高校有机化学实验教学改革的初探

高惠惠

(安徽农业大学理学院，安徽 合肥 230036)

有机化学是化学领域的一个重要分支，也是以实验为基础的一门学科[1]。有机化学实验也是化学类专业学生基础教学的重要组成部分。在有机化学实验过程中，学生不仅可以掌握有机化学实验的基本操作，还可以逐渐形成制备、分离、纯化和鉴定有机化合物的能力，用所学的理论知识指导实验，解决实验过程中出现的问题，进而在实验过程中进一步巩固掌握有机化学理论知识，激发其学习有机化学的兴趣，提高其科研水平和创造力。

在近几年的有机化学实验教学中，我们发现传统的教学模式不再能有效的培养学生创新的能力，存在学生对老师和课本有很大的依赖性，缺乏主动思考的现象。由此可见，怎样发挥学生们的主观能动性参与到实验教学中来，这是我们在对实验改革时需要深思的。在本文中，我们总结了有机化学实验教学中存在的问题，并就如何有效的改善教学现状进行了初步探讨。

1 有机化学实验教学现状分析

有些学生认为实验课不重要，更看重理论课的学习，而轻视有机化学实验课，没有认识到实验课的重要性，其实实验课是与理论课紧密联系在一起的，是培养学生动手能力的重要课程。但是，大部分学生都认为理论知识都已经学过了，原理什么的都清楚了，根本没有必要浪费时间去动手做实验，存在眼高手低的现象。而且，大部分学生都存在敷衍了事的现象，想着抓紧时间把步骤做完，根本不注重实验结果。对实验数据的处理也不认真，简单处理完事，存在应付差事的情况。对于有机反应而言，反应步骤复杂，副反应较多，反应条件的微小变化都会对反应产生巨大的影响，一百人做有机反应实验，可能有一百种反应情况，所以，有机化学实验课是培养学生科研能力和创新力最有效的实践课程，一定要引起学生足够的重视。

目前有机化学实验教学过程大部分是以教师讲授为主，上课老师会详细的讲解实验目的、实验原理、实验步骤和实验注意事项等[2]。实验中，都是实验老师配置好实验试剂、准备好实验仪器，学生只需要按照实验书一步一步做就行了，基本都是进行机械式的操作，最后填写实验报告，这样的教学模式会使学生综合素质低、创新意识薄弱，更缺乏独立思考的能力和自己设计实验的能力。在整个实验教学过程中，学生都是被动的接受老师讲授的和书本上的操作，没有机会在实验过程中解决理论课程学习中遇到的疑问，体会不到实验过程和实验结果说明的问题和规律，更体会不到实验带来的成就感。

实验的教学手段也很单一，配套的是一块黑板、一套旧式仪器设备、一本实验教材，缺乏多媒体等现代化教学手段和先进仪器的使用，有些精密仪器价格昂贵，实验耗材费和维修费用也较高，基本上仅供老师科研或者研究生教学使用，本科生教学配置量极少，这就导致涉及实验精密仪器的实验，会面临仪器不够的情况，更甚的是，有些学生可能只能观摩老师操作仪器，学生自己真正去接触并且操作仪器的机会很少，实验结束时，简单记录几个实验数据，存在浑水摸鱼的现象。这样的教学模式抑制了学生的主动性，学生学习实验操作技能的效果也欠佳，培养出来的学生科研水平低、创新能力差等。显然远远满足不了企业、科研单位对人才的需求。

目前的实验教学内容也需要更新和完善。有机化学实验的主体内容很多都形成于数十年前，这些实验项目对学生基本实验操作技能的训练和巩固固然很有效。但是，随着有机化学基础理论和知识体系日益增加，实验技术手段推陈出新，传统实验项目的背景知识，已不再能满足现在培养人才的需要。核磁共振仪、高效液相色谱仪、气质联用仪、红外光谱仪等现代分析检测仪器也已经日渐普遍，使得用现代仪器监测实验过程、分析实验结果变得可行。由此可见，传统实验项目的改革势在必行。

2 有机化学实验的改革措施

2.1 抓基础，强化实验基本操作

“有机化学实验”通过课堂上基本操作例如重结晶、蒸馏、分馏、回流、萃取、分液等技术的训练，进而进行较复杂系统的有机物性质实验、制备、分离、鉴定等，由浅入深、循序渐进的熟悉和掌握实验技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。如果没有良好的基础操作为根基，有机化学实验将无法顺利完成，越到后期越将体会到基础实验技能的重要性。因此，狠抓基础操作是有机化学实验教学中一直重点强调的内容。

为了实现这一培养目标，这就要求在实验过程中学生必须经过老师的允许才能进行下一步的操作，有了老师的把关，可以避免学生敷衍了事。在巡查过程中，授课老师要时刻检查学生的实验操作是否符合规范，要及时纠正；正确处理学生遇到的实验突发事件，如加热回流时因温度过高导致烧瓶中的药品喷溅、酒精灯中的酒精不足等情况。在实验过程中，提问学生观察到的实验现象，以及产生这种现象的原因，并督促学生及时做好实验记录等。为了促使学生们养成实事求是的严谨态度，实验完成后，老师要检查、校对实验记录和实验结果，合格后才算完成实验。同时要求做完实验后，学生一定要将所使用的仪器清洗干净并整理好，待老师检查确认才能离开实验室，养成基本的实验素养。

具体实验项目和实验内容的安排，要考虑到不仅能巩固学生的基本技能，更能培养学生的创新能力与实践能力，强调学生要“带脑子做实验”，注重培养学生科学思考的能力。所以，老师要让学生在实验开始之前一定要先写好预习报告，否则不能进行实验。上课过程中，老师可以先进行实验目的、原理的讲解，而实验步骤则由老师随机抽学生来演示，出现不规范或错误时，老师加以纠正，这样可以加深学生对实验步骤和实验操作的理解。

2.2 多媒体辅助有机化学实验教学，培养学生学习兴趣

多媒体辅助有机化学实验教学，可以使教学内容形象化、多样化，也有利于实现个性化教学。多媒体辅助有机化学实验教学不仅使实验教学如虎添翼[3]。还可以形象生动的展示实验现象，使学生能够直观的观察实验装置和实验现象，加深对实验的了解，起到事半功倍的效果。尤其值得提出的是，在揭示化学反应的微观实质，展示其形成路径等方面，多媒体辅助教学都有其独到之处。因此我们要充分将多媒体等现代教育技术运用到实验教学中，提高化学实验教学的质量。

例如：多媒体放映PPT，形象生动的展示实验过程和实验现象，避免了手写黑板的单调，比如加热回流和蒸馏等操作，通过多媒体把实验所用仪器、注意事项、安装和拆卸实验仪器的顺序等一步一步的演示给学生看，然后同学们通过现场操作，进一步掌握加热回流和蒸馏等实验操作。这样的操作过程可以让学生对化学实验有直观的感受，也有助于提高他们对化学实验的兴趣和爱好，增加其探索性和思考性。不仅如此，多媒体辅助化教学还可以向学生演示一些不易操作或者原料毒性较大的实验，了解更多实验过程，拓宽学生的知识面。总之，在实验教学过程中运用现代教学手段，通过三维动画、视频图像、虚拟现实等手段将实验操作过程和实验现象形象生动地展现出来，使学生通过多种感官刺激全方位地获取丰富的信息，学生对实验过程和实验现象观察得很清楚，这样他们往往会产生极大的好奇心，进而激发学生自己动手的兴趣和求知欲望。

2.3 将现代分析手段引入综合性实验，监测跟踪反应进程

一般地，有机化学实验中合成实验占有很大的比例[4]，而合成实验中学生必须学会跟踪检测及后处理，也就是要学会合理运用现代分析手段分析鉴定合成物。实验教学内容最后一个部分一般都是综合实验，即在实验过程中引入一些大型仪器如质谱、傅立叶红外光谱仪、紫外可见光谱仪、核磁共振仪等，有利于学生表征其合成的产品。这就要求我们精选实验项目，保证实验项目不仅能尽量多的覆盖学生所学内容，更要使学生尽量多的使用到教师在科研中使用的一些仪器，比如核磁共振仪、旋转蒸发仪、熔点仪、高效液相色谱、红外光谱、薄层色谱、紫外灯等。通过使用和了解这些仪器，学生可以认识到核磁共振仪是用来解析化合物结构的；旋转蒸发仪是旋干有机溶剂必备的，可以用在后处理过程；红外光谱是用来跟踪反应或检测某些含有特定官能团化合物的；薄层色谱是用来跟踪检测反应过程的；紫外灯是用来显色的；这样的引入不但可以增加学生学习的积极性和好奇心，也能让学生初步了解现代分析仪器的使用方法，为以后工作或者研究生学习打下坚实的基础。

例如：薄层色谱TLC是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术，也是有机合成实验必备的一项实验操作。目前大学有机实验关于这方面的内容却很少。在有机实验中加入用薄层色谱TLC监控反应进程的操作，可以让学生自己判断这个反应能否发生，反应进行的程度如何，反应何时结束，而不再是由老师告诉学生反应多长时间来停止反应，这种方式可以避免学生照书或者照黑板做实验的习惯，让学生对有机合成反应有一个理性的认识，也有利于启发学生的思维，提高学生的思维能力和创新能力[5]。因此，用薄层色谱监控反应进程是有机化学实验的必要操作步骤，也是有机化学实验教学的重要内容，可在大学有机化学实验教学中增加薄层色谱的相应操作。

2.4 把科研成果转化为教学项目，进行“科研启蒙”教育

现在的大学都是教学、科研并重，大学老师也都是集教学、科研于一身。这就要求高校教师在努力提高自身科研水平的同时也应该让学生了解一下本专业前沿性的研究方向，让学生了解更多本专业的发展现状，从而对他们今后继续深造或者工作都有一定的帮助。例如可以把科研成果引入教学项目，授课老师带领学生进行课题研究，培养了学生的实验能力，同时为特色实验的开设奠定了基础。近年来，我系教师在化学不同领域也发表了一系列的高质量科研论文。他们对把科研成果转化成教学项目也有很大的兴趣，在完成基础教学任务的同时，也培养了科研人才。有些科研成果的实验技术并不复杂，而且创新思维较强，将其与基础教学结合起来，就是高质量的实验教学内容。因此，在实验教学项目的设置上可以适当增加1～2个与本专业老师科研课题相关的内容。在相应的实验过程中，教师可以和学生一起探讨实验现象，对于出现的实验结果，学生可以课后查询资料，按照自己的理解在实验报告中进行解释。这样形式的基础教学改革，不仅可以让学生拓宽知识面，还可以提高学生的创新能力和科研能力。所以，在未来的有机化学实验教学改革中，我们可以引入教师在研的课题，寓科研于教学中，培养创新型人才。

3 结 语

在本文中，我们指出了高校有机化学教学中存在的一系列问题并探讨了相应的解决措施。但是，有机化学实验是基础学科，各个高校开设的时间都很长，这就导致教学中存在的问题是长时间累积下来的，要想提高学生对有机实验学习的积极性，改善有机化学实验教学中的诸多问题，也不是一蹴而就的事情。目前，我们对有机化学实验教学的思考与改进也还处于初步探索的过程中，这就要求，今后我们在教学过程中要不断反思，努力改善教学方法，实现更高的人才培养目标，要时刻关注有机化学实验教学改革的新动态，探索有机实验新方法，及时更新实验课的内容。只有这样，我们才能保证有机化学实验教学的质量，才能使学生在熟练掌握实验技能的前提下，充分发挥主观能动性和创造性，从而有效提高其分析问题和解决的能力，进而培养出满足当代社会发展需要的高素质型应用人才。