林業(yè)院校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與實(shí)踐*

李云仙，徐 娟，李向紅

(西南林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，云南 昆明 650224)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校消防工程、林產(chǎn)化工、林學(xué)、環(huán)境工程和食品科學(xué)等諸多專業(yè)的重要必修基礎(chǔ)課。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與理論課一直是同步進(jìn)行，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是有機(jī)化學(xué)理論課重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生的動(dòng)手能力，觀察能力，思考能力，分析問題和解決問題能力重要課程[1-2]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課兼具理論性和應(yīng)用性，并且在很多林業(yè)院校已是一門獨(dú)立的課程，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科研創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)旨在通過實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)科學(xué)研究能力[3-4]，而不是簡(jiǎn)單的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力[5-6]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)、課程內(nèi)容設(shè)置以及提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性等方面都需要進(jìn)一步探索。如教學(xué)內(nèi)容太多而學(xué)時(shí)被壓縮過多導(dǎo)致的矛盾；學(xué)生為了修學(xué)分機(jī)械性地做實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)過程“照方抓藥”、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可信度不高、思考問題少、分析和解決問題能力差、甚至個(gè)別學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系單一等問題，嚴(yán)重制約了對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[7-9]還有實(shí)驗(yàn)過后的“三廢”處理等問題。怎樣解決以上這些問題，農(nóng)林院校的教師們一直在不斷探索改進(jìn)，在農(nóng)林院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的框架下，如何能夠有效推進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革，我有幾點(diǎn)建議。

1 實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立開課，強(qiáng)化有機(jī)實(shí)驗(yàn)的重要性

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程一直以來(lái)在西南林業(yè)大學(xué)的很多專業(yè)中作為有機(jī)化學(xué)理論課的補(bǔ)充而設(shè)置，所以一直以來(lái)和有機(jī)化學(xué)理論課合并開課，學(xué)時(shí)少并且占期末總成績(jī)的比例很少，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課不重視。而且有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排和教材編寫更新速度慢，實(shí)驗(yàn)課程體系陳舊，滿足不了學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的迫切要求，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較低。近年來(lái)，學(xué)校逐步對(duì)一些專業(yè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立授課，小班授課，但是沒有增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)，目前學(xué)時(shí)數(shù)為54學(xué)時(shí)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也得到了改革，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谄谀┛傇u(píng)成績(jī)中的比例提高，并對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容考核方式、考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改革，實(shí)行期末操作考核、及平時(shí)實(shí)驗(yàn)技能表現(xiàn)相結(jié)合的方式，改變了原來(lái)實(shí)驗(yàn)成績(jī)只來(lái)源于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的考核標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了學(xué)生對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度。

2 改革教學(xué)式

2.1 教學(xué)內(nèi)容精煉

正對(duì)性的修改教學(xué)大綱，林學(xué)院校中不同的專業(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能的需求不同，隨著時(shí)代的發(fā)展，提倡培養(yǎng)應(yīng)用型人才，因此要求針對(duì)不同本科專業(yè)制定不同的教學(xué)大綱，盡量豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并不斷的優(yōu)化和更新。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上刪除與相應(yīng)專業(yè)無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)增加與農(nóng)林等專業(yè)實(shí)際相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。依據(jù)西南林業(yè)大學(xué)20多年有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，以加強(qiáng)基本操作技能訓(xùn)練和綜合實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)為宗旨，選用緊密結(jié)合農(nóng)林專業(yè)并且適用于農(nóng)林院校各相關(guān)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，內(nèi)容包括有機(jī)化合物的物理性質(zhì)測(cè)定，有機(jī)化合物的分離、純化和鑒定，有機(jī)化合物的制備，天然有機(jī)物的提取和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，單個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為4學(xué)時(shí)，改變了以往化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與農(nóng)林聯(lián)系較少的狀態(tài)。例如桉樹葉中桉葉油的提取、煙絲中煙堿的提取、花生中花生油的提取等實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料來(lái)自生活，很有實(shí)踐性，這樣大大增強(qiáng)了學(xué)生做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。另外，還增加綠色環(huán)保無(wú)毒的實(shí)驗(yàn)，刪除一些毒性較大的實(shí)驗(yàn)，例如《薄層色譜法分離鑒定糖類化合物》所用展開劑為一定比例的乙醇、正丁醇、乙酸和乙醚，顯色劑為二苯胺-苯胺-磷酸，所用試劑毒性很大，一方面污染環(huán)境，另一方面對(duì)學(xué)生和帶課老師的身體造成傷害。鑒于此，我們刪除了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，改成《薄層色譜法分離鑒定氨基酸》，改用完全無(wú)毒的蒸餾水和乙醇作為展開劑，茚三酮乙醇溶液作為顯色劑，實(shí)驗(yàn)效果更明顯，且對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染，可大大改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在兼顧教學(xué)目的的同時(shí)避免了對(duì)師生健康的損害，降低了對(duì)環(huán)境的污染，符合安全和環(huán)保的理念。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在掌握基本有機(jī)操作的基礎(chǔ)上，注重增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。如將煙絲中提取煙堿與薄層色譜實(shí)驗(yàn)綜合在一起完成綜合實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們用自己制備出的煙堿進(jìn)行薄層分析，激發(fā)出同學(xué)們科研實(shí)驗(yàn)熱情，同時(shí)將大型儀器引入到實(shí)驗(yàn)中，鍛煉學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的能力。如在熔點(diǎn)測(cè)定時(shí)，同學(xué)們用自己合成的苯甲酸來(lái)進(jìn)行熔點(diǎn)的測(cè)定，扎實(shí)掌握了顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀的使用，用紅外光譜儀對(duì)實(shí)驗(yàn)中合成出來(lái)的樣品進(jìn)行表征。通過使用大型儀器，學(xué)生既學(xué)會(huì)了基本操作，也學(xué)會(huì)了如何分析表征產(chǎn)品，為他們將來(lái)進(jìn)入科研領(lǐng)域打下基礎(chǔ)，綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫教岣?，順?yīng)了時(shí)代發(fā)展和教育改革對(duì)高素質(zhì)人才的需求。

2.2 教學(xué)方法改進(jìn)

目前，我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式較單一，老師在實(shí)驗(yàn)授課過程中從頭到尾將整個(gè)實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行講授，然后學(xué)生照方抓藥，完全沒有自己思考過，老師怎么講就怎么做，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作事先若沒有理解和掌握，僅僅上靠實(shí)驗(yàn)課時(shí)老師的講授，那么實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)在短時(shí)間內(nèi)肯定很難掌握，最后實(shí)驗(yàn)的完成效果也不會(huì)好。這種學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)造性，動(dòng)手能力不高。因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)前，要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前要預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)過程清楚的寫出來(lái)，教師在上課前檢查，沒有預(yù)習(xí)報(bào)告的學(xué)生不得上課，這樣就使學(xué)生形成了課前預(yù)習(xí)的好習(xí)慣。大大增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果，起到事半功倍的效果。在實(shí)驗(yàn)過程中讓學(xué)生自己配制實(shí)驗(yàn)中用到的一些簡(jiǎn)單試劑。例如一些飽和溶液和一些沒有危險(xiǎn)的試劑，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，利用多媒體輔助教學(xué)，課有效的提高教學(xué)質(zhì)量，教師發(fā)送預(yù)習(xí)資料課件和視頻到學(xué)生群，學(xué)生提前學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、所需?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法和規(guī)范操作。在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，讓學(xué)生上臺(tái)講授本次實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟以及注意事項(xiàng)，這就要求學(xué)生做充分的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，促進(jìn)學(xué)生下功夫預(yù)習(xí)。多媒體課件的應(yīng)用使有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加形象化和系統(tǒng)化，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

3 建立課程科學(xué)考核評(píng)價(jià)體系

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成績(jī)以前往往忽視過程評(píng)價(jià)，更注重結(jié)果評(píng)價(jià)，考核的成績(jī)主要來(lái)自于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其實(shí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的具體表現(xiàn)各不相同，僅憑一張實(shí)驗(yàn)報(bào)考來(lái)給成績(jī)是很不公平客觀的。急需一套科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，使成績(jī)?cè)u(píng)定的公正性得到應(yīng)有的體現(xiàn)，否則會(huì)造成學(xué)生忽視實(shí)際操作技能的訓(xùn)練與掌握，只注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)當(dāng)全面反映學(xué)生的分析問題、解決問題和獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力，應(yīng)當(dāng)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程中。通過10多年來(lái)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成績(jī)?cè)u(píng)定方法和量化標(biāo)準(zhǔn)等方面的不斷探索，制定出實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：平時(shí)成績(jī)(權(quán)重0.5)和期末實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)(權(quán)重0.5)相結(jié)合，其中平時(shí)成績(jī)中實(shí)驗(yàn)報(bào)告(權(quán)重0.5)，實(shí)驗(yàn)操作(權(quán)重0.5)。平時(shí)成績(jī)考核關(guān)注學(xué)生平時(shí)實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)，例如取用試劑是否規(guī)范，儀器操作是否按照要求來(lái)操作，觀察記錄詳細(xì)程度，結(jié)果分析準(zhǔn)確與否，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地清潔衛(wèi)生維護(hù)情況，與其他同學(xué)合作完成的情況，實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)過程中的紀(jì)律，實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面。實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要看實(shí)驗(yàn)原理是否詳盡，實(shí)驗(yàn)步驟是否合理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否真實(shí)可靠，實(shí)驗(yàn)裝置圖繪制優(yōu)美與否，實(shí)驗(yàn)討論是否有理有據(jù)，字跡書寫是否工整等。

期末實(shí)驗(yàn)操作考試評(píng)分按表1進(jìn)行打分，由期末實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表可以看出，操作總分100分，各項(xiàng)所占一定的分值。第一項(xiàng)反應(yīng)物量取及混合主要考察學(xué)生量取試劑選用的量器是否合理，量取試劑的順序是否正確，固體試劑稱量是否規(guī)范，各種試劑混合后有時(shí)會(huì)放熱，需要冷卻；第二項(xiàng)安裝儀器主要考察學(xué)生安裝儀器時(shí)各種儀器選擇是否正確，安裝的順序是否遵循由下到上，從左到右，整個(gè)裝置必須橫平豎直；第三項(xiàng)回流反應(yīng)主要是考察回流反應(yīng)過程中冷凝水大小是否合適，太大則浪費(fèi)水，造成資源浪費(fèi)，太小則達(dá)不到冷凝效果，沸石放入過多也會(huì)造成浪費(fèi)，整個(gè)反應(yīng)過程中溫度控制及反應(yīng)液的狀態(tài)很重要，反應(yīng)完成后需要冷卻后再進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)，看學(xué)生這一項(xiàng)做的是否規(guī)范；第四項(xiàng)產(chǎn)品洗滌操作過程中分液漏斗的干燥及操作是否規(guī)范；第五項(xiàng)產(chǎn)品干燥，操作中所用到的儀器是否干燥的，產(chǎn)物干燥時(shí)間是否合理。第六項(xiàng)過濾操作，主要考察過濾操作是否規(guī)范，儀器使用是否合理；第七項(xiàng)蒸餾，主要考察的指標(biāo)有：儀器干燥、儀器裝置、沸石數(shù)量、溫度計(jì)位置、蒸餾速度及餾分速收集；第八項(xiàng)產(chǎn)量主要考察目標(biāo)產(chǎn)物的得率是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；第九項(xiàng)時(shí)限，要求學(xué)生在4個(gè)小時(shí)之內(nèi)必須完成實(shí)驗(yàn)，超時(shí)則扣相應(yīng)的分；第十項(xiàng)其他，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、桌面及周圍是否清潔衛(wèi)生、操作過程中的熟練程度、實(shí)驗(yàn)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作、儀器洗滌等方面。這個(gè)考試成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)制定出以后，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度、實(shí)驗(yàn)操作能力和獨(dú)立工作能力都大大提高了

表1 期末實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Final experimental operation scoring standard

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過多年有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革探索與實(shí)踐，針對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題以及林業(yè)院校本科生和專業(yè)的特點(diǎn)，從教學(xué)方式、內(nèi)容及考核評(píng)價(jià)體系等幾方面進(jìn)行教學(xué)改革探索與實(shí)踐的研究，為使學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)、積極性、創(chuàng)造性及創(chuàng)新能力得到加強(qiáng)，認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題的能力得到提升，進(jìn)一步提升教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量提供依據(jù)。林業(yè)院校的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革仍然有很長(zhǎng)的路要走，有很多問題需要我們探索和解決。我們將任重道遠(yuǎn)。