高校有机化学实验教学改革的研究与实践

朱雪丹 褚 佳 康 洁 张润兰

西安科技大学化学与化工学院 陕西西安 710054

有机化学是化工类专业的一门专业基础课程，由理论教学和实践教学两部分组成。通过有机化学实验教学，学生可以加深和巩固对有机化学基本理论、基本知识的理解，掌握一定的实验技能、研究方法，培养良好的科学工作作风[1-3]。因此，有机化学实验以其特有的实践性和综合性，在化学教学中起着非常重要的作用。21世纪，学生创新意识与创新能力的培养日益受到重视，实验课程教学的重要性越来越突出，寓知识传授、能力培养和素质教育于一体的实验教学成为教学过程中最活跃的环节。

1 有机化学实验教学的特点及现状

有机化学实验具有自组装置多、操作步骤多、异常现象多、精密设备少等特点，实验教学对训练大学生的基本技能和培养科学素养起到重要的作用[4-6]。但是一直以来，有机化学教学存在的一个问题是，实验课被当作理论课的附属品[7]。相对其他实验课程，虽然有机化学实验课程学时较多，但仍无法摆脱“次要”的“从属”地位，造成师生在思想上不重视实验教学，也给实验课程开设带来一些不可忽视的问题。例如：目前有机化学实验课的内容以验证性实验为主，鲜有综合性和设计性实验；教学模式仍是教师照书讲，学生照书做；成绩考核仍以实验报告为主要参考依据，忽视了平时表现的重要性。在这种方式下培养出来的学生，学习主动性差，综合素质低，缺乏创新意识和研究能力。

2 探索新方法，提高学生综合素养

针对实验教学的现状及存在的问题，我们积极主动地从实验内容、实验教学方法、实验习惯养成和考核评价体系入手进行教学改革。

2.1 合理安排实验内容

安排有机化学实验内容应该坚持三个原则：(1)基础知识及操作要按照大纲要求全面覆盖；(2)在学生熟练掌握基本操作之后，增加综合性及设计性实验；(3)实验内容应贴近生活，增加趣味性及环保性。

有机化学实验的内容主要包括基本操作、化合物制备及化合物性质三部分，为了避免各部分单独练习给学生带来枯燥感，我们将实验内容糅合，形成以制备实验为载体，融合各种基本操作和性质实验的课程模式。如在乙酰苯胺的合成实验中，学生既可以在合成过程中练习分馏操作，又可以在提纯粗乙酰苯胺时练习重结晶操作，最后对提纯后的产品进行干燥和熔点测定。又如在正丁醚的制备实验中，学生既可以在合成过程中练习分水器的使用，又可以在正丁醚的提纯过程中练习萃取、蒸馏等操作。经过整合后，每一节实验课都拥有饱满的教学信息量，学生在制备实验中反复训练了基本操作，既提高了学习兴趣又夯实了实验基本技能。

为了提高学生的创新意识和研究能力，我们在学生熟练掌握基本操作技能的基础上，适当增加综合设计性实验。其中包括一些串联实验的设计，即下一步实验所用的原料是上一步实验的产品[8]。例如：由苯甲醛通过坎尼扎罗反应制备了苯甲醇和苯甲酸，苯甲酸又可以继续与乙醇反应制备苯甲酸乙酯。第一步的产率直接影响第二步的产率，而且需要学生根据第一步产品的产量确定第二步中各试剂的用量，这就需要学生在操作过程中非常仔细和认真。这样的实验设计，既节约了药品，又减少污染，保护了环境。通过这种复杂的有机合成实验，学生加深了对各类有机化学反应的机理、各种官能团之间转化的了解，提高了实验综合能力。

由于许多制备实验的产品是合成工业原料的中间体，不贴近生活，造成许多学生对做过的实验记忆不深。为此，我们增加了一些应用性实验以改善这种情况。我们开设了茶叶中提取咖啡因和生姜中提取精油的实验，还增加了冷烫卷发剂巯基乙酸铵等生活中常用化学品的合成实验。学生在实验中表现出非常浓厚的兴趣，学习的主动性大大提高。为了顺应当前高校化学实验室的绿色化管理趋势[9-11]，使实验内容更加绿色环保，我们放弃并改革了一些实验内容，如己二酸的制备，各教材通常给出的是硝酸氧化法，这种方法虽然操作简单，但是反应剧烈且会生成有毒的二氧化氮。通过查阅资料，我们放弃了这种制备方法，改用高锰酸钾氧化法，此法反应温和且无毒无害，符合当前提倡的实验室绿色化的要求。

2.2 应用多媒体课件等先进教学手段并组织课前讨论

传统的实验教学模式，是在正式开始实验之前，先由实验教师以板书和实验课本为载体讲解实验内容，然后学生按照课本给出的步骤“照方抓药”。在这种实验模式下，学生虽然做完了实验，但是并没有对实验形成整体印象。为了打破这种“学生被动接受”的实验模式，我们在正式做实验之前，先通过幻灯片或视频进行实验过程演示，多媒体逼真的画面、鲜艳的色彩，使学生生动直观地观察实验过程与结果，然后组织课堂讨论，使学生对实验中可能出现的问题做好准备，同时检查学生的预习情况。

2.3 严格要求，使学生养成良好的实验习惯

良好的实验习惯是指，实验者在实验过程中不仅具有严谨的科学态度，而且具有良好的科学作风，保证在顺利完成实验的同时，严格遵守实验室的各项规章制度。对学生严格要求，培养其形成良好的实验习惯是实验教学的重要目的。为了达到这一目的，我们将有机化学实验的规章制度进行了细化。例如：新制度规定，迟到超过10分钟者或者未写预习报告者不准做实验；不按照规范取用药品者扣除相应的实验成绩；在实验过程中不允许擅自重做实验；实验完成后，所记录的实验数据和现象要经教师签字验收，弄虚作假者本次实验没有成绩；实验台面及仪器未洗净者不准离开实验室。通过严格要求，学生在实验室的自律性明显提高。近年来，指导毕业生进行毕业论文实验的教师普遍反映，毕业生的实验基本素质有很大提高，这与基础实验课程中对学生的严格要求是分不开的。

2.4 实验单独设课和建立科学的评分体系

长期以来，我校许多实验课是作为理论课的课内实验，没有单独设课，其成绩也是汇入学期末的理论课考试成绩中，仅占总成绩的20%或者更少。自2005年起，我校将包括有机化学实验在内的基本专业基础实验课独立设课，即实验课成绩不再作为期末理论课成绩的增补，而是成为独立的课程成绩，实验课成绩不及格，同样要重修或补考。这就要求学生在思想上重视实验。

实验成绩的评定一般有两点要求[12]：(1)能公平客观地反映学生的实验综合能力；(2)能够提高学生对实验的兴趣，并重视实验和掌握实验规律。对于实验成绩的评定，我们注重平时考核，平时成绩占总成绩的70%，具体分值分布见表1。

表1 有机化学实验平时成绩考核表

实验期末考核成绩占总成绩的30%。期末考试一般采用操作考试和口试问答相结合的形式。操作考试的考题一般设计2～3个综合性较强的实验，学生抽签选择，并在实验过程中口头问答教师提问。本文以溴乙烷的制备为例，具体规定见表2。

表2 有机化学实验操作考试评分细则

上述考核方法，使学生的实验成绩更加客观、准确，有效调动了教与学的积极性，提高了教学效果，充分发挥了教师对教学质量的调控作用。

3 存在的问题和未来的设想

在有机化学实验教学改革中，我们取得了一定的成果。我校学生在陕西省举办的大学化学实验竞赛中取得了优异成绩，一些实验综合能力较好的学生在大三就参加了我校创新实验项目。虽然有机化学实验教学改革仍面临一些实际问题，如师资较少、资金缺乏、设备老化等，但我们将尽量克服。在今后的实验教学工作中，我们应加强对整个实验的合理引导和科学管理，以激发学生求知欲望和探索兴趣，提高他们参与实验的积极性，增强其实践创新能力，从而达到提高学生综合素质的目的。

[1]曾昭琼,曾和平.有机化学实验[M].第三版.北京:高等教育出版社,1999.

[2]石枫,屠树江,王香善.在有机化学及实验教学中培养学生的科研能力[J].大学化学,2009,24(5):38-41.

[3]郑春满,韩喻,谢凯.有机化学实验教学改革与学生创新能力培养的研究[J].高等教育研究学报,2011,34(1):98-100.

[4]江文辉,罗一鸣,唐瑞仁.有机化学实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索,2009,28(12):115-118.

[5]陈绮虹,周锦兰.化学实验教学的创新与学生能力的培养[J].实验室研究与探索,2006,25(11):1429-1432.

[6]赵维武.本科生实践创新能力培养的研究[J].实验技术与管理,2006,23(1):83-85.

[7]张艳君,成泽艳,刘建军.高校有机化学实验教学改革的探索和实践[J].实验室科学,2008,11(1):54-55.

[8]关烨第,葛树丰,李翠娟.小量-半微量有机化学实验[M].北京:北京大学出版社,1999.

[9]孙尔康,高卫,张剑荣.提高环境保护意识,建立绿色化学实验室[J].实验技术与管理,2007,24(11):10,34.

[10]赵永丽,杨德生,王涛.高校基础有机化学实验室的绿色化建设之探讨[J].甘肃联合大学学报:自然科学版,2011,25(6):120-122.

[11]陆婉芳,吴美芳,黄良保.“绿色化”有机化学实验教学实践和探讨[J].实验室研究与探索,2002,21(3):14-18.

[12]张远方.有机化学实验教学改革探讨[J].江汉大学学报:自然科学版,2003,31(1):90-92.