民辦高校食品專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)探究

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摘要：以鄭州科技學(xué)院食品專業(yè)有機(jī)化學(xué)實驗課程為例，從學(xué)生學(xué)情、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及利用多種方式進(jìn)行考核的方法等多方面對有機(jī)化學(xué)實驗課程進(jìn)行改革探索，提高學(xué)生動手實踐的積極性，增強(qiáng)教學(xué)效果，適應(yīng)當(dāng)前新工科背景下民辦高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。為培養(yǎng)新工科工程技術(shù)人才提供了一種思路和方法，也為其他傳統(tǒng)工科專業(yè)的新工科實踐提供了參考。

關(guān)鍵詞：新工科；教學(xué)改革；考核

近年來，隨著“雙創(chuàng)教育”“人才強(qiáng)國”“中國制造2025”“一帶一路”等一系列國家戰(zhàn)略的發(fā)展[1]，根據(jù)教育部的《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實踐項目的通知》《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》的指示，各高校目前都在大力推進(jìn)“新工科”建設(shè)，會創(chuàng)新、實踐能力強(qiáng)是培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才的目標(biāo)之一，也是高校教學(xué)模式改革的重要舉措之一[2]。鄭州科技學(xué)院是一所以工科為主的地方民辦本科高校，學(xué)校以“高水平應(yīng)用型民辦大學(xué)”為辦學(xué)目標(biāo)，以“實基礎(chǔ)、重實踐、能力強(qiáng)、會創(chuàng)新”為人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)區(qū)域建設(shè)發(fā)展需要和教育部加快建設(shè)高水平本科教育的要求，著力實施“新工科三步走戰(zhàn)略、工程專業(yè)認(rèn)證、學(xué)分制優(yōu)化、在線精品課程建設(shè)、實踐教學(xué)平臺建設(shè)”等教學(xué)質(zhì)量提升工程，形成“學(xué)歷+技能+綜合素質(zhì)教育”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。因此，如何結(jié)合食品專業(yè)課程特點，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出高層次的技術(shù)應(yīng)用型專業(yè)人才，需要在教學(xué)過程和人才培養(yǎng)進(jìn)程中進(jìn)行改革和探索。有機(jī)化學(xué)實驗課程是高校化學(xué)、生物、食品科學(xué)與工程等專業(yè)的一門必修課，也是應(yīng)用型本科院校的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的實踐性，為學(xué)生今后從事相關(guān)專業(yè)工作奠定實驗基礎(chǔ)。同時，通過有機(jī)化學(xué)實驗階梯、系統(tǒng)的操作訓(xùn)練，對提高學(xué)生的動手能力和思考、分析以及解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)踏實的科學(xué)態(tài)度和良好作風(fēng)，提升學(xué)生的綜合能力具有重要的意義[3]。本研究結(jié)合了在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革中的一些思路與舉措，為地方工科院校的有機(jī)化學(xué)實驗的改革與探索提供了參考。

1有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1教師教學(xué)

在實驗課教學(xué)方面，傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要以“教”為中心，即以教師對實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮?nèi)容及注意事項進(jìn)行講解為主，并配合相關(guān)的實驗儀器進(jìn)行操作和演示，然后讓學(xué)生按照操作步驟模仿完成實驗，實驗結(jié)束后完成并上交實驗報告。因此，在整個實驗課過程中，老師與學(xué)生之間缺乏互動交流，學(xué)生能夠?qū)W到的知識相對較少，機(jī)械性的操作也極大降低了學(xué)生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力及學(xué)習(xí)興趣；其次，受實驗條件的影響，部分高校在開展實驗課時往往要通過分小組完成，有些學(xué)生會趁機(jī)偷懶，或者只重視實驗結(jié)果而不重視過程，學(xué)生逐漸養(yǎng)成了等待和依靠的心理，大大降低了實驗課的教學(xué)質(zhì)量[4-5]；另外，部分實驗課教師在授課過程中，實驗內(nèi)容大多以驗證性為主，對新工科背景下學(xué)生的創(chuàng)新性、創(chuàng)造性培養(yǎng)相對滯后，容易降低學(xué)生的積極性和主動性；再者，實驗課是對理論課的補(bǔ)充和擴(kuò)展，但在實際教學(xué)過程中，授課教師很少將實驗課與理論課聯(lián)系起來，從而導(dǎo)致理論課與實驗課出現(xiàn)“兩張皮”現(xiàn)象。

1.2學(xué)生學(xué)情

鄭州科技學(xué)院是一所民辦高校，學(xué)生錄取分?jǐn)?shù)線一般低于地方普通本科院校，生源多半來自教學(xué)水平落后、經(jīng)濟(jì)較為貧困的職業(yè)高中或者中專，尤其是食品科學(xué)與工程專業(yè)，多年來一直實行文科、理科、對口、單招兼收，其中，文科、對口升學(xué)和單招的學(xué)生占招生總?cè)藬?shù)的2/3以上，這些學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)非常薄弱，有的甚至是零基礎(chǔ)，普遍缺乏學(xué)習(xí)積極性；其次，部分學(xué)生進(jìn)入大學(xué)階段，常年沉迷于游戲、小說及電視劇中無法自拔，重心不在學(xué)習(xí)上，因此，在實驗課上也是敷衍了事；另外，部分學(xué)生在實驗課學(xué)習(xí)過程中，不預(yù)習(xí)也不認(rèn)真聽講，在實驗操作中又因動手能力差而畏手畏腳，因此，對實驗課逐漸懷有自暴自棄、任其發(fā)展的心態(tài)。

1.3考核方式

傳統(tǒng)的實驗課程考核僅局限于課前記錄出勤情況、課后提交實驗報告，課前的復(fù)習(xí)、課中的監(jiān)控及課后管理環(huán)節(jié)的疏漏。這往往會導(dǎo)致部分學(xué)生課前簽到后顧左右而言他；在實驗過程中心不在焉；數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄千篇一律；課后實驗報告則通過抄襲或者杜撰實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象來完成，嚴(yán)重影響了有機(jī)化學(xué)實驗的教育教學(xué)質(zhì)量[6]。

2有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革辦法

2.1教學(xué)內(nèi)容改革

教學(xué)內(nèi)容改革主要依據(jù)鄭州科技學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，根據(jù)學(xué)生學(xué)情特點，將實驗內(nèi)容劃分為3個層次：（1）基礎(chǔ)性實驗；（2）綜合性、設(shè)計性實驗；（3）設(shè)計與創(chuàng)新性實驗。基礎(chǔ)性實驗涵蓋了有機(jī)化學(xué)實驗所有的基本操作技術(shù)、有機(jī)化合物的基本性質(zhì)、官能團(tuán)檢驗技術(shù)、典型的有機(jī)化合物的制備技術(shù)以及天然物質(zhì)中有效成分的提取技術(shù)等，例如熔沸點（微量法）測定、薄層色譜、萃取、分餾、燃燒熱的測量及咖啡因的提取、菠菜色素的提取和色素的分離等。基礎(chǔ)性實驗占課時量的1/2，通過基礎(chǔ)性實驗的操作訓(xùn)練，使學(xué)生能夠做到正確使用儀器、掌握基本操作規(guī)范、具備實驗操作的基本技能，為后面綜合性實驗提出問題、查閱資料、設(shè)計方案、動手實驗、觀察現(xiàn)象、測定數(shù)據(jù)等奠定扎實的基礎(chǔ)。綜合性實驗占課時量的1/4，主要依托基礎(chǔ)性實驗原理和實驗內(nèi)容，對已知的有機(jī)物進(jìn)行分離、提純和制備，涵蓋了有機(jī)化學(xué)實驗中多種分離技術(shù)、鑒定、制備與表征等方法的綜合應(yīng)用，對提升學(xué)生綜合能力有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。設(shè)計性與創(chuàng)新性實驗占課時量的1/4，主要教授對未知化合物的鑒別、鑒定和多步驟有機(jī)合成等，對培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、獨立思考能力和工程應(yīng)用能力具有重要意義。

2.2教學(xué)方法改革

鑒于鄭州科技學(xué)院學(xué)生的生源層次不同、有機(jī)化學(xué)理論基礎(chǔ)參差不齊且較為薄弱的情況，為提高實驗教學(xué)的有效性，在有機(jī)化學(xué)實驗中以“學(xué)生為主，教師為輔”，利用翻轉(zhuǎn)課堂、課堂討論、啟發(fā)引導(dǎo)、互助探究、情景模擬等方法采取6步教學(xué)，即學(xué)生課前預(yù)習(xí)→教師課中講解→師生課堂互動討論→學(xué)生自主實驗→教師全程跟蹤指導(dǎo)→實驗演示、自我總結(jié)。例如在進(jìn)行“茶葉中咖啡因的提取”實驗教學(xué)中，首先在實驗前讓學(xué)生完成自主預(yù)習(xí)，了解咖啡因的性質(zhì)，掌握從茶葉中提取咖啡因的原理和方法，鞏固萃取、蒸餾、升華等操作，掌握脂肪提取器（索氏提取器）的使用方法。實驗開始前進(jìn)行集體講解，并配備演示操作，針對咖啡因的提取和咖啡因的鑒定步驟中的注意事項與學(xué)生進(jìn)行互動討論，例如虹吸的次數(shù)與茶葉水顏色的變化、升華過程中溫度的高低將會怎樣影響實驗結(jié)果等。在自主實驗過程中，及時發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生出現(xiàn)的具體問題，糾正個別學(xué)生不規(guī)范的操作，關(guān)注學(xué)生對整體實驗的理解，并讓學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察、記錄；實驗結(jié)束后，讓學(xué)生逐個講解本節(jié)實驗、演示整個實驗操作過程，并對實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)、實驗過程中應(yīng)注意的事項及如何正確操作等進(jìn)行總結(jié)，老師再對實驗中出現(xiàn)的普遍性問題進(jìn)行講解。讓學(xué)生在實驗報告中如實撰寫實驗結(jié)果、對實驗結(jié)果進(jìn)行討論及誤差分析，并進(jìn)行小組綜合評定給分，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和團(tuán)隊合作精神。通過一系列的教學(xué)方法使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，以調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。

2.3考核方法改革

對于高校來說，國家對“新工科”建設(shè)的倡導(dǎo)也意味著新的發(fā)展機(jī)遇。如何抓住機(jī)遇，實現(xiàn)新的發(fā)展和飛躍是不少高校尤其是行業(yè)特色高校必須思考和面臨的問題。作為食品類特色高校，鄭州科技學(xué)院具有較深的行業(yè)背景和較強(qiáng)的學(xué)科特色。為積極推進(jìn)“新工科”建設(shè)、促使有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)質(zhì)量取得實效，針對學(xué)生學(xué)情特點，本研究從以下幾個方面進(jìn)行食品學(xué)科有機(jī)化學(xué)實驗成績改革：（1）在原有出勤的基礎(chǔ)上，增加課前預(yù)習(xí)情況考核，并以課堂提問的情況作為實驗課成績考核依據(jù)之一；（2）實驗過程考核，在實驗過程中將每小組成員的實驗態(tài)度和操作過程實驗現(xiàn)象記錄、實驗原理理解、實驗數(shù)據(jù)記錄標(biāo)準(zhǔn)及個人對實驗的優(yōu)化創(chuàng)新等作為實驗過程考核內(nèi)容之一；（3）實驗結(jié)束后，逐一對本節(jié)實驗進(jìn)行過程講解、難點分析、實驗成敗因素分析，并進(jìn)行全流程操作演練，作為實驗課考核內(nèi)容之一；（4）將實驗報告的書寫、實驗結(jié)果、實驗討論及結(jié)果的分析是否全面詳實，納入本次實驗課的成績考核內(nèi)容。以上4點綜合起來為本次實驗得分。

3有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革成效

通過近一個學(xué)期的跟蹤考核，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗課的課前預(yù)習(xí)、課中聽講互動、實驗操作、課后實驗報告撰寫及實驗自主發(fā)問等方面，都有了大幅度的提升，主要表現(xiàn)為以下幾點：（1）自主學(xué)習(xí)能力提高，學(xué)生都能主動完成課前預(yù)習(xí)、查閱文獻(xiàn)及模擬演示；（2）分析問題、解決問題獨立思考能力有所提高，學(xué)生在后期實驗過程中有針對性地提問并主動尋求答案；（3）動手實踐能力增強(qiáng)，通過實驗課的親身實踐，進(jìn)一步鞏固了專業(yè)理論知識，為其他學(xué)科的學(xué)習(xí)打牢了基礎(chǔ)；（4）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高，基于學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)力較弱的情況，因材施教、分類教學(xué)，在兼顧成績優(yōu)秀的學(xué)生時，幫助成績較差的學(xué)生樹立自信心，促使其主動學(xué)習(xí)。

4結(jié)語

面對“新工科”的新背景、新理念、新內(nèi)容、新要求，基于鄭州科技學(xué)院“高水平應(yīng)用型”人才培養(yǎng)目標(biāo)，對有機(jī)化學(xué)實驗課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方法進(jìn)行了改革嘗試，著重突出專業(yè)特色優(yōu)勢，整合校內(nèi)資源和實驗平臺，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動力和需求，進(jìn)而增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生的動手操作能力、知識運用能力和創(chuàng)新協(xié)作能力，基本達(dá)到了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目的，初步取得了較好的教學(xué)效果，接下來將會以此為基礎(chǔ)并加以完善，繼續(xù)探索、跟蹤有機(jī)化學(xué)實驗的改革效果，努力培養(yǎng)大批新興工程科技人才，推動實現(xiàn)在“新工科”背景下學(xué)校人才培養(yǎng)和服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的同頻共振。

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作者：張永芳 朱玲 單位：鄭州科技學(xué)院