有機化學實驗教學實踐探索

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摘要:大學有機化學實驗的傳統教學方法一般以教師為中心，學生往往缺乏獨立思考和自主創新的意識。以創新人才培養為導向，探索混合式教學方法勢在必行。將傳統教學的優勢和網絡化教學優勢結合起來，增強教學針對性。研究探索啟發引導式教學方法、微課視頻教學方法、虛擬實驗平臺教學方法和翻轉課堂教學方法，將其綜合運用到實驗教學中，有利于激發學生學習興趣，加強學生的實踐能力和創新能力，有效地提高課堂教學質量。

關鍵詞:混合式教學方法;有機化學實驗;創新能力培養

混合式教學，即將傳統教學和網絡教學的優勢結合起來的一種教學方式［1］。通過多種教學和學習模式，實現從傳統的“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變，教師發揮教學的設計、引導、答疑的主導作用，學生通過自主學習、協作學習、討論辯論［2］，最終達到由淺入深地引向深度學習。實驗教學是實現高等教育人才培養目標的重要環節［3］。有機化學實驗是我?；瘜W化工類專業一門重要的專業基礎課。傳統的教學方式以教師“滿堂灌”教學為主，課堂氣氛比較沉悶，學生往往缺乏獨立思考和自主創新的意識。《國家創新驅動發展戰略綱要》提出到2020年進入創新型國家行列，到2030年躋身創新型國家前列，到2050年建成世界科技創新強國，成為世界主要科學中心和創新高地。因此，教學方法如何主動適應時代要求，滿足國家創新型人才培養需求，是我們必須研究和探索的重要任務。

1傳統教學方法人才培養模式存在的問題

傳統的實驗教學方法一般就是教師講，學生聽或者教師問，學生答，始終以教師為中心，教學方式刻板，學生在教學過程中逐漸形成盲目崇拜書本和教師的思想，學習方式單一。應試教育體制下的“滿堂灌模式”，明顯具有兩大“頑疾”，一是扼殺學生的創造性，二是阻礙學生的個性發展。因此，如何利用現有的教學資源，探索混合式的教學方法，使學生既具備扎實的基礎理論知識和操作技能，又能提煉出新的觀點、新的問題，進而發揮自身的創新精神，自主探索解決問題的途徑，這是有機化學實驗教學改革的重要任務，也是高校培養創新型人才的基本理念。

2多種教學方法的研究與實踐

2.1基于啟發引導的教學方法。有機化合物的分離提純手段很多，對于液體有機化合物的分離和提純來說，應用最廣泛的方法是常壓蒸餾、簡單分餾、水蒸氣蒸餾、減壓蒸餾等［4］。在進行與此類操作有關的實驗時，若僅僅只簡單地告訴學生該采取哪種方法，那么一堂實驗課結束，學生往往只學到了實驗操作，而很少去思考為什么要采用這樣的方法，將來自己進行科學研究時，往往不知所措，針對上述問題，在教師講解此類實驗時，可以采取啟發引導式的教學方法。如表1所示，從每種蒸餾方法的基本原理，適用對象及實驗裝置等方面進行比較，并列舉一些有代表性的實驗實例。最后在實驗考核環節，除了考察實驗裝置的操作，也可以考核理論知識。比如一些相近實驗裝置的原理，適用范圍等。通過上述啟發引導式的教學方法，能夠在比較中加深學生對實驗方法和實驗裝置的理解，從而有利于鍛煉學生的思維能力，使學生做到舉一反三，靈活掌握所學知識。2.2基于微課視頻的教學方法。微課是指經過精心的信息化教學設計，以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個知識點或教學環節開展的簡短、完整的教學活動，學生通過自主學習獲得最佳效果［5］。因此，對于教師而言，最關鍵的是要從學生的角度去制作微課，體現以學生為中心的教學思想。以乙酰乙酸乙酯的制備實驗為例，具體微課教學設計如表2所示。教師預先將實驗內容錄制成簡短的微課視頻，理清知識的重點和難點，最后布置思考題供學生思考，將制作好的視頻分享到班級微信群中，學生通過下載觀看視頻完成實驗的預習報告。在具體上實驗課時，不需要過多的講授與板書，而是把這部分時間留給學生進行問題討論，學生可以通過實驗進行思考解決。微課作為一種新型的學習方式是對有機化學實驗學習的一種有效補充，在提高學生實驗積極性的同時又掌握了關鍵操作步驟，更好地培養學生的創新意識，提高分析問題解決問題的能力。2.3基于虛擬仿真實驗平臺的教學方法。近年來，隨著網絡和多媒體技術的飛速發展，虛擬實驗成為實驗課程的有益補充和模擬。本實驗相關教師設計并開發了一套全新的強調人機交互性的有機化學虛擬實驗平臺，在實驗平臺上通過選擇虛擬實驗器件進行虛擬實驗的裝置搭建［6］。這些虛擬實驗具有學習交互性，操作安全性，綠色環保性等特點，虛擬實驗中針對實驗中的重點難點部分采用動畫與視頻結合的方式進行強調，避免學生在真實實驗中犯錯誤。以乙酸異戊酯的制備實驗為例，如圖1虛擬實驗所示，加熱反應過程中分水器的水層不斷上升至分水器支管口，此處就有特寫放大鏡頭。即使非專業人員，也能看懂操作，更好地讓學生掌握實驗操作要點，增強實驗理論的學習效果。有機化學虛擬實驗平臺已在本校開設有機化學實驗課的班級全面應用。結果表明，通過虛擬實驗平臺，學生自主學習實驗理論，模擬搭建實驗裝置，達到充分預習的目標。學生自主性顯著增強，學生對實驗理論、操作要點的掌握、環保意識的加強等均有明顯提高。2.4基于翻轉課堂的教學方法。翻轉課堂一般經歷三個階段:教師創建授課視頻(上課和錄課)———學生觀看視頻學習知識(聽課)———課堂師生互動(知識深度加工和價值深度挖掘)，從本質上看是一種基于自主學習和探究學習的創造性智慧教育課堂［7］。其具體步驟分為以下三方面:(1)在上述啟發、探索式教學理念指導下，注重夯實基礎，開發微課視頻、虛擬仿真實驗平臺等先進互聯網技術輔助下，創立書本教學與網絡教學相融合的立體化、開放式實驗教學新模式。(2)重視課堂的討論教學、實驗教學和互動教學，重視學生的分層教學和個性發展。通過學生學習信息的跟蹤反饋制定教學方案，普通學生可能在基礎知識和操作技能上需要額外幫助，而較好的學生則需要更多探究和實驗時間。選擇開放性、發現性和創造性的問題進行探究，尊重學生在解決問題過程中所表現出的不同水平和個性特征，讓所有學生都能主動參與，提出各自解決問題的策略，并引導學生在與他人的交流中選擇合適的策略，提高思維水平，提高知識內化的效果和學生批判性創新能力的發展。(3)重視學生學習過程評價，重視知識的傳承和智慧的發展。在翻轉課堂中除了通過測驗和考試評定學生成績外，還要通過學生預習、自主學習、展示和討論等環節進行過程性考核評價，從中掌握學生的學習態度和學習情況，做到形成性評價和過程性評價相結合，并及時反饋，適當調整，提高教學效果和學習質量。

3結語

將現代化的微課視頻、虛擬仿真實驗、翻轉課堂與傳統的教學方法相融合的混合式教學方法，打破了原來單一的有機化學實驗教學方式，學生通過“線上”自學培養自主思考能力，增加學習主動性，再通過“線下”的課堂實踐來鞏固檢驗“線上”的學習，同時有更多的時間實現一些更加高級的教學目標，增強了學生的實踐能力和創新能力?！熬€上”和“線下”的混合式教學模式相輔相成，實現了學習由淺入深的過程，為培養創新型人才打好基礎。

參考文獻

［1］王磊，王晨晨，林煒斌，等.Blackboard網絡平臺支持下混合教學模式探索［J］.實驗技術與管理，2014，31(11):195－197.

［2］陳雪梅.以學生自主學習為主的實驗教學模式實踐與思考［J］.實驗技術與管理，2014，31(6):197－199.

［3］王偉，孟祥貴，安寅.“創新人才培養模式”下的實驗教學改革探索［J］.實驗科學與技術，2013，11(2):144－146.

［4］劉湘，劉士榮.有機化學實驗.2版［M］.北京:化學工業出版社，2013:33－155.

［5］蘇長會，丁志遠.微課在有機化學實驗教學中的應用［J］.廣州化工，2018，46(9):119－120.

［6］劉湘，毛明富，劉士榮，等.有機化學虛擬實驗的交互性設計與開發［J］.廣州化工，2018，46(14):133－134.

［7］王奕標.透視翻轉課堂［M］.廣州:廣東教育出版社，2016:7－127.

作者:張松林 劉 湘 張佳瑜 單位:江南大學化學與材料工程學院