有機化學實驗課程改革研究

＊劉 秀

（遼寧醫(yī)藥職業(yè)學院 遼寧 110000）

1.有機化學實驗課程現(xiàn)狀分析

(1)有機化學實驗課程的意義

有機化學實驗課程在有機化學教學實踐中扮演著重要的角色。是藥學、化工等專業(yè)學生的必修課程。有機化學實驗課程能夠通過實踐操作以及實驗現(xiàn)象加深對相關理論知識的理解與吸收。也能夠提高學生的綜合素質，比如動手能力，思考問題解決問題的能力。在實驗課程過程中，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W習科研態(tài)度。除此之外，實驗課程注重基礎技能培訓，同時兼顧創(chuàng)新設計思路，學生可以組合不同實驗材料得到不同的實驗效果。綜合來看，該課程具有十分重要的意義。

(2)有機化學實驗課程現(xiàn)狀分析

有機化學實驗課程發(fā)展已經(jīng)很多年，在發(fā)展的過程中也出現(xiàn)了一系列問題。最為典型的問題是從課程內(nèi)容，課程教學方法再到課程考核方式等方面，都值得去關注并改進。綜合表現(xiàn)為：教學內(nèi)容古板，缺乏新時代的教學理念，知識偏陳舊古老，有些實驗器材試驗方法并未做更新。學生課程參與過程缺乏積極主動性，學習比較被動，不敢大膽去嘗試與創(chuàng)新。缺乏獨立深入的思考。其次是學生在實驗過程中往往生搬硬做，出現(xiàn)問題不能找到原因和解決的辦法，他們往往不去思考差異的原因，而是認為實驗直接失敗了，重新開始實驗。這不僅延長了實驗時間，而且無助于培養(yǎng)學生獨立思考的能力。

在有機化學實驗中，材料加入的順序、溫度和壓力的控制等對實驗結果影響很大，但學生往往不注意這些性質。造成這種現(xiàn)象的根本原因是學生對實驗缺乏普遍的認識和理解。此外，有機化學實驗結果只有一種評價機制。許多大學在大學實驗課的成績由三部分組成。①在預習報告中，大部分學生抄襲了書中的內(nèi)容，對實驗的整體情況缺乏了解。②實驗操作單元的得分以實驗過程中的操作和實驗結果為依據(jù)。但是，在很多情況下，學生太多，無法看到所有學生的整個實驗過程，往往根據(jù)他們完成實驗的時間來判斷實驗是否順利。這導致很多在實驗過程中缺乏享受實驗帶給他們的快感，而實驗的完成也只是一種應對方式。③實驗報告部分，普遍存在的問題是無法詳細記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。由于實驗失敗，無法找到失敗的原因。綜上所述，有機化學實驗課程在諸多方面比如教學目標、方法等方面均存在一定的改進空間。

2.有機化學實驗課程改革策略

(1)實驗課程教學目標改革

有機化學實驗課程的教學目標應嚴格向教育部在教學質量改革中提出的目標靠攏，以能力為本位，側重對學生實際工作能力的培養(yǎng)。并且將該總體目標貫穿于后續(xù)實驗課程教學方法改革、實驗考核方式改革、實驗課程內(nèi)容改革等活動中，起到總體質量把控的作用。

(2)實驗課程教學內(nèi)容改革

傳統(tǒng)的有機化學實驗課程內(nèi)容偏向于理論為主，驗證性實驗為輔，基本內(nèi)容都較為基礎，過程內(nèi)容難以鍛煉學生創(chuàng)新思維能力，且實驗素材等用量很少追求新時代理念?；诖藦恼n程內(nèi)容方面提出改革策略。

①實驗教學內(nèi)容“綠色化”。有機化學實驗中會用到各種有機生物或者燃料等材料，在實驗內(nèi)容設計時應該本著環(huán)保綠色的理念，避免不必要的資源浪費，避免在開放環(huán)境中造成空氣污染，水污染等傷害自然的內(nèi)容。盡可能安排微量半微量的實驗，避免造成不必要的經(jīng)費浪費。

②實驗教學內(nèi)容“優(yōu)化”。實驗教學內(nèi)容在最初的固定版本基礎上優(yōu)化和重組成基礎、綜合以及設計三個層面的內(nèi)容。基礎層面的內(nèi)容主要包含首要的安全事項注意說明，常規(guī)實驗儀器的熟悉與使用，比如蒸餾器皿、酒精燈等的使用及其注意事項。比如通過設計各種蒸餾實驗、萃取實驗、重結晶實驗等來提高學生的操作能力。綜合實驗內(nèi)容應該規(guī)劃制備實驗，按照教學大綱，比如肉桂酸的制備實驗，該實驗過程中包含幾項基礎實驗，比如水汽蒸餾，熔點測定，性質檢驗等步驟。綜合實驗不僅可以節(jié)省多個基礎實驗造成的時間浪費，也能夠通過制備實驗加深學生對有機化學實驗的理解與興趣。第三個層面的設計實驗，是在前兩個層面實現(xiàn)的基礎上進行的，根據(jù)實際狀況布置設計實驗的選題，要求學生可以根據(jù)選題自主設計有機化學實驗的原理，步驟，儀器與試劑等進行設計與選型。通過設計實驗，可以提升學生解決有機化學難題的能力。

③實驗教學內(nèi)容更新。實驗課程的教學內(nèi)容要經(jīng)常更新，做到內(nèi)容的與時俱進。以上文提到的肉桂酸制備綜合實驗為例，實踐證明采用氫氧化鈉溶液來中和反應混合液，難以達到預期的效果，酸化后生成的苯甲酸將影響到肉桂酸產(chǎn)品的純度。更新后的實驗內(nèi)容使用碳酸鈉，能獲得更好的實驗效果。對于經(jīng)典的有機化學反應需要在原有的實驗內(nèi)容設計上進一步更新，增加當今的背景或元素，以此加深對經(jīng)典有機反應實驗的印象。較為復雜的實驗設計有助于學生對有機化學反應的機理、官能團轉化的方法進行掌握。通過更新教學內(nèi)容，比如增加趣味有機化學實驗，例如香料合成等去激發(fā)學生對實驗課程的參與熱情，有助于達到預期的實驗效果。

(3)實驗課程教學方法改革

有機化學實驗課程的教授方法在傳統(tǒng)意義上一般是學生聽老師講授實驗步驟，學生按部就班跟著操作，記錄實驗現(xiàn)象的過程。這個過程是“照本宣科”“照方抓藥”的過程，教學效果可想而知不能達到預期的效果。下面將提出幾項有機化學實驗教學方法的改革：

①注重“學生預習、教師備課”

學生作為上課的主體人群，為充分消化課堂知識必須做好課前預習工作。老師首先要布置課前預習的作業(yè)，讓學生在有機化學實驗前，寫出具有一定規(guī)格的預習實驗報告。預習要做到：首先仔細閱讀實驗原理、實驗步驟、實驗注釋以及實驗中的注意事項等內(nèi)容并提出自己的見解或者疑慮做好備注；其次要做到查閱與本實驗相關的化合物性質等資料；最后要做好筆記，對本次實驗的內(nèi)容做到心中有數(shù)。學生在預習之后需要將預習文字結果發(fā)給指導老師審閱和修改，需要畫圖或者寫反應方程式的提前一刻鐘上黑板寫好。老師在此段時間做好預習文本的批閱與瀏覽，大致察看學生的預習效果與預習態(tài)度心得體會。教師作為授課的主體，要擺脫以往傳統(tǒng)備課的舊習慣，突出重點，做好創(chuàng)新與干貨并存的備案。強調(diào)教師教案的原因在于教案的優(yōu)劣直接影響到學生對于有機化學實驗課程的興趣，緊接著影響對于該課程的教學效果以及后續(xù)對于有機化學整門課程的學習激情學習熱度。假若教案沒有依托在座學生的整體實際水平上設立，教案設計偏難，則會極大打擊基礎薄弱，剛剛接觸這門專業(yè)基礎課的學生，這樣會導致其對有機化學的自信心被嚴重打擊，不利于后續(xù)的學習。假若教案難度過低，則同樣激不起學生的學習參與熱情，學生會因為早就熟知的實驗現(xiàn)象結果而忽視這門實驗課程，導致課程既浪費時間又達不到預期效果。因此教師在備課過程中一定要多加琢磨教案的備制，一份優(yōu)秀的教案往往可以做到事半功倍的教學效果。

②注重“學生成為教學主體”

增加學生的參與感對于有機化學實驗課程的效果具有重要意義。改變傳統(tǒng)的教學模式，學生需要積極主動扮演課堂主角的角色，而老師是負責這個課堂的導演，做到一切盡在掌握之中。這就對教師的教學方法提出了要求，教師應對于學生互動并且設計實驗小趣味點，讓學生參與進來通過自己動手去觀察發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象的不同。在此過程中，教師可以采用討論、啟發(fā)等方式去引導學生做到主角的角色。進而收到不錯的實驗課程課堂效果。具體如何展開，制定了以下的方案：找一個學生負責主持課前的討論，在給定的幾十分鐘的討論時間里，學生通過自主討論可以有效參與進來，沒有了老師對他們思維的限制，學生可以對將要做的實驗現(xiàn)象進行猜測。并在課前的討論時間段完成包括反應原理、主反應和副反應、反應結束后有哪些雜質、分離提純和鑒定方法及實驗操作關鍵點等這些在內(nèi)的多方面知識點進行預總結。當學生一旦成為有機化學實驗課程的主體，也就極大契合了該門課程的教學初衷，動手動腦相結合，老師只是起到輔助、引導的作用。當學生積極主動參與到有機化學實驗操作中來的時候，不管實驗結果是否完全合理與正確，都能在過程中學習總結到好的化學經(jīng)驗或者反思過后都能總結出珍貴的經(jīng)驗與教訓。

③注重“多媒體教學與傳統(tǒng)教學相結合”

實驗課程往往會具備豐富多彩的實驗現(xiàn)象，因此借助多媒體教學或者展示預期的實驗效果會增加學生對于課程的心理預期，增加學習興趣。常用的多媒體方式包含Powerpoint、Flash動畫或者實驗視頻。在一些反應公式方面仍需要教師多利用黑板完成化簡與推導。將二者有機結合起來，做到游刃有余。由于開放實驗課規(guī)定的時間為48h，開放實驗的實驗時間為86h，學生不僅可以選擇實驗內(nèi)容，還可以選擇實驗方法。公開實驗的具體操作：A.學生通過預習課文的相關內(nèi)容完成預習報告。B.在電腦上預習所選實驗所涉及的基本操作。C.完成在線測試。配合改進后的實驗材料內(nèi)容，補充完善在線預習系統(tǒng)的練習內(nèi)容，確保開放實驗的在線測試內(nèi)容與實驗項目配合。通過考試后，進入選課系統(tǒng)，完成在線預約。幾個實驗可以在同一個實驗室同時進行，因為學生可以獨立選擇實驗內(nèi)容。為此，在設計選課系統(tǒng)時，每個開放實驗室可以完成的實驗項目是有限的，與基礎訓練相同的實驗項目放在同一個實驗室，2-3個人實驗項目組同時在一個實驗室完成實驗設計，比如這兩個實驗是固體化合物的制備，需要重結晶、脫色、測熔點等操作，所以乙酰苯胺的制備和肉桂酸的制備在同一個實驗室。通過多媒體輔助技術，讓以往一些難以想象的實驗現(xiàn)象通過視頻或者圖片的形式展現(xiàn)在學生面前，這是以往黑板教學難以企及的高度，因此只有合理運用多媒體教學到有機化學實驗的課程中去，才能將該課程講解的更加生動，學生的吸收才會更好。

④注重創(chuàng)新型實驗設計與實踐

針對一些經(jīng)典的、常見的有機化學實驗，老師要鼓勵學生敢于打破傳統(tǒng)，敢于在安全第一的前提下嘗試新的做法。對提出創(chuàng)新型想法并付諸實踐的學生，需要在后續(xù)成績評估中給予一定的優(yōu)勢。以正溴丁烷制備實驗為例，改變以往用蒸餾法將粗產(chǎn)物蒸出后再進行提純的做法，鼓勵學生采用新的方法去解決問題，比如同樣是正溴丁烷制備實驗，按照比重不同來分離而不是蒸餾提純，在保障安全的前提下，學生大膽去嘗試發(fā)現(xiàn)實驗效果俱佳。此外鼓勵學生敢于總結自己的新發(fā)現(xiàn)，在班級面前表達自己的新思路，學會組織自己的語言，讓別人能理解自己對于有機化學實驗的新見解。遇到在創(chuàng)新型實驗時的困難，鼓勵學生不要輕言放棄，因為在復雜的有機化學實驗中難免實驗現(xiàn)象與預期實驗現(xiàn)象有一定的出入。在創(chuàng)新的過程中難免經(jīng)歷挫折，給學生注入強心劑，堅定其實驗的信心。要做的應該是反思實驗的過程哪個環(huán)節(jié)值得改進與修正，比如是否加熱溫度過高、是否加熱時間過長、是否溶劑揮發(fā)所致等多方面的因素綜合考量，分析出問題的根源所在。如若遇到奇怪現(xiàn)象，在排除過程錯誤的因素時，不妨大膽假設其正確性，并從多角度分析發(fā)生的原因，在此過程中往往可以開辟新的思路，得到較大成果。成果總是在有機化學實驗過程中創(chuàng)新實驗中發(fā)現(xiàn)并對某個有機化學領域做出一定的貢獻，當然也有可能只是一個細微的發(fā)現(xiàn)，也是具有很大的意義的。

(4)實驗課程考核方法改革

分階段考核：根據(jù)有機化學實驗課程的特點，在課前的預習、課中的實驗操作、課后的總結反思等均存在一定的差別，因此采用分階段的方式進行考核。設定一定的比重，比如平時課堂的課前、課中表現(xiàn)，課后小結共占60%～70%，期末考核30%～40%。平時的考核指標包括實驗內(nèi)容是否步驟簡潔，實驗現(xiàn)象是否明了，實驗數(shù)據(jù)處理是否正確和分析討論是否合理等，也包括思考題解答是否正確，問題討論是否具有創(chuàng)新意識。此外在紀律、衛(wèi)生、安全、臺桌衛(wèi)生和值日等方面均設定了指標，要求學生做好有機化學實驗課程的前后等各項內(nèi)容與要求。在紀律方面，要求學生不遲到不早退，嚴格執(zhí)行班級要求的時刻表，準時進行實驗，因為實驗器材往往數(shù)量有限，各個班級都會提前安排規(guī)定好具體的時間，遲到會影響后續(xù)班級的正常實驗進度。考試方面，提出的方案是采取操作考試與答辯考試兩部分，在實驗操作中對操作細節(jié)進行評分，并對試驗現(xiàn)象進行打分，最后根據(jù)學生實驗心得的交流與總結再次進行評分。在實驗操作考試時并不強制性分配題目，而是采取公平公正的手段去通過抽簽的方式去選擇自己的實驗操作題目。這些題目是由教師在備課時準備的，是根據(jù)難易程度以及目前實驗室的材料設備等多方面條件綜合篩選的實驗題目，且具備一定的新穎性和創(chuàng)新性。將實驗過程的一些細節(jié)設計成書面題目，要求學生在規(guī)定的時間對書面題目進行簡要解答。相比于過去傳統(tǒng)的按照實驗操作、結果、報告等進行評價，占總成績的60%；指定一個實驗作為期末考試實驗項目，期末考試實驗成績占總成績的40%。由于在整個實驗成績的評定中沒有閉卷環(huán)節(jié)，致使學生對實驗的重視不夠，很多學生認為只要完成所有的實驗就肯定能夠通過。為了使學生重視實驗，扎實地掌握所學過的有機化學實驗操作和知識，我們對實驗考核方式進行了上述相應的改革。通過這些環(huán)節(jié)的改革，學生能夠參與到實驗課程中來，加深對于有機化學化合物、化學反應、化學反應現(xiàn)象等的理解。也為后續(xù)繼續(xù)深入學習相關有機化學打下實踐基礎。做實驗的嚴謹態(tài)度也影響著學生后續(xù)的科研態(tài)度與做人做事的準則。

3.結語

綜上所述，通過分析目前有機化學實驗課程存在的問題，并針對性地在課程內(nèi)容、課程教學方法以及考核方式等方面提出了對策與策略。對實驗的原始記錄和實驗報告的撰寫進一步規(guī)范，實驗的分析和討論更加合理?？梢哉_處理實驗的失敗，真實地分析失敗的原因。學生的自學和創(chuàng)新能力顯著提高。學生對有機化學實驗有著濃厚的興趣，積極主動，獨特的學習和實踐能力得到了很大的提高，積極參與各種開放性實驗。實驗教育改革層出不窮，還有很多問題需要探索和實踐。今后，在有機化學實驗教學過程中，將圍繞有機化學實驗的基礎和創(chuàng)新，建立合成新方法的綜合研究，增強開放性。并提高學生運用所學技能和方法解決更多實際問題，實現(xiàn)對基礎課程的活學活用，在實際生活中解決問題的能力也隨之提高。