□田 林 李 昭 岳 瑋

CDIO 是Concieve(構(gòu)思)、Design(設(shè)計)、Implement(實(shí)施)、Operate(運(yùn)行)的縮寫。它由麻省理工學(xué)院與其他幾所高等院校聯(lián)合研究探索的一種新型的工程教育模式，不僅關(guān)注學(xué)生的知識積累，更重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊合作意識以及創(chuàng)新能力。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，所以CDIO 的理念非常適合應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中。傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性教學(xué)為主，教師采用灌輸式教學(xué)，而學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，只是按照老師的思維單純驗(yàn)證所學(xué)的知識，缺乏獨(dú)立思考和自主創(chuàng)新的意識，這種教學(xué)模式下學(xué)生的積極性和主動性得不到發(fā)揮。要想培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的人才必須改革傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容體系，改變實(shí)驗(yàn)課的作用只是理論教學(xué)的輔助及驗(yàn)證手段的錯誤偏見。因此，將CDIO 工程教育模式引入到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，以綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)為主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將基本實(shí)驗(yàn)操作融匯在綜合設(shè)計實(shí)驗(yàn)中，通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式的改革，達(dá)成理論、實(shí)踐和創(chuàng)新合為一體，知識、能力和素質(zhì)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)理論、實(shí)踐和團(tuán)隊合作等綜合能力全面培養(yǎng)的目的。

一、有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

一是整合基本操作。把有對照性的基本操作綜合在一起，再將基本操作訓(xùn)練與一些合成實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，對一些重點(diǎn)難點(diǎn)的基本操作反復(fù)訓(xùn)練，對一些較易掌握的基本操作與較難的實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，如水蒸汽蒸餾實(shí)驗(yàn)采用橘子皮蒸餾出檸檬烯，檸檬烯具有光學(xué)活性，這樣可以將水蒸氣蒸餾和旋光度測定實(shí)驗(yàn)結(jié)合到一起進(jìn)行。二是將整學(xué)期的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容串聯(lián)起來形成系列實(shí)驗(yàn)，即前面實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品是后續(xù)實(shí)驗(yàn)的原料，這樣不僅加深了學(xué)生知識的系統(tǒng)化，并且促使學(xué)生認(rèn)真對待每個實(shí)驗(yàn)，在一定程度上不僅節(jié)約了藥品還實(shí)現(xiàn)了有機(jī)實(shí)驗(yàn)的綠色化。三是安排綜合性實(shí)驗(yàn)。教師給定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料，自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和藥品、實(shí)施實(shí)驗(yàn)和評估結(jié)果。在整個實(shí)施過程中，教師主要負(fù)責(zé)監(jiān)督和指導(dǎo)，比如選擇一種天然藥物，設(shè)計提取制備天然藥物中有效成分的工藝路線和檢測方法。這種實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力和初步科研能力的培養(yǎng)，同時還可以提高學(xué)生的人際交往能力，培養(yǎng)相互合作研討問題的群體意識。

二、有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)教學(xué)方法的改革

傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法以教師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)用品，學(xué)生按照教師要求或者按照課本上的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行單純的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，CDIO 的教育模式要求以學(xué)生為中心，以知識的學(xué)以致用為目的，基于此，將有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法進(jìn)行改革。一是利用多媒體輔助有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。利用多媒體技術(shù)對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作如回流、蒸餾等進(jìn)行模擬組裝，對一些易制毒、具有危險性的實(shí)驗(yàn)采用虛擬仿真教學(xué)，一方面可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，另一方面還可以無化學(xué)品的消耗、減少環(huán)境的污染。二是改革實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。原先的預(yù)習(xí)學(xué)生只是簡單地抄寫實(shí)驗(yàn)課本，教師的檢查也流于形式，這種方式對學(xué)生知識的掌握沒有絲毫的幫助。CDIO 教學(xué)模式下，預(yù)習(xí)檢查改為學(xué)生自主準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需藥品及儀器，這在實(shí)驗(yàn)前一天進(jìn)行，教師通過檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的情況可以很好地了解學(xué)生預(yù)習(xí)的效果，期間教師以提問的方式檢查學(xué)生對本次實(shí)驗(yàn)中所需注意的問題、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作的理解。

表1

三、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方法的改革

依據(jù)CDIO 的理念，考試應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生能力的考核。一是每次的實(shí)驗(yàn)課都是總成績的一部分，如每次的基本操作規(guī)范程度、實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的合格率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與評價等都是考核評分的內(nèi)容。二是增加綜合性實(shí)驗(yàn)考核，這一項(xiàng)作為加分項(xiàng)，根據(jù)學(xué)生完成綜合性實(shí)驗(yàn)的難易程度、完成的質(zhì)量高低，進(jìn)行加分獎勵。這樣不僅有利于學(xué)生自身能力的提高，還增加了他們的學(xué)習(xí)積極性。

四、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革的效果

在CDIO 的理念下，對2013 級進(jìn)行了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，針對一學(xué)期以來學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，制定了問卷調(diào)查，對收回的100 份問卷統(tǒng)計結(jié)果見表1。

總之，以CDIO 教育理念的指導(dǎo)下實(shí)施的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的課程改革不僅調(diào)動了學(xué)生參與有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，而且學(xué)生的綜合能力也得到了顯著的提高。這對于學(xué)生以后參加工作或者考取研究生都具有很大的幫助，CDIO 工程教育模式對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革具有深遠(yuǎn)的意義。

［1］顧佩華，包能勝，康全禮等.CDIO 在中國(上)［J］.高等教育研究，2012

［2］王碩旺，洪成文.CDIO:美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式——基于對CDIO 課程大綱的解讀［J］.理工高教研究，2009

［3］郭珍，尹大學(xué)，劉西茜.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革之CDIO 理念［J］.教育與教學(xué)研究，2013