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由于教學計劃的改變,我校有機化學實驗課存在著課時數縮減,而教學任務和教學目的卻沒有改變的情況,如何在有限的課時中達到應有的教學效果是擺在實驗教師面前現實和首要的問題。傳統的教學方法和模式是教師將實驗目的、實驗步驟和實驗注意事項一一講述一遍,學生按照教師的講述根據課本的操作“照方抓藥”,將實驗完成。從學生的角度出發,教師的這種“滿堂灌輸,照本宣科”的教學方法使學生在實驗過程中缺少了學習的主動性,學習興趣下降。遵照這種模式教學的結果往往是學生被動的完成實驗,沒有經過自己的思考,僅僅是為了完成實驗而做實驗,沒有達到鞏固所學理論知識、鍛煉動手能力的教學目的和教學效果。鑒于這種情況,做為教師,必須改變已有的教學方法和教學手段,而采用問題式教學法教學能夠很好的解決以往教學中出現的一些問題。
2問題式教學法的運用
問題式教學法一般是教師根據學生需要掌握的內容提出相應的問題,學生對問題進行分析和思考,通過查資料以及其它各種方式找出解決問題的方法,教師對學生提出的方法進行總結并給出結論,最終達到學生通過思考學習知識的目的。問題式教學法最大的優勢在于將學生在學習中的地位由“被動”變為“主動”,通過教師為學生設定的問題引導學生自主的進行學習思考,學生能夠在思考問題并解決問題的過程中不知不覺達到學習知識的目的。問題式教學法分為“提出問題”、“分析問題”、“解決問題”、“總結深化”四個步驟,將問題式教學法運用在有機化學實驗的教學中能夠達到比較理想的教學效果。
2.1讓學生帶著問題進行實驗預習
實驗預習是每個學生進行實驗之前必須完成的環節。預習實驗一方面是為了使學生在動手實驗之前做到心中有數,了解實驗的目的、原理,清楚實驗中使用到的儀器、裝置和藥品以及實驗過程的操作步驟;另一方面也可以鍛煉學生的自學能力同時提高了聽課的效率。然而,現在的實驗預習往往沒有得到學生的重視,大部分學生只是將書上的內容進行了抄襲,根本沒有達到實驗預習應有的效果和目的,這些問題在實驗過程中以各種方式被暴露出來,結果不僅會造成實驗失敗的后果還給實驗室帶來一定的安全隱患。針對這種情況,需要教師有目的的對學生的預習環節進行強化干預,事先將實驗項目告知學生,并將預設問題提出,要求學生通過預習實驗教材,查閱圖書館相關文獻資料甚至借助互聯網尋求解答。當然,預設問題的提出需要教師對教材有很強的把控力,預設的問題不僅應該具有針對性而且要切合學生實際的知識水平。例如,在進行乙酰苯胺制備實驗前,可以提出以下幾個問題:(1)本實驗為什么要使用分餾裝置?(2)反應時分餾柱柱頂溫度為什么控制在105℃?過高過低有何不妥?(3)除了用水作溶劑重結晶提純乙酸苯胺外,還可以選用其他什么溶劑?(4)本實驗采取了哪些措施來提高乙酰苯胺收率?將問題提給學生后,學生將會帶著這些問題運用各種方式去獲知問題的答案,獲知答案的過程中,學生必須了解實驗的目的和原理,對實驗裝置和實驗藥品的物理性質有了清楚地認識,對實驗的步驟也會進行深入地思考,使得學生對于實驗有了全面、深刻的認識,達到了實驗預習的目的,調動了學生學習的積極性,培養了學生的自學能力。
2.2讓學生在實驗過程中帶著問題積極思考
一以有機化學實驗為起點
培養本科生科研素質從以上參與有機化學實驗教學改革的學生中,組建本科學生課外科研興趣小組,長期指導學生進行課外科研實驗、資料查閱、實驗設計、學生課題申請、論文撰寫、課外學術作品競賽和考研輔導等一系列的提高學生科研素質為目的的活動。在教師的合理引導下,在筆者所進行教改的2個實驗班中,實驗組有多達18名同學主動強烈要求進入教師的科研實驗室參與課外科研活動。由于學生的課余科研活性以不影響學習為前提,因此筆者隨后挑選了14名成績中等及以上的同學,分成了2組,在一年二期的時候分別進入了兩個不同實驗室。與筆者以往通過其它途徑所帶的課外興趣小組的學生相比,這些學生思想動機總體相對較端正,除了5個學生由于急功近利、功利思想較強等原因而中途流失外,其它學生一直踏踏實實,完成了多個環節的課外科研活性內容,堅持到大四完成畢業論文。在進入實驗室初期,這些學生跟著老師或不同研究生學習一些最基本的實驗技能,同時也參與研究生的文獻檢索、實驗設計、匯報等工作。經過一個學期的鍛煉后,盡管有專業知識的限制,但是由于學生的主動積極進取學習,大部分同學已經掌握了所在實驗室的基本實驗技能,熟悉了所在實驗室專業中文期刊的檢索,也初步懂得了簡單實驗的研究方案、技術路線的設計。經過一年的培養后,在教師的指導下,學生設計并進行了獨立的科研實驗。在二年二期的時候,利用前期實驗結果,指導學生撰寫并積極申報省、校級大學生創新科技計劃項目。課題完成時指導學生撰寫科研學術論文,利用取得的科研成果指導學生參與大學生課外學術作品等競賽。以上完成的學生科研課題同時可以作為學生的本科畢業論文。由于科研課題在大三基本完成,因此,在大四時學生可以全身心的投入考研或者其它與就業相關的個性化活動中。通過三年多的課外科研活動及組隊參與挑戰杯作品競賽,學生的潛力得到了充分的發揮,不僅培養增強了學生進行實驗設計、動手操作和論文撰寫等方面的科研能力,也鍛煉提高了學生的自制力、毅力、團隊協作等方面的能力,整體綜合素質較高。例如,首先組隊的兩組學生中先后申請并完成了三項省大學生科技創新活動計劃項目和多項校學生科研項目;同時也發表了學生第一作者的論文或會議論文3篇;其中一組學生的作品獲得了第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎;由于畢業論文是幾年積累的結晶,這些學生的本科畢業論文整體水平較高,避免了目前普遍存在的本科畢業論文來自于教師科研成果的“拿來主義”。其次由于小團隊有自己的目標和信念,大部分同學都能夠至始至終堅持利用課外時間進行充電,其中有3個同學從大學一年二期到三年二期暑假,每個寒暑假都能留在實驗室做實驗,每個寒暑假只休息兩周時間。再次,在所帶教的學生中,學生的學習成績總體不是特別好,只有一人次拿過一等獎學金,但由于綜合素質強,在研究生考試中脫穎而出,有5人考取了碩士研究生,其中有北京大學和浙江大學各一名(整個學院當年考取985學校研究生僅僅3名)。
二小結與重點
院校相比,由于一般院校藥學本科學生總體科研素質相比較弱,如何個性化的提高一般院校藥學本科生的科研素質是非常重要的課題。筆者通過小范圍的以有機化學實驗教學為基礎/起點培養一般院校藥學本科學生的科研素質的探索,能夠充分發掘出具有科研潛質的學生,并激發出了學生在科研方面的潛能,學生的綜合素質也得到了進一步提升,能夠為一般院校藥學本科生進行科研“早教”提供一定的參考。
作者:吳建章 單位:溫州醫科大學藥學院
通過基礎實驗技能的培養、有機合成實驗的進一步練習,在學生打好基礎的前提下,開展綜合設計性實驗。實驗教學初期,教師在講授有機實驗基礎操作的時候應做到搭裝置示范,認真講解,耐心指導。在學生打好基礎后,就應該調整教學方案,改變教學模式,由主角變導演,將學生放在主角的位置上,打破傳統教學中學生被動接受的弊端,采用討論式、提問式、啟發式、發現式等多種方法引導學生,由他們自己主動地去完成對本次實驗課內容的理解和掌握。由有解實驗變為求解實驗,由知識積累變為智能開發。這種教學模式,對提高學生的主動性和獨立思考能力起到積極作用。設計性實驗可從實驗教材中已有的合成實驗的反應條件、實驗裝置的優化出發,逐步擴展到給定目標化合物,同學通過查閱文獻、參考書,設計合成路線、實驗裝置,最終合成目標化合物。綜合設計性實驗的開設,對于培養學生獨立進行科學實驗的能力、良好的科研素質、獨立獲取相關文獻資料的能力都起到了決定性作用。
2采用微型化實驗方法來代替部分常規實驗方法,減少實驗事故的發生
微型化學實驗是由美國的Mayo博士及其同事從1982年開始研究并試用的一種新型實驗方法。它是以微小量的試劑,在微量化的儀器裝置中進行實驗。其試劑用量是常量制備實驗的十分之一至千分之一,固體約為10mg~100mg,液體約為0.1mL~2mL。由于有機實驗試劑毒性大,揮發性強,易燃易爆,因此有機實驗的安全教學一直是教學中的一個重點。微型化實驗的優勢主要表現在實驗試劑用量少,輔助材料用量少,反應時間短,不僅降低了實驗成本,而且相應減少了爆炸、著火、中毒等事故的發生率,改善了實驗環境,極大地減少了實驗過程對環境的污染,提高了教學質量[6]。目前,北京大學、山東大學、中山大學、云南大學等全國幾十所高校均把微型化實驗列為有機實驗教學的內容。北京大學摸索了小量-半微量有機合成,已在教學中使用多年,效果良好,值得我校學習。
3盡量使用低毒無毒的有機試劑,創建綠色環保的有機實驗教學體系
在實驗內容的安排上,應努力實現綠色化。綠色化學的基本內容是:由無毒害的原料,在無毒害的催化劑、溶劑等反應條件下,獲得對環境友好的產物[7]。有機化學實驗不可避免地會產生一些三廢,在有機化學實驗過程中應該合理收集和排放三廢,如對廢棄物不處理隨意排放,不僅對環境造成污染,而且會淡化學生的環保意識,養成不良的實驗習慣。在實驗操作中要求學生將實驗中產生的廢氣進行處理、對廢液進行回收處理、對產品進行回收利用。近些年,我校在這方面做出了努力,如將基本無毒的環己烷代替苯做為共沸除水劑、反應溶劑,將乙醇代替甲醇做為重結晶使用的溶劑,及時進行實驗三廢的處理等。但總體感覺力度過小,有待進一步加強。
4及時向學生介紹實驗新技術新儀器,與時俱進
儀器設備陳舊是高校實驗教學的一個普遍問題,這不適應日新月異的實驗技術的發展。為培養適合社會的新型人才,在教學中應注意及時將先進的儀器技術設備介紹給學生,例如:在介紹熔點的測定時,除介紹了毛細管測定法外,還應介紹顯微熔點儀、電熱熔點儀、熱分析儀測定法,并演示顯微熔點儀測熔點的操作;在介紹普通蒸餾裝置時,應將旋轉蒸發儀介紹給學生并作演示實驗;在介紹制備化合物的紅外光譜時,應使用傅立葉紅外光譜儀就學生自己制備的產品作譜圖,這樣不僅擴寬了學生的知識面,開闊了視野,而且增強了學生的實驗動手能力,提高了學生的學習積極性。
5建立完善的考核制度,加強實驗教學質量調控
實驗成績考核制度直接影響著學生的學習態度和積極性。規范實驗考核制度能充分調動學生學習的主動性,對提高學生的實驗動手能力、獨立思考能力和創新能力起到了至關重要的作用。為了能客觀公正地反映學生的實驗能力,筆者認為有機實驗成績應改變原來單純憑印象給分的錯誤方法,而由平時考核、實驗筆試和期末考核三部分綜合量化給分,具體實施方案如下:注重平時考核,加大其在總成績中的比例教師對于平時實驗的考核應分兩部分組成。一部分是由出勤率、實驗態度、實驗裝置的搭建、實驗結果、衛生情況等組成,另一部分是實驗預習報告、實驗記錄、實驗報告成績。教師針對以上提出的幾個指標制作實驗考核卡片,以5分制及時記錄學生實驗情況,期末將每次實驗的成績總評而給出平時成績。
6開設實驗基礎內容筆試,進行量化考核
為了預防學生只會做實驗而不懂實驗原理的現象出現,在學期末安排實驗筆試考試。考核內容主要是有機化學實驗的重要知識,包括實驗室規則及安全常識,化學儀器的使用和養護方法,基礎操作的原理及適用范圍等。設置期末考核實驗,充分反映學生的實驗動手能力在學期末,安排一個全面涉及基礎操作的合成實驗作考核。就實驗預習報告、實驗態度、實驗裝置的搭建、實驗情況記錄、實驗報告(要求當場交)完成情況、衛生情況等方面作綜合考察。
7結語
一、目前現狀:
在大部分地區的初中階段教學中普遍存在靠大量的習題訓練,大量的家庭作業來提高教學成績的誤區,呈現出小小年紀的學生學的很辛苦,老師批的叫苦連天的惡性循環。
二、分析原因:
應試教育的產物,中考的指揮棒讓我們的老師不敢輕易放手孩子,尤其在視成績為生命線的名辦學校更是不容得有閃失,還有各個學科之間的相互競爭,可以說:大家都在搶占先機,還有理科教學的特點:會的不一定能做對,眼高手低的人不少,規范書寫方面的加強仍需做,眼過千遍不如手過一遍。面對當下這些從開始就每天為著作業而“努力”的孩子們,如果說減作業,怕的就是成績無保障。
三、研究舉措:
在我們組加入小課題研究后,大膽嘗試課堂學案優化設計,課后作業優化設計,組內成員分工合作,將一學期的教學內容分工,說課,強調注意點后,花大量的時間搜集素材,例題,跟蹤練習,制作出一配一的課時、課后作業學案,規定課后作業完成時間不超過30分鐘,題目控制在10個以內。做好之后提前打印出來,在備課組活動時間每個成員動手做,卡時間,去除繁難題目,去除重復訓練。在結合學校大的方針對學生課后作業情況跟蹤統計,強制控制課后作業時間,新的實施方案,讓學生們根據個人的實際學習需要,高效完成作業后可以進行一些思維的訓練,從而開拓視野,增加信息量,切實做到為學生減輕過重課業負擔。
四、反思感悟:
1、我時常感嘆:學生的能量是無限大!在我們平時的教學中要敢于放手,充分信任學生,給學生足夠的思考空間。我也在積極的做著一些嘗試:限時做題,批改直接在課堂,尋找第一思維拿下者,訓練一題多解的方法,培養小老師......,盡可能做到只要有一個學生會做自己就不講,在課堂營造一個競爭場,自己就是一個評判者,點化思維的人,真正的把課堂的主導權交給學生,功夫下在課前,讓課堂成為學生的展示的舞臺。今年我們是初三畢業班,一二輪的復習所制作的學案作為前一天的30分鐘課外作業讓學生先做,課堂就是學生各種做法的交流,可以大大激發學生的積極性,提高課堂效果。
2、優化作業設計,減輕學生負擔實現的先決條件是:實現課堂的高效、有效,每節課中要能使學生的思維有所發展,絕不是學生會的內容的簡單重復,思維的點撥要有啟發性,而不是生硬的灌輸,實踐證明喂給學生的東西,如果不是自己吃透的,他還會給你吐出來,這就是我們教學中講過的學生仍然不會或做錯,就像我們一位語文老師調侃學生的:那些年你錯過的字,這些年你還是錯的!在個性張揚的現代孩子,走思維去模仿重復才是發展之路!
3、尋求解脫:當下的考試制度改革過程中,我們的孩子還要參加中考的檢閱,我們老師能做的就是幫孩子們精簡訓練習題,扎實研究考點,針對模擬訓練中容易錯誤的幾個題位,每天做一個思維訓練,真正體現數學是思維的體操!