基于應(yīng)用型本科建設(shè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教改探索

康麗琴, 廖慧英,卞 明，吳晶晶

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，上海 200233)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是一門以有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)反應(yīng)為研究對(duì)象，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)技術(shù)理論和方法解決化學(xué)實(shí)際問題的實(shí)驗(yàn)類課程，通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)科學(xué)思維和分析、解決實(shí)際問題的能力，為以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及專業(yè)實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。在上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)應(yīng)用型本科建設(shè)宗旨的指引下，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課為應(yīng)用型教學(xué)模式的探索起到了先驅(qū)作用。以制藥工程專業(yè)為例，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是制藥工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。為滿足應(yīng)用型本科建設(shè)的要求，這就需要制藥工程專業(yè)的人才不但要具備扎實(shí)的有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，通曉現(xiàn)有藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成方法，還要具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新意識(shí)，不斷開發(fā)和創(chuàng)制新藥[2]。長期以來，我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)多采用的是老師講授學(xué)生做的方式，不利于學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]，缺乏主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)。另外有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果大多可以從教材上查到，造成學(xué)生實(shí)驗(yàn)課依賴于教師或教材，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新型，目前這種教學(xué)現(xiàn)狀遠(yuǎn)不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。為進(jìn)一步深化我校應(yīng)用型本科建設(shè)，嘗試通過對(duì)制藥工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行改革探索，提高教育教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

1 基于應(yīng)用型本科建設(shè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教改的整體設(shè)計(jì)

1.1 合理選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，建立創(chuàng)新的教學(xué)體系

為了滿足應(yīng)用型本科建設(shè)的要求，先重新制定有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，建立新的教學(xué)體系。將有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)三個(gè)板塊。通過調(diào)研的方法，從高校的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中選取一些適用于這三個(gè)實(shí)驗(yàn)板塊的具有代表性、多樣性、創(chuàng)新性和應(yīng)用型的實(shí)驗(yàn)，建立創(chuàng)新的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)中，選擇一些代表性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠熟練掌握蒸餾、精餾、減壓蒸餾、萃取、柱層析、重結(jié)晶、液體化合物折光率的測定等基本操作。比如，選擇1-溴丁烷的制備，學(xué)生通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以熟練掌握蒸餾和萃取操作，還學(xué)會(huì)了有機(jī)化合物折光率的測定方法。

在設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)中，綜合考慮教學(xué)設(shè)計(jì)過程的四個(gè)基本要素：教學(xué)對(duì)象，教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)策略和教學(xué)設(shè)計(jì)方案評(píng)論。根據(jù)系統(tǒng)論，只有全面綜合地考慮教學(xué)設(shè)計(jì)過程中的每一個(gè)因素，才能使教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)獲得最佳的效果。以制藥工程專業(yè)的學(xué)生為教學(xué)對(duì)象，以“應(yīng)用型本科建設(shè)”的宗旨為出發(fā)點(diǎn)，在培養(yǎng)制藥工程應(yīng)用型人才的過程中，以提高實(shí)踐、應(yīng)用能力為引領(lǐng)，實(shí)施以學(xué)生為中心的啟發(fā)式、參與式、合作式教學(xué)策略。教師提前兩周把學(xué)生分成四組，每組8個(gè)人，給出4到5個(gè)與制藥工程領(lǐng)域相關(guān)的實(shí)驗(yàn)題目供學(xué)生選擇，也鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合專業(yè)自主選題。每組學(xué)生通過分工合作，查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，論證實(shí)驗(yàn)方案，之后選定一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在課程開展前一周，教師與四個(gè)組的學(xué)生分別進(jìn)行討論，確定好實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生再遞交實(shí)驗(yàn)試劑清單，由實(shí)驗(yàn)室老師統(tǒng)一購買，在實(shí)驗(yàn)周內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每組實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用小論文的形式上交，并且進(jìn)行組與組之間的設(shè)計(jì)方案互評(píng)。通過設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，鍛煉了學(xué)生自己思考和分析解決問題的能力，增加了教師與學(xué)生的交流，激發(fā)了學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)，并積極思考提問，學(xué)生的應(yīng)用能力也進(jìn)一步得到了鍛煉和提高。

為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的能力，選取一些應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。比如解熱鎮(zhèn)痛藥的合成，可以選擇阿司匹林的制備實(shí)驗(yàn)，阿司匹林這種藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)是乙酰水楊酸，可以通過水楊酸的酰基化來完成制備。學(xué)生把有機(jī)化學(xué)課所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生感受到了學(xué)有所用，提高了學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動(dòng)性。

1.2 改進(jìn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生自主思考的能力

為改變學(xué)生實(shí)驗(yàn)課不積極參與和墨守成規(guī)的現(xiàn)狀，教師可以在實(shí)驗(yàn)講解時(shí)通過播放實(shí)驗(yàn)小視頻，有效地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在播放小視頻的過程中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的目的和注意事項(xiàng)。教師在學(xué)生觀看視頻之后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問，學(xué)生在操作過程中探尋教師提出的問題，增強(qiáng)學(xué)生的自主思考的能力。例如：《α-苯乙醇的制備》是通過苯乙酮的還原來制備目標(biāo)物。教師在講授實(shí)驗(yàn)時(shí)可以將苯乙酮還原的實(shí)驗(yàn)過程和步驟以視頻的方式向?qū)W生展示，其中對(duì)滴加的硼氫化鉀堿溶液進(jìn)行標(biāo)記。學(xué)生通過觀看視頻，對(duì)該實(shí)驗(yàn)如何實(shí)施已經(jīng)有了大致的輪廓。觀看視頻結(jié)束后，教師可以提出問題：在產(chǎn)物后處理的過程中，加入稀硫酸，加入稀硫酸的目的是什么，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生？在操作的過程中應(yīng)該注意什么？學(xué)生帶著教師的問題進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，找尋答案。這就提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，學(xué)生通過學(xué)習(xí)的有機(jī)化學(xué)知識(shí)來解決實(shí)驗(yàn)中的問題，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力，為應(yīng)用型本科建設(shè)的實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 完善有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核方法

實(shí)驗(yàn)課考核是檢查教師教學(xué)效果和激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。我校現(xiàn)有的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方法是由平時(shí)成績和期末筆試考核成績兩部分組成的。平時(shí)成績包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)過程這三個(gè)部分，占總成績的70%，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后筆試考核成績占30%。這就造成了學(xué)生只要按部就班把實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和報(bào)告寫好，把實(shí)驗(yàn)完成就能拿到比較好的分?jǐn)?shù)，學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和創(chuàng)新型，缺乏動(dòng)手操作能力。在應(yīng)用型本科建設(shè)和教學(xué)改革的推動(dòng)下[4-5]，教師可轉(zhuǎn)變之前的評(píng)價(jià)考核方法，平時(shí)成績和考核成績各占50%。其中考核成績著力考察學(xué)生的實(shí)踐操作和應(yīng)用能力。考核分兩部分，一部分是基本操作技能的考核，一部分是應(yīng)用能力考核。在基本技能考核中，讓學(xué)生通過抽簽的方法選擇自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如分離液體混合物，涉及到的基本操作有簡單蒸餾，減壓蒸餾，精密分餾，還有產(chǎn)物后處理中用到的分液、干燥等操作；分離固體混合物，涉及到柱層析，重結(jié)晶等，比如重結(jié)晶的過程還涉及到活性炭脫色，熱過濾，減壓過濾這些基本操作。在應(yīng)用能力考核部分給定學(xué)生幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自主確定一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，獨(dú)立選擇實(shí)驗(yàn)儀器，搭實(shí)驗(yàn)裝置。如給定“正丁醚的制備”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生就會(huì)思考實(shí)驗(yàn)過程涉及到脫水的過程，就會(huì)結(jié)合做過的"乙酸正丁酯的制備"的實(shí)驗(yàn)來完成自己的設(shè)計(jì)方案。學(xué)以致用，達(dá)到了應(yīng)用型的目的。實(shí)踐表明，這樣的實(shí)驗(yàn)成績考核體系具有可操作性，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，考核了學(xué)生的綜合素質(zhì)，收到了良好的教學(xué)效果。學(xué)生運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)解決了問題，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

2 結(jié)語

為適應(yīng)應(yīng)用型本科建設(shè)的需要，我們嘗試通過對(duì)制藥工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)進(jìn)行改革，積極探索了合理的教學(xué)體系和方法，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。今后需要根據(jù)改革成效，不斷對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充完善，以適應(yīng)不同專業(yè)的學(xué)生，逐步把學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)“應(yīng)用型本科建設(shè)”的人才。