地方院校有機化學實驗教改淺談

姚武冰，魏琪琦

(臺州學院，浙江 臺州 318000)

在課程改革教學中最為關鍵就是教學內容和教學方式的改革，大學有機化學實驗就是化學和化工等這類課程中最重要的專業基礎課程[1]。地方性院校實驗教學受到傳統教育思想的局限性，在創新設計和科學設計方面有著較大的缺漏，而國內外高校的有機實驗教學不斷改革升級趨于信息化、綠色化。隨著現代化教育對學生的創新能力和思考能力的要求提高，地方性院校在相應的方面也亟需改革。

1 國內外有機化學實驗教學改革的趨勢

1.1 利用信息化建設

隨著時代的發展和教學信息化的普及，傳統的化學實驗在操作方面存在一定的局限性，國內對實驗教學方法進行改革。如果有一些實驗對外部的實驗環境有著很高的要求，或者在實驗的過程中，要求學生等待實驗結果，而學生需要等待很長的時間[2]，學生的學習效率降低了。環境影響、操作誤差、不同的實驗儀器等極易導致實驗出現失敗，而引入仿真模擬實驗可以模擬實驗所需的物理環境，使學生看到真實的實驗現象并得到準確可靠的實驗數據，除此之外還解決了實驗器材不夠，實驗外界因素過于復雜時導致實驗難以成功等不利的實驗因素[2]。

而國外對實驗教材進行了改革，實驗不再是單一無趣的文字，如Scoffstall 除了文字教材外，還有Course Website，這種實驗課程網站可以介紹有機化學實驗背景；計算機處理的分子模型、旋光異構體、構象分析等微觀世界[3]。這種方式可以讓學生從不同渠道系統地學習與實驗內容相關的知識，拓展知識面，增加對學習有機實驗的興趣。

1.2 微量實驗有機結合

自人們對如何減少化學實驗對環境污染這個問題的重視度不斷增加，對于如何減少有機化學實驗廢液及固廢的排放的課題被國內外的專家廣泛探究。1985年在美國被Butcher等人首次設計提出[4]，1988年，Wilecox Jr.在《Experimenta Organic Chemistry-A Small-Scale Approach》發表的部分內容涉及到了材料藥品小量化規模的實驗，他提出藥品用量可以僅是普通使用量的1/5，實驗技能的鍛煉在于步驟的規范性，而不是單次實驗操作所使用試劑多寡[5]。在國內，周科衍等也出版了《有機化學實驗》(第二版)[6]，提出了以常量與小量化實驗相結合的實驗與探究。

在有機實驗中總是或多或少的產生有害化和環境污染，所以實驗的綠色化尤為重要。而這種微量實驗大大減少了試劑的用量、實驗消耗、反應廢棄物排放，還起到了要求的綠色環保和研究合成產率鍛煉學生實驗操作的目的，也節省了實驗經費。

在查閱一些文獻后我們不難發現國內、外化學實驗教學改革總趨勢都在不斷快速發展，培養高素質、創新型人才是新時代對高等教育的要求，近年來地方性院校開始重視有機化學的實驗教育，也在不斷加強在實驗教學方面的建設，但現實中仍然存在一些問題需要進一步的優化與改革。

2 地方性院校在有機化學實驗教學方面的現狀

2.1 實驗課程教授方式傳統

就目前地方性院校進行的實驗教學方案而言，實驗課程安排的課時數較少，一般為48～64個課時，課上通常以教師為主導，機械式灌輸知識，，即先按照課本內容(實驗目的、實驗步驟、注意事項等)講授30 min，學生再根據書上的要求進行一步步的實驗操作，實驗結束后上交實驗報告。在過程中，學生只是被動式教學，不懂得自己思考和探究實驗的可行性，也沒有一種主動參與設計實驗過程的創新意識，課前的預習也只是被動地抄寫書上的內容進行預習和了解。

教師和學生都是按部就班地進行固定教育和操作，沒有創新意識也不會進行深入探討了解，這使開設實驗課程的真正意義難以得到全面實現[7]。在整個過程中只是做到了基礎目標，讓學生會做實驗完成課程考核，沒有達到實驗反思探究的深層目的。

2.2 理論教學與實驗脫節

由于一些地方性院校實驗儀器不足、學校不夠重視實驗教學等，會出現將實驗教師與理論教師分開，進行獨立授課教學的情況。教師之間不能很好的溝通，銜接工作沒有做好，分工不夠明確，不能落實相關知識的教授工作就往往會導致實驗與理論內容脫節，在學生沒有理解理論知識前進行實驗，實驗失敗的可能性會增加，造成實驗教學時間和材料的浪費，同時學生也不能充分理解每一個實驗步驟的必要性；在理論學習一段時間后再進行實驗，學生會對知識點產生模糊，遺忘了一部分內容，就不能將理論與實踐充分的結合。

綜上，理論教學與實驗教學是不可分割的一塊內容，理論可以幫助理解每一步實驗藥品操作的必要性，為學生做實驗打好基礎，同時實驗教學也可以促進理論知識的理解與應用，能夠將理論靈活運用于實踐，達到融匯貫通能夠進行進一步研究并提出創新的效果。

2.3 實驗產生環境污染

本科有機化學實驗室排放的主要污染物是：1)具有強腐蝕性的廢酸、廢堿；2)易揮發、易燃、易爆的有機廢溶劑；3)有毒、高危險性的有機廢棄物[8]，如乙酸乙酯的制備實驗中產生的乙酸乙酯、硫酸鎂，溴乙烷的制備中產生的溴乙烷、硫酸等。在有機實驗過程中大多數實驗都會產生廢棄物，而地方性院校對培養學生合理正確地處理廢液固廢的意識較為薄弱，同時實驗室缺乏科學合理的管理，教師也在實驗課上疏于管理。學生隨意取用化學藥品，實驗結束后直接將實驗中使用的酸、堿、有機物等倒入下水道，最終導致廢氣廢物等對人體產生傷害，周邊環境產生不可逆轉的污染。

3 對地方性院校有機化學實驗教學改革的建議

3.1 優化實驗內容

傳統的大學有機化學實驗分三個階段組織教學，即：1)基本操作、基本技能實驗；2)合成實驗；3)綜合設計性實驗[9]。這樣設置課程會導致學生對基礎實驗產生輕視，過于簡單而失去學習的興趣，合成實驗花費的時間又太長，枯燥無趣，到了綜合實驗又不能理解核心思想。學生往往是不求甚解，做過算數，下次實驗時犯同樣的錯誤，周而復始實驗的效率、效果比較差[10]，只是進入了“做了后面，忘了前面”的一種沒有效率的局面。所以這三個階段在教學上不能夠獨立安排，要讓學生重視三者的密切性，對課堂教學理論基礎知識進一步的消化與理解，做到化學實驗知識的綜合運用。

地方性院校在實驗安排上可以做一些整合，例如乙醇的普通蒸餾收集的乙醇可作為制備乙酸的原料，合成的乙酸乙酯可進一步作為合成乙酰乙酸乙酯的原料，如教學需要，還可將乙酰乙酸乙酯作為中間原料制備酸或酮，所得產物可在驗證性實驗中研究其性質[11]。這種方式可以考察學生對于實驗的了解情況，培養學生分析問題的意識，提高學生的整體素質。

3.2 注重實驗綠色化

目前綠色化學實驗呼聲漸高，進行環境無害的化學實驗是化學實驗教學領域的長期目標[12]。在地方性院校的實驗教學中，首先教師要在認識上重視，在實驗操作和實驗講解過程中有意識的向學生強調綠色化學的理念，潛移默化的對其進行影響。在預習實驗時可以讓學生搜集資料，了解本次實驗所用實驗藥品的物理性質和部分化學性質,特別是所用藥品是否有毒性、毒性的強弱、中毒途徑有哪些、如何預防等[13]。

近些年，小量化、微量化實驗的發展呈現極速上升趨勢，其大大減少了試劑的用量、實驗消耗、反應廢棄物排放，減少環境污染，在國內各大高校有85%以上的有機化學實驗采用了微量化和半微量化操作。因此，結合地方性學校的實際，在保證實驗效果和實驗操作訓練的基礎上，在部分合成實驗中采用試劑減量化，儀器小型化[14]。除此之外還可以將仿真技術充分利用，如甲烷替代的實驗為例，學生可以在虛擬的環境中使用實驗教學器材進行化學操作實驗，然后可以看到氯氣與甲烷反應后，氯氣的黃綠色逐漸變淡，管壁上出現油狀物，與真實結果幾乎相同[3]，也可以實現綠色化、環境無害化的目的。

3.3 創新教學方式

在教學方面老師需要有一種創新性教學思維，將灌輸填鴨式教育轉變為啟發引導式教學，被動學習反而會磨滅學生對于實驗“刨根問底”的研究興趣，學生應該成為班級的主要成員，積極探索實驗，促進師生之間的溝通和互動；同時注重將理論與實踐結合，讓學生學以致用，體會到學習理論知識的成就感，也能增加對有機實驗的興趣。

利用信息化平臺，如“翻轉課堂”，將網絡學習、課前學習、課堂學習及課后學習融為一體，為有機化學實驗教學改革提供了新的思路[15-16]。優點在于將“線下”課堂與“線上”碎片化知識系統地整合，教師還可以將課程相關的文檔、視頻上傳至平臺，可以充分利用網絡資源的優勢；學生可以通過手機隨時隨地下載瀏覽，也可以在討論區提出問題與其他同學一起探討交流，在“課前+課后”的每個環節都能科學化進行指導，讓教學更高效。

4 結語

為了應對國內外有機化學的發展大趨勢，同時培養應用創新型人才需要地方性院校在目前的基礎上對現有的有機化學教學方式進行創新和優化，通過優化教學實驗內容、創新實驗方式，注重綠色化實驗，培養學生創新和綠色的理念，提高教學質量，推動地方性院校的有機化學實驗改革進程，逐步跟上世界實驗教改的大趨勢。