新课程改革背景下有机化学实验教学策略的探索与实践.pdf

化工教学化 工 设 计 通 讯Chemical TeachingChemical Engineering Design Communications 97第49卷第7期2023年7月在新课程改革背景下，以培养学生创新精神与实践能力为核心的教育理念为指导，化学实验教学改革已成为我国地方高校教育改革的重要内容。有机化学实验课程的教学组成部分，它既具有较强的理论性和系统性，又具有较强的实践性和应用性。有机化学实验是化学教学中的重要环节，能提高学生的实践能力，因此教师在教学过程中应对有机化学实验进行创新和改革，提高教学质量。但是在新课程改革背景下，很多教师并没有将新课标与有机化学实验相结合，在教学过程中只是对实验内容进行简单介绍。同时教师在教学过程中常采用传统的教学模式，指导老师为主体、学生为客体的教学方式，导致学生参与实验的积极性不高。为了改善这种状况，教师必须根据新课标的标准对有机化学实验进行创新和改革，以提高有机化学的实验教学质量，满足新课标对有机化学实验教学的要求1。1 本院有机化学实验教学课程现状本实验课程自学校2006年经教育部批准升格为普通本科院校后一直实施着有机化学实验课程的教学，主要面向化学、药学、园艺等8个专业，每学年授课学生达240多名学生，总学时约260学时。有机化学专业实验室有2间，面积约200 m2，其中有机准备实验室为1间，其面积约为30 200 m2。有机化学实验教学实验室严重缺乏，当各专业同时上实验课时，需安排到其他非专业实验课教室。建议各专业负责人摘要：有机化学实验是化学类专业的基础实验，是培养学生独立思考和理论联系实际能力应用的重要途径之一。在有机化学实验教学中，教师要积极转变教育理念，结合教学内容、学生特点和学科特点，对传统的有机化学实验教学模式进行改革，注重培养学生的实践能力、创新意识和团结协作精神。因此，加强有机化学实验教学改革，对于提高学生创新意识、培养学生的动手能力及提高教师的科研能力都具有重要意义。因此，探讨了新课程改革背景下有机化学实验教学策略的探索与实践，以有机化学实验为研究对象，结合新课标和当前高校有机化学实验教学现状，对如何在新课程改革背景下提高有机化学实验教学质量提出几点建议，以提高有机化学实验教学质量。关键词：新课程改革；有机化学；实验教学；改革策略中图分类号：O62-4文献标志码：B文章编号：10036490（2023）07009703Exploration and Practice of Teaching Strategies for Organic Chemistry Experiments Under the Background of New Curriculum ReformZeng Zhu-liang，Hou Lu，Li Jing，Ruan Yun-feiAbstract:Organic chemistry experiments are fundamental experiments in chemistry majors,and are one of the important ways to cultivate students independent thinking and practical application abilities.In the teaching of organic chemistry experiments,teachers should actively change their educational philosophy,combine the teaching content,student characteristics,and subject characteristics,reform the traditional teaching mode of organic chemistry experiments,and focus on cultivating students practical ability,innovative consciousness,and spirit of unity and cooperation.Therefore,strengtheningthereformoforganicchemistryexperimentalteachingisofgreatsignificanceforimprovingstudentsinnovationawareness,cultivatingstudentshands-onability,andimprovingteachersscientificresearch ability.The article explores the exploration and practice of teaching strategies for organic chemistry experiments under the background of the new curriculum reform.Taking organic chemistry experiments as the research object,combined with the new curriculum standard and the current situation of organic chemistry experiment teaching in universities,several suggestions are proposed on how to improve the quality of organic chemistry experiment teaching under the background of the new curriculum reform.It is hoped that this can improve the quality of organic chemistry experiment teaching.Keywords:new curriculum reform;organic chemistry;experimental teaching;reform strategy新课程改革背景下有机化学实验教学策略的探索与实践曾珠亮1，侯 露1，李 晶2，阮运飞1（1.凯里学院大健康学院，贵州凯里 556011；2.贵州医科大学第二附属医院，贵州凯里 556011）收稿日期：20230505基金项目：贵州省教育厅青年科技人才项目（黔教合 KY 字2020177 号）；凯里学院教学改革项目（JG202227）；黔东南州基础研究计划项目（202205 号）。作者简介：曾珠亮（1987），女，湖南新邵人，实验师，主要研究方向为天然药用植物提取分离及应用。化工教学化 工 设 计 通 讯Chemical TeachingChemical Engineering Design Communications98 第49卷第7期2023年7月协同各教研员研究开课时间，建议院方在资源充沛时能更合理规划部分实验室，以供实验有序高效开展。除此之外，因学时有限，各老师常首选简易项目，而减压蒸馏等旋转蒸发仪在有机化学实验很少开设。2 新课程背景下地方高校“有机化学实验”改革策略2.1 修订“有机化学实验”教学大纲，优化教学内容体系有机化学实验作为理工科重要的专业基础课程之一，它不仅要与课堂讲授的基本理论和知识相结合，而且也是学习后续专业课程和进行研究性实验的基础，同时又是培养学生思维和实际能力的重要手段。本课程实验教学内容涉及萃取、熔点的测定、重结晶、蒸馏及沸点的测定、柱色谱分离提纯化合物、叶绿素及茶叶中咖啡因的提取分离与提纯等基本实验技术及原理，制备合成透明皂、1-溴丁烷、苯、乙酸乙酯等常见化合物，分析醛、酮、糖、氨基酸蛋白质的性质等生物化学物质（定量、定性分析）。在传统实验教学模式中开设的有机化学实验过于简单，有些内容已过时，与现代仪器分析实验教学脱节现象较严重，部分基础实验学生操作难度不高，甚至教学实验也只着重于对基础知识的重复确证，综合类实验的比例鲜少。在实验过程中，学生都是按照实验指导书上的内容及方法进行，试剂大多数也是教师提前配制的，实验过程中遇到问题往往只有少部分学生能自行主动解决，而其他大部分是被动接受老师的解答。在这种情况下，最好进一步强化实验教学环节，注重理论知识与实验技能的结合，重构教学内容。例如重新分配学时，加长综合性实验学时分配，优化和重组实验教学内容与结构，将简单的基础实验，比如萃取、熔点测定、蒸馏操作等融合在综合实验中，实验教学前，让学生分组参与实验准备工作，要求学生必须有预习报告，对实验内容心中有数；在教研进程中强化技能专业培训和规范操作方法，明确要求学生应当单一完成实验，熟练掌握常规性仪器的使用，并深入细致观测实验现象，实事求是记录实验结果；实验结束后，督促学生完成报告，并需对结果展开统计分析。2.2 构建科学的实践教学体系实践实验教学是一种重要的高等教育方式，也是学生掌握基本理论知识、大幅提高动手操作能力和统计分析解决问题能力的重要环节。在有机化学实验教学中，指导教师要不断优化实践教学指标体系，侧重学生实验技能和操作技巧的培养，培养学生的动手能力和创新意识。首先，根据专业特点，构建“基础实验、综合设计性实验”相结合的实践教学体系，以专业特点为基础，将有机化学实验分为三个大的部分，即基础、综合、设计。基础实验主要是培养学生对基本理论知识的理解；综合设计实验主要是培育学生单一思考、利用所学知识解决具体问题的能力2。再者，参照有机化学教学大纲要求，将课程内容共分3个层次。（1）必修内容，包括理论知识、操作、合成、有机化合物结构鉴定等；（2）选修课内容，包括综合设计性实验和综合性创新实验等；（3）学生利用所学理论知识和方法解决实际问题。教师要合理安排各门课程的时间与内容，同时还要注重加强实践教学环节的管理与考核，及时总结经验，不断完善体系。2.3 融入课程思政教学内容在开展有机化学教学实验课程时，教师可融合新课标建议，将课程思政的课堂教学内容带入教学中，提高学生学习有机化学的兴趣。教师可以结合有机化学实验的相关内容和案例，向学生讲解相关的思政内容。在开展有机化学实验教学时，教师要积极从多个方面入手开展课程思政教学，通过向学生介绍有机化学实验中蕴含的思政内容和相关知识内容，能够有效提高学生对于有机化学实验的兴趣和积极性3。例如在酒精蒸馏提纯实验（简单蒸馏）中，引入 李时珍 本草纲目 记载：“烧酒非古法也，自元时始创。其法用浓酒和糟，利用蒸汽，取冷凝后溶液，凡酸坏的酒，都可以蒸烧”4。向学生介绍我国酿酒和蒸馏酒的悠久历史。讲述家乡蒸馏酒装置与有机化学实验中蒸馏装置比较，讲述中国酒美味健康的物质基础以及酒的存放时间的比较。黄酒、白酒中除了水和乙醇外，还含有丰富的醇、酚、醛、酮、酸、酯等微量风味物质和功能因子。例如在茶叶中咖啡因的提取教学中，可以采用不同品种茶叶，不同提取方法、不同实验条件等分析地方各品种的茶叶咖啡因含量。与此同时，可解说咖啡因与吗啡、冰毒、海洛因等差异，让大家明白毒品的种类、结构、危害、掩人耳目形式、成瘾机制，兴奋剂的双重性等，并结合影视节目告诫学生远离毒品，珍爱生命，呼吁年轻人尊重生命，建立良好的生活习惯，有着正确的“三观”培养，正确的职业道德。通过化学史、中国酒文化、茶文化、醋文化等，激发学生的学习兴趣和热情，增强学生的中华民族的自豪感，树立中国人民的文化自信。例如糖类、氨基酸实验教学中，可引入我国古代劳动人民制糖历史，当代对糖的研究发展、胰岛素的合成，氨基酸与人类生物体的关系等。例如在“苯的合成”实验教学中，以有机化合物为研究对象，从分子组成、结构和性质等方面反映有机化合物的结构和性质，是一项具有一定难度的化学实验。在课堂上，将该实验作为课程思政教育的切入点，将专业知识和思政内容相结合，能够实现对学生思想政治教育的有效渗透。例如，在讲解苯的合成路线时，可以介绍“苯的合成”反应中的一些有毒试剂，结合当前环保形势，引入“苯、三氯化磷、正丁基锂”等有毒试剂及处理方法。化工教学化 工 设 计 通 讯Chemical TeachingChemical Engineering Design Communications 99第49卷第7期2023年7月学生通过对实验结果分析得出结论后也认识到了化学实验中存在危险因素，能形成正确的化学安全意识，将课程思政融入有机化学实验教学中能够实现将专业知识传授与学生思想政治教育有机融合、协同发展，使学生在接受知识教育的同时也能得到德育教育。2.4 加强任课教师的职业技能和专业技能培训教师是学生的榜样，学生科学研究水平和自创能力的历练是以教师的科研水平及能力高低为前提 的5。因此，有机化学实验教师应进行深入学习，拓宽视野，不断改进自身知识层面，开阔视野、激活思维。首先，通过开展学术讲座的形式；其次，安排教师去地方企业挂职，接触生产第一线。另外，教师在课程开设过程中要勇于创新，最好把最新科研成果融进内容中，变通“照葫芦画瓢”的传统模式，充分发挥学生主体能动性的新教学模式，这样才能在言传身教中培育出高素质人才。2.5 线上线下充分利用多媒体技术，制作新的多媒体课件有机化学实验中部分实验的操作过程要求条件较严，且课时有限，不可能重复多次做同一个实验，大部分学生只能操作一遍，课程结束后忘记的情况较多，且实验中化学试剂较昂贵。为此，建议采用多媒体辅助实验教学，可让学生进行翻转课堂，或者储备利用多媒体 PPT 或者视频进行模拟教学，同时可将课件发送到网络在线教育平台，实现线上线下混合式教学模式。2.6 创新虚拟仿真教学形式随着计算机技术的发展，除“大学慕课”“雨课堂”“哔哩哔哩”及学校的“在线教育平台”，虚拟仿真技术在现代教育领域得到广泛应用，将虚拟仿真技术引入有机化学实验教学中，既可以弥补实验教学设施不足的问题，又可以实现课堂实验的数字化，使实验教学过程更加真实、生动，更符合学生的认知规律。同时，虚拟仿真技术可以将一些抽象、复杂的实验操作过程通过模拟还原成图像和动画形式展现给学生，使学生在形象、直观、生动的情境中理解和掌握一些抽象的知识，提高了学生的学习兴趣和主动性6。例如在有机化学实验教学中，使用虚拟仿真技术可以模拟出不同反应条件下有机合成路线选择、实验操作过程、产品分离提纯等一系列重要操作过程，将这些抽象复杂的操作过程转化为形象直观的图形和动画形式呈现给学生。通过这种虚拟仿真技术的应用，可以使学生对有机化学实验有一个全新的认识和理解，从而有效地提高教学效果。同时还可以使学生在虚拟仿真技术中掌握所学知识，将所学知识与实际操作相结合，强化了学生对抽象知识的理解和记忆。通过虚拟仿真教学技术的应用，还可以降低实验成本。3 完善多元化教学评价体系多元化教学评价体系的构建是整个教学体系的重要组成部分，对于学生实验技能的培养起到了非常重要的作用，也为教师改进教学方法提供了方向。在有机化学实验教学中需要逐步实施多元化的评价体系，主要包括实验前、课堂考核和综合考核三个方面。实验前考核主要考查学生是否掌握了相关基础知识、基本操作和基本技能，学生可以通过查阅相关资料和自己动手实践，来完成相关基础知识的复习，该部分成绩占总成绩的30%，主要考查学生对基础知识的掌握程度。课堂考核主要考查学生是否能一个人完成实验内容并给出合理的结论，主要考查对实验原理、步骤和现象的理解和分析，同时对实验结果进行判断及解释，以及在实验过程中操作规范、严谨的态度，该部分成绩占总成绩的30%。综合考核主要考查学生是否掌握了基本理论知识、实验内容与方法及文献查阅等相关能力，该部分成绩占总成绩的30%7。4 结束语有机化学实验教学是化学教育专业一门重要的基础课程，随着高校课程改革的不断深入和新课程改革的推进，传统的教学模式已经不能满足学生知识、能力和素质发展的需要。因此，在有机化学实验教学改革中，需要进一步通过构建科学的实践教学体系、融入课程思政教学内容、创新虚拟仿真教学形式完善多元化教学评价体系等策略，更好地为我校有机化学实验教学质量提升带来保障。参考文献1 郝志强,周晓宇,林进,等.“虚实结合+课程思政”有机化学实验教学改革与探索 J.广州化工,2023,51(1):279-281.2 许平.绿色化教学理念下高校“有机化学实验”教学改革探索 J.现代盐化工,2022,49(5):119-121.3 颜世娜,孙敏,许丽荣,等.师范院校有机化学实验教学改革探讨 J.科技视界,2022(25):100-102.4 刘占祥,秦敏锐,邵东贝,等.课程思政背景下大学基础有机化学实验教学探索与实践 J.化学教育(中英文),2022,43(10):67-73.5 向玉勇,汪美英,殷培峰.改革生物化学实验教学 培养学生的科研素质 J.黄山学院学报,2011,13(3):124-127.6 周利君,庞海丽,张思锐,等.大学有机化学实验教学改革探索与实践 J.当代化工研究,2022(16):130-132.7 高天明,李建鹏,夏加亮,等.思政教育融入有机化学实验教学的改革探讨 J.热带农业工程,2022,46(3):101-103.