发布时间:2023-11-02 10:15:15
绪论:一篇引人入胜的有机化学心得体会,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)20-0277-02
化学是一门以实验为基础的学科,其中实验课是化学专业课程教学的重要环节,也是学生从理论课程的学习向从事科学研究过渡的重要桥梁。尤其是有机化学实验,以郑州大学化学与分子工程学院化学专业本科生的课程安排为例,有机化学实验课程分两学期开课,每学期100学时,共计200学时,是化学专业中学时最多的实验课程。本门课程对于巩固学生有机化学基础理论知识、锻炼其动手能力、培养学生观察和分析问题的能力起着至关重要的作用。如何让有机化学实验课起到桥梁作用,帮助学生顺利地从理论学习的模式转入科学研究的模式,笔者根据有机化学实验课程的特点,结合自己的教学经验,从教学观念的转变、教学方法的改进、评价系统的改革三个方面探索本科生有机化学实验教学改革,以培养学生的科研素质和综合能力。
一、实验课教学观念的转变
1.任课教师在思想上重视有机化学实验课教学。本科教学不仅要传授给学生基本的理论知识,更要结合教学实践培养学生独立从事科学研究的能力[1],为其以后能够更好地适应研究生阶段的学习、科研打下良好的基础。实验课程对于培养学生的科研素质和能力起着重要的作用,然而目前在很多高校实验课程并未受到应有的重视。例如,有机化学实验课经常被视为有机化学理论课的附属课程,一般年长且经验丰富的老教师不愿意去带实验课,最后只能安排一些新进的年轻教师去带课。与此同时,许多任课教师力求简化、敷衍了事,对学生放松要求,这无论是对于学生还是教师都是不利的。解决这一问题的方法是让拥有多年教学经验的老教师或是科研做得比较好的教师参与其中。这样,一方面经验丰富的老教师能将其教学经验传授给年轻教师。例如在《用脂肪提取器从茶叶中提取咖啡因》的实验中,由于中间回流、提取的过程时间较长,我们可以采取先给学生讲解如何提取装置的组装,待装置搭建好,体系开始回流后,再讲解后面的实验内容,这样既节省了时间,同时也避免了实验过程中空出时间,导致学生没事情做,凑到一起说笑,玩手机。另一方面,教研室多年积累的优良、教风、教学传统也会得以传承,起到了薪火相传的作用。此外,教师可以在课堂上渗透一些与课程相关的前沿科技知识,科研做得比较好的教师甚至可以将他们平时科研过程中的心得体会讲给学生,以提高学生对化学学科的兴趣。例如,在讲《化合物熔点测定实验》时,我们使用的是毛细管熔点测定法,而现在我们做科研一般是用数字或是显微熔点仪,后者显然要比前者更加精准,但我们为什么还要使用前者呢?这是因为毛细管熔点法虽然不是最精确的,但由于样品用量少、简便易行,还是被广泛采用的,而且它是《中华人民共和国药典》确认并采用的方法。
2.引导学生正确认识实验课,培养其综合的科研素质。大学生多年来学习过程中形成了重理论、轻实践的观念。如何转变学生的这种观念,任课教师要起到引导作用。首先是对有机化学实验认识观念的转变,跟理论课相比,实验课更要重视课前预习(很重要,这相当于科研工作中的文献阅读),还要消除学生的两个误区(即使是化学专业的学生对于有机化学实验也会有极端的认识):一种是一说到有机化学实验马上就想到的是易燃、易爆、剧毒等,于是做实验时畏首畏尾;另一种是要有“奋不顾身,敢于牺牲”的精神,只有这样才能取得成就。这两种极端的认识对于学生的成长是很不利的,前者会对有机化学望而生畏,久而久之学生会对这门学科失去兴趣;后者容易在实验过程中造成事故。因此,作为教师要在教学过程中及时地纠正学生的错误想法,帮助学生正确认识有机化学这门学科。例如在实验中涉到有危险性的试剂或操作时都要重点强调(如浓硫酸、金属钠、乙醚等)。通过具体地讲解试剂的特点、性质和使用注意事项,既让学生对相关试剂、仪器有了正确的认识,也有助于学生养成规范操作的良好习惯,提高其安全意识。此外,还要注重学生其他科研素质的培养,如实验现象的观察、严谨与实事求是的态度、团队合作意识等,以全面提高学生的综合能力。这对于学生将来无论是在国内外攻读研究生还是走向工作岗位都将是受益匪浅的。
二、实验课教学方法的改进
1.课程讲解增加互动提问环节,让学生尽可能参与其中。作为教师不应恪守传统的教育观念,尤其不能照搬理论课教学的模式。通过实验课的教学,我们不仅要教会学生本门课程里所涉及的若干反应原理、实验方法和操作等,更重要的是要培养学生发现问题、分析问题、解决问题等综合的科研素质与能力。另外,实验课的教学不能像理论课那样只有教师在讲,讲完大家就去实验。有的教师把整个实验的内容讲得非常仔细,所有的注意事项也完全指出。即使这样也可能会出现两种问题:(1)学生做完这个实验并没有真正掌握该实验,他们只是“照方抓药”地完成实验内容,对于培养学生的科研能力作用并不大;(2)还有一部分学生,实验做得并不顺利,这是因为他们只是应付性地完成了预习报告这一环节,并没有真正地理解实验。当教师在讲到关键问题或注意事项时他们并没有意识到其重要性,也并不能理解其中真正的原理,导致实验过程中状况百出。因此在实验讲解过程中,教师不能平铺直叙地讲解,要举一反三、前后知识联系,因为实验课上很多用到的知识都是理论课上学过的,同时多以提问的形式增加与学生的互动,这样既对学生的课前预习是一种监督,也有助于学生对知识的掌握。此外,要鼓励学生多提问题、发现问题,提出问题也是一种能力。
2.丰富教学形式,提高学生的积极性与兴趣。与理论课相比,实验课的教学形式可以更丰富些,既然学生是课堂的主体,就应该尽最大可能地让学生参与其中。这个过程可以循序渐进,从前面说的提问环节可以逐渐过渡到让学生上台来讲(比如:实验原理或是实验中要注意事项等)。在此基础上,可以让学生试着来讲解全部的实验课内容,让学生自己做一次“教师”。多媒体教学已经渗透到了所有学科,随着网络技术的不断发展,如果实验室配备了投影仪,可以让学生将要讲的内容制作成幻灯片来讲解,将全班学生分成若干个小组,每一组负责一个实验,课前做好充分的预习,并查找资料,制作幻灯片,讲解完,其他同学也可以提问。在学生讲完之后,教师再进行点评和注意事项的强调。这种教学形式,在完成教学任务的同时,使学生的能力得到了锻炼,同时也丰富了教学形式,活跃了教学气氛。
三、评价系统的改革
有机化学实验虽然是一门独立的课程,但一般只作为考查课,即其成绩是根据学生平时的表现,由任课教师打分。由于学分比较重,学生还是很重视的,如果只对教学形式进行改革而不改革成绩的评价体系,可能会造成打分的不公平。实验课的成绩一般由预习报告、实验操作、实验结果、实验报告等几部分组成,但很多时候任课教师还是很看重实验反应的收率,这种考核方式引起的后果是学生只是片面地追求产物的收率,根本不注重实验过程,进而忽略了对于规范实验操作和实验安全等方面意识的培养。因此,只有将评价方式也进行改革,学生才会真正用心去对待每一个实验、每一步操作。在基本按照上述几个方面进行评分的原则下,侧重于课堂表现和实验报告两个方面。课堂上的表现,不只是实验操作,还包括学生回答问题的情况、遇到问题时能否主动去思考解决问题的办法以及实验结束后打扫卫生的情况等。在实验报告方面,不只是看其是否书写的清晰,还要看实验现象、收率、实验结论是否记录的规范完整,实验日期、实验装置图是否准确记录,以及课后的思考题或是实验中遇到的实际问题,是否做到了认真思考,并分析其原因给出合理解释。上述这些方面是能够真正反映一个学生是否用心去做实验,是否认真观察和记录实验。对于实验所得的产物,要综合分析其收率、颜色、状态等并给出评价。例如,如果一个学生本次实验不是很成功,但其操作规范,并且能够在实验报告中对其相应的结果做出合理的分析,那么本次实验的分数就不会太低。相反,如果某学生本次实验虽然结果很好得到产品收率较高,但在实验过程中有很严重的违规操作,或者书写实验报告时照搬教材或抄袭他人的实验结果,甚至杜撰实验数据,也要对其成绩适当扣分,严重者甚至要对其进行警告。此外,还要鼓励那些在实验课堂上能够积极主动地思考、踊跃发言的学生提出自己的观点[2],注重培养学生的发散性思维和创新性思维。对于在这些方面表现优秀的学生要适当在其总成绩中加分。
四、结语
以上是笔者在有机化学实验教学过程中的一些心得和体会,从学生的反应上来看,取得了良好的教学效果。其所带班级的学生中,有的在国家大学生化学竞赛中获奖;有的出国深造;有的被保送到中科院或“985”重点高校。有机化学实验课作为化学专业课程教学中的重要环节,对于培养科研素质好、综合能力强的高素质人才起到了积极的作用。
中图分类号:G420文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)09(a)-0148-02
关于大学教育过程中“教学”与“科研”关系这一问题,早在18世纪末文艺复兴时期,科研在大学中占据了一席之地的时候就开始了讨论与演变,教学与科研之间的关系是大学中的根本问题[1]。19世纪初期,科研在大学中的重要地位正式确立。进入20世纪,大学教育中教学与科研的关系从“统一”逐步成为彼此“独立”。我国在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中指出“促进科研与教学互动、与创新人才培养相结合”的指导原则,为我们调整工作中“教学”与“科研”的关系提供了新的方向和依据[2]。
有机化学是一门依托实验的学科,实践性很强,因此,无论是教学还是科研都很重要。根据追踪统计,中药学专业的学生本科毕业后,多数学生选择考研,继续深造,毕业后将从事科研工作。这种形势对我们的本科教育提出很高的要求。本科教育不单要传道、授业、解惑,还要依托科研实验教学培养学生的科研素质和能力,为学生更好适应后续学习工作打下良好基础。笔者根据在该校2012级中药学专业开展的课堂教学改革实践结果,浅谈一下有机化学教学和科研工作的关系及对中药学专业学生创新能力培养的尝试和探索。
1有机化学在中药学相关专业中的地位和作用
有机化学是来源于有机体,发展于有机体,并融合在化学学科的发展中逐步形成的一个较为独立的分支学科。有机化学学科是药学和医学学科的重要支撑。因此,有机化学课程是这些相关专业重要的专业必修课,它是药理学、药物分析学、药物化学、药物设计学等很多后续课程的理论基础。同时,有机化学与现代中药学的发展也是息息相关的:(1)现代有机化学科学研究水平的迅速提升大大地加快了新药的研发进程。作为中医药其有效成分大都是有机化合物。因此,有机化学研究水平的提高会促进中药研究的发展,使中药的新药研发在很大程度上受益。(2)现代有机化学的快速发展为中药现代化提供了重要手段。中药经过几千年的发展形成了自身完整的中医药理论体系,与西药只需单一成分发挥作用不同,中药按照中医理论使用的药品有着自身的特殊性。中药现代化需要有机化学研究中最新的科技手段、方法及设备融入到中药研究、生产和临床应用的每一个环节,促进中医药不断发展完善的一个过程。(3)有机化学相关技术对中药质量控制起着决定性的作用。由于中药药品的特殊性,目前一些中药生产过程中还缺乏科学规范的质量控制标准,不同批次和不同生产厂家的同一产品在物质组成上常常存在较大差异,产品质量不稳定,不仅会影响疗效,甚至还可能发生不良反应。
中药学专业主要是培养在中药研发、生产、经营和检测等一线工作中的应用型专门人才。有机化学做为历史悠久的基础学科与中药学的相互交叉、渗透和融合已经是一个必然的趋势,并逐渐成为中药学学科发展的坚强支撑,在中药学发挥自身优势的同时,其科学性和可测性更易于让人们接受。因此,突出有机化学教学科研在中药学人才培养中的地位和作用,加强中药学与有机化学的化学结合,将有利于中药学相关专业学生创新能力的培养,有利于中药实现现代化,走出国门走向世界。
2河南中医药大学中药学相关专业有机化学教学现状
依据河南中医药大学2011年培养方案,中药学、中药制药学、中药资源与开发等专业开设有机化学为必修专业基础课,所占学分6.0分,课程分两个学期完成,理论学时108,实验学时56。有机化学与后续开设的专业课程,如:药物化学、药物合成化学、中药化学、药物分析化学等课程联系紧密,同时也是药学相关专业的考研必考科目。目前该校的情况是有机化学课程教学内容较多、课时相对较少、学生学习的压力大。在有限的学时里,怎样使学生扎实掌握有机化学的基本理论和知识,夯实基础,又从根本上使学生产生浓厚的兴趣,为学习后续专业课程,甚至为将来从事的科研工作埋下兴趣的种子。这种现状对有机化学任课教师的教学方法和能力提出了較高要求。笔者多年从事有机化学课程教学,通过在工作中实施教学和科研的交融实践,总结出了一些心得体会,现与大家分享交流。
3有机化学课堂教学和科研的关系
早在19世纪初,德国教育学家洪堡就已经提出“高校应该是研究与教学的统一体”的观点。到20世纪末,大学中的科学研究伴随着各国政府对高等教育投入减少和大学之间竞争加剧而倍受重视,地位和重要性与教学可以说并驾齐驱。2016年是“十三五”规划的开局之年,规划中明确提出:围绕提高科技创新能力、建设创新型国家,以高层次创新型科技人才为重点,造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。因此,探索创新教育模式,着力培养学生科学精神、创造性思维和创新能力将是今后很长一段时期内大学教育的重点工作。
在当前的形势下,高校教育中的科研工作与课堂教学密切融合,两者相互促进。“教而不研则浅,研而不教则空”,“科研是源,教学是流”。协调好教学与科研的关系将使两者会相互促进,偏离或偏重了某一方面,势必会削弱另一面,都不利于人才创新能力的培养。科研工作与课堂教学的交融不仅有利于学生对所学理论知识的消化吸收,激发学生学习新知识的欲望,培养其创新能力,更有利于缩短学生知识面与前沿科技发展的距离,为其将来适应快速发展的社会提供前提和保障[3]。
4有机化学教学与科研工作融合的探索
针对当前的形势和该校的实际情况,在教学过程中采用课堂教学渗透法、教学启迪法、创建科研兴趣小组、设立大学生创新性项目、举办本科生学术沙龙、开展学术前沿讲座等方式建立教学与科研之间的桥梁,培养中药专业学生的科研思维和科学素养,为中医药的跨越式发展储备更多的专门人才。笔者进行的探索主要包括以下几个方面。
4.1在教学设计中体现最新科研成果
课程设计是科研成果快速应用于教学环节的一种有效途径。结合课堂讲授内容,引入历史重大科研成果对人类生活的影响,将科研思维和科研动态渗透到课堂,激发学生参与科研活动的欲望和冲动。比如引入诺贝尔化学奖:1901年开始颁发第一届诺贝尔奖,到2000年的一百年间,Nobel化学奖共91项,其中有机化学方面的有56项,占61.5%,由此可见有机化学对人类生产生活的影响之大。再如,2015年,屠呦呦因发现治疗疟疾的新药物青蒿素,而与其他两位科学家共同获得2015年诺贝尔医学奖。这样将诺贝尔化学奖融入教学中,不仅激发了学生学习有机化学的兴趣,同时也使学生意识到有机化学与人类的密切关系。
4.2鼓励学生参与创新项目
河南中医药大学的大学生创新学习项目也是学生培养过程中的一个重要环节,这些项目具有综合性、实践性和创新性等特点。教师在日常教学过程中将科研成果转化为创新学习项目,为学生参与科研活动提供了机会,同时,在指导学生实施项目的过程中,启发和提示自己对项目进展的理解与思考,有利于促进对科研项目进一步研究和探索,两者相互促进,相互提高。
4.3在研科研项目分解为本科毕业设计课题
对于本科生的毕业设计,应尽可能与教师科研课题相结合,这是科研融入教学的一大体现。科研课题综合性比较强,目标任务比较繁杂。将大的目标分解为小的子课题,设计成本科生毕业实习课题,可以培养学生的创造性能力和创新思维,又能很好避免毕业论文的复制现象。可以使学生初步掌握科学研究的思维和方法,养成严谨的治学态度。
4.4以科研成果反哺教学工作
课程教材编写是课程建设的重要内容,是教师专业知识升华的重要体现。高质量的教材直接反映出编著者对专业知识的前瞻性和严谨的科学思维逻辑。在教学过程中就是将一些新的科研成果及时写入新编教材,丰富课程内容,开拓学生视野,让学生更乐于接受和掌握最新技术和成果。
5教学与科研结合的总结与展望
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)03-0074-02
有机化学是一门探讨有机分子结构性质、有机反应途径机理以及相关产物分离与结构鉴定的基础科学[1]。在本校环境工程专业本科教学计划中,有机化学被列为学科基础课程,面向动力机械环境材料类学科(动力、机械、土木工程、环境工程、暖通空调、材料科学等)二年级学生开设。通过这一课程的学习,学生可以系统掌握有机化学的基本理论、基础知识、发展方向以及其交叉学科的热点技术,为后续专业课程学习打下良好基础。然而,虽然已经修过普通化学,学生在学习有机化学时依然容易感到内容多、头绪乱,学习吃力。这除了与有机化学覆盖面广、知识繁杂、理论抽象的学科特点有关外,下述几个因素也不容忽视:(1)本课程的学时设置为32学时,课时较短。(2)为提高教学效果,课程内容有大幅度删减,仅保留了跟环境工程学习联系密切的部分,导致课程体系存在缺陷,知识环节容易脱节。(3)学生基础薄弱。部分学生甚至在高中阶段没有学习过化学,跟不上课程正常进度;(4)学生对于环境工程专业设立有机化学科目感到迷惑,觉得和专业相关较少,学习积极性和主动性打了很大折扣。针对上述问题,作为教师,我们有意识地在提高学生兴趣、改进教学方法、知识复习和梳理等环节进行改善加强,获得了不错的教学效果。在此,总结了一些心得体会与大家交流分享,以便更好地推进有机化学教学。
一、讲好绪论,正确引导
绪论是整个有机化学教学的简介部分,其重要性不亚于内容中的正式章节[2]。讲好绪论部分,阐明有机化学学习的重要性和必要性,才能使学生真正发挥主观能动性,力求积极主动地学好后续章节。在这一部分,教师介绍了有机化学的发展简史,有机化学的一些基本概念与发展前景,并概括了有机化学的教学特点、重点和学科学习方法,希望学生对所学科目加强了解的同时明确学习的目的。教师特意阐述了有机化学和环境污染之间的关系以及环境工程在环境污染治理过程中扮演的角色。虽然涉及较浅,但能在一定程度上引导学生去思考学习有机化学的必要性。通过11种农药“喂养”的豆角、可爆炸的西瓜,到富含有机物的工业废水排放,以及挥发性有机污染物充斥室内外环境等生动的例子,学生开始意识到媒体报道的各种环境污染和有机化学都有着千丝万缕的关系,有机化学是后续专业课程的学习基础。
二、改进教学环节,促进教学互动和教学相长
在授课过程中,我们发现大多数学生课前不预习,课后不复习,作业也是应付了事;刚开始上课时学生精力比较充沛,注意力也集中,慢慢地就开始左顾右盼,交头接耳,甚至伏案呼呼大睡;有些学生则抱着课外书读得津津有味。针对这些情况,教师对教学环节作了如下改进:
1.增强课程的趣味性。在相应章节适当增加了一些名人轶事、有趣的实验介绍和教师的部分实验室经历等,集中学生的注意力,活跃课堂氛围,从而激发学生的学习兴趣。例如在绪论部分讲述德国化学家韦勒因一时疏漏而失去了发现化学元素钒的机会,教育学生工作学习中不能疏忽和粗心大意;卤代烃章节中简述了化学家格利雅“浪子回头金不换”的故事,鼓励学生好好珍惜时间,不要虚度年华;旋光异构部分提到了帕金森症的治疗药“左旋多巴”和法国科学家巴斯德第一次用镊子分开左旋和右旋晶体;芳香烃苄基氧化过程中,介绍实验室曾经滴加浓硫酸过快,反应物冲出瓶口,把一个学生吓得发誓以后再不做有机试验的经历等。通过插播类似“小广告”,可以让学生耳目一新,大大提高了学生的注意力,使学生在学到书本知识之余,也一定程度上拓展了知识面,了解了一些试验技巧。
2.加强教学互动和教学相长。中国“90后”大学生勇于展现自我,自信张扬,逆反心理较强[3]。他们要求教师的授课角色顺应时展,从“教育者”和“管理者”的角色转变为“服务者”。因此,要真正做到教学互动和教学相长,就需要建立平等的师生关系,创造良好的互动平台。课前和课间,教师都留下一些时间和单个学生交流学习情况。和学生一对一地交流,会让学生感觉被关注,更容易接受一些建议。在课堂上,教师也努力改变“满堂灌”的做法,讲解时会经常询问学生的理解情况,鼓励他们随时提出自己的观点或困惑。课后欢迎学生就有机化学课程进行交流探讨。这些行动相当程度上改变了过去老师高高在上、学生俯首帖耳的课堂模式。“90后”大学生远远不满足自己只是受教者的身份,他们很喜欢尝试受教和参教两种角色。有机化学不可避免涉及到化学方程式、电子结构、分子构型等抽象概念。仅仅依赖书本上的枯燥文字和简单图片,学生难以真正把握知识的内涵与本质,而电子课件可以作为有效的补充。教师号召学生与自己一起进行课件插件制作。事实证明,学生具有丰富的想象能力和创造力,他们画的结构式、机理示意图效果出众。而在参与过程中,学生们对一些抽象概念也加强了理解,学习兴趣大增。此外,教师也注意到这些电子课件虽然比起板书更形象直观,可以快速传递教学信息,提高课堂效率。但也同时可能造成授课速度过快,学生无法跟上进度等问题。而采取课件和板书相结合的方式,互为补充,相得益彰。
三、注重复习梳理
有机化学表面上知识点众多,反应繁杂,机理各异,但万变不离其宗,几乎所有的有机化学内容都能归结到化合物结构和性质上。对于初学者来说,如果不了解这点,就容易死记书本上散落的知识点,难以构建有效的知识体系,即所谓的“捡了芝麻,丢了西瓜”。针对这一现象,教师对交叉知识点反复提及和前后印证,如在绪论部分已经把有机化学中几种反应类型讲解清楚,课程以后涉及每个反应都会自动归类到基本反应类型中。又如介绍完SN和E反应后,每次遇到一种底物,都会要求学生预测在不同条件下的反应产物,以期学生能熟练掌握;每次课和每章节都进行复习梳理,这样有助于学生把本堂课和本章内容有效组织起来,整理成知识单元;而全部内容学完之后的总复习则有助于学生把知识单元联系起来,形成知识网络系统。
事实证明,采取上面一系列措施之后,学生的学习兴趣和主动性有了明显提高,课堂教学氛围和教学效果有了很大改善。这不仅对本科目学生学习起到积极作用,也能影响到学生对后续专业课程的学习态度。通过教学实践,我深深体会到:教师要加强专业知识积累,注重与学生的交流沟通,以满腔的热情享受教学过程。
参考文献:
[1]陶传洲,刘玮炜,曹志凌,等.环境工程专业有机化学课程教学现状及改革[J].中国科教创新导刊,2010,(34):78-78.