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有机化学是药学专业最为重要的专业基础课程之一,对于生物化学、药物化学等后续课程的学习具有重要作用。但是随着高校专业基础课程教学课时压缩,如何在有限的教学课时内,让学生迅速掌握必备的基本知识,为今后的专业课学习奠定良好的基础,是药学专业有机化学主讲教师所面临而必须解决的问题,也是培养新时代专业人才的迫切需要[1]。因此,笔者通过分析目前有机化学课程教学中存在的主要问题,提出了改进方法,旨在提高教学效果与质量。
一、药学有机化学教学的现状
随着科技发展进步,有机化学教材的内容不断增加,结构理论、反应机理以及现代科学研究的知识相互渗透,使本来已经庞大的知识体系更加复杂[2]。而近年来随着教学改革的发展,国内高校纷纷削减课程课时数。作为一门专业基础课,有机化学在药学教学中首当其冲,课时数大为减少。以本校为例,由于教学教程改革,每学期的教学时间由20周调整至l8周,相应的学时数也由100个学时压缩至80个学时。
不少学生存在只重视专业课的倾向,而对含有杂化轨道、分子轨道、对映异构体、共振理论等基本理论的有机化学这门课兴趣不大,上课时积极性不高;另外由于各个省份高考科目的不同,导致不少同学自身化学基础知识薄弱,对化学学习不感兴趣,而且本校还有文科生和高职生,化学基础几乎为零。再加上在讲授对映异构、化学反应,反应机理时,学生感到枯燥乏味、抽象模糊,或者难以入手;在化学结构式、名词概念、反应条件、鉴别反应等学习时,同学觉得内容太多,头绪太乱,难记难学,增加对有机化学学习的畏惧心理。
二、改革药学有机化学教学的措施
(一)改革教学内容
药学专业的有机化学课时不够,使得教学效果不够理想。根本的解决方案是改进教学内容及内容安排的顺序。要立足选择符合学生认知规律、各个单元内容衔接协调的教材,以促进学生融会贯通地学习。最好配有一些练习题,可使学生通过习题及时消化所学内容。比如,笔者结合专业实际,删除了“氨基酸”、“脂类”、“核酸和辅酶”、“周环反应”以及“有机化合物的结构鉴定”等五部分内容,其中前三个内容在生物化学中会详细讲解,而最后一个内容也有专门的有机波谱学来系统学习。
(二)激发学习兴趣
兴趣是最好的老师。兴趣是一种无形的动力,是激励学生学习与创新的不竭之源。如果学生对一门课程感兴趣,就会促使他刻苦钻研,并且进行创造性的思维,改善学习方法, 提高学习效率。一个成功的教师,并不是简单地把知识灌输给学生,而是应该去激发学生学习的兴趣,使他们主动、迫切地去追求知识[3]。在教学中,我们通过利用现代教育技术,突出药学与有机化学的联系,穿插有机化学发展简史,介绍诺贝尔化学奖获得者取得的成就及有机化学在生活或社会中的典型案例,开设综合设计实验,利用网络进行答疑或讨论,培养学生的化学情感,激发学习兴趣。
(三)灵活运用教学方法
目前,国内院校关于有机化学较有影响的教学法有多种,比传统的注入式教学法优越得多,并各有优点及局限性。课堂教学中不论教学内容为何,都采用单一的教学方法,即使是启发式教学,也会使课堂教学显得单调、气氛不够活跃,易使学生产生厌倦的情绪。在课堂教学中,我们集各教学法之优点,尝试综合运用多种教学方法,根据课堂教学实际加以灵活运用。如问题教学法、研究型教学法(现代课堂讨论法)、“精讲一多练一及时反馈”三段式教学法、创新思维教学法等。通过巧设问题情景,诱导学生积极思维,营造宽松、民主、和谐、愉悦的教学氛围,鼓励学生打破常规、标新立异,引导学生积极主动地在自主、合作、探究的学习过程中努力发现问题、提出问题、探寻解决问题的方法和途径[4]。调动了学生学习的积极性、诱导学生进行创新思维,发展思维能力,增强学生学习的兴趣,大大提高课堂教学效率。例如:在学习醛和酮这章时,使用学生自主学习法,把课堂还给学生,让学生分成小组,每个小组负责一个内容,每组选出一个小组长,负责统筹工作,查阅资料、制作课件、备课、讲解所有工作都由学生自己完成。不过需要提前教会学生使用化学软件,笔者教会学生使用Chemoffice,学生对该软件非常好奇,也很喜欢学习。结果,在学生自己做主的课堂上,学习氛围很好。有一些同学以前从没有上过讲台,胆子很小,不敢在人多的场合讲话,经过课堂锻炼以后,学生胆子变大了。通过对各小组讲课和准备的情况,笔者进行了总结和评价,并作为平时成绩在期末成绩中有所体现。
(四)合理使用辅助手段
应用多媒体C A I已成为广大教育工作者改革教学方法、改进教学手段、提高教学质量 的首选途径[5]。我们运用计算机多媒体技术,制作了药学有机化学多媒体电子教案,在课堂 讲授中插入了大量动画素材。如环己烷椅式构象与船式构象的转化,SN1反应、SN2反应、 E1反应、E2反应的机理等。我们在教师的计算机装上Chemoffice软件,在课堂讲授中随时利用Chem3D制作分子模型,在各个角度来展示各类化合物的三维立体结构。突破微观限制和时间、空间限制,变抽象教学为形象教学,可以将课堂上难于用语言表达的内容形象地用计算机模拟处理,把抽象、难懂的内容变成了画面展现在学生面前,直观形象,增强了感性认识,便于学生理解、分析和记忆,课堂气氛变的生动活泼,既解决了化学原理抽象、分子结构复杂、有机反应繁琐的困难,又弥补了学生空间想象力差的不足,既体现了教师的主导作用,又发挥了学生的主体作用,教学双边关系处理得当,有助于培养学生分析问题及解决问题的能力,起到了事半功倍的效果。
(五)培养学生的科研能力
科研离不开教学,教学需要科研促进。将教师的科研融入到课堂教学中,实现教学与科研的互动是培养创新人才的需要。培养学生的科研兴趣,鼓励学生积极主动的探究科研,写科研标书,笔者辅导学生成功申请到省级大学生创新性课题,并成功完成该课题,学生发表了科研论文,学习了做科研的过程。
三、结束语
药学有机化学是药学的一门重要专业基础课。学习的目的是使学生掌握与药学有关的化学基本概念、基本理论和基本技能。我们只有使复杂知识简单化、基础知识实际化、相关 知识衔接化,这样学生易学易记,才能收到较好的效果。当然,有机化学教学是一个不断前进的过程,只有在今后的教学实践中不断努力探索改进,不断总结经验,使学生认识到学习有机化学的重要性,调动学习有机化学的积极性,最终达到促进学生学习的目的。
参考文献:
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[2]张定林,刘毅敏,赵先英.医学有机化学教学内容主线分析与课程设计[J].基础医学教育,2012,14(5):342-343.
《有机化学实验》是医院校医学相关专业学生必修的一门重要的实践性和操作性课程,属于医学专业公共基础课,对于医学专业学生理解有机化学相关知识有着重要的作用,同时对于学生解决实际问题及培养学习兴趣方面有着一定的作用。
有机化学实验以有机合成为主线,强化基础知识、基本操作和基本技能的训练,包括了有机化合物的测定、定性分析和分离方法。内容涉及实验的基本技能、经典有机实验、综合与应用性实验、研究性实验等,每个实验包括实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项和思考题等部分,以有机化学教学大纲中对有机化学实验的要求为标准,结合医学专业特点,选取特定实验项目进行教学。
医学专业有机化学实验教学是有机化学理论知识教学的再延伸,实验教学环节会直接影响到学生的动手能力及解决实际问题的能力,实验教学与课堂教学紧密配合,能够使学生有效加深对有机化学基本原理的理解和掌握,同时又能使学生掌握实验的基本方法和技能,从而使学生学会运用所学的知识,去解决实际遇到的化学问题。
实验课程的教学目标是使学生系统地理解有机化学实验基本理论,掌握有机化学实验基本操作技术,学会有机物物理常数测定、化学性质鉴别、基本制备方法和分离技术。
医学专业的有机实验教学主要分为有机化学实验常识、有机化学实验基本操作技术、有机化合物反应及制备实验、综合性实验和实验综合练习5个部分。首先从基本操作技术开始,让学生系统地掌握有机化学实验常用的一些重要操作原理和技术,以便学生能熟练掌握各项基本操作,从而为后面的实验操作打好基础。有机化合物反应及制备实验是对理论课学习的重要补充,是理解理论课内容的重要途径。综合性实验包括官能团化合物的鉴别、混合物的提取和分离及设计性实验,是综合各项操作技术的实验内容,其中设计性实验通过文献调研、方案设计及实施等科研过程,提高学生实践和创新能力。实验教学过程中,将基本操作技能训练结合在有机化合物反应及制备中,不单独安排基本操作技能训练,在药品的选择上尽量使用对环境污染小、便宜易得的药品。
根据有机化学实验课程的自身特点,结合医学专业的培养要求,在具体的实验教学中,做了如下尝试:
第一,根据有机化学实验大纲的要求,结合医学专业学生的专业特点以及有机化学理论教学的重点知识及章节,对实验项目进行有针对性的筛选,精选出实验项目,充分利用有限的实验学时,最大限度的提升学生的综合实验能力。比如对于临床专业,挑选了阿司匹林的制备,阿司匹林是经常接触到的药品,对于如何制备阿司匹林,学生表现出了极大的兴趣与热情,实验结束后,学生对于有机化学有了更直接的认识,使很多学生改变了理论和实验基本没有联系的认识,切实的意识到自己所学的有机化学知识在具体的生活、生产及实践中有着重要的应用。
第二,针对具体专业的特点,教学过程中,注重加强实验基本操作的练习及实验规范操作习惯的培养。俗语说欲盖大厦,必先牢固基础。在实验教学中,有意识的加强学生掌握基本实验操作能力的培养,可以为学生以后从事药物相关工作提供很好的基础。同时,规范的实验操作习惯的培养也很重要,规范的操作可以有效地降低实验操作过程中出现的失误,正确的化学实验操作对实验结果及人身安全非常重要,规范的操作是化学实验成功的保障。比如,实验咖啡因的提取与分离,茶叶中含有5%~10%的咖啡因,咖啡因是一种生物碱,易溶于丙酮等有 机溶剂,通过本实验使学生了解生物碱的提取方法,掌握从茶叶中提取咖啡因的方法、索氏提取器的原理和操作,通过该实验使学生掌握从天然产物中提取有机物的操作方法,为以后从中草药中分离有效成分提供基础。
第三,在实验教学中,注重以学生为中心,实现学生自我能力提高为主,培养学生积极思考及解决问题的能力。实验过程会涉及到很多问题,每个问题的解决都需要学生自己本人参与思考,同时讨论可行的解决办法,最终确定操作进程。有机化学实验往往涉及到多步序列合成实验,该类实验的特点是每一步产品的产率与纯度都关系到下一步实验的进行及最终产物的产率,这就要求学生对实验的每一个环节都要非常认真。比如实验甲基橙的制备,第一步是对氨基苯磺酸重氮盐的制备,第二步是利用偶联反应合成甲基橙,第一步对氨基苯磺酸重氮盐的生成与否及产率的多少都会影响到第二步反应,因此在进行第一步操作时要学生自己分析影响反应的因素,控制好反应的条件,从而使实验更好的向预期的方向进行。
第四,在实验教学中,注意学生创新能力的培养。在有机化学实验教学中,不但要让学生自己学会具体做法,掌握一些实验基本技能,更重要的是要引导学生寻求研究问题的思路,学会解决问题方法。在实验过程中,学生通过仔细观察、尝试实践及时发现问题,再通过相应分析思考动手解决问题,从而不断提高创新思维能力。同一个反应,采用不同的方法,得到的实验结果可能千差万别,这就要求学生根据具体的情况查阅相关的资料,分析造成差异的原因,尝试进行创新。在这个过程中,学生灵活运用仪器进行组合安装,积极主动地设计实验,极大地培养了学生的综合实验能力及创新能力。
通过以上几点,医学专业的有机化学实验教学在基本实验模块和综合性实验模块取得了良好的教学效果。学生解决实验遇到问题的能力得到了明显提高。相应的有机化学实验操作更加熟练,学生的科研创新意识及学习兴趣得到了很大提升。在今后的有机化学实验教学中,将更加注重体现以学生为本的教育理念,探寻新的教学模式及方法,为进一步提高有机化学实验教学水平继续努力。
【参考文献】
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[5]吴楠,王玉梅,徐新.大学化学实验教学改革初探[J].科技信息,2011(18):99.
【摘要】目前, 《有机化学》课程的考核方法存在较多的弊端,不利于学生综合素质的提高和创新能力的培养。针对这种情况,本文对《有机化学》课程的考核改革进行了研究,并提出了具体的改革思路和新的考核方法,效果较好。
关键词 有机化学;课程考核;改革
基金项目:广西高等教育教学改革工程项目(2013JGA151)。
作者简介:吕慧丹,湖北鄂州人,工学博士,副教授,从事有机化学教学与研究工作。
《有机化学》是化学化工、生物、药学、高分子材料等化学相关专业的一门公共专业基础课,其教学任务是使学生掌握有机化合物的基础知识(命名、性质、制备等)以及有机化学的基本规律。由于《有机化学》课程的知识点较多且分散,而规律隐藏在结构、性质之中,要真正的教好、学好这门课程, 需采用合理的教学方法和学习方法。考核方式是学习方法的导向,是学习效果的体现,要提高教学效果,必须进行考核方法的改革。
1课程考核现状
《有机化学》课程考核的传统方式是采用平时成绩和期末闭卷笔试成绩相结合的形式,这种单一的考核方法、狭隘的考核内容、强化知识识记的考核方式,导致考核僵化死板、学生死记硬背、考前临时突击、平时放松学习,不能真实全面地考核学生掌握和综合运用所学知识解决问题的能力。比如, 一个考试成绩优秀的同学,却常常无法完成一个全新、不复杂的有机合成路线的设计。这就是典型的“高分低能”。本课程现行的考核分为两个部分:一是平时成绩,占30%,主要是通过上课出勤随机点名、课堂随饥提问、课后作业三种形式评定;二是期末闭卷考试,占较大比重(70%),主要通过命名题、选择题、完成反应式、鉴别题、合成题、推断题以及简答题进行考核评定。由于闭卷考试的题量通常较大,对知识记忆能力的要求较高,而对应用能力的要求较低,导致学生的成绩较差,但这并不能反应学生的真实学习情况,即考核容易出现“失真”[1]。这种考核方式存在明显的弊端:(1)考核缺乏综合性,考核成绩以期末闭卷考试为主,容易造成“上课不听讲、下课考课件、期末背作业” 的普遍现象,产生“押考题、背重点”的错误导向,缺乏对平时学习态度、学习创造能力、分析和解决问题能力等多方面的综合评定,不利于培养学生的独立思考能力、理论联系实际能力和创新能力。(2)采用闭卷笔试为主的考核方式,会加大学生记忆的压力,造成“重理论、轻能力;重记忆、轻创造” 的消极后果,学生只按标准答案背书、背笔记,片面追求分数,而轻视自身技能、能力和综合素质的提高,应试教育倾向严重。(3)考核方式单一,除去占比重较少的平实成绩,仅用闭卷笔试的方式,只着重考核了学生的对书本知识的理解和记忆.而对学生的发现问题、分析问题、解决问题能力的培养和检验则考虑得很少,从而势必忽略实践能力的考核,并将产生重理论轻设计,轻视实验的错误导向。 (4)考核次数太少,期末考试所占比重过大,基本上是“一考定成败”,这种考试的偶然性较大,一旦学生发挥失常,就会导致考试失败,因此这种考试结果难以真实反映学生的学习情况。这种“一考定成败”式的期末考试,很容易使部分学生平时学习不刻苦,考试时“铤而走险”,进行作弊,影响学风、校风。目前,本课程的教学改革已经取得了一定进展[2],但考试改革明显滞后,这将直接影响教育教学质量的提高。
2考核改革思路
科学合理的课程考核对教学不仅具有反馈、调节、评价、促进作用,而且能转变学生的学习方式.调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新精神和实践能力[3]。为了促进学生自主学习能力的培养,全面衡量学生的学习情况,必须摈弃“为应试而学、为应试而教”的“应试教育”考核方法,进行考核方式的改革。坚持以素质教育为目标,由考核知识记忆转变为考核知识应用、考核综合能力、创新能力。结合本课程的教学目标和特点,采取灵活多样的考核方法,进行多次不同方式的考核,如平时考核、期中测验、课题设计和答辩、期末考试等方式。具体考核思路如下:(1)平时考核以课堂点名、课后作业和课堂提问或课堂做题为主.主要考察学生的治学态度和课堂内容理解能力;(2)期中测验以10周的理论教学内容为对象。通过课堂闭卷考试,反映学生掌握基本理论基本知识的能力,帮助学生及时的复习、巩固所学知识;(3)学期中期,布置课题设计任务,要求学生自行选择一个新型有机化合物的合成为课题,3人组成一个小组,通过查阅文献,利用所学知识,设计合理的合成路线、合成方法,并写出可行性报告进行论证, 分析其应用价值和实际意义,学期下旬上交项目报告书,抽取部分同学参与打分,这种考核方式将所学的有机物化学性质与有机合成研究前沿联系起来,培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力,不仅考察学生所学知识水平.而且考核实践能力、创新思维、团队合作等多方面的能力,另外,学生参与打分,将学生作为考核的主体之一,有利于提高学习积极性,使他们变成学习的主人,他们既是被考核的对象,又是考核的“老师”;(4)期末考试以开卷与闭卷相结合的方式进行,闭卷考试以命名、选择、完成反应式、鉴别、合成、推断题为主,注重考核基本概念、基本原理、基本化学性质,以及知识点之间的综合能力,开卷试题均是大题,学生可自行选择一题,根据教材、笔记、复习资料等进行归纳总结陈述解决问题,从书本上无法直接找到答案的。开卷考试可在闭卷考试之前进行,通过开卷考试把教材和各知识点进行了复习和巩固,提高闭卷考试的效率。通过这样的全方位多层次的考核最终按比例综合得出学生的课程成绩。这种方式可以很好地化解学生为了期末应付考试而进行突击甚至考场作弊的做法.比一次性考试更能反映出学生经过学习后获得的基本知识水平和培养成的实践能力,能够较好地衡量教学效果。
3考核改革的具体做法
本课程考核方法的改革包括四部分:
3.1平时考核
平时考核以课堂考勤、课后作业和课堂提问或做习题四种形式进行。在设置授课计划时,根据18周的教学安排,进行6次课堂随机点名,8次课后作业、随堂问答或课堂做题,每人至少一次机会。课堂点名主要是考核学生的治学态度,提高课堂教学出勤率,督促学生认真学习;课后作业主要是以每章的课后习题为主,考核学生对本章知识点的掌握情况,要求学生在规定时间内完成并上交,批改后记录成绩,让学生实事求是完成,允许大家互相探讨.但不允许互相抄袭,批改时发现有90%雷同,视为抄袭,加大抄袭的惩处力度,如抄袭一次,平时考核成绩记为0分;课堂提问或课堂做题,根据当堂课的教学内容而定,考查学生的现场理解能力,表达能力和思考能力,促使学生积极地参与课堂教与学,形成良好的师生互动,形成反馈机制,改进教学质量,对于积极配合教学、主动发言并正确回答问题的同学,可适当加分,对于上课玩手机、讲小话的同学进行扣分。
3.2期中测验
为及时检查学生的阶段学习情况,使学生了解自身学习状况,调整学习方法,进行期中测验。当学生完成一定的学习任务后.通过阶段性课堂测验来对学生进行考核.目的是测试学生的阶段性知识掌握情况,以调整教学进度,帮助学生改进学习方法。根据教学安排,第十周进行一次课堂闭卷笔试,试卷设计时尽可能涵盖所讲的知识点.试题量要足够,让学生无暇考虑作弊的事情。
3.3课题设计
学期中期,布置课题设计任务,让学生通过查阅资料,应用所学知识,积极发挥创新思维能力,分小组合作完成一个研究项目报告书,题目类型是具有实际应用价值的新型有机化合物的合成。论文以小组形式分工合作完成,3-4人一组,要求小组成员必须明确分工,论文准备阶段所有组员参与搜集背景资料"素材和小组讨论,确定论文选题,具体工作包括收集整理资料, 报告书撰写,答辩ppt的制作,演示文件,交流报告,回答问题等。选题可根据老师提供的参考选题确定,也可以是自己感兴趣的与学科发展相关的选题。项目报告书应包括课题研究的背景与意义、研究路线、合成方法、可行性分析等。学期末,将课题设计报告书上交,抽取20%学生参与评分。以项目报告书完成的情况作为考核指标,具体包括:完成项目的态度、项目报告质量、依据、结构与性能分析、合成方案、实验测试的方法与结果等、资料查阅情况、团队合作、应变能力、表述能力、外语能力等。本项考核方法的目的是培养学生的创新能力、自学能力、综合素质和知识应用能力。
3.4期末考试
期末考试以开卷与闭卷相结合的方式进行,开卷考试在前,闭卷考试在后。开卷考试均是大题,在书本上无法找到答案,根据教材、笔记、复习资料等进行归纳总结陈述解决问题[4]。闭卷考试以命名、选择、完成反应式、鉴别、合成、推断题为主,目的是考核学生对基本概念、基本原理、基本化学性质的掌握,以及知识点之间的综合能力。闭卷考试的时间为100min,开卷考试的时间为20min,其中,闭卷部分90分,开卷部分10分。
四个考核部分的成绩分布情况;(1)平时成绩占15%;(2)其中期中测验成绩占30%;(3)课题设计报告占15%;(4)期末考试占40%,其中每一项的满分是100分,按比例组成本课程的总成绩。
4考核效果
以本校高分子专业11、12级学生作为考核对象,对本门课程的考核,采用了这种新的、多样化的考核方式相结合的形式进行了课程考核改革,达到了以下效果:
4.1学生的自主学习意识、自主学习能力明显提高
平时考核中,增加课堂提问或课堂做题环节,使学生在课堂上时刻保持精力集中,自觉主动的去理解教学内容,形成良好的互动,同时降低了缺勤率;期中考核帮助学生及时了解学习效果,对于考试结果不理想的同学,敲响警钟,及时调整和改进学习方法,把盲目被动的学习变为主动学习;课程设计报告的选题与撰写,学生在查阅资料、完成项目报告书的过程中,能复习、及时消化本门课程的基础知识,同时学到很多课本以外的知识,拓展知识面,接触科技前沿,激发学生的学习兴趣,从而更加主动的投入到学习中去。
4.2综合素质、创新能力显著提高
通过小组合作完成课题设计,学生的独立思考能力、解决问题和分析问题的能力得到提高,对本课程研究领域产生强烈的探索欲,培养了自觉研究、学习新知识的能力。在已学有机知识的基础上,充分发挥合理想象,设计一种新的有机物的合成路线和方法, 能有效培养学生的创新能力。
4.3教师的教学水平和科研水平得到提高
对学生进行综合量化考核,全面、客观的反映学生的学习效果,对教师提出了更高的要求,要求教师设计出科学合理的考核方法,并根据学习情况反馈不断改进教学方法,提高教学水平。课题设计部分,要求教师对本学科有深厚的理论功底和丰富的科研实践经验,在指导学生开展课题设计的过程中,教师自身的科研能力也得到提高。
4.4课程优秀率达10%以上,通过率达90%以上,平均分达到80分
参考文献
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1 树立药典在药物分析中的指导地位
《中国药典》是我国药品研制、生产、经营、使用和监督管理等均应遵循的法定标准,是国家药物领域及药物体制的最高法规,也是药物生产、流通领域的必备法典[3]。随着药物分析技术的不断发展和更新,以及医药技术的整体发展和进步,《中国药典》随之做相应的调整和完善。目前《中国药典》每五年更新一次,与之密切相关的药物分析的教学内容和实验教学必须保持同样的更新和发展。药物分析学科的教学目标及教学任务也决定了对药典等法典和规范的学习不仅是药物分析学习中的一项重要内容,也是学生胜任未来的药物分析工作的重要保障。
因此,在药物分析的教学实践中,《中国药典》要始终处于不可动摇的指导地位。这就要求任课教师在理论课授课过程中加强《中国药典》的教学力度。当前,药物分析教材中尽管有介绍药典概况的章节,但其仅仅局限于了解中国药典的基本结构及其沿革,掌握凡例中部分与药学相关的术语和计量单位等。对于初步学习药物分析以及首次接触《中国药典》的学生来说,这部分内容是远远不够的,学生很难理解《中国药典》的重要地位以及在药品研发、临床用药中的使用价值。大多数药学专业的学生在学习完药物分析课程后,仍然对《中国药典》理解不深入,更不用说掌握《中国药典》的使用方法了。因此,教师在理解吃透《中国药典》的基础上,在教学过程中,将之逐章渗透,对主要药物类型的分析方法教学中,要有意识结合药典规定的实例进行,通过这种循序渐进的教学模式,让学生逐渐掌握中国药典的相关内容,同时熟悉和掌握药典各部分的功能和重要性。
此外,为了开阔学生的药学视野,在授课中有意识的介绍国外药典对特定类型药物的分析方法,并将之和《中国药典》进行比较分析。采用这种教学模式,使学生既能掌握特定类型药品分析方法的原理、本质及优缺点,又可以初步了解和认识国际药学的研究领域,对培养合格的药物分析专门人才,起到事半功倍的效果。
2 重视案例教学
案例教学法是美国哈佛大学工商管理研究生院1918年首创的教学方法,通过组织学生研究讨论一系列案例,并引导学生提出解决问题的方法,进而使学生掌握相关课程的专业技能和知识等[4]。作为国外企业管理教学中一种较为成功的教学方法,案例教学法能够很好的解决教学中出现的理论与实践相结合的问题,因而也引起了国内企业及高校的关注。
前文已经提到,药物分析内容复杂,涉及到分析化学、有机化学及药物化学等学科的知识,因此,单纯依靠老师的照本宣科,很难提高学生的积极性和学习兴趣,再加上药物分析涉及到大量的药物结构信息及分析技术,会进一步增加学生的厌学情绪,使用传统的教学模式很难保证教学质量。作为一门实践性很强的学科,药物分析研究的重点是药品及其制剂的质量问题,与大众的生活息息相关。生活中药品质量案例普遍存在,药品安全问题同样突出,这就为药物分析课程开展案例教学提供了良好的土壤。通过引入和药品质量相关的案例,积极引导学生对药品质量控制的关注,在潜移默化中掌握检测药品质量所需要的理论和手段。通过将案例教学法引入课堂教学,既能够激发学生的学习兴趣、提高学生分析解决实际问题的能力,又能提高课堂效率,同时为学生今后的就业奠定专业基础。
3 PBL教学手段的应用
俗语说 “兴趣是最好的老师”,教师通过在课堂教学中合理地创设问题情境,可以有效激发学生的好奇心和学习兴趣,这种以问题为核心,以学生为主体,教师引导学生讨论的教学模式即PBL(Problem Based Learning)教学法[5]。采用该教学模式,可以逐步提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,使学生处于主动学习的状态中。
比如,食品安全关乎国民健康,在药物分析教学中可以引用一些重大的食品安全事件,结合药物分析的基本理论,引导学生积极思考。例如,针对瘦肉精事件,给学生提出以下问题:(1)瘦肉精对人健康的危害是什么?(2)瘦肉精的化学结构及性质如何?(3)如何建立有效的检测瘦肉精的方法,以避免今后出现类似的食品安全事件等。通过上述问题的提出,鼓励学生收集相关资料,通过资料的收集及提取,引导学生从瘦肉精的结构入手,去建立合适的分析检测方法。完成上述工作后,学生会认识到瘦肉精的化学结构和书上的“苯乙胺类药物分析”相关知识比较接近,然后再鼓励学生以书上的知识为基础,提出他们认为的较为可行的质量检测方法。通过这种问题为导向的教学方法,锻炼学生的逻辑推理能力、知识归纳应用能力、独立思考解决问题的能力等。
采用类似的教学方法,要注意设置与日常生活密切相关的问题,以引起学生的共鸣和探索问题答案的兴趣。同时针对中国学生怕出头、害怕失败及畏惧的心理,老师要积极引导,鼓励学生表达自己的观点,争取让全体学生参与到问题的讨论中去,充分享受到讨论问题收获知识的乐趣。
4 加强实验环节,培养学生科学态度
药物分析还是一门实验学科,药物分析重要的任务之一是培养能够使用和监督管理药品研发、生产和使用过程中的分析检验工作,并具备解决药品质量问题的基本思路和能力。药物分析实验课是《药物分析》课程的重要组成部分。通过药物分析实验,学生才能将理论知识在实验实践中加以运用和理解,同时通过实验实践,学生才能熟悉并掌握药物分析工作所要求的实验操作技能,并逐步培养独立设计分析实验的能力。
因此,在药物分析教学中,任课老师应当给学生强调实验的重要性,并结合教学大纲和《中国药典》的实例选择合适的案例开展实验教学,帮助学生理解药物分析学科的特点,使学生逐步理解实验研究对象、研究目的以及实验方法之间的联系。实验方法方面,要尽可能多的涉及药物分析中经典的方法,比如容量分析法、分光光度法、高效液相色谱法、气相色谱法等,进一步完善学生药物分析的知识结构,提高对药物分析学科的理解和认识。
药物分析是保证药品质量的重要手段之一,事关全民健康的大事,所以在具体的实验教学实践中, 教师要强调药物分析实验所要求的严谨、求实、求是的科学态度。要求学生首先从细节着手, 不论是分析仪器的清洗、实验设备的使用、实验数据记录等均要做出严格的要求,培养诚实严谨的科学态度。
5 合理使用多媒体教学
现行的药物分析教材除了药物的制剂分析、药典知识简介及药品杂质分析外, 大部分章节是以药物的化学结构来分类的。从药物的化学结构出发,来分析药物及其衍生物的性质和分析检测方法,尽管有利于帮助学生建立明确的知识体系,但由于药物化学结构抽象、枯燥,再加上药物分析、仪器分析理论艰涩难懂,使用传统的黑板板书教学模式很难提高学生的学习兴趣和学习效率。多媒体教学模式的出现可以很好的解决上述难题。
使用动态的幻灯片及多媒体技术,教师可以把药物的分子结构清晰的展现在学生的面前,以加深学生对药物化学结构的理解。此外,使用动画技术或通过超链接的形式,把药物分析、仪器分析的原理以动态或影像的形式展示给学生,把复杂、枯燥、抽象的理论转化为具体的、鲜活的、形象的实例。对于需要学生重点掌握的内容和知识点,通过更改文字的大小、颜色以及增加醒目的标示予以提醒。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-1580(2017)02-0114-05
“铸型材料基础”是我校材料科学与工程学院和京江学院为材料成型及控制工程专业四年级本科生开设的一门专业选修课程。众所周知,铸造是材料成型的主要方法之一,是机械行业最基A的产业,而铸型材料又是铸造工艺中最基础的内容。因此,对材料成型专业的学生来说,努力学好“铸型材料基础”课程、增加相关知识储备显得尤为重要。近几年来,在“铸型材料基础”课程的教学过程中,笔者以学生为主体,以多媒体教学为手段,配合本科教学改革工作,进行了一系列教学理念和方法的探索和实践。本文将系统总结该课程在教学内容、教学方法和考核方式等方面的研究和实践,从而达到及时吸取教学经验、巩固教学成效的目的,为传统教学模式的改革和有效教学方法的引进奠定一定的基础。
一、课程教学特点、目标及存在的问题
对“铸型材料基础”课程的讲授和学习应特别注意理论联系实际。为此,在实际教学安排中除了课堂授课外,还设置了专门的实验教学环节。教材采用李远才编写的《铸型材料基础》一书。通过对本课程的学习,要使学生了解铸型材料的类别、特点和发展趋势,熟悉铸造用硅砂的基本性质和性能、技术指标以及预处理方法,掌握典型黏土黏结剂砂、无机化学黏结剂砂和有机化学黏结剂砂的原材料及其配方、性能、制备工艺以及常见铸造缺陷的产生机理和防止措施。
值得注意的是,该课程的内容涉及到硅酸盐学、矿物学、陶瓷学、无机化学、高分子材料、有机合成、精细化工和铸造工艺等诸多学科,远远超出了单纯铸造专业的知识范围,是多学科结合的产物,理论性和实践性较强,需要学习者具有较宽的知识面和扎实的理论基础。其次,课程主要内容是以造型和制芯工艺的不同为依据进行分类介绍,如黏土黏结剂砂分为湿型砂、干型砂和表干型砂,有机化学黏结剂砂分为热硬砂(包括覆膜砂、热芯盒法砂和冷芯盒法砂)、自硬砂和气硬砂,不同类型的工艺中铸型材料的选用、配方等也完全不同,知识点分散,难以把握重点。此外,教学内容的安排上偏重于理论知识的讲解,较少有具体实例,而实验教学环节则主要针对个别的造型工艺进行实际操作和观察,使学生的整体感性认识较为缺乏,对理论知识的理解和掌握也有较大难度。以上这些可能是造成学生对本课程学习兴趣不强、学习效果差的根本原因。近5年来,对江苏大学京江学院材料成型专业的145名学生进行了“铸型材料基础”课程学习难度和兴趣的调查,结果显示,认为课程学习困难的学生占55.17%,对课程学习不感兴趣的学生比例高达75.86%,如图1所示。
因此,为了充分调动学生对本课程学习的兴趣,有效降低学生学习的难度,帮助学生巩固和加强对本课程理论知识的认识和理解,对现有教学内容和模式的改革刻不容缓。在近几年来本课程的教学中,笔者针对上述问题,就教学内容优化、教学手段改进、考核方式调整等方面一直在进行一些有益的教学研究和教学实践,取得了初步的效果。
二、课程教学内容优化
要充分调动学生学习的兴趣和积极性,使他们由被动学习、被动接受转变为主动学习、主动思考,首先必须要有实用性和趣味性强、特色鲜明、重点突出的教学内容。“铸型材料基础”课程具有理论与实践紧密结合的特点,如果和其他基础理论课程一样只注重对教材中理论知识内容照本宣科式的讲授,而忽视结合实际问题或实例进行深入的探讨和剖析,就难以获得理想的教学效果,学生对知识的运用能力和实践能力也难以得到充分的锻炼。另一方面,单纯就课程的核心教学内容来说,其涉及面非常广泛,知识点较为分散,铸型材料的类型及规格很多,且应用于多种不同的造型和制芯工艺,工艺条件不同,对铸型材料成分、配比和性能的要求也大不相同,如果简单地按照教材提纲讲解,不仅会很枯燥,而且很难抓住重点。为此,经过几年的教学研究和实践,以教材内容为基础,结合专业培养需要和课程特色,对本课程的教学内容进行了系统梳理和优化。总的来说,主要包括以下几个方面:
(一)突出重点内容,提高效率
由于课程内容很多,而课时又很有限,因此教学时应当将每一章节中基础性的内容和学生难于理解的部分作为重点讲解,以便提高讲授和学习的效率。例如,第一章绪论中将“砂芯的分级”、“砂芯黏结剂的分类与选用”作为重点,第二章型(芯)砂用骨干耐火材料中确定“铸造用硅砂的性能”和“原砂的预处理”为重点内容。讲解时的侧重更容易集中学生的注意力,使学生获得深刻印象,能很快抓住学习的重心,达到事半功倍的效果。
(二)强调理论基础,促进理解
课程中理论基础部分往往是学生难于理解的内容,也是与相应造型工艺和质量控制直接相关的内容,不能弱化,而应当作为难点深入讲解。例如,第三章黏土黏结剂型(芯)砂中“黏土的结晶特征”作为理论基础部分,涉及到晶体结构理论,而且直接决定着普通黏土和膨润土不同的黏结机理、性能和应用场合,因此在教学中根据晶层结构和键合方式等进行化学式的推导和结构特点的剖析,帮助学生明确普通黏土和膨润土的结构和性能之间的区别和联系,使他们更加容易理解和融会贯通。
(三)适当增补内容,拓展思维
鉴于教材中有些重要内容遗漏或阐述不够透彻,导致教学内容组织上出现不连贯性,教学时思维容易受到局限,因此适当地增加补充了一些内容。例如,教材第四章无机化学黏结剂型(芯)砂中对钠水玻璃砂的硬化机理仅略有提及,学生难以抓住其本质,因此在教学内容上补充了“钠水玻璃中的平衡反应”,从化学反应和基团形成的角度进行讲解;第五章热硬树脂黏结剂型(芯)砂中对热塑性酚醛树脂黏结剂的性能一笔带过,学生对如何评价其性能感到很迷茫,因此在教学内容上增加了“酚醛树脂的主要宏观性能”,从定义、要求和测定方法方面向学生介绍酚醛树脂的聚合速度、软化点和流动性等性能评价指标。
(四)做好阶段总结,帮助记忆
由于每一章节包含的教学内容很多,课堂信息量大,容易导致学生一边学一边忘,因此采用阶段性总结的方法,帮助学生重复性记忆所学过的知识内容。具体来说,在多媒体课件上按照每一小节讲课的内容列出总结清单,每一阶段讲课结束时空出5分钟对清单进行总结说明,强调其中的重点和难点;下一阶段讲课开始时再用5分钟对前一阶段的讲课内容进行回顾,结合对重难点部分提问的方式来加强学生的记忆。
三、课堂教学方法改进
多媒体教学已成为一种常规的现代化教学手段,具有直观性、交互性、可重复性、针对性等特点。实践表明,通过多媒体课件授课既可以调动学生的学习兴趣,也能够提高课堂教学效率。自2008年以来,笔者根据教材和教学内容自行制作了“铸型材料基础”课程的多媒体课件,其后又经过了多次的修改、调整、补充和完善,力求使其外观精美,并具有较强的系统性、实用性、趣味性和针对性。在课堂教学上,充分发挥多媒体课件的优势,激发学生的学习热情,调动学生学习的主观能动性。例如,在进行第一章绪论的学习时,并没有直接按教材内容讲解砂型和砂芯的制造方法,而是先通过图片展示铸造生产车间的实际操作过程,帮助学生增强感性认识,也摆脱了单纯文字描述枯燥无味的感觉,极大地激发了学生的学习兴趣。以多媒体课件为道具,还必须采用合理的教学方法,才能@得最佳的教学效果。这就需要在课前认真组织教案、规划授课方式。传统的讲授式教学方法虽然被普遍采用,但其“灌输”性容易使学生产生依赖心理,形成被动学习的习惯,因此还应适当配合一些其他的有效教学方法。近几年来笔者在有效教学方法的运用方面也进行过一些探索和实践,积累了一定的经验。
(一)启发式教学法
启发式教学是指根据教学目标和学习的客观规律,从学生的实际出发,采用多种方式,以启发学生的思维为核心,引导他们自觉地、积极地学习和思考的一种教学方法。它强调以“教师为主导,学生为主体”,由授课教师提出问题开始,这些问题以学生已有的经验或知识为基础,引发学生生疑和思考,最后教师根据学生的回答进行点拨讲解,以解除学生的疑惑。“铸型材料基础”课程内容虽然专业性强,但也是以物理、化学等理论为基础的,因此在课堂教学中需要教师为学生创设基于理论的启示性问题,引导学生运用所学知识和经验来分析问题,获得新知。例如,在第一章绪论中讲解“型砂的结构”时,引导学生结合物理学中毛细现象思考型砂具有的毛细管,多孔隙特色有何好处和不足,结合润湿理论考虑如何弥补其不足,并配合彩色示意图实时给予点拨;在第六章自硬冷芯盒树脂型(芯)砂中讲解“自硬呋喃树脂用催化剂”时,引导学生根据催化剂酸性的强弱判断其催化效果,根据催化剂与水亲和力的大小分析其适用范围。由于有已学知识或经验作为基础,因此在好奇心和求知欲的驱使下,学生学习和思考的积极性很容易被调动起来,思维能力也能得到充分的锻炼。
(二)探究式教学法
探究式教学也是始于问题,是指以学生独立自主学习或合作讨论为前提,围绕教学内容,在教师的启示诱导下,使学生能充分自由地表达、质疑、探究和讨论问题,从而将所学知识用于解决实际问题的一种教学方法。它同样重视学生的主体地位,强调亲身体验和合作探究,鼓励学生发散思维、大胆怀疑,从而找到解决问题的方法。探究式教学中的关键是如何设置问题情境,帮助学生主动投入教学活动,为学生进行自主探究学习做好准备。在本课程第三章黏土黏结剂型(芯)砂中介绍“黏土属型的鉴别方法”时,先列举生活中不同材料吸水性不同的实例,学生会很自然地提出“能否通过观察普通黏土和膨润土与水混合后的黏度差别来鉴别它们?”由此就引导他们进入了自学探究环节。在第四章无机化学黏结剂型(芯)砂中介绍“钠水玻璃胶凝时间的测定”时,先以化学中溶液配制为例说明加料顺序的重要性,引导学生自主思考“配制钠水玻璃与酸液的混合液时应当如何考虑加料顺序?”学生在进入自觉学习和探究的同时进一步加深了对前面学习的“钠水玻璃中的平衡反应”等理论知识的理解。适时采用这种探究式教学方法,可以很好地实现“以传授知识为主”向“以培养能力为主”的转变,使学生的自主学习能力、科学探究能力和创新能力均得到培养。
(三)对比式教学法
对比式教学是指潜移默化地引导学生将相近或相似的教学内容进行归纳和比较,使学生更好地理解和掌握各内容的共性和个性的一种教学方法。具体而言,它是将一些既有联系又有区别的教学内容放在一起进行对比分析,明确其中的相同和不同之处,使学生能将各部分内容关联起来,举一反三,达到自行理解和掌握所学知识的目的。对比式教学要求授课教师在知识的广度和深度上下功夫,以全面掌控课程的教学内容为前提来实现。笔者在教学内容优化和教学经验积累的基础上,将“铸型材料基础”课程中具有相似性和对比性的内容整理出来,在课堂教学时通过比较,加深学生对所学内容的印象,帮助他们抓住本质和重点,降低学生学习难度的同时还调动了学生学习的自觉性和主动性。例如,“紧实率”和“紧实度”都是黏土湿型砂的性能指标,字面上学生很容易混淆,但其含义和测定方法上有极大的不同,可以通过对比的方式来介绍;有机黏结剂中“热塑性酚醛树脂”和“热固性酚醛树脂”都是由甲醛和苯酚合成的,但其特性和应用场合完全不同,可以从合成条件和固化条件的区别上进行对比讲解;“胺自硬酚脲烷树脂砂工艺”和“酚脲烷/胺法工艺”采用相同的原材料,同属于冷芯盒法,硬化反应机理相似,但前者为自硬法,采用液态催化剂,而后者为气硬法,采用气雾态催化剂,因此在具体工艺方面又有较大的差别,可据此进行系统性的比较。总的来说,这种对比式教学法有效增强了学生学习的兴趣,帮助他们摆脱了面对新知识时的陌生感,提高了学习效率,使他们能在轻松的氛围中更牢固地掌握这些专业知识。
(四)习题讨论式教学法
习题讨论式教学与通常的主题讨论式教学有所区别,它是由教师将教学内容中各章节的重要知识点(包括基础理论、疑难问题等)精心设计成练习题,指导学生在独立思考的基础上,参与课堂讨论和解答,从而巩固所学知识的一种教学方法。习题讨论式教学具有系统性和针对性,在加深学生对所学知识内容理解和掌握的同时,能够真正提高他们分析问题和解决问题的能力。通过几年的教学实践,笔者在2013年根据“铸型材料基础”课程中各章节的教学内容精心设计了一套题库,包括了200余道不同类型的习题,涵盖了各个章节的重要知识点。在习题讨论时,根据课堂掌握情况和学生作业反馈,明确学生错误的共性问题后,从题库中精选部分针对性和关联性强的习题,供学生讨论和解答。例如,在讲解原砂颗粒组成的符号表示和平均细度计算时,学生普遍感觉文字表述枯燥且抽象,理解起来困难,在习题讨论时通过给出不同符号表示和平均细度计算的实例,将其趣味化和具体化,学生学习的自觉性和积极性大大提高,通过参与解答和讨论,既纠正了他们以前理解上的偏差,促进了他们对知识的理解、应用和扩展,还使他们的自学能力和独立思考能力得到了实际的锻炼。
四、课程考核方式调整
课程考核应当避免应试教育的倾向,不能偏离“以素质教育为核心”的目标。为了达到良好的教学效果,努力实现学生知识、能力、素质的协调发展,顺应当前社会对人才素质的高要求,对课程考核方式的改革也不容忽视。在近几年的教学实践中,笔者对考核成绩构成、期末考试题型等方面进行了一些调整。考核成绩构成方面,除了平时考核(包括上课出勤率、课后作业)和期末考试外,还增加了实验考核,突出了对学生知识运用能力和动手能力培养的重视,也符合本课程“理论与实践相结合”的特点。期末考试题型方面,2013年以来以教案的完善和教学方法的改进(尤其是习题讨论课的增设)为依据,在原来只有简答题和分析论述题的基础上,增加了填空题、判断题和名词解释题三类题型,使考核的知识点覆盖面更广、分布更科学合理,更容易贯穿于整个教学过程中,学生也更乐于接受这样的题型。
文章编号:1008-0546(2012)04-0012-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.04.005
当前,我们面临的是90后的学生,独生子女居多,同时家庭各方面条件也较好,客观上学生将有一些比如懒惰、不愿做实验、自认为什么都懂的特征,加上浮躁的环境和急功近利的心理,这给以实验为基础的化学实验课程的教学带来一些困难。另外,实验教材中也的确存在刻板陈旧的内容和教法,也使得学生不太愿意做实验。这两种因素的存在,使得实验教学效果距教学目的甚远。怎样调动学生的学习兴趣、使他们能主动参与到动手的过程中来?将我们广大教育工作者面前的重要任务。
一、当前实验教学中存在的问题
1.限制教学时数和大纲,教学目的陈旧
最近几年,各学校自主招生、各二级学院自定招生数及制定培养目标、随意压缩课时、变换培养方案、改变课程等,这些人为的由掌握一定实权的“领导”左右的行为,给教学带来了严峻的后果。拿我校临床专业、预防专业来说,普通化学教学时数仅30课时左右,并且由于教学设备的缺少,教材的编写不是从专业的角度考虑,而是首先要考虑教学时数、教学设备的现状,来安排实验内容。严重制约了教学目的和妨碍了人才的培养。
2.教学方法格式化
在学校忙着扩招、一切向钱看的同时,教学上必定存在多个平行班级,由不同的教师任教或者为省钱而大班化教学,教学方法易被各个教研室统一格式化。先讲什么,做那些示范,流程操作步骤、实验报告格式、考试内容方法、改作业计分数等等,都实行大统一。这种军事化、格式化的教学,对学生来说百无一益。完全忽略了学生―这个教学的主体及个体差异,教师的主观能动性也被扼杀。这是教育产业化的悲哀。
3.实验中包办太多
由于课时的减少,实验过程必须尽快完成。因此实验过程中的步骤、设计、流程、装置搭建等等,为学生包办太多,为的是很快完成实验,完全忽略了实验过程中的意义。学生只需象征性的机械地操作一下即可,成了一部吸纳“知识”的“机器人”。严重地束缚了学生的思维和创新。唱主角的反而是教师,没有摆正突出学生的主体地位。
4.考试评价死板单一
到考试的时候,考场先布置一下,各级领导象征性的巡视一下,学生闭卷写一下。往往成为评价学生的主要方式。学生靠背功和临时抱佛脚也可以得到“满意的成绩”。这种成绩,即使是学生,也频多异议。实际效果是使得学生靠捷径和投机运气来做学问,有违踏踏实实的科学精神,将学生引向了形式主义、死啃书本的歧途,没有充分发挥学生的思维和创造性。乏味专制的考试,也易使学生产生烦燥抵触的情绪,不利于学生的身心健康。
二、改进与创新的方法
1.激发创造欲、培养兴趣
教师无力改变教学时数,但是可以尽力改变课堂的每分钟。从进实验室第一堂课起,以学生为主体,训练其创新意识和培养兴趣。可从以下几方面入手。
(1)强调实验室是创造发明的摇篮,如早期关于DNA的研究工作就是由化学家们进行的,没有合成核酸的步骤以及用于分离的凝胶技术就无法得到DNA;HIV蛋白酶的分子就是由化学家何大一博士发现的,并由此产生了新的爱滋病治疗方法;哈佛大学化学系教授George Whitesides 在他的实验室利用传统的化学方法来研究细菌在表面如何生长等各种各样的问题;此外辅助播放一些有趣的国外学生实验视频。以一些看得见摸得着的示例,对学生进行诱导式教育,激发“我也能”的参与热情。比如以皂化反应为例,先播放一些有趣的视频,给学生以视觉冲击,再接着传阅色彩斑斓的实物香皂,学生们从未见到过如此美丽的香皂,纷纷发出惊叹声,气氛立刻不变得迫不及待。当受到“激发”的学生进入实验时,整个教室没有一个学生开小差或者游手好闲,每个人都在专注做实验,根本不用老师“押着做实验”,当出现气泡、褪色、无法沉淀等技术情况后,学生们兴高采烈的互相讨论、询问老师、查阅资料主动去解决问题,一改往日需要老师督促的情况。创造欲和兴趣被激发后,往往能起到事半功倍的效果。
(2)破除实验创新的神秘感。教师在选取实验内容上,应符合学生现有的水平和兴趣,一切从兴趣出发,安排难易程度不等的实验内容,使学生能感觉到“天生我才必有用的”。任何一个人,或多或少都会有自己的一点长处,愚者千虑,必有一得。这一得之功,一技之长,或许正是别人之短。信心是创新的立脚点。
(3)在战术上要重视创新思维的训练。基础好,才承得起万丈高楼。使学生懂得实验教学就是一个打“地基”的过程。鼓励学生进行创造性地学习和思维,将自然科学与社会科学一体化,学会移花接木、融会贯通的本领,在创新能力方面练就过硬的基本功,使自己有知识更有智谋和灵气。
这样,从第一堂化学实验课开始,逐步向学生渗透有所发明、不断创造的意识。同时布置一道创意作业:每人设计一个最好与化学有关的现实或科幻的“奇思妙想”,并说明想象是受何件事(物)的启发。比如有一个学生就设计了一个既能滴酸又能滴碱的连体滴定管。像这样的想象“作品”,教师可以讲评肯定,再比一比谁的想象更奇特、谁的构思更实用,燃起学生的热情与兴趣,使学生从被动实验到主动实验,即活跃了创造气氛,也为后续课程的学习奠定了良好的思维基础。
2.使创新思维成为习惯
创新思维是一件事联想到另一件事的“突发奇想”,而聪明就是训练这种联想所结的果子。由于学校管理刻板,使学生习惯于按部就班,使得原本聪明的学生思维上少有突破。对此,尽可能在教学过程中诱导学生进行发散思维积极动脑是每个教师应注意的问题。
首先,从化学实验普通的器皿中挖掘素材,一物多用激活思维。如普通的医用橡皮管书上仅仅只是介绍作联接玻管导气用;但如果用注射器的针头刺入橡皮管的内外壁之中,可起到密封作用;将一小段橡皮管一端用小段实心玻棒堵住,则可作密封套管用;将一段橡皮管两端接上空心玻管针头插入其中,可用作固定注射器进而控制滴速之用等等。这些知识是书本上不曾有过,很适合学生展开丰富的想象。只要引导学生善加利用,想人所不曾想,实验室的每件器皿都会放出光采具有魔力,激活学生的思维。其次,在实验步骤途径中,创造机会让学生“一题多解”促进思维。例如在做有机化学性质实验时,可提醒思考是否还有别的方法途径来鉴别、什么方法最简单等等,并提供所需的试剂。千方百计刺激学生从一个步骤想到多个方法,进行多侧面思维,提炼出对科学原理的本质认识,总结出其中的规律。第三,引导学生运用自己已有的一切感性和理性的知识相互渗透,文理交叉开阔思维。如可将日常生活中所见到的手机、汽车、路灯、玩具中等等一切光控声控感应元件“嫁接”到化学实验的安全系统。鼓励学生随机应变转换思维机制,不要受化学思想的拘束,获得多学科融合“杂化”的创新成果。
3.引导学生重视实验过程
每一个实验,书上都有现成的步骤,如果把别人的饭炒上一千遍仍然不是自己的东西。对结论的取证和怀疑才是真正的知识。应允许学生有自己的独立方法。想一百条路,有一条对了就了不起。如乙醛与Tollens试剂反应,若只求结论很快便可得“银镜”,充其量是“炒剩饭”。倘若引导学生探索过程:怎样的浓度用量水温使“银镜”更亮丽?它们之间的比例有何关系?怎样的条件使“银镜”出现最快?将试管换成平面应如何设计?如何投料成本最省?将大大激发学生的求知欲,使学生在积累中有所创造,在创造中有所积累。
知识并不都在书本上。重视创新过程,可以在没有问题的地方产生问题,没有答案的地方找到答案。为此我们在实验报告的书写上增加了一条:这个实验有什么需要改进的地方?以此引导学生发现问题并暗示自己:只有想不到的事,没有做不到的事。
4.掌握科研方法
在实验教学中,使学生掌握科研方法,就是要让学生按照科学家认识世界的方法从事学习思考判断去解决问题;不仅学会,而且会学。例如“从茶叶中提取咖啡因”的实验教学,教师可以把它当作一个科研课题,提前布置学生预习,实验可按书中步骤;也可成立课题小组,由小组成员提出一个或多个从新的角度实验的课题,如“不同产地茶叶中咖啡因含量研究”、“一条新的提取咖啡因的途径”、“索氏提取器的改进”等等。小组共同讨论课题的可行性和研究价值,选定一两个题目进行研究。之后的第一步,去图书馆或网上查找中外文献以确定课题的创新性;第二步,参照文献的“百家之长”设计自己的实验路线;第三步,多次实验取得精确数据;第四步,按论文的格式书写论文。要求学生分工合作。教师对选题要进行把关,在实验过程中给与必要指导。这样的研究方式和完整的实验探究过程,不仅能发挥出学生创造的潜能,更可以提高其科学素养,使其成为有研究能力的人。
5.塑造个性,创新评价
创造性能力的培养源于个性特征的发展。苏联心理学家波果斯洛夫斯基说:“一个人充分利用潜在的能力到什么程度,以及能力发展到什么程度取决于个性特征的总和。”教师应鼓励学生根据自己的长短优劣建立独特的知识结构,在实验中各尽所能,各结其果。努力挖掘学生的潜能。杨长避短。学生的潜能特点各有千秋,如果用统一指定的实验考试,甚至以自己的擅长爱好来评价学生的优劣,判定他们的成绩,把一个人的长短看错,将会毁掉一个人创造的天赋。我们必须改变实验考试的方式,强调个性化创新评价。
可由学生任意选择实验的内容来进行实验评价,使其有机会表现自己的长处,展示自己美好的一面。如安全设计评价、实验过程评价、创新设计评价、实验报告论文评价、在教师指导下做的科研工作评价等等。可以是实验也可以是报告论文的形式,提前一个月申报。只要是在某一方面的实验“突出”,就应该得到教师的肯定和鼓励。通过有个性的实验评价过程,可使学生总结自己,收集资料运用知识,从实验到理论有一个飞跃。
参考文献
[1] 赖浩明,卢建飞.交叉学科与大学生培养研究[J]. 教书育人・高教论坛,2009,(7):20-21