應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下有機化學(xué)實驗教學(xué)改革與探究

魏元博，田 紅，田 苗

(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060)

有機化學(xué)實驗是我校化工專業(yè)群—石油化工技術(shù)、石油煉制技術(shù)和精細化工技術(shù)等專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程。有機化學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生通過學(xué)習(xí)實驗課程，不僅能夠掌握有機化學(xué)實驗的基本操作和技能，還能培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，加深學(xué)生對有機化學(xué)理論知識的理解和掌握，有助于化工類應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。隨著現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展及各學(xué)科知識的不斷融合、深化，相應(yīng)的實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式也需要不斷更新。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下， 有機化學(xué)實驗教學(xué)模式單一，師生課堂互動性較差，學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性也不高，只是機械地完成實驗課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，故而難以達到預(yù)期的教學(xué)效果[1]。此外，當(dāng)前有機化學(xué)的教學(xué)實驗大部分屬于驗證性實驗，其實驗教學(xué)內(nèi)容過于注重自身的整體性，從而缺少了學(xué)科之間知識的交叉滲透，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此，本文通過實際調(diào)研我校及同類高職院校的有機化學(xué)實驗教學(xué)情況，總結(jié)了當(dāng)前有機化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，并從有機化學(xué)學(xué)科特點出發(fā)，結(jié)合我校石油化工專業(yè)特色，對有機化學(xué)實驗課程教學(xué)進行改革與探究，目的是培養(yǎng)出滿足社會發(fā)展需要的高水平化工類應(yīng)用型人才。

1 有機化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

1.1 實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理

當(dāng)前，高職院校有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容主要包括有機化學(xué)實驗的一般知識、實驗基本操作技術(shù)、實驗基本分離技術(shù)及有機化合物的制備技術(shù)等幾部分內(nèi)容，其中大多數(shù)實驗偏向于驗證性實驗[2]，雖然驗證性實驗有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力，但在實際教學(xué)過程中，學(xué)生只需按照教材中詳盡內(nèi)容進行適當(dāng)操作就能順利完成實驗，使學(xué)生對有機化學(xué)實驗的目的、原理、操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)果缺乏觀察、分析過程和深度思考，不能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，嚴(yán)重影響了學(xué)生參與實驗探究的積極性。此外，有機化學(xué)實驗的一些項目內(nèi)容過于陳舊，未能引入當(dāng)前化工領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝，且高職特色不鮮明，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的優(yōu)勢得不到體現(xiàn)。因此，對當(dāng)前有機化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容進行改革是很有必要的。

1.2 實驗教學(xué)模式單一

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，有機化學(xué)實驗的授課通常是在學(xué)生開始做實驗之前，教師對本次實驗的目的、原理、實驗操作步驟及相關(guān)注意事項進行講解，之后學(xué)生依照實驗教材及老師的講解進行實驗操作。在整個實驗教學(xué)過程中，學(xué)生是被動、機械地完成實驗任務(wù)，缺乏對整個實驗過程的理解和思考，不能夠獨立解決實驗過程中出現(xiàn)的問題，容易形成思維定勢。此外，當(dāng)學(xué)生在實驗過程中遇到困難時，教師往往會繞過引導(dǎo)學(xué)生自主探索解決問題的過程，直接向?qū)W生提供解決方案，造成師生之間缺少了必要的交流和探討，從而使學(xué)生在實驗過程中會對教師產(chǎn)生很強的依懶性。這樣單一的實驗教學(xué)模式不利于學(xué)生的創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，也抑制了學(xué)生實驗學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

1.3 實驗有危險性，實驗產(chǎn)品不能充分利用

有機化學(xué)實驗教學(xué)過程中，會涉及到種類繁多的試劑，其中很多試劑具有毒性、腐蝕性且易揮發(fā)。由于學(xué)生缺乏環(huán)保意識，在實驗過程中容易產(chǎn)生“三廢”，若不能妥善處理這些污染物，會嚴(yán)重污染環(huán)境和威脅到師生的健康[3]。上述因素致使本門課程相比于其它課程的危險性更大，學(xué)生在做實驗時也存在抵觸心理。因此基于安全性的考慮，一些重要的有機化學(xué)實驗不得不取消。另一方面，目前對于實驗所制備的產(chǎn)物其用途僅限于基本物性參數(shù)的測定，如：熔點、折光率、旋光度、沸點等。除此用途之外，基本再無其他應(yīng)用，只能將其當(dāng)作廢棄物處理。這樣不僅會造成實驗成本較高，而且造成學(xué)生對所制備的實驗產(chǎn)品缺乏認(rèn)同感，不利于增強其學(xué)習(xí)有機化學(xué)實驗的信心。

1.4 實驗考核方法簡單

考核評價是實驗教學(xué)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它是提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動力、檢查學(xué)習(xí)效果、增強學(xué)生實驗操作能力的重要手段。傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗考核方法是以學(xué)生的實驗報告成績?yōu)橹饕罁?jù)，忽視了對實驗教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、操作技能、環(huán)保意識及分析、解決問題的能力等方面的考查。其后果是許多學(xué)生為了取得好成績，只重視實驗報告的書寫，而輕視實驗操作過程，在做實驗時往往操作不規(guī)范、不認(rèn)真，實驗中遇到問題也只是照搬教材或求助老師，對整個實驗過程缺乏分析和思考。甚至個別學(xué)生通過修改原始數(shù)據(jù)或抄襲別人的實驗報告來獲取較高的成績。這就造成學(xué)生的實驗成績往往拉不開差距，難以激發(fā)學(xué)生參與實驗的主動性和積極性，使學(xué)生對實驗課程的重視程度降低。因此，這樣的考核方法不能全面、客觀的反映學(xué)生真實的學(xué)習(xí)情況。

2 有機化學(xué)實驗教學(xué)的改革措施

2.1 優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容

針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)容的不足，結(jié)合當(dāng)前我校實驗教學(xué)的實際情況，對實驗教學(xué)內(nèi)容進行了重新設(shè)計。具體從以下幾個方面進行了教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化[4]。

(1)注重有機化學(xué)實驗基本原理的講解和實驗基本操作的訓(xùn)練，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)及未來工作打下堅實的基礎(chǔ)。

(2)增加有機化學(xué)綜合設(shè)計性實驗或創(chuàng)新性實驗的比例，同時在這些實驗中增設(shè)大型精密分析儀器的使用，將有機化學(xué)理論知識、分析測試儀器的使用和實驗操作技能進行了有機結(jié)合。使原本獨立的教學(xué)內(nèi)容相互融合，這不僅提升了學(xué)生的實驗操作能力，加深了學(xué)生對有機化學(xué)理論知識的理解，還使學(xué)生掌握了現(xiàn)代有機化合物分析測試手段，有助于學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

(3)在有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容中，要及時引入化工領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝，拓展實驗操作技術(shù)，突顯培養(yǎng)應(yīng)用型人才的優(yōu)勢。這些最新的研究成果體現(xiàn)了先進的實驗技術(shù)與理念，通過此類研究成果所衍生出的有機化學(xué)實驗教學(xué)項目不僅激發(fā)了學(xué)生對有機化學(xué)實驗的興趣，還有助于學(xué)生解決實際問題能力的培養(yǎng)。

2.2 改進實驗教學(xué)模式，引進虛擬仿真實驗

將線上、線下立體教學(xué)模式引入到有機化學(xué)實驗的教學(xué)中，打破傳統(tǒng)單一的有機化學(xué)實驗教學(xué)模式，構(gòu)建以學(xué)生為主體的引導(dǎo)式教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才打好基礎(chǔ)[5]。線上、線下立體教學(xué)模式主要包括兩部分：

線上教學(xué)：首先，教師需要制作實驗教學(xué)資源，如將有機化學(xué)實驗的操作流程、知識要點、注意事項及練習(xí)題等制作成視頻、動畫、課件或文本。其次，教師將準(zhǔn)備的實驗教學(xué)資源上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生在網(wǎng)上通過學(xué)習(xí)實驗教學(xué)資源來達到預(yù)習(xí)的目的，不僅有助于學(xué)生對整個實驗過程及相關(guān)知識的掌握，還能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。此外，學(xué)生可以通過參與在線練習(xí)、在線討論答疑等環(huán)節(jié)，對自己所學(xué)知識進一步鞏固和提高。期間，教師通過參與線上討論答疑環(huán)節(jié)來解決學(xué)生預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的問題和了解學(xué)生的預(yù)習(xí)程度，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺反饋的數(shù)據(jù)，合理規(guī)劃實驗課程的講授內(nèi)容。

線下教學(xué)：首先，教師根據(jù)學(xué)生線上的預(yù)習(xí)情況，選出具有代表性的問題進行集中討論，并引導(dǎo)學(xué)生思考，隨后教師對上述問題進行答疑。其次，針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師對實驗教學(xué)中學(xué)生較難掌握的內(nèi)容進行重點講解，并對典型的實驗操作進行示范。再次，待學(xué)生獨立完成實驗后，組織學(xué)生對本次實驗出現(xiàn)的問題進行分組討論，并由教師對討論結(jié)果進行點評和補充。最后，教師對本次實驗課的教學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)，并布置思考問題，鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

除了將新的教學(xué)模式引入到實驗教學(xué)中外，還可以引入虛擬仿真實驗平臺來輔助實驗教學(xué)[6]。學(xué)生可以通過實驗?zāi)M仿真軟件來真實的模擬有機化學(xué)實驗的全過程，從而直觀、形象的了解實驗流程、熟悉實驗操作及儀器的使用方法。同時可以通過完成模擬實驗來檢測自己的預(yù)習(xí)效果，幫助自己掌握實驗操作的要點，降低做實驗時的出錯率。此外，我們還可以利用實驗?zāi)M仿真軟件模擬一些因高危險、污染大或反應(yīng)條件苛刻而無法開設(shè)的實驗，避免環(huán)境的污染和有毒有害物質(zhì)對師生的侵害。極大的拓展有機化學(xué)實驗教學(xué)的廣度和深度，同時提升學(xué)生參與實驗的積極性。

2.3 合理利用學(xué)生實驗產(chǎn)品

在有機化學(xué)實驗課程結(jié)束后，對學(xué)生實驗產(chǎn)品的去向必須給予關(guān)注，要積極尋找實驗產(chǎn)品的合理用途。首先，對學(xué)生在實驗教學(xué)過程中制備出來的產(chǎn)品進行歸類處理。其次，從中挑選出品質(zhì)較好的產(chǎn)品，并列出詳細清單。將品質(zhì)較差或無法使用的產(chǎn)品進行妥善處理。最后，較好的產(chǎn)品可供給校內(nèi)其他實驗教學(xué)課程的教師或科研課題組進行選擇性使用。例如學(xué)生通過有機化學(xué)實驗“從茶葉中提取咖啡因”獲得的純度較高的咖啡因，可在后續(xù)的儀器分析實驗課程中使用。這不僅降低了實驗教學(xué)成本，還使學(xué)生的實驗產(chǎn)品得到實際應(yīng)用，極大增強了學(xué)生對有機化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)熱情和信心。

2.4 完善考核方法，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動力

針對傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗考核方法存在的問題進行改革與完善，提出了量化考核新方案，即實驗課總成績由日常考核成績(占60%)與期末實驗技能考試成績(占40%)兩部分構(gòu)成。

日常考核的內(nèi)容：以學(xué)生每節(jié)實驗課中的表現(xiàn)作為考核依據(jù)，及時記錄課程表現(xiàn)。主要涉及：課前預(yù)習(xí)考核占比10%，即教師課前對學(xué)生的線上預(yù)習(xí)情況進行考核；實驗操作考核占比35%，即在實驗教學(xué)過程中，教師根據(jù)學(xué)生的實驗操作情況進行考核，同時針對學(xué)生實驗操作中出現(xiàn)的問題進行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)；實驗記錄及實驗結(jié)果占比10%，即實驗結(jié)束后，教師以實驗記錄的規(guī)范、及時、真實及實驗產(chǎn)物的產(chǎn)率高、質(zhì)量好等為標(biāo)準(zhǔn)進行考核；實驗報告占比40%，即從實驗報告的書寫規(guī)范、實驗內(nèi)容和步驟、數(shù)據(jù)處理、實驗思考與討論等方面予以評分；實驗態(tài)度占比5%，主要從學(xué)生的環(huán)保意識、課堂紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度及有無損壞實驗儀器等方面進行考核。

期末實驗技能考試的內(nèi)容：問題回答內(nèi)容占比20%，著重考核有機化學(xué)實驗的基本原理、基本操作、實驗裝置及實驗室安全知識等內(nèi)容；基本操作考核內(nèi)容占比80%，以有機化學(xué)實驗的基本操作為主要考試內(nèi)容。由教師提出實驗項目，學(xué)生選取實驗儀器后進行單獨操作。重點對學(xué)生的實驗選材、儀器安裝、實驗操作、實驗問題處理、實驗記錄、實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理及實驗素養(yǎng)等方面進行考核。

考核的目的是為了提高學(xué)生對有機化學(xué)實驗課程的重視程度，新的實驗考核方法涉及到了實驗教學(xué)的各個方面，不僅能夠全面、客觀的反映學(xué)生的真實成績，還能夠增強學(xué)生參與實驗的動力，這樣可以提高有機化學(xué)實驗課程教學(xué)的質(zhì)量。

3 結(jié)語

通過優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容、改進實驗教學(xué)模式、完善考核方法及合理利用學(xué)生實驗產(chǎn)品，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，使學(xué)生成為實驗教學(xué)的主體，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。在未來的有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的過程中，應(yīng)多關(guān)注教學(xué)改革的新動態(tài)，主動探索新的教學(xué)模式，及時對實驗教學(xué)內(nèi)容進行更新，積極為培養(yǎng)高水平化工類應(yīng)用型人才創(chuàng)造條件。