大學有機化學實驗參與式教學方法

楊振平， 王海濱， 盛衛堅， 孫 莉， 強根榮

(浙江工業大學 化學工程學院，浙江 杭州 310014)

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大學有機化學實驗參與式教學方法

楊振平， 王海濱， 盛衛堅， 孫 莉， 強根榮

(浙江工業大學 化學工程學院，浙江 杭州 310014)

參與式教學法在教學過程中把教師和學生置于主體地位，充分發揮了教師“教”和學生“學”兩個主體的作用。文章研究了參與式教學法在大學有機化學實驗教學中的實施過程及關鍵因素，設計了參與式教學法的模型，闡述了參與式教學法的具體案例。應用參與式實驗教學法，激發了學生學習的積極性，學生的學習方式由“被動”轉為“主動”，實驗過程由“單一的模仿”轉為發現問題、分析問題、解決問題的綜合過程，教師的教學方法由“教”轉向“導”，培養了學生主動探索、獨立分析、大膽質疑的品質，學生的綜合素質得到提升，實驗課堂教學質量顯著提高。

參與式教學； 教學方法； 實驗教學； 教學改革

0 引 言

參與式教學法20世紀50年代起源于英國。它是在教學過程中，把教師和學生都置于主體地位，讓師生雙主體在教與學之間相互參與、相互激勵、相互協調、相互促進和相互統一，充分發揮教師“教”和學生“學”兩個主體的作用，使師生在互動過程中順利完成教學任務、實現教學目標的方法。其教學特點是[1-4]：

(1) 開放式的教學內容。在教學中融入學科前沿和科學研究的內容，除系統的傳授課程基礎知識，學習基本技能外，要不斷地更新教學內容，讓學生覺得有新東西好學，學習有吸引力。

(2) 提問式的講課。提問方式可以師生“雙向”，提問要有深度，教師“問有所指”，學生“問有所思”。

(3) 無標準方式的學習路徑。不要盡早給學生定方向，讓學生敢于質疑，學會批判性學習，鼓勵采用各種合理的方法達到最終目的，以期“殊途同歸”。

(4) 考試形式的多樣化。可以采用各種形式的考核方法，如以小論文的形式，歸納總結學習內容，研討學習中的難點，不再是死記硬背的記憶性內容。

大學有機化學實驗是化學、化工及其它近化類專業必修的一門基礎實踐課程，在培養學生基本技能和綜合實踐能力方面起到了非常重要的作用。現行的教學方式存在的主要問題是：

(1) 學生被動接受知識，自主學習能力不強。傳統的實驗教學通常是以教師為主體講授，學生被動接受，盡管有些教師采用了啟發式教學，但學生缺少主動參與的意識，更缺少學習掌握知識的主動權，培養出來的學生雖然具有一定的操作技能，但自主學習能力不強，很難達到培養高素質創新人才的目的。

(2) 學生學習局限于課堂，實驗預習不深入，自主實驗能力不強。由于學生習慣于實驗前教師的講解，過度依賴于課堂的學習，所以實驗前的自主預習流于形式，只是“走過場”。由此造成學生在實驗中常常只會“照方抓藥”，很容易出現不規范、甚至錯誤操作，遇到問題依靠老師解決，自主實驗能力不強，嚴重影響實驗教學質量。

(3) 學生做實驗的積極性不高，探究問題意識薄弱，綜合實踐能力不強。“實驗前看一遍，上課聽老師講一遍，然后自己驗證一遍”的做法在學生中普遍存在，有些學生做實驗只是為了完成任務，思想上不重視，實驗操作變成了“單一模仿”。實驗課堂缺少主觀能動性和探究問題的意識，綜合實踐能力不強，不利于培養學生探究創新的科學研究素養。

為探索有機化學實驗教學改革的有效路子，我們將“參與式”教學方法應用到教學中，總的想法是：

(1) 理念先行。轉變傳統的實驗教學觀念，教師由“教”轉向“導”。理念是行動的先導。在實驗教學中，充分發揮學生的主體作用，讓學生參與到實驗的準備、講解、操作、記錄、指導、撰寫報告、小組討論、教學評價的各個環節。教師不再是教學的主體，而是起到總設計師、指導者的作用，充分利用網絡資源、信息技術與學生互動、交流，在實驗教學的各個環節指導學生完成實驗教學任務，把學習的主動權交給學生。

(2) 重在行動。學生由“被動”轉為“主動”，重點落實在綜合實踐能力的培養上。在參與式實驗教學中，學生主動參與實驗教學的全過程，尤其是實驗課堂由學生進行講解，可以有效激發學生學習積極性。實驗前學生會主動查閱文獻、資料，主動向老師請教，認真地完成實驗測評報告，預測實驗結果。學生經過實驗前的充分準備，在課堂上為老師、同學講解。在實驗操作中，學生1人一組，教師嚴格指導，鼓勵同學相互指導，使學生養成規范的實驗操作習慣。實驗中，仔細觀察，分析探索，詳實記錄。實驗結束后，每個團隊要開組會，學生要自我反思，對實驗中的問題，展開分析、討論，自主解決，并完成個人實驗報告和小組報告。教學評價注重過程、注重平時，培養學生獨立分析問題、解決問題的科學研究的素養，有效提高學生的綜合實踐能力。

(3) 贏在創新。培育創新意識，鍛煉自主創新能力。在參與式實驗教學中，從課前準備到課堂講授，從實驗設計到實驗操作，從完成實驗報告到小組討論，都是學生在分析、思考、討論、探索中完成。學生在實驗過程中，會發現問題、分析問題、解決問題，改變“單一模仿”的實驗操作習慣，使知識和技能的獲得與實踐同步，激發學生的創新思維。在實驗結束后的團隊討論中，教師鼓勵學生大膽質疑，以問題引領，拓展思維。對實驗中疑難問題或異常現象，深入探究，通過課后查閱文獻、資料，學生自行解決。對實驗方法、實驗步驟提出改進意見，使課內知識延伸到課外。團隊成員合作完成科研論文式的小組報告，使綜合能力得以提升，創新能力得到鍛煉。

1 大學有機化學實驗參與式教學方法設計

參與式教學設計與傳統教學設計的明顯區別是：① 參與式教學設計的實施主體為教師和學生，區別于傳統教學設計只有教師這一單一實施主體；② 參與式教學設計實施過程中師生間、生生間有較多的互動與交流，區別于傳統教學設計由教師獨立完成，互動與交流較少；③ 參與式教學設計的實施過程具有動態性，在教學設計過程中，需要對教學方案等進行持續的調整與改進，區別于傳統教學設計那種按部就班式的教學設計實施過程[5-7]。

教學設計的探索重點應該是鑒別、分析教學問題，尋找和決策教學問題解決方案的方法[8-10]。因此，在大學有機化學實驗參與式教學方法設計過程中，我們一方面遵循實驗教學和大學生認知、發展過程的一般規律，另一方面利用學習模型作為工具來描述學習者個體差異，增加教學方案的可選擇性來適應學習者的個體差異[11-13]。在實驗教學的“三個階段”(準備階段、實施階段、反饋階段)充分發揮學生個體、實驗團隊、指導教師的“三位一體”作用，調動學生以教學主體的身份參與教學過程，讓學生在參與中敢想、敢做，激發學習熱情和積極性，最大限度獲取實驗效益，最大限度激發實驗活力，以期達到“提高學生自主學習能力和激發創新意識、鍛煉創新能力”的知識與能力協同提高的根本目標(圖1)。

圖1 大學有機化學實驗參與式教學方法模型圖

表1 大學有機化學實驗參與式教學方法案例

在實驗準備階段，關鍵的問題是讓學生充分認識到參與式教學的價值和意義，讓學生自覺自愿、充滿愉悅地參與到實驗教學中來。教師編寫好實驗測評報告，對每個實驗的關鍵點、細節部分以問題的形式向學生呈現。學生通過查閱文獻資料，團隊討論，完成實驗測評報告，并制作好課件，確定1或2名學生課前講解，確保學生在實驗課堂上順利地把實驗內容詮釋給其他同學。

在實驗實施階段，學生講解要準確、流暢，團隊成員互相補充、完善，同時要與同學互動，每一位同學的努力都將為自己的團隊贏得加分；教師總結、點評。這一過程不僅培養了學生語言表達能力，講得好的學生會有成就感，實現實驗教學的情感目標，體現學生自身的價值，提高學生的自信心。學生在進行實驗操作時，以問題為引領，啟發探究。教師既要學生努力做到“膽大心細、手腦并用、規范操作”，又要鼓勵“仔細觀察、大膽質疑”，激發學生創新思維。提倡學生相互交流、臨近同學互相指導，共同探究，尤其對實驗中的異常現象要及時化解，培養學生自主實驗、自主創新的科學研究素養。實驗記錄一定要及時、真實，培養學生嚴謹、求實的科學態度，實事求是的研究作風。

在實驗后反饋階段，學生要及時認真地完成實驗報告。每次實驗結束后，團隊要開組會，進行小組討論，對實驗進行總結、反思，把個人疑難問題反饋到組內討論，尤其對異常情況，要進行分析、研討。同時，完成一份科研論文式的小組報告。指導教師參與團隊討論，釋疑解惑。這個過程是學生由感性認識上升到理性思維的過程，可以培養學生分析問題、解決問題的能力，發展學生的創新思維，培養學生自主創新能力。

教學評價采用多元化考核方法，注重學生平時參與實驗的過程，以學生平時參與實驗教學的成績記錄為主，結合期末考試給予合理、客觀的評價。每次實驗結束，均有學生自評環節，在自評的基礎上，團隊成員進行互評。通過學生自評，學生會反思實驗過程，找出實驗中的不足。通過互評，可以看到與其他同學的差距，有利于學生的進步。學生期末總評成績分配比例是：平時成績占60%，期末操作考試成績占20%，期末筆試成績占20%。

2 大學有機化學實驗參與式教學方法案例

傳統的大學有機化學實驗分三個階段組織教學，即：① 基本操作、基本技能實驗；② 合成實驗；③ 綜合設計性實驗。這種教學組織法，最大的弊端是學生覺得基本實驗太簡單，興趣不高，而到了合成實驗階段又不能正確的進行操作，綜合設計性實驗階段又不能解釋、分析、解決實際問題。學生往往是不求甚解，做過算數，下次實驗時犯同樣的錯誤，周而復始，實驗的效率、效果比較差[14]。為此，我們在參與式教學法組織過程中，精心策劃，以求盡力克服這些弊端。主要的做法是：① 篩除簡單的純操作性實驗，將它們并入到合成實驗中，“真刀真槍”地訓練；② 在實驗準備階段，教師盡可能多地提出一些細節問題，寫入到實驗測評報告中，讓學生感覺實驗的難度，激發興趣；③ 在實驗實施階段，設置一些“實驗障礙”，比如實驗試劑的純度、過期的催化劑、含雜質的溶劑等等，讓學生在失敗中找原因，理解實驗各種條件的重要性；④ 通過團隊的討論、教師的釋疑及時消化、解決實驗中的問題。

以“二苯基乙二酮的合成”實驗為例(表1)。該實驗本來比較簡單，加入氧化劑將安息香氧化即可得到產品。但我們考慮到以前的教學中單獨開設“薄層色譜”實驗，主要的過程是用制作薄層板來分離蘇丹紅、靛酚藍兩種化合物，指定展開劑，比較容易分離，做完實驗后印象不深。因此，我們把單獨開設的“薄層色譜”和“二苯基乙二酮合成”實驗合并，在實驗操作中，學生先制作薄層板，尋找展開劑，然后在合成中跟蹤反應進程。在實驗操作中，學生可以變換催化劑(如硝酸、三氯化鐵、高錳酸鹽等)，又讓學生自己制備Salen 催化劑來進行實驗[15]。通過團隊設計完成二苯基乙二酮的上下游產品合成實驗，如二苯基羥乙酮的綠色合成、二苯基乙醇酸的合成等等，以此拓寬學生的實驗思路。再者，通過小組會的形式，相互討論、相互學習，完成小組小論文。教師根據實驗過程、學生討論中產生的問題，調整實驗內容，進一步加強課程建設，達到師生協同提高的教學目標。

3 結 語

大學有機化學實驗參與式教學體現了一種全新的教學理念，突出學生體驗學習、實踐學習、自主學習、合作學習、探索學習，對促進學生全面發展，特別是創造力、積極的情感態度和價值觀的培養發揮了積極的作用。在實際教學過程中，必須充分理解參與式教學在教學目標、教學內容、教學結構、教學方法、教學狀態、教學效果、教學特色等幾方面的正確含義[16]，不僅教師要轉變“教”的觀念，學生也要轉變“學”的觀念。教師要充分發揮好組織、指導、引導的作用，必要環節要指導、講解、點評，但不是“大包大攬”。學生要克服消極情緒，積極發揮主觀能動性，大膽參與，碰到問題要多思考，決不能將自己游離于活躍的課堂大氣氛之外，真正做到人人參與，協同提高。

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Study of Participatory Teaching Approach in Organic Chemical Experiment

YANGZhen-ping，WANGHai-bin，SHENGWei-jian，SUNLi，QIANGGen-rong

(College of Chemical Engineering，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China)

In the participatory teaching approach, teachers and students are all put in the main positions in the teaching process. The approach fully realizes the functions of teachers' teaching and students' learning. This paper studies the implementation process and key factors of participatory teaching approach in organic chemical experiment teaching, designs the teaching model, and expounds the concrete case of participatory teaching approach. By applying the participatory teaching approach, students’ enthusiasm will be aroused, and their learning method will be changed from "passive" to "active". Meanwhile, the experimental process will be no longer a process for "single copy", but a comprehensive one which leads the students to "finding problems, analyzing problems and solving problems". Besides, teachers' teaching methods will be turned from "teaching" to "guide". It cultivates students many good qualities, such as exploration spirit, independent analyzing ability, and boldly questioned manner. In a word, the overall quality of students will be improved, and the quality of experimental teaching will also be improved significantly.

participatory teaching approach； teaching method； experimental teaching； teaching reform

2014-10-17

浙江省高等教育課堂教學改革研究項目(浙教辦高教〔2013〕109號)

楊振平(1962-)，女，遼寧阜新人，碩士，副教授，主要從事有機化學實驗教學與研究。

Tel.：0571-88320163；E-mail：yzhp@zjut.edu.cn

強根榮(1963-)，男，浙江湖州人，副教授，化學化工國家級實驗教學示范中心副主任，主要從事實驗室建設與管理、有機化學實驗教學與研究。Tel.：0571-88320159；E-mail：qgr@zjut.edu.cn

G 642.4； O 621

A

1006-7167(2015)10-0191-04