高校“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革探討

李佳穎 牟芬 周婷婷

摘 要：“有機(jī)化學(xué)”是高校生物、醫(yī)學(xué)、化工這3個(gè)專業(yè)在校大學(xué)生的專業(yè)必修課和基礎(chǔ)課，“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程研究是高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)研究過程中的重要環(huán)節(jié)。要加快實(shí)現(xiàn)新理念課程標(biāo)準(zhǔn)和新要求下的有機(jī)化學(xué)綜合型專業(yè)人才培養(yǎng)，就必須加快改革高校傳統(tǒng)的“有機(jī)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”教學(xué)管理模式，以“應(yīng)用”和“綠色化學(xué)”為教學(xué)主題，加強(qiáng)“有機(jī)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”教學(xué)管理和改革，激發(fā)廣大學(xué)生的實(shí)踐自主性、創(chuàng)新意識(shí)和主觀能動(dòng)性。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué);優(yōu)化改革;應(yīng)用性

1?高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的重要性

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展，高校有機(jī)制的教學(xué)資源迫切需要成為專業(yè)、全面型科學(xué)技術(shù)管理人才的培養(yǎng)動(dòng)力源，以適應(yīng)當(dāng)前教育市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。在這樣的時(shí)代背景下，高校教師更應(yīng)該把加強(qiáng)培養(yǎng)廣大學(xué)生的實(shí)踐能力作為主要的教學(xué)目標(biāo)，讓廣大學(xué)生把理論知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合起來，創(chuàng)造新穎、實(shí)用、有趣的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)課堂。高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的重要性日益突出，主要體現(xiàn)在以下方面。

1.1? 改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能

“有機(jī)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)模式的改革主要是對(duì)高校學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的逐步拓展和有效延伸，使化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容更加復(fù)雜和具體。大學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)的實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)開展各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)，熟練掌握實(shí)驗(yàn)中的相關(guān)操作技能和技巧，選擇合適的有機(jī)合成物、分離物的純化法、分析法和鑒定實(shí)驗(yàn)方法，掌握各種典型合成有機(jī)反應(yīng)物的化學(xué)原理，深化對(duì)各種典型有機(jī)合成反應(yīng)的認(rèn)識(shí)和理解[1]。

1.2? 改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)觀念，發(fā)展學(xué)生的綜合能力

以往的教學(xué)大多由教師主導(dǎo)，學(xué)生只能聽教師的安排，容易對(duì)教師的教學(xué)產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。隨著學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷改革，教學(xué)的根本目的是以學(xué)生實(shí)踐為基礎(chǔ)，采用有趣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，讓學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的討論過程，提高學(xué)生的綜合發(fā)散思維和自主創(chuàng)新能力。不同于其他學(xué)科，化學(xué)中的實(shí)驗(yàn)問題具有強(qiáng)大、不可逆的預(yù)測(cè)性，這就必然要求教師和全體學(xué)生采取適當(dāng)?shù)拇胧?，解決遇到的問題，并靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí)。

1.3? 規(guī)范學(xué)生的基本操作

要不斷提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)性，“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教師要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)廣大學(xué)生的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，避免學(xué)生在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。在以往的課堂教學(xué)中，學(xué)生未能完全掌握實(shí)驗(yàn)原理，也不熟悉實(shí)際操作步驟，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作甚至造成安全事故。

2?我國(guó)高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1? “有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式相對(duì)被動(dòng)

目前，我國(guó)高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的授課習(xí)慣是在開展實(shí)驗(yàn)前對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)、詳細(xì)的講解。從需要使用的藥物、儀器開始，到每個(gè)步驟可能出現(xiàn)的化學(xué)現(xiàn)象、原理以及原因。在稍顯復(fù)雜的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，教師會(huì)及時(shí)結(jié)合以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)測(cè)學(xué)生在實(shí)際操作過程中可能遇到的問題。因此，學(xué)生往往強(qiáng)制記憶和被動(dòng)接受實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要內(nèi)容和過程，很難真正激發(fā)出實(shí)踐自主性、創(chuàng)新意識(shí)和主觀能動(dòng)性。

2.2? “有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”創(chuàng)新教學(xué)目標(biāo)不明確

目前，在新課程改革的要求下，我國(guó)高校一直把培養(yǎng)創(chuàng)新思維作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)，而高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)往往無法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。歸根結(jié)底是因?yàn)?，部分高校的化學(xué)教師沒有明確“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的重要性以及對(duì)教學(xué)改革的發(fā)展方向認(rèn)識(shí)不足。在高等教育中，大多數(shù)教師只是為了完成教學(xué)任務(wù)而教學(xué)，對(duì)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)沒有正確的認(rèn)識(shí)。

2.3? “有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的評(píng)價(jià)體系單一

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的硬件和軟件設(shè)施、設(shè)備已不能充分適應(yīng)當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的快速發(fā)展，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)環(huán)境已經(jīng)得不到有效保障。實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的單一性，導(dǎo)致許多實(shí)驗(yàn)教學(xué)處理過程過于簡(jiǎn)單機(jī)械，學(xué)生甚至有隨意篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等行為，造成“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)形同虛設(shè)，不能客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)際科學(xué)素質(zhì)，難以達(dá)到“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的根本目標(biāo)。

3?高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革新模式

3.1? 提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的基本能力

學(xué)生通過學(xué)習(xí)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的重結(jié)晶、蒸餾、分餾、回流、萃取、液相分離等基本操作[2]，制作、分離和鑒定有機(jī)化合物等更復(fù)雜的體系，在實(shí)際操作中查找問題及其出現(xiàn)的原因，再找到解決問題的方法，提高實(shí)驗(yàn)操作的基本能力。如果沒有良好的基本操作技術(shù)作為基礎(chǔ)，就不能順利開展有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此，必須重視基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及化學(xué)基礎(chǔ)操作知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，這也是“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的核心內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要經(jīng)常檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否符合規(guī)范要求，并及時(shí)糾正;對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和原因，督促學(xué)生及時(shí)做好實(shí)驗(yàn)記錄。為培養(yǎng)學(xué)生務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，查看實(shí)驗(yàn)記錄及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。與此同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要清洗所用的儀器設(shè)備，經(jīng)教師檢查確認(rèn)后，方可離開。

教師安排的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不僅要能培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)技能，還要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。重視“用腦做實(shí)驗(yàn)”，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。所以，在做實(shí)驗(yàn)之前，老師一定要要求學(xué)生先寫一份實(shí)驗(yàn)相關(guān)報(bào)告，鍛煉學(xué)生的思維能力。在實(shí)際教學(xué)過程中，隨機(jī)挑選實(shí)驗(yàn)報(bào)告論述準(zhǔn)確的學(xué)生講解步驟，包括闡述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其原理。同時(shí)，對(duì)報(bào)告不準(zhǔn)確的學(xué)生進(jìn)行糾正指導(dǎo)，并演示實(shí)驗(yàn)的操作細(xì)節(jié)，加深學(xué)生的理解。

3.2? 利用多媒體輔助教學(xué)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

多媒體輔助有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇Ыo學(xué)生可視化、多樣化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。這種教學(xué)方式能夠非常生動(dòng)地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置的操作流程以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生更加了解實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果[3]。因此，教師應(yīng)該多使用多媒體進(jìn)行教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。尤其是對(duì)一些危險(xiǎn)性比較高的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過多媒體了解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，不僅可以完成學(xué)習(xí)任務(wù)，還可以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。采用多種現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，包括視頻、虛擬三維動(dòng)畫、2D圖像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等，生動(dòng)、全面地展示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，使學(xué)生在獲取豐富的實(shí)驗(yàn)信息的同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程也有了直觀的感受和清晰的認(rèn)識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望。

3.3? 將現(xiàn)代分析手段引入綜合性實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測(cè)跟蹤反應(yīng)進(jìn)程

在實(shí)驗(yàn)過程中引入傅里葉變換紅外光譜儀、核磁共振光譜儀等大型儀器，幫助學(xué)生了解合成產(chǎn)品[4]。為了保證學(xué)生所學(xué)內(nèi)容的完整性，盡量選擇和學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣不僅能彌補(bǔ)學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足，還能讓學(xué)生掌握一些科學(xué)儀器的具體使用方法，拓寬知識(shí)面。通過學(xué)習(xí)儀器的使用方法，學(xué)生可以了解到，磁共振可用于分析化合物結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器是有機(jī)溶劑旋轉(zhuǎn)干燥過程中用于后處理必不可少的設(shè)備。采用薄層色譜法或者紅外光譜分析法可以跟蹤反應(yīng)過程。其中，紅外光譜分析法可以檢測(cè)某些具有特定官能團(tuán)的化合物。將現(xiàn)代分析手段引入綜合性實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測(cè)、跟蹤反應(yīng)過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為以后的科研工作奠定良好的基礎(chǔ)。

例如學(xué)生可以采用薄層色譜法監(jiān)測(cè)反應(yīng)過程，判斷反應(yīng)是否發(fā)生、觀察如何進(jìn)行、預(yù)測(cè)反應(yīng)何時(shí)結(jié)束，而不需要老師告訴學(xué)生反應(yīng)需要多長(zhǎng)時(shí)間停止。該方法可以有效提高學(xué)生的自主思考能力，同時(shí)深化其對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知。

3.4? 將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)項(xiàng)目，開展“科研啟蒙”教育

高校教師要注重教學(xué)和科研的結(jié)合，抓住重點(diǎn)，提高科研工作水平，努力使學(xué)生掌握本學(xué)科學(xué)術(shù)研究的前沿動(dòng)態(tài)，更深入地了解本學(xué)科學(xué)術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)，為今后的研究和工作提供幫助、奠定基礎(chǔ)?；瘜W(xué)與應(yīng)用化學(xué)系教師發(fā)表了大量高質(zhì)量的研究論文，并熱忱地將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)項(xiàng)目，在完成基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，培養(yǎng)科研人才。有些科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)并不簡(jiǎn)單，有很強(qiáng)的創(chuàng)造性。在基礎(chǔ)課程教學(xué)中，可適當(dāng)增加1～2項(xiàng)相關(guān)的科研項(xiàng)目。教師與學(xué)生可在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程中共同探討實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生講述實(shí)驗(yàn)原理、具體操作流程以及目的性，提高學(xué)生的自主研究與創(chuàng)新能力[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

為了向社會(huì)持續(xù)輸送創(chuàng)新應(yīng)用型人才，高校應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，優(yōu)化傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，把“應(yīng)用”和“綠色化學(xué)”作為“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的基礎(chǔ)，全面開展高?！坝袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革，努力培養(yǎng)高素質(zhì)人才，為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

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