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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
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
[關鍵詞] 化學實驗教學論體系;存在問題;優化
[基金項目] 本文是西北民族大學2013年科研創新項目的研究成果,立項名稱是:新課程理念下實驗教學論在高中化學中的應用現狀調查與思考,項目編號是ycx14161。
【中圖分類號】 G63 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1007-4244(2014)03-020-1
自20世紀90年代以來,世界化學教育正在發生深刻變化,實驗教學在化學教育中的作用也越來越顯著,眾多國家普遍重視并呈現以下趨勢:實驗已不僅僅只是一種直觀手段來為學生提供感性知識,更重要的是還能激發學生學習化學的興趣和動機,讓學生掌握實驗技能和化學知識,培養學生解決化學問題的能力和科學態度,成為訓練學生掌握科學研究方法和從事實際工作能力的一種極其重要的途徑。由先前為主的教師演示實驗逐漸演變成學生實驗占主導,在老師的指導下學生進行獨立思考,并且設計相關實驗,要求學生親自去動手、操作并觀察、由所得的數據通過分析并且得出結論。這樣可以充分發揮學生的創造性、主動性和主體性。與此同時,化學實驗的設備、條件和儀器也日趨完善,特別是多媒體,計算機網絡技術的引入,為實驗教學在化學教育中的作用充分有效地發揮提供了物質基礎。為了優化實驗教學的模式,在人們長期的探索和研究當中,一種用來指導實驗的理論――化學實驗教學論,便應運而生了。
一、存在的問題
“化學實驗教學論”體系發展至今,雖經過不斷的實踐與探索,依然還存在著一系列問題:
首先,在教學理念方面,由于多數師范院校的目標是要把師范院校建設成綜合性的研究型大學,鼓勵學生考研,對專業課尤其重視,卻對教學論課程另眼相看,雖然同是專業必修課,并且還能夠體現師范生的特色,很多老師把它當做副課,非常不重視。
其次,在教學內容方面,近些年來,新課改進行得如火如荼,此時傳統的化學實驗教學論教材內容便顯得老化,所選實驗都是傳統的中學化學實驗,或大學無機、有機實驗的照搬照抄,過分強調學術化,強調實驗技能的訓練,驗證實驗偏多,沒有創新,不能激發學生的興趣,和生產、生活、社會聯系較少。而且,關于實驗教學論中的理論部分偏少,市面上的“化學實驗教學論”教材基本上都是采用了大部分的基礎實驗操作作補充,這樣就與普通的實驗教材沒有了區別。我們需要更詳盡的理論來更好地指導實驗教學。
第三,在教學方式方面,傳統的高師化學教學論實驗一般采用老師講解實驗原理和注意事項或演示實驗、學生進行具體實驗操作的方式,這種模式不能體現師范生的特色,也不利于學生實驗創新能力、實驗教學能力的提高。化學教學論實驗應該根據不同的實驗內容和培養目標采取不同的教學方式和方法,以利于激發學生的興趣,提高學生參與實驗教學的積極性,挖掘學生的創新探究潛力,培養作為未來教師的實驗教學能力,最終達到提高學生綜合素質的目的。
第四,在教學評價方面,教學評價是對學生現有的以及潛在的價值做出判斷的活動,它的基本目的是更好地促進學生綜合素質的提高。之前的化學教學論的實驗成績主要通過平時成績加上期末考核兩部分組成,而平時成績一般是由實驗報告來評分。因為學生的不重視,最后的實驗報告也是毫無創新、毫無特色,給評價結果造成了嚴重的誤差,也起不到激勵學生的作用。期末考核也只是通過一次性的實驗操作來定論,只注重結果,沒有關注過程。以上這些評價都與新課改的理念背道而行,嚴重阻礙了學生的發展。
二、優化的迫切性
“通過實驗學化學”這樣的趨勢在化學改革中已經越來越明顯,化學實驗主要作為化學課的輔助手段和認知基礎,通過改革,它已經在化學課程中變得無處不在,從始至終,不僅成為化學教學的重要手段和內容,而且成為學生掌握知識、學會技能、了解方法、領悟思想的重要平臺和媒介。達到學生獲取實驗事實,了解化學概念,構建知識框架,提高科學方法和科學素養的目的。中學化學實驗教學從理念到內容、形式也隨之發生著深刻的變化。
第一,實驗教學目標方面,從基礎知識掌握和培養基本技能到全面的學生科學素養轉變,突出了通過實驗教學對學生進行科學方法教育,充分展示了創造性和探究性的教育思維,對學生情感態度與價值觀的培養更為關注;第二,實驗內容方面,從注重學科知識向聯系生活、貼近社會、體現STSE思想的方向轉變,呈現實驗內容微型化、生活化、綠色化等特點;第三,實驗方式方面,探究性實驗逐漸代替驗證性實驗,通過探究的形式,不僅使學生掌握了知識,還能夠培養科學探究的興趣和能力,并且提高學生的科學素養。
實驗手段方面,從以前的玻璃儀器向核磁共振儀、質譜儀、紅外光譜等現代化實驗手段發展。不但提高了化學實驗的形象性和準確度,還能夠與時代接軌,了解最前沿的科技;
實驗評價方面,從單純的關注實驗結果轉變為注重實驗過程,提倡評價方式、評價主體多元化,特別是學生的自我反思性評價。由于實驗教學的發展改革,所以我們更需要一個有效的理論來進行指導,實驗教學論體系就應該優化,以便讓師生們更加容易去適應化學實驗教學的變化。
基于上述分析可知,現行的化學實驗教學論體系根本不能滿足當前的實驗教學模式,特別是在我國,新課標的實施過程中西部地區由于經濟發展水平以及師資、認知度等方面的原因,化學實驗教學論的推廣程度更有待提高。本文旨在歸納總結出現行的實驗教學論的不足之處,希望通過實地調研,探究其具體的實踐操作情況,發現問題,找出解決的對策,最后通過實踐來實現對現有化學實驗教學論體系的優化。
參考文獻:
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