師范院校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

顏世娜 孫 敏 許麗榮 孫學(xué)軍 趙育磊

（曲阜師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，山東 曲阜 273165）

0 引言

《中華人民共和國高等教育法》規(guī)定：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級專門人才”，在《關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》中也強(qiáng)調(diào)：“高等教育要重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神，普遍提高大學(xué)生的人文素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì)?！倍袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門高等師范院校材料、制藥、化工、化學(xué)、等相關(guān)專業(yè)必修的實(shí)驗(yàn)課程，內(nèi)容豐富，可以幫助學(xué)生驗(yàn)證基本理論，掌握有機(jī)物的分離、合成、純化、鑒別等基本操作。該課程還能夠訓(xùn)練學(xué)生的動手操作能力、觀察能力、分析問題能力、邏輯思考能力等，對培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、創(chuàng)造力意義重大。

1 傳統(tǒng)有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以教師為中心、以傳授知識為主的“填鴨式”教學(xué)模式，教學(xué)內(nèi)容缺乏趣味，教學(xué)方式單一，學(xué)生主動參與少，缺乏思考和判斷，動腦、動手和創(chuàng)新能力得不到有效的鍛煉，教學(xué)效果差。學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力差異比較大，部分同學(xué)照搬實(shí)驗(yàn)步驟，不重視實(shí)驗(yàn)原理，缺乏理論指導(dǎo)操作的意識，對儀器設(shè)備不求甚解，實(shí)驗(yàn)報(bào)告缺乏文獻(xiàn)查閱，沒有全部記錄操作過程及現(xiàn)象，不能深入探討實(shí)驗(yàn)得失，不能領(lǐng)會復(fù)雜步驟的目的和作用，導(dǎo)致連續(xù)操作失誤，更容易帶來實(shí)驗(yàn)隱患，甚至危及人身安全。部分高校受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，學(xué)生感興趣的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)都無法開設(shè)。以上情況嚴(yán)重影響了教學(xué)目標(biāo)的完成，不利于學(xué)生科研素養(yǎng)的培養(yǎng)，因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)模式都需要完善和改革[1-3]。

徐光憲[4]曾經(jīng)說過，要把化學(xué)實(shí)驗(yàn)“生龍活虎、立體多維”的特點(diǎn)向?qū)W生展示出來，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，啟迪他們的創(chuàng)新思維。隨著數(shù)字化校園建設(shè)的不斷推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已經(jīng)成為教育界研究和關(guān)注的熱點(diǎn)，是高校教育教學(xué)改革的重要領(lǐng)域。多媒體和交互式等信息技術(shù)可以形象直觀的展示實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，MOOC、雨課堂、騰訊課堂等在線學(xué)習(xí)教育平臺，具有即時性、互動性、開放性、高效性等特點(diǎn)。鑒于此，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的策略，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)過程中的互動討論，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)輔導(dǎo)的個性化和教學(xué)評價的快捷化，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，因而一直受到廣大教育工作者的青睞。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革路徑

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是山東省精品課程，該網(wǎng)站上有豐富多彩的教學(xué)內(nèi)容，能保證教師的授課質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。2020年上半年，學(xué)校根據(jù)教務(wù)系統(tǒng)課程表安排線上教學(xué)，積極開展“停課不停學(xué)”，用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行正常教學(xué)。為保證在線學(xué)習(xí)與線下課堂教學(xué)效果同質(zhì)等效，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)均是20 人一組的小班上課。首先建立多個QQ 群，建立在線答疑和交流系統(tǒng)，發(fā)放學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)列表，設(shè)置預(yù)習(xí)測試環(huán)節(jié)，借鑒“翻轉(zhuǎn)課堂”的思路，充分利用各種在線實(shí)驗(yàn)資源，深入挖掘教材的知識點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)，提前推送實(shí)驗(yàn)相關(guān)資料，如國家級、省級、校級優(yōu)質(zhì)示范課程，學(xué)習(xí)不同風(fēng)格的授課方式，通過視頻、音頻、照片、漫畫等多種形式完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)了課堂的吸引力，集科普和趣味性于一身，介紹有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)、生活的關(guān)聯(lián)，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、互動互享、高效學(xué)習(xí)提供了有力的支持，使得人人皆學(xué)，處處能學(xué)，時時可學(xué)，極大地提高了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果[5-9]。通過鼓勵監(jiān)督學(xué)生提前預(yù)習(xí)，溫故知新，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、查漏補(bǔ)缺、高效學(xué)習(xí)提供了有力的支持，拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的時間和空間，增強(qiáng)了學(xué)科知識和生活實(shí)踐的聯(lián)系，極大地提高了實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

教師在“雨課堂”建立課程和班級，導(dǎo)入學(xué)生名單，然后邀請學(xué)生加入，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可以作為學(xué)生評價的重要依據(jù)。教師可以進(jìn)行語音直播或者視頻直播+線上答疑，插入MOOC 視頻或者是網(wǎng)絡(luò)視頻。教師通過直播講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)等內(nèi)容后，可繼續(xù)開著直播，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，體驗(yàn)虛擬環(huán)境，進(jìn)行儀器安裝、加熱、回流、重結(jié)晶等相關(guān)操作，實(shí)驗(yàn)步驟完整清晰，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動有趣，突出了基本技能的培養(yǎng)和操作訓(xùn)練。這種把視頻課程學(xué)習(xí)、聊天群內(nèi)學(xué)習(xí)、直播課程學(xué)習(xí)相互嵌入、隨機(jī)穿插、靈活多變的教學(xué)模式能夠極大地調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，鞏固專業(yè)知識，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和協(xié)作意識，保障和提高了教學(xué)質(zhì)量。

對于比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師們能夠拓寬教學(xué)渠道，不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，例如，玫瑰香精的制備和二苯甲醇的制備等實(shí)驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)資源比較少，教師會在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場組裝儀器，加入相關(guān)藥品反應(yīng)，隨時進(jìn)行操作講解，全程錄像，編輯后上傳到“雨課堂”，保證了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，受到學(xué)生的一致好評。

2.2 實(shí)驗(yàn)考評方法改革

為了更加客觀、公平的評價學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平和實(shí)驗(yàn)技能，根據(jù)考試大綱完善了課程考核體系。授課時設(shè)計(jì)了即時測試、討論、分組評價、小組展示等內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)課總評成績包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、試卷考試和師生探討等內(nèi)容。教師通過“雨課堂”考試系統(tǒng)進(jìn)行制作試卷，發(fā)布試卷，批改試卷，并下載相關(guān)數(shù)據(jù)，這些措施有效提高了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重視程度?！坝暾n堂”的答題成績可利用網(wǎng)頁版批量導(dǎo)出。學(xué)生可以在PC 端或者手機(jī)微信端操作，實(shí)現(xiàn)了多端數(shù)據(jù)同步。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與設(shè)備管理中心以及各學(xué)院督導(dǎo)組會重點(diǎn)檢查主講教師對線上實(shí)驗(yàn)課程的掌控情況，隨機(jī)抽查學(xué)生在線學(xué)習(xí)時長、在線提問、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成等情況。督導(dǎo)組會通過線上學(xué)生問卷、線上學(xué)生座談會等方式對實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行評估。通過問卷調(diào)查顯示，學(xué)生對這門課也給予了充分的肯定。

學(xué)院也經(jīng)常組織教師在線開展教研活動，交流分享網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，取長補(bǔ)短，互通有無，不斷改進(jìn)教學(xué)方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，教師們的信息技術(shù)應(yīng)用能力得到了顯著提升。

2.4 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室安全教育

高校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該警鐘長鳴，保障實(shí)驗(yàn)室安全應(yīng)該從培養(yǎng)學(xué)生安全理念、安全意識等方面著手。為了增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)急救援能力，掌握實(shí)驗(yàn)室安全知識，創(chuàng)造安全和諧的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)校還制作了各類安全警示板、宣傳條幅，懸掛到實(shí)驗(yàn)中心大樓前，隨時提醒師生注意實(shí)驗(yàn)安全。學(xué)校還以高校實(shí)驗(yàn)室安全事故為例，結(jié)合“安全第一，預(yù)防為主”的思想，開展實(shí)驗(yàn)室安全教育培訓(xùn)。內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)室消防安全、化學(xué)品存儲與使用安全、特種設(shè)備使用安全、廢棄物處置安全、個人安全防護(hù)、常見事故處理與急救等。實(shí)驗(yàn)室事故原因主要包括：實(shí)驗(yàn)人員操作不規(guī)范，實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)物品管理有疏忽，科研項(xiàng)目安全管理不到位等。各院系實(shí)驗(yàn)室還會針對危險(xiǎn)源情況對學(xué)生進(jìn)行專門培訓(xùn)，對爆炸事故的原因進(jìn)行剖析，重點(diǎn)培訓(xùn)爆炸事故的預(yù)防和急救、實(shí)驗(yàn)室受傷基本救助方法、實(shí)驗(yàn)室安全管理制度等內(nèi)容，并留存學(xué)生檔案。學(xué)生經(jīng)過培訓(xùn)后，還需要進(jìn)行網(wǎng)上“實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入考試”，對于考試不合格的學(xué)生，學(xué)校會進(jìn)行通報(bào)，并勸離實(shí)驗(yàn)室。

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一課是用多媒體課件、視頻、圖片等多種手段，重點(diǎn)介紹常量和微量成套磨口玻璃儀器的使用和維護(hù)、常用藥品的理化性質(zhì)、安全防護(hù)措施、泄漏應(yīng)急處理等內(nèi)容。以乙醚為例，它是一種無色透明液體，有特殊刺激氣味，易燃、易揮發(fā)，化學(xué)性質(zhì)活潑。它在“液液萃取法從水中分離乙酸”“2-甲基-2-己醇的制備”“環(huán)己酮的制備”等實(shí)驗(yàn)中，是作為優(yōu)良的萃取劑使用的。教師會重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)乙醚的毒理學(xué)資料和急救措施，如果大量接觸乙醚，就會出現(xiàn)呼吸不規(guī)則、嘔吐、面色蒼白，嚴(yán)重的會有生命危險(xiǎn)。如果是皮膚接觸乙醚，需要立即用大量流動清水沖洗。如果是眼睛接觸乙醚，需要立即提起眼瞼，用洗眼器流動的清水沖洗后及時就醫(yī)。如果是誤吸入乙醚，需要迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢?？梢允褂枚趸紲缁鹌鳌⒏煞蹨缁鹌?、砂土等對乙醚進(jìn)行滅火。教師會播放視頻并且要求每一位學(xué)生都會使用滅火器。

常用藥品還有丙酮、石油醚、乙酸乙酯、苯甲醛、苯胺、乙醇、正丁醇、乙酸酐、鹽酸、硫酸、溴代正丁烷、亞硝酸鈉、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基甲酰胺、聯(lián)苯等藥品，部分藥品易燃、易爆、有微量毒性，需要學(xué)生提前熟悉并掌握藥品的特性。根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，學(xué)生必須配戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡、穿防靜電工作服、戴橡膠耐油手套才可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一課重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了規(guī)范操作、重在預(yù)防的理念，提高了學(xué)生的安全意識，為教學(xué)和科研工作提供了安全保障。

3 結(jié)語

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要途徑。為了培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，提高學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新欲望，發(fā)揮省級精品課程的示范作用，針對有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題，提出了改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和考評方法，將學(xué)科前沿的相關(guān)知識融合到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)價值觀和行為準(zhǔn)則，形成可持續(xù)發(fā)展的綜合素質(zhì)。學(xué)生既能鞏固、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能，又能了解大型儀器設(shè)備和各類專業(yè)軟件，這類課程激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生會主動地順應(yīng)社會，完善自己，發(fā)展自己。同時，也為了培養(yǎng)高等師范院校應(yīng)用型人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。