师范类专业认证背景下有机化学实验课程教学改革

徐海云 ， 王 涛 ， 张明亮 ， 孟团结

(商丘师范学院 化学化工学院 ， 河南 商丘 476000)

2017年，中华人民共和国教育部印发《普通高等学校师范类专业认证实施办法(暂行)》，旨在通过师范类专业认证全面推动具有新时代教师教育标准化和个性化发展，为重要特征的师范类专业建设，全面保障和提升师范类专业人才培养质量，以满足当今广大人民群众日益期待的优质教育需求，全面落实习总书记提出的“办好人民满意教育”的高等教育目标[1]。该体系包含8个以“学生中心”为核心教育理念的相互协调、相互贯通、相互印证，同时又相互依赖、相互制约的一级指标，其中“课程与教学”是八大指标体系中最重要、最核心的指标之一，它是培养卓越师范人才的基本途径和关键所在。有机化学实验作为化学专业一门重要的专业基础实验课程，其教学目的是让学生在学习有机化学理论课的基础上，熟练掌握有机化学实验的基本知识与基本操作技能，并让学生运用所学的有机化学基本原理和操作技能完成简单有机化合物的制备、分离、提纯和鉴定，从而加深学生对所学有机化学知识的理解；进一步培养学生的自学能力、独立动手能力、分析问题和解决问题的能力以及严谨的科学态度和初步的科研能力；同时也为学生学习其他后续实验课程、职业技能训练及将来从事科研工作奠定基础。本文以商丘师范学院化学化工学院化学(师范)专业的有机化学实验课程为例，探讨在师范类专业认证背景下如何应对专业认证对有机化学实验课程教学带来的新挑战？如何在新专业人才培养方案的基层上，对照认证标准，重构有机化学实验课程教学内容、创新教学模式和课程评价方法等。

1 课程与教学存在的主要问题

比照师范类专业认证指标体系中的“课程与教学”标准要求，我院化学专业的有机化学实验课程与教学存在的主要问题包括：实验项目过于陈旧且实验教学内容过于注重实验原理的阐述而弱化了对学生实验操作技能及独立动手能力的培养，学科前沿知识和最新动态未能及时引入课程内容中。如：①最新的化合物结构表征手段及分离提纯技术，有机实验废弃物的循环再利用技术，利用“互联网+”技术构建仿真实验室等；②验证性实验项目安排较多而综合性、设计性实验所占比例过少，没有体现出认证标准中所强调的课程内容须注重“综合性”的特点；③课程教学目标较为宽泛抽象，未能列出课程目标与毕业要求指标点之间的对应关系；④课程内容与课程教学模式、教学方法未能更好地体现出“师范性”特点；⑤教学方式偏向传统、单一，课堂教学仍旧是以教师为主导，以教师教授为主，学生主动参与度不高，师生互动环节较少，未能突出学生学习方式的多样化，学生的口头表达能力和团队合作精神难以得到有效提升；⑥课程评价方法不太合理，未能形成有效的基于OBE的课程评价机制与方法，也未能有效利用课程达成度的量化指标来评价课程质量，缺乏必要的课堂教学监控和反馈机制；⑦课堂教学中未能将有机实验内容与思想政治教育与师德养成教育情况等课程思政元素有机融入；⑧有机化学实验成绩评定方法过于简单化，有机实验操作理论及实验原理的考试试卷依旧采用传统的具有标准化答案模式，对学生平时实验操作的规范性、实验结果的准确性、实验报告撰写的工整性与科学性以及课堂表现等方面的考核不够。

2 改革与创新有机化学实验“课程与教学”

2.1 重新拟定教学大纲，明确课程目标

依据专业认证标准体系中的关于“课程与教学”的具体要求，重新拟定课程教学大纲，明确课程目标以及对化学专业毕业要求指标点的支撑关系。基于化学专业人才培养方案中对学生科学素养的要求，参照师范类专业认证标准体系，重新拟定有机化学实验课程教学大纲。其具体的课程目标是：①通过预习实验，培养学生的自学能力；通过课堂实验原理阐述与实验操作演示、小组讨论、线上作业互评等，使学生个人能够融入团队，在团队中根据分工承担相应的职责和任务，培养学生的团队协作能力(支撑毕业要求8)。②通过实验装置搭建、有机物合成与分离提纯，让学生在熟练掌握有机化学实验基本原理的基础上，培养学生的实验操作技能和实际动手能力；通过实验报告、课堂实验总结撰写，培养学生的文字表达能力以及对实验数据的整理与分析能力、实验现象的探究能力(支撑毕业要求3)。③通过各类实验项目的实践训练，培养学生严肃认真、实事求是的科学态度，良好的科学素养和工作习惯，并加深学生对有机化学基本理论与概念的理解、学会运用所学知识解决实际问题，为今后从事科学研究工作奠定坚实基础(支撑毕业要求7)。④通过对学生有机化学实验基本操作技能的规范化、标准化训练，培养学生在有机化合物合成实验中，能正确选用合适的实验仪器、熟练搭建实验装置、准确选择合适的反应条件、熟悉相关分离提纯及结构鉴定方法，加深对典型有机反应的理解，并在此基础上通过参照相关文献资料，能自主设计一些结构简单的化合物合成实验操作方案，能解决实验中可能遇到的问题(支撑毕业要求7)。同时，明确了课程目标与毕业要求指标点的对应关系，见表1。

表1 课程目标与毕业要求指标点的对应关系

2.2 多种教学方式以强化“以人为本、立德树人”的教育理念

依据课程教学大纲精心挑选实验项目，采取多种教学方式以强化“以人为本、立德树人”的教育理念，逐步提升课程教学质量。采用模块化教学模式，将有机化学实验分为三大模块：基本操作实验及实验安全教育、有机化合物合成实验、综合性(多步合成)与设计性实验等。基本操作实验包含：蒸馏及沸点测定、分馏、重结晶及熔点测定、萃取、薄层色谱、旋光仪使用(旋光度测定)。化合物合成实验主要包含：乙醚的制备、苯亚甲基苯乙酮的制备、二苯羟乙酮的制备、己二酸的制备、乙酰苯胺的制备、甲基橙的制备、8-羟基喹啉的制备等；综合性设计性实验。由教师指定实验题目，学生通过文献查阅或已学过的实验内容和相关有机化学基本理论知识，独立设计实验方案，完成实验各项内容。

在整个课堂教学中，根据每个实验项目的特点，灵活运用形式多样的教学范式：如翻转课堂，由教师提出该实验项目的关键点以及实验过程中可能存在的现象，再由学生分组讨论后，由各小组推选1名学生代表发言，阐述各小组集体讨论后的观点与想法，极大地调动了学生的积极性，也凸显了“师范性”特点，有效培养了学生的口头表达能力及团队合作精神，在专业课堂教学中润物细无声地渗透了课程思政的教学理念；另外也可以通过线上和线下混合式教学方法，让学生通过学校的网络教学平台课前在线观看教师预先录制的教学视屏，其内容不仅包括课堂教学内容，也穿插一些涉及到有关实验室安全警示教育的专题片，通过播放一些最近几年在高校化学实验室发生因不规范操作或安全意识淡薄而引发的爆炸起火事件的视屏录像，让学生从内心深处牢记实验安全的重要性，让学生在走进实验室的那一刻就应该绷紧实验室安全无小事这根弦，严格按照实验步骤规范化操作、正确使用易燃易爆有机溶剂、科学处理有机废弃物等，并将这种实验安全教育贯穿于每个实验项目的始末，充分发挥课程思政在专业实践课程中的协同育人作用。在有机化合物合成模块的课程教学中，除了让学生熟练掌握实验基本原理、实验步骤、实验装置搭建以及产物的后处理方法外，更重要的是要让学生如实记录实验现象，警惕其不能出现弄虚作假、伪造实验数据等学术不端现象，并适当运用典型案例教学法，穿插介绍一些当今先进的化合物合成、分离提纯以及结构分析手段，让学生感受有机化学实验技术的发展与时代科技水平发展的密切联系，体现了“创新驱动发展、科技成就未来”的时代精神[2]。

2.3 构建并完善课程目标达成度评价机制

建立多元化、灵活化有机化学实验课程考核方式方法，逐步构建完善课程目标达成度评价机制。有机化学实验作为一门重要的专业实践类课程，其成绩评定应该侧重于实验技能并兼顾实验基本理论考核，强化实验过程考核；其课程评价方式应注重多样化、科学化、规范化等。具体的成绩评定方法为：学生总评成绩=70%平时成绩+30%期末考试成绩，其中平时成绩(100分)由课堂考勤(10%)、网络在线视频教学资料观看(20%)、章节测试(10%)、小组合作(20%)、问题讨论(10%)和实验报告(30%)等六部分构成；期末考试(实验理论，100分)采用非标准答案开卷考试方式进行：在内容考核方面，结合本学期所学的有机化学基础理论知识和掌握的实验操作技能，根据试卷上指定的目标化合物，要求学生在规定的时间内设计一个完整的合成实验方案，且涵盖实验目的、实验原理以及主要副产物、实验试剂与仪器、实验装置图、具体实验步骤(原料的添加顺序、原料投料比及用量、反应时间与反应温度范围、产物后处理方法等)、反应进程示踪方法、理论产率计算、实验注意事项讨论等[3]。根据学生设计的实验步骤、画出的实验装置图、所采用的反应进程检测方法、实验现象的记录情况、粗产物分离提纯的方法与纯化效率、产率计算以及对实验结果的分析等6个方面进行综合考量，并采用ABCDE 5个档次评定。关于有机化学实验课程评价方面，通过课下走访、与学生代表座谈、课堂教学效果反馈、同行教师听课建议收集等作为课程评价的重要依据；采用间接评价(问卷调查)与直接评价(①课程目标总达成度(D)=学生综合成绩的平均分/总分100；②将该课程四项分目标所对应的考核方式汇总，并基于各权重系数、该考核方式下的目标分值、学生的平均得分值等三项指标分别计算课程分目标的达成度(DX), 课程总目标达成度(D)则通过将各个课程分目标的权重系数与该分目标的达成度DX乘积求得))相结合的方式进行。在此基础上，进一步丰富课程评价方式，全面推进课程分目标达成度评价，并将评价结果作为持续改进的重要依据，深化该课程教学改革与创新实践，全面支撑课程目标的实现。同时，在该课程考核中，大力推进过程性评价以便更真实、反应出学生的实际学习效果。