加強有機化學實驗教學改革，培養學生的創新能力

李水清 (長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023)

加強有機化學實驗教學改革，培養學生的創新能力

李水清 (長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023)

從更新教育理念、改變教學方式、改革教學內容、產學研結合等方面介紹了在有機化學實驗教學中培養學生的創新意識、創新思維和創新能力方面的研究與實踐。

有機化學實驗；創新能力；改革

創新是21世紀教育改革的主題之一。高等教育的目的是為了培養學生的才能，即培養學生的創新意識、創新思維和創新能力。創新能力是當代人才最重要的標志，培養學生的創新精神和創新能力是大學教育改革的重要課題[1]。創新應是大學的辦學理念，也是大學的靈魂。高校教師不僅要傳授學生知識，更要培養學生獲得知識、運用知識和解決問題的能力，即創新和創造能力[2]。大學生創新能力培養是我國高等教育的一項重大戰略改革，也是教育部、地方教育行政部門及全國高等院?！百|量工程”建設內容之一。

有機化學實驗是高等學?；瘜W及相關專業的必修課程，在化學實驗教學中占有十分重要的地位。通過該課程的學習，學生可加深對有機化學基本原理和基本知識的理解，掌握有機化學的基本實驗方法和操作技能，熟悉主要有機合成反應的操作步驟，獲得必要的感性認識并驗證有機化學理論知識，對培養學生的實踐動手能力、科研能力和創新能力都起著重要作用[3]。然而，傳統的有機化學實驗教學教育理念落后、教學方式單一、教學內容陳舊，不利于培養學生的創新意識和創新能力。

長江大學化學與環境工程學院共有5個專業，即應用化學、化學工程與工藝、化學、高分子材料與工程和環境工程，有機化學實驗是各專業的專業基礎課。通過對傳統的有機化學實驗教學模式，包括教學方式、教學內容等進行改革，充分發揮有機化學實驗在培養學生創新能力方面的作用，取得了較好的效果。

1 更新教育理念，培養學生的創新意識

長期以來，有機化學實驗教學缺少探索性，“照本宣科”、“依葫蘆畫瓢”是有機化學實驗教學的真實寫照。學生根據教材或老師的板書簡單重復實驗步驟，知其然，不知其所以然。這種教育理念沒有以學生為主體，不利于發揮學生學習的主動性和創造性。為此，必須更新教育理念，堅持“以教師為主導，學生為主體”的教育觀點，讓學生在教師的引導下主動、自覺參與學習過程。教師在教學過程中，只對實驗安全注意事項做重點說明，而對實驗原理、操作步驟、實驗成敗的關鍵因素等只粗略介紹。這樣，就給學生較大的發揮空間，同時也給學生壓力，必須課前認真預習，否則在課堂上不知如何動手。另外，教師在課堂上要善于提出問題，引導學生進行創新思維。如在講授熔點測定實驗時，可以設計如下問題：下雪后是路上的雪先熔化還是樹梢的雪先熔化？影響熔點的因素有哪些？同分異構體之間的熔點是否相同？怎樣判斷具有相同熔點的物質是否為同一種物質？經過提純的固體物質,如何檢驗其純度等等。為了尋找問題的答案,學生必然會積極開動腦筋,對所學過的相關基礎理論知識進行回顧、整理,然后加以推導得出結論。通過教師的提問，學生的思維積極性被充分調動了起來,能夠將學過的知識靈活加以應用,教學效果很好。在實驗過程中，教師要鼓勵學生提出問題，對問題進行集體討論，引導學生進行創新思維，培養創新意識。

2 改革實驗教學方式，培養學生創新思維

創新教育是面向未來對人才提出的一種具有前瞻性、科學性的教育理念。它是以培養學生的創新意識、創新精神和創新能力為基本價值取向，以研究和解決教育中如何開發人的創新潛能為宗旨的教育[4]。學生的創新學習不會自動發生，而是來自于強烈的好奇心和求知欲，不拘泥于教材和教師講授的內容，善于發現和提出問題。創新始于提出問題，有了問題就會積極思考，才可能會找到解決問題的方法。因此，創新教育要從培養學生的質疑能力入手。教師在授課過程中要積極引導學生進行質疑，或在新舊知識的銜接處、教學內容的重難點處、實驗操作的困惑處進行質疑；或在實驗結果的考量、誤差分析等處進行質疑。即對某一問題，突破原有的局限和現有框框，敢于打破常規，標新立異，用不同的方法和創新思維解決化學問題[5]。如在乙酸乙酯合成實驗中，教材上是通過乙酸過量、及時將反應生成的水蒸出等措施提高產物的收率，教師在授課時可引導學生進行質疑，采取乙醇過量產物收率是否會更高？經濟成本是否會更低？粗產品乙酸乙酯提純過程中直接用水洗對收率有什么影響？帶著這些質疑，學生通過查閱資料、相互討論交流、對比實驗等方法解決心中的疑問；在從茶葉中提取咖啡因實驗中，可引導學生這樣質疑，實驗用的分析純乙醇可否用80%乙醇代替，既節約了成本又保證提取效率不下降？加熱方式可否用微波或超聲波提??？提倡學生通過對比實驗比較提取溶劑、提取方式的優劣。學生通過多次質疑學習，就會養成敢于質疑和挑戰權威的勇氣，在質疑中探索，從而形成了創新思維，獲得了創新能力。

3 改革實驗教學內容，增強學生的創新能力

傳統的有機化學實驗課依附于有機化學理論課，實驗課的時間與內容的安排與理論課同步進行，內容多為基礎性、驗證性實驗，主要驗證理論課講解的內容，為理論課服務，而探索性、創新性的實驗內容較少或根本沒有[6]。為培養動手能力強、具有創新精神的高素質人才，有機化學實驗課應逐漸擺脫理論課程，獨立設課，進度安排不再強調與理論課同步[7]。

在實驗課程內容的選擇上貫徹了“以教師為主導，以學生為中心，能力培養和素質提高協調發展”的實驗教學新理念，實施“化學基礎實驗層、綜合提高實驗層、研究創新實驗層，以培養學生的實踐動手能力和創新意識為主線”的“三層一線”的實驗教學新體系。

3.1 增加綜合實驗內容，為培養創新能力奠定基礎

實驗內容是傳授實驗知識，培養學生能力素質的重要手段，實驗內容應該具有與時俱進的先進性，應該緊跟科學技術的發展水平。新的實驗內容的選擇主要以新知識、新技術、新方法和新手段為主，同時滲透綠色化學思想，盡可能使實驗教學綠色化，在掌握知識和能力的同時為人類創造一個更為潔凈的環境。如從茶葉中提取咖啡因的實驗就包括多種基本操作如回流、萃取、蒸餾、升華等；1-溴丁烷的制備包括回流、分液、蒸餾、氣體吸收裝置等多種操作技術；在乙酰水楊酸的制備實驗中采用了微波法，一方面給學生介紹了一種新的化學反應加熱方式，另一方面也給學生灌輸了綠色化學的理念。

3.2 開設探索性、設計性實驗，激發學生創新潛能

設計性、探索性實驗要求學生在掌握一定的化學基礎知識和基本實驗技能的基礎上，靈活、創造性地綜合運用這些知識和技能。設計性、探索性實驗在激發學生創新欲望、培養創新意思和創新能力方面的作用是常規實驗所無法比擬的。如，在未知有機化合物的鑒定實驗中，給定2組物質，第一組編號為A、B、C、D、E、F，可能是氯化芐、苯酚、苯甲醛、苯胺、苯甲醇及環己胺；第二組編號為甲、乙、丙、丁、戊、己，可能是乙醇、乙醛、乙醚、乙胺、丙醇及丙酮。要求學生查閱資料，獨立設計實驗方案，鑒別出未知有機化合物，并寫出報告；在乙酰苯胺的合成實驗中，要求學生運用2種方法進行制備。一是以乙酸為?；噭且砸宜狒麨轷；噭?，通過反應時間、產率等指標比較2種合成方法的優劣。通過這些設計性實驗的探索，學生更加深了對知識的理解，同時也激發了學習興趣，培養了創新能力。

3.3 增加儀器設備投入，增強創新能力

在有機化學實驗教學中，注重儀器設備的投入，引入新的實驗技術，有利于培養學生的創新能力。如，在用提勒管測定固體物質的熔點實驗中，學生掌握經典測定方法的同時，還要求學生運用顯微熔點測定儀測定熔點；對有機合成實驗，可選擇幾組做的比較好的產品，利于元素分析、紅外光譜、紫外光譜等先進的儀器設備對產物結構進行表征，對分析結果在課堂上集中點評。學生通過學習、實驗，掌握新的實驗技術，增強創新能力。

3.4 豐富有機化學實驗教學內容，強化創新能力培養

充分利用大學生化學實驗技能競賽、湖北省大學生化學學術創新成果報告會、國家大學生創新性實驗計劃等平臺為學生進行創新性實驗研究提供條件。

4 產學研結合，培養學生的創新能力

產學研合作教育是高校與社會各部門緊密合作，通過一定的組織形式，將理論學習與實踐鍛煉相結合，培養學生的實踐動手能力與創新精神，全面提升學生素質的新型教育模式。實施產學研結合，為學生創新能力的培養搭建了平臺。長江大學應用化學專業產學研結合主要是依托長江大學科技園內的相關油田化學處理劑生產企業和中試基地，如荊州嘉華科技有限公司、荊州現代石油科技有限公司、荊州市?？瓶萍及l展有限公司、荊州市天合科技化工有限公司等企業進行。這些企業均由長江大學應用化學系教師自主創業而成，主要生產產品是油田化學用表面活性劑、石油破乳劑、農藥乳化劑單體等。因此，這些企業與長江大學應用化學專業開展產學研合作教育有著得天獨厚的優勢。產學研結合的內容都是來自教師的科研真題，學生可以直接參與科研工作，不但為課題研究增加了一支新生力量，而主要是學生通過參與科研得到科研能力和綜合素質實實在在的鍛煉，為今后參加工作或考研深造奠定堅實的基礎；通過產學研合作教育，一方面可以解決生產和技術上的難題，另一方面可鍛煉學生獨立工作的能力，培養實際工作能力和創新能力。

5 結語

馬克思說：“科學的教育的任務，是教育學生去探索創新”。培養學生的創新精神，激發學生的創新意識，已成為時代對教育的迫切要求。當然，學生創新能力的培養是一項長期的、復雜的系統工程，不可能一蹴而就。有機化學實驗教學為學生創新能力的培養提供了一個重要平臺，在促進學生形成創新意識、創新思維和創新能力方面起著重要的作用。因此，只要堅持貫徹先進的教育理念，采用探索式、啟發式教學方式，選擇與學科發展相適應的實驗內容，與生產實際緊密結合，一定能使有機化學實驗教學成為培養學生創新能力的最重要的途徑。

[1]陳雙玲，葉 玲.有機化學教學中創新能力的培養[J].首都醫科大學學報(社會科學版)， 2009，(增刊)：182-185.

[2]賈會敏,趙紅曉.高?；瘜W教學中如何培養學生的創新創造能力[J].廣州化工，2010,38(1)：214-215.

[3]凌紹明，史兵方.有機化學實驗教學與學生創新能力培養[J].廣州化工，2010.38(9)：220-221,235.

[4]劉軍安.加強有機化學探究性教學，培養學生創新能力[J].中國現代教育裝備，2010,(5):154-156.

[5]蔣 儀.培養學生質疑能力的探索與實踐[J].教育前沿，2007，(1)：78-79.

[6]施樹云，張宇平.淺析有機化學實驗教改發展趨勢[J].長春理工大學學報(高教版)，2008,3(4)：77-79.

[7]徐雅琴，白靖文，王麗波.農業院校應用化學專業有機化學實驗教學體系的研究[J].東北農業大學學報(社會科學版)，2008,6(5)：40-42.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.02.018

G642.423

A

1673-1409(2012)02-S058-03

2011-12-20

長江大學教學研究項目(JY2011005)

李水清(1969-)，男，湖北仙桃人，博士,教授，主要從事有機化學、農藥化學的教學與研究。