關于改進有機化學實驗教學的思考

諶文強

【摘 要】有機化學實驗是高等院?；瘜W及其關專業重要的基礎課程。文章結合長期實驗教學的實踐，總結了當前有機化學實驗教學中存在的主要問題，并針對這些問題提出了幾點改進措施：改革現有的教學模式，充分發揮學生的主觀能動性；注重對學生能力與素質的培養；合理優化實驗內容；嚴格要求，端正學生學習的態度。這些措施將有利于激發學生的實驗興趣，規范學生的實驗操作技能，訓練學生的科學素養，端正學生對有機化學實驗的學習態度。

【關鍵詞】有機化學；實驗教學；改進措施

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）03-0152-03

有機化學實驗是高等院校化學及其相關專業重要的基礎課程，其獨特的研究方法和研究對象，是其他任何化學實驗不可替代的[1-2]。有機化學實驗不但能夠有效地配合有機化學理論教學，加深學生對有機化學理論和反應機理的理解；同時它還自成體系，內容涉及有機化合物的合成、分離與鑒定等內容。有機化學實驗對培養學生的動手能力、觀察能力、分析和解決問題的能力及創新能力具有重要的意義。

1 有機化學實驗教學存在的主要問題

目前，高校的有機化學實驗教學還存在著一些問題，主要表現在以下方面：實驗內容相對固定、單一，許多實驗內容相對陳舊，不能很好地適應當前社會發展的需要；教師在實驗教學中仍然采用傳統的照本宣科的方法，教學效果往往不夠理想；學生中普遍存在重理論而輕實驗的想法，對待實驗不夠重視，實驗過程中“照方抓藥”，應付了事，遇到問題很少思考，更不能發現與解決問題[3]。針對當前高校有機化學實驗教學中存在的上述問題，筆者從以下幾個方面進行探索和實踐。

2 解決高校有機化學實驗教學中存在問題的措施探索

2.1 改革現有的教學模式，充分發揮學生的主觀能動性

當前，有機化學實驗的教學模式是老師講解實驗目的、實驗原理、實驗步驟和注意事項，力求將實驗過程中涉及的所有問題都面面俱到。然而在短短的半個小時內，老師很難將各實驗要點融會貫通，因此效果并不顯著。筆者認為應該從以下方面對現有的教學模式進行改革。首先，將多媒體引入教學中。例如，教師在授課時可以精心編排多媒體課件，不但可以使教學內容更加生動、直觀，還可以節約大量的時間，提高授課的效率；利用全程模擬軟件，虛擬仿真整個實驗過程，讓學生根據自己的理解，在軟件中選擇儀器與藥品進行模擬實驗，教師針對該過程所出現的問題，及時講解，激發學生對實驗課的學習興趣，培養學生思考問題的習慣；實驗教師可以錄制自己操作該實驗的視頻，并在實驗課前發給學生，方便學生對實驗的課前預習，讓學生從教材中抽象的實驗步驟中解脫出來。其次，顛覆傳統的教師講、學生聽的教學模式，教師由“主演”轉變為“導演”。這就對教師的備課提出了更高層次的要求，不僅需要熟練地掌握與講述與實驗有關的理論知識，還需要把握實驗中可能出現的問題。教師以問題為導向，積極努力地創造問題情境，由問題出發，引導學生積極主動地去思考[4]。將學生分成若干小組，讓學生自行設計實驗方案，各組之間互相打分，并說明打分依據，教師則充當評委的角色，最終對各組的實驗方案進行點評。這樣有利于充分發揮學生的主觀能動性，訓練學生分析問題的能力，培養學生對科學研究的興趣，提升其科學素養。當然，由于學生還不具備流暢的講解能力，對實驗的把握能力也不可能十分的準確，因此示范時出現錯誤在所難免，這時候教師就應該要發揮其“導演”的作用，及時糾正錯誤，指導不足，與學生共同完成教學任務。

2.2 注重對學生能力與素質的培養

興趣是最好的老師，如何激發學生對有機化學實驗的興趣，是當今有機化學實驗教師應當思考的關鍵問題。通過與學生的交流及長時間的觀察發現，90%以上的學生剛接觸有機化學實驗時都具有濃厚的興趣，但隨著時間的推移，學生的積極性下降顯著，一學期過后還能保持較高興趣的學生比例不足25%。學生對有機化學實驗逐漸失去興趣的主要原因有以下幾個方面：有機化學實驗產生的刺激性氣味大，讓學生感覺難以忍受；實驗耗時很長，學生處于長時間等待階段；合成實驗很辛苦，費力不討好，產率低甚至沒有產物，容易挫傷學生的積極性。筆者認為可以向學生介紹一些著名有機化學家的趣事，以激發學生對有機化學實驗的興趣。例如，黃鳴龍教授通過對異常實驗現象堅持不懈的探索，最終改進了Kischner-Wolff反應，大大縮短了反應時間，為有機化學學科的發展做出了巨大的貢獻。也可以給學生介紹一些具有激勵作用的例子。例如，我國科學家在全球首次人工合成了具有生理活性的牛胰島素結晶，該項重大成果的橫空出世震驚中外，北京大學的本科生在實驗過程中做出了重要的貢獻。此外，教師在評價學生的實驗操作時，盡量多用鼓勵性的言語，即使學生實驗失敗，也要引導他們去分析、思考失敗的原因，讓他們認識到實驗失敗也有所得。總之，從第一堂實驗課起，老師就要引導學生對有機化學實驗產生濃厚的興趣。

2.3 合理優化實驗內容，推動有機化學實驗綠色化

據調查發現，目前高校有機化學實驗內容陳舊[5]，部分危險性大、內容枯燥的“經典”實驗依然在沿用。例如，b型管測定物質熔點實驗，需要使用大量的濃硫酸作為導熱介質，且需要反復加熱至上百攝氏度，危險系數高，稍有不慎就會造成嚴重后果。此外，該實驗存在較大誤差，需進行多次平行實驗，學生實驗全程基本處于等待升溫和降溫中，容易感覺枯燥乏味，對實驗失去興趣與熱情。而使用先進的熔點儀來測定化合物的熔點，方便快捷、誤差小，更貼近今后的學習與工作，因此更容易為學生所接受。再比如，溴乙烷的合成實驗，由于溴乙烷極容易揮發，學生在實驗過程中容易因吸入大量的溴乙烷而引起不適。而考慮制備沸點更高的正溴丁烷來代替溴乙烷的制備，教學效果基本沒有差別，但學生在實驗時吸入的正溴丁烷的量卻大大減少。此外，有機化合物合成實驗，應該更加貼近日常生活。例如，開設阿司匹林、苯佐卡因等常見藥物的制備。這些實驗難度不大，涉及的操作較多，能夠有效地鍛煉學生的實驗操作技能。同時，讓學生自己合成這些常見的藥物的分子，能夠滿足學生學以致用的成就感，從而容易激發學生對有機化學及實驗的強烈興趣，達到更好的教學效果。盡量選擇“綠色化”的實驗內容，在訓練學生操作能力的同時，應盡量選擇無毒或低毒、后處理容易、對環境污染小的實驗。隨著我國高校有機化學實驗課程人數的增加，實驗規模的不斷擴大，所產生的廢舊有機溶劑、試劑對環境所造成的污染已經不容忽視。加快推進高校有機化學實驗的“綠色化改革”成為解決該問題的重要途徑。這就要求我們進行有機化學實驗時遵循“5R”原則：不用?；罚≧eject）、減量（Reduce）、循環使用（Recycle）、回收利用（Reuse）、再生（Regeneration）。例如，在基本操作訓練時，可讓學生蒸餾工業乙醇，制備乙醇產品。制備的乙醇產品可以用來進行茶葉中提取咖啡因。該實驗結束后回收的乙醇，又可以作為工業乙醇供下一屆學生進行蒸餾等基本操作訓練，如此循環，提高溶劑的利用率。再如，重結晶時用水或者醇與水的混合溶劑進行，用肉桂酸的合成實驗來代替喹啉的合成，從而避免硝基苯、苯胺等有毒、強致癌物質的使用。經典實驗苯乙酮的制備，我們可以換成對甲基苯乙酮，從而避免使用苯為起始原料，降低其對身體的傷害和對環境的污染。

2.4 嚴格要求，端正學生學習的態度

有機化學實驗一般是從屬于有機化學理論課，且一般都為考查課。這種教學體系的設計，容易導致學生重理論而輕實驗，缺乏對該課程的重視。學生在實驗過程中一邊看書一邊做實驗，常常丟三落四，頻頻出錯，實驗報告抄襲、偽造、敷衍之風盛行，最終導致實驗教學的目的流于形式。針對上述問題，筆者認為嚴格要求對培養學生的科學態度、科學作風和科學學習的習慣起著重要的督促作用。應當有必要規定不預習或不寫預習報告者，禁止進行實驗；同時，要培養學生實事求是的科學作風，可建立統一的實驗數據記錄卡，要求學生詳細記錄實驗現象，實驗結束要交實驗教師簽字。實驗結束后，學生需要將所用儀器清洗干凈，放回原處，經實驗教師檢查后方可離開實驗室。此外，筆者認為有必要加強對有機化學實驗課考核，力求做到科學、全面、客觀、真實。實驗總成績按100分計，其中平時成績占50%，包括實驗考勤、課堂紀律、預習報告、實驗操作、實驗報告等方面。期末理論考核占20%，要求學生在規定的時間內單獨完成。實驗操作考試占30%，要求學生獨立設計實驗方案完成指定的實驗，主要考查學生的實驗操作技能是否規范、準確。筆者認為，該考核方式能夠較為全面、客觀、真實地反映學生對基礎知識的掌握程度，促使他們在平常的實驗中更加注重對操作技能的訓練及創新能力的培養。

3 結語

“冰凍三尺，非一日之寒”，當前有機化學實驗教學中存在的諸多問題既有其歷史的原因也有現實教學環境造成的因素，不可能一蹴而就得以解決，需要有機化學實驗教師在教學實踐中不斷地摸索與改進。可以從豐富實驗內容、改進基本操作實驗，改善實驗條件、完善實驗內容和將有機化學學科發展前沿研究成果用于有機化學實驗教學等方面下苦功夫[6]。目前，我們對有機化學實驗的思考與改進也只是處于初步的探索中，在今后的教學實踐中，我們將不斷地反思與總結，力爭培養出具有高科學素養的人才。

參 考 文 獻

[1]江玉亮，顧維瑾，王炳詳.有機化學實驗教學改革探討

[J].化學教與學，2015（6）：47-48.

[2]蘭州大學.有機化學實驗[M].第3版.北京：高等教育出版社，2010.

[3]鄭滿春，韓喻，謝凱.有機化學實驗教學改革與學生創新能力培養的研究[J].高等教育學報，2011，34（1）：98-

100.

[4]龐錦英，莫羨忠，李建鳴，等.高分子成型加工實驗教學改革探討[J].企業科技與發展，2015（2）：91-93.

[5]張來新，陳強.師范專業有機化學實驗教學改革的探索與實踐[J].廣州化工，2014，42（1）：149-150.

[6]韓杰.有機化學實驗教學內容改革與實踐[J].化學教育，2016（16）：24-26.

[責任編輯：陳澤琦]