朱鳳霞 孫小軍 婁鳳文
摘要:有機化學實驗教學不僅能夠培養(yǎng)學生實驗操作和解決問題的能力,且還能增強學生創(chuàng)新思想,有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。針對實驗教學中存在的問題,通過對實驗教學形式、實驗內容以及實驗考核的改革等方面的改革,得到了良好的教學效果。
關鍵詞:有機化學實驗;創(chuàng)新能力;應用型人才
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)39-0246-02
江澤民同志曾經指出:“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發(fā)達的不竭動力?!盵1]歷史證明,社會的進步,關鍵在于創(chuàng)新。有沒有創(chuàng)新能力,能不能進行創(chuàng)新,也就是創(chuàng)新能力的大小影響著當今全球經濟和科技的發(fā)展。
21世紀是知識經濟的時代,各行各業(yè)對人才的需求發(fā)生了巨大的變化。無論是行業(yè)競爭還是國際的競爭歸根到底就是人才的競爭,而人才的競爭就是知識的競爭,而知識的競爭主要是知識的創(chuàng)新,而教育是人才競爭、知識創(chuàng)新的主要基礎,因此,如何培養(yǎng)出較強的實踐能力和創(chuàng)新精神的人才,是當前教育面臨的重要問題之一。在培養(yǎng)人才的創(chuàng)新意識和能力等方面,實驗教學具有一定的優(yōu)勢,因為實驗既依賴相關內容的理論學習,又有一定的獨立性,較好地發(fā)揮了師生互動、學生實踐的教學方式,它也是提高學生動手及科研能力,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思想的有效手段之一[2]。有機化學實驗課程作為高等院校培養(yǎng)計劃中的必修基礎實驗課之一,通過該實驗的教學,可以全面地訓練學生的有機化學實驗基本操作,能進一步培養(yǎng)學生觀察、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。因此,有機化學實驗的教學不僅能夠幫助學生形成概念、總結規(guī)律、驗證理論,而且對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力起著非常重要的作用。那么,如何通過有機化學實驗來挖掘和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力?作者通過幾年的有機化學實驗的教學實踐和研究,對此作了一些探討。
一、改革實驗教學方法,提高學習主動性,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
有機化學實驗教學的主要任務就是激發(fā)學生的求知欲和學習興趣,把學生的注意力吸引到有機化學實驗教學中,變學生的消極學習為積極學習,變被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。為此,在實驗教學過程中靈活地采用多種多樣的教學形式。以問題為基礎的PBL(problem-based learning,PBL)式教學模式,是目前國際比較受歡迎和公認一種教學方法,它是一種非常有效地培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和解決問題能力的教學方法[3]。該方法首先是向學生提出問題,然后和學生一起分析問題后,讓學生動手進行實驗操作,實驗結束后讓學生寫出總結,在實驗總結中要求學生分析實驗中出現(xiàn)的問題,提出解決問題的方法。該方法是將學生作為教學的主體,盡量發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性,例如在“水蒸氣蒸餾”實驗中,上課首先把涉及本次實驗內容的問題先提出:水蒸氣蒸餾的原理是什么?與簡單蒸餾的區(qū)別?意義是什么?……上課時首先讓學生回答,不僅能調動學生的主動思考積極性,還能將讓學生將水蒸氣蒸餾基本操作和實際應用結合起來。這樣使學生能夠更好地理解實驗的內容,牢固地掌握實驗操作,且也促使學生積極地思考問題,將自己所學的知識加以靈活應用,避免實驗枯燥無味的觀念,從而培養(yǎng)學生邏輯思維能力和開放性思維能力。多媒體教學手段的廣泛應用,為學生提供接觸實驗提供了多種渠道。多媒體課件不僅能通過文、聲、圖、像、動畫或視頻等應用于一體,直觀生動地在屏幕上呈現(xiàn)基礎實驗和綜合實驗操作的過程,而且,可以自行模擬實驗儀器的選擇、順序安裝和拆卸等,提高了實驗的新鮮感。對一些難度高、成本大、時間長的無法實際操作的實驗以及實驗中比較難觀察到的實驗現(xiàn)象也可以通過多媒體向學生演示,這樣不僅能使他們更好地理解,也有利于教師講授。如分餾實驗,我們通過動畫形式多媒體展示現(xiàn)代化工廠在應用的分餾塔的內部結構和原理,使學生對這兩個基本操作實驗有個直觀的了解。通過這樣的多媒體展示,既能保證實驗質量,節(jié)省試劑,減少廢物排放,有利于環(huán)境友好,也能大大提高學生的有機化學實驗動手能力,從而調動學生的學習積極性和創(chuàng)新意識,豐富學生的知識面。
二、引導學生做研究性實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新思維
傳統(tǒng)的有機化學實驗教學,常常是教師先將有關實驗的目的、原理、步驟以及注意事項做詳細地講解,然后將實驗中可能遇到的問題以及其解決的方法也直接告訴學生,擔心實驗中出現(xiàn)異常的現(xiàn)象,得不出正確的或較好的實驗結果;而實驗操作過程中學生一般都是“照方抓藥”,非常被動地做實驗。因此,學生的思維表現(xiàn)出非常地單一、狹窄,基本沒有創(chuàng)造性。對于實驗中遇到的問題或異?,F(xiàn)象往往不知所措,束手無策。所以,教師在實驗教學中當配角,做“后勤參謀”,應多啟發(fā)、引導學生深入觀察實驗過程中產生的現(xiàn)象,多問學生幾個為什么,應有意識地引導學生、鼓勵學生根據(jù)實驗內容進行多方位地思考,自行設計實驗;讓學生敢于嘗試、創(chuàng)新。如,開設從茶葉中提取咖啡因的實驗,就包括很多基本實驗操作如回流、萃取、蒸餾、升華等,還有性質驗證實驗,可以在短時間內讓學生掌握較多的實驗技能。這樣的教學模式,不僅可以調動學生的學習積極性.還能培養(yǎng)學生的將綜合運用理論知識、技能及解決實際問題的能力,從而進一步增強自主創(chuàng)新思想。
三、根據(jù)化學發(fā)展史,賦科學性與人文性于化學實驗教學,豐富創(chuàng)新教育
化學實驗是化學發(fā)展的基礎,化學發(fā)展通過實驗反映出人類的探索精神。在課堂教學中引入化學實驗史,可以激發(fā)學生的實踐興趣,培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和創(chuàng)新能力。根據(jù)具體的實驗,可以向學生介紹有關實驗的一些趣事,比如實驗的首創(chuàng)者,實驗在生產和生活中的實際應用;也可以給學生介紹與實驗內容有關的前沿科學的發(fā)展等。這樣不僅能讓學生了解比較多的專業(yè)知識,而且還可以擴展實驗的應用性,激發(fā)學生的興趣,吸引學生的注意力;特別是一些與學生日常生活相關的知識,能讓學生對實驗產生比較濃厚的興趣。例如:進行重結晶提純實驗,可以借機介紹物質重結晶的意義,讓學生認識到自己平時所做的實驗在科研和生活中有應用價值,從而讓學生認識到有機化學實驗充滿是樂趣的。
四、改變評定實驗成績的方法,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識
學生的實驗成績是對學生的實驗態(tài)度、實驗知識、實驗操作和實驗過程中分析問題、解決問題的能力綜合評價,它直接影響學生實驗的積極性。多年來,主要是根據(jù)學生的實驗報告來評定學生的實驗成績,而實驗的理論和操作考試在實驗成績中所占比例相對較少,這就導致學生對實驗課沒有熱情和興趣,從而不重視實驗。針對這種現(xiàn)象,如今評定實驗成績必須由以下四個部分組成:實驗課前預習和課堂提問、實驗操作、實驗報告、理論和操作考試;學生的實驗報告主要是注重學生對實驗結果的處理、分析和討論,鼓勵學生有批判性的思維,幫助學生樹立敢于挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新的創(chuàng)新意識,增加學生的分析、創(chuàng)新在實驗報告成績中的比例。實驗理論考試主要注重實驗原理,實驗操作考試主要考查學生對實驗基本操作,換言之,操作考試注重的學生操作技能和分析解決問題的能力,而不是以單純的實驗結果給學生分數(shù),而對那些實驗最終結果不是很理想,如產率較低實驗甚至失敗等情況,只要分析問題存在的可能性,分析得有道理,都給予加分;經過這樣評定的成績,可以比較客觀地給出一個學生的綜合實驗成績。
因此,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力決不是通過—個教學環(huán)節(jié)就能徹底解決的,還應當需要繼續(xù)完善實驗教學體系和方法,增強學生在實驗過程中的主動性和創(chuàng)造性,探索出最佳的實驗教學模式和方法,以培養(yǎng)出越來越多具有創(chuàng)新能力的科技拔尖人才。
參考文獻:
[1]范賢超.教育創(chuàng)新論[M].長沙:湖南人民出版社,2001.
[2]王秀芳,魏宇恒,張昆,等.通信原理網(wǎng)絡虛擬實驗室的開發(fā)[J].實驗室科學,2010,13(5):133-134.
[3]樊昌信,曹麗娜.通信原理[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.