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有机化学实验“演讲评”综合考核模式研究与实践*

2020-03-07黄道战蓝虹云卢建芳

广州化工 2020年5期
关键词:实验教学考核实验

黄道战,蓝虹云,卢建芳

(广西民族大学化学化工学院,广西 南宁 530006)

有机化学实验是高等院校化学及相关学科的重要实验基础课,在基础化学实验教学中占有十分重要的地位,其教学目的是培养学生掌握有机化学的基本技能和基础知识,验证和加深理解有机化学的基本理论、有机化合物和有机合成反应的理解[1]。当前,我国高等教育优质资源严重短缺,不能满足人们迫切期待接受高质量高等教育的要求。因此,高等教育改革与发展备受关注,越来越多的教育工作者开始注重探索与完善教学方式,以培养顺应时代发展需求的合格人才。实验教学的功能已经从“理论知识验证”,过渡到培养学生自主学习能力、独立分析与解决问题能力、初步科研与创新能力的重大转变,如从教学方法[2]、教学模式[3-4]、教学内容[5-6]、成绩评定[7]等方面对有机化学实验教学进行改革探索,其中设置实验理论或操作考试环节,对培养或提高学生学习的主动性、积极性起到重要的促进作用。不过,目前大部分实验考核过程,仅限于实验指导教师与由1名或1~2名学生构成小组的少数个体之间单向考核或评价活动,具有一定的局限性,例如实验理论知识、操作要点、规范性、熟练程度、错漏点等共性问题没有得到充分的现场“展示”、“暴露”、检验、评价反馈,以及课后针对性的练习、改正与巩固,考核现场受众(学生)少,实验教学效果或学生受益面难以达到最大化。针对上述问题,近年来,我们对有机化学实验考核模式进行改革,推行“演讲评”相结合的实验操作综合考核模式,取得了良好的教学效果。本文介绍具体的做法及体会。

1 实验操作考核内容

有机化学实验旨在培养学生正确选择有机化合物的合成、分离与鉴定方法,掌握有机化学实验的基础知识和基本操作技能。因此,实验操作考核内容包括基本知识和操作技能两部分,要求学生认识和理解常用基本有机合成、分离纯化以及理化性质测定仪器或装置,如普通蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、简单分馏、回流搅拌反应、回流(索氏)提取、萃取(洗涤)与分液、减压过滤、熔(沸)点测定等的原理、应用及装配方法,熟练掌握常规玻璃仪器、铁台架、升降台、双顶丝(十字夹)、铁夹、铁圈等器械的选配及使用方法。根据实验教学大纲设计考核内容,制定5~8分钟时长的系列考题,并编写相应题号。

2 实验操作考核方案

考核学生人数:指导教师每次指导的学生人数,一般约为20人,分成若干小组,每组4~5人。

考核方式:分组分批、单人操作、闭卷考核、演(演示)讲(讲解)结合;指导老师对题目进行编号,学生在考核时现场随机抽取题号,确定考题。

考核时长:根据操作难易程度设置考核时间,通常为5~8分钟。

考核成绩评分点: 包括器材选配是否正确、安装拆卸操作的顺序与规范性、讲解及原理简述等。

成绩评定:不仅注重考查结果,也注重考查实际操作过程的细节和规范性。

3 实验考核过程

由于实验课程考核环节时间安排有限,对此,我们在第一次实验课就对学生进行实验教学环节重要性的教育,讲明实验考查的方法、内容、目的和要求,包括实验考核的内容、程序和成绩评定办法,使学生做好思想和心理的准备,以积极、主动以及严谨求实的精神风貌贯彻于每次实验课中。

在实验考核的过程中,由于学生抽查到的考查内容涉及平时已完成的实验项目,但每人抽查的内容有随机性,这要求学生平时注重认知与积累,多数学生能分辨并挑拣出相匹配的仪器进行装配。此时,我们不仅仅满足于安装的顺序与快慢,而更注重细节是否规范。另外,对前3组学生,指导教师通过笔记、拍照或录制短视频方式记录操作考试情况,作为今后教学的正面或反面案例素材,以及实验操作考核成绩评定的参考依据;对于后2组学生,指导教师组织、要求已完成考核的所有学生,作为观众在边上认真观察、记录余下考生的实验操作考核过程,尤其找出错误的操作,亦即“找茬”,以便在考核结束后的点评环节中对“茬点”进行评批、指正,最后由指导教师对考核和点评情况进行点评、更正、补充或总结。

在平时开展实验或期末考核过程中,学生常常出现一个典型的不规范操作细节,即安装装置时,不太关注双顶丝的开口方向,认为只要夹紧了就没有问题,这样的操作和认知显然是错误的,殊不知有机化合物多为易燃易爆化学品,当开口朝下时,随时在受到轻微触碰后出现下滑或反应器脱落的情况,倾倒、泄露或洒落的反应物料一旦靠近热源将引发安全事故。我们以双肩挑扁担和双腋窝下夹扁担的不同稳妥程度形象比喻双顶丝受力原理,指出学生这一易出现的错误和问题,以便学生对该操作原理和操作要点有深入了解并获得较深的印象,树立实验室安全意识,培养理论联系实际、细致严谨的科学态度与良好的工作作风。

熔点或沸点是有机化合物最基本的物理性质之一,是有机化合物合成、分离、纯化、鉴定及应用的一项重要指标,其测定在熔点测定、常压蒸馏、减压蒸馏、简单分馏等基本操作训练实验中均有应用,安装装置时,各实验项目对应的温度计应依次放置在b型管、蒸馏头、克氏蒸馏头、刺形分馏柱中恰当的位置。通过“演讲评”活动,学生明白了熔点和沸点的共性表征指标是温度,而温度计感温泡的上限与下限对齐的位置将直接影响实验结果。学生通过细致观察、归纳总结、比较差异,加深理解了实验原理,掌握依据有机化合物的性质如沸点差异而采用相应的实验方法进行分离纯化。此外,学生在该环节中还获得了表现及表达的机会,科学思维搭建、语言表达及交流能力也得到了提高。

4 改革的成效

有机化学实验教学操作考试“演讲评”活动是根据有机化学实验教学的特点,在实验教学过程或实验课程结束时设置的一种考查学生了解、掌握实验原理和操作技能的有效办法,它要求某个学生在指导教师和班上同学都存在的实验考核现场,能够对随机抽取的某个已学实验教学项目,在规定时间内迅速、准确选择适宜仪器类型与规格,按科学规范的顺序安装好或操作,并对实验原理、操作要点及关键步骤进行简明扼要的陈述,接着随机抽选其它同学进行“找茬式”点评、纠错或补充,最后由实验指导教师给予点评、更正或补充。这种由学生实验操作演示与讲解,其它同学现场“找茬”点评,指导教师即时补充、更正构成的实验教学活动,具有现场受众多、互动交流好、知识技能信息反馈及时的特点,能够取得良好的实验教学效果。

(1)有利于促进学生对实验理论和操作技能的复习与巩固。实验考核由以往的个别抽查改为全员考核、单人操作、随机选题的全面操作考核,有可能在师生面前的“出彩”或“出丑”的心理作用,会倒逼学生在平时实验中认真学习、独立操作与思考、自觉实践,或者在实验操作考核前自觉进行全面而系统的学习或复习,促使学生形成自觉学习、主动学习的良好习惯。

(2)有利于及时发现、修正或补充学生的实验操作知识和技能。指导老师在观察、了解所有学生的考核情况后,即时进行现场评价和反馈,全面客观地评述学生实验操作过程,纠正其中的认知或操作错误,提高和巩固动手操作能力。

(3)有利于促进学生注重实践操作细节。同学相互间的“找茬”,不仅培养学生形成专心致志、仔细观察和及时记录的良好习惯,也使其会在无意或有意之中,发现或找到实验操作的要点和关键点,学会把握成功的关键问题,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。

(4)有利于加强学生表达沟通、科学思维的培养和训练。学生们经过平时的积累及演示环节发现问题后,使用准确的语言条理清晰、有条不紊地进行“讲评”,有益于自身专业语言表达、科学思维、团结协作精神意识等能力的锻炼和培养。

5 结 语

通过上述的“演、讲、评”综合考核模式实践,丰富了教学环节及成绩评价体系,有效地改进了传统的灌输教学模式,充分调动了学生学习的积极性与主动性,对学生巩固专业知识、提高专业技能素质、培养创新精神与团队协作意识有良好的助推作用,学生的观察能力、实践能力、思维能力、整合能力和交流能力等综合能力得到明显提高。然而,随着本科教育教学的深入发展以及科学技术的日新月异,有机化学实验教学改革与创新仍需要不断地推进。

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