多專業(yè)背景下有機化學(xué)實驗?zāi)K化、多層次、開放式教學(xué)模式探索

岳明波　李言信　楊道山

摘要：多專業(yè)共存的實驗教學(xué)對基礎(chǔ)實驗教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)管理都提出了新的挑戰(zhàn)。有機化學(xué)實驗進行模塊化教學(xué)滿足不同專業(yè)培養(yǎng)的要求。基礎(chǔ)有機實驗采取分類訓(xùn)練，以考代練強化基礎(chǔ)操作技能；中級有機實驗的綜合化與開放有機實驗的前沿化提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。鼓勵學(xué)生采取自主性的學(xué)習(xí)方式，通過自由選擇實驗項目的方式達到“因生制宜”強化訓(xùn)練的目的。另外通過采取多元化的考核方式，注重平時成績，從而改變以往實驗教學(xué)“重考試輕過程”的狀況。

關(guān)鍵詞：有機化學(xué)實驗改革；模塊化；多層次；開放式教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）50-0117-02

一、引言

在高?；瘜W(xué)類專業(yè)教育中，實驗教學(xué)是高等化學(xué)教育中重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它對學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高有著不可替代的作用[1]。有機化學(xué)實驗是化學(xué)試驗中重要的基礎(chǔ)課，是對有機化學(xué)理論知識的實踐，是掌握實驗基本操作技能和運用實驗理論知識的重要組成部分。實驗教學(xué)實施學(xué)分制[2]，學(xué)生按照自己專業(yè)和興趣的情況自主選擇實驗內(nèi)容和實驗進程，這對實驗課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)安排等都提出了新的要求。本文結(jié)合我校有機化學(xué)實驗教學(xué)的具體情況，闡述了在選課方式、實驗內(nèi)容、教學(xué)方式和考核評價體系等方面進行的改革探索與實踐。

二、實驗教學(xué)內(nèi)容改革

1.實驗內(nèi)容模塊化。我校有機化學(xué)實驗面向化學(xué)與化工學(xué)院與生命科學(xué)學(xué)院中的化學(xué)教育、化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、制藥工程六個本科專業(yè)的實驗教學(xué)任務(wù)。對于不同的專業(yè)，其對有機化學(xué)實驗的要求有所不同，為此我們將有機化學(xué)實驗分為三個模塊：（1）基礎(chǔ)有機實驗，包括基本操作和單元有機合成，定位每個專業(yè)的必修課，其學(xué)分為3分。（2）中級有機實驗，包括復(fù)雜有機合成和多步串聯(lián)合成，定位為應(yīng)用化學(xué)、制藥工程專業(yè)必修課和一些其他相關(guān)專業(yè)的專業(yè)選修課，其學(xué)分為1分。（3）開放有機實驗，主要為有機合成設(shè)計，定位為選修課，其學(xué)分為1分。每個模塊工作日全天開放，學(xué)生根據(jù)自身專業(yè)需求和興趣，網(wǎng)上選課，確定上課時間和實驗內(nèi)容。

2.基礎(chǔ)有機實驗分類訓(xùn)練。有機化學(xué)實驗基本操作是學(xué)生必須具備扎實的基本功?；静僮骷寄苁呛笃诰C合試驗的基礎(chǔ)，它不僅訓(xùn)練實驗操作能力和規(guī)范，更是讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的觀念和良好的習(xí)慣[3，4]。在傳統(tǒng)“演繹型”教育系統(tǒng)中，實驗教學(xué)是由教師講解實驗原理、演示實驗操作、細化實驗要點和注意事項，然后學(xué)生按照要求每項逐一進行。由于每個單元操作中有重復(fù)的內(nèi)容，學(xué)生積極性不高。因此我們采用分類法教學(xué)，根據(jù)操作過程或操作目的分類，這樣不但壓縮了教學(xué)時數(shù)，還讓學(xué)生在分類對比的過程中加深了對每種操作的用途。在進入實驗室進行基礎(chǔ)操作訓(xùn)練中，也將這幾個實驗操作同時進行，比如丙酮與水的混合物分別通過蒸餾和分餾方式進行分離，學(xué)生不但掌握了蒸餾和分餾兩種操作的相同點和不同點，而且對兩種操作的分離效果也有了明確的概念。

3.中級有機實驗綜合化。有機化學(xué)實驗教學(xué)中有機合成實驗往往局限于某一種反應(yīng)，特別是學(xué)生只是對化合物合成步驟注意度較高，而對產(chǎn)品后處理不夠重視，對產(chǎn)物的提純認(rèn)識度不高。而這一提純步驟恰恰是有機合成化合物的重要步驟。為此我們開設(shè)了多步驟的有機合成實驗，增加串聯(lián)反應(yīng)數(shù)量。串聯(lián)反應(yīng)對學(xué)生提出了更高的要求，不但對產(chǎn)品的產(chǎn)率要求高，純度也要符合下一步實驗的要求，才能保證后續(xù)的實驗順利進行，最終得到滿意的產(chǎn)品。這樣能使學(xué)生意識到每一步反應(yīng)產(chǎn)物提純的重要性。比如我們將安息香的輔酶合成、二苯基乙二酮的制備、二苯基苯乙酸的制備三個實驗串聯(lián)，每步反應(yīng)的產(chǎn)物作為下一個實驗的原料。在達到每個實驗?zāi)繕?biāo)的同時，讓學(xué)生理解產(chǎn)品提純的重要性，從而讓學(xué)生更加深刻地理解有機合成是一個綜合的體系。

4.開放有機實驗前沿化。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，就需要使學(xué)生學(xué)會如何分析問題和解決問題。我們教師結(jié)合自己的科研成果，將其二次轉(zhuǎn)化融入到本科實驗教學(xué)中來。這樣在教師比較熟悉的領(lǐng)域，為學(xué)生提供相應(yīng)的文獻，安排相應(yīng)的合成任務(wù)，教導(dǎo)學(xué)生能初步使用化學(xué)文獻以及相關(guān)工具書，從而自己設(shè)計實驗步驟。綜合性、設(shè)計性實驗訓(xùn)練為學(xué)生本科畢業(yè)論文工作打好基礎(chǔ)，克服了以往做畢業(yè)論文時間短、參與的深度與廣度不足等缺點。例如：我校一位教師的科研方向是“銅催化的有機疊氮化物的化學(xué)反應(yīng)研究”，經(jīng)過一年的努力，很快就將該科研成果轉(zhuǎn)化為“銅催化2-苯基喹唑啉-4（3H）酮的合成”的開放實驗教學(xué)項目，使學(xué)生了解到科學(xué)前沿金屬催化有機合成并掌握了氮氣保護下的無水無氧操作。如此將科研成果二次轉(zhuǎn)化到本科實驗教學(xué)中來，不僅創(chuàng)新了實驗的教學(xué)方法，也豐富了實驗授課內(nèi)涵，擴展了前沿知識。

三、實驗教學(xué)方法改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，學(xué)生過度依靠教師講解，按照教師講授的實驗過程，沒有自主性，不會主動地去自學(xué)、去準(zhǔn)備，不會發(fā)現(xiàn)問題解決問題。一旦離開教師的指導(dǎo)，均不同程度地感覺到?jīng)]了依靠，對實驗無從下手。因此在教學(xué)方式上增加學(xué)生自主性學(xué)習(xí)勢在必行[5]。

1.強化學(xué)生預(yù)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)能動性。在基礎(chǔ)有機實驗?zāi)K教學(xué)中，將現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)實驗視頻融入教學(xué)中，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進行預(yù)習(xí)，達到不用教師講解而能自主進行實驗的效果。在進入實驗室后，教師就實驗操作必要的知識點進行問卷式提問，對于預(yù)習(xí)不達標(biāo)的學(xué)生不允許進行實驗。然后學(xué)生就各自開始實驗，碰到問題可以與教師討論、分析，進而解決問題。這種教學(xué)方式打破了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生被動接受知識的弊端，使學(xué)生逐步形成自主式、合作式、討論式相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式。

2.增大選課自由度，因生制宜強化訓(xùn)練。充分利用學(xué)分制的優(yōu)勢，在中級有機實驗中提供針對不同操作單元的實驗，供學(xué)生自主選擇。學(xué)生根據(jù)自身特點，選擇薄弱環(huán)節(jié)強化訓(xùn)練。另外在中級有機實驗中，鼓勵學(xué)生獨立思考采取薄板層析等手段跟蹤反應(yīng)進程，自己判斷反應(yīng)終點。這種策略讓學(xué)生始終處于思考分析過程中，極大地提高了學(xué)生實驗的自主性。對于較為復(fù)雜、難度大的合成實驗，如果學(xué)生沒有得到產(chǎn)物，更要鼓勵學(xué)生分析失敗原因，從合成路線源頭查找。學(xué)生經(jīng)過這樣一個失敗的實驗，往往能得到更多的收獲。endprint

四、考核方式多元化

對于基礎(chǔ)有機化學(xué)實驗，采用“實驗預(yù)習(xí)—實驗操作—實驗報告—實驗設(shè)計—實驗考試”多元化的考核模式，客觀、準(zhǔn)確地評價學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)。由于我們的教學(xué)方式注重課前預(yù)習(xí)，所以在考核成績中實驗預(yù)習(xí)所占比例相對較高。平時操作考核中，不只是對實驗結(jié)果進行考核，重點是考核實驗過程中學(xué)生的實驗步驟合理性、操作規(guī)范度等。例如，在基礎(chǔ)操作訓(xùn)練中增加匿名樣品提純分離考核。我們?yōu)閷W(xué)生準(zhǔn)備20個待純化的匿名樣品，讓每位學(xué)生分別完成固、液兩種樣品的提純分離。每個樣品編號并標(biāo)明樣品的物理常數(shù)，比如熔沸點、溶解度以及可采用的純化方法。每個學(xué)生抽簽獲得自己的樣品后，查閱相關(guān)資料和注意事項，設(shè)計實驗步驟，進入實驗室后就自己開始實驗。這樣通過匿名樣品的分析，讓學(xué)生得到更加公平合理的考核。當(dāng)學(xué)生完成了自查文獻設(shè)計實驗步驟并分析結(jié)果的過程，會覺得很有成就感，從而開始喜歡實驗課，同時提高了學(xué)生獨立做實驗的能力，也為其獨立開展研究工作打好了基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]曾秀瓊，趙華絨，王國平，等.化學(xué)實驗教學(xué)課程體系的新發(fā)展及其實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（8）：4-7.

[2]王孝華，學(xué)分制下化學(xué)實驗教學(xué)體系的構(gòu)建[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，9（3）：96-98.

[3]劉品華，汪帆，楊芬，等.有機化學(xué)設(shè)計性綜合實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，9（2）：115-1117.

[4]張樹永，張劍榮，陳六平.大學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)改革的基本問題和措施初探[J].大學(xué)化學(xué)，2009，24（4）：24-28.

[5]李秀玲，蔡吉清，曾秀瓊，等.堅持以人為本搞好基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)[J].大學(xué)化學(xué)，2011，26（4）：32-37.

Abstract：To meet the needs of the multi-professional system，organic chemistry experiment was divided into three modules to meet different professional needs. The classification training in the organic experiment was used to strengthen the basic operational skills. The intermediate organic experiments and open organic experiments have integrated to improve the overall quality of students. Students were encouraged to adopt autonomous learning methods to achieve the personalized training through the free choice of experimental projects.In addition，“Re-examination light process "situation was changed by taking a variety of assessment methods.

Key words：reform of organic chemistry experiment；modularization；multi-level；open teaching modeendprint