淺談我校有機化學開放實驗教學設計與探索

許海燕　蔣春輝　陸君　鄭紹軍　陳孝云　陸鴻飛

【摘 要】有機化學開放實驗教學是提高學生綜合實驗素質和創新思維的一種與時俱進的教學模式。本文主要結合我校的實際情況，對有機化學開放實驗教學內容和方式進行設計與探索。開放教學內容主要是在基礎有機化學實驗教學內容的基礎上，將單一的驗證實驗優化成綜合實驗以及與科研模式內容相結合的研究課題。教學方式由老師主導轉換成學生主導地位，并要求學生獨立設計并完成整個實驗。

【關鍵詞】有機化學;開放實驗教學;教學模式

中圖分類號： O62-4文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）17-0121-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.057

Talking about the Design and Exploration of the Open Experiment Teaching of Organic Chemistry in Our University

XU Hai-yan* JIANG Chun-hui LU Jun ZHENG Shao-jun CHEN Xiao-yun LU Hong-fei

（School of Environment and Chemical Engineering， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang Jiangsu 212003， China）

【Abstract】The open experiment teaching of organic chemistry is a kind of novel teaching mode. It can improve students comprehensive experimental quality and innovative thinking. This paper put forward suggestions to design and explore the content and method of open experiment teaching of organic chemistry from the actual situation of our school. Based on the basic organic chemistry experiment teaching content， the content of the open experiment teaching mainly includes the comprehensive experiments optimized from the single verification experiment and a research topic combined with the content of the scientific research model. The teaching method is transformed the teacher leading role to the students， and requiring the students independently to design and complete the experiment.

【Key words】Organic Chemistry; Open Experiment Teaching; Teaching Mode

有機化學實驗是化學專業學生的基礎專業課程，是有機化學教學環節中不可或缺的重要組成部分。有機化學實驗教學不僅有利于學生鞏固有機化學反應的基本原理、理論知識、基本實驗操作技能，還有助于學生熟悉相應的分析實驗儀器的基本構造、工作原理、適用范圍和基本操作，培養學生解析譜圖的能力。目前常規的有機化學實驗教學是根據本學科專業教學大綱，在規定的時間內，學生按照實驗講義內容做驗證性實驗[1]，這種教學方式對于有機化學的初學者是非常重要的，它能夠系統地教會學生基礎的實驗操作技能，但是其知識面窄，創新性不強，不能激發學生的實驗熱情。有機化學開放實驗教學內容是在掌握基礎有機知識和實驗操作技能的基礎上，與學科前沿研究領域相關研究課題結合設計的，具有新穎性和挑戰性，能夠激發學生的求知欲。同時，其教學模式是老師制定開放實驗教學內容，學生自己利用網絡資源進行文獻調研，設計并制定具體的實驗方案，完成實驗，整個實驗過程學生處于主導地位。這種模式的實驗教學不僅可以培養學生的學習興趣和創新能力，而且可以提高學生獨立設計實驗內容、分析和解決實驗問題的能力。本文將結合我校的有機化學實驗教學現狀，從開放有機實驗教學的內容和形式兩個方面進行設計與探索。

1 有機化學開放實驗教學內容設計與探索

1.1 有機化學開放實驗內容與基礎有機化學實驗教學相結合

由于有機化學實驗教學課時有限，我校有機化學實驗教學大綱中制定的制備實驗大都是單一的驗證性實驗，如苯乙酮的制備，溴乙烷的制備以及格式試劑的制備。有機化學開放實驗內容可以在基礎有機化學實驗教學內容的基礎上，進行優化組合，設計綜合實驗。例如2-苯基-2-丁醇的制備（圖1），可有效地將傅克烷基化反應、取代反應以及格式反應巧妙地組合成在一起，進一步地鍛煉學生的萃取、蒸餾、重結晶、薄層色譜以及柱層析等基本實驗操作，鞏固了基礎有機化學反應原理。同時，該課題的設計研究也巧妙地融合了現代有機波譜分析課程，學生需要先根據相應的譜圖解析，確定每步反應的目標產物結構正確性以及產物純度，然后進行下一步反應。通過綜合實驗的合成訓練，讓學生對化合物的制備有一個完整的認識過程[2]。

1.2 有機化學開放實驗內容與教師科研項目對接

現代高校老師考核不僅要完成規定的教學任務，而且需要完成相應的科研項目。有機化學開放實驗內容可以與教師的科研項目對接。一方面科研項目涉及的內容豐富，綜合性強，有利于提高學生的綜合科研素質[3]。另一方面，教師對自己研究的課題和學生的基本能力有全面的了解，給出的開放性實驗內容可行性比較高、難度適中，有利于提高學生的積極性和成就感。

1.3 有機化學開放實驗內容與企業難題相結合

隨著社會的不斷進步，人才競爭越來越激烈。現代化工企業招生希望應屆畢業生能夠有相關的研究經驗，能夠在短時間內上崗工作。因此，我校應鼓勵和支持有機教研組的老師與當地的化工企業接觸，深入了解企業生產過程。同時結合自己的專業知識和我校的實際科研平臺，設計并制定相關的研究性課題，作為有機開放實驗教學內容，引導并輔助學生解決企業的技術難題，讓學生提前接觸現代化工企業研發的完整程序，增強未來就業的競爭力。

2 有機化學開放實驗教學模式設計與探索

由于我校實驗室平臺、教師資源等限制，全面推廣有機化學開放實驗教學成本比較大[4]。根據我校實際情況，應推行階段性和選擇性的開放實驗教學，如可以開設暑期班有機化學開放實驗教學研究。學院提前公布該學期有機化學開放實驗研究課題并組織相關老師介紹各自研究課題的研究背景及意義，學生根據自己的興趣選擇研究課題，或自愿組成的研究團隊。在整個開放實驗教學過程中，老師負責引領和指導，學生個人或者團隊需獨立地完成整個開放實驗研究內容。

2.1 文獻查閱，設計可行性實驗方案

根據課題選擇分組，在指導老師的指導下，學生根據自己選擇的研究課題，進行文獻調研，進一步地了解該開放性實驗課題的研究進展，并以PPT的形式制定出可行性報告。指導老師組織小組同學進行匯報，交流與討論，選擇并確定最終的可行性實驗方案。

2.2 老師指導，學生獨立完成實驗

學生們根據最佳實驗方案，進行分工協作。如前文所述，由于老師精力有限，在此教學過程中，可以邀請本課題組的高年級研究生進行輔助指導，保證在實驗過程中能夠及時糾正實驗操作錯誤，以及幫助學生分析并解決實驗中遇到的具體問題。其次，引導學生正確面對失敗的實驗，讓學生能夠多次重復實驗，并在其過程中進行實驗總結，完善實驗方案。在具體實驗過程中，培養學生發現問題，分析問題以及解決問題的能力。

2.3 總結實驗結果，完成實驗報告

學生完成實驗后，在規定的時間內整理原始實驗數據。同時，學生需要結合文獻調研，分析實驗結果，討論總結影響實驗的關鍵因素，并以PPT的形式進行口頭匯報，然后討論修改，最終以科研論文的形式提交開放有機化學實驗報告。

2.4 開放實驗成績評定優化

開放實驗的目的是激發學生對有機化學實驗的學習興趣，鼓勵學生自己設計與探索實驗教學課題，培養學生創新思維和團隊協作能力。因此，開放實驗成績評定應綜合開放實驗的整個過程，著重考察文獻查閱是否具有系統性，實驗方案是否具有創新性，分析解決實驗問題能力以及對待開放實驗的態度。而實驗結果和實驗報告的完整性是開放實驗成績評定的加分項。

2.5 組織學生去工廠體驗

對于企業技術難題研究項目的研究小組，可以由我院領導出面組織去相關的化工企業進行駐廠參觀學習一周，了解自己實驗項目的來源，為什么需要優化改進，改進后能夠獲得什么利益，激發學生的研究興趣，真正地將產、學、研連成一體，達到教學目的。

總之，以綜合實驗或者科研模式開展的有機化學開放實驗是一種新型實驗教學模式，一方面可以鍛煉和鞏固學生的有機化學實驗基礎操作技能以及有機化學反應的原理和知識，另一方面科研培養學生的創新思維和綜合科研素質。開放有機實驗最明顯的效果是可以有效地提高本科生畢業設計的質量，提高他們將來在化學競賽，繼續學習和工作中的競爭力。建立與有機化學學科前沿研究領域相結合且不斷創新的實驗教學模式是現代高效教育改革的主要方向之一，符合化學學科發展要求。

【參考文獻】

[1]鄭永軍，牛永生，侯紹剛.高校有機化學開放實驗教學綠色化探索[J].廣州化工，2016，44（22）：193-194.

[2]施梅，孫幼紅，李麗，劉少賢.有機化學設計性實驗教學的探索與實踐[J].高校實驗室工作研究，2008，98（4）：5-7.

[3]劉瑜.對“科研設計性有機化學實驗教學”的探索[J].學術探討，2016，33，17-18.

[4]陳紅軍，羅明武.階段開放式有機化學實驗教學時間與探索[J].廣東化工，2011，38（11）：138-139.