有機合成化學實驗教學改革探討

申有名　周詩彪　肖安國　陳遠道　彭新菊　張春香　張向陽

摘要：有機合成化學實驗是有機合成化學教學中不可或缺的部分，是進一步培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學生有機合成技能方面起著重要的作用。本文通過對有機合成化學實驗教學現(xiàn)狀的分析，探討了有機合成化學實驗在教學管理模式、教學方法、實驗內(nèi)容等方面的改革，激發(fā)了學生對有機合成的興趣，提高了學生的創(chuàng)新能力。

關鍵詞：有機合成化學；化學實驗；實驗教學；改革

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）44-0277-02

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，有機化學在化學中占據(jù)著重要作用，有機合成化學又是有機化學運用的基礎，而有機合成化學的發(fā)展又得依靠對實踐的總結，從而為推動社會的進步做出重要的貢獻[1]。1996年，美國斯坦福大學Wender教授提出“一種理想的（最終是實效）合成是指用簡單的、安全的、環(huán)境友好的、資源有效的操作，快速定量的把價廉、易得的起始原料轉化為天然或設計的目標分子”[2]。為實現(xiàn)有機合成這一理論，有機合成化學實驗顯得非常重要。加強有機合成實驗教學，在實踐教學中培養(yǎng)學生的分析問題、解決問題的能力，通過有機合成實驗的訓練，有利于提高學生動手能力、獨立思考能力[3]。然而，現(xiàn)階段有機合成化學實驗只是有機合成化學理論教學的一部分，大多數(shù)教學中只是將有機合成化學實驗當作有機化學實驗的一部分，達不到全面訓練和培養(yǎng)學生有機合成技能的目的。

一、有機合成化學實驗的教學現(xiàn)狀

1.管理模式單一化。實驗管理模式單一化是高校實驗教學中存在的普遍現(xiàn)象。在高校中，對學校對學生的安全非常重視，為了方便統(tǒng)一管理，在實驗的安排上，一般都是根據(jù)教學大綱以及學時要求，在課表中安排學生的實驗時間，由實驗任課老師統(tǒng)一指導進行[4]。這種實驗教學管理模式，實驗指導老師能夠全程跟蹤學生同時指導學生，但無法根據(jù)學生的需要開展相應的實驗項目，同時學生實驗人數(shù)人、時間少，不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.教學方法不能與時俱進。高校有機合成化學實驗教學仍然采用傳統(tǒng)的實驗教學方法，這種教學方法是在國家教學計劃規(guī)定的有限課程內(nèi)進行，即學生根據(jù)實驗教材或教師擬定的教學內(nèi)容，按照實驗步驟有序地進行實驗操作，最后獲得實驗結果的過程。在這個過程中，絕大部分實驗都是由教師事先板書好實驗過程，然后由教師講解實驗操作的全過程及注意事項，最后由學生按教師預設的模式和步驟以達到實驗教學的目的，在實驗過程中基本不允許學生按其他實驗方法進行操作，這種教學模式限制了學生的思維，使學生形成了依賴心理，不利于學生思維模式的開發(fā)，也不利于學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，其結果是學生實驗前不預習、不思考；實驗時只動手完成實驗而不去思考實驗的原理，不去思考其他的解決方式，遇到問題時，只一味地依靠老師，從不思考解決辦法；實驗后也不討論、不分析，實驗的目的根本達不到，實驗效果無法體現(xiàn)。

3.教學內(nèi)容缺乏對學生創(chuàng)新能力的訓練。目前大部分高校對于有機合成化學實驗，實驗內(nèi)容的開設側重對學生有機合成反應基礎知識系統(tǒng)、熟練的訓練，強調(diào)有機合成化學知識基礎，往往忽視了學生思維的創(chuàng)新。在實驗的安排上，各個實驗之間的聯(lián)系較小，學生不能將各個實驗進行聯(lián)系，無法構建知識系統(tǒng)，在實驗和實驗之間缺乏遞進性，達不到訓練學生的有機合成技能。同時有機合成化學實驗只強調(diào)簡單的合成，與企業(yè)的實際生產(chǎn)（設計、合成、檢測三位一體）的差距較大，不能很好地培養(yǎng)創(chuàng)新型有機合成人才。

二、有機合成化學實驗教學改革探討

1.管理模式的創(chuàng)新。實驗教學中的管理也是影響實驗教學效果的一個重要環(huán)節(jié)。大膽開創(chuàng)新的實驗管理方式也是勢在必行，我們從兩個方面對管理模式進行初步探索。（1）充分利用互聯(lián)網(wǎng)+，建立網(wǎng)絡化管理模式。在學院網(wǎng)站上建立實驗管理平臺，分類管理，學生可采用實名+班級的方式在實驗管理平臺上進行預約，以便于學生自主安排自己的時間，提出自己感興趣的實驗項目或需要加強訓練的實驗項目，這樣不僅使學生的實驗積極性提高，同時也訓練了學生的思維能力，提高了學生的創(chuàng)新能力。（2）放開統(tǒng)一實驗的時間。根據(jù)實際情況和學生的需要，學生可以自己聯(lián)系老師，在相應老師的指導下開展合成化學方面的科研實驗，讓學生充分了解有機合成實驗的意義，發(fā)揮他們自主實驗的能動性，為以后獨立實驗夯實基礎。

2.多維教學模式的設立。教學方式直接關系到教學質(zhì)量的提升。因此，我們對教學模式從下面幾個方面進行了改革。（1）引入多媒體教學。多媒體教學在理論教學中發(fā)揮著重要的作用，能夠形象、生動地體現(xiàn)教學內(nèi)容。為此，我們也在有機合成化學實驗教學中實行了多媒體教學。如將實驗基本的儀器組裝、實驗安全事項、實驗需要的檢測儀器的使用規(guī)范等通過PPT、視頻等方式展示出來，培養(yǎng)學生正確的實驗操作流程。在具體的實驗過程之前，采用視頻的方式讓學生對該實驗的操作以及實驗的主意事項等有所了解，視頻結束后，通過分組討論的方式對實驗進行歸納總結，從而充分發(fā)揮實驗對學生能動性的培養(yǎng)。（2）自主設計，自主實驗的教學模式。實驗之前教師布置實驗項目，讓學生分組自己查詢資料、設計實驗方案，在教師的指導下完善實驗方案，然后進行實驗。（3）探究式實驗教學的運用。探究式實驗教學有利于學生提出問題、解決問題能力的培養(yǎng)。在實驗后可讓學生根據(jù)實驗出現(xiàn)的問題進行分析，讓學生探討實驗失敗的原因、產(chǎn)率高低的實驗操作因素，提升學生思考問題、舉一反三的能力。

3.實驗教學內(nèi)容的改革。有機合成化學實驗是學生在完成有機化學理論的內(nèi)容之后開設的一門實驗課。學生對有機化學的基本操作有了充分的認識，因此在有機化學實驗教學中，實驗內(nèi)容應體現(xiàn)為企業(yè)培養(yǎng)有機合成人才這一出發(fā)點來，不能簡單的重復有機化學實驗。（1）增加綜合性實驗。在化合物的合成過程中，往往不是單一的合成，它還會涉及到提純、產(chǎn)品的表征以及應用。因此，綜合性實驗的開設在有機合成化學的教學中也非常重要。因此在實驗內(nèi)容的選擇中要考慮對學生實際有機合成能力的培養(yǎng)，增開綜合性實驗，選擇一些綜合性較強的實驗項目。如香豆素醛的合成，該項目不僅涉及到化合物的設計、合成以及表征，由于香豆素醛具有一定的熒光性能，還可以將其光學性能進行應用。（2）開設設計性、研究性實驗。有機合成化學實驗其目的就是讓學生具有自己設計實驗、開展實驗的能力。因此，設計性、研究性實驗的開展有利于學生運用有機合成化學知識解決實際問題。在教學中教師給出相應的實驗項目（題目可以是教師的科研項目或實際生產(chǎn)中的常規(guī)藥物），讓學生查詢資料，了解化學的性質(zhì)和用途，自己設計實驗方案、實驗步驟，在教師指導下，學生自己反復完善自己的實驗設計路線（合理性、原料易得、反應條件溫和、實驗得安全性等），在教師確定可實行之后交由學生實驗，驗證自己的設計方案，在實驗的過程中教師同時加強指導。由于實驗方案是由學生自己設計的，這樣很大程度地激發(fā)學生實驗的興趣和對實驗的能動性，同時還能提高學生有機合成的創(chuàng)新能力。

三、結束語

經(jīng)過改革后的有機合成化學實驗越來越容易被學生接受，學生自主實驗能力加強了，創(chuàng)新意識提高了，學生參加教師的科研項目積極性提高了，在有機合成方面申請到的校、省級大學生創(chuàng)新項目逐漸增加，學生在湖南省大學生實驗技能競賽多次獲得有機化學組一、二等獎。為了跟隨時代變更的步伐，在今后的實驗教學中，我們還將根據(jù)教學大綱的要求設計好適應學生的教學模式，有針對性地安排實驗內(nèi)容，以便培養(yǎng)更多的有機合成人才。學校應建立完善的實驗教學管理制度，提高教學質(zhì)量。

參考文獻：

[1]徐括喜，關于有機合成化學課程改革的探討[J]，廣州化工，2014，42（19）：211-212.

[2]王玉爐，有機合成化學[M]，科學出版社，2005.

[3]張玉全，淺談有機合成化學實驗教學[J]，隴東學院學報，2011，22（4）：140-141.

[4]申有名，周詩彪，鄭清云，張向陽，陳貞干，靳俊玲，肖安國，張春香，應用化學“三性”實驗教學新體系的構建和實踐[J].廣州化工，2015，（6）：197-199.

Abstract：Organic synthesis chemistry experiment is an indispensable part in organic synthesis chemistry teaching. It played an important role in training students' ability to analyse and solve problems and organic synthesis skills. In this paper，analyzing problems of organic synthesis chemistry experiment teaching，we discussed the reform the organic synthetic chemistry experiment from the teaching management mode，teaching method，and experiment content，which inspiring the students' interest in organic synthesis and improving the students' innovation ability.

Key words：organic synthesis chemistry；chemistry experimental；experimental teaching；innovation