淺談我校有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與探索

許海燕　蔣春輝　陸君　鄭紹軍　陳孝云　陸鴻飛

【摘 要】有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新思維的一種與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)模式。本文主要結(jié)合我校的實(shí)際情況，對(duì)有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式進(jìn)行設(shè)計(jì)與探索。開放教學(xué)內(nèi)容主要是在基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將單一的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)優(yōu)化成綜合實(shí)驗(yàn)以及與科研模式內(nèi)容相結(jié)合的研究課題。教學(xué)方式由老師主導(dǎo)轉(zhuǎn)換成學(xué)生主導(dǎo)地位，并要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】有機(jī)化學(xué);開放實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)模式

中圖分類號(hào)： O62-4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）17-0121-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.057

Talking about the Design and Exploration of the Open Experiment Teaching of Organic Chemistry in Our University

XU Hai-yan* JIANG Chun-hui LU Jun ZHENG Shao-jun CHEN Xiao-yun LU Hong-fei

（School of Environment and Chemical Engineering， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang Jiangsu 212003， China）

【Abstract】The open experiment teaching of organic chemistry is a kind of novel teaching mode. It can improve students comprehensive experimental quality and innovative thinking. This paper put forward suggestions to design and explore the content and method of open experiment teaching of organic chemistry from the actual situation of our school. Based on the basic organic chemistry experiment teaching content， the content of the open experiment teaching mainly includes the comprehensive experiments optimized from the single verification experiment and a research topic combined with the content of the scientific research model. The teaching method is transformed the teacher leading role to the students， and requiring the students independently to design and complete the experiment.

【Key words】Organic Chemistry; Open Experiment Teaching; Teaching Mode

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)專業(yè)課程，是有機(jī)化學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中不可或缺的重要組成部分。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅有利于學(xué)生鞏固有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基本原理、理論知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)操作技能，還有助于學(xué)生熟悉相應(yīng)的分析實(shí)驗(yàn)儀器的基本構(gòu)造、工作原理、適用范圍和基本操作，培養(yǎng)學(xué)生解析譜圖的能力。目前常規(guī)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是根據(jù)本學(xué)科專業(yè)教學(xué)大綱，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)講義內(nèi)容做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[1]，這種教學(xué)方式對(duì)于有機(jī)化學(xué)的初學(xué)者是非常重要的，它能夠系統(tǒng)地教會(huì)學(xué)生基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作技能，但是其知識(shí)面窄，創(chuàng)新性不強(qiáng)，不能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情。有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是在掌握基礎(chǔ)有機(jī)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作技能的基礎(chǔ)上，與學(xué)科前沿研究領(lǐng)域相關(guān)研究課題結(jié)合設(shè)計(jì)的，具有新穎性和挑戰(zhàn)性，能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲。同時(shí)，其教學(xué)模式是老師制定開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生自己利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，設(shè)計(jì)并制定具體的實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生處于主導(dǎo)地位。這種模式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，而且可以提高學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、分析和解決實(shí)驗(yàn)問題的能力。本文將結(jié)合我校的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，從開放有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和形式兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)與探索。

1 有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)與探索

1.1 有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合

由于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)有限，我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中制定的制備實(shí)驗(yàn)大都是單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如苯乙酮的制備，溴乙烷的制備以及格式試劑的制備。有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以在基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行優(yōu)化組合，設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)。例如2-苯基-2-丁醇的制備（圖1），可有效地將傅克烷基化反應(yīng)、取代反應(yīng)以及格式反應(yīng)巧妙地組合成在一起，進(jìn)一步地鍛煉學(xué)生的萃取、蒸餾、重結(jié)晶、薄層色譜以及柱層析等基本實(shí)驗(yàn)操作，鞏固了基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理。同時(shí)，該課題的設(shè)計(jì)研究也巧妙地融合了現(xiàn)代有機(jī)波譜分析課程，學(xué)生需要先根據(jù)相應(yīng)的譜圖解析，確定每步反應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)正確性以及產(chǎn)物純度，然后進(jìn)行下一步反應(yīng)。通過綜合實(shí)驗(yàn)的合成訓(xùn)練，讓學(xué)生對(duì)化合物的制備有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)過程[2]。

1.2 有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教師科研項(xiàng)目對(duì)接

現(xiàn)代高校老師考核不僅要完成規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，而且需要完成相應(yīng)的科研項(xiàng)目。有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以與教師的科研項(xiàng)目對(duì)接。一方面科研項(xiàng)目涉及的內(nèi)容豐富，綜合性強(qiáng)，有利于提高學(xué)生的綜合科研素質(zhì)[3]。另一方面，教師對(duì)自己研究的課題和學(xué)生的基本能力有全面的了解，給出的開放性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可行性比較高、難度適中，有利于提高學(xué)生的積極性和成就感。

1.3 有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與企業(yè)難題相結(jié)合

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人才競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈?，F(xiàn)代化工企業(yè)招生希望應(yīng)屆畢業(yè)生能夠有相關(guān)的研究經(jīng)驗(yàn)，能夠在短時(shí)間內(nèi)上崗工作。因此，我校應(yīng)鼓勵(lì)和支持有機(jī)教研組的老師與當(dāng)?shù)氐幕て髽I(yè)接觸，深入了解企業(yè)生產(chǎn)過程。同時(shí)結(jié)合自己的專業(yè)知識(shí)和我校的實(shí)際科研平臺(tái)，設(shè)計(jì)并制定相關(guān)的研究性課題，作為有機(jī)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)并輔助學(xué)生解決企業(yè)的技術(shù)難題，讓學(xué)生提前接觸現(xiàn)代化工企業(yè)研發(fā)的完整程序，增強(qiáng)未來就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

2 有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)與探索

由于我校實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)、教師資源等限制，全面推廣有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本比較大[4]。根據(jù)我校實(shí)際情況，應(yīng)推行階段性和選擇性的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如可以開設(shè)暑期班有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究。學(xué)院提前公布該學(xué)期有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)研究課題并組織相關(guān)老師介紹各自研究課題的研究背景及意義，學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇研究課題，或自愿組成的研究團(tuán)隊(duì)。在整個(gè)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，老師負(fù)責(zé)引領(lǐng)和指導(dǎo)，學(xué)生個(gè)人或者團(tuán)隊(duì)需獨(dú)立地完成整個(gè)開放實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容。

2.1 文獻(xiàn)查閱，設(shè)計(jì)可行性實(shí)驗(yàn)方案

根據(jù)課題選擇分組，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)自己選擇的研究課題，進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，進(jìn)一步地了解該開放性實(shí)驗(yàn)課題的研究進(jìn)展，并以PPT的形式制定出可行性報(bào)告。指導(dǎo)老師組織小組同學(xué)進(jìn)行匯報(bào)，交流與討論，選擇并確定最終的可行性實(shí)驗(yàn)方案。

2.2 老師指導(dǎo)，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)

學(xué)生們根據(jù)最佳實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行分工協(xié)作。如前文所述，由于老師精力有限，在此教學(xué)過程中，可以邀請(qǐng)本課題組的高年級(jí)研究生進(jìn)行輔助指導(dǎo)，保證在實(shí)驗(yàn)過程中能夠及時(shí)糾正實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤，以及幫助學(xué)生分析并解決實(shí)驗(yàn)中遇到的具體問題。其次，引導(dǎo)學(xué)生正確面對(duì)失敗的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并在其過程中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，完善實(shí)驗(yàn)方案。在具體實(shí)驗(yàn)過程中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題以及解決問題的能力。

2.3 總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)整理原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，學(xué)生需要結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論總結(jié)影響實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素，并以PPT的形式進(jìn)行口頭匯報(bào)，然后討論修改，最終以科研論文的形式提交開放有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.4 開放實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定優(yōu)化

開放實(shí)驗(yàn)的目的是激發(fā)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)與探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)課題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。因此，開放實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定應(yīng)綜合開放實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，著重考察文獻(xiàn)查閱是否具有系統(tǒng)性，實(shí)驗(yàn)方案是否具有創(chuàng)新性，分析解決實(shí)驗(yàn)問題能力以及對(duì)待開放實(shí)驗(yàn)的態(tài)度。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性是開放實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定的加分項(xiàng)。

2.5 組織學(xué)生去工廠體驗(yàn)

對(duì)于企業(yè)技術(shù)難題研究項(xiàng)目的研究小組，可以由我院領(lǐng)導(dǎo)出面組織去相關(guān)的化工企業(yè)進(jìn)行駐廠參觀學(xué)習(xí)一周，了解自己實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的來源，為什么需要優(yōu)化改進(jìn)，改進(jìn)后能夠獲得什么利益，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，真正地將產(chǎn)、學(xué)、研連成一體，達(dá)到教學(xué)目的。

總之，以綜合實(shí)驗(yàn)或者科研模式開展的有機(jī)化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)是一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，一方面可以鍛煉和鞏固學(xué)生的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)操作技能以及有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的原理和知識(shí)，另一方面科研培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合科研素質(zhì)。開放有機(jī)實(shí)驗(yàn)最明顯的效果是可以有效地提高本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高他們將來在化學(xué)競(jìng)賽，繼續(xù)學(xué)習(xí)和工作中的競(jìng)爭(zhēng)力。建立與有機(jī)化學(xué)學(xué)科前沿研究領(lǐng)域相結(jié)合且不斷創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是現(xiàn)代高效教育改革的主要方向之一，符合化學(xué)學(xué)科發(fā)展要求。

【參考文獻(xiàn)】

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