高校有機化學實驗教學改革研究與探索

王 龍，朝 飛，李永雙，李德瑩，陳衛(wèi)豐，胡為民，李德江

(三峽大學材料與化工學院，湖北 宜昌 443002)

有機化學是一門實踐性很強的理工科基礎學科，因此在高校相關專業(yè)中普遍開設了有機化學實驗課程，與有機化學教學同步進行。通過有機化學實驗可以促進學生對理論知識的理解，培養(yǎng)學生利用理論知識解決實際問題的能力。然而，目前在有機化學實驗教學過程中暴露出來諸多問題尚未得到良好、有效的解決。例如，教學內(nèi)容的冗長與不斷壓縮的學時之間的矛盾；學生在實驗過程中的許多操作過程不合規(guī)范；教學方式枯燥乏味導致學生被動接收，缺乏學習積極性；實驗過后"三廢"造成環(huán)境污染等。為解決這些問題，我們課題組一直在不斷探索改進，在此分享我們的一點心得。

1 實驗教學內(nèi)容的改革

1.1 教學內(nèi)容的重組與融合

目前，有機化學實驗教材內(nèi)容依舊較為陳舊，與現(xiàn)實生活結合不緊密。有調(diào)查顯示，學生對于貼近生活的實驗更感興趣[1]。俗話說，興趣是最好的老師，由此可見設計貼近實際生活的實驗內(nèi)容是很有必要的。以色譜法的教學為例，教材中薄層色譜實驗內(nèi)容為偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離，根據(jù)Rf值來分離鑒別不同色素。由于對偶氮苯和蘇丹Ⅲ并不熟悉，學生對此部分內(nèi)容并沒有表現(xiàn)出強烈的興趣；并且偶氮苯是有低毒性的，且對水體污染較大；而蘇丹Ⅲ對人體肝腎也具有明顯毒性。我們對此部分教學內(nèi)容進行改革，在不改變基本教學大綱的基礎下，將該實驗與菠菜色素的提取和色素分離[2]。通過這一改動，學生的興趣被充分調(diào)動起來；另外，實驗原料換成菠菜葉后，大大降低了對環(huán)境的影響；同時，將兩節(jié)課的內(nèi)容融合到一節(jié)課中，減少了學時。

1.2 有機實驗的綠色化

除了通過調(diào)整實驗內(nèi)容提高學生學習的積極性之外，通過對實驗的綠色化，不僅有益師生的身體健康，也顯著改變了學生對有機化學實驗的“有毒”、“有害”的不良印象，同時培養(yǎng)了學生的綠色化學和環(huán)保意識[3]。實驗的綠色化，在于盡可能采用無毒無害的原料、催化劑和溶劑，上面提到的用菠菜葉中色素的分離替換原本的偶氮苯和蘇丹Ⅲ的分離的實驗，就是典型的有機實驗綠色化的體現(xiàn)。再比如，用“1-溴丁烷的制備”代替“溴苯的制備”實驗，避開或減少使用苯、溴等毒性較大的試劑。對于一些無法更換原料的實驗，應當嘗試減小實驗規(guī)模，爭取以最少的消耗完成教學目標。在實驗過程中，應遵循綠色化學的“5R”原則，即減量(reduce),重復使用(reuse)，拒用(rejection)，回收(recycling)，再生(regeneration)。

2 實驗教學方式的探索

2.1 使用多媒體輔助教學

采用多媒體輔助教學的方法有諸多益處。首先，將部分使用或產(chǎn)生高毒副作用的教學實驗改用多媒體演示進行，可以減少有毒有害的物質(zhì)對學生的侵害[4]。其次，通過學生自己預習教材往往不能達到預期效果，學生很難掌握整個實驗過程，無法把握一些關鍵的操作，導致實驗失敗。俗話說，磨刀不誤砍柴工，在實驗開始之前，通過多媒體視頻或者動畫演示，學生很容易就抓住其中的一些關鍵步驟和需要注意的事項，例如藥品添加順序、反應參數(shù)控制等，實驗結束時大部分學生都能成功完成實驗，提高了實驗效率，并且部分學生還提出了自己的想法，說明學生在主動思考，尋求新的解決方法，這有利于學生創(chuàng)新思想的培養(yǎng)。同時，實驗之前的視頻或動畫演示，也生動了課堂，使學生克服了畏難情緒。

2.2 注重實驗操作能力的培養(yǎng)

通過近幾年的觀察，我們發(fā)現(xiàn)學生普遍存在以下問題：實驗操作不規(guī)范，實驗態(tài)度不嚴謹，總結反思不深刻。為解決這些問題，我們不斷嘗試，摸索出了切實可行的解決方式。為了提高學生的實驗操作能力，在學生親自動手操作的實驗中，需

要細分實驗步驟，將實驗分成一個個單元操作，向學生講述各單元操作的規(guī)范操作方式，引導學生思考為什么要這樣操作，例如取用藥品時怎樣操作才能防止藥品污染，萃取過程中如何防止溶液乳化等。并在最終的考核中制定詳細的評分細則，根據(jù)學生的實際操作規(guī)范程度評分[5]。通過課堂上的觀察以及與學生的溝通我們了解到，學生在實驗過程中存在一些比較隨意的行為，例如藥品用量不精確，通過肉眼觀察或者估計等取樣；為了呈交"成功"的實驗結果，存在拼湊、偽造實驗數(shù)據(jù)等現(xiàn)象。為培養(yǎng)學生良好的實驗習慣與嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，我們需要不過分重視實驗結果，而是強調(diào)實驗過程的細心嚴謹，才能引導學生思考，學會從試驗的過程去推測產(chǎn)生該結果的原因，這樣才能有所收獲，并培養(yǎng)出學生做科研工作所必須的嚴謹?shù)膽B(tài)度?？梢砸髮W生將在實驗過程中記錄的原始數(shù)據(jù)當堂交給老師審閱并簽字，以此督促學生細心操作，如實記錄實驗?？偨Y反思的基礎在于規(guī)范操作并詳實記錄實驗過程，所以實驗過程的嚴謹也是為總結反思做準備的。為了能夠深入總結反思，學生需要提交一份規(guī)范的實驗報告[6]。要求學生按實際操作分步記錄實驗過程，而不是照搬照抄課本中的內(nèi)容?？梢砸髮W生在實驗報告上粘貼由老師簽字的原始試驗記錄。在實驗報告的最后，要求學生根據(jù)實驗過程和結果的記錄反思總結，若能提出自己的思想可以獲得額外加分。

3 結語

有機化學實驗是化學、化工、制藥等相關學科的重要專業(yè)基礎課程，開設此課程的目標在于培養(yǎng)學生的動手操作能力，科研創(chuàng)新能力等。隨著有機化學的發(fā)展，有機化學實驗課程的教學也需要順應時代做出相應改革。我們根據(jù)課時的劃分對實驗教學內(nèi)容做了相應調(diào)整，對實驗內(nèi)容進行了重組與融合，充分調(diào)動學生學習的積極性；針對目前環(huán)保問題的迫切性引入了有機化學綠色化的思想，培養(yǎng)學生的社會責任感。另外，在有機化學實驗課程中引入多媒體輔助教學，幫助學生更加高效的學習，同時降低實驗過程中對學生健康的危害；針對學生的實驗操作能力不足、實驗態(tài)度不嚴謹?shù)葐栴}探索研究，實施平時成績實驗操作評分、實驗記錄當堂交由老師簽字的方法，以提高學生的實驗操作能力和改善學生的科研態(tài)度。

[1] 趙瑛祁,王馨瑤,丁洪生 ，等. 分析化學實驗教學現(xiàn)狀及改革發(fā)展新思路[J].實驗室科學,2016,19(6):149-151.

[2] 李好祥,馮軼雪.菠菜色素的提取與分離[J]. 太原師范學院學報(自然科學版),2004,3(3):64-66.

[3] 易 兵,譚正德,黨麗敏 ,等. 微型有機化學實驗的綠色化教學淺探[J].實驗室研究與探索,2011,30(10):139-141.

[4] 刁小瓊,毛 璞,楊亮茹.有機化學實驗教學模式改革研究[J].廣州化工,2016,44(1):202-203.

[5] 蘇文莉.有機化學實驗教學改革的探索與實踐[J].科教文匯,2014(285):45-46.

[6] 張紅素，袁茂林,鄭志明.基礎有機化學實驗教學改革的思考與實踐[J].實驗科學與技術,2015,13(6):113-115.

(本文文獻格式：王龍，朝飛，李永雙，等.高校有機化學實驗教學改革研究與探索[J].山東化工，2018，47(02)：131，134.)