信息化应用于有机化学实验课程的教学改革与研究

樊陈莉,洪 娟,徐世前,张 强,冯光峰

(芜湖职业技术学院材料工程学院,安徽 芜湖 241003)

信息化应用于有机化学实验课程的教学改革与研究

樊陈莉,洪 娟,徐世前,张 强,冯光峰

(芜湖职业技术学院材料工程学院,安徽 芜湖 241003)

信息化教学已经在全国各校广泛使用，有机化学实验课程通过信息化教学场所的改善，有机化学慕课(MOOC)网络课程的建设，实验内容的整合，建立了“两层次、一创新、递进式”有机化学实验教学体系和过程性综合性有机化学实验考核制度。通过几届尝试性教学，极大提高了学生的学习兴趣，使有机化学实验教学效果得到明显改善。为高校有机化学实验课的教学提供了一个创新体系与借鉴。

信息化；有机化学实验；课程；教学研究

0 引言

随着现代科技的发展，多媒体与网络技术的进步，信息化在教育教学改革中发挥着更加重要的作用。信息化为教学模式、教学内容、教学方法与手段的改革都注入了新活力[1]，席卷全球的“慕课”、国家精品开放课程、“微课”等，都是对传统高等教育的冲击和挑战。基于网络平台的优质学术资源可方便地传播和共享，促进了教育公平及教育均衡的发展[2]。

有机化学实验是化学、生物和医学等专业的一门重要的基础实践课，是一门实践性非常强的学科。有机化学实验的目的是培养学生有机化学基本实验操作技能，是对有机化学理论的验证与补充，是提高学生实际动手能力和创新能力的重要途径。在如今信息化的时代，将信息化资源应用到有机化学实验教学中，将会使教学手段、教学内容、教学效果和效率等方面有较大的改善。作者结合有机化学实验课程的理论实践教学，根据多年的有机化学理论课和实验课的教学经验，探讨如何进行有机化学实验课教学改革，以适应信息化条件下学生学习有机化学实验技能的需要，满足社会对高技能型人才培养的需求。

1 建设“教、学、做”理实一体化有机化学实验教学场所

2016年，学校实现了全无线网覆盖，在此条件下，我们在实验室增加配备了多媒体、投影仪、若干台电脑和少量课桌凳，将原有实验室改建为“教、学、做”理实一体化教学场所。实践教学时可以播放动画、视频文件，并且在实验过程中遇到问题的时候，可以在实验室用电脑利用校园数据库和信息化平台迅速解决问题。例如：当进行正丁醚制备实验，对粗产品进行萃取操作时，会出现不分层，分三层，甚至分四层的现象。这时老师可引导学生利用网络查资料解决这一疑难问题，从而改变了以前有问题总是找老师解决的状态，让学生学会自己解决问题，使学生学习自然而然的由被动变为主动，由此实现“教、学、做”理实一体化教学场景。我们通过几届这样的教学改革实践，极大地调动了学生对有机化学实验课的学习积极性，取得了令人满意的效果。

2 信息化条件下，增加有机化学实验慕课(MOOC)网络课堂教学

大规模开放在线课程(massive open online courses,MOOC)是 2012 年兴起的一场席卷全球的信息化教学革命[3]。教师将课程内容拍摄成微视频，学生可以通过网络平台观看学习每次课的视频。学生这种自主学习的方式，改变了传统的教育方式，学生更容易快速的获取吸收知识。早期的实验课教学采取的方式都是老师先讲，学生再做实验。由于在学生做实验之前老师会认真讲解，造成了学生依赖心理，学生课前对今天所做的实验几乎不预习，以至于在实验中不思考，实验失败的几率很大，并且也不去主动探究实验过程中出现的问题(实验正常和异常现象)的原因，从而导致理论和实践的验证达不到完美的合理解释。如今，由于信息化的发展，网络教学已广泛应用到很多课程的教学中，近几年，我们也完成了有机化学实验课程的MOOC视频制作，开发了有机化学实验的课前预习思考题，并上传至网络平台上。我们要求学生课前在网络平台上利用慕课资源对每一个实验进行预习。由于网络视频化的教学方式比较受学生欢迎，学生在睡觉之前拿着手机就能对明天的实验进行预习，通过视频观看之后再写预习报告，这样两遍预习之后，学生在实验中就可以脱离课本，独立的操作实验，专心的观察实验现象，避免了以往变看书边操作，实验过程在心里连贯不上的问题。改变了以前“照方抓药”的坏习惯，达到了实验教学是为例让学生学习知识、培养能力、掌握技能的目的；同时，也培养了学生独立思考问题和解决问题的能力。

3 以任务为驱动，进行教学内容的整合，变零散性实验为综合性实验

目前，有机化学实验的教学内容大体上分为三大块：基本操作实验、有机合成实验及有机物的性质实验，而且大多数院校都是按照这样的顺序去安排实验。这种实验安排方法会阻碍学生的探索性和综合考虑问题能力的提高，许多学生基本就“按部就班“，按照书本上的实验步骤，一步一步地边看书边完成实验操作，对实验的过程和每一步实验的目的只知其然而不知其所以然。这样不但提高不了学生的实验技能，还容易使学生成为一个不动脑的机器人。鉴于此，我们在实验内容的安排上做了调整，把这三大块穿插在一起，以任务为驱动，让学生每次实验都是有目的的、有步骤的、有原理和操作过程的、有具体的实验任务的、能看到成果的，使有机化学实验多步骤、多元化。 例如：以制备纯净的乙酰苯胺为任务，将三个有机实验进行整合，顺序为：乙酰苯胺的制备实验、重结晶基本操作实验、熔点的测定实验、红外光谱检测实验。学生首先制备乙酰苯胺，然后再以乙酰苯胺为原料，进行重结晶实验，接着用熔点的测定的方法来检测重结晶分离的好坏，针对纯度比较高的乙酰苯胺产品做红外检测。做这类综合性实验时学生思想上会高度重视，通过前期基础实验的锻炼，学生们已经具备了非常熟练的操作技能，做综合实验时，操作起来谨慎认真，出现问题了会及时分析，认真总结经验教训，因此实验能达到满意的效果。通过对几届实验后的学生调查，学生对改革后的有机实验课的满意度由以前的65%提高到96%。 这种类型的实验既能提高学生分析问题和解决问题的能力，又能巩固各类有机反应的理论知识，使学生在做有机化学实验时具有综合思考问题的习惯，理论和实践同步得到大步提升。

4 最终构建“两层次、一创新、递进式”有机化学实验教学体系

本着实践教学要“保证学生的主体地位、教师辅助”的教学理念，培养学生的学习兴趣及探索精神，我院有机化学实验教学采用“两层次、一创新、递进式”教学体系。其中“两层次”是指有机化学实验教学体系和信息化网络教学体系。在学生进实验室做有机实验之前，学生在学校的网络平台上自主学习有机实验的基本知识，如加热、冷却、干燥等，并且观看有机化学实验慕课的相关内容，对本次实验进行预习。在网络教学平台上，教师对每次实验留有预习思考题，学生带着问题去做实验，在实验过程中学生可以认真操作，仔细观察，及时记录实验现象，积极思考实验原理，进而解答思考题。“创新性、递进式”是指在前期基础实验结束后，为培养学生完整的实验研究工作方法及科研创新能力，完成实现从知识技能向研究能力培养的转化过程，以培养学生的科研素质和创新能力，使他们的综合素质有所提高。我们对一部分学生开设“创新开放式实验课”， 其课程的设计为: ① 学生可以自主选择课题和实验内容; ② 根据其课题通过校园网数据库查阅有关文献、设计出合成路线、装置图及实验方案等; ③ 学生制定实验方案，老师指点修改，最终制订出行之有效的实验方案; ④ 学生独立进行实验，有问题时，教师给予相应的指导; ⑤ 利用校园网数据库，撰写有关的研究性实验报告论文。这样的课程设计可以使学生增进师生交流、扩大知识面，进一步提高学生的学习积极性。同时，增加了两个开放实验室，为学生课余时间完成自己感兴趣的课题提供了条件，使学生能掌握一套自主完成科研创新实验的技能方法。

5 建立过程性综合性有机化学实验考核制度

以往的实验考核制度大都是根据学生的成绩报告评分。但由于报告可能存在着相互抄袭的情况，或是有的学生报告写得很好，其实操作水平一般，所以仅凭报告打分存在着极大的不合理性，这样会极大损伤实验动手能力强的学生的积极性。经过本次的有机化学实验教学改革，我们将有机化学实验考核分为了两大块：线上考核和线下考核。线上考核成绩占期末总评成绩的40%，线下考核成绩占期末总评成绩的60%。线上考核是让学生在每个实验预习时，完成网络平台上的每个实验的视频教学，实验结束后完成网络平台上每个实验的思考题解答；线下考核即是老师对学生的实验过程的表现、实验操作能力、实验报告的书写及实验操作技能的期末考核等方面的打分。有机化学实验的期末考核采取学生抽签决定自己做哪一个实验，实验完成后由教师针对其操作的熟练程度对其进行打分。线下考核注重过程性，即使学生本次实验失败，没有得到产品，只要其实验过程中认真操作，并且能很好的分析出自己失败的原因，那么本次实验报告的成绩仍然可以拿到高分。

6 结语

在如今的信息化环境下，我们充分利用信息化资源提高了教学效果，完善了实训设施以及先进的信息化教学资源和手段，建立了一套完整的有机实验课程教学体系。这套改革方法是对有机化学理论学习的重要补充和拓展，是实现“做中学”的重要保障。有机化学实验通过实训教学场所的改善，课程网络预习的补充，实验内容的整合，建立了“两层次、一创新、递进式”有机化学实验教学体系。通过这次教学改革，大大提高了学生学习有机化学实验课程的兴趣，提高了学生在实践操作过程中的专注力、独立思考能力、综合分析能力和解决问题的能力，最终大大提高了有机化学实验教学的教学效果。本次教学改革为有机化学实验课程的教学提供了一种新型方法，是信息化与有机化学实验融合的一种有益探索。关于信息化和有机实验融合的深度研究有待今后进一步开发。

[1]李建英. 高职信息化课程教学模式改革的研究.文教资料，2015，(18)：151-152.

[2]薛晶滢，倪小勇. 教育信息化趋势下的大学英语教学改革探析.中国教育信息化，2015，(24)：42-45.

[3]温燕梅. 慕课时代的有机化学实验教学改革初探.2014,41(18)：180,190.

(编辑 马海超)

The Teaching Reform and Research of Information-based Organic Chemistry Experiment Course

FAN Chenli, HONG Juan, XU Shiqian, ZHANG Qiang, FENG Guangfeng

(Department of Material Engineering, Wuhu Institute of Technology, Wuhu 241003, China)

Information-based teaching has been widely adopted by various schools across the nation. On the basis of the improvement of information-based teaching environment, the construction of MOOC network course of organic chemistry, and the integration of the experimental contents, set up a “two-level, creative and progressive” teaching system and a procedural and comprehensive assessment system for organic chemistry experiment. Through the tentative teaching, the information-based teaching has greatly promoted students’ interest in learning and improved the teaching effect of organic chemistry experiment, which provides a creative system as well as a good reference for the teaching of the organic chemistry experiment course in colleges.

informationization; organic chemistry experiment; course; teaching research

2017-01-15

安徽省大规模在线开放课程(MOOC)示范项目(2015mooc119)；安徽省大规模在线开放课程(MOOC)示范项目(2016mooc327)；安徽省示范实验实训中心(2016sxzx014)。

樊陈莉(1982- )。女，硕士，讲师。主要研究方向：有机合成化学。

G712

B

1672-0601(2017)03-0061-04