庾江喜,鄺代治,張復興,王劍秋,許志鋒,劉夢琴
(衡陽師范學院 化學與材料科學系,湖南 衡陽 421008)
有機化學實驗是有機化學教學的重要組成部分,是培養學生良好的科學素養和嫻熟的實驗技能,提高學生發現、分析和解決有機化學實踐問題的能力,增強學生創新意識的重要環節。基于當前社會需要創新型、應用型人才,國內許多高校紛紛開展有機化學實驗教學改革,對于提高課堂教學質量、培養學生的能力起到了一定作用[1-3]。
但迄今為止,許多有機化學實驗教學仍然采用傳統的“灌輸式”、“填鴨式”模式,忽視學生的主體地位,不利于調動學生的學習積極性。為此,我們在調整實驗教學體系、改革實驗考核方式[4-6]的基礎上,進行突出學生主體地位的實踐,取得了良好的教學效果。
目前,使用的教材為朱衛國、羅虹主編的《有機化學實驗》教材,共編排了70個實驗,其中基本操作實驗16個,占22.9%;合成與制備實驗42個,占60.0%;設計與創新性實驗1 2個,占1 7.1%。由于實驗學時的限制,我們根據各專業特點對教材內容進行了取舍、補充,優化后的各專業實驗項目開設情況見表1。

表1 各專業開設的實驗項目情況
為了突出學生在實驗教學中的主體地位,充分發揮學生的主觀能動性,我們還在合成實驗中安排了較大比例的多步序列合成實驗,前一個反應的產物即下一步反應的原料,如:乙酸乙酯→乙酰乙酸乙酯→4-苯基-2-丁酮;安息香→氧化安息香→二苯乙醇酸;乙酰苯胺→對乙酰氨基苯磺酰氯→對氨基苯磺酰胺,等等。由于學生的個體性差異,導致學生在進行實驗操作時,無法照搬實驗教材或講義,必須根據實際情況制訂實驗方案。
實驗預習是學生熟悉實驗教學內容、培養自學能力、發現教學“難點”的關鍵環節,也是學生能否積極參與課堂教學、實驗能否安全順利進行的前提和保障。在教學中,往往教師反復強調要求學生預習,但仍有少數同學扮演“抄寫員”、“復印機”的角色,甚至有的同學干脆不預習。針對這種情況,我們將實驗預習納入考核體系,分值占每次實驗成績的10%,并要求:實驗課前,每位同學必須提交預習報告,由任課教師評閱;預習報告內容包括實驗原理,實驗儀器,實驗裝置圖、實驗流程圖,反應物、產物的物理化學性質(狀態、顏色、熔沸點、密度、毒性),注意事項等。通過強化實驗預習,學生的主體意識、自主學習的能力都明顯增強,課堂“雙向交流”活動的開展也較順利,課堂教學的效果大幅度提高。
“問題式”教學即以學生為主體,教師為主導,通過合理設置提問,激起學生學習的興趣,啟發學生在已有的認知基礎上積極思考,逐步突破教學重點、難點,層層推進,最終形成新的認知。如在環己烯的合成實驗教學中,設置這樣的問題:怎樣取用環己醇?加濃硫酸時,為什么要混合均勻?采用濃硫酸和濃磷酸作催化劑,各有什么優缺點?什么情況下接收瓶應置于冰水浴中?為什么要控制分餾柱頂溫度低于90℃?反應最后冒出的陣陣白霧是什么?粗產品中可能含有哪些成分?分別采用什么辦法除去?如何選擇、使用干燥劑?為什么蒸餾前要過濾掉干燥劑?等等。在教學過程中,通過教師誘導、啟發學生思考、分析問題,適當地開展討論,讓學生在思辯中歸納、補充、總結,尋找問題的答案,再由教師加以復述,加深學生對知識的理解和運用。在實踐中我們發現,“問題式”教學能讓學生迅速融入課堂,提高了學生的課堂思維能力,培養了學生質疑的能力和刻苦鉆研的精神。
“師生互換”、學生上臺授課,是我們在有機化學實驗教學中突出學生主體地位的又一嘗試。上課時,抽選1~2名同學上臺講解實驗、組裝實驗裝置,其余同學評議、指出錯誤并糾正,最后教師視情況予以補充或更正,一改“教師高唱‘獨角戲’、學生埋頭做筆記”的傳統課堂教學。為了講好一堂課,學生要查詢大量的相關資料,認真鉆研教材,有時還需要請教教師或高年級同學,在學習興趣提高的同時,對所學知識的理解更為深刻,并且通過講課,學生的口頭表達能力得到了提升,其創新意識與能力也大大加強。如乙醚制備實驗,由于從原理到操作以及反應物、產物的性質,學生都很熟悉,授課時不僅能很好地把握重點、難點,而且課堂操控能力也較強,授課形式靈活、多變,不拘泥于書本,課堂中個別學生還能對實驗裝置進行改進和創新,課堂氣氛異常活躍。這種模式下,教師看似在教學中的作用被弱化,但其實學生是演員、教師是“導演”,授課進度、授課內容等均在教師統籌之下,而且學生上臺講課,有助于增進教師對學生的了解,真正使教師既備教材、又備學生,但也要求教師必須認真聽課,做好記錄,特別是要將學生講錯、講漏、講不清和講不透的地方認真記下來,以便后面有的放矢地點評、強調。
讓學生自主設計實驗方案,是近年來我們在有機化學實驗教學中充分發揮學生的主體作用、培養學生科研能力和創新思維的重要舉措之一。實驗設計課是在學生完成基礎性、綜合性實驗學習之后進行的。具體做法是:教師提前一星期公布實驗內容,學生自行查閱相關文獻資料,設計出詳細的實驗方案。上課時,由任課教師組織同學講述自己的方案,經過師生共同討論、分析各方案的優缺點及不足,個人修改、完善實驗方案,最后教師根據實驗室條件、選擇合適的方案進行實驗或做對比實驗。如α—呋喃丙烯酸的制備(表2),通過比較各方法的優缺點,最終選擇醋酐法、用無水Na2CO3作催化劑進行實驗。

表2 α-呋喃丙烯酸的制備

續表
實踐證明:自主設計實驗方案不僅鍛煉了學生獲取知識的能力,拓寬了學生的知識面,也提高了學生靈活運用知識解決問題的能力,較好地實現了學生從“要我學”到“我要學”的轉換。但也存在著個別同學積極性不夠、完全照搬期刊論文或者直接將論文打印作為自己的實驗設計方案等問題,有待于我們去探討、解決。
在有機化學實驗教學中,及時更新教學內容,不斷改革教學方法,把教師的“主導”作用和學生的“主體”地位有機結合起來,充分調動學生的學習熱情,這有助于提高實驗課堂的教學質量、培養學生良好的科學素養。在今后的教學工作中,我們將進一步展開有益探索,培養更多符合社會需要的優秀人才。
[1]李和平,龍暉.改革有機化學實驗,提高學生創新能力[J].實驗室科學與技術,2007,5(4):81-82,112.
[2]江文輝,羅一鳴,唐瑞仁,等.有機化學實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2009,28(12):115-118.
[3]章玲,王小燕,朱駒,等.培養創新意識,做好有機化學實驗教學與科學研究的銜接[J].西北醫學教育,2012,20(2):312-315.
[4]王劍秋,鄺代治,張復興,等.改革有機化學實驗教學,注重學生能力的培養[J].衡陽師范學院學報,2002,23(6):124-125.
[5]王劍秋,張復興,鄺代治,等.有機化學實驗的綠色化探索與實踐[J].衡陽師范學院學報,2007,28(3):158-160.
[6]王劍秋,許志鋒,鄺代治,等.高師化學類專業“三平臺四層次”實踐教學新體系的構建[J].衡陽師范學院學報,2010,31(6):135-137.