1引言
创新精神和创造力的培养是21世纪经济社会科技发展的要求,各高等院校正在推行以培养学生创新精神、创造能力、实践能力和高尚道德人格的素质教育观念为核心的一系列改革措施,实验教学是改革实践的重要组成部分。依据国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中有关抓紧建立更新教学内容的机制,加强课程的综合性和实践性,重视实验课教学,培养学生实际操作能力的精神,四川大学对基础有机实验课的教学进行了全面改革。本文就基础有机化学实验课程实验教学改革作一些探讨。
2改革方法和内容
化学是一门实践性很强的学科,基础有机化学实验在整个化学实验中占有十分重要的地位,它是化工、高分子、材料、轻纺与食品等专业本科生的一门专业基础实验课。实验教学是培养学生创新意识、理论联系实际、分析与解决问题能力的重要环节,也是实施素质教育、培养创新能力、促进知识型向能力型转化的重要途径。因此,实验教学改革必须贯彻创新人才培养的目标。
2.1实施因材、因需施教
在综合性大学,由于培养目标的不同,不同学科专业对有机化学知识需求的深度和广度也不同。如何根据多学科多专业综合性大学的特点,开展基础有机化学实验教学,是综合性高校所面临的问题。我们针对不同专业不同学科专业后续课程学习和未来主要从事工作对化学实验技术的不同需求,制定了不同培养目标,开设不同的实验内容。
2.2更新实验教学内容和形式
针对传统的有机化学实验教学中验证性实验较多,综合性、设计性、创新性与开放性的实验内容较少,不利于培养学生的创新意识、创新精神和动手能力、分析与解决问题能力培养的现状,对实验教学内容进行了必要的更新和设计。
首先,在保留了原有一些有代表性的、典型的、重要的有机反应类型的合成实验的基础上,引入了部分近年来实验教学改革中形成的新实验及多步合成实验,将原来过多的验证性实验更新为具有培养学生创新情感、创新精神的综合性、设计性、创新性与开放性的实验,并兼顾了实验的安全性、试剂的来源、毒性和避免环境污染的要求。在教学中,注重加强学生的基本操作技能的训练、能力的培养以及理论知识的提高,按照基础训练综合实验设计创新实验三个层次组织教学。
在完成了主要的实验基本技能训练的基础上,从科研成果中引入和设计了具有应用性的多步合成实验,例如《2,4-二氯苯氧乙酸的合成》,每一步产品的产率与纯度都关系到下一步实验能否正常进行。因此,学生在进行多步骤的综合性实验时,必须精心地对待每一步反应和每一个操作。这种综合性多步骤系列合成实验的引入有益于学生的实验由易到难,循序渐进地得到提高多步骤的合成。引入设计性和开放性试验,在这种实验中要求学生通过查阅文献设计出实验室方案,教师审阅方案后进行实验,科研性较强,有利于培养学生创新意识、创新精神,使学生的个性得到了张扬,给学生提供了发挥各自能力的机会。同时加深了学生对试剂、试药特性和仪器与器材性能的掌握。
综合性、设计性、创新性与开放性的实验的开设,不仅可以提高学生的实验技能,同时还可缓解由于扩大招生学生人数增多、购买器材和药品经费紧张的矛盾,节省了经费的开支。如有些实验的产品可以用来作为下一个实验的原料。通过改革教学内容的方法,激发了学生求知的兴趣,培养了学生的创新意识、创新精神,提高了学生实验设计能力、知识应用能力和创新能力,提高了学生的综合素质。
2.3实验教学方式的改革
实验教学过程中到底教会学生什么?是鱼还是渔?是教学生还是教学生学?在基础有机化学实验教学中,越来越明显地感觉到方法与能力培养的重要性。我们改变了老师讲、学生听的传统灌输式的教学模式,采用启发式、提问式、讨论式等教学方式,以提高学生独立思考能力、查阅科技文献能力、分析问题与解决问题能力、交流沟通能力,使学生有了自由发展的空间,提高了综合素质,培养了他们的创新情感和钻研、探索、创新精神。每一堂实验课前,老师通过提问及检查学生的实验预习报告,了解学生的预习情况,以便在实验中老师进行适当的提示和指导;同时老师还在批阅实验报告的基础上,总结前一次实验课中出现的问题,解答学生提出的有关理论与实际操作等问题,使学生能更好的理解有关的理论与反应机理,避免实验中的错误操作,提高实验成功率与操作技能,加强理论与实践的结合。学生独立完成实验,这样确立了学生在教学活动中的主体地位,调动了学生的学习积极性、主动性和创造性,激发了学生的探索、求知和创造欲望。老师本身的言语、行动、学风和科学素质要成为学生的表帅,老师要做到四勤(勤巡视、勤询问、勤表扬、勤总结),实验过程中对学生严格要求,认真巡查、观察和规范学生的操作行为和过程,及时发现和纠正错误。此外,实验课前,利用多媒体课件和挂图、墙纸等方式进行辅助教学,使学生在课前预习时,形象直观地了解到反应中所需的仪器与实验装置,掌握实验中必须注意的事项、所需的物理常数等,提高了的预习效果和实验的成功率。
2.4改革实验教学考试方式的打算
考核的目的是了解学生的实验技能、操作水平、理论与实践相结合的能力、以及综合素质。我们准备采用实际操作考核与笔试相结合的实验考核方法。在实际操作的考核中老师设定多个多步合成实验考试内容,由学生自己选择某一考试内容,并在规定的考核时间内完成考试的合成内容。学生通过查阅有关的参考资料来完成考核内容。老师发给学生固定数量的某一初始原料,记录合成的中间体与最终合成产物的相关数据,检验产品的产量、纯度,以便记录成绩。通过这种考试方式,学生在查阅资料的同时丰富了自己的知识,同时既培养了学生查看文献资料的良好习惯,又锻炼了学生分析问题与解决问题的能力,学生的综合素质在实践中得到提高。通过这种考试方式,可以使绝大多数学生在查阅资料、实验基础操作、观察、记录、推理、综合表达、分析解决问题5个方面的能力上均有长足的提高。该方法是我们下一步改革实验教学的一项内容。
3改革试行的效果
该改革方案通过在2007级、2008级学生基础有机实验中的试运行,证明该改革内容具有较好的可行性,受到了学生的欢迎、领导的肯定。学生普遍反映,通过有机实验课的学习之后,对所学知识的应用得到更深刻的认识与体会,实验技能也有了很大的提高。后续课程的教学老师也反映学生查阅资料和动手能力提高了,实验习惯更好了,实验记录和报告的撰写规范、图表绘制漂亮。实验教学改革对老师提出了更高的要求,不仅需要把自己的科研经验融入教学中,还需加大工作量,全身心投入,同时还要努力提高专业知识和系统授课的能力。因实验教学改革是一项艰巨的系统工程,只能全方位齐抓共管,才能实现培养创新型人才的目标。我们对基础有基础机化学实验教学的改革进行了一些有益尝试,虽然取得了一定的成绩,但还存在不少问题,仍需再接再厉,将实验教学改革坚持下去,使之不断完善,真正达到教学改革的目标。
