林業(yè)院校有機化學(xué)實驗教學(xué)改革探索與實踐*

李云仙，徐 娟，李向紅

(西南林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，云南 昆明 650224)

有機化學(xué)實驗是我校消防工程、林產(chǎn)化工、林學(xué)、環(huán)境工程和食品科學(xué)等諸多專業(yè)的重要必修基礎(chǔ)課。有機化學(xué)實驗課程與理論課一直是同步進行，有機化學(xué)實驗課是有機化學(xué)理論課重要的實踐環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生的動手能力，觀察能力，思考能力，分析問題和解決問題能力重要課程[1-2]。有機化學(xué)實驗課兼具理論性和應(yīng)用性，并且在很多林業(yè)院校已是一門獨立的課程，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和科研創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。有機化學(xué)實驗旨在通過實驗來培養(yǎng)科學(xué)研究能力[3-4]，而不是簡單的培養(yǎng)實驗技術(shù)人員。通過有機化學(xué)實驗可以促進學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識解決實際問題的能力[5-6]。有機化學(xué)實驗教學(xué)在提高學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)、課程內(nèi)容設(shè)置以及提高學(xué)生的主觀能動性等方面都需要進一步探索。如教學(xué)內(nèi)容太多而學(xué)時被壓縮過多導(dǎo)致的矛盾；學(xué)生為了修學(xué)分機械性地做實驗、實驗過程“照方抓藥”、實驗數(shù)據(jù)可信度不高、思考問題少、分析和解決問題能力差、甚至個別學(xué)生抄襲實驗報告、成績評價體系單一等問題，嚴重制約了對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[7-9]還有實驗過后的“三廢”處理等問題。怎樣解決以上這些問題，農(nóng)林院校的教師們一直在不斷探索改進，在農(nóng)林院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的框架下，如何能夠有效推進有機化學(xué)實驗課程的教學(xué)改革，我有幾點建議。

1 實現(xiàn)有機化學(xué)實驗獨立開課，強化有機實驗的重要性

有機化學(xué)實驗課程一直以來在西南林業(yè)大學(xué)的很多專業(yè)中作為有機化學(xué)理論課的補充而設(shè)置，所以一直以來和有機化學(xué)理論課合并開課，學(xué)時少并且占期末總成績的比例很少，學(xué)生對實驗課不重視。而且有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容安排和教材編寫更新速度慢，實驗課程體系陳舊，滿足不了學(xué)生對新知識、新技術(shù)的迫切要求，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性較低。近年來，學(xué)校逐步對一些專業(yè)的有機化學(xué)實驗獨立授課，小班授課，但是沒有增加實驗課學(xué)時，目前學(xué)時數(shù)為54學(xué)時。有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容也得到了改革，同時將實驗成績在期末總評成績中的比例提高，并對有機化學(xué)實驗的考核內(nèi)容考核方式、考核標準進行改革，實行期末操作考核、及平時實驗技能表現(xiàn)相結(jié)合的方式，改變了原來實驗成績只來源于實驗報告的考核標準，大大提高了學(xué)生對有機實驗課程的重視程度。

2 改革教學(xué)式

2.1 教學(xué)內(nèi)容精煉

正對性的修改教學(xué)大綱，林學(xué)院校中不同的專業(yè)對有機化學(xué)實驗知識和技能的需求不同，隨著時代的發(fā)展，提倡培養(yǎng)應(yīng)用型人才，因此要求針對不同本科專業(yè)制定不同的教學(xué)大綱，盡量豐富實驗內(nèi)容并不斷的優(yōu)化和更新。在實驗內(nèi)容上刪除與相應(yīng)專業(yè)無關(guān)的實驗項目，同時增加與農(nóng)林等專業(yè)實際相關(guān)的實驗項目。依據(jù)西南林業(yè)大學(xué)20多年有機化學(xué)實驗教學(xué)的實踐和經(jīng)驗，以加強基本操作技能訓(xùn)練和綜合實驗技能培養(yǎng)為宗旨，選用緊密結(jié)合農(nóng)林專業(yè)并且適用于農(nóng)林院校各相關(guān)專業(yè)有機化學(xué)實驗教學(xué)，內(nèi)容包括有機化合物的物理性質(zhì)測定，有機化合物的分離、純化和鑒定，有機化合物的制備，天然有機物的提取和設(shè)計性實驗，單個實驗學(xué)時為4學(xué)時，改變了以往化學(xué)實驗內(nèi)容與農(nóng)林聯(lián)系較少的狀態(tài)。例如桉樹葉中桉葉油的提取、煙絲中煙堿的提取、花生中花生油的提取等實驗，實驗材料來自生活，很有實踐性，這樣大大增強了學(xué)生做化學(xué)實驗的興趣。另外，還增加綠色環(huán)保無毒的實驗，刪除一些毒性較大的實驗，例如《薄層色譜法分離鑒定糖類化合物》所用展開劑為一定比例的乙醇、正丁醇、乙酸和乙醚，顯色劑為二苯胺-苯胺-磷酸，所用試劑毒性很大，一方面污染環(huán)境，另一方面對學(xué)生和帶課老師的身體造成傷害。鑒于此，我們刪除了這個實驗，改成《薄層色譜法分離鑒定氨基酸》，改用完全無毒的蒸餾水和乙醇作為展開劑，茚三酮乙醇溶液作為顯色劑，實驗效果更明顯，且對環(huán)境無任何污染，可大大改善實驗環(huán)境。在兼顧教學(xué)目的的同時避免了對師生健康的損害，降低了對環(huán)境的污染，符合安全和環(huán)保的理念。有機化學(xué)實驗在掌握基本有機操作的基礎(chǔ)上，注重增加綜合性和設(shè)計性實驗。如將煙絲中提取煙堿與薄層色譜實驗綜合在一起完成綜合實驗，同學(xué)們用自己制備出的煙堿進行薄層分析，激發(fā)出同學(xué)們科研實驗熱情，同時將大型儀器引入到實驗中，鍛煉學(xué)生運用現(xiàn)代儀器進行實驗研究的能力。如在熔點測定時，同學(xué)們用自己合成的苯甲酸來進行熔點的測定，扎實掌握了顯微熔點測定儀的使用，用紅外光譜儀對實驗中合成出來的樣品進行表征。通過使用大型儀器，學(xué)生既學(xué)會了基本操作，也學(xué)會了如何分析表征產(chǎn)品，為他們將來進入科研領(lǐng)域打下基礎(chǔ)，綜合實驗?zāi)芰Φ玫教岣撸槕?yīng)了時代發(fā)展和教育改革對高素質(zhì)人才的需求。

2.2 教學(xué)方法改進

目前，我校有機化學(xué)實驗課教學(xué)模式較單一，老師在實驗授課過程中從頭到尾將整個實驗都進行講授，然后學(xué)生照方抓藥，完全沒有自己思考過，老師怎么講就怎么做，實驗課結(jié)束后交一份實驗報告。學(xué)生對實驗內(nèi)容和操作事先若沒有理解和掌握，僅僅上靠實驗課時老師的講授，那么實驗要領(lǐng)在短時間內(nèi)肯定很難掌握，最后實驗的完成效果也不會好。這種學(xué)生被動接受的教學(xué)模式，培養(yǎng)出來的學(xué)生缺乏主動性和創(chuàng)造性，動手能力不高。因此，我們在實驗前，要求學(xué)生實驗前要預(yù)習(xí)實驗，將實驗?zāi)康摹嶒炘砗蛯嶒炦^程清楚的寫出來，教師在上課前檢查，沒有預(yù)習(xí)報告的學(xué)生不得上課，這樣就使學(xué)生形成了課前預(yù)習(xí)的好習(xí)慣。大大增強了學(xué)生實驗課的教學(xué)效果，起到事半功倍的效果。在實驗過程中讓學(xué)生自己配制實驗中用到的一些簡單試劑。例如一些飽和溶液和一些沒有危險的試劑，提高學(xué)生的動手能力。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，利用多媒體輔助教學(xué)，課有效的提高教學(xué)質(zhì)量，教師發(fā)送預(yù)習(xí)資料課件和視頻到學(xué)生群，學(xué)生提前學(xué)習(xí)實驗原理、實驗?zāi)康摹⑺鑼嶒瀮x器、實驗方法和規(guī)范操作。在上實驗課時，讓學(xué)生上臺講授本次實驗的原理、操作步驟以及注意事項，這就要求學(xué)生做充分的預(yù)習(xí)準備，促進學(xué)生下功夫預(yù)習(xí)。多媒體課件的應(yīng)用使有機化學(xué)實驗教學(xué)更加形象化和系統(tǒng)化，極大調(diào)動了學(xué)生的興趣，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量。

3 建立課程科學(xué)考核評價體系

有機化學(xué)實驗成績以前往往忽視過程評價，更注重結(jié)果評價，考核的成績主要來自于實驗報告，其實學(xué)生在實驗過程中的具體表現(xiàn)各不相同，僅憑一張實驗報考來給成績是很不公平客觀的。急需一套科學(xué)合理的實驗成績評價體系，使成績評定的公正性得到應(yīng)有的體現(xiàn)，否則會造成學(xué)生忽視實際操作技能的訓(xùn)練與掌握，只注重實驗報告。實驗考核應(yīng)當全面反映學(xué)生的分析問題、解決問題和獨立進行實驗的能力，應(yīng)當貫穿于整個實驗課程中。通過10多年來對化學(xué)實驗的成績評定方法和量化標準等方面的不斷探索，制定出實驗成績評分標準為：平時成績(權(quán)重0.5)和期末實驗操作成績(權(quán)重0.5)相結(jié)合，其中平時成績中實驗報告(權(quán)重0.5)，實驗操作(權(quán)重0.5)。平時成績考核關(guān)注學(xué)生平時實驗過程中的表現(xiàn)，例如取用試劑是否規(guī)范，儀器操作是否按照要求來操作，觀察記錄詳細程度，結(jié)果分析準確與否，實驗場地清潔衛(wèi)生維護情況，與其他同學(xué)合作完成的情況，實驗態(tài)度和實驗過程中的紀律，實驗報告等方面。實驗報告主要看實驗原理是否詳盡，實驗步驟是否合理，實驗數(shù)據(jù)是否真實可靠，實驗裝置圖繪制優(yōu)美與否，實驗討論是否有理有據(jù)，字跡書寫是否工整等。

期末實驗操作考試評分按表1進行打分，由期末實驗操作評分標準表可以看出，操作總分100分，各項所占一定的分值。第一項反應(yīng)物量取及混合主要考察學(xué)生量取試劑選用的量器是否合理，量取試劑的順序是否正確，固體試劑稱量是否規(guī)范，各種試劑混合后有時會放熱，需要冷卻；第二項安裝儀器主要考察學(xué)生安裝儀器時各種儀器選擇是否正確，安裝的順序是否遵循由下到上，從左到右，整個裝置必須橫平豎直；第三項回流反應(yīng)主要是考察回流反應(yīng)過程中冷凝水大小是否合適，太大則浪費水，造成資源浪費，太小則達不到冷凝效果，沸石放入過多也會造成浪費，整個反應(yīng)過程中溫度控制及反應(yīng)液的狀態(tài)很重要，反應(yīng)完成后需要冷卻后再進行下一步實驗，看學(xué)生這一項做的是否規(guī)范；第四項產(chǎn)品洗滌操作過程中分液漏斗的干燥及操作是否規(guī)范；第五項產(chǎn)品干燥，操作中所用到的儀器是否干燥的，產(chǎn)物干燥時間是否合理。第六項過濾操作，主要考察過濾操作是否規(guī)范，儀器使用是否合理；第七項蒸餾，主要考察的指標有：儀器干燥、儀器裝置、沸石數(shù)量、溫度計位置、蒸餾速度及餾分速收集；第八項產(chǎn)量主要考察目標產(chǎn)物的得率是否達到標準；第九項時限，要求學(xué)生在4個小時之內(nèi)必須完成實驗，超時則扣相應(yīng)的分；第十項其他，綜合評價學(xué)生的實驗態(tài)度、桌面及周圍是否清潔衛(wèi)生、操作過程中的熟練程度、實驗前的各項準備工作、儀器洗滌等方面。這個考試成績評定標準制定出以后，學(xué)生對實驗的重視程度、實驗操作能力和獨立工作能力都大大提高了

表1 期末實驗操作評分標準Table 1 Final experimental operation scoring standard

4 結(jié) 語

經(jīng)過多年有機化學(xué)實驗的教學(xué)改革探索與實踐，針對有機化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題以及林業(yè)院校本科生和專業(yè)的特點，從教學(xué)方式、內(nèi)容及考核評價體系等幾方面進行教學(xué)改革探索與實踐的研究，為使學(xué)生的綠色環(huán)保意識、積極性、創(chuàng)造性及創(chuàng)新能力得到加強，認識問題、分析問題和解決問題的能力得到提升，進一步提升教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量提供依據(jù)。林業(yè)院校的有機化學(xué)實驗的教學(xué)改革仍然有很長的路要走，有很多問題需要我們探索和解決。我們將任重道遠。