應用型人才培養模式下有機化學實驗教學改革與探究

魏元博，田 紅，田 苗

(蘭州石化職業技術學院，甘肅 蘭州 730060)

有機化學實驗是我校化工專業群—石油化工技術、石油煉制技術和精細化工技術等專業的必修基礎課程。有機化學作為一門以實驗為基礎的學科，學生通過學習實驗課程，不僅能夠掌握有機化學實驗的基本操作和技能，還能培養學生分析問題和解決問題的能力，加深學生對有機化學理論知識的理解和掌握，有助于化工類應用型人才的培養。隨著現代化學工業的快速發展及各學科知識的不斷融合、深化，相應的實驗教學內容和教學模式也需要不斷更新。在傳統教學模式下， 有機化學實驗教學模式單一，師生課堂互動性較差，學生參與教學活動的積極性也不高，只是機械地完成實驗課程的學習任務，故而難以達到預期的教學效果[1]。此外，當前有機化學的教學實驗大部分屬于驗證性實驗，其實驗教學內容過于注重自身的整體性，從而缺少了學科之間知識的交叉滲透，不利于學生創新能力及綜合應用能力的培養。因此，本文通過實際調研我校及同類高職院校的有機化學實驗教學情況，總結了當前有機化學實驗教學中存在的問題，并從有機化學學科特點出發，結合我校石油化工專業特色，對有機化學實驗課程教學進行改革與探究，目的是培養出滿足社會發展需要的高水平化工類應用型人才。

1 有機化學實驗教學中存在的問題

1.1 實驗教學內容設置不合理

當前，高職院校有機化學實驗教學內容主要包括有機化學實驗的一般知識、實驗基本操作技術、實驗基本分離技術及有機化合物的制備技術等幾部分內容，其中大多數實驗偏向于驗證性實驗[2]，雖然驗證性實驗有利于培養學生的實驗操作能力，但在實際教學過程中，學生只需按照教材中詳盡內容進行適當操作就能順利完成實驗，使學生對有機化學實驗的目的、原理、操作步驟、現象及結果缺乏觀察、分析過程和深度思考，不能夠充分發揮學生的主觀能動性，嚴重影響了學生參與實驗探究的積極性。此外，有機化學實驗的一些項目內容過于陳舊，未能引入當前化工領域的新技術、新工藝，且高職特色不鮮明，培養應用型人才的優勢得不到體現。因此，對當前有機化學實驗的教學內容進行改革是很有必要的。

1.2 實驗教學模式單一

在傳統教學模式下，有機化學實驗的授課通常是在學生開始做實驗之前，教師對本次實驗的目的、原理、實驗操作步驟及相關注意事項進行講解，之后學生依照實驗教材及老師的講解進行實驗操作。在整個實驗教學過程中，學生是被動、機械地完成實驗任務，缺乏對整個實驗過程的理解和思考，不能夠獨立解決實驗過程中出現的問題，容易形成思維定勢。此外，當學生在實驗過程中遇到困難時，教師往往會繞過引導學生自主探索解決問題的過程，直接向學生提供解決方案，造成師生之間缺少了必要的交流和探討，從而使學生在實驗過程中會對教師產生很強的依懶性。這樣單一的實驗教學模式不利于學生的創新能力、分析問題和解決問題能力的培養，也抑制了學生實驗學習的積極性和主動性。

1.3 實驗有危險性，實驗產品不能充分利用

有機化學實驗教學過程中，會涉及到種類繁多的試劑，其中很多試劑具有毒性、腐蝕性且易揮發。由于學生缺乏環保意識，在實驗過程中容易產生“三廢”，若不能妥善處理這些污染物，會嚴重污染環境和威脅到師生的健康[3]。上述因素致使本門課程相比于其它課程的危險性更大，學生在做實驗時也存在抵觸心理。因此基于安全性的考慮，一些重要的有機化學實驗不得不取消。另一方面，目前對于實驗所制備的產物其用途僅限于基本物性參數的測定，如：熔點、折光率、旋光度、沸點等。除此用途之外，基本再無其他應用，只能將其當作廢棄物處理。這樣不僅會造成實驗成本較高，而且造成學生對所制備的實驗產品缺乏認同感，不利于增強其學習有機化學實驗的信心。

1.4 實驗考核方法簡單

考核評價是實驗教學過程中的關鍵環節，它是提升學生的學習動力、檢查學習效果、增強學生實驗操作能力的重要手段。傳統的有機化學實驗考核方法是以學生的實驗報告成績為主要依據，忽視了對實驗教學過程中學生的學習態度、操作技能、環保意識及分析、解決問題的能力等方面的考查。其后果是許多學生為了取得好成績，只重視實驗報告的書寫，而輕視實驗操作過程，在做實驗時往往操作不規范、不認真，實驗中遇到問題也只是照搬教材或求助老師，對整個實驗過程缺乏分析和思考。甚至個別學生通過修改原始數據或抄襲別人的實驗報告來獲取較高的成績。這就造成學生的實驗成績往往拉不開差距，難以激發學生參與實驗的主動性和積極性，使學生對實驗課程的重視程度降低。因此，這樣的考核方法不能全面、客觀的反映學生真實的學習情況。

2 有機化學實驗教學的改革措施

2.1 優化實驗教學內容

針對傳統實驗教學內容的不足，結合當前我校實驗教學的實際情況，對實驗教學內容進行了重新設計。具體從以下幾個方面進行了教學內容的優化[4]。

(1)注重有機化學實驗基本原理的講解和實驗基本操作的訓練，為學生后續專業課學習及未來工作打下堅實的基礎。

(2)增加有機化學綜合設計性實驗或創新性實驗的比例，同時在這些實驗中增設大型精密分析儀器的使用，將有機化學理論知識、分析測試儀器的使用和實驗操作技能進行了有機結合。使原本獨立的教學內容相互融合，這不僅提升了學生的實驗操作能力，加深了學生對有機化學理論知識的理解，還使學生掌握了現代有機化合物分析測試手段，有助于學生綜合應用能力的培養。

(3)在有機化學實驗教學內容中，要及時引入化工領域的新技術、新工藝，拓展實驗操作技術，突顯培養應用型人才的優勢。這些最新的研究成果體現了先進的實驗技術與理念，通過此類研究成果所衍生出的有機化學實驗教學項目不僅激發了學生對有機化學實驗的興趣，還有助于學生解決實際問題能力的培養。

2.2 改進實驗教學模式，引進虛擬仿真實驗

將線上、線下立體教學模式引入到有機化學實驗的教學中，打破傳統單一的有機化學實驗教學模式，構建以學生為主體的引導式教學，提高學生學習的積極性和主動性，為培養應用型人才打好基礎[5]。線上、線下立體教學模式主要包括兩部分：

線上教學：首先，教師需要制作實驗教學資源，如將有機化學實驗的操作流程、知識要點、注意事項及練習題等制作成視頻、動畫、課件或文本。其次，教師將準備的實驗教學資源上傳至網絡教學平臺，學生在網上通過學習實驗教學資源來達到預習的目的，不僅有助于學生對整個實驗過程及相關知識的掌握，還能培養學生的自主學習能力。此外，學生可以通過參與在線練習、在線討論答疑等環節，對自己所學知識進一步鞏固和提高。期間，教師通過參與線上討論答疑環節來解決學生預習中出現的問題和了解學生的預習程度，并結合網絡教學平臺反饋的數據，合理規劃實驗課程的講授內容。

線下教學：首先，教師根據學生線上的預習情況，選出具有代表性的問題進行集中討論，并引導學生思考，隨后教師對上述問題進行答疑。其次，針對學生的學習情況，教師對實驗教學中學生較難掌握的內容進行重點講解，并對典型的實驗操作進行示范。再次，待學生獨立完成實驗后，組織學生對本次實驗出現的問題進行分組討論，并由教師對討論結果進行點評和補充。最后，教師對本次實驗課的教學內容進行總結，并布置思考問題，鞏固學生的學習成果。

除了將新的教學模式引入到實驗教學中外，還可以引入虛擬仿真實驗平臺來輔助實驗教學[6]。學生可以通過實驗模擬仿真軟件來真實的模擬有機化學實驗的全過程，從而直觀、形象的了解實驗流程、熟悉實驗操作及儀器的使用方法。同時可以通過完成模擬實驗來檢測自己的預習效果，幫助自己掌握實驗操作的要點，降低做實驗時的出錯率。此外，我們還可以利用實驗模擬仿真軟件模擬一些因高危險、污染大或反應條件苛刻而無法開設的實驗，避免環境的污染和有毒有害物質對師生的侵害。極大的拓展有機化學實驗教學的廣度和深度，同時提升學生參與實驗的積極性。

2.3 合理利用學生實驗產品

在有機化學實驗課程結束后，對學生實驗產品的去向必須給予關注，要積極尋找實驗產品的合理用途。首先，對學生在實驗教學過程中制備出來的產品進行歸類處理。其次，從中挑選出品質較好的產品，并列出詳細清單。將品質較差或無法使用的產品進行妥善處理。最后，較好的產品可供給校內其他實驗教學課程的教師或科研課題組進行選擇性使用。例如學生通過有機化學實驗“從茶葉中提取咖啡因”獲得的純度較高的咖啡因，可在后續的儀器分析實驗課程中使用。這不僅降低了實驗教學成本，還使學生的實驗產品得到實際應用，極大增強了學生對有機化學實驗的學習熱情和信心。

2.4 完善考核方法，提升學生的學習動力

針對傳統有機化學實驗考核方法存在的問題進行改革與完善，提出了量化考核新方案，即實驗課總成績由日常考核成績(占60%)與期末實驗技能考試成績(占40%)兩部分構成。

日常考核的內容：以學生每節實驗課中的表現作為考核依據，及時記錄課程表現。主要涉及：課前預習考核占比10%，即教師課前對學生的線上預習情況進行考核；實驗操作考核占比35%，即在實驗教學過程中，教師根據學生的實驗操作情況進行考核，同時針對學生實驗操作中出現的問題進行適當的指導；實驗記錄及實驗結果占比10%，即實驗結束后，教師以實驗記錄的規范、及時、真實及實驗產物的產率高、質量好等為標準進行考核；實驗報告占比40%，即從實驗報告的書寫規范、實驗內容和步驟、數據處理、實驗思考與討論等方面予以評分；實驗態度占比5%，主要從學生的環保意識、課堂紀律、學習態度及有無損壞實驗儀器等方面進行考核。

期末實驗技能考試的內容：問題回答內容占比20%，著重考核有機化學實驗的基本原理、基本操作、實驗裝置及實驗室安全知識等內容；基本操作考核內容占比80%，以有機化學實驗的基本操作為主要考試內容。由教師提出實驗項目，學生選取實驗儀器后進行單獨操作。重點對學生的實驗選材、儀器安裝、實驗操作、實驗問題處理、實驗記錄、實驗結果與數據處理及實驗素養等方面進行考核。

考核的目的是為了提高學生對有機化學實驗課程的重視程度，新的實驗考核方法涉及到了實驗教學的各個方面，不僅能夠全面、客觀的反映學生的真實成績，還能夠增強學生參與實驗的動力，這樣可以提高有機化學實驗課程教學的質量。

3 結語

通過優化實驗教學內容、改進實驗教學模式、完善考核方法及合理利用學生實驗產品，可以充分調動學生學習的積極性和主動性，使學生成為實驗教學的主體，有助于學生創新意識、分析問題和解決問題能力的培養。在未來的有機化學實驗教學改革的過程中，應多關注教學改革的新動態，主動探索新的教學模式，及時對實驗教學內容進行更新，積極為培養高水平化工類應用型人才創造條件。