有机化学实验教学实践探索

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摘要:大学有机化学实验的传统教学方法一般以教师为中心，学生往往缺乏独立思考和自主创新的意识。以创新人才培养为导向，探索混合式教学方法势在必行。将传统教学的优势和网络化教学优势结合起来，增强教学针对性。研究探索启发引导式教学方法、微课视频教学方法、虚拟实验平台教学方法和翻转课堂教学方法，将其综合运用到实验教学中，有利于激发学生学习兴趣，加强学生的实践能力和创新能力，有效地提高课堂教学质量。

关键词:混合式教学方法;有机化学实验;创新能力培养

混合式教学，即将传统教学和网络教学的优势结合起来的一种教学方式［1］。通过多种教学和学习模式，实现从传统的“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变，教师发挥教学的设计、引导、答疑的主导作用，学生通过自主学习、协作学习、讨论辩论［2］，最终达到由浅入深地引向深度学习。实验教学是实现高等教育人才培养目标的重要环节［3］。有机化学实验是我校化学化工类专业一门重要的专业基础课。传统的教学方式以教师“满堂灌”教学为主，课堂气氛比较沉闷，学生往往缺乏独立思考和自主创新的意识。《国家创新驱动发展战略纲要》提出到2020年进入创新型国家行列，到2030年跻身创新型国家前列，到2050年建成世界科技创新强国，成为世界主要科学中心和创新高地。因此，教学方法如何主动适应时代要求，满足国家创新型人才培养需求，是我们必须研究和探索的重要任务。

1传统教学方法人才培养模式存在的问题

传统的实验教学方法一般就是教师讲，学生听或者教师问，学生答，始终以教师为中心，教学方式刻板，学生在教学过程中逐渐形成盲目崇拜书本和教师的思想，学习方式单一。应试教育体制下的“满堂灌模式”，明显具有两大“顽疾”，一是扼杀学生的创造性，二是阻碍学生的个性发展。因此，如何利用现有的教学资源，探索混合式的教学方法，使学生既具备扎实的基础理论知识和操作技能，又能提炼出新的观点、新的问题，进而发挥自身的创新精神，自主探索解决问题的途径，这是有机化学实验教学改革的重要任务，也是高校培养创新型人才的基本理念。

2多种教学方法的研究与实践

2.1基于启发引导的教学方法。有机化合物的分离提纯手段很多，对于液体有机化合物的分离和提纯来说，应用最广泛的方法是常压蒸馏、简单分馏、水蒸气蒸馏、减压蒸馏等［4］。在进行与此类操作有关的实验时，若仅仅只简单地告诉学生该采取哪种方法，那么一堂实验课结束，学生往往只学到了实验操作，而很少去思考为什么要采用这样的方法，将来自己进行科学研究时，往往不知所措，针对上述问题，在教师讲解此类实验时，可以采取启发引导式的教学方法。如表1所示，从每种蒸馏方法的基本原理，适用对象及实验装置等方面进行比较，并列举一些有代表性的实验实例。最后在实验考核环节，除了考察实验装置的操作，也可以考核理论知识。比如一些相近实验装置的原理，适用范围等。通过上述启发引导式的教学方法，能够在比较中加深学生对实验方法和实验装置的理解，从而有利于锻炼学生的思维能力，使学生做到举一反三，灵活掌握所学知识。2.2基于微课视频的教学方法。微课是指经过精心的信息化教学设计，以视频为主要载体，记录教师围绕某个知识点或教学环节开展的简短、完整的教学活动，学生通过自主学习获得最佳效果［5］。因此，对于教师而言，最关键的是要从学生的角度去制作微课，体现以学生为中心的教学思想。以乙酰乙酸乙酯的制备实验为例，具体微课教学设计如表2所示。教师预先将实验内容录制成简短的微课视频，理清知识的重点和难点，最后布置思考题供学生思考，将制作好的视频分享到班级微信群中，学生通过下载观看视频完成实验的预习报告。在具体上实验课时，不需要过多的讲授与板书，而是把这部分时间留给学生进行问题讨论，学生可以通过实验进行思考解决。微课作为一种新型的学习方式是对有机化学实验学习的一种有效补充，在提高学生实验积极性的同时又掌握了关键操作步骤，更好地培养学生的创新意识，提高分析问题解决问题的能力。2.3基于虚拟仿真实验平台的教学方法。近年来，随着网络和多媒体技术的飞速发展，虚拟实验成为实验课程的有益补充和模拟。本实验相关教师设计并开发了一套全新的强调人机交互性的有机化学虚拟实验平台，在实验平台上通过选择虚拟实验器件进行虚拟实验的装置搭建［6］。这些虚拟实验具有学习交互性，操作安全性，绿色环保性等特点，虚拟实验中针对实验中的重点难点部分采用动画与视频结合的方式进行强调，避免学生在真实实验中犯错误。以乙酸异戊酯的制备实验为例，如图1虚拟实验所示，加热反应过程中分水器的水层不断上升至分水器支管口，此处就有特写放大镜头。即使非专业人员，也能看懂操作，更好地让学生掌握实验操作要点，增强实验理论的学习效果。有机化学虚拟实验平台已在本校开设有机化学实验课的班级全面应用。结果表明，通过虚拟实验平台，学生自主学习实验理论，模拟搭建实验装置，达到充分预习的目标。学生自主性显著增强，学生对实验理论、操作要点的掌握、环保意识的加强等均有明显提高。2.4基于翻转课堂的教学方法。翻转课堂一般经历三个阶段:教师创建授课视频(上课和录课)———学生观看视频学习知识(听课)———课堂师生互动(知识深度加工和价值深度挖掘)，从本质上看是一种基于自主学习和探究学习的创造性智慧教育课堂［7］。其具体步骤分为以下三方面:(1)在上述启发、探索式教学理念指导下，注重夯实基础，开发微课视频、虚拟仿真实验平台等先进互联网技术辅助下，创立书本教学与网络教学相融合的立体化、开放式实验教学新模式。(2)重视课堂的讨论教学、实验教学和互动教学，重视学生的分层教学和个性发展。通过学生学习信息的跟踪反馈制定教学方案，普通学生可能在基础知识和操作技能上需要额外帮助，而较好的学生则需要更多探究和实验时间。选择开放性、发现性和创造性的问题进行探究，尊重学生在解决问题过程中所表现出的不同水平和个性特征，让所有学生都能主动参与，提出各自解决问题的策略，并引导学生在与他人的交流中选择合适的策略，提高思维水平，提高知识内化的效果和学生批判性创新能力的发展。(3)重视学生学习过程评价，重视知识的传承和智慧的发展。在翻转课堂中除了通过测验和考试评定学生成绩外，还要通过学生预习、自主学习、展示和讨论等环节进行过程性考核评价，从中掌握学生的学习态度和学习情况，做到形成性评价和过程性评价相结合，并及时反馈，适当调整，提高教学效果和学习质量。

3结语

将现代化的微课视频、虚拟仿真实验、翻转课堂与传统的教学方法相融合的混合式教学方法，打破了原来单一的有机化学实验教学方式，学生通过“线上”自学培养自主思考能力，增加学习主动性，再通过“线下”的课堂实践来巩固检验“线上”的学习，同时有更多的时间实现一些更加高级的教学目标，增强了学生的实践能力和创新能力。“线上”和“线下”的混合式教学模式相辅相成，实现了学习由浅入深的过程，为培养创新型人才打好基础。

参考文献

［1］王磊，王晨晨，林炜斌，等.Blackboard网络平台支持下混合教学模式探索［J］.实验技术与管理，2014，31(11):195－197.

［2］陈雪梅.以学生自主学习为主的实验教学模式实践与思考［J］.实验技术与管理，2014，31(6):197－199.

［3］王伟，孟祥贵，安寅.“创新人才培养模式”下的实验教学改革探索［J］.实验科学与技术，2013，11(2):144－146.

［4］刘湘，刘士荣.有机化学实验.2版［M］.北京:化学工业出版社，2013:33－155.

［5］苏长会，丁志远.微课在有机化学实验教学中的应用［J］.广州化工，2018，46(9):119－120.

［6］刘湘，毛明富，刘士荣，等.有机化学虚拟实验的交互性设计与开发［J］.广州化工，2018，46(14):133－134.

［7］王奕标.透视翻转课堂［M］.广州:广东教育出版社，2016:7－127.

作者:张松林 刘 湘 张佳瑜 单位:江南大学化学与材料工程学院