對“科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)”的探索

劉瑜

摘 要：傳統(tǒng)的有機實驗教學(xué)通常是驗證已經(jīng)成熟的一些有機化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生在這個過程中的學(xué)習(xí)相對比較被動?？蒲性O(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)目的就是借助科研手段，在學(xué)生掌握理論知識的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的主動性，著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，推理能力和科研能力。

關(guān)鍵詞：科研設(shè)計；有機化學(xué)；實驗教學(xué)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2016）33-0017-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.33.009

本文結(jié)合學(xué)生在有機化學(xué)實驗課程中存在的問題，提出了“科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)”。這類教學(xué)實驗對培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨立創(chuàng)新意識和科學(xué)思維能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度等良好的科研素質(zhì)能起到一定的引導(dǎo)作用。

一、保證基礎(chǔ)性實驗操作

在課程教學(xué)內(nèi)容方面，傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗主要是在于培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知一般的有機化學(xué)實驗的原理和知識、熟悉相應(yīng)的有機化學(xué)實驗儀器操作和進(jìn)行一些簡單的有機合成；對于學(xué)生方面的要求，傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)主要是要求學(xué)生規(guī)范操作，培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能，積累實驗經(jīng)驗，為以后進(jìn)行綜合性實驗和設(shè)計性實驗奠定一定的基礎(chǔ)。本文提出的科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)是建立在傳統(tǒng)有機化學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)上，要求學(xué)生實驗前必需熟悉實驗?zāi)康暮鸵蟆嶒炘砑疤攸c、實驗方案及設(shè)計要求、儀器的正確使用方法等，因此，實驗前必須作好預(yù)備工作。在選擇基礎(chǔ)實驗項目時，不需要單獨開設(shè)基本操作實驗，而是將實驗操作直接融入基礎(chǔ)性實驗中，這不僅有利于讓學(xué)生更加直接體會規(guī)范的操作，而且在實驗中出現(xiàn)錯誤也能及時糾正。

二、增加自主設(shè)計性實驗內(nèi)容

在學(xué)生掌握基本實驗操作的基礎(chǔ)上，教師可以增加自主設(shè)計型有機化學(xué)實驗內(nèi)容。設(shè)計性實驗由教師有機實驗實際情況而給出題目、達(dá)到的目標(biāo)以及主要方法等，同時也要提醒設(shè)計實驗中的注意事項。自主設(shè)計性實驗項目的選擇，不但要重視合成結(jié)果，而且要重視學(xué)生在設(shè)計實驗過程中的思路以及對結(jié)果的分析手段，因而學(xué)生得到的是對實驗項目的全方位理解。這個過程中，學(xué)生需要根據(jù)教師給出的提示并設(shè)計實驗方案自己主動查閱文獻(xiàn)資料，然后將所查閱到的相關(guān)文獻(xiàn)和知識進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握。例如，將乙酸丁酯的制備由驗證性實驗改為設(shè)計性實驗，要求學(xué)生設(shè)計與教材不同的合成路線，在該過程中，教師也要給予一定的建議保證實驗的可行性。在自主設(shè)計性實驗過程中，大多數(shù)同學(xué)根據(jù)設(shè)計好的方案能夠完成相應(yīng)的有機化學(xué)實驗，但是仍有少數(shù)同學(xué)未能夠合成出目標(biāo)產(chǎn)物，因此，他們需要對自己實驗失敗的原因進(jìn)行分析與探討以找出相關(guān)原因，這樣不僅有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也可以提高學(xué)生對理論知識和實驗技能的掌握。更重要的是，這種教學(xué)提高了學(xué)生獨立設(shè)計和完成實驗的能力，并對其結(jié)果進(jìn)行合理有效的分析，這對于提高他們的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)興趣是非常有效的。此外，自主設(shè)計實驗對培養(yǎng)和提高學(xué)生創(chuàng)新的積極性，獨立工作能力、解決問題的能力和科學(xué)的思維方法具有很好的效果。因此，自主設(shè)計性實驗是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的有效環(huán)節(jié)，也為他們以后從事相關(guān)的科研工作打下良好的基礎(chǔ)。

三、科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗教學(xué)

在前面自主設(shè)計性有機化學(xué)實驗基礎(chǔ)上，將教師科研項目融入設(shè)計性實驗中，有助于提高學(xué)生的科研能力。科研項目通常是一個交叉學(xué)科，往往會涉及多個方向，因此，將科研項目與實驗教學(xué)相結(jié)合，不僅在于提高學(xué)生的探究能力和知識整合能力而且對于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力也是非常有效的。對于科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗內(nèi)容的選擇方面可涉及其他學(xué)科與有機化學(xué)相聯(lián)系的綜合性問題，如核磁共振技術(shù)、紅外光譜和拉曼光譜分析等。教師在給出課題方面應(yīng)對實驗內(nèi)容的深度和廣度應(yīng)該有適度的把握，如果設(shè)計的課題太難，容易打消學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，過于簡單的課題又難以調(diào)動學(xué)生的積極性，只有設(shè)計難度適中的課題，學(xué)生才能夠根據(jù)自己所學(xué)的知識進(jìn)行合理設(shè)計，這樣也有利于在實驗中出現(xiàn)問題后教師給予合理的指導(dǎo)。學(xué)生在實驗中遇到問題要積極與教師進(jìn)行深入的交流和溝通，對整個實驗有了充分的理解和調(diào)研才能保證實驗的順利進(jìn)行。由于有機化學(xué)實驗通常需要多個步驟來實現(xiàn)，因此學(xué)生可以采取團(tuán)隊合作，有效分工的方法。學(xué)生遇到問題可以一起討論，各抒己見，這樣他們不僅可以對自己的實驗方案和科學(xué)研究有了新的認(rèn)識，還能從中提出新問題，拓寬思維，為今后從事獨立的科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。另外，學(xué)生直接參與到教師的科研活動當(dāng)中，有利于改善教與學(xué)的關(guān)系，激發(fā)了學(xué)生的科研創(chuàng)新意識并把學(xué)生引入真實的科研環(huán)境中。學(xué)生在這個過程中有了切身的體驗與思考，潛移默化中提高了他們的創(chuàng)新能力。

四、增加合作與討論部分

當(dāng)學(xué)生參與到教師課題當(dāng)中后，會遇到各種各樣具體的實際問題，比如，實驗條件的摸索，對所得產(chǎn)物進(jìn)行表征的手段，表征儀器的使用等，這些都是從課本中難以學(xué)到的。因此，在科研設(shè)計性有機化學(xué)實驗中，學(xué)生需要加強團(tuán)隊合作，多與周圍同學(xué)和教師探討實驗進(jìn)展與遇到的難題，同時也要加強對相關(guān)知識的自主學(xué)習(xí)，這樣才能保證科研項目的順利完成。教師也可以定期開展相應(yīng)的課堂課程，對從事相同項目的學(xué)生進(jìn)行深入細(xì)致的指導(dǎo)，及時幫助和督促他們實驗工作的順利開展。

五、結(jié)語

教學(xué)與科研是相輔相成的，同時也具有相互促進(jìn)的作用，在教學(xué)過程中遇到新的問題提出，需要用科研結(jié)果對其進(jìn)行解釋，而在科研中遇到問題也需要課本中的理論知識來支撐解決，最終形成了教學(xué)與科研相互滲透和促進(jìn)。以科研模式開展設(shè)計性有機化學(xué)實驗是一種與時俱進(jìn)的實驗教學(xué)方法，一方面可以提高教師的學(xué)術(shù)水平并將獲得的信息反饋到教學(xué)中去，另一方面此類教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生參與科研與科技開發(fā)的能力。最終促進(jìn)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計能夠更加有效地完成，在將來不論是繼續(xù)從事科研還是其他工作，都有利于提高他們的競爭力。

[責(zé)任編輯 田彩霞]