信息化應用于有機化學實驗課程的教學改革與研究

樊陳莉,洪 娟,徐世前,張 強,馮光峰

(蕪湖職業技術學院材料工程學院,安徽 蕪湖 241003)

信息化應用于有機化學實驗課程的教學改革與研究

樊陳莉,洪 娟,徐世前,張 強,馮光峰

(蕪湖職業技術學院材料工程學院,安徽 蕪湖 241003)

信息化教學已經在全國各校廣泛使用，有機化學實驗課程通過信息化教學場所的改善，有機化學慕課(MOOC)網絡課程的建設，實驗內容的整合，建立了“兩層次、一創新、遞進式”有機化學實驗教學體系和過程性綜合性有機化學實驗考核制度。通過幾屆嘗試性教學，極大提高了學生的學習興趣，使有機化學實驗教學效果得到明顯改善。為高校有機化學實驗課的教學提供了一個創新體系與借鑒。

信息化；有機化學實驗；課程；教學研究

0 引言

隨著現代科技的發展，多媒體與網絡技術的進步，信息化在教育教學改革中發揮著更加重要的作用。信息化為教學模式、教學內容、教學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，都是對傳統高等教育的沖擊和挑戰。基于網絡平臺的優質學術資源可方便地傳播和共享，促進了教育公平及教育均衡的發展[2]。

有機化學實驗是化學、生物和醫學等專業的一門重要的基礎實踐課，是一門實踐性非常強的學科。有機化學實驗的目的是培養學生有機化學基本實驗操作技能，是對有機化學理論的驗證與補充，是提高學生實際動手能力和創新能力的重要途徑。在如今信息化的時代，將信息化資源應用到有機化學實驗教學中，將會使教學手段、教學內容、教學效果和效率等方面有較大的改善。作者結合有機化學實驗課程的理論實踐教學，根據多年的有機化學理論課和實驗課的教學經驗，探討如何進行有機化學實驗課教學改革，以適應信息化條件下學生學習有機化學實驗技能的需要，滿足社會對高技能型人才培養的需求。

1 建設“教、學、做”理實一體化有機化學實驗教學場所

2016年，學校實現了全無線網覆蓋，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、做”理實一體化教學場所。實踐教學時可以播放動畫、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據庫和信息化平臺迅速解決問題。例如：當進行正丁醚制備實驗，對粗產品進行萃取操作時，會出現不分層，分三層，甚至分四層的現象。這時老師可引導學生利用網絡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，讓學生學會自己解決問題，使學生學習自然而然的由被動變為主動，由此實現“教、學、做”理實一體化教學場景。我們通過幾屆這樣的教學改革實踐，極大地調動了學生對有機化學實驗課的學習積極性，取得了令人滿意的效果。

2 信息化條件下，增加有機化學實驗慕課(MOOC)網絡課堂教學

大規模開放在線課程(massive open online courses,MOOC)是 2012 年興起的一場席卷全球的信息化教學革命[3]。教師將課程內容拍攝成微視頻，學生可以通過網絡平臺觀看學習每次課的視頻。學生這種自主學習的方式，改變了傳統的教育方式，學生更容易快速的獲取吸收知識。早期的實驗課教學采取的方式都是老師先講，學生再做實驗。由于在學生做實驗之前老師會認真講解，造成了學生依賴心理，學生課前對今天所做的實驗幾乎不預習，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的問題(實驗正常和異常現象)的原因，從而導致理論和實踐的驗證達不到完美的合理解釋。如今，由于信息化的發展，網絡教學已廣泛應用到很多課程的教學中，近幾年，我們也完成了有機化學實驗課程的MOOC視頻制作，開發了有機化學實驗的課前預習思考題，并上傳至網絡平臺上。我們要求學生課前在網絡平臺上利用慕課資源對每一個實驗進行預習。由于網絡視頻化的教學方式比較受學生歡迎，學生在睡覺之前拿著手機就能對明天的實驗進行預習，通過視頻觀看之后再寫預習報告，這樣兩遍預習之后，學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”的壞習慣，達到了實驗教學是為例讓學生學習知識、培養能力、掌握技能的目的；同時，也培養了學生獨立思考問題和解決問題的能力。

3 以任務為驅動，進行教學內容的整合，變零散性實驗為綜合性實驗

目前，有機化學實驗的教學內容大體上分為三大塊：基本操作實驗、有機合成實驗及有機物的性質實驗，而且大多數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生的探索性和綜合考慮問題能力的提高，許多學生基本就“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生的實驗技能，還容易使學生成為一個不動腦的機器人。鑒于此，我們在實驗內容的安排上做了調整，把這三大塊穿插在一起，以任務為驅動，讓學生每次實驗都是有目的的、有步驟的、有原理和操作過程的、有具體的實驗任務的、能看到成果的，使有機化學實驗多步驟、多元化。 例如：以制備純凈的乙酰苯胺為任務，將三個有機實驗進行整合，順序為：乙酰苯胺的制備實驗、重結晶基本操作實驗、熔點的測定實驗、紅外光譜檢測實驗。學生首先制備乙酰苯胺，然后再以乙酰苯胺為原料，進行重結晶實驗，接著用熔點的測定的方法來檢測重結晶分離的好壞，針對純度比較高的乙酰苯胺產品做紅外檢測。做這類綜合性實驗時學生思想上會高度重視，通過前期基礎實驗的鍛煉，學生們已經具備了非常熟練的操作技能，做綜合實驗時，操作起來謹慎認真，出現問題了會及時分析，認真總結經驗教訓，因此實驗能達到滿意的效果。通過對幾屆實驗后的學生調查，學生對改革后的有機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生分析問題和解決問題的能力，又能鞏固各類有機反應的理論知識，使學生在做有機化學實驗時具有綜合思考問題的習慣，理論和實踐同步得到大步提升。

4 最終構建“兩層次、一創新、遞進式”有機化學實驗教學體系

本著實踐教學要“保證學生的主體地位、教師輔助”的教學理念，培養學生的學習興趣及探索精神，我院有機化學實驗教學采用“兩層次、一創新、遞進式”教學體系。其中“兩層次”是指有機化學實驗教學體系和信息化網絡教學體系。在學生進實驗室做有機實驗之前，學生在學校的網絡平臺上自主學習有機實驗的基本知識，如加熱、冷卻、干燥等，并且觀看有機化學實驗慕課的相關內容，對本次實驗進行預習。在網絡教學平臺上，教師對每次實驗留有預習思考題，學生帶著問題去做實驗，在實驗過程中學生可以認真操作，仔細觀察，及時記錄實驗現象，積極思考實驗原理，進而解答思考題。“創新性、遞進式”是指在前期基礎實驗結束后，為培養學生完整的實驗研究工作方法及科研創新能力，完成實現從知識技能向研究能力培養的轉化過程，以培養學生的科研素質和創新能力，使他們的綜合素質有所提高。我們對一部分學生開設“創新開放式實驗課”， 其課程的設計為: ① 學生可以自主選擇課題和實驗內容; ② 根據其課題通過校園網數據庫查閱有關文獻、設計出合成路線、裝置圖及實驗方案等; ③ 學生制定實驗方案，老師指點修改，最終制訂出行之有效的實驗方案; ④ 學生獨立進行實驗，有問題時，教師給予相應的指導; ⑤ 利用校園網數據庫，撰寫有關的研究性實驗報告論文。這樣的課程設計可以使學生增進師生交流、擴大知識面，進一步提高學生的學習積極性。同時，增加了兩個開放實驗室，為學生課余時間完成自己感興趣的課題提供了條件，使學生能掌握一套自主完成科研創新實驗的技能方法。

5 建立過程性綜合性有機化學實驗考核制度

以往的實驗考核制度大都是根據學生的成績報告評分。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的學生的積極性。經過本次的有機化學實驗教學改革，我們將有機化學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%。線上考核是讓學生在每個實驗預習時，完成網絡平臺上的每個實驗的視頻教學，實驗結束后完成網絡平臺上每個實驗的思考題解答；線下考核即是老師對學生的實驗過程的表現、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。有機化學實驗的期末考核采取學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行打分。線下考核注重過程性，即使學生本次實驗失敗，沒有得到產品，只要其實驗過程中認真操作，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仍然可以拿到高分。

6 結語

在如今的信息化環境下，我們充分利用信息化資源提高了教學效果，完善了實訓設施以及先進的信息化教學資源和手段，建立了一套完整的有機實驗課程教學體系。這套改革方法是對有機化學理論學習的重要補充和拓展，是實現“做中學”的重要保障。有機化學實驗通過實訓教學場所的改善，課程網絡預習的補充，實驗內容的整合，建立了“兩層次、一創新、遞進式”有機化學實驗教學體系。通過這次教學改革，大大提高了學生學習有機化學實驗課程的興趣，提高了學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化學實驗教學的教學效果。本次教學改革為有機化學實驗課程的教學提供了一種新型方法，是信息化與有機化學實驗融合的一種有益探索。關于信息化和有機實驗融合的深度研究有待今后進一步開發。

[1]李建英. 高職信息化課程教學模式改革的研究.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英語教學改革探析.中國教育信息化，2015，(24)：42-45.

[3]溫燕梅. 慕課時代的有機化學實驗教學改革初探.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

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

樊陳莉(1982- )。女，碩士，講師。主要研究方向：有機合成化學。

G712

B

1672-0601(2017)03-0061-04