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[摘要]文章介绍了有机化学实验教学内容、教学方式、教学手段等方面所进行的探索与实践,总结了开放式有机化学实验教学所取得的成效和存在的问题。
[关键词]开放式实验教学 实验室管理 有机化学
[作者简介]马纪伟(1969- ),男,河南南阳人,南阳医学高等专科学校讲师,硕士,研究方向为有机化学教学研究和有机化学分析。(河南 南阳 473058)
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)02-0124-02
有机化学是药学专业的一门重要基础课程,也是一门实验性较强的课程。而有机化学实验对于学生掌握有机物的基本性质、基本操作技能,培养初步的科研能力都起着非常重要的作用。常规的有机化学实验教学是在教学计划规定的有限的实验课时内进行的,由教师讲实验目的、实验步骤,然后学生按照实验指导或教师拟订的实验步骤“照方抓药”,学生很少创造性地改变实验步骤或对实验条件进行多种尝试。在这种相对封闭的实验模式中,学生处于被动地位,实验本身缺乏吸引力,挫伤了学生进行实验的积极性和主动性,限制了学生的求知激情和创造性思维。这种教学模式,已经不能适应现代医学专科学校培养医疗实用型人才的需要。为了提高教学质量,充分调动教和学两方面的积极性,我们在积极探索一种新的实验教学模式。在认真总结、反复讨论、精心准备的基础上,我们在2005级和2006级药剂专业两个年级进行了有机化学开放式实验教学模式的实验。
开放式实验教学作为一种完整的教学体系,主要有如下五个特点:一是实验时间和空间的开放;二是实验内容上的开放;三是指导方法上开放;四是教学手段和管理手段的开放;五是实验教学评价的开放。①这种实验教学方式的根本目的就是克服传统实验教学中学生的角色比较被动的弊端,注重学生的主体作用,激发学生的创新积极性,让兴趣来当最好的老师,鼓励学生勇于思考,大胆改进实验方法和发现新问题,从而启发学生的创新意识和培养学生的创新能力。②
一、开放式实验的准备
由于有机化学实验课采用开放式教学是一种新的尝试,因而我们从实验管理制度、实验项目选择、实验器材配备等各方面都做了充分的准备工作,确保实验的顺利实施。
1.完善实验管理制度。完善的管理制度可以保证实验计划的顺利实施,为保证开放式实验的正常运转,有机化学实验室针对开放式实验的特点,结合学校有关实验管理规定,补充制定了相应的管理制度,如《开放式实验管理规定》《有机化学实验预约规则》《有机化学实验课成绩评定标准》等操作性较强的规则,明确了教师、学生的责任。例如,《有机化学实验预约规则》规范了实验预约必须遵守的事宜以及对违规行为的处理办法;《有机化学实验课成绩评定标准》详细给出了实验预习、实验操作和实验报告各教学环节的评分标准以及期末成绩的评定办法。所有规章制度一律公示,师生互相监督,共同遵守。
2.确定实验项目。实验项目的确定对完成实验教学任务,培养学生创新能力具有重要的意义,我们在确定实验项目时根据有机化学实验的特点,首先考虑把系统的实验理论培训、系统的实验技能培训与培养学生综合能力结合起来;其次,考虑到学生实验能力的差异,使实验内容和难度在不同的层面上满足学生实验的需要;最后,为培养学生查阅资料的能力,在对实验的要求上我们让部分实验内容超出了学生实验教材的要求。在考虑到这三个方面的基础上,我们把实验分成两类:(1)必做实验。该类项目主要是对学生进行系统的实验理论和实验技术的培训。必做实验是包括了基本的操作技能和有机物的性质验证性的实验。内容选自人民卫生出版社出版、刘斌主编的《有机化学》教材。(2)选做实验。主要是一些有机物制备实验和有机物提取实验,如肉桂酸的制备和茶叶中咖啡因的提取等,内容选自高等教育出版社出版的《有机化学实验》。学生可根据自己的兴趣爱好和特长选择一定数量的实验进行,这类实验从准备到完成的全过程都由学生自己操作,尽可能地培养学生的计划、组织、协调、分析问题、解决问题的能力。
3.充实实验器材。为保证开放式实验教学的顺利进行,我们补充了部分实验药品和实验器材,不仅做到了学生可以选择实验项目,还做到了学生可以选择实验药品和实验仪器,学生可以选用自己熟悉又能满足实验要求的仪器和途径完成实验。
二、开放式实验教学的实施
为保证开放式实验教学工作的顺利实施,我们对开放式实验教学的整个过程进行了认真分析,对可能出现问题的各个环节都进行了认真准备,保证了实验的顺利实施。根据开放式实验的特点,我们在实验的实施过程中做了下面一些工作:
1.公开实验项目、实验时间及要求。在学期开始的第一周,我们就在校园网络上公布了本期要开设的实验项目(包括上述两类实验),详细列出每个实验项目的具体要求,开设的具体时间,每个实验的分组人数和实验分值(详见下述学生成绩评定内容)。学生根据个人情况预约实验项目和实验时段,实验的频率和节奏由学生调节。实验室可以根据预约情况对实验时段等进行适当调控,以兼顾学生的需要和实验室的资源利用率。
2.开放时间的安排。充分的开放时间是保证实验教学质量的前提,合理的计划安排是有机化学开放式实验的保证。在时间的安排上我们增加了实验开设的时间,总的实验时间比按原有的教学模式所需时间多了一倍。针对两类实验的性质,在时间的安排上我们作了相应的安排。(1)必做实验。该类实验对培养学生的实验理论和实验技术具有重要作用,因而我们安排在学期的2~16周,并且改变以往1周1个实验的做法,改为1周同时开设2个实验,两周换一次实验的做法,延长实验的更换周期,让学生有更多的实验机会,保证必做实验的教学质量。(2)选做实验。由于完成该类实验需要一定本课程的专业知识,因而我们把它安排在学期的9~17周。学生在这一段时间内都可提出自己的实验计划,经教师认可后到实验室完成实验。学生除了按预约时段上课外,其他时间可以到实验室进行实验预习、熟悉仪器。
3.教师和学生的角色转变。开放实验与常规实验的区别之一就是教师和学生角色的转变,学生由被动的接受者转向主动的知识探索者。在实验教学过程中,由学生自己选定实验课题,选择仪器设备,查找资料,确定实验方法步骤,处理和分析实验结果、实验数据;教师则由知识的传授者转为学生学习的参与者和指导者,在教学过程中教师的职责由过去的辅导转为指导,在教学指导中主要从实验研究和解决问题的思路、方法和知识等方面给予学生指导。同时注意激发学生的学习兴趣和学习动机,当学生遇到困难时,教师一方面要给予学生心理上的支持,引导他们看到已取得的成绩;另一方面,告诫他们要对困难有足够的估计,鼓励他们努力克服困难。在具体方法上,应与学生共同探讨问题所在,寻求解决的思路和方法。在解决问题的方法上即时给予必要的“信息支援”,让学生时刻感受到教师在身后的有力支持,增强其学习的信心和决心,促进实验教学质量的提高。③
4.严格实验过程管理。为保障实验的正常秩序,使两类实验能顺利实施,我们对开放性实验进行了严格的规定。学生确定实验后,必须在进行实验前一周与有机化学实验室进行联系,由学生自己在开放的规定时间内确定具体的实验时间,确定实验人员组合(根据实验性质要求多人一组的实验),并按实验计划的要求写出实验预习报告;学生在进入实验室完成实验前必须提交预习报告,指导教师负责对预习报告进行审查,一般针对实验内容提出2~3个问题,合格则可以进行实验,否则不能进行实验;实验过程由指导教师进行检查和指导,严格按操作规范进行实验,每人(每组学生)必须得出正确的实验结果并经指导教师确认后才能结束实验,不能得出实验结果或实验操作能力较差的学生,可以在规定开放的时间内重做实验或先观摩后实验,直到有一个比较满意的结果。
5.有机化学实验开放式教学的成绩考核。学生实验成绩的评定应能反映学生的学习主动性和积极探索的精神,应能起到提高学生的学习积极性、真实反映学生的实验水平和实验素养的作用。我们改变过去成绩评定仅由考试来评定的做法,把学生实验成绩的评定确定为“过程与考试并重”“注重实验过程、注重实验结果”,把学生实验成绩按实验学分档次与实验考试成绩结合起来评定。具体做法如下:首先我们把本学期要开设的实验,按实验性质和实验难易程度的不同,对每个实验都赋予了不同的学分,我们把必做实验的总学分确定为基础学分,选作实验学分确定为补充学分,学生每完成一个实验项目都可以根据其完成质量、实验报告在该实验学分内获得一定的学分,一学期实验结束后每个学生都有一个总的实验积分(由基础学分和补充学分两部分构成)。考虑到基础实验是以系统的基础训练为主要目的,我们把必做实验的基础学分总和确定为满分标准,当学生一学期的实验积分达到基础学分的60%~70%则为合格,70%~90%则为良好,90%~100%则为优良,超过100%则为优秀,并把这四档等级与实验成绩直接挂钩,合格60~70分,良好70~85分,优良85~95分,优秀95分以上。为鼓励学生多做实验,我们同时规定,当学生实验积分评定为优秀时,学生可以不参加期末的实验考试;当学生实验积分没有达到合格时,则该生不能参加实验考试,其实验成绩为不及格。学生实验积分为优良、良好、合格者的则必须参加实验考试,若考试及格则在其相应的等级内评定成绩,若考试不及格则需要在下一学期重新补考。通过这样的管理,提高了学生做实验的积极性,为保证教学质量起到了积极作用。
三、经验与体会
通过对有机化学实验实行开放式教学取得了一些明显的效果,与传统实验教学形式相比较有下列一些变化:(1)学生在实验室实验操作的时间明显延长,有机化学实验课迟到早退、应付实验的违规现象大为减少,实验课秩序井然。(2)学生在实验过程中开始积极地思考了,表现在主动问问题的同学多了,问题涉及实验方法、实验技术、实验原理和相关知识,与以前照葫芦画瓢的模仿操作形成了鲜明的对比。(3)实验内容的改革,提高了学生的实验兴趣。同学们为使自己的实验能更好地完成,不仅认真请教老师,而且到图书馆查阅资料获取更好的实验方法。这从学生所用的实验参考书上就有比较明显的反映,以往学生是教师指定什么书就用什么书,现在学生除了教师指定的实验用书外还到图书馆借阅各类书籍来充实完善自己的实验方法。(4)做实验更加积极、主动和认真,这从学生进行预备实验的情况和完成实验的质量上就可以说明,有的学生对没有掌握好的实验做了2~3次,还有的学生是在进行正式实验前,先把完成实验所需的基础知识确定为预备实验内容,先进行预备实验掌握基本知识,然后再进行正式实验,使实验更加顺利,力图有一个好的实验结果。(5)实验课的成绩评定更全面、更公正、更透明,避免了教师评定实验成绩的主观性。
开放式实验在进行中也存在一些问题。如实验室开放的时间增加后,教师的工作量如何计算;学生选定了实验时间后常常和学校组织的集体活动发生时间上的冲突等。这些都需要学校把教学改革作为中心任务来抓,全面考虑,统筹安排。
[注释]
①王丽娟,刘林德.探索开放式生物实验教学,培养合格师范生 [J].中国现代教育装备,2007(3):11.
②陈蓉,陈道海,黄君红,等.加强开放式实验教学,提高学生的综合素质[J].实验技术与管理,2001,18(3):121-123.
③陈斌,张晓华.开放式实验教学的实践[J].实验室研究与探索,2005,24(11):110-113.
[关键词]开放式实验教学 实验室管理 有机化学
[作者简介]马纪伟(1969- ),男,河南南阳人,南阳医学高等专科学校讲师,硕士,研究方向为有机化学教学研究和有机化学分析。(河南 南阳 473058)
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)02-0124-02
有机化学是药学专业的一门重要基础课程,也是一门实验性较强的课程。而有机化学实验对于学生掌握有机物的基本性质、基本操作技能,培养初步的科研能力都起着非常重要的作用。常规的有机化学实验教学是在教学计划规定的有限的实验课时内进行的,由教师讲实验目的、实验步骤,然后学生按照实验指导或教师拟订的实验步骤“照方抓药”,学生很少创造性地改变实验步骤或对实验条件进行多种尝试。在这种相对封闭的实验模式中,学生处于被动地位,实验本身缺乏吸引力,挫伤了学生进行实验的积极性和主动性,限制了学生的求知激情和创造性思维。这种教学模式,已经不能适应现代医学专科学校培养医疗实用型人才的需要。为了提高教学质量,充分调动教和学两方面的积极性,我们在积极探索一种新的实验教学模式。在认真总结、反复讨论、精心准备的基础上,我们在2005级和2006级药剂专业两个年级进行了有机化学开放式实验教学模式的实验。
开放式实验教学作为一种完整的教学体系,主要有如下五个特点:一是实验时间和空间的开放;二是实验内容上的开放;三是指导方法上开放;四是教学手段和管理手段的开放;五是实验教学评价的开放。①这种实验教学方式的根本目的就是克服传统实验教学中学生的角色比较被动的弊端,注重学生的主体作用,激发学生的创新积极性,让兴趣来当最好的老师,鼓励学生勇于思考,大胆改进实验方法和发现新问题,从而启发学生的创新意识和培养学生的创新能力。②
一、开放式实验的准备
由于有机化学实验课采用开放式教学是一种新的尝试,因而我们从实验管理制度、实验项目选择、实验器材配备等各方面都做了充分的准备工作,确保实验的顺利实施。
1.完善实验管理制度。完善的管理制度可以保证实验计划的顺利实施,为保证开放式实验的正常运转,有机化学实验室针对开放式实验的特点,结合学校有关实验管理规定,补充制定了相应的管理制度,如《开放式实验管理规定》《有机化学实验预约规则》《有机化学实验课成绩评定标准》等操作性较强的规则,明确了教师、学生的责任。例如,《有机化学实验预约规则》规范了实验预约必须遵守的事宜以及对违规行为的处理办法;《有机化学实验课成绩评定标准》详细给出了实验预习、实验操作和实验报告各教学环节的评分标准以及期末成绩的评定办法。所有规章制度一律公示,师生互相监督,共同遵守。
2.确定实验项目。实验项目的确定对完成实验教学任务,培养学生创新能力具有重要的意义,我们在确定实验项目时根据有机化学实验的特点,首先考虑把系统的实验理论培训、系统的实验技能培训与培养学生综合能力结合起来;其次,考虑到学生实验能力的差异,使实验内容和难度在不同的层面上满足学生实验的需要;最后,为培养学生查阅资料的能力,在对实验的要求上我们让部分实验内容超出了学生实验教材的要求。在考虑到这三个方面的基础上,我们把实验分成两类:(1)必做实验。该类项目主要是对学生进行系统的实验理论和实验技术的培训。必做实验是包括了基本的操作技能和有机物的性质验证性的实验。内容选自人民卫生出版社出版、刘斌主编的《有机化学》教材。(2)选做实验。主要是一些有机物制备实验和有机物提取实验,如肉桂酸的制备和茶叶中咖啡因的提取等,内容选自高等教育出版社出版的《有机化学实验》。学生可根据自己的兴趣爱好和特长选择一定数量的实验进行,这类实验从准备到完成的全过程都由学生自己操作,尽可能地培养学生的计划、组织、协调、分析问题、解决问题的能力。
3.充实实验器材。为保证开放式实验教学的顺利进行,我们补充了部分实验药品和实验器材,不仅做到了学生可以选择实验项目,还做到了学生可以选择实验药品和实验仪器,学生可以选用自己熟悉又能满足实验要求的仪器和途径完成实验。
二、开放式实验教学的实施
为保证开放式实验教学工作的顺利实施,我们对开放式实验教学的整个过程进行了认真分析,对可能出现问题的各个环节都进行了认真准备,保证了实验的顺利实施。根据开放式实验的特点,我们在实验的实施过程中做了下面一些工作:
1.公开实验项目、实验时间及要求。在学期开始的第一周,我们就在校园网络上公布了本期要开设的实验项目(包括上述两类实验),详细列出每个实验项目的具体要求,开设的具体时间,每个实验的分组人数和实验分值(详见下述学生成绩评定内容)。学生根据个人情况预约实验项目和实验时段,实验的频率和节奏由学生调节。实验室可以根据预约情况对实验时段等进行适当调控,以兼顾学生的需要和实验室的资源利用率。
2.开放时间的安排。充分的开放时间是保证实验教学质量的前提,合理的计划安排是有机化学开放式实验的保证。在时间的安排上我们增加了实验开设的时间,总的实验时间比按原有的教学模式所需时间多了一倍。针对两类实验的性质,在时间的安排上我们作了相应的安排。(1)必做实验。该类实验对培养学生的实验理论和实验技术具有重要作用,因而我们安排在学期的2~16周,并且改变以往1周1个实验的做法,改为1周同时开设2个实验,两周换一次实验的做法,延长实验的更换周期,让学生有更多的实验机会,保证必做实验的教学质量。(2)选做实验。由于完成该类实验需要一定本课程的专业知识,因而我们把它安排在学期的9~17周。学生在这一段时间内都可提出自己的实验计划,经教师认可后到实验室完成实验。学生除了按预约时段上课外,其他时间可以到实验室进行实验预习、熟悉仪器。
3.教师和学生的角色转变。开放实验与常规实验的区别之一就是教师和学生角色的转变,学生由被动的接受者转向主动的知识探索者。在实验教学过程中,由学生自己选定实验课题,选择仪器设备,查找资料,确定实验方法步骤,处理和分析实验结果、实验数据;教师则由知识的传授者转为学生学习的参与者和指导者,在教学过程中教师的职责由过去的辅导转为指导,在教学指导中主要从实验研究和解决问题的思路、方法和知识等方面给予学生指导。同时注意激发学生的学习兴趣和学习动机,当学生遇到困难时,教师一方面要给予学生心理上的支持,引导他们看到已取得的成绩;另一方面,告诫他们要对困难有足够的估计,鼓励他们努力克服困难。在具体方法上,应与学生共同探讨问题所在,寻求解决的思路和方法。在解决问题的方法上即时给予必要的“信息支援”,让学生时刻感受到教师在身后的有力支持,增强其学习的信心和决心,促进实验教学质量的提高。③
4.严格实验过程管理。为保障实验的正常秩序,使两类实验能顺利实施,我们对开放性实验进行了严格的规定。学生确定实验后,必须在进行实验前一周与有机化学实验室进行联系,由学生自己在开放的规定时间内确定具体的实验时间,确定实验人员组合(根据实验性质要求多人一组的实验),并按实验计划的要求写出实验预习报告;学生在进入实验室完成实验前必须提交预习报告,指导教师负责对预习报告进行审查,一般针对实验内容提出2~3个问题,合格则可以进行实验,否则不能进行实验;实验过程由指导教师进行检查和指导,严格按操作规范进行实验,每人(每组学生)必须得出正确的实验结果并经指导教师确认后才能结束实验,不能得出实验结果或实验操作能力较差的学生,可以在规定开放的时间内重做实验或先观摩后实验,直到有一个比较满意的结果。
5.有机化学实验开放式教学的成绩考核。学生实验成绩的评定应能反映学生的学习主动性和积极探索的精神,应能起到提高学生的学习积极性、真实反映学生的实验水平和实验素养的作用。我们改变过去成绩评定仅由考试来评定的做法,把学生实验成绩的评定确定为“过程与考试并重”“注重实验过程、注重实验结果”,把学生实验成绩按实验学分档次与实验考试成绩结合起来评定。具体做法如下:首先我们把本学期要开设的实验,按实验性质和实验难易程度的不同,对每个实验都赋予了不同的学分,我们把必做实验的总学分确定为基础学分,选作实验学分确定为补充学分,学生每完成一个实验项目都可以根据其完成质量、实验报告在该实验学分内获得一定的学分,一学期实验结束后每个学生都有一个总的实验积分(由基础学分和补充学分两部分构成)。考虑到基础实验是以系统的基础训练为主要目的,我们把必做实验的基础学分总和确定为满分标准,当学生一学期的实验积分达到基础学分的60%~70%则为合格,70%~90%则为良好,90%~100%则为优良,超过100%则为优秀,并把这四档等级与实验成绩直接挂钩,合格60~70分,良好70~85分,优良85~95分,优秀95分以上。为鼓励学生多做实验,我们同时规定,当学生实验积分评定为优秀时,学生可以不参加期末的实验考试;当学生实验积分没有达到合格时,则该生不能参加实验考试,其实验成绩为不及格。学生实验积分为优良、良好、合格者的则必须参加实验考试,若考试及格则在其相应的等级内评定成绩,若考试不及格则需要在下一学期重新补考。通过这样的管理,提高了学生做实验的积极性,为保证教学质量起到了积极作用。
三、经验与体会
通过对有机化学实验实行开放式教学取得了一些明显的效果,与传统实验教学形式相比较有下列一些变化:(1)学生在实验室实验操作的时间明显延长,有机化学实验课迟到早退、应付实验的违规现象大为减少,实验课秩序井然。(2)学生在实验过程中开始积极地思考了,表现在主动问问题的同学多了,问题涉及实验方法、实验技术、实验原理和相关知识,与以前照葫芦画瓢的模仿操作形成了鲜明的对比。(3)实验内容的改革,提高了学生的实验兴趣。同学们为使自己的实验能更好地完成,不仅认真请教老师,而且到图书馆查阅资料获取更好的实验方法。这从学生所用的实验参考书上就有比较明显的反映,以往学生是教师指定什么书就用什么书,现在学生除了教师指定的实验用书外还到图书馆借阅各类书籍来充实完善自己的实验方法。(4)做实验更加积极、主动和认真,这从学生进行预备实验的情况和完成实验的质量上就可以说明,有的学生对没有掌握好的实验做了2~3次,还有的学生是在进行正式实验前,先把完成实验所需的基础知识确定为预备实验内容,先进行预备实验掌握基本知识,然后再进行正式实验,使实验更加顺利,力图有一个好的实验结果。(5)实验课的成绩评定更全面、更公正、更透明,避免了教师评定实验成绩的主观性。
开放式实验在进行中也存在一些问题。如实验室开放的时间增加后,教师的工作量如何计算;学生选定了实验时间后常常和学校组织的集体活动发生时间上的冲突等。这些都需要学校把教学改革作为中心任务来抓,全面考虑,统筹安排。
[注释]
①王丽娟,刘林德.探索开放式生物实验教学,培养合格师范生 [J].中国现代教育装备,2007(3):11.
②陈蓉,陈道海,黄君红,等.加强开放式实验教学,提高学生的综合素质[J].实验技术与管理,2001,18(3):121-123.
③陈斌,张晓华.开放式实验教学的实践[J].实验室研究与探索,2005,24(11):110-113.