環境科學與工程專業有機化學實驗教學模式的探索

代穎 林錦良 劉斌 趙君

摘 要：通過對我校環境科學與工程專業有機化學實驗教學現狀調查，對現存在的問題進行分析，并結合實際情況，對初步教學內容、教學方式和考核體系進行探索，旨在調動學生學習的主動性，提高學生分析與解決問題的能力。

關鍵詞：環境科學與工程專業 有機化學 教學模式

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

有機化學實驗是環境科學與工程專業教學計劃中的必修基礎課，通過有機化學實驗的教學不僅要培養學生的基本實驗操作技能，也要提高學生分析與解決問題的能力[1-2]。我校環境科學與工程專業是一個新申請辦學的專業，正處于教學模式探索的初級階段。結合我校培養應用型人才的需求，當前有機化學實驗教學的目標和任務是為專業學習奠定良好基礎，使學生具有一定的實踐和創新能力[3-4]。現就我校環境科學與工程專業有機化學實驗教學模式的建設談幾點體會。

一、環境科學與工程專業有機化學實驗教學現狀分析

1.教學課時

我校環境科學與工程專業的有機化學實驗作為一門獨立課程開設，與有機化學理論課一樣設置于大一下學期，課時為30個，是化學類專業課時的三分之一到一半。課時量少且有機化學理論基礎知識不足，易影響教學效果。

2.教學內容

任課教師或教研室在開學前確定由多個相互獨立的實驗組成有機化學實驗的教學內容。項目中基礎單元操作較多，主要有簡單的玻工操作、蒸餾、分餾、重結晶、萃取等試驗；驗證性實驗較多，主要為化合物的物理常數如熔點、沸點等的測定。實驗所需試劑、實驗步驟、實驗結果等均可從教材上查到，學生依賴于教師或教材，無法調動學生的主觀能動性和創造力，遠不能滿足當今社會對人才培養的要求[5-6]。

3.教學方式

通常，有機化學實驗的首次課程均為教師介紹有機化學實驗室安全知識，同時將本學期實驗內容和計劃進度下發給學生。實驗課的模式均為“學生抄書預習-教師準備試劑-教師上課詳細講解-學生按部就班實驗-學生抄書寫實驗報告”。在這樣的教學方式下，學生幾乎沒有自己的見解及創新，因此培養出來的學生缺乏獨立思考的能力。課堂上常規安排是2位同學1組，導致有些同學不主動，所以動手操作能力較差。

4.考核方式

我院環境科學與工程專業實驗課為考查課，綜合成績由兩部分構成，平時成績與考試成績各占50%。平時成績一般由考勤、預習情況、課堂表現和實驗報告組成，實驗報告格式統一，學生按照相應內容書寫即可。考試可以分為筆試和實驗考試，筆試主要考察對實驗原理的掌握、實驗裝置的搭建和實驗現象的解釋等，考試實驗主要是要求學生對指定的綜合設計性實驗自行預習、設計方案并進行實驗，教師根據實驗中學生的綜合表現進行評價。[7]

二、環境科學與工程專業有機化學實驗教學改革的探索

1.整合教學內容

在有限的有機化學實驗課程教學中要達到教學目標，必須對實驗內容進行優化，整合實驗項目，形成基本操作、基礎實驗和設計綜合實驗的三個層次，使學生全面的認識有機化學實驗中的基本反應、操作，并掌握常見儀器的使用方法，提高學生的自學能力、動手能力和獨立工作能力。

針對環境類專業特點，在教學中需要突出無害化、減量化，將環境保護的理念融入每一門課程的教學過程中[8-9]。一是對于傳統的實驗項目進行改進，如分餾和蒸餾中用無水乙醇代替丙酮，在萃取實驗中用乙酸乙酯代替乙醚，選用無毒或低毒的原材料實現綠色化。二是將多個內容相互獨立的實驗組成實驗體系，以減少廢氣、廢渣、廢水的產生。例如將乙酰苯胺制備中獲得的粗產品通過重結晶提純，提純后的樣品可用于做熔點的測定實驗，鑒定產品純度。而熔點的測定實驗中所用的熔點管為簡單的玻璃工操作中拉制。三是開設橙皮中橙油的提取和茶葉中咖啡因的提取等內容貼近生活并具有實踐性質的實驗，增強實驗的趣味性。

2.多元化的教學手段

采用傳統教學方式容易造成學生在學習上被動，學生思考、分析和解決問題的能力較差。為改變這種狀況，我國眾多有機化學實驗教師提出了許多創新性的教學方法，如基于問題的學習（ Problem-Based Learning，PBL） 、以團隊為導向的學習 （ Team based learning，TBL）、基于項目的學習 （ Project-Based Learning，PBL） 模式、CDIO 工程教育模式（Concieve ， Design， Implement， Operate，CDIO）和導入助教（TA， Teaching assistant）的教學模式等，激發學生的學習興趣和熱情，提高學生實驗的積極性和主動性，培養學生分析問題、解決問題的能力[10]。在本次改革中，我院還引入思維導圖、學生主講-教師糾正與提問的課堂形式的方式提高學生預習效果，但以何種方式更適合于實驗課程的教學，還需要進一步探索。

3.構建系統的考核體系

構建系統、公平、多元的考核體系是目前教學中的難點，目前我院環境科學與工程專業實驗課成績評定體系如表1所示。由于制定了較為系統的考核體系，在實驗過程中教師需及時進行成績評定。我校2016級環境科學與工程班該門課程生師比未24：1，教師無法在短時間內進行多個同學的成績評定，同時還要進行實驗指導。

三、結語

我校在2016級環境科學與工程專業學生實施了改革后的教學模式，完成了有機化學實驗的綠色化教學，因預習考核使實驗效果得到顯著提高，一定程度上調動了學生主動學習的積極性。但在仍然存在一些不足，例如生師比過高導致平時成績的考核較為粗放、實驗報告的模板化導致學生書寫報告時呆板抄書、教材和講解詳細導致無法提高學生主動查閱文獻能力等。教學模式需要在實踐中不斷改進，在今后的有機化學實驗中，可通過導入高年級同學作為TA進行輔助工作；可以鼓勵學生查閱文獻，嘗試以發表論文的格式書寫實驗報告；可以增加1個自主設計實驗，提供學生更多主動學習的機會。只有通過不斷的嘗試改進，總結歸納經驗，環境科學與工程專業的有機化學實驗教學才能在培養學生動手能力的基礎上，在一定程度上提高學生的創造力。

參考文獻

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