高校有機化學實驗教學改革研究與探索

王 龍，朝 飛，李永雙，李德瑩，陳衛豐，胡為民，李德江

(三峽大學材料與化工學院，湖北 宜昌 443002)

有機化學是一門實踐性很強的理工科基礎學科，因此在高校相關專業中普遍開設了有機化學實驗課程，與有機化學教學同步進行。通過有機化學實驗可以促進學生對理論知識的理解，培養學生利用理論知識解決實際問題的能力。然而，目前在有機化學實驗教學過程中暴露出來諸多問題尚未得到良好、有效的解決。例如，教學內容的冗長與不斷壓縮的學時之間的矛盾；學生在實驗過程中的許多操作過程不合規范；教學方式枯燥乏味導致學生被動接收，缺乏學習積極性；實驗過后"三廢"造成環境污染等。為解決這些問題，我們課題組一直在不斷探索改進，在此分享我們的一點心得。

1 實驗教學內容的改革

1.1 教學內容的重組與融合

目前，有機化學實驗教材內容依舊較為陳舊，與現實生活結合不緊密。有調查顯示，學生對于貼近生活的實驗更感興趣[1]。俗話說，興趣是最好的老師，由此可見設計貼近實際生活的實驗內容是很有必要的。以色譜法的教學為例，教材中薄層色譜實驗內容為偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離，根據Rf值來分離鑒別不同色素。由于對偶氮苯和蘇丹Ⅲ并不熟悉，學生對此部分內容并沒有表現出強烈的興趣；并且偶氮苯是有低毒性的，且對水體污染較大；而蘇丹Ⅲ對人體肝腎也具有明顯毒性。我們對此部分教學內容進行改革，在不改變基本教學大綱的基礎下，將該實驗與菠菜色素的提取和色素分離[2]。通過這一改動，學生的興趣被充分調動起來；另外，實驗原料換成菠菜葉后，大大降低了對環境的影響；同時，將兩節課的內容融合到一節課中，減少了學時。

1.2 有機實驗的綠色化

除了通過調整實驗內容提高學生學習的積極性之外，通過對實驗的綠色化，不僅有益師生的身體健康，也顯著改變了學生對有機化學實驗的“有毒”、“有害”的不良印象，同時培養了學生的綠色化學和環保意識[3]。實驗的綠色化，在于盡可能采用無毒無害的原料、催化劑和溶劑，上面提到的用菠菜葉中色素的分離替換原本的偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離的實驗，就是典型的有機實驗綠色化的體現。再比如，用“1-溴丁烷的制備”代替“溴苯的制備”實驗，避開或減少使用苯、溴等毒性較大的試劑。對于一些無法更換原料的實驗，應當嘗試減小實驗規模，爭取以最少的消耗完成教學目標。在實驗過程中，應遵循綠色化學的“5R”原則，即減量(reduce),重復使用(reuse)，拒用(rejection)，回收(recycling)，再生(regeneration)。

2 實驗教學方式的探索

2.1 使用多媒體輔助教學

采用多媒體輔助教學的方法有諸多益處。首先，將部分使用或產生高毒副作用的教學實驗改用多媒體演示進行，可以減少有毒有害的物質對學生的侵害[4]。其次，通過學生自己預習教材往往不能達到預期效果，學生很難掌握整個實驗過程，無法把握一些關鍵的操作，導致實驗失敗。俗話說，磨刀不誤砍柴工，在實驗開始之前，通過多媒體視頻或者動畫演示，學生很容易就抓住其中的一些關鍵步驟和需要注意的事項，例如藥品添加順序、反應參數控制等，實驗結束時大部分學生都能成功完成實驗，提高了實驗效率，并且部分學生還提出了自己的想法，說明學生在主動思考，尋求新的解決方法，這有利于學生創新思想的培養。同時，實驗之前的視頻或動畫演示，也生動了課堂，使學生克服了畏難情緒。

2.2 注重實驗操作能力的培養

通過近幾年的觀察，我們發現學生普遍存在以下問題：實驗操作不規范，實驗態度不嚴謹，總結反思不深刻。為解決這些問題，我們不斷嘗試，摸索出了切實可行的解決方式。為了提高學生的實驗操作能力，在學生親自動手操作的實驗中，需

要細分實驗步驟，將實驗分成一個個單元操作，向學生講述各單元操作的規范操作方式，引導學生思考為什么要這樣操作，例如取用藥品時怎樣操作才能防止藥品污染，萃取過程中如何防止溶液乳化等。并在最終的考核中制定詳細的評分細則，根據學生的實際操作規范程度評分[5]。通過課堂上的觀察以及與學生的溝通我們了解到，學生在實驗過程中存在一些比較隨意的行為，例如藥品用量不精確，通過肉眼觀察或者估計等取樣；為了呈交"成功"的實驗結果，存在拼湊、偽造實驗數據等現象。為培養學生良好的實驗習慣與嚴謹的實驗態度，我們需要不過分重視實驗結果，而是強調實驗過程的細心嚴謹，才能引導學生思考，學會從試驗的過程去推測產生該結果的原因，這樣才能有所收獲，并培養出學生做科研工作所必須的嚴謹的態度。可以要求學生將在實驗過程中記錄的原始數據當堂交給老師審閱并簽字，以此督促學生細心操作，如實記錄實驗。總結反思的基礎在于規范操作并詳實記錄實驗過程，所以實驗過程的嚴謹也是為總結反思做準備的。為了能夠深入總結反思，學生需要提交一份規范的實驗報告[6]。要求學生按實際操作分步記錄實驗過程，而不是照搬照抄課本中的內容。可以要求學生在實驗報告上粘貼由老師簽字的原始試驗記錄。在實驗報告的最后，要求學生根據實驗過程和結果的記錄反思總結，若能提出自己的思想可以獲得額外加分。

3 結語

有機化學實驗是化學、化工、制藥等相關學科的重要專業基礎課程，開設此課程的目標在于培養學生的動手操作能力，科研創新能力等。隨著有機化學的發展，有機化學實驗課程的教學也需要順應時代做出相應改革。我們根據課時的劃分對實驗教學內容做了相應調整，對實驗內容進行了重組與融合，充分調動學生學習的積極性；針對目前環保問題的迫切性引入了有機化學綠色化的思想，培養學生的社會責任感。另外，在有機化學實驗課程中引入多媒體輔助教學，幫助學生更加高效的學習，同時降低實驗過程中對學生健康的危害；針對學生的實驗操作能力不足、實驗態度不嚴謹等問題探索研究，實施平時成績實驗操作評分、實驗記錄當堂交由老師簽字的方法，以提高學生的實驗操作能力和改善學生的科研態度。

[1] 趙瑛祁,王馨瑤,丁洪生 ，等. 分析化學實驗教學現狀及改革發展新思路[J].實驗室科學,2016,19(6):149-151.

[2] 李好祥,馮軼雪.菠菜色素的提取與分離[J]. 太原師范學院學報(自然科學版),2004,3(3):64-66.

[3] 易 兵,譚正德,黨麗敏 ,等. 微型有機化學實驗的綠色化教學淺探[J].實驗室研究與探索,2011,30(10):139-141.

[4] 刁小瓊,毛 璞,楊亮茹.有機化學實驗教學模式改革研究[J].廣州化工,2016,44(1):202-203.

[5] 蘇文莉.有機化學實驗教學改革的探索與實踐[J].科教文匯,2014(285):45-46.

[6] 張紅素，袁茂林,鄭志明.基礎有機化學實驗教學改革的思考與實踐[J].實驗科學與技術,2015,13(6):113-115.

(本文文獻格式：王龍，朝飛，李永雙，等.高校有機化學實驗教學改革研究與探索[J].山東化工，2018，47(02)：131，134.)