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【摘要】大學或中學化學教材中闡述的某些有機化學現象無法用范德華力、偶極矩、介電常數等化學基本理論來加以解釋,引人控制論的方法對這些有機化學現象進行研究后的結果表明:有機分子間的作用與有機分子間的結構適應性密切相關。
【關鍵詞】溶解度分子間作用結構適應性范德華力偶極矩反應速率
大學或中學化學教材中闡述的某些有機物的沸點、溶解度以及反應速率、產物結構等化學實驗現象,常常會出現范德華力、偶極矩、介電常數、溶解度參數、定位規律等化學基本理論無法解釋的情況。這是因為分子間的作用比較復雜,人們有一個認識的過程。分子間的化學作用可以是陽離子與陰離子之間的耦合(形成離子鍵),也可以是未配對電子與未配對電子之間的耦合、陽離子與孤電子對之間的耦合、陽離子與未配對電子之間的耦合(形成共價鍵);分子間的物理作用亦常常依靠耦合,如范德華力中的取向力是極性分子的偶極與偶極之間的耦合,誘導力是一個極性分子的偶極和另一個分子的誘導偶極之間的耦合,色散力是兩個瞬時偶極之間的耦合,又如分子間的氫鍵是一個分子的帶強正電荷的氫原子與另一個分子的帶強負電荷的氟、氧、氮等原子之間的耦合。另外,一些較大分子之間的接觸不一定是分子之間全面接觸而很可能主要是分子之間部分原子或原子團相互接觸,如果分子的集團結構(包括空間結構及電子性質)相互適應時就會發生強烈的耦合作用,這正是控制論的結構適應性原理在分子間作用中的應用[1]。這種分子間的非共價鍵的相互作用,正是21世紀化學四大難題要優先研究的課題[2]。金松壽等對控制論在化學中的應用進行了開創性的研究工作[3],筆者在前人研究的基礎上對結構適應性原理在有機化學中的應用也進行了深入研究[4~6],解釋了一些諸如范德華力、偶極矩、介電常數、溶解度參數、定位規律等化學基本理論無法解釋的有機化學實驗現象,現總結如下。
1沸點
對于各種較簡單的有機化合物的同系物,例如一元正鹵烷的沸點隨著碳原子數的增加而升高[7]。因為隨著碳原子數的增加,相對分子質量增大即色散力增大,偶極矩亦增大,沸點理當升高。但是,在許多情況下,沸點高低還不能僅用范德華力和偶極矩的大小來定性預測,例如,末端烯烴的偶極矩比相應的具有相同相對分子質量的非末端烯烴的偶極矩都要大[8],但其沸點卻都要低[7];烯烴的反式異構體的偶極矩比順式大[8],但其沸點比順式低[7]。
從結構適應性來看,烯烴由于含有雙鍵官能團,所有的分子都可看成是具有扁平結構的分子,每種分子中2個具有扁平基團的分子重疊與接觸會增大2分子間的耦合作用,而重疊與接觸機會常隨著基團面積的增大而增加,由于非末端烯烴的分子面積相對較大,所以非末端烯烴的沸點就相對較高。烯烴的順式異構體如順2丁烯分子的兩端分別存在著1個強正基團和1個強負基團,強正基團為雙鍵一側的2個甲基,即2個含有強正電荷的三氫基團,強負基團為π鍵電子云,因一個順2丁烯分子兩端的強正(三氫(中國論文聯盟整理))、強負(π鍵)基團與另一個順2丁烯分子兩端的強負(π鍵)、強正(三氫)基團結構適應,可以發生強烈的耦合作用,故沸點較高;而烯烴的反式異構體如反2丁烯分子中的雙鍵兩側各有1個三氫基團,即分子中心為π鍵電子云負基團而分子兩端卻為三氫正基團,實際上在1個分子內的兩端分別形成2個較弱的正負基團,而1個分子的正負基團與另一個分子的正負基團之間的作用將不如分子內正基團與負基團之間的作用大,故反2丁烯分子間的作用相對較弱,沸點較低。
2溶解度
根據Hildebrand理論,如果溶質的溶解度參數和溶劑的溶解度參數相近,則表示溶質分子和溶劑分子的作用力較大,即溶解度參數相近相溶原則[9]。該原則不只對許多簡單的化合物適用,對于許多高分子的溶劑選擇也有用處,但不符合該原則的情況也是很多的。例如錦綸66(溶解度參數27.8)不溶于與其溶解度參數相差較大的甲醇(溶解度參數29.6),卻可溶于苯酚(溶解度參數29.6)[10,11]。
摘要:在有機化學課程資源建設中,課程組教師結合相關職業資格考試內容,不斷完善有機化學實驗實訓技能競賽題庫和教學視頻,強化學生操作技能;過程性評價標準符合學生實際情況,內容更細致;充分與專業課教師溝通,開發與兩門后續課程銜接的專項學習包。以上課程資源不僅體現職教特色,還對學生自主學習有幫助。
關鍵詞:課程資源;職業特色;有機化學
課程資源也叫教學資源,是指一切可以用于教育教學的物質條件、自然條件、社會條件以及技術條件,是教學材料與信息的來源。課程資源建設內容包括課程介紹、基本資源、拓展資源3個方面。基本資源是提供給學生自主學習的主要資源,包括多媒體課件、授課錄像、實訓指導、實訓錄像、同步練習等;拓展資源包括學習竅門、職業資格考試資料等。按照高職高專培養目標———培養適應一線需要的高素質技能型人才,課程資源建設應堅持的理念有3個:職業性、實踐性、開放性。如何使課程資源體現職教特色,筆者所在學校藥學專業有機化學課程組教師從課程內容建設等幾個方面進行了認真探索。
1完善有機化學實驗實訓技能競賽資源,體現實訓資源建設的職教特色
切實提高學生實驗實訓技能,能為學生職業技能鑒定奠定基礎,是培養高素質職業技能人才的必要環節。要想在教學中強化學生操作技能,除了提高實驗實訓課堂教學效率外,還應利用學生課外時間開展相關實驗實訓技能競賽,以提高其操作技能。正如宗慧認為的“技能競賽強調實踐,注重參賽者的動手操作能力”,這就要求職業學校更新教學觀念,深化對實踐教學工作的認識,高度重視實踐教學環節,辦出職教特色。
1.1實驗實訓技能競賽題庫建設
開展有機化學實驗實訓技能競賽要有完整的競賽章程。我校經過數年的實踐,積累了一定數量的操作題和筆試題,將這兩種類型的題目放到題庫并上傳至課程資源平臺,不僅可以為以后的技能競賽所用,還可以促進學生提高實驗實訓技能。
1.1.1建設內容與難度適合的題庫
摘要:有機化學是基礎化學課程中的重要組成部分,其與生物化學、藥物化學、藥理學等多門藥學專業課程有密不可分的關系,因此也是藥學專業課程設置中的重要環節。本文針對藥學專業有機化學理論教學中存在的問題,從教學內容、教學方法、教學手段、考核內容、科研促教等五個方面提出了教學改革方案,以期培養優秀的應用型藥學專業高級人才。
關鍵詞:藥學專業;有機化學;理論教改
藥學專業旨在培養具有藥學基本理論知識背景、熟練實驗技能,良好人文和科學素養,能夠從事藥品開發與研究、制藥、質量檢驗、臨床使用指導等領域工作的高級專業人才。有機化學涉及是藥學專業學習過程中的重要基礎課,其在藥學專業課程結構中承擔的任務是使學生掌握從事藥學專業所必須的有機化學基礎知識、基礎理論和基本技能,為后續課程打好必要的基礎。假如未能熟練掌握有機化學,學生必將在其后的生物化學、藥物化學等專業課程的學習中遭遇瓶頸。藥學及其相關專業多為工科類專業,尤為強調專業學習與實際應用的緊密聯系,對學生解決工作中的實際問題的能力提出了較高的要求,因此,有機化學課程必須對改變教學內容和形式,引入新的教學方式,對理論教學課時數進行適當壓縮,才能有效提高學生的應用能力和綜合能力。有機化學內容龐雜,種類繁多,有機反應機理抽象,晦澀難懂,加之學科方面的新知識不斷涌現,學生面臨著課時減少但學習任務繁重有機化學課程,常反饋學習過程中常有力不從心之感。為了解決這一實際矛盾,幫助學生更好地在現有課時之內完成有機化學的學習任務,對有機化學課程從教學內容、教學手段、考題設置等多方面進行教學改革十分必要。
1明確課程關系,整合教學內容
有機化學的任務是研究有機化合物的組成、結構、性質、制備方法與應用的科學,與藥學專業中重要的專業基礎學科,比如生物化學、藥理學、藥物合成等多門課程有重要關系。生物化學通過化學理論和知識研究生物體內的基本物質的化學組成、結構、代謝及其與生理功能之間的關系的學科,熟練掌握有機化學理論基礎能夠幫助學生在學習藥物化學課程時研究生物體的結構與性質,對生物化學學習有著重要意義。藥理學是研究生物體及藥物相互作用原理及規律的學科,是聯系藥學與臨床醫學的橋梁。藥物在生物體內的作用機制多與藥物分子的結構和性質有關,有機化學對分子結構和反應機制的學習能夠為藥理學學習打下良好基礎。藥物合成課程更是需要學生在熟練掌握有機合成機理的基礎上才能系統學習藥物合成課程內容。基于有機化學與許多藥學專業課程之間有著密不可分的聯系,在有機化學的教學內容中,針對與藥學專業相關專業課有關的理論內容應結合相關部分對教學內容進行適當補充和擴展。例如在講解對映異構部分時,結合常見藥物氯霉素,左旋氯霉素有藥效而右旋氯霉素無效,這說明化合物的藥理作用于其結構有密切關系,一來增加了學生的學習興趣,二來將有機化學和相關學科相互滲透,使學生明白有機化學的重要性以及所學理論如何在實際應用中發揮作用。
2優化教學方法,提高學習效果
有機化學學習內容繁多,機理復雜,加之反應機理晦澀難懂,學習難度較大,較易產生疲勞感,容易引起學生的畏難心理。因此,在教學過程中教師需注意引發學生的學習興趣,鼓勵學生積極、主動地參與到教學過程中來。有機化學發展史上有許多有趣的事例,比如講酰胺類化合物時可以給學生講弗萊明發現青霉素的故事;在講到硝基化合物時可介紹意大利化學家索布雷洛發明的硝酸甘油,舉世聞名的諾貝爾利用硝酸甘油發明了炸藥,以及諾貝爾獎設立的故事;講苯及其化合物一章時,要講解凱庫勒在睡夢中得到了關于苯類化合物結構的靈感,從而誕生了苯的六元環結構。此外,有機化學有許多人名反應,這些反應都與著名化學家息息相關,可在講解人名反應時向學生介紹這些著名化學家的生平及重要發現。有機化學中還有許多有趣的課外知識,比如烯烴中的乙烯是水果催熟劑;鹵代烴中的聚四氟乙烯又稱特氟龍,因其具有很強的耐酸、耐堿、耐高溫的性質,因此被作為不粘鍋涂層的常用材料;醚類化合物中的乙醚有麻醉作用,最初曾被牙醫作為拔牙時的麻醉劑使用;分類化合物中的常見藥物對乙酰氨基酚,是常用的解熱鎮痛藥,常用感冒藥如感抗、白加黑、新康泰克等藥品中均含有此成分;講解自由基反應時可以向學生講解自由基與生物體衰老之間的關系,讓學生明白導致生物體衰老的因素之一是氧自由基,因此,清除自由基可以達到抗衰老的效果。清除自由基可從生活習慣和飲食等方面入手,在實際教學中,學生對能夠延緩衰老的方法反應熱烈,從而收到了良好的教學效果。這些事例不僅能增強學生的學習興趣,調節課堂氣氛,學生還能從化學家的故事中學習他們鍥而不舍、嚴謹求實、勇于探索、迎難而上的精神,激勵學生學習,有機化學的相關小知識能體現有機化學知識與相關專業課程的聯系,在滲透其他專業課程的同時使學生明確有機化學在藥學專業學習中的重要地位,引起學生對有機化學課程的重視。
3引入多種媒體,改進教學手段
1《有機化學》實驗考核體系的建立
本課程考核以百分制計算,其中平時成績30分,實驗操作技能考核50分,實驗理論考試成績20分。實驗前,將學生分成若干個小組,每小組成員三人,并指定一名小組長。平時成績30分,包括實驗預習后回答問題、積極思考問題、實驗操作態度、到課率、實驗報告書寫質量。實驗操作技能考核主要考察學生的動手能力、科學實驗方法、創新能力、發現實驗中存在的問題、解決實驗中所存在的問題等。考核采取開放式,由學生預習實驗原理、方法,教師為其準備好所需儀器設備和試劑,實驗由小組成員共同完成,也是可以是小組內成員獨立完成。實驗過程與結果的考核方式多樣。由于學生較多,教師不能對所有小組成員或每個同學的操作過程進行監控。為了便于考核,加上現在手機、攝影機在學生中較普及,所以,各個小組派代表將實驗操作過程全程拍視頻,這個過程最好在課前或課下完成。然后,每個小組將視頻播放,其它小組成員參與互評、分享和評判,對操作過程中存在的問題,請所有其它小組同學或是本組同學找出來,并提出糾正或解決問題的辦法,對操作較有創意的環節,其它同學可以分享,受到啟發,以便共同提高。最后,由教師、其它小組成員或組內成員按考核評分標準給每個小組或組內學生評分,滿分50分。實驗理論考核為課程教學完成后,安排有機化學實驗的基本原理、基本技術、實驗現象、結果的分析及實驗中常見問題的解釋的考試,按滿分20分計入總成績。
2改革實驗教學
《有機化學》實驗分成四個部分:①有機化學實驗的一般知識;②基本操作;③有機化合物的制備;④有機化合物(醇酚和醛酮)性質的鑒定。有機化學實驗教學既給學生提供了關于化學實驗室的一般知識,又利于學生比較全面地了解有機化學實驗的基本操作內容,同時也給學生的學習和查閱提供便利。有機化學實驗在課程標準中規定需32學時完成,學習和掌握的技能分成三大類。
2.1有機化學實驗操作技能培養訓練目的:一般有機化合物的性質;蒸餾;回流;過濾;干燥;重結晶;萃取;化合物的制備;化合物性質的鑒定;熔點測定;沸點測定;萃取;分液漏斗的使用;滴液漏斗的使用。
2.2層次式教學方案常見有機藥物性質的鑒別實驗的過程性的實驗成績評價,占課程的總學時的50%,如醇酚性質的鑒定;醛酮性質的鑒定等。綜合性實驗,在此基礎上,進行綜合性實驗,共16學時。如乙酰水楊酸的制備、阿斯匹林、維生素C的制備等實訓。教師布置實驗任務,所有實驗過程,如實驗目的、原理、實驗過程、實驗器材、藥品、實驗操作過程等,由各個小組成員獨立設計,在與指導老師交流,認為可行的情況下,小組成員共享完成。為了驗證綜合性實訓過程及結果,每個小組在方案的確立、操作全過程中,用攝影機全程拍錄,并將有小組成員參與的最主要環節的圖片,連同實訓報告,一起上交實驗指導老師,由老師按照考核標準,給每個小組成員相應的過程性評價、主要結果評價和成績。
2.3實驗室模擬培養學生基本實驗技術和能力。如熟悉操作步驟,練習操作基本功,書寫實驗報告方法。其間老師編寫實驗指導、實驗方案,講解實驗目的。學生了解實驗原理,動手做實驗,熟悉儀器的操作步驟,書寫實驗報告。根據有機實驗的三部分的內容,在教學中以層次式方案安排實驗,能夠更好的完成教學目的。在有機化學實驗教學過程中,每個單元實驗給出幾個未知物,讓學生自己對設計方案進行鑒定,培養學生的實驗設計能力。有機合成實驗內容的選擇,既考慮到培養學生對已學習的理論知識,具有綜合分析和實際操作能力,又考慮到化學藥品的合理使用,避免藥品的純消耗增加和浪費。有機藥品有一定的毒性,制備實驗的產品也有毒性。在保證完成操作訓練的前提下,通過比較,選擇較小毒性的實驗。針對每組實驗,給出思考題,要求學生通過查、看、思考等過程搞懂實驗目的、原理和數據處理方法等內容,以訓練和提高學生的查閱、思維、綜合等能力。
3建立預習—提問—討論—操作—總結的實驗教學模式
[摘要]為了提高藥學專業有機化學實驗課程的教學質量,將翻轉課堂的教學模式引入有機化學實驗教學中,結果表明,翻轉課堂培養了學生主動學習的能力,激發學生的學習興趣和實驗熱情,提高了學生的實驗動手能力和科研思維,有效提高學生的學習效率和綜合能力。
[關鍵詞]翻轉課堂;實驗教學;有機化學;教學改革
有機化學是藥學專業的主干基礎課程,有機化學實驗是有機化學教學的重要組成部分,培養學生扎實的有機化學實驗動手能力、掌握操作常識及實驗室規范,可為后續藥物化學和天然藥物化學等專業課程實驗打下堅實的基礎。藥學本科生有機化學實驗的課程教授方式主要是教師在實驗開始前先講解實驗目的和原理,實驗具體步驟和實驗過程中的注意事項,然后學生依照實驗指導書描述的過程“照葫蘆畫瓢”進行實驗操作。隨后教師巡視指導,糾正錯誤操作,最后教師進行點評和總結。整個過程學生是處于被動學習的狀態,只會簡單機械的操作,很少思考為什么這樣做,更不能的解決實驗中遇到的問題,實驗的積極性不高。這一種傳統的實驗教學模式,雖然可以較好地訓練學生的基本實驗技能,加深對基本理論的理解,初步培養學生實驗動手能力,但不利于學生分析問題、解決問題能力的提高,更談不上激發學生的興趣、培養創新能力。因此改變有機化學實驗原有教學模式已迫在眉睫[1]。
1翻轉課堂教學模式實踐
翻轉課堂是利用現有信息技術手段,構建信息化教學環境,重新規劃課前、課中、課后,通過知識傳遞、知識內化、知識鞏固的顛倒安排,實現傳統教學中的師生角色的翻轉,達到對傳統課堂教學模式革新的教學設計方法[2-5]。為了改變傳統的有機化學實驗教學中“學生被動學習”的弊端,實現學生由簡單的“知識積累”變為“智能提升”的目標,我們在藥學專業有機化學實驗課程中進行了“翻轉課堂”教學改革嘗試。實踐表明,通過“翻轉課堂”模式,能夠有效避免傳統有機實驗教學中出現的“灌輸式”實驗教學模式的弊端,極大地激發學生學習有機化學實驗和深入科研探究的熱情,有效地提高教學質量與學習效率。下面我們以“無水乙醇的制備”為例闡述翻轉課堂教學模式在有機化學實驗教學中的實踐。
1.1課前準備
制作了回流操作、蒸餾操作,無水乙醇制備講解三個微課視頻,根據實驗內容準備一份預習題(內容如下),利用雨課堂推送給學生,學生可以根據自己的節奏利用手機隨時隨地觀看視頻、答題,對疑難的地方標記出來,答錯的習題小組同學間相互討論,查閱資料和文獻解決。如仍未能解決,老師可在課題是點撥或解答。
1.蒸餾的主要用途有()A.分離液體混合物B.回收溶劑C.測定液體沸點D.粗略鑒定液體化合物的純度2.用蒸餾方法分離液體混合物時,各組分沸點一般需相差()℃以上A.10B.20C.30D.403.安裝儀器的一般順序為()A.從左到右,由上往下B.從左到右,由下往上C.從右到左,由下往上D.從右到左,由上往下4.蒸餾時溫度計水銀球的位置()A.在液面下B.液面上方C.支管口上端D.支管口下端5.將液體加熱至沸騰,使液體氣化,然后使蒸氣冷卻再凝結為液體轉移到另一容器中,這兩個過程的聯合操作稱為()A.蒸餾B.回流C.水蒸氣蒸餾D.分餾6.干燥管內最常用的干燥劑是()A.氧化鈣B.硫酸鈣C.氯化鈣D.硫酸鈉7.下列蒸餾操作錯誤的是()A.冷凝水由下往上B.進水口朝下C.先安裝蒸餾頭,再安裝圓底燒瓶D.采用直型冷凝管8.在進行蒸餾實驗時,以下加熱和通水的順序中,正確的是()A.加熱、通水;停水、滅火B.通水、加熱;停水、滅火C.通水、加熱;滅火、停水D.加熱、通水;滅火、停水9.關于回流操作正確的是()A.先安裝冷凝管,再安裝圓底燒瓶B.在冷凝管上插一根溫度計C.選用球星冷凝管D.水浴鍋中水沸騰開始計時10.制備無水乙醇的方法有哪些
結合環境工程專業,在教學中實現有機化學與環境工程專業的對接,突出環境工程特色,注意把理論知識與環境工程實際有機結合起來,體現了有機化學來源于生活,服務于生活,讓學生親身感受到有機化學知識并不陌生也不抽象,而是存在于我們的日常生活中,極大地激發了學生學習熱情。
一、豐富教學內容,調動學生興趣
為適應環境專業的發展要求,合理利用有限的教學時間來提高教學質量,為將來培養合格的高素質應用型人才,我嘗試在教學內容方面進行大膽的改革。教學過程中突出專業特點,在內容上盡量少而精。抓住有機知識內容特點,以“結構決定性質”為主線,把有機物的性質和能發生的化學反應串聯起來,精簡課程并舉一反三;把各類有機化合物對環境的影響列成表格,根據實際教學情況不斷補充或選用表中內容;關注當前學科發展的新進展、新方法和新成果,將最新的信息傳達給學生;在教學過程中根據章節內容及時增加一些內容,如在講捌頂反異構體時,介紹順一二抓二胺合鉑的抗癌性能,這樣增加學生對抽象知識的理解,也改變了學習的枯燥味;在講授苯的結構時講述凱庫勒發現苯結構經過的故事;在醛酮性質及制備的的教學過程中,介紹烏爾夫一凱席納一黃鳴龍還原法的發展過程,使學生了解化學家們的偉大功績和重要史實,學習他們鍥而不舍的科學精神。通過豐富有機化學課堂內容,讓課堂就會充滿活力,從而激發起學生學習有機化學的興趣,充分調動其學習積極性和主動性,使教學質量不斷提高。
二、引入現代化教學手段,激發學生興趣
現代化教學手段如多媒體等具有能將文、像、圖、動畫有機組合在一起,文字清晰、易于接受的特點,能有效地解決環境工程專業有機化學教學存在的課時少、內容多的問題。因此我們在主講有機化學課程時,根據教學內容制作了有機化學多媒體課件,并應用與教學過程中。理論教學中的多媒體演示把一些復雜的結構,如分子的空間構型等,通過三維動畫、視頻圖象等手段形象地展現出來,使學生的多種感官受到刺激,從而全方位地獲取信息,有利于學生理解的有機化學的反應機理、空間結果及反應歷程,這樣節約教學時間的同時充分調動了學生學習的積極性。在實驗過程中,基本操作實驗通過多媒體反復演示,為學生提供感性材料,達到使他們的操作規范化;在綜合、設計性實驗,結合多媒體教學對實驗原理、方法等進行集中講解使實驗過程更加形象、直觀。這種多媒體直觀形象教學法不僅提高了教學質量,而且培養了學生的創新能力。對于那些易于接受新鮮事物卻有缺乏學習積極性的低分學生來說,多媒體課件的應用更能調動他們的學習積極性,從而提高他們的學習興趣。
三、注重實驗教學,培養學生興趣
有機化學是以實驗為基礎的實踐性很強的課程,通過實驗既能訓練學生的基本操作技能,培養嚴謹的科學態度,又可以鞏固和加深學生對書本基本理論知識的學習和理解。現在的環境專業有機化學實驗多為驗證性實驗、基本操作實驗,其實這類實驗并不能激發學生的實驗興趣。因此,為培養學生的創新能力,激發學生對有機化學實驗的興趣,鞏固基礎理論知識,提高學生對各學科知識的綜合運用能力,在環境專業有機化學實驗教學過程中時刻提醒學生注意實驗中一些操作可能帶來的環境污染問題。例如,裝置防泄漏,通風櫥的使用等重要問題;實驗中的有毒廢液應當指導學生進行處理后再傾倒。通過對有機化學實驗廢棄物的基本處理實踐,可使學生掌握綠色化學知識,形成強烈的環保意識。
通過在教學過程中采取上面一系列措施之后,激發了學生的學習興趣,調動了他們的學習積極性和主動性,教學效果有了很大改善,教學質量得以提高,并促進了學生對其專業課程的學習。通過教學實踐,我深深體會到:我們教師要不斷加強專業知識積累,不斷探索適應人才的培養新型的教學方法,更重要的是教會學生如何掌握有用的知識,真正達到“授人以漁”的目的。
摘要:行動導向教學法作為一種先進的教育教學方法,被廣泛應用在高校各個專業教育工作中。“行動導向教學法”應用旨在培養學生良好的實踐操作能力和創新能力,實現學生學習的全面發展。高校在有機化學實驗改革教學中,要結合學生實際學習需求特點和課程性質,有針對性地引進利用行動導向教學法,合理設計實驗項目內容,強化鍛煉學生的實踐操作能力,優化改善有機化學實驗教學考核評價體系,促進學生專業能力和綜合素質的全面提升。本文將進一步對行動導向教學法在高校有機化學實驗中的應用展開分析與探討。
關鍵詞:行動導向教學法;高校;有機化學實驗
行動導向教學法最早是在20世紀80年代由德國教育界提出的,該項教學法是以“行動導向驅動”作為核心形式,通過在實踐教學中充分發揮出學生學習的主觀能動性和教師引導作用,強調培養學生對實際問題的分析解決能力,以不同任務形式引導學生展開實踐學習,幫助教師完成事先制定好的教學目標。高校有機化學實驗教師在實踐教學中要充分發揮出行動導向教學法的作用,促使學生從簡單的“理論知識學習積累”轉變成“智能與素質全面提升”,引導學生積極主動參與到實驗項目合作研究學習中,凸顯出學生在課堂主體位置,將所學知識應用在實驗操作活動中。
1行動導向教學法在高校有機化學實驗教學中應用優勢
1.1培養學生獨立探究能力和自主學習能力
行動導向教學法作為一種先進的自主探究性教學模式,能夠凸顯出學生在有機化學實驗教學中的主體位置,充分調動起學生實驗操作學習的積極性和主動性。有機化學實驗教師通過將行動導向教學法融入到實踐教學中,引導學生按照實驗任務自主設計實驗方案,并根據具體方案科學實施各項實驗操作,在這樣的學習過程中能夠有效培養學生對不同有機化學實驗內容的獨立探究思考能力,并且還能夠促使學生形成自主學習習慣,散發學生的創新思維,學會靈活運用已掌握的知識解決有機化學實驗實際問題。
1.2提高學生創造能力和職業能力
在行動導向教學法實施應用中,其始終強調“做中學、學中做”,也就是高校有機化學實驗教師通過運用行動導向教學法,要科學指導學生開展多元化的實踐活動中,將所學知識實踐應用在各種學習活動中。行動導向教學是一種基于行動導向教學模式的先進教學手段,廣泛采用的教學組織形式主要包括了案例教學法、項目教學法以及引導教學法等,[1]無論是哪種教學方法都能夠體現出學生在課堂上的主體地位,發揮出學生有機化學實驗學習的主觀能動性。基于行動導向教學大輔助應用下,有機化學實驗活動設計更多是來源于企業生產實際,教師通過創設出真實的企業實驗工作環境,為學生提供廣闊的實驗學習發展空間,能夠利用各項實驗設備和儀器展開自主實驗,從而提高學生創新創造能力和職業能力。
一、對教學內容進行有效的優化和整合
對于醫學院校的臨床專業學生而言,這門基礎學科,一般都在大學一年級第二學期內完成該門課程的學習,內容多,涉及到的面廣,部分內容較為抽象,因此知識點多而繁瑣難以記憶是學生學習有機化學的最大瓶頸。同樣,對于教師在有機化學課程的教學過程中,受課時限制,一般都存在學時少與進度快、內容多的矛盾。但有機化學的教學內容、重點與難點的把握,又必須與臨床專業的特點、培養目標、課程體系的安排、教學時數相匹配,為此,在保證有機化學學科體系完整的前提下,我們準備精選一些與醫學緊密相關的內容,合理地、有選擇性地刪除那些與本專業聯系較少或與其它課程重復的內容,使教材內容更加精練。對于一些經典的內容適當壓縮,以多種形式將有機化學前沿課題與基礎理論結合起來,更加突出有機化學的特色。
二、教學方式不斷的改革創新
1.現代的高校教學方式已經基本完成了“粉筆加板書”到“多媒體”的轉變。多媒體的教學將圖片和影像融入到抽象難懂的理論教學中,這樣抽象的化學反應變得具體形象,也充分調動了學生的視覺、聽覺和觸覺。比如:乙烷的碘代,其反應的過程利用動畫非常形象清晰的動態過程展現在同學們的眼前。讓抽象的化學反應過程變得直觀而又形象,同時學生也體驗到了化學反應的奇妙和壯觀,從而增強了進一步的求知欲,也達到了優化課堂教學,提高教學質量目的。但是多媒體教學存在著如下弊端:教師在利用多媒體講課的過程中更注重了知識的講解而減弱了與學生的交流,同時存在課程進度加快,容量過大等弊端。可見多媒體教學進入課堂有利又有弊,教學環境的改善并不等于教學質量的提高。因此,作為有機化學教師,要轉變教學理念,從古板的知識傳授型轉變到現代教育導向性,在教學方法中既要有所繼承也要有所創新,最大程度的提高學生在課堂上的時效性。2.不斷改變教學方式,激發學生的求知欲望,從而提高學生的興趣。高校的教學方式通常是“填鴨式”的滿堂灌為主,無論你聽懂與否,教師在課堂上唱“獨角戲”的現象普遍存在,更何況老師課堂講授基礎知識敘述性內容多而繁瑣,需要記憶內容較多,學生往往苦不堪言,有些學生往往感到“上課聽得懂,課后不會用”。針對這一大難題,我認為應該改變目前教師為主的教學方式,讓學生積極參與進來,充分調動學生的學習興趣,提倡學生參與教與學的雙邊教學活動,以學生為主導、師生互動、生生互動的探究創新的教學模式,創造民主而又和諧的教學環境,這樣才能激發學生的學習興趣,從而提高有機化學的課堂教學質量。(1)教學中充實著與醫學相關的最新科研動態,喚起學生的學習熱情。部分精選的有機化學教學內容有的代表著學術上的最新研究動態,學生比較感興趣。如手性藥物的構型與生物活性、拆分方法;芳香烴和C60、石墨烯等材料的結構區別及其性質不同;簡單典型藥物的合成路線等。緊跟醫學行業發展的潮流,不斷充實有機化學與醫學有關的新內容,從而拓寬學生的視野,提高學生的學習興趣和主動性。(2)注重理論闡述服務于知識應用,讓學生明確有機化學的學習有利于對醫學知識的掌握和運用。教學過程中,穿插著與老百姓的生活息息相關的內容,學生的關注度也會提升。比如在講到《醇、酚、醚》一章中,讓學生知道呼吸分析儀的使用原理是與醇被氧化的化學性質有關,并強調“醉酒駕車”的危害和嚴厲的懲罰措施保障了人們的生命和財產安全。《含氮有機化合物》一章中穿插“三聚氰胺”毒奶粉事件,講解三聚氰胺結構和性質,闡述其增添在奶粉中產生的危害。《羧酸衍生物》一章中可以結合糖尿病人晚期酮癥酸中毒現象來教學。通過諸如此類的實例和醫學現象的講解,讓學生達到學以致用的目的,明確學習有機化學對醫學知識的掌握和運用的重要性。
三、抓好師資隊伍建設,提高教師的素質
我們教研室采取了如下有效的策略:(1)鼓勵年輕教師去攻讀博士學位(目前我們教研室50歲以下的教師都是博士學歷),促進他們不斷的吸取新知識,豐富自己的理論知識和科研水平,從而來提高整個教研室的學歷結構,并為我們教研室建立一支素質優良的教師隊伍打下堅實的基礎。(2)開展了“一幫一”教學活動。有多年教學經驗的優秀教師和一個新教師組成一個互助組,支持和鼓勵相互間多聽對方的課,相互交流教學過程中的經驗和心得,從而促進教師間取長補短,不斷更新教學方式和方法。
四、適當增設一些與醫學、預防、保健和環境相關的綜合性、創新性的實驗,從而提高了學生學習有機化學的積極性
在實驗教學中注重培養學生實事求是的科學態度、團結協作精神和勇于創新的態度。通常實驗以傳授知識為主,要求學生掌握實驗的基礎知識、基本技能,此外也對于醫學院校而言,在實驗教學中教師也應該注重傳授了與醫學相關的基本知識。例如:“阿司匹林和甘氨酸的制備”,我們向學生講解了阿司匹林(乙酰水楊酸)結構、化學性質和臨床療效(退燒、抗風濕等),并結合目前國內外對該藥物研究的最新進展,最后強調臨床醫生所面臨的任務就要搞清楚它的作用機制及其它功能。學生在親手進行這種藥物的合成實驗及以后學習研究中揭示它治療疾病的機理。學生投入極大的熱情進行實驗操作,學生也認識到還有大量的醫學問題有待探索,作為一個合格的醫生,自己肩負著較為嚴峻的歷史使命。“從茶葉中提取咖啡因”和“蔬菜和水果中VC含量的測定”等實驗的開設也克服了過去的專門化、單一化實驗在認知上的脫節,這樣充分培養學生思維和動腦動手解決問題的能力。總之,為了提高醫學院校臨床專業有機化學教學課堂的實效性,作為教師要抓好教學的各個環節,提升課堂教學效果和教學質量,充分調動學生的主觀能動性和學習積極性,提高學生學習效率,培養出具有堅實理論基礎的優秀醫療衛生人才。(本文來自于《齊齊哈爾醫學院學報》雜志。《齊齊哈爾醫學院學報》雜志簡介詳見.)