職業院校開放有機化學實驗室的探索與思考*

孫賓賓

（陜西國防工業職業技術學院 陜西 西安 710300）

職業院校開放有機化學實驗室的探索與思考*

孫賓賓

（陜西國防工業職業技術學院 陜西 西安 710300）

通過探索職業院校開放有機化學實驗室的組織管理，本文對各類型開放有機化學實驗項目進行了分析和思考，指出了實驗指導教師應該具備的基本素質，提出了開放有機化學實驗室的發展方向。

職業院校；開放實驗室；有機化學實驗室

化學是一門以實驗為基礎的科學，通過實驗不僅能加深學生對所學知識的理解，鞏固學生所學的基礎知識和基本理論，更重要的是能訓練學生的基本技能，培養學生的愛好和創新精神，化學實驗室則是實現這一教學目標的場所。職業院校目前的有機化學實驗教學方式是：教師先講解實驗，學生“照方抓藥”。因為學生的水平參差不齊，教師所選擇的實驗內容也只能比較常規，基本沒有什么創新。這樣的有機化學實驗教學方式不利于培養學生的實驗興趣，束縛了學生創造性思維的發揮，嚴重挫傷了一部分優秀學生的實驗積極性。筆者擬結合我院開放有機化學實驗室教學的實踐，探討實驗室的組織與管理，分析開放式有機化學實驗項目，對進一步開放化學實驗室進行實驗教學進行思考。

開放有機化學實驗室的組織與管理

化學實驗要經常接觸各種化學試劑，特別是有機化學實驗室，很多化學試劑或者有毒有害，或者易燃易爆，或者具有腐蝕性。有些實驗在操作過程中又不斷產生一些有害物質，操作不慎還會遇到許多事故危險。因此，開放化學實驗室最重要的一點就是要加強實驗室的組織與管理，確保師生的人身安全。

第一，保證每個獨立設置的實驗室隨時有一名實驗指導教師和一名實驗員。實驗指導教師應完成下列工作：（1）負責開放實驗的申請受理、時間安排；（2）負責學生預習報告、完成報告的收閱；（3）負責學生實驗過程中的指導、講解；（4）負責實驗異常事件的應急處理；（5）負責優秀實驗作品的遴選、推薦。實驗員應完成下列工作：（1）負責按時開放實驗室；（2）負責實驗室化學試劑的準備、取存；（3）負責實驗室的試劑、設備、水電氣、門窗安全；（4）與指導教師共同負責實驗異常事件的應急處理；（5）協助指導教師負責預習報告、完成報告的收閱。

第二，化學試劑的取用、存放專人負責，并有記錄。濃硫酸、乙醇等是有機化學實驗室很普通的試劑，但是濃硫酸的腐蝕性很強，乙醇屬于易燃易爆化學品，因此，化學試劑的取用和存放必須有專人負責，并留有使用情況記錄。學生做實驗需要什么試劑，需要多少量，必須先通過實驗預習報告向實驗指導教師申請，教師同意后，再通知實驗員準備試劑，學生得到教師許可后方可進行實驗。實驗過程中產生的有毒有害廢物需要配合實驗員采取有效措施進行處理，并留有記錄。取用的試劑太多，剩余試劑也應通知實驗員進行回收或處理，不能隨意丟棄。

第三，開放實驗室采取“預約制”進行化學實驗，以確保實驗過程中學生可控。未申請或者未得到批準的學生不允許進入開放實驗室進行實驗。進入開放實驗室的學生必須穿著實驗服，并按照實驗需要，做好防護措施。學生不得隨意開啟、搬動實驗室管線上的閥門，不得隨意開關實驗室的大型精密儀器設備。

開放有機化學實驗室設置的實驗項目

在有機實驗室開放初期，進行的實驗項目可以分為以下五種類型：

與有機化學常規實驗相對應的拓展型實驗 進行與有機化學常規實驗對應的拓展性實驗是開放有機化學實驗室的主要目的，也是實驗項目最多、參與人數最多的一類實驗類型。像“甲基叔丁基醚的制備”、“合成乙酸乙酯催化劑的選擇”、“葉綠體色素的提取和分離”等開放性實驗可以看成是對“乙醚的制備”、“乙酸乙酯的制備”、“從茶葉中提取咖啡堿”等常規實驗的一種拓展。在“甲基叔丁基醚的制備”這一開放性實驗中，學生需要打破單醚合成的傳統思路，考慮如何合成這個兩邊取代基不同的混醚。在“合成乙酸乙酯催化劑的選擇”這一開放性實驗中，學生可以完全脫離濃硫酸催化的束縛，通過檢索、閱讀文獻，了解酯化反應催化體系的最新研究進展，根據自己愛好或者實驗室條件，選擇不同的乙酸乙酯合成催化劑，并進行嘗試，這樣可大大激發學生的興趣。通過“葉綠體色素的提取和分離”這一開放實驗，學生了解到了天然產物分離的方法，懂得了中藥不只是能熬成一鍋湯，還能通過這一方法分離出不同的成分，進行提純與精制。這種類型的實驗一般為授課教師根據教學進度給學生留下的課外拓展實驗題目，實驗員配合實施。因為是有機化學授課教師留下的課外拓展實驗，對學生有機化學課程的學習幫助較大，所以參與這類開放實驗的學生比較多。每個實驗所需時間一般為6～8學時，剛好占用一天時間。

學生畢業論文中的設計型實驗 高職畢業論文是對學生掌握本專業基礎理論、專業知識、基本技能的一次綜合檢驗，是對學生運用所學理論、知識、技能開展科學研究、分析問題、解決問題的基本能力的一次全面考核，在某種程度上，已經成為學生完成高等教育學業的一種標志。但是，現實情況是畢業論文在有些職業技術院校已經成為 “一紙空談”，原因是沒有專門完成畢業論文的實驗室，畢業論文指導教師也沒有專用的實驗室，充分利用開放實驗室資源則能夠較為圓滿地解決這一問題。以“紅心蘿卜色素的提取與穩定性研究”為例，先要求學生進行相關研究的綜述，接著根據文獻設計實驗方案，在指導教師認可后，利用實驗室資源對方案進行驗證，對不理想的方案進行改進，最后總結實驗結果，完成畢業論文。由于希望全面考核學生的綜合素質，當然也希望創造新的方法，即使學生初步設計的實驗方案不具有可行性，指導教師一般也不對學生進行否定，而是鼓勵其進行嘗試，因此這類實驗經常出現反復，不過大部分學生最終都能達到指導教師的要求，完成畢業論文，個別學生的畢業論文甚至可以達到發表的水平。

結合教師科研項目的研究型實驗 由于職業院校教學實驗資源有限，一般教師都沒有專用實驗室，而很多教師又承擔著各級各類科研項目，因此，利用開放實驗室，借助學生的力量完成教師自身承擔的一些科研項目，是一種新的探索。根據學生申請，承擔科研項目的教師一般會選擇3～5名綜合能力比較強的學生參與到自己承擔的科研項目中。在這些與教師科研項目相結合的研究型實驗中，參與的學生能夠得到以下三個方面的收獲：第一，成為教師的科研助手，不但增長了見識，而且自身動手、動腦機會也相應增加，實踐操作能力會大幅度提高。第二，根據教師科研項目經費情況，可以得到少量經濟補助。第三，這類實驗的科研成果在征得指導教師同意的前提下，允許學生署名發表或者作為以后畢業論文的一部分。筆者結合主持的科研項目，設立了“對位紅染料的合成與棉布染色染色”這一子項目，實驗過程包括低溫下對硝基苯胺的重氮化反應，低溫下重氮鹽與2-萘酚的偶合反應，對位紅染料對棉布的染色等過程。具體操作包括低溫的獲得、攪拌方式的選擇、利用試紙判斷反應進行的程度、混合物抽濾、產品洗滌、產物重結晶等多個環節。鼓勵學生通過查閱文獻，提出設計方案，寫出實驗計劃，在獲得許可后，動手進行實驗。如果學生在實驗中能夠提出一些具有新意的方案并積極進行實驗，教師應該配合聯系進行相關分析測試，在不涉及知識產權爭議的前提下，支持學生將實驗成果撰文發表并允許學生將實驗成果作為自己畢業論文的一部分。當然，有資格參與這一類型實驗的學生較少，而這一類型的實驗需要的試劑相對昂貴，需要承擔科研項目的教師從科研經費中開支。

了解感受化學實驗的認知型實驗 對化學化工及相關專業的學生來說，化學實驗并不陌生。但對于機械、汽車、空調、建筑等專業學生來說，化學實驗的神奇對他們還是有吸引力的。《化學與生活》公共選修課，旨在提高學生化學素養，使學生具備生活中必不可少和有用的化學知識，能關注自然、關注社會，能辯證地對待化學給人類生活帶來的功與過，能自覺地應用化學知識造福人類，服務于人類。選修這門課程的學生來自學校的各個專業，有機化學實驗室可以有針對性地開設“有機化學認識與實踐”這一開放性綜合實驗。“有機化學認識與實踐”綜合實驗由《化學與生活》選修課教師統一向開放實驗室申請，實驗室受理后根據實驗室任務進行安排。在實驗室，指導教師首先向學生進行必要的安全教育，然后介紹一些常用的有機化學實驗儀器及使用方法，最后將學生分成小組，進行一些簡單的興趣實驗，如“紅色廢乙醇的回收”、“玫瑰花色素的提取”、“丙酮軟化塑料尺”、“用乙醇清洗純棉衣物上的油污”、“PE和PVC的鑒別”等實驗。各小組實驗內容不同，可以相互參觀，如果時間允許，也可以親自嘗試其他組的實驗。

地方小型化工企業委托的實用型實驗 與地方小型化工企業相比，化工行業特色鮮明的職業技術院校在智力資源、科研條件方面有明顯優勢。利用有機化學實驗室為地方小型化工企業提供智力支持和技術服務，可以實現院校和企業雙贏。我校有機化學實驗室先后完成地方小型化工企業委托實用型項目多項。如協助某化工廠進行了特種染料的實驗室合成，目前正在進行產品生產的小試工作。對小型企業來說，在一定程度上節省了設備購置、研發等的投入；對學校來說，通過教師承擔企業委托的橫向科研項目，既可以擴大學校影響，又能鍛煉自身的技術開發能力，培養“雙師”素質。

開放化學實驗室進行實驗教學的思考

在實驗的全過程中，都應有指導教師的輔導和幫助。

與有機化學常規實驗相對應的拓展型實驗，一般是對文獻實驗進行重復、對比并進行優化，可以要求學生先將文獻改寫成實驗預習報告，實驗指導教師審查同意后，學生按照預習報告進行實驗，指導教師隨時進行輔導和答疑。即使是重復文獻實驗，也可能會出現各種異常，這就要求指導教師必須有準確的文獻辨別能力和豐富的實驗操作經驗。

學生畢業論文中的設計驗證型實驗以及結合教師科研項目的創新型實驗，一般由畢業論文指導教師或者科研項目負責人安排執行，采用“導師制”的方式靈活進行。這些實驗項目在實施過程中需要教師具有較高的科研素質和管理學生的能力。

對于非化學化工類專業的學生進行的以體驗化學神奇、感受化學魅力為目的的認知型實驗項目，在充分保障學生人身安全的前提下，應該安排一些現象明顯的，如有顏色變化、有香味散出，或者貼近生活實際的小實驗。通過這些興趣實驗，可以讓非化學化工專業的學生充分認識到化學給人類生活帶來的美與享受。

近年來，課程組對開放有機化學實驗室進行了有益的探索，已經取得了初步的成績。由學生設計或者參與的實驗項目，研究成果申請國家發明專利2項，發表科研論文8篇，為地方企業提供樣品加工、性能測試服務數十次。在以后的實踐中，課程組將不斷改進，并建立相應的規章制度，讓開放有機化學實驗室繼續更好地為教學和科研工作服務。

[1]林敏，阮永紅，周金梅，等.“有機化學實驗”精品課程建設的探索與實踐[J].中國大學教學，2009（8）：23-25.

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[3]羅長金.高職畢業論文存在的問題與改革的措施[J].閩西職業技術學院學報，2008，10（2）：44-47.

[4]孫賓賓.工科高職院校開設《化學與生活》公共選修課的嘗試[J].化學工程與裝備，2010（12）：187-188.

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G712

A

1672-5727（2012）09-0122-02

孫賓賓（1977—），男，陜西周至人，碩士，陜西國防工業職業技術學院化學工程系講師，主要從事有機化學課程的教學研究。

*本文系陜西省教育科學“十一五”規劃2010年立項課題《基于工作過程的〈有機化學〉課程項目化教學實踐研究》（課題編號：SGH10340）的研究成果