對“科研設計性有機化學實驗教學”的探索

劉瑜

摘 要：傳統的有機實驗教學通常是驗證已經成熟的一些有機化學反應，學生在這個過程中的學習相對比較被動?？蒲性O計性有機化學實驗教學目的就是借助科研手段，在學生掌握理論知識的基礎上，提高學生學習和創新的主動性，著重培養學生的實踐能力，推理能力和科研能力。

關鍵詞：科研設計；有機化學；實驗教學

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9132（2016）33-0017-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.33.009

本文結合學生在有機化學實驗課程中存在的問題，提出了“科研設計性有機化學實驗教學”。這類教學實驗對培養學生分析問題的能力，解決問題的能力，培養學生獨立創新意識和科學思維能力以及嚴謹的科學態度等良好的科研素質能起到一定的引導作用。

一、保證基礎性實驗操作

在課程教學內容方面，傳統的有機化學實驗主要是在于培養學生認知一般的有機化學實驗的原理和知識、熟悉相應的有機化學實驗儀器操作和進行一些簡單的有機合成；對于學生方面的要求，傳統的有機化學實驗教學主要是要求學生規范操作，培養學生的基本操作技能，積累實驗經驗，為以后進行綜合性實驗和設計性實驗奠定一定的基礎。本文提出的科研設計性有機化學實驗教學是建立在傳統有機化學教學基礎上，要求學生實驗前必需熟悉實驗目的和要求、實驗原理及特點、實驗方案及設計要求、儀器的正確使用方法等，因此，實驗前必須作好預備工作。在選擇基礎實驗項目時，不需要單獨開設基本操作實驗，而是將實驗操作直接融入基礎性實驗中，這不僅有利于讓學生更加直接體會規范的操作，而且在實驗中出現錯誤也能及時糾正。

二、增加自主設計性實驗內容

在學生掌握基本實驗操作的基礎上，教師可以增加自主設計型有機化學實驗內容。設計性實驗由教師有機實驗實際情況而給出題目、達到的目標以及主要方法等，同時也要提醒設計實驗中的注意事項。自主設計性實驗項目的選擇，不但要重視合成結果，而且要重視學生在設計實驗過程中的思路以及對結果的分析手段，因而學生得到的是對實驗項目的全方位理解。這個過程中，學生需要根據教師給出的提示并設計實驗方案自己主動查閱文獻資料，然后將所查閱到的相關文獻和知識進行學習和掌握。例如，將乙酸丁酯的制備由驗證性實驗改為設計性實驗，要求學生設計與教材不同的合成路線，在該過程中，教師也要給予一定的建議保證實驗的可行性。在自主設計性實驗過程中，大多數同學根據設計好的方案能夠完成相應的有機化學實驗，但是仍有少數同學未能夠合成出目標產物，因此，他們需要對自己實驗失敗的原因進行分析與探討以找出相關原因，這樣不僅有利于提高學生的學習興趣，同時也可以提高學生對理論知識和實驗技能的掌握。更重要的是，這種教學提高了學生獨立設計和完成實驗的能力，并對其結果進行合理有效的分析，這對于提高他們的創新能力和學習興趣是非常有效的。此外，自主設計實驗對培養和提高學生創新的積極性，獨立工作能力、解決問題的能力和科學的思維方法具有很好的效果。因此，自主設計性實驗是提高學生創新精神和實踐能力的有效環節，也為他們以后從事相關的科研工作打下良好的基礎。

三、科研設計性有機化學實驗教學

在前面自主設計性有機化學實驗基礎上，將教師科研項目融入設計性實驗中，有助于提高學生的科研能力。科研項目通常是一個交叉學科，往往會涉及多個方向，因此，將科研項目與實驗教學相結合，不僅在于提高學生的探究能力和知識整合能力而且對于培養學生的綜合能力也是非常有效的。對于科研設計性有機化學實驗內容的選擇方面可涉及其他學科與有機化學相聯系的綜合性問題，如核磁共振技術、紅外光譜和拉曼光譜分析等。教師在給出課題方面應對實驗內容的深度和廣度應該有適度的把握，如果設計的課題太難，容易打消學生學習的積極性，過于簡單的課題又難以調動學生的積極性，只有設計難度適中的課題，學生才能夠根據自己所學的知識進行合理設計，這樣也有利于在實驗中出現問題后教師給予合理的指導。學生在實驗中遇到問題要積極與教師進行深入的交流和溝通，對整個實驗有了充分的理解和調研才能保證實驗的順利進行。由于有機化學實驗通常需要多個步驟來實現，因此學生可以采取團隊合作，有效分工的方法。學生遇到問題可以一起討論，各抒己見，這樣他們不僅可以對自己的實驗方案和科學研究有了新的認識，還能從中提出新問題，拓寬思維，為今后從事獨立的科學研究打下堅實的基礎。另外，學生直接參與到教師的科研活動當中，有利于改善教與學的關系，激發了學生的科研創新意識并把學生引入真實的科研環境中。學生在這個過程中有了切身的體驗與思考，潛移默化中提高了他們的創新能力。

四、增加合作與討論部分

當學生參與到教師課題當中后，會遇到各種各樣具體的實際問題，比如，實驗條件的摸索，對所得產物進行表征的手段，表征儀器的使用等，這些都是從課本中難以學到的。因此，在科研設計性有機化學實驗中，學生需要加強團隊合作，多與周圍同學和教師探討實驗進展與遇到的難題，同時也要加強對相關知識的自主學習，這樣才能保證科研項目的順利完成。教師也可以定期開展相應的課堂課程，對從事相同項目的學生進行深入細致的指導，及時幫助和督促他們實驗工作的順利開展。

五、結語

教學與科研是相輔相成的，同時也具有相互促進的作用，在教學過程中遇到新的問題提出，需要用科研結果對其進行解釋，而在科研中遇到問題也需要課本中的理論知識來支撐解決，最終形成了教學與科研相互滲透和促進。以科研模式開展設計性有機化學實驗是一種與時俱進的實驗教學方法，一方面可以提高教師的學術水平并將獲得的信息反饋到教學中去，另一方面此類教學培養了學生參與科研與科技開發的能力。最終促進學生的畢業設計能夠更加有效地完成，在將來不論是繼續從事科研還是其他工作，都有利于提高他們的競爭力。

[責任編輯 田彩霞]