索，旨在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)生分析與解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè) 有機(jī)化學(xué) 教學(xué)模式

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）04-0-01

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)計劃中的必修基礎(chǔ)課，通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技能，也要提高學(xué)生分析與解決問題的能力[1-2]。我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)是一個新申請辦學(xué)的專業(yè)，正處于教學(xué)模式探索的初級階段。結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需求，當(dāng)前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)和任務(wù)是為專業(yè)學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，使學(xué)生具有一定的實(shí)踐和創(chuàng)新能力[3-4]?，F(xiàn)就我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建設(shè)談幾點(diǎn)體會。

一、環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)課時

我校環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門獨(dú)立課程開設(shè)，與有機(jī)化學(xué)理論課一樣設(shè)置于大一下學(xué)期，課時為30個，是化學(xué)類專業(yè)課時的三分之一到一半。課時量少且有機(jī)化學(xué)理論基礎(chǔ)知識不足，易影響教學(xué)效果。

2.教學(xué)內(nèi)容

任課教師或教研室在開學(xué)前確定由多個相互獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組成有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容。項(xiàng)目中基礎(chǔ)單元操作較多，主要有簡單的玻工操作、蒸餾、分餾、重結(jié)晶、萃取等試驗(yàn)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，主要為化合物的物理常數(shù)如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等的測定。實(shí)驗(yàn)所需試劑、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等均可從教材上查到，學(xué)生依賴于教師或教材，無法調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造力，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今社會對人才培養(yǎng)的要求[5-6]。

3.教學(xué)方式

通常，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的首次課程均為教師介紹有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全知識，同時將本學(xué)期實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和計劃進(jìn)度下發(fā)給學(xué)生。實(shí)驗(yàn)課的模式均為“學(xué)生抄書預(yù)習(xí)-教師準(zhǔn)備試劑-教師上課詳細(xì)講解-學(xué)生按部就班實(shí)驗(yàn)-學(xué)生抄書寫實(shí)驗(yàn)報告”。在這樣的教學(xué)方式下，學(xué)生幾乎沒有自己的見解及創(chuàng)新，因此培養(yǎng)出來的學(xué)生缺乏獨(dú)立思考的能力。課堂上常規(guī)安排是2位同學(xué)1組，導(dǎo)致有些同學(xué)不主動，所以動手操作能力較差。

4.考核方式

我院環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課為考查課，綜合成績由兩部分構(gòu)成，平時成績與考試成績各占50%。平時成績一般由考勤、預(yù)習(xí)情況、課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報告組成，實(shí)驗(yàn)報告格式統(tǒng)一，學(xué)生按照相應(yīng)內(nèi)容書寫即可?？荚嚳梢苑譃楣P試和實(shí)驗(yàn)考試，筆試主要考察對實(shí)驗(yàn)原理的掌握、實(shí)驗(yàn)裝置的搭建和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋等，考試實(shí)驗(yàn)主要是要求學(xué)生對指定的綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)自行預(yù)習(xí)、設(shè)計方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的綜合表現(xiàn)進(jìn)行評價。[7]

二、環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索

1.整合教學(xué)內(nèi)容

在有限的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中要達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，必須對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，整合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，形成基本操作、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計綜合實(shí)驗(yàn)的三個層次，使學(xué)生全面的認(rèn)識有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本反應(yīng)、操作，并掌握常見儀器的使用方法，提高學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力和獨(dú)立工作能力。

針對環(huán)境類專業(yè)特點(diǎn)，在教學(xué)中需要突出無害化、減量化，將環(huán)境保護(hù)的理念融入每一門課程的教學(xué)過程中[8-9]。一是對于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)，如分餾和蒸餾中用無水乙醇代替丙酮，在萃取實(shí)驗(yàn)中用乙酸乙酯代替乙醚，選用無毒或低毒的原材料實(shí)現(xiàn)綠色化。二是將多個內(nèi)容相互獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)組成實(shí)驗(yàn)體系，以減少廢氣、廢渣、廢水的產(chǎn)生。例如將乙酰苯胺制備中獲得的粗產(chǎn)品通過重結(jié)晶提純，提純后的樣品可用于做熔點(diǎn)的測定實(shí)驗(yàn)，鑒定產(chǎn)品純度。而熔點(diǎn)的測定實(shí)驗(yàn)中所用的熔點(diǎn)管為簡單的玻璃工操作中拉制。三是開設(shè)橙皮中橙油的提取和茶葉中咖啡因的提取等內(nèi)容貼近生活并具有實(shí)踐性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性。

2.多元化的教學(xué)手段

采用傳統(tǒng)教學(xué)方式容易造成學(xué)生在學(xué)習(xí)上被動，學(xué)生思考、分析和解決問題的能力較差。為改變這種狀況，我國眾多有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師提出了許多創(chuàng)新性的教學(xué)方法，如基于問題的學(xué)習(xí)（ Problem-Based Learning，PBL） 、以團(tuán)隊(duì)為導(dǎo)向的學(xué)習(xí) （ Team based learning，TBL）、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí) （ Project-Based Learning，PBL） 模式、CDIO 工程教育模式（Concieve ， Design， Implement， Operate，CDIO）和導(dǎo)入助教（TA， Teaching assistant）的教學(xué)模式等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力[10]。在本次改革中，我院還引入思維導(dǎo)圖、學(xué)生主講-教師糾正與提問的課堂形式的方式提高學(xué)生預(yù)習(xí)效果，但以何種方式更適合于實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，還需要進(jìn)一步探索。

3.構(gòu)建系統(tǒng)的考核體系

構(gòu)建系統(tǒng)、公平、多元的考核體系是目前教學(xué)中的難點(diǎn)，目前我院環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課成績評定體系如表1所示。由于制定了較為系統(tǒng)的考核體系，在實(shí)驗(yàn)過程中教師需及時進(jìn)行成績評定。我校2016級環(huán)境科學(xué)與工程班該門課程生師比未24：1，教師無法在短時間內(nèi)進(jìn)行多個同學(xué)的成績評定，同時還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。

三、結(jié)語

我校在2016級環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生實(shí)施了改革后的教學(xué)模式，完成了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化教學(xué)，因預(yù)習(xí)考核使實(shí)驗(yàn)效果得到顯著提高，一定程度上調(diào)動了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。但在仍然存在一些不足，例如生師比過高導(dǎo)致平時成績的考核較為粗放、實(shí)驗(yàn)報告的模板化導(dǎo)致學(xué)生書寫報告時呆板抄書、教材和講解詳細(xì)導(dǎo)致無法提高學(xué)生主動查閱文獻(xiàn)能力等。教學(xué)模式需要在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，在今后的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，可通過導(dǎo)入高年級同學(xué)作為TA進(jìn)行輔助工作；可以鼓勵學(xué)生查閱文獻(xiàn)，嘗試以發(fā)表論文的格式書寫實(shí)驗(yàn)報告；可以增加1個自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)，提供學(xué)生更多主動學(xué)習(xí)的機(jī)會。只有通過不斷的嘗試改進(jìn)，總結(jié)歸納經(jīng)驗(yàn)，環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能在培養(yǎng)學(xué)生動手能力的基礎(chǔ)上，在一定程度上提高學(xué)生的創(chuàng)造力。

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