高等院校非化學專業有機化學實驗教學改革研究*

孫治堯，范乃英，苗守雷，朱海博

(黑龍江大學 化學化工與材料學院，黑龍江 哈爾濱 150000)

在與化學相關的各高等院校本科專業中，《有機化學》是一門核心專業課程。有機化學實驗既是對有機化學理論課的有效補充，又是培養化學相關專業學生實踐能力的重要環節。對于一些非化學類專業(如農學類、生命科學類等)，國內多數高等學校均開設《有機化學》的專業基礎理論課，相配套地也開設了《有機化學》的基礎實驗課。通過實驗，學生可以掌握有機化學的基本實驗技能，學會有機化合物的合成、分離、提純和分析鑒定等實驗方法，培養觀察實驗現象、解決實際問題、理論與實際相結合的能力。對于化學相關的各專業學生來說，學習《有機化學實驗》可以掌握實驗的基本實驗操作(如實驗裝置的組裝與搭配、分離和提純的操作等)，為其日后進行的本專業實驗和理論學習夯實基礎。

目前，隨著國家與社會對本科教學的重視，特別是對本科生實踐能力的重視，多數與化學相關的高等院校本科專業不僅開設了《有機化學》實驗課，而且都加大了對基礎實驗室的建設。對實驗室進行改造升級，使教學手段更加豐富；對實驗儀器進行升級和更換，使教學水平得到提高；添加洗眼器、危廢處理系統等設施，使實驗室更加安全、環保；在《有機化學實驗》課程設計上也盡量涵蓋有機化學實驗的基本操作。但同時尚存在問題和不足，本文即是在提出目前非化學專業有機化學實驗教學中存在的問題和不足的基礎上，有針對性地提出有機化學實驗教學的具體改革方案。

1 非化學專業有機化學實驗教學存在的問題

1.1 教學內容設置不合理

有機化學實驗在教學中的定位是對有機化學理論課的補充，是為理論課的教學內容提供實踐課堂。對于非化學專業的學生來說，有機化學的理論課是一門基礎課，是日后進一步深入學習專業課的基礎，而有機化學實驗更是日后專業實驗學習的基礎。現階段，很多高校的非化學專業有機化學實驗課程內容設置與化學相關專業課程內容的設置十分相近。在安排實驗項目時，非化學專業有機化學實驗課程只是將化學相關專業有機化學實驗課程中幾個相對復雜和危險的實驗去掉，在學時上比化學相關專業有機化學實驗學時少一些。這會導致兩方面問題：

其一，直接設置經典合成實驗，學生缺乏實驗操作基礎。作為有機化學理論課的補充，有機化學實驗往往注重有機化合物的合成，實驗項目設置一些經典的合成實驗，對于化學類相關專業的學生，可以加深其對有機化學理論課的理解，為其進一步進行化學相關專業的實驗打下良好基礎。但是對于非化學相關專業的學生來說，由于學時等方面的原因，往往還沒有打好基礎操作，就進行一些比較經典的有機合成實驗，這樣并不能起到為學生今后的專業實驗打好基礎的作用，學習效果欠佳。

其二，不設置復雜合成實驗，學生不能全面掌握基礎實驗操作。化學相關專業的學生學習有機化學實驗，一些水汽蒸餾、共沸蒸餾、減壓蒸餾等基本操作是通過某些復雜合成實驗學習的，所以對于化學類相關專業特別是有機化學專業的學生，能夠按照這樣的實驗安排學習到相關實驗操作。而對于非化學類的專業往往會因為學時較少等原因不設置復雜合成實驗，因此往往不能讓學生學會全部的實驗基本操作，更不能為學生日后的專業課實驗打好基礎。

1.2 教學方式使用不當

目前，高等院校無論是對于化學類相關專業的學生，還是非化學類相關專業的學生，大都采用傳統的“預習—聽講—操作—報告”的教學模式，大多數的學生只是先將教材上的實驗內容抄一遍，然后在課堂上聽老師講解，再按部就班進行實驗操作，最后將實驗結果寫在實驗報告上。在這個過程中，學生們往往都是機械地重復書本上的內容和老師講的內容，十分匆忙地做完實驗。學生無法發現自己在實驗中產生的問題，教師在實驗過程中由于學生人數較多，也無法關注到每一個學生產生的問題。這樣一來，學生的實驗能力和思維能力并沒有得到有效的鍛煉。對于非化學專業的學生來說，這種問題尤為突出。由于實驗時間和考核方式的限制，學生往往更加注重實驗的結果，從而忽略了實驗的過程。而對于實驗結果來說，由于實驗室條件和時間的限制，產品的純度等參數無法測量，通常只能通過計算產品的產率或回收率來評價結果。但是，有機化合物的檢測方法對于非化學類專業學生是非常重要的實驗技能，如果不能熟練的掌握，對以后的專業課實驗將會產生不利的影響。因此，有必要對有機化學實驗教學進行改革。

1.3 考核方式過于單一

相對于理論課的考核方式，實驗課的考核方式就顯得尤為單一。大部分高校都是根據學生每次實驗的成績綜合給出最終成績[1]。這帶來了兩方面的負面效應：其一，學生對有機化學實驗課程的不重視。由于沒有期末考試壓力，一些學生往往會輕視實驗課的學習。非化學專業的學生更是如此。在理論課與實驗課、考試與考核、專業課與基礎課的比較中，有機化學實驗課程往往成為這些專業學生最不受重視的課程之一。其二，教師對有機化學實驗教學環節中學生可能暴露出來的實驗操作問題的忽視。在教師給出學生成績的過程中，教師往往也會只看重學生實驗報告的情況，而輕視學生在具體實驗操作過程中所暴露的問題。

1.4 學生重視程度不夠

由于非化學專業學生的有機化學實驗課程一般都開設在學生大學一年級或二年級上學期，這時大部分學生還沒有接觸過專業課實驗。很多學生本能地認為有機化學實驗與他們日后的專業課實驗聯系不密切，關系不大，所以對此門課程的重視程度不高。對于非化學類專業學生來說，有機化學理論課的考核方式一般是閉卷考試，學生要取得好成績必須認真學習和復習，而有機化學實驗的考核成績一般是根據學生在實驗課中的表現和實驗報告的撰寫給出的。一些非化學專業學生在實驗過程中雖然會比較認真，但是經常會流于表面，并不會了解實驗的實質。在課后整理實驗報告的過程中，往往會敷衍了事，甚至會出現抄襲等現象。這是造成此門課程學習效果欠佳的深層原因。

2 對非化學專業有機化學實驗教學改革的建議

2.1 注重實驗基礎操作

相對于化學相關專業的學生，非化學相關專業的學生的有機化學實驗學時較少，并且根據其日后的發展特點，無需做一些比較復雜和困難的合成實驗。可以將有限的學時分配在基礎操作上，比如，各種實驗裝置的組裝與搭配、干燥劑的選擇與使用、分離和提純操作(蒸餾、分餾、水蒸氣蒸餾、減壓蒸餾、重結晶、升華、萃取、簡單過濾、薄層色譜等)。主要以熟知各種玻璃儀器的用途、使用方法、注意事項等為主。在基本操作的基礎上，還要教會學生各種基礎測試，如測定物質折光率、熔點、沸點等。可以將基礎操作與基本測試相結合，比如，蒸餾操作和分餾操作與折光率的測試或沸點測試相結合，重結晶的操作與熔點測定相結合等等。這類基本的操作學生一般都會做的比較好，會獲得純度比較高的產品，通過這些測試學生可以獲得成就感，對于增強學生實驗信心、培養學生實驗興趣多有裨益。

2.2 改革傳統的教學模式

第一，在學生上實驗課之前，運用慕課、微課、雨課堂等網絡教學手段先對實驗目的、實驗原理、在實際中的應用等等方面進行闡述，特別是可以與學生的專業特點相結合，指出該實驗可以應用在學生專業的哪些方面上，用以激發學生的學習興趣。在實際的課堂講授中，如果有條件，教師可以根據自身的科研經歷，結合實驗內容做出闡述[2]。

第二，在實驗課講授的過程中，教師的講課重點應結合本實驗室的特點講解實驗的安全注意事項[3]。在實驗中培養學生的安全意識，讓學生在實驗中親身體會實驗安全常識，為學生日后的專業實驗打好基礎。在學生實際操作的過程中，不要過分地追求實驗的速度，應著重要求學生做好基本實驗操作的工作，糾正學生的錯誤操作。

第三，要注重學生創造力的培養，倡導學生融入實驗，運用實驗理論解決實際問題[4]。化學相關專業的學生做基礎有機化學實驗一般來說都會安排綜合設計性實驗，以提高學生的綜合實驗能力。對于非化學專業的學生來說，更應該運用所學的基礎實驗知識與本專業的實驗相結合[5]。在實際教學中，可以設計與學生專業相關的系列實驗項目，比如，農學相關專業的學生可以設計天然產物的提取與薄層色譜、柱色譜等基礎操作相結合的實驗項目，讓學生設計合成路線，提高專業結合度，培養學生創造力。

2.3 改革傳統的實驗考核模式

作為一門重要的實踐課程，有機化學實驗的考核方式對于考查學生是否真正掌握實踐技能十分重要。根據有機化學實驗的實驗設計，非化學專業的學生經過一學期大約10次的實驗，基本上已經掌握了有機化合物的合成、提純、檢測等基本原理，可以熟練地進行回流、蒸餾、萃取、薄層色譜、折光率測定等基本操作。因此，教師可以設計一個相對安全、實踐內容豐富的有機物合成實驗對學生進行考核。考核可以分成實驗操作和產品檢驗兩部分來對學生進行評價。實驗操作可以將實驗步驟細化，針對學生每一步的操作規范來給出分數。產品檢驗可以根據產品的產率和純度兩方面來考核。教師還可以將學生分成3～5個人一組，每組由一名教師來進行考核。綜合以上兩方面給出實驗考核成績，再根據學生平時的實驗報告成績給出最終成績。為了避免學生對考核的合成實驗不熟悉，可以先通過微課、慕課、虛擬仿真等措施讓學生先預習，再到實驗室中進行實驗考核。這樣不僅可以提高學生對實驗課程的重視程度，而且使實驗成績更加客觀。

3 結語

有機化學實驗是一門實踐性很強的課程，在學生掌握有機化學基本操作技能的前提下，可以培養學生應用有機化學基本原理發現、分析、解決問題的能力。特別是，與非化學專業的學生可以與本專業的實驗相結合，進而提高學生綜合水平，激發學生科研興趣，培養學生科學素養。有機化學實驗應當采取多元化考核方式，這樣不僅可以提高學生對于這門課程的重視程度，還可以增加學生學習這門課程的熱情，達到更好的學習效果。