高校有機化學實驗教學改革的初探

高惠惠

(安徽農業大學理學院，安徽 合肥 230036)

有機化學是化學領域的一個重要分支，也是以實驗為基礎的一門學科[1]。有機化學實驗也是化學類專業學生基礎教學的重要組成部分。在有機化學實驗過程中，學生不僅可以掌握有機化學實驗的基本操作，還可以逐漸形成制備、分離、純化和鑒定有機化合物的能力，用所學的理論知識指導實驗，解決實驗過程中出現的問題，進而在實驗過程中進一步鞏固掌握有機化學理論知識，激發其學習有機化學的興趣，提高其科研水平和創造力。

在近幾年的有機化學實驗教學中，我們發現傳統的教學模式不再能有效的培養學生創新的能力，存在學生對老師和課本有很大的依賴性，缺乏主動思考的現象。由此可見，怎樣發揮學生們的主觀能動性參與到實驗教學中來，這是我們在對實驗改革時需要深思的。在本文中，我們總結了有機化學實驗教學中存在的問題，并就如何有效的改善教學現狀進行了初步探討。

1 有機化學實驗教學現狀分析

有些學生認為實驗課不重要，更看重理論課的學習，而輕視有機化學實驗課，沒有認識到實驗課的重要性，其實實驗課是與理論課緊密聯系在一起的，是培養學生動手能力的重要課程。但是，大部分學生都認為理論知識都已經學過了，原理什么的都清楚了，根本沒有必要浪費時間去動手做實驗，存在眼高手低的現象。而且，大部分學生都存在敷衍了事的現象，想著抓緊時間把步驟做完，根本不注重實驗結果。對實驗數據的處理也不認真，簡單處理完事，存在應付差事的情況。對于有機反應而言，反應步驟復雜，副反應較多，反應條件的微小變化都會對反應產生巨大的影響，一百人做有機反應實驗，可能有一百種反應情況，所以，有機化學實驗課是培養學生科研能力和創新力最有效的實踐課程，一定要引起學生足夠的重視。

目前有機化學實驗教學過程大部分是以教師講授為主，上課老師會詳細的講解實驗目的、實驗原理、實驗步驟和實驗注意事項等[2]。實驗中，都是實驗老師配置好實驗試劑、準備好實驗儀器，學生只需要按照實驗書一步一步做就行了，基本都是進行機械式的操作，最后填寫實驗報告，這樣的教學模式會使學生綜合素質低、創新意識薄弱，更缺乏獨立思考的能力和自己設計實驗的能力。在整個實驗教學過程中，學生都是被動的接受老師講授的和書本上的操作，沒有機會在實驗過程中解決理論課程學習中遇到的疑問，體會不到實驗過程和實驗結果說明的問題和規律，更體會不到實驗帶來的成就感。

實驗的教學手段也很單一，配套的是一塊黑板、一套舊式儀器設備、一本實驗教材，缺乏多媒體等現代化教學手段和先進儀器的使用，有些精密儀器價格昂貴，實驗耗材費和維修費用也較高，基本上僅供老師科研或者研究生教學使用，本科生教學配置量極少，這就導致涉及實驗精密儀器的實驗，會面臨儀器不夠的情況，更甚的是，有些學生可能只能觀摩老師操作儀器，學生自己真正去接觸并且操作儀器的機會很少，實驗結束時，簡單記錄幾個實驗數據，存在渾水摸魚的現象。這樣的教學模式抑制了學生的主動性，學生學習實驗操作技能的效果也欠佳，培養出來的學生科研水平低、創新能力差等。顯然遠遠滿足不了企業、科研單位對人才的需求。

目前的實驗教學內容也需要更新和完善。有機化學實驗的主體內容很多都形成于數十年前，這些實驗項目對學生基本實驗操作技能的訓練和鞏固固然很有效。但是，隨著有機化學基礎理論和知識體系日益增加，實驗技術手段推陳出新，傳統實驗項目的背景知識，已不再能滿足現在培養人才的需要。核磁共振儀、高效液相色譜儀、氣質聯用儀、紅外光譜儀等現代分析檢測儀器也已經日漸普遍，使得用現代儀器監測實驗過程、分析實驗結果變得可行。由此可見，傳統實驗項目的改革勢在必行。

2 有機化學實驗的改革措施

2.1 抓基礎，強化實驗基本操作

“有機化學實驗”通過課堂上基本操作例如重結晶、蒸餾、分餾、回流、萃取、分液等技術的訓練，進而進行較復雜系統的有機物性質實驗、制備、分離、鑒定等，由淺入深、循序漸進的熟悉和掌握實驗技能，培養學生分析問題和解決問題的能力。如果沒有良好的基礎操作為根基，有機化學實驗將無法順利完成，越到后期越將體會到基礎實驗技能的重要性。因此，狠抓基礎操作是有機化學實驗教學中一直重點強調的內容。

為了實現這一培養目標，這就要求在實驗過程中學生必須經過老師的允許才能進行下一步的操作，有了老師的把關，可以避免學生敷衍了事。在巡查過程中，授課老師要時刻檢查學生的實驗操作是否符合規范，要及時糾正；正確處理學生遇到的實驗突發事件，如加熱回流時因溫度過高導致燒瓶中的藥品噴濺、酒精燈中的酒精不足等情況。在實驗過程中，提問學生觀察到的實驗現象，以及產生這種現象的原因，并督促學生及時做好實驗記錄等。為了促使學生們養成實事求是的嚴謹態度，實驗完成后，老師要檢查、校對實驗記錄和實驗結果，合格后才算完成實驗。同時要求做完實驗后，學生一定要將所使用的儀器清洗干凈并整理好，待老師檢查確認才能離開實驗室，養成基本的實驗素養。

具體實驗項目和實驗內容的安排，要考慮到不僅能鞏固學生的基本技能，更能培養學生的創新能力與實踐能力，強調學生要“帶腦子做實驗”，注重培養學生科學思考的能力。所以，老師要讓學生在實驗開始之前一定要先寫好預習報告，否則不能進行實驗。上課過程中，老師可以先進行實驗目的、原理的講解，而實驗步驟則由老師隨機抽學生來演示，出現不規范或錯誤時，老師加以糾正，這樣可以加深學生對實驗步驟和實驗操作的理解。

2.2 多媒體輔助有機化學實驗教學，培養學生學習興趣

多媒體輔助有機化學實驗教學，可以使教學內容形象化、多樣化，也有利于實現個性化教學。多媒體輔助有機化學實驗教學不僅使實驗教學如虎添翼[3]。還可以形象生動的展示實驗現象，使學生能夠直觀的觀察實驗裝置和實驗現象，加深對實驗的了解，起到事半功倍的效果。尤其值得提出的是，在揭示化學反應的微觀實質，展示其形成路徑等方面，多媒體輔助教學都有其獨到之處。因此我們要充分將多媒體等現代教育技術運用到實驗教學中，提高化學實驗教學的質量。

例如：多媒體放映PPT，形象生動的展示實驗過程和實驗現象，避免了手寫黑板的單調，比如加熱回流和蒸餾等操作，通過多媒體把實驗所用儀器、注意事項、安裝和拆卸實驗儀器的順序等一步一步的演示給學生看，然后同學們通過現場操作，進一步掌握加熱回流和蒸餾等實驗操作。這樣的操作過程可以讓學生對化學實驗有直觀的感受，也有助于提高他們對化學實驗的興趣和愛好，增加其探索性和思考性。不僅如此，多媒體輔助化教學還可以向學生演示一些不易操作或者原料毒性較大的實驗，了解更多實驗過程，拓寬學生的知識面?？傊趯嶒灲虒W過程中運用現代教學手段，通過三維動畫、視頻圖像、虛擬現實等手段將實驗操作過程和實驗現象形象生動地展現出來，使學生通過多種感官刺激全方位地獲取豐富的信息，學生對實驗過程和實驗現象觀察得很清楚，這樣他們往往會產生極大的好奇心，進而激發學生自己動手的興趣和求知欲望。

2.3 將現代分析手段引入綜合性實驗，監測跟蹤反應進程

一般地，有機化學實驗中合成實驗占有很大的比例[4]，而合成實驗中學生必須學會跟蹤檢測及后處理，也就是要學會合理運用現代分析手段分析鑒定合成物。實驗教學內容最后一個部分一般都是綜合實驗，即在實驗過程中引入一些大型儀器如質譜、傅立葉紅外光譜儀、紫外可見光譜儀、核磁共振儀等，有利于學生表征其合成的產品。這就要求我們精選實驗項目，保證實驗項目不僅能盡量多的覆蓋學生所學內容，更要使學生盡量多的使用到教師在科研中使用的一些儀器，比如核磁共振儀、旋轉蒸發儀、熔點儀、高效液相色譜、紅外光譜、薄層色譜、紫外燈等。通過使用和了解這些儀器，學生可以認識到核磁共振儀是用來解析化合物結構的；旋轉蒸發儀是旋干有機溶劑必備的，可以用在后處理過程；紅外光譜是用來跟蹤反應或檢測某些含有特定官能團化合物的；薄層色譜是用來跟蹤檢測反應過程的；紫外燈是用來顯色的；這樣的引入不但可以增加學生學習的積極性和好奇心，也能讓學生初步了解現代分析儀器的使用方法，為以后工作或者研究生學習打下堅實的基礎。

例如：薄層色譜TLC是快速分離和定性分析少量物質的一種很重要的實驗技術，也是有機合成實驗必備的一項實驗操作。目前大學有機實驗關于這方面的內容卻很少。在有機實驗中加入用薄層色譜TLC監控反應進程的操作，可以讓學生自己判斷這個反應能否發生，反應進行的程度如何，反應何時結束，而不再是由老師告訴學生反應多長時間來停止反應，這種方式可以避免學生照書或者照黑板做實驗的習慣，讓學生對有機合成反應有一個理性的認識，也有利于啟發學生的思維，提高學生的思維能力和創新能力[5]。因此，用薄層色譜監控反應進程是有機化學實驗的必要操作步驟，也是有機化學實驗教學的重要內容，可在大學有機化學實驗教學中增加薄層色譜的相應操作。

2.4 把科研成果轉化為教學項目，進行“科研啟蒙”教育

現在的大學都是教學、科研并重，大學老師也都是集教學、科研于一身。這就要求高校教師在努力提高自身科研水平的同時也應該讓學生了解一下本專業前沿性的研究方向，讓學生了解更多本專業的發展現狀，從而對他們今后繼續深造或者工作都有一定的幫助。例如可以把科研成果引入教學項目，授課老師帶領學生進行課題研究，培養了學生的實驗能力，同時為特色實驗的開設奠定了基礎。近年來，我系教師在化學不同領域也發表了一系列的高質量科研論文。他們對把科研成果轉化成教學項目也有很大的興趣，在完成基礎教學任務的同時，也培養了科研人才。有些科研成果的實驗技術并不復雜，而且創新思維較強，將其與基礎教學結合起來，就是高質量的實驗教學內容。因此，在實驗教學項目的設置上可以適當增加1～2個與本專業老師科研課題相關的內容。在相應的實驗過程中，教師可以和學生一起探討實驗現象，對于出現的實驗結果，學生可以課后查詢資料，按照自己的理解在實驗報告中進行解釋。這樣形式的基礎教學改革，不僅可以讓學生拓寬知識面，還可以提高學生的創新能力和科研能力。所以，在未來的有機化學實驗教學改革中，我們可以引入教師在研的課題，寓科研于教學中，培養創新型人才。

3 結 語

在本文中，我們指出了高校有機化學教學中存在的一系列問題并探討了相應的解決措施。但是，有機化學實驗是基礎學科，各個高校開設的時間都很長，這就導致教學中存在的問題是長時間累積下來的，要想提高學生對有機實驗學習的積極性，改善有機化學實驗教學中的諸多問題，也不是一蹴而就的事情。目前，我們對有機化學實驗教學的思考與改進也還處于初步探索的過程中，這就要求，今后我們在教學過程中要不斷反思，努力改善教學方法，實現更高的人才培養目標，要時刻關注有機化學實驗教學改革的新動態，探索有機實驗新方法，及時更新實驗課的內容。只有這樣，我們才能保證有機化學實驗教學的質量，才能使學生在熟練掌握實驗技能的前提下，充分發揮主觀能動性和創造性，從而有效提高其分析問題和解決的能力，進而培養出滿足當代社會發展需要的高素質型應用人才。