研究性有機合成實驗教學模式的探索與實踐

唐伯孝++++匡仁云

摘 要： 為了適應對高年級本科生的科學實驗能力培養的更高要求，本文在有機合成實驗教學中，從實驗的選題、教學組織與實施等方面進行了一系列改革。實踐證明，該教學模式有助于激發學生的學習興趣，調動學生主動探索的積極性，培養學生的創新意識和創新能力，尤其是對拔尖創新人才的培養具有重要意義。

關鍵詞： 有機合成實驗 教學組織 教學模式

實驗是科學理論研究的源泉，是自然學科發展的根本，也是工藝技術的基礎。有機合成實驗一直以來都是高等學?；瘜W、生物學、藥學等相關專業本科生的重要實踐課程之一。目前，大部分高校由于教育模式和辦學條件的限制，所開設的有機合成實驗一般都是一些驗證性實驗，實驗步驟趨于標準化、模式化，學生只能被動接受，照方抓藥，無須思考與分析。這種教學方式固然能培養學生的一些基本實驗技能，但是這種灌輸式的教學模式難以培養學生分析問題、解決問題的能力，不利于提高學生的學習興趣。總之，傳統的有機合成實驗教學過程過于依賴教材，教學模式單一，教學內容陳舊，教學方法簡單，已經與新形勢下高等教育的培養目標有脫節趨勢。在有機合成實驗教學過程中，就如何培養學生的創新意識，獲得創新能力，我們學院進行了許多教學改革嘗試與實踐。在二年級本科教學階段，主要讓學生掌握有機合成的基本常識，熟悉有機合成實驗的基本操作。隨著學生知識量的增加與實驗技能的提高，對具有一定實驗訓練基礎的大三年級本科生提出研究性有機合成實驗教學新模式。針對這種研究性實驗教學方式，我們從實驗方案選擇、教學組織等方面入手進行了一系列教學探索。以前沿研的有機研究方向為實驗內容，調動學生主動學習和主動探索的積極性，培養和鍛煉學生的創新意識與能力，使學生掌握今后從事科學研究、產品研發的基本方法和思路，對于培養國家所需的拔尖創新人才具有重要意義。

1.研究性有機合成實驗的選題

選擇恰當的研究性實驗是能夠實現預期教學目標的關鍵步驟，實驗方案的選擇必須注重科學性、前沿性與可行性相結合。為了達到預期教學目的，在實驗選題時應注意以下幾點：（1）要以學科建設為基礎，充分利用教師的科研平臺，結合科研前沿動態，對學科研究技術發展的前沿進行調研，提煉出反映學科發展和熱點的研究性實驗，要極大地激發學生的學習興趣，并發揮主動探索的積極性；（2）考慮大三年級本科生的知識水平和實驗技能，每一個實驗的目標和內容，既要有一定的思考難度，又要給學生留下較大發揮空間，不至于使學生難以上手；（3）實驗中所涉及的內容、實驗方法、實驗原理和實驗儀器使用等技能要與學生的工作和就業適當接軌，有助于學生的進一步深造和就業；（4）實驗內容應該確定在指導老師的大范圍內，學生可以根據自己的興趣閱讀大量文獻資料提出實驗方案，經過與指導老師討論后確定可行實驗方案。例如，我們一直探索的綠色Suzuki偶聯反應實驗：Suzuki交叉偶聯反應是構建C-C鍵的重要手段之一，目前該類型反應由于催化劑昂貴和有機溶劑對環境污染嚴重，已經嚴重阻礙了它的實際應用，因此，綠色Suzuki偶聯反應具有很好的科學前沿性。實現該類型反應綠色化的方法很多，可以采取微量實驗方法[1]，減少化學試劑和溶劑的使用，節約反應成本，也可以用綠色溶劑替代傳統有機溶劑[2]，甚至可以考慮催化劑的循環利用[3]。這些方法都可以實現Suzuki偶聯反應的綠色化，每個學生可以根據自己的興趣選擇實驗方案，這樣既可保證實驗的前沿性，又可極大地保留學生的發揮空間。

2.實驗教學過程的組織與實施

為了保證研究性實驗教學模式更好地實施，實現教學目標，我們以綠色Suzuki偶聯反應實驗為例，教學過程如下：（1）指導教師確定實驗大致內容，要求學生用綠色化學方法設計實驗方案；（2）實驗以小組為單位進行，充分發揮學生的自我管理、自我完善能力，并選出小組長負責協調實驗方案的制訂；（3）組員分工協作，查閱文獻資料，發揮每個人在小組中的特長，既要完成各自的任務，又要共同協調合作，以便培養學生獨立性、責任心、交流與合作的能力，共同完成實驗方案；（4）指導教師與學生一起討論綠色Suzuki偶聯反應實驗方案的可行性，并完善實驗方案；（5）實驗方案的實施，數據處理與分析，并完成相關實驗報告。表1給出了該教學過程的具體細節過程。在整個教學過程中要求指導教師分階段指導、檢查實驗完成的質量和進行綜合講評，與學生共同討論解決實驗中遇到的難點問題，最后按照時間表要求完成相關實驗工作。這樣的實驗教學模式讓整個教學活動始終圍繞學生進行，使學生成為學習主體，主動學習。讓學生經歷一個研究性實驗的全過程：選題，文獻查閱，實驗方案的準備，師生討論，確定實驗方案與實施，數據分析，書寫實驗報告等環節。學生在較長時間段內處于科學探索的氛圍之中，這樣有利于培養學生的創新意識和創新能力，為今后繼續深造和就業奠定良好的科研實驗基礎。

3.教學效果

研究性有機合成實驗涉及的內容和知識面都比較廣，需要更全面地考慮問題。通過開展研究性的實驗，考察與培養了學生對前沿有機化學研究的分析、判斷及利用的能力，發展了學生的創新能力，取得了比較理想的教學效果?？偨Y起來有如下幾點：

3.1激發了學生的學習興趣

研究性實驗擺脫傳統的本本教學，在教材甚至網絡上找不到現成的實驗方案。學生會不由自主地帶著問題追根尋源，由被動變為主動。同時，由于實驗方案的選擇留有學生發揮的空間，這樣最大限度地提高了學生的探索興趣。

3.2培養了學生的團隊合作精神

做好研究性實驗，僅憑個人的能力往往難以實現，只有在小組成員的共同努力下才能完成，這就需要大家相互協作。同時，學生之間的協作往往是出現新思路的好機會，同樣的問題，不同學生思考的方式及深度都會有差異，這種差異通過團隊合作會解決得更完美，使學生的團隊協作能力得到提高。

3.3提高了學生的創新能力和實踐能力

通過實驗前的文獻調研，使學生獲得創新意識。放手讓學生自己設計實驗方案，在開放的氣氛中探索自己想要了解的問題，充分發揮了學生的主觀能動性和創造性，鍛煉了學生的實踐能力，提高了學生的創新能力。

總之，研究性有機合成實驗教學方式激發了學生的學習興趣，培養了學生的團隊精神，為培養高素質創新型人才提供了一個良好模式。

參考文獻：

[1]孫雁，王秋長.內蒙古民族大學學報，2009，第15卷：18-19.

[2]Herrerías，C. I.； Yao，X.； Li，Z.； Li，C. -J. Chem. Rev. 2007，107，2546-2562.

[3]Tang，B.-X.； Fang，X.-N.； Kuang，R.-Y.； Hu，R-H.；Wang，J.-W.； Li，P.； Li，X.-H. Synthesis. 2013，2971-2976.

基金項目：江西省高等學校教學改革研究課題（JXJG-12-15-27）。

摘 要： 為了適應對高年級本科生的科學實驗能力培養的更高要求，本文在有機合成實驗教學中，從實驗的選題、教學組織與實施等方面進行了一系列改革。實踐證明，該教學模式有助于激發學生的學習興趣，調動學生主動探索的積極性，培養學生的創新意識和創新能力，尤其是對拔尖創新人才的培養具有重要意義。

關鍵詞： 有機合成實驗 教學組織 教學模式

實驗是科學理論研究的源泉，是自然學科發展的根本，也是工藝技術的基礎。有機合成實驗一直以來都是高等學?；瘜W、生物學、藥學等相關專業本科生的重要實踐課程之一。目前，大部分高校由于教育模式和辦學條件的限制，所開設的有機合成實驗一般都是一些驗證性實驗，實驗步驟趨于標準化、模式化，學生只能被動接受，照方抓藥，無須思考與分析。這種教學方式固然能培養學生的一些基本實驗技能，但是這種灌輸式的教學模式難以培養學生分析問題、解決問題的能力，不利于提高學生的學習興趣?？傊瑐鹘y的有機合成實驗教學過程過于依賴教材，教學模式單一，教學內容陳舊，教學方法簡單，已經與新形勢下高等教育的培養目標有脫節趨勢。在有機合成實驗教學過程中，就如何培養學生的創新意識，獲得創新能力，我們學院進行了許多教學改革嘗試與實踐。在二年級本科教學階段，主要讓學生掌握有機合成的基本常識，熟悉有機合成實驗的基本操作。隨著學生知識量的增加與實驗技能的提高，對具有一定實驗訓練基礎的大三年級本科生提出研究性有機合成實驗教學新模式。針對這種研究性實驗教學方式，我們從實驗方案選擇、教學組織等方面入手進行了一系列教學探索。以前沿研的有機研究方向為實驗內容，調動學生主動學習和主動探索的積極性，培養和鍛煉學生的創新意識與能力，使學生掌握今后從事科學研究、產品研發的基本方法和思路，對于培養國家所需的拔尖創新人才具有重要意義。

1.研究性有機合成實驗的選題

選擇恰當的研究性實驗是能夠實現預期教學目標的關鍵步驟，實驗方案的選擇必須注重科學性、前沿性與可行性相結合。為了達到預期教學目的，在實驗選題時應注意以下幾點：（1）要以學科建設為基礎，充分利用教師的科研平臺，結合科研前沿動態，對學科研究技術發展的前沿進行調研，提煉出反映學科發展和熱點的研究性實驗，要極大地激發學生的學習興趣，并發揮主動探索的積極性；（2）考慮大三年級本科生的知識水平和實驗技能，每一個實驗的目標和內容，既要有一定的思考難度，又要給學生留下較大發揮空間，不至于使學生難以上手；（3）實驗中所涉及的內容、實驗方法、實驗原理和實驗儀器使用等技能要與學生的工作和就業適當接軌，有助于學生的進一步深造和就業；（4）實驗內容應該確定在指導老師的大范圍內，學生可以根據自己的興趣閱讀大量文獻資料提出實驗方案，經過與指導老師討論后確定可行實驗方案。例如，我們一直探索的綠色Suzuki偶聯反應實驗：Suzuki交叉偶聯反應是構建C-C鍵的重要手段之一，目前該類型反應由于催化劑昂貴和有機溶劑對環境污染嚴重，已經嚴重阻礙了它的實際應用，因此，綠色Suzuki偶聯反應具有很好的科學前沿性。實現該類型反應綠色化的方法很多，可以采取微量實驗方法[1]，減少化學試劑和溶劑的使用，節約反應成本，也可以用綠色溶劑替代傳統有機溶劑[2]，甚至可以考慮催化劑的循環利用[3]。這些方法都可以實現Suzuki偶聯反應的綠色化，每個學生可以根據自己的興趣選擇實驗方案，這樣既可保證實驗的前沿性，又可極大地保留學生的發揮空間。

2.實驗教學過程的組織與實施

為了保證研究性實驗教學模式更好地實施，實現教學目標，我們以綠色Suzuki偶聯反應實驗為例，教學過程如下：（1）指導教師確定實驗大致內容，要求學生用綠色化學方法設計實驗方案；（2）實驗以小組為單位進行，充分發揮學生的自我管理、自我完善能力，并選出小組長負責協調實驗方案的制訂；（3）組員分工協作，查閱文獻資料，發揮每個人在小組中的特長，既要完成各自的任務，又要共同協調合作，以便培養學生獨立性、責任心、交流與合作的能力，共同完成實驗方案；（4）指導教師與學生一起討論綠色Suzuki偶聯反應實驗方案的可行性，并完善實驗方案；（5）實驗方案的實施，數據處理與分析，并完成相關實驗報告。表1給出了該教學過程的具體細節過程。在整個教學過程中要求指導教師分階段指導、檢查實驗完成的質量和進行綜合講評，與學生共同討論解決實驗中遇到的難點問題，最后按照時間表要求完成相關實驗工作。這樣的實驗教學模式讓整個教學活動始終圍繞學生進行，使學生成為學習主體，主動學習。讓學生經歷一個研究性實驗的全過程：選題，文獻查閱，實驗方案的準備，師生討論，確定實驗方案與實施，數據分析，書寫實驗報告等環節。學生在較長時間段內處于科學探索的氛圍之中，這樣有利于培養學生的創新意識和創新能力，為今后繼續深造和就業奠定良好的科研實驗基礎。

3.教學效果

研究性有機合成實驗涉及的內容和知識面都比較廣，需要更全面地考慮問題。通過開展研究性的實驗，考察與培養了學生對前沿有機化學研究的分析、判斷及利用的能力，發展了學生的創新能力，取得了比較理想的教學效果?？偨Y起來有如下幾點：

3.1激發了學生的學習興趣

研究性實驗擺脫傳統的本本教學，在教材甚至網絡上找不到現成的實驗方案。學生會不由自主地帶著問題追根尋源，由被動變為主動。同時，由于實驗方案的選擇留有學生發揮的空間，這樣最大限度地提高了學生的探索興趣。

3.2培養了學生的團隊合作精神

做好研究性實驗，僅憑個人的能力往往難以實現，只有在小組成員的共同努力下才能完成，這就需要大家相互協作。同時，學生之間的協作往往是出現新思路的好機會，同樣的問題，不同學生思考的方式及深度都會有差異，這種差異通過團隊合作會解決得更完美，使學生的團隊協作能力得到提高。

3.3提高了學生的創新能力和實踐能力

通過實驗前的文獻調研，使學生獲得創新意識。放手讓學生自己設計實驗方案，在開放的氣氛中探索自己想要了解的問題，充分發揮了學生的主觀能動性和創造性，鍛煉了學生的實踐能力，提高了學生的創新能力。

總之，研究性有機合成實驗教學方式激發了學生的學習興趣，培養了學生的團隊精神，為培養高素質創新型人才提供了一個良好模式。

參考文獻：

[1]孫雁，王秋長.內蒙古民族大學學報，2009，第15卷：18-19.

[2]Herrerías，C. I.； Yao，X.； Li，Z.； Li，C. -J. Chem. Rev. 2007，107，2546-2562.

[3]Tang，B.-X.； Fang，X.-N.； Kuang，R.-Y.； Hu，R-H.；Wang，J.-W.； Li，P.； Li，X.-H. Synthesis. 2013，2971-2976.

基金項目：江西省高等學校教學改革研究課題（JXJG-12-15-27）。

摘 要： 為了適應對高年級本科生的科學實驗能力培養的更高要求，本文在有機合成實驗教學中，從實驗的選題、教學組織與實施等方面進行了一系列改革。實踐證明，該教學模式有助于激發學生的學習興趣，調動學生主動探索的積極性，培養學生的創新意識和創新能力，尤其是對拔尖創新人才的培養具有重要意義。

關鍵詞： 有機合成實驗 教學組織 教學模式

實驗是科學理論研究的源泉，是自然學科發展的根本，也是工藝技術的基礎。有機合成實驗一直以來都是高等學?；瘜W、生物學、藥學等相關專業本科生的重要實踐課程之一。目前，大部分高校由于教育模式和辦學條件的限制，所開設的有機合成實驗一般都是一些驗證性實驗，實驗步驟趨于標準化、模式化，學生只能被動接受，照方抓藥，無須思考與分析。這種教學方式固然能培養學生的一些基本實驗技能，但是這種灌輸式的教學模式難以培養學生分析問題、解決問題的能力，不利于提高學生的學習興趣。總之，傳統的有機合成實驗教學過程過于依賴教材，教學模式單一，教學內容陳舊，教學方法簡單，已經與新形勢下高等教育的培養目標有脫節趨勢。在有機合成實驗教學過程中，就如何培養學生的創新意識，獲得創新能力，我們學院進行了許多教學改革嘗試與實踐。在二年級本科教學階段，主要讓學生掌握有機合成的基本常識，熟悉有機合成實驗的基本操作。隨著學生知識量的增加與實驗技能的提高，對具有一定實驗訓練基礎的大三年級本科生提出研究性有機合成實驗教學新模式。針對這種研究性實驗教學方式，我們從實驗方案選擇、教學組織等方面入手進行了一系列教學探索。以前沿研的有機研究方向為實驗內容，調動學生主動學習和主動探索的積極性，培養和鍛煉學生的創新意識與能力，使學生掌握今后從事科學研究、產品研發的基本方法和思路，對于培養國家所需的拔尖創新人才具有重要意義。

1.研究性有機合成實驗的選題

選擇恰當的研究性實驗是能夠實現預期教學目標的關鍵步驟，實驗方案的選擇必須注重科學性、前沿性與可行性相結合。為了達到預期教學目的，在實驗選題時應注意以下幾點：（1）要以學科建設為基礎，充分利用教師的科研平臺，結合科研前沿動態，對學科研究技術發展的前沿進行調研，提煉出反映學科發展和熱點的研究性實驗，要極大地激發學生的學習興趣，并發揮主動探索的積極性；（2）考慮大三年級本科生的知識水平和實驗技能，每一個實驗的目標和內容，既要有一定的思考難度，又要給學生留下較大發揮空間，不至于使學生難以上手；（3）實驗中所涉及的內容、實驗方法、實驗原理和實驗儀器使用等技能要與學生的工作和就業適當接軌，有助于學生的進一步深造和就業；（4）實驗內容應該確定在指導老師的大范圍內，學生可以根據自己的興趣閱讀大量文獻資料提出實驗方案，經過與指導老師討論后確定可行實驗方案。例如，我們一直探索的綠色Suzuki偶聯反應實驗：Suzuki交叉偶聯反應是構建C-C鍵的重要手段之一，目前該類型反應由于催化劑昂貴和有機溶劑對環境污染嚴重，已經嚴重阻礙了它的實際應用，因此，綠色Suzuki偶聯反應具有很好的科學前沿性。實現該類型反應綠色化的方法很多，可以采取微量實驗方法[1]，減少化學試劑和溶劑的使用，節約反應成本，也可以用綠色溶劑替代傳統有機溶劑[2]，甚至可以考慮催化劑的循環利用[3]。這些方法都可以實現Suzuki偶聯反應的綠色化，每個學生可以根據自己的興趣選擇實驗方案，這樣既可保證實驗的前沿性，又可極大地保留學生的發揮空間。

2.實驗教學過程的組織與實施

為了保證研究性實驗教學模式更好地實施，實現教學目標，我們以綠色Suzuki偶聯反應實驗為例，教學過程如下：（1）指導教師確定實驗大致內容，要求學生用綠色化學方法設計實驗方案；（2）實驗以小組為單位進行，充分發揮學生的自我管理、自我完善能力，并選出小組長負責協調實驗方案的制訂；（3）組員分工協作，查閱文獻資料，發揮每個人在小組中的特長，既要完成各自的任務，又要共同協調合作，以便培養學生獨立性、責任心、交流與合作的能力，共同完成實驗方案；（4）指導教師與學生一起討論綠色Suzuki偶聯反應實驗方案的可行性，并完善實驗方案；（5）實驗方案的實施，數據處理與分析，并完成相關實驗報告。表1給出了該教學過程的具體細節過程。在整個教學過程中要求指導教師分階段指導、檢查實驗完成的質量和進行綜合講評，與學生共同討論解決實驗中遇到的難點問題，最后按照時間表要求完成相關實驗工作。這樣的實驗教學模式讓整個教學活動始終圍繞學生進行，使學生成為學習主體，主動學習。讓學生經歷一個研究性實驗的全過程：選題，文獻查閱，實驗方案的準備，師生討論，確定實驗方案與實施，數據分析，書寫實驗報告等環節。學生在較長時間段內處于科學探索的氛圍之中，這樣有利于培養學生的創新意識和創新能力，為今后繼續深造和就業奠定良好的科研實驗基礎。

3.教學效果

研究性有機合成實驗涉及的內容和知識面都比較廣，需要更全面地考慮問題。通過開展研究性的實驗，考察與培養了學生對前沿有機化學研究的分析、判斷及利用的能力，發展了學生的創新能力，取得了比較理想的教學效果?？偨Y起來有如下幾點：

3.1激發了學生的學習興趣

研究性實驗擺脫傳統的本本教學，在教材甚至網絡上找不到現成的實驗方案。學生會不由自主地帶著問題追根尋源，由被動變為主動。同時，由于實驗方案的選擇留有學生發揮的空間，這樣最大限度地提高了學生的探索興趣。

3.2培養了學生的團隊合作精神

做好研究性實驗，僅憑個人的能力往往難以實現，只有在小組成員的共同努力下才能完成，這就需要大家相互協作。同時，學生之間的協作往往是出現新思路的好機會，同樣的問題，不同學生思考的方式及深度都會有差異，這種差異通過團隊合作會解決得更完美，使學生的團隊協作能力得到提高。

3.3提高了學生的創新能力和實踐能力

通過實驗前的文獻調研，使學生獲得創新意識。放手讓學生自己設計實驗方案，在開放的氣氛中探索自己想要了解的問題，充分發揮了學生的主觀能動性和創造性，鍛煉了學生的實踐能力，提高了學生的創新能力。

總之，研究性有機合成實驗教學方式激發了學生的學習興趣，培養了學生的團隊精神，為培養高素質創新型人才提供了一個良好模式。

參考文獻：

[1]孫雁，王秋長.內蒙古民族大學學報，2009，第15卷：18-19.

[2]Herrerías，C. I.； Yao，X.； Li，Z.； Li，C. -J. Chem. Rev. 2007，107，2546-2562.

[3]Tang，B.-X.； Fang，X.-N.； Kuang，R.-Y.； Hu，R-H.；Wang，J.-W.； Li，P.； Li，X.-H. Synthesis. 2013，2971-2976.

基金項目：江西省高等學校教學改革研究課題（JXJG-12-15-27）。