大学有机化学实验参与式教学方法

杨振平， 王海滨， 盛卫坚， 孙 莉， 强根荣

(浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014)



大学有机化学实验参与式教学方法

杨振平， 王海滨， 盛卫坚， 孙 莉， 强根荣

(浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014)

参与式教学法在教学过程中把教师和学生置于主体地位，充分发挥了教师“教”和学生“学”两个主体的作用。文章研究了参与式教学法在大学有机化学实验教学中的实施过程及关键因素，设计了参与式教学法的模型，阐述了参与式教学法的具体案例。应用参与式实验教学法，激发了学生学习的积极性，学生的学习方式由“被动”转为“主动”，实验过程由“单一的模仿”转为发现问题、分析问题、解决问题的综合过程，教师的教学方法由“教”转向“导”，培养了学生主动探索、独立分析、大胆质疑的品质，学生的综合素质得到提升，实验课堂教学质量显著提高。

参与式教学； 教学方法； 实验教学； 教学改革

0 引 言

参与式教学法20世纪50年代起源于英国。它是在教学过程中，把教师和学生都置于主体地位，让师生双主体在教与学之间相互参与、相互激励、相互协调、相互促进和相互统一，充分发挥教师“教”和学生“学”两个主体的作用，使师生在互动过程中顺利完成教学任务、实现教学目标的方法。其教学特点是[1-4]：

(1) 开放式的教学内容。在教学中融入学科前沿和科学研究的内容，除系统的传授课程基础知识，学习基本技能外，要不断地更新教学内容，让学生觉得有新东西好学，学习有吸引力。

(2) 提问式的讲课。提问方式可以师生“双向”，提问要有深度，教师“问有所指”，学生“问有所思”。

(3) 无标准方式的学习路径。不要尽早给学生定方向，让学生敢于质疑，学会批判性学习，鼓励采用各种合理的方法达到最终目的，以期“殊途同归”。

(4) 考试形式的多样化。可以采用各种形式的考核方法，如以小论文的形式，归纳总结学习内容，研讨学习中的难点，不再是死记硬背的记忆性内容。

大学有机化学实验是化学、化工及其它近化类专业必修的一门基础实践课程，在培养学生基本技能和综合实践能力方面起到了非常重要的作用。现行的教学方式存在的主要问题是：

(1) 学生被动接受知识，自主学习能力不强。传统的实验教学通常是以教师为主体讲授，学生被动接受，尽管有些教师采用了启发式教学，但学生缺少主动参与的意识，更缺少学习掌握知识的主动权，培养出来的学生虽然具有一定的操作技能，但自主学习能力不强，很难达到培养高素质创新人才的目的。

(2) 学生学习局限于课堂，实验预习不深入，自主实验能力不强。由于学生习惯于实验前教师的讲解，过度依赖于课堂的学习，所以实验前的自主预习流于形式，只是“走过场”。由此造成学生在实验中常常只会“照方抓药”，很容易出现不规范、甚至错误操作，遇到问题依靠老师解决，自主实验能力不强，严重影响实验教学质量。

(3) 学生做实验的积极性不高，探究问题意识薄弱，综合实践能力不强。“实验前看一遍，上课听老师讲一遍，然后自己验证一遍”的做法在学生中普遍存在，有些学生做实验只是为了完成任务，思想上不重视，实验操作变成了“单一模仿”。实验课堂缺少主观能动性和探究问题的意识，综合实践能力不强，不利于培养学生探究创新的科学研究素养。

为探索有机化学实验教学改革的有效路子，我们将“参与式”教学方法应用到教学中，总的想法是：

(1) 理念先行。转变传统的实验教学观念，教师由“教”转向“导”。理念是行动的先导。在实验教学中，充分发挥学生的主体作用，让学生参与到实验的准备、讲解、操作、记录、指导、撰写报告、小组讨论、教学评价的各个环节。教师不再是教学的主体，而是起到总设计师、指导者的作用，充分利用网络资源、信息技术与学生互动、交流，在实验教学的各个环节指导学生完成实验教学任务，把学习的主动权交给学生。

(2) 重在行动。学生由“被动”转为“主动”，重点落实在综合实践能力的培养上。在参与式实验教学中，学生主动参与实验教学的全过程，尤其是实验课堂由学生进行讲解，可以有效激发学生学习积极性。实验前学生会主动查阅文献、资料，主动向老师请教，认真地完成实验测评报告，预测实验结果。学生经过实验前的充分准备，在课堂上为老师、同学讲解。在实验操作中，学生1人一组，教师严格指导，鼓励同学相互指导，使学生养成规范的实验操作习惯。实验中，仔细观察，分析探索，详实记录。实验结束后，每个团队要开组会，学生要自我反思，对实验中的问题，展开分析、讨论，自主解决，并完成个人实验报告和小组报告。教学评价注重过程、注重平时，培养学生独立分析问题、解决问题的科学研究的素养，有效提高学生的综合实践能力。

(3) 赢在创新。培育创新意识，锻炼自主创新能力。在参与式实验教学中，从课前准备到课堂讲授，从实验设计到实验操作，从完成实验报告到小组讨论，都是学生在分析、思考、讨论、探索中完成。学生在实验过程中，会发现问题、分析问题、解决问题，改变“单一模仿”的实验操作习惯，使知识和技能的获得与实践同步，激发学生的创新思维。在实验结束后的团队讨论中，教师鼓励学生大胆质疑，以问题引领，拓展思维。对实验中疑难问题或异常现象，深入探究，通过课后查阅文献、资料，学生自行解决。对实验方法、实验步骤提出改进意见，使课内知识延伸到课外。团队成员合作完成科研论文式的小组报告，使综合能力得以提升，创新能力得到锻炼。

1 大学有机化学实验参与式教学方法设计

参与式教学设计与传统教学设计的明显区别是：① 参与式教学设计的实施主体为教师和学生，区别于传统教学设计只有教师这一单一实施主体；② 参与式教学设计实施过程中师生间、生生间有较多的互动与交流，区别于传统教学设计由教师独立完成，互动与交流较少；③ 参与式教学设计的实施过程具有动态性，在教学设计过程中，需要对教学方案等进行持续的调整与改进，区别于传统教学设计那种按部就班式的教学设计实施过程[5-7]。

教学设计的探索重点应该是鉴别、分析教学问题，寻找和决策教学问题解决方案的方法[8-10]。因此，在大学有机化学实验参与式教学方法设计过程中，我们一方面遵循实验教学和大学生认知、发展过程的一般规律，另一方面利用学习模型作为工具来描述学习者个体差异，增加教学方案的可选择性来适应学习者的个体差异[11-13]。在实验教学的“三个阶段”(准备阶段、实施阶段、反馈阶段)充分发挥学生个体、实验团队、指导教师的“三位一体”作用，调动学生以教学主体的身份参与教学过程，让学生在参与中敢想、敢做，激发学习热情和积极性，最大限度获取实验效益，最大限度激发实验活力，以期达到“提高学生自主学习能力和激发创新意识、锻炼创新能力”的知识与能力协同提高的根本目标(图1)。

图1 大学有机化学实验参与式教学方法模型图

表1 大学有机化学实验参与式教学方法案例

在实验准备阶段，关键的问题是让学生充分认识到参与式教学的价值和意义，让学生自觉自愿、充满愉悦地参与到实验教学中来。教师编写好实验测评报告，对每个实验的关键点、细节部分以问题的形式向学生呈现。学生通过查阅文献资料，团队讨论，完成实验测评报告，并制作好课件，确定1或2名学生课前讲解，确保学生在实验课堂上顺利地把实验内容诠释给其他同学。

在实验实施阶段，学生讲解要准确、流畅，团队成员互相补充、完善，同时要与同学互动，每一位同学的努力都将为自己的团队赢得加分；教师总结、点评。这一过程不仅培养了学生语言表达能力，讲得好的学生会有成就感，实现实验教学的情感目标，体现学生自身的价值，提高学生的自信心。学生在进行实验操作时，以问题为引领，启发探究。教师既要学生努力做到“胆大心细、手脑并用、规范操作”，又要鼓励“仔细观察、大胆质疑”，激发学生创新思维。提倡学生相互交流、临近同学互相指导，共同探究，尤其对实验中的异常现象要及时化解，培养学生自主实验、自主创新的科学研究素养。实验记录一定要及时、真实，培养学生严谨、求实的科学态度，实事求是的研究作风。

在实验后反馈阶段，学生要及时认真地完成实验报告。每次实验结束后，团队要开组会，进行小组讨论，对实验进行总结、反思，把个人疑难问题反馈到组内讨论，尤其对异常情况，要进行分析、研讨。同时，完成一份科研论文式的小组报告。指导教师参与团队讨论，释疑解惑。这个过程是学生由感性认识上升到理性思维的过程，可以培养学生分析问题、解决问题的能力，发展学生的创新思维，培养学生自主创新能力。

教学评价采用多元化考核方法，注重学生平时参与实验的过程，以学生平时参与实验教学的成绩记录为主，结合期末考试给予合理、客观的评价。每次实验结束，均有学生自评环节，在自评的基础上，团队成员进行互评。通过学生自评，学生会反思实验过程，找出实验中的不足。通过互评，可以看到与其他同学的差距，有利于学生的进步。学生期末总评成绩分配比例是：平时成绩占60%，期末操作考试成绩占20%，期末笔试成绩占20%。

2 大学有机化学实验参与式教学方法案例

传统的大学有机化学实验分三个阶段组织教学，即：① 基本操作、基本技能实验；② 合成实验；③ 综合设计性实验。这种教学组织法，最大的弊端是学生觉得基本实验太简单，兴趣不高，而到了合成实验阶段又不能正确的进行操作，综合设计性实验阶段又不能解释、分析、解决实际问题。学生往往是不求甚解，做过算数，下次实验时犯同样的错误，周而复始，实验的效率、效果比较差[14]。为此，我们在参与式教学法组织过程中，精心策划，以求尽力克服这些弊端。主要的做法是：① 筛除简单的纯操作性实验，将它们并入到合成实验中，“真刀真枪”地训练；② 在实验准备阶段，教师尽可能多地提出一些细节问题，写入到实验测评报告中，让学生感觉实验的难度，激发兴趣；③ 在实验实施阶段，设置一些“实验障碍”，比如实验试剂的纯度、过期的催化剂、含杂质的溶剂等等，让学生在失败中找原因，理解实验各种条件的重要性；④ 通过团队的讨论、教师的释疑及时消化、解决实验中的问题。

以“二苯基乙二酮的合成”实验为例(表1)。该实验本来比较简单，加入氧化剂将安息香氧化即可得到产品。但我们考虑到以前的教学中单独开设“薄层色谱”实验，主要的过程是用制作薄层板来分离苏丹红、靛酚蓝两种化合物，指定展开剂，比较容易分离，做完实验后印象不深。因此，我们把单独开设的“薄层色谱”和“二苯基乙二酮合成”实验合并，在实验操作中，学生先制作薄层板，寻找展开剂，然后在合成中跟踪反应进程。在实验操作中，学生可以变换催化剂(如硝酸、三氯化铁、高锰酸盐等)，又让学生自己制备Salen 催化剂来进行实验[15]。通过团队设计完成二苯基乙二酮的上下游产品合成实验，如二苯基羟乙酮的绿色合成、二苯基乙醇酸的合成等等，以此拓宽学生的实验思路。再者，通过小组会的形式，相互讨论、相互学习，完成小组小论文。教师根据实验过程、学生讨论中产生的问题，调整实验内容，进一步加强课程建设，达到师生协同提高的教学目标。

3 结 语

大学有机化学实验参与式教学体现了一种全新的教学理念，突出学生体验学习、实践学习、自主学习、合作学习、探索学习，对促进学生全面发展，特别是创造力、积极的情感态度和价值观的培养发挥了积极的作用。在实际教学过程中，必须充分理解参与式教学在教学目标、教学内容、教学结构、教学方法、教学状态、教学效果、教学特色等几方面的正确含义[16]，不仅教师要转变“教”的观念，学生也要转变“学”的观念。教师要充分发挥好组织、指导、引导的作用，必要环节要指导、讲解、点评，但不是“大包大揽”。学生要克服消极情绪，积极发挥主观能动性，大胆参与，碰到问题要多思考，决不能将自己游离于活跃的课堂大气氛之外，真正做到人人参与，协同提高。

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Study of Participatory Teaching Approach in Organic Chemical Experiment

YANGZhen-ping，WANGHai-bin，SHENGWei-jian，SUNLi，QIANGGen-rong

(College of Chemical Engineering，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China)

In the participatory teaching approach, teachers and students are all put in the main positions in the teaching process. The approach fully realizes the functions of teachers' teaching and students' learning. This paper studies the implementation process and key factors of participatory teaching approach in organic chemical experiment teaching, designs the teaching model, and expounds the concrete case of participatory teaching approach. By applying the participatory teaching approach, students’ enthusiasm will be aroused, and their learning method will be changed from "passive" to "active". Meanwhile, the experimental process will be no longer a process for "single copy", but a comprehensive one which leads the students to "finding problems, analyzing problems and solving problems". Besides, teachers' teaching methods will be turned from "teaching" to "guide". It cultivates students many good qualities, such as exploration spirit, independent analyzing ability, and boldly questioned manner. In a word, the overall quality of students will be improved, and the quality of experimental teaching will also be improved significantly.

participatory teaching approach； teaching method； experimental teaching； teaching reform

2014-10-17

浙江省高等教育课堂教学改革研究项目(浙教办高教〔2013〕109号)

杨振平(1962-)，女，辽宁阜新人，硕士，副教授，主要从事有机化学实验教学与研究。

Tel.：0571-88320163；E-mail：yzhp@zjut.edu.cn

强根荣(1963-)，男，浙江湖州人，副教授，化学化工国家级实验教学示范中心副主任，主要从事实验室建设与管理、有机化学实验教学与研究。Tel.：0571-88320159；E-mail：qgr@zjut.edu.cn

G 642.4； O 621

A

1006-7167(2015)10-0191-04