如何在有機化學實驗教學中培養本科生的科研素質

于文全

摘要：作為理論課的實踐部分，有機化學實驗課程是整個有機化學教學過程中重要的一環，在本文中筆者結合自己的教學經驗，從教學觀念的轉變、教學方法的改進、評價系統的改革三個方面探索本科生有機化學實驗教學改革，以培養學生的科研素質和綜合能力。

關鍵詞：有機化學實驗;實驗教學;本科生;科研素質

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）20-0277-02

化學是一門以實驗為基礎的學科，其中實驗課是化學專業課程教學的重要環節，也是學生從理論課程的學習向從事科學研究過渡的重要橋梁。尤其是有機化學實驗，以鄭州大學化學與分子工程學院化學專業本科生的課程安排為例，有機化學實驗課程分兩學期開課，每學期100學時，共計200學時，是化學專業中學時最多的實驗課程。本門課程對于鞏固學生有機化學基礎理論知識、鍛煉其動手能力、培養學生觀察和分析問題的能力起著至關重要的作用。如何讓有機化學實驗課起到橋梁作用，幫助學生順利地從理論學習的模式轉入科學研究的模式，筆者根據有機化學實驗課程的特點，結合自己的教學經驗，從教學觀念的轉變、教學方法的改進、評價系統的改革三個方面探索本科生有機化學實驗教學改革，以培養學生的科研素質和綜合能力。

一、實驗課教學觀念的轉變

1.任課教師在思想上重視有機化學實驗課教學。本科教學不僅要傳授給學生基本的理論知識，更要結合教學實踐培養學生獨立從事科學研究的能力[1]，為其以后能夠更好地適應研究生階段的學習、科研打下良好的基礎。實驗課程對于培養學生的科研素質和能力起著重要的作用，然而目前在很多高校實驗課程并未受到應有的重視。例如，有機化學實驗課經常被視為有機化學理論課的附屬課程，一般年長且經驗豐富的老教師不愿意去帶實驗課，最后只能安排一些新進的年輕教師去帶課。與此同時，許多任課教師力求簡化、敷衍了事，對學生放松要求，這無論是對于學生還是教師都是不利的。解決這一問題的方法是讓擁有多年教學經驗的老教師或是科研做得比較好的教師參與其中。這樣，一方面經驗豐富的老教師能將其教學經驗傳授給年輕教師。例如在《用脂肪提取器從茶葉中提取咖啡因》的實驗中，由于中間回流、提取的過程時間較長，我們可以采取先給學生講解如何提取裝置的組裝，待裝置搭建好，體系開始回流后，再講解后面的實驗內容，這樣既節省了時間，同時也避免了實驗過程中空出時間，導致學生沒事情做，湊到一起說笑，玩手機。另一方面，教研室多年積累的優良、教風、教學傳統也會得以傳承，起到了薪火相傳的作用。此外，教師可以在課堂上滲透一些與課程相關的前沿科技知識，科研做得比較好的教師甚至可以將他們平時科研過程中的心得體會講給學生，以提高學生對化學學科的興趣。例如，在講《化合物熔點測定實驗》時，我們使用的是毛細管熔點測定法，而現在我們做科研一般是用數字或是顯微熔點儀，后者顯然要比前者更加精準，但我們為什么還要使用前者呢？這是因為毛細管熔點法雖然不是最精確的，但由于樣品用量少、簡便易行，還是被廣泛采用的，而且它是《中華人民共和國藥典》確認并采用的方法。

2.引導學生正確認識實驗課，培養其綜合的科研素質。大學生多年來學習過程中形成了重理論、輕實踐的觀念。如何轉變學生的這種觀念，任課教師要起到引導作用。首先是對有機化學實驗認識觀念的轉變，跟理論課相比，實驗課更要重視課前預習（很重要，這相當于科研工作中的文獻閱讀），還要消除學生的兩個誤區（即使是化學專業的學生對于有機化學實驗也會有極端的認識）：一種是一說到有機化學實驗馬上就想到的是易燃、易爆、劇毒等，于是做實驗時畏首畏尾;另一種是要有“奮不顧身，敢于犧牲”的精神，只有這樣才能取得成就。這兩種極端的認識對于學生的成長是很不利的，前者會對有機化學望而生畏，久而久之學生會對這門學科失去興趣;后者容易在實驗過程中造成事故。因此，作為教師要在教學過程中及時地糾正學生的錯誤想法，幫助學生正確認識有機化學這門學科。例如在實驗中涉到有危險性的試劑或操作時都要重點強調（如濃硫酸、金屬鈉、乙醚等）。通過具體地講解試劑的特點、性質和使用注意事項，既讓學生對相關試劑、儀器有了正確的認識，也有助于學生養成規范操作的良好習慣，提高其安全意識。此外，還要注重學生其他科研素質的培養，如實驗現象的觀察、嚴謹與實事求是的態度、團隊合作意識等，以全面提高學生的綜合能力。這對于學生將來無論是在國內外攻讀研究生還是走向工作崗位都將是受益匪淺的。

二、實驗課教學方法的改進

1.課程講解增加互動提問環節，讓學生盡可能參與其中。作為教師不應恪守傳統的教育觀念，尤其不能照搬理論課教學的模式。通過實驗課的教學，我們不僅要教會學生本門課程里所涉及的若干反應原理、實驗方法和操作等，更重要的是要培養學生發現問題、分析問題、解決問題等綜合的科研素質與能力。另外，實驗課的教學不能像理論課那樣只有教師在講，講完大家就去實驗。有的教師把整個實驗的內容講得非常仔細，所有的注意事項也完全指出。即使這樣也可能會出現兩種問題：（1）學生做完這個實驗并沒有真正掌握該實驗，他們只是“照方抓藥”地完成實驗內容，對于培養學生的科研能力作用并不大;（2）還有一部分學生，實驗做得并不順利，這是因為他們只是應付性地完成了預習報告這一環節，并沒有真正地理解實驗。當教師在講到關鍵問題或注意事項時他們并沒有意識到其重要性，也并不能理解其中真正的原理，導致實驗過程中狀況百出。因此在實驗講解過程中，教師不能平鋪直敘地講解，要舉一反三、前后知識聯系，因為實驗課上很多用到的知識都是理論課上學過的，同時多以提問的形式增加與學生的互動，這樣既對學生的課前預習是一種監督，也有助于學生對知識的掌握。此外，要鼓勵學生多提問題、發現問題，提出問題也是一種能力。

2.豐富教學形式，提高學生的積極性與興趣。與理論課相比，實驗課的教學形式可以更豐富些，既然學生是課堂的主體，就應該盡最大可能地讓學生參與其中。這個過程可以循序漸進，從前面說的提問環節可以逐漸過渡到讓學生上臺來講（比如：實驗原理或是實驗中要注意事項等）。在此基礎上，可以讓學生試著來講解全部的實驗課內容，讓學生自己做一次“教師”。多媒體教學已經滲透到了所有學科，隨著網絡技術的不斷發展，如果實驗室配備了投影儀，可以讓學生將要講的內容制作成幻燈片來講解，將全班學生分成若干個小組，每一組負責一個實驗，課前做好充分的預習，并查找資料，制作幻燈片，講解完，其他同學也可以提問。在學生講完之后，教師再進行點評和注意事項的強調。這種教學形式，在完成教學任務的同時，使學生的能力得到了鍛煉，同時也豐富了教學形式，活躍了教學氣氛。endprint

三、評價系統的改革

有機化學實驗雖然是一門獨立的課程，但一般只作為考查課，即其成績是根據學生平時的表現，由任課教師打分。由于學分比較重，學生還是很重視的，如果只對教學形式進行改革而不改革成績的評價體系，可能會造成打分的不公平。實驗課的成績一般由預習報告、實驗操作、實驗結果、實驗報告等幾部分組成，但很多時候任課教師還是很看重實驗反應的收率，這種考核方式引起的后果是學生只是片面地追求產物的收率，根本不注重實驗過程，進而忽略了對于規范實驗操作和實驗安全等方面意識的培養。因此，只有將評價方式也進行改革，學生才會真正用心去對待每一個實驗、每一步操作。在基本按照上述幾個方面進行評分的原則下，側重于課堂表現和實驗報告兩個方面。課堂上的表現，不只是實驗操作，還包括學生回答問題的情況、遇到問題時能否主動去思考解決問題的辦法以及實驗結束后打掃衛生的情況等。在實驗報告方面，不只是看其是否書寫的清晰，還要看實驗現象、收率、實驗結論是否記錄的規范完整，實驗日期、實驗裝置圖是否準確記錄，以及課后的思考題或是實驗中遇到的實際問題，是否做到了認真思考，并分析其原因給出合理解釋。上述這些方面是能夠真正反映一個學生是否用心去做實驗，是否認真觀察和記錄實驗。對于實驗所得的產物，要綜合分析其收率、顏色、狀態等并給出評價。例如，如果一個學生本次實驗不是很成功，但其操作規范，并且能夠在實驗報告中對其相應的結果做出合理的分析，那么本次實驗的分數就不會太低。相反，如果某學生本次實驗雖然結果很好得到產品收率較高，但在實驗過程中有很嚴重的違規操作，或者書寫實驗報告時照搬教材或抄襲他人的實驗結果，甚至杜撰實驗數據，也要對其成績適當扣分，嚴重者甚至要對其進行警告。此外，還要鼓勵那些在實驗課堂上能夠積極主動地思考、踴躍發言的學生提出自己的觀點[2]，注重培養學生的發散性思維和創新性思維。對于在這些方面表現優秀的學生要適當在其總成績中加分。

四、結語

以上是筆者在有機化學實驗教學過程中的一些心得和體會，從學生的反應上來看，取得了良好的教學效果。其所帶班級的學生中，有的在國家大學生化學競賽中獲獎;有的出國深造;有的被保送到中科院或“985”重點高校。有機化學實驗課作為化學專業課程教學中的重要環節，對于培養科研素質好、綜合能力強的高素質人才起到了積極的作用。

參考文獻：

[1]劉艷山，洪霞，曾志杰，陳金香.有機化學實驗教學中本科生科研素養培養探討[J].基礎醫學教育，2013，15（2）：150-153.

[2]谷輝輝，孫靜，曹文波.生物化學實驗教學與本科生創新能力培養[J].玉林師范學院學報（自然科學），2012，33（2）：51-53.endprint