有机化学实验教学与学生创新能力的培养

朱凤霞 孙小军 娄凤文

摘要：有机化学实验教学不仅能够培养学生实验操作和解决问题的能力，且还能增强学生创新思想，有利于创新能力培养。针对实验教学中存在的问题，通过对实验教学形式、实验内容以及实验考核的改革等方面的改革，得到了良好的教学效果。

关键词：有机化学实验；创新能力；应用型人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）39-0246-02

江泽民同志曾经指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”[1]历史证明，社会的进步，关键在于创新。有没有创新能力，能不能进行创新，也就是创新能力的大小影响着当今全球经济和科技的发展。

21世纪是知识经济的时代，各行各业对人才的需求发生了巨大的变化。无论是行业竞争还是国际的竞争归根到底就是人才的竞争，而人才的竞争就是知识的竞争，而知识的竞争主要是知识的创新，而教育是人才竞争、知识创新的主要基础，因此，如何培养出较强的实践能力和创新精神的人才，是当前教育面临的重要问题之一。在培养人才的创新意识和能力等方面，实验教学具有一定的优势，因为实验既依赖相关内容的理论学习，又有一定的独立性，较好地发挥了师生互动、学生实践的教学方式，它也是提高学生动手及科研能力，培养学生创新思想的有效手段之一[2]。有机化学实验课程作为高等院校培养计划中的必修基础实验课之一，通过该实验的教学，可以全面地训练学生的有机化学实验基本操作，能进一步培养学生观察、发现问题和解决问题的能力。因此，有机化学实验的教学不仅能够帮助学生形成概念、总结规律、验证理论，而且对培养学生的创新精神、创新思维和创新能力起着非常重要的作用。那么，如何通过有机化学实验来挖掘和培养学生的创新能力？作者通过几年的有机化学实验的教学实践和研究，对此作了一些探讨。

一、改革实验教学方法，提高学习主动性，培养创新能力

有机化学实验教学的主要任务就是激发学生的求知欲和学习兴趣，把学生的注意力吸引到有机化学实验教学中，变学生的消极学习为积极学习，变被动学习变为主动学习，从而培养学生的创新能力。为此，在实验教学过程中灵活地采用多种多样的教学形式。以问题为基础的PBL（problem-based learning，PBL）式教学模式，是目前国际比较受欢迎和公认一种教学方法，它是一种非常有效地培养学生创新思维和解决问题能力的教学方法[3]。该方法首先是向学生提出问题，然后和学生一起分析问题后，让学生动手进行实验操作，实验结束后让学生写出总结，在实验总结中要求学生分析实验中出现的问题，提出解决问题的方法。该方法是将学生作为教学的主体，尽量发挥学生的主动性和创造性，例如在“水蒸气蒸馏”实验中，上课首先把涉及本次实验内容的问题先提出：水蒸气蒸馏的原理是什么？与简单蒸馏的区别？意义是什么？……上课时首先让学生回答，不仅能调动学生的主动思考积极性，还能将让学生将水蒸气蒸馏基本操作和实际应用结合起来。这样使学生能够更好地理解实验的内容，牢固地掌握实验操作，且也促使学生积极地思考问题，将自己所学的知识加以灵活应用，避免实验枯燥无味的观念，从而培养学生逻辑思维能力和开放性思维能力。多媒体教学手段的广泛应用，为学生提供接触实验提供了多种渠道。多媒体课件不仅能通过文、声、图、像、动画或视频等应用于一体，直观生动地在屏幕上呈现基础实验和综合实验操作的过程，而且，可以自行模拟实验仪器的选择、顺序安装和拆卸等，提高了实验的新鲜感。对一些难度高、成本大、时间长的无法实际操作的实验以及实验中比较难观察到的实验现象也可以通过多媒体向学生演示，这样不仅能使他们更好地理解，也有利于教师讲授。如分馏实验，我们通过动画形式多媒体展示现代化工厂在应用的分馏塔的内部结构和原理，使学生对这两个基本操作实验有个直观的了解。通过这样的多媒体展示，既能保证实验质量，节省试剂，减少废物排放，有利于环境友好，也能大大提高学生的有机化学实验动手能力，从而调动学生的学习积极性和创新意识，丰富学生的知识面。

二、引导学生做研究性实验，培养创新思维

传统的有机化学实验教学，常常是教师先将有关实验的目的、原理、步骤以及注意事项做详细地讲解，然后将实验中可能遇到的问题以及其解决的方法也直接告诉学生，担心实验中出现异常的现象，得不出正确的或较好的实验结果；而实验操作过程中学生一般都是“照方抓药”，非常被动地做实验。因此，学生的思维表现出非常地单一、狭窄，基本没有创造性。对于实验中遇到的问题或异常现象往往不知所措，束手无策。所以，教师在实验教学中当配角，做“后勤参谋”，应多启发、引导学生深入观察实验过程中产生的现象，多问学生几个为什么，应有意识地引导学生、鼓励学生根据实验内容进行多方位地思考，自行设计实验；让学生敢于尝试、创新。如，开设从茶叶中提取咖啡因的实验，就包括很多基本实验操作如回流、萃取、蒸馏、升华等，还有性质验证实验，可以在短时间内让学生掌握较多的实验技能。这样的教学模式，不仅可以调动学生的学习积极性.还能培养学生的将综合运用理论知识、技能及解决实际问题的能力，从而进一步增强自主创新思想。

三、根据化学发展史，赋科学性与人文性于化学实验教学，丰富创新教育

化学实验是化学发展的基础，化学发展通过实验反映出人类的探索精神。在课堂教学中引入化学实验史，可以激发学生的实践兴趣，培养学生实事求是的科学态度和创新能力。根据具体的实验，可以向学生介绍有关实验的一些趣事，比如实验的首创者，实验在生产和生活中的实际应用；也可以给学生介绍与实验内容有关的前沿科学的发展等。这样不仅能让学生了解比较多的专业知识，而且还可以扩展实验的应用性，激发学生的兴趣，吸引学生的注意力；特别是一些与学生日常生活相关的知识，能让学生对实验产生比较浓厚的兴趣。例如：进行重结晶提纯实验，可以借机介绍物质重结晶的意义，让学生认识到自己平时所做的实验在科研和生活中有应用价值，从而让学生认识到有机化学实验充满是乐趣的。

四、改变评定实验成绩的方法，激发学生的创新意识

学生的实验成绩是对学生的实验态度、实验知识、实验操作和实验过程中分析问题、解决问题的能力综合评价，它直接影响学生实验的积极性。多年来，主要是根据学生的实验报告来评定学生的实验成绩，而实验的理论和操作考试在实验成绩中所占比例相对较少，这就导致学生对实验课没有热情和兴趣，从而不重视实验。针对这种现象，如今评定实验成绩必须由以下四个部分组成：实验课前预习和课堂提问、实验操作、实验报告、理论和操作考试；学生的实验报告主要是注重学生对实验结果的处理、分析和讨论，鼓励学生有批判性的思维，帮助学生树立敢于挑战、勇于创新的创新意识，增加学生的分析、创新在实验报告成绩中的比例。实验理论考试主要注重实验原理，实验操作考试主要考查学生对实验基本操作，换言之，操作考试注重的学生操作技能和分析解决问题的能力，而不是以单纯的实验结果给学生分数，而对那些实验最终结果不是很理想，如产率较低实验甚至失败等情况，只要分析问题存在的可能性，分析得有道理，都给予加分；经过这样评定的成绩，可以比较客观地给出一个学生的综合实验成绩。

因此，培养学生的创新意识和能力决不是通过—个教学环节就能彻底解决的，还应当需要继续完善实验教学体系和方法，增强学生在实验过程中的主动性和创造性，探索出最佳的实验教学模式和方法，以培养出越来越多具有创新能力的科技拔尖人才。

参考文献：

[1]范贤超.教育创新论[M].长沙：湖南人民出版社，2001.

[2]王秀芳，魏宇恒，张昆，等.通信原理网络虚拟实验室的开发[J].实验室科学，2010，13（5）：133-134.

[3]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2006.