構筑以生為本有機化學創(chuàng)新實踐教學平臺的改革與探索

劉明，吳艷波，曹魁

（大連交通大學環(huán)境與化學工程學院，遼寧大連116028）

構筑以生為本有機化學創(chuàng)新實踐教學平臺的改革與探索

劉明，吳艷波，曹魁

（大連交通大學環(huán)境與化學工程學院，遼寧大連116028）

結合有機化學實踐訓練教學，我們對實踐教學內(nèi)容、教學模式進行改革，認為應在典型性實驗基礎上加強前沿性及應用性集一體的綜合設計性實驗教學內(nèi)容，在教學過程中堅持以生為本，并結合智能多媒體仿真教學課件和互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)實踐問題即見即解決的教學理念，充分調(diào)動學生實踐學習積極性，提高學生科研與實踐創(chuàng)新能力。

有機化學實踐；綜合設計性實驗教學；仿真教學；創(chuàng)新能力

近幾年，高校畢業(yè)生“就業(yè)難”與國內(nèi)企業(yè)“用工荒”的矛盾日益突出，高校人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代職業(yè)教育體系的改革正在全面實施，如何解決就業(yè)結構性矛盾，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的技術技能型人才，是高等學校每個教育工作者必須探索的重要課題之一。有機化學實踐課程是繼有機化學實驗教學之后，面向我校化學工程、化學工程&軟件工程、環(huán)境工程、應用化學等專業(yè)大二學生開設的專業(yè)必修課，是整個有機化學教學體系的重要環(huán)節(jié)。高校傳統(tǒng)實踐教學的弊端是，將實踐教學看成是有機實驗教學的簡單延伸，其主要功能為強化學生綜合實驗技能訓練，隸屬為理論教學的附屬環(huán)節(jié)。在教學中主要以教師講授為中心，教學效率雖高，但學生只能收獲“照方抓藥”、模仿驗證的學習效果，缺乏對實驗技能、理論知識交互運用的創(chuàng)新思維訓練，顯然不能滿足當今國家經(jīng)濟建設和社會發(fā)展需要[1，2]。多年來，我們在實踐教學中以創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)為重點，構建“以生為本”的創(chuàng)新實踐教學平臺，向社會輸出高素質(zhì)技術技能型人才。對此，作者擬就近十多年來在有機化學實踐教學中的改革談一些體會。

一、合理選擇實踐教學內(nèi)容，加強綜合設計性實驗環(huán)節(jié)

有機化學反應浩如煙海，有機合成方法紛雜，如何在有限的實踐教學課堂上，合理選擇教學內(nèi)容，是筆者在教學中積極思考的一個重要問題。響應高校現(xiàn)代職業(yè)教育體系改革方向，推行國家“綠色化學”環(huán)保理念，我們以實踐內(nèi)容是否貼近社會生產(chǎn)，貼近科學研究，貼近社會生活為選材指導，同時推進已選取實驗的綠色合成技術或方法改進[3]。所謂綜合設計性實驗是指學生根據(jù)實驗目的和實驗條件，自行查閱科研文獻，通過對有機化學相關理論、基本實驗技能，或與該實驗相關的其他課程理論或?qū)嶒炛R的綜合運用，自主完成實驗方案設計，并加以實現(xiàn)。因此，綜合設計性實驗有助于學生將學習與研究設計結合，在提高學生基本實驗技能、理論知識綜合運用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面起到積極作用。因此，我們重點選取集典型性、發(fā)展性、前沿性、應用性為一體的綜合設計性實驗作為教學內(nèi)容，將“照方抓藥”式驗證實驗教學內(nèi)容降至零。

在實踐教學中，我們以此為教學內(nèi)容選擇依據(jù)，在有機合成反應上一直注重前沿性科研技術引進，一些新的實驗手段、實驗技術不斷被引進[4]。比如在苯亞甲基苯乙酮合成教學中，我們引進超聲波輻射合成技術；在甲苯高錳酸鉀氧化合成苯甲酸實驗中，我們引進可循環(huán)利用“相轉(zhuǎn)移催化劑”和“微型合成”技術；在天然產(chǎn)物咖啡因提取實驗中，我們引進浸取法和索氏提取法的合成技術對比。幾年來，我們均從“低毒、高效、短時”合成特點對每個實踐內(nèi)容的合成技術進行探索，實現(xiàn)有機合成達到低污染、低毒性、安全節(jié)能以及反應收率高的目的，在增強學生“綠色合成”理念方面也收到顯著成效。

二、重視學生科研與創(chuàng)新能力訓練

實踐教學中，每一個實踐訓練項目均由四個環(huán)節(jié)組成：第一環(huán)節(jié)是實踐方案設計；第二環(huán)節(jié)是實現(xiàn)實驗；第三環(huán)節(jié)是實踐論文（報告）書寫；第四環(huán)節(jié)是實踐成績考核。在實踐教學中，我們通過這四個環(huán)節(jié)的有機結合，同時改變傳統(tǒng)以師為本的教學模式，課堂上通過師生角色轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)以教師為中心向以學生為中心的教學模式轉(zhuǎn)化，提高實踐教學質(zhì)量，完成對學生科研與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在實踐教學中，我們的具體做法如下：

1.實踐方案設計環(huán)節(jié)。學生進入實驗室前，實踐方案設計的好壞，將直接影響實踐效果和學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在“以生為本”實踐教學模式下，教師必須轉(zhuǎn)換身份，由以前課堂上的“主角”，轉(zhuǎn)換為幕后“導演”身份。教師作為導演身份，在實踐教學中，必須向?qū)W生提供邏輯性強、問題定位化的“劇本”（項目指導書）。項目指導書中創(chuàng)新點在于其將傳統(tǒng)實驗教材中實驗步驟環(huán)節(jié)提綱為實驗流程圖形式，其中每步流程均進行細節(jié)化設疑處理，需要學生通過課前查閱相關文獻、課上觀察實驗現(xiàn)象以及課上師生或生生互動所查閱的理論解釋補充到流程圖中，實現(xiàn)每步實驗知識掌握不留死角的教學目的。通過實踐方案設計中流程圖細節(jié)化設疑處理，調(diào)動學生探索未知、解決并消化未知的興趣，這對學生理論知識綜合運用能力和創(chuàng)新學習行為的培養(yǎng)推動性很強。

2.實驗實現(xiàn)環(huán)節(jié)。在構筑“以生為本”實踐教學平臺中，實驗實現(xiàn)是我們強化學生基本實驗技能、實驗現(xiàn)象觀察與分析、實驗問題捕獲并解決等能力，是實現(xiàn)將學生模仿驗證實驗理念扭轉(zhuǎn)為主觀能動綜合設計理念的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)教學中滲透對學生探索新問題、查閱文獻分析、解決復雜問題的能力培養(yǎng)，引導學生做到思考型操作、思考型分析、不思考不動手的實踐理念。比如在苯亞甲基苯乙酮合成實驗中，在粗產(chǎn)品水洗環(huán)節(jié)中，多組同學出現(xiàn)如粗產(chǎn)品顏色、產(chǎn)量不同等實驗現(xiàn)象，這需要考慮合成溫度、結晶時間長短以及水洗是否充分對實驗結果地影響。針對該問題地出現(xiàn)，我們在教學中鼓勵學生大膽設計方案，并自主進行多組組合，平行操作，互相交流實驗結果，共同對比分析、處理并討論所用實驗處理方法的科學性、可行性及經(jīng)濟性。引導學生有的放矢地步步琢磨著做實驗，擯棄傳統(tǒng)實驗教學中學生指哪打哪的被動學習行為。

3.實踐論文（報告）書寫環(huán)節(jié)。每個實踐項目結束后，鼓勵部分學生在指導教師幫助下，將實驗結果按照科研論文核心期刊模式進行書寫。通過撰寫科研小論文，啟蒙了學生參與科學研究的積極性，尤其在結果與討論部分，學生通過查閱相關科研文獻對實踐問題分析、理解及體會過程中，引導了學生思考力與創(chuàng)新意識地形成，這是實踐教學中我們所期望獲得的教學效果。

4.實踐成績考核環(huán)節(jié)。實踐考核是檢驗實踐教學效果的重要手段之一，考核方式的改革對于本次教改成效至關重要。我們以往有機實踐課程考核主要采取每個實踐項目從“課前預習狀況、基本實驗技能操作、實驗基本理論、實踐結果及實踐報告完成情況”這五方面進行考核，給出每個項目的成績，實踐結課后，將所有實踐項目成績進行累加，折合成百分制，給出實踐課程成績。該考核方式容易造成學生實踐中簡單“照方抓藥”，盲目追求高產(chǎn)量，甚者捏造實驗數(shù)據(jù)，課后抄襲實踐報告等單純希冀高分數(shù)的不良學習行為出現(xiàn)。在此次教改中，我們采取多層次考核模式，解決上述弊端。第一層次面向理論基礎和動手能力薄弱的后進學生群，該層次考核主要以傳統(tǒng)提交實踐報告考核形式；第二層次面向基礎夯實，但創(chuàng)新意識較強的較優(yōu)學生群，該層次考核實踐報告主要以科研論文形式書寫，實踐成績根據(jù)學生文獻查閱狀況，利用相關文獻分析、解決實踐問題能力進行綜合評分；第三層次主要面向基礎夯實，動手能力強，且創(chuàng)新意識主動的學生群，該層次考核實踐報告除了以科研論文形式書寫外，還需將實踐成果以PPT形式進行課前答辯，充分實現(xiàn)以生為本的教學目的。參與哪個層次考核，由學生根據(jù)本次實踐項目個人學習狀況，在課堂上自主提出申請，每個層次的實踐成績均由指導教師當堂給出，從根源上規(guī)避部分學生課后抄襲報告的可能性。另外，我們建立層次化考核方式，可以根據(jù)學生學習能力，進行因材施教，并且有利于樹立優(yōu)秀創(chuàng)新學生榜樣，對提高班級學習風氣，調(diào)動學生學習熱情和建立不服輸?shù)牧夹愿偁幁h(huán)境，均起著潛移默化的推動作用。

三、智能多媒體仿真實踐教學平臺構建

在實踐教學中，我們配置互聯(lián)網(wǎng)和多媒體操作平臺，引進高等教育出版社公開出版的《半微量有機化學實驗網(wǎng)絡多媒體課件》及《有機化學多媒體課堂教學軟件》投入有機實踐教學使用，使仿真實踐教學模式變得可行[5，6]。學生通過互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術使用優(yōu)質(zhì)教育資源，實踐課不再以教師講授為中心，轉(zhuǎn)變以學生為中心。課前學生通過多媒體仿真教學軟件，對該類實踐項目原理、實驗技術，以及儀器規(guī)范操作均有了解，有效提高預習質(zhì)量；課中可利用互聯(lián)網(wǎng)和多媒體操作平臺，鼓勵學生實踐中遇到疑難問題即時查閱解決，實現(xiàn)課上實驗知識掌握不留死角，及時調(diào)整實驗方案，保證實踐教學質(zhì)量。另外，實踐教學中對一些前沿性、應用性但具有一定危險性或?qū)Νh(huán)境不友好，比如電解合成碘仿、光照合成鹵代烴等實驗，我們采取仿真模擬教學。通過引進互聯(lián)網(wǎng)和仿真實驗教學平臺，在實踐教學中能夠充分發(fā)揮教師的引導和學生的主體作用，有助于以生為本教學模式建立，有助于具有創(chuàng)新能力的技術技能型人才培養(yǎng)。

四、結論

以生為本有機化學創(chuàng)新實踐教學平臺構筑之后，從教學實施效果來看，改革是有成效的。在本次實踐教學改革中，以綜合設計性實驗為教學內(nèi)容，以問題為驅(qū)動，借助智能多媒體仿真教學課件和互聯(lián)網(wǎng)平臺，學生對實踐基本理論、實驗技術以及實踐問題即見即解決的主動學習熱情普遍提高；通過多層次考核模式建立，樹立優(yōu)秀學生榜樣，對后進學生實現(xiàn)“傳、幫、帶”作用，切實提高班級學習風氣，調(diào)動各層次學生學習熱情，在學生間形成不服輸?shù)牧夹愿偁幏諊＝?jīng)過有機實踐教學訓練后，學生的科研熱情與實踐創(chuàng)新思維明顯提高，這對于通過課堂教學過程培養(yǎng)大學生自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新理念，未來向社會平行輸出創(chuàng)新型和應用型人才，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

[1]汪洪武，劉艷清，郭海福，李紅纓.有機化學實驗教學改革淺議[J].肇慶學院學報，2004，25（5）：85-87.

[2]努娜，莫日根.傳統(tǒng)有機化學實驗教學模式的弊端及其改革[J].內(nèi)蒙古民族大學學報，2009，15（4）：45-46.

G 642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2014）50-0143-02

劉明（1973-），女，講師，碩士。