民辦高校食品專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革探索，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)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(shí)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(guó)”“中國(guó)制造2025”“一帶一路”等一系列國(guó)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(shí)踐的通知》《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的指示，各高校目前都在大力推進(jìn)“新工科”建設(shè)，會(huì)創(chuàng)新、實(shí)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(shí)基礎(chǔ)、重實(shí)踐、能力強(qiáng)、會(huì)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(shí)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(shí)踐教學(xué)平臺(tái)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)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(shí)踐性，為學(xué)生今后從事相關(guān)專業(yè)工作奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。同時(shí)，通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)階梯、系統(tǒng)的操作訓(xùn)練，對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和思考、分析以及解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的改革與探索提供了參考。
1有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.1教師教學(xué)
在實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及注意事項(xiàng)進(jìn)行講解為主，并配合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后完成并上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。因此，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)課過程中，老師與學(xué)生之間缺乏互動(dòng)交流，學(xué)生能夠?qū)W到的知識(shí)相對(duì)較少，機(jī)械性的操作也極大降低了學(xué)生的獨(dú)立思考能力、創(chuàng)新能力及學(xué)習(xí)興趣；其次，受實(shí)驗(yàn)條件的影響，部分高校在開展實(shí)驗(yàn)課時(shí)往往要通過分小組完成，有些學(xué)生會(huì)趁機(jī)偷懶，或者只重視實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量[4-5]；另外，部分實(shí)驗(yàn)課教師在授課過程中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多以驗(yàn)證性為主，對(duì)新工科背景下學(xué)生的創(chuàng)新性、創(chuàng)造性培養(yǎng)相對(duì)滯后，容易降低學(xué)生的積極性和主動(dòng)性；再者，實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課的補(bǔ)充和擴(kuò)展，但在實(shí)際教學(xué)過程中，授課教師很少將實(shí)驗(yàn)課與理論課聯(lián)系起來，從而導(dǎo)致理論課與實(shí)驗(yàn)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(shí)行文科、理科、對(duì)口、單招兼收，其中，文科、對(duì)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(shí)驗(yàn)課上也是敷衍了事；另外，部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)過程中，不預(yù)習(xí)也不認(rèn)真聽講，在實(shí)驗(yàn)操作中又因動(dòng)手能力差而畏手畏腳，因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課程考核僅局限于課前記錄出勤情況、課后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)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(huì)導(dǎo)致部分學(xué)生課前簽到后顧左右而言他；在實(shí)驗(yàn)過程中心不在焉；數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄千篇一律；課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告則通過抄襲或者杜撰實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象來完成，嚴(yán)重影響了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育教學(xué)質(zhì)量[6]。
2有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容劃分為3個(gè)層次：（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)；（2）綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；（3）設(shè)計(jì)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)涵蓋了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(diǎn)（微量法）測(cè)定、薄層色譜、萃取、分餾、燃燒熱的測(cè)量及咖啡因的提取、菠菜色素的提取和色素的分離等?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)占課時(shí)量的1/2，通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作的基本技能，為后面綜合性實(shí)驗(yàn)提出問題、查閱資料、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、測(cè)定數(shù)據(jù)等奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。綜合性實(shí)驗(yàn)占課時(shí)量的1/4，主要依托基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)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(shí)驗(yàn)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(duì)提升學(xué)生綜合能力有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。設(shè)計(jì)性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)占課時(shí)量的1/4，主要教授對(duì)未知化合物的鑒別、鑒定和多步驟有機(jī)合成等，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、獨(dú)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dòng)討論→學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)→教師全程跟蹤指導(dǎo)→實(shí)驗(yàn)演示、自我總結(jié)。例如在進(jìn)行“茶葉中咖啡因的提取”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，首先在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)開始前進(jìn)行集體講解，并配備演示操作，針對(duì)咖啡因的提取和咖啡因的鑒定步驟中的注意事項(xiàng)與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)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(huì)怎樣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。在自主實(shí)驗(yàn)過程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生出現(xiàn)的具體問題，糾正個(gè)別學(xué)生不規(guī)范的操作，關(guān)注學(xué)生對(duì)整體實(shí)驗(yàn)的理解，并讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、記錄；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓學(xué)生逐個(gè)講解本節(jié)實(shí)驗(yàn)、演示整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)及如何正確操作等進(jìn)行總結(jié)，老師再對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的普遍性問題進(jìn)行講解。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中如實(shí)撰寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論及誤差分析，并進(jìn)行小組綜合評(píng)定給分，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。通過一系列的教學(xué)方法使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。
2.3考核方法改革
對(duì)于高校來說，國(guó)家對(duì)“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(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量取得實(shí)效，針對(duì)學(xué)生學(xué)情特點(diǎn)，本研究從以下幾個(gè)方面進(jìn)行食品學(xué)科有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)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(shí)驗(yàn)課成績(jī)考核依據(jù)之一；（2）實(shí)驗(yàn)過程考核，在實(shí)驗(yàn)過程中將每小組成員的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和操作過程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄、實(shí)驗(yàn)原理理解、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄標(biāo)準(zhǔn)及個(gè)人對(duì)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化創(chuàng)新等作為實(shí)驗(yàn)過程考核內(nèi)容之一；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，逐一對(duì)本節(jié)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程講解、難點(diǎn)分析、實(shí)驗(yàn)成敗因素分析，并進(jìn)行全流程操作演練，作為實(shí)驗(yàn)課考核內(nèi)容之一；（4）將實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)討論及結(jié)果的分析是否全面詳實(shí)，納入本次實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)考核內(nèi)容。以上4點(diǎn)綜合起來為本次實(shí)驗(yàn)得分。
3有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成效
通過近一個(gè)學(xué)期的跟蹤考核，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課的課前預(yù)習(xí)、課中聽講互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)操作、課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫及實(shí)驗(yàn)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(diǎn)：（1）自主學(xué)習(xí)能力提高，學(xué)生都能主動(dòng)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(dú)立思考能力有所提高，學(xué)生在后期實(shí)驗(yàn)過程中有針對(duì)性地提問并主動(dòng)尋求答案；（3）動(dòng)手實(shí)踐能力增強(qiáng)，通過實(shí)驗(yàn)課的親身實(shí)踐，進(jìn)一步鞏固了專業(yè)理論知識(shí)，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(jī)優(yōu)秀的學(xué)生時(shí)，幫助成績(jī)較差的學(xué)生樹立自信心，促使其主動(dòng)學(xué)習(xí)。
4結(jié)語(yǔ)
面對(duì)“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(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shì)，整合校內(nèi)資源和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)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(dòng)手操作能力、知識(shí)運(yùn)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(huì)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(shí)驗(yàn)的改革效果，努力培養(yǎng)大批新興工程科技人才，推動(dòng)實(shí)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(huì)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