卫生职业教育有机化学实验教学现状及优化策略

蔡楚璇，洪焕然，黄永亮

（1.广东省潮州卫生学校，广东 潮州 521041；2.韩山师范学院，广东 潮州 521041）

我国卫生职业教育以就业为导向，以培养技能型人才为目标，而实验教学是培养学生动手能力和创新能力的重要环节，是职业教育必不可少的组成部分。有机化学实验是新药研发、药物生产、药物检验的重要基础[1]，对培养药学专业技能型人才至关重要。但通过多年调查研究，笔者注意到目前职业教育有机化学实验教学仍然存在一些问题，影响了技能型人才培养目标的实现。为满足新时代社会对药学类专业人才的需求，卫生职业教育必须解决有机化学实验教学存在的问题，深化教学改革。

1 有机化学实验教学存在的问题

1.1 有机化学实验容易造成污染

有机化学实验室使用的试剂多而杂，其中不少试剂会挥发出刺激性或难闻的味道，甚至还有毒性、易燃性和腐蚀性，容易造成“三废”，加剧环境污染。相比其他实验室，有机化学实验室容易因操作不当而产生有害有毒物质，安全隐患大，所以不少学生甚至教师对有机化学实验敬而远之，存有抵触心理。因此，有机化学实验课上学生容易出现早退、旷课现象，个别教师也有意规避此类课程。

1.2 教学方式传统，学生被动接受

目前有机化学实验教学中，由于教师未能充分认识到实验教学在卫生职业教育中的作用，因此把实验课仅当作一般性课堂，授课模式传统单一。一般做法是学生提前预习实验内容，教师在实验课前先“填鸭式”地详细讲解实验原理、目的和具体操作步骤，强调实验中应该注意的问题，然后学生按部就班地依据教师的指示进行实验操作。在整个实验过程中，学生被动接受知识，边看讲义边机械化模仿，过度依赖教材内容和教师讲解。由于学生被动参与，没有注意细节观察和分析，导致观察能力差，只重视结果而轻视过程，只注意实验现象、数据和结论而不探究化学变化的原理及实质。学生不会预测实验可能出现的意外情况从而做好预防措施，而且出现问题不会主动探索解决方案，只会求助教师。这种实验教学模式不利于培养学生对实验过程的观察能力和思考能力，也无法培养学生分析问题、解决问题的实际能力。

1.3 教学内容陈旧，缺乏吸引力

目前中职有机化学实验多为经典实验，主要任务是进行基本操作、普通有机物制备等。由于实验内容单一，脱离学生生活实际，缺乏实用性和趣味性，难以让学生产生浓厚的实验兴趣。另外，有机化学实验多为验证性实验，实验现象和结果学生早已从课本上提前得知，这样的实验难以激发学生思考和创新的动力。做实验时，学生只需按部就班操作便能得出相应结果，就算有所偏差，也会根据课本上的已知结果来修改自己的实验数据。学生缺乏独立思考，容易养成惰性，出现不重视实验原理、实验方法不正确、动手能力差、实验仪器操作不规范等问题。也有部分学生认为实验课仅是理论课的附属，只需记住基本原理和实验结果即可，做不做实验无所谓，对有机化学实验的复杂性和重要性认识不足。

2 有机化学实验教学改革措施

2.1 打造绿色环保实验室，维护师生身心健康

自从绿色化学这一概念在20世纪90年代出现以来，已发展成为科学研究的一个重点课题。绿色化学提倡使用能够保护环境的化学技术，尽量减少或停止使用、生产有害物质，并综合考虑节能、节省资源等因素[2]。有机化学实验中使用的有机溶剂种类繁杂，不少试剂会挥发出令人反感的气味，甚至还有毒性、易燃性和腐蚀性，令学生望而生畏，同时实验经常会产生一些副产物，造成“三废”。另外，还有一些人为因素加重了实验室的环境负担：（1）实验试剂长期保存在实验室，排气设备缺乏导致试剂挥发出的气味难以及时排出，加剧了实验室环境污染；（2）学生由于操作不当导致试剂使用量过大或试剂洒落，使得环境更加糟糕。

为打造绿色化学实验室，减少师生对有机化学实验的疑虑、担忧等消极抵触情绪，提高实验积极性，可以采取以下措施进行改革。

（1）加强实验试剂管理。将实验试剂存放在库房，开展实验时按需领取，平时尽量减少实验室中试剂的存留，杜绝具有挥发性、毒性、易燃性特点的试剂在非试验期间搁置在实验室。

（2）推行系列化实验，加强实验产品的循环利用。在传统有机化学实验教学中，各个实验之间关联不大，无法充分利用实验中得到的产品。这些实验产品的储存和处理不但需要大量人力物力，而且会造成新的污染。为减少实验室废弃物的产生，节约资源，减轻实验污染，必须设计一系列综合实验，让孤立的实验相互联系，把一个反应的产物作为下一个反应的反应物，实现实验的连续化。例如，有条件的实验室在进行乙醇分子内脱水的性质实验时，将乙醇与浓硫酸共热到170℃后发生分子内脱水生成的产物乙烯，进行烯烃的加成反应性质实验——乙烯与溴水或酸性高锰酸钾溶液反应。这样把原本独立的两个实验串联起来，把生成的产物乙烯作为烯烃性质实验的反应物，使得实验得到的产物能充分利用，既减少了废弃物的产生，节省了资源，又使得实验具有连续性和趣味性。

（3）调整实验方案，推行微量、半微量实验。尽管这种实验化学试剂用量少，但效果明显、准确，既可以缩短反应时间，操作方便，提高实验效率，又能减少反应原料，降低能耗，减少废弃物的排放，有利于实验室环境的改善，防止环境污染[3]。

（4）用对环境友好的试剂代替污染大、毒性大的试剂。在满足有机化学实验教学需要的前提下，遵循绿色化学原则，尽可能使用刺激性、毒性和污染较小的试剂供学生进行实验，这样既不影响实验教学，也避免了环境污染。

2.2 采取新型实验教学模式，发挥学生主体作用

传统实验课堂以教师为主角，学生为配角甚至观众。现代新型教学理念要求教师打破传统教学模式，以激发学生学习主动性为目的，而不是以传播书本知识为目的，教师应该把课堂还给学生，只起点拨、指导作用，而不是条分缕析地满堂灌。在有机化学实验课这种实践性很强的课堂上，更应该调动学生主动性和积极性。所以，教学中教师可以让学生参与到演示实验中。相比教师演示，学生自己动手更容易调动积极性，激发学习兴趣。在实验课时不多的情况下，学生会珍惜动手操作的机会，踊跃参加。如果换成教师演示，学生对教师的不规范操作一般不敢指出，而当同伴操作时，他们就没有这样的顾忌，会留心分析同伴操作的准确性和出现的问题。

此外，也可以适当开放实验室，给学生提供独立完成实验的空间。独立进行实验是培养学生实验能力、科学研究精神和科学态度的有效途径。所以，为进一步提高学生学习主动性和创造性，可以让其进行设计性实验或其他自主性实验。自主性实验以学生为中心，以学生自主活动为基础[4]。例如，学生在教师指定实验题目的前提下，自主设计实验方案，选择实验试剂、器材，独立操作实验，分析实验结果，完成实验报告。这样学生会根据自己的学习需要和兴趣，充分发挥主观能动性。教师的作用主要是对学生实验中遇到的难点进行指导和保证学生实验安全，杜绝学生不恰当的实验行为[5]。例如，开展乙酸乙酯的蒸馏及其沸点的测定这一实验，要求学生围绕实验题目设计实验方案。教师提前给出方案设计要求：（1）列出所需仪器，仪器的组装顺序，试剂的用量及相关辅助物品。（2）确定实验步骤，明确实验过程中沸程、沸点的确定以及注意事项。学生根据要求设计方案，在教师监督下在实验室独立完成实验，观察、记录实验现象和数据，探讨解决实验过程中存在的问题。（3）学生处理实验数据，提交实验报告，教师对实验进行总结和评价。这样的实验教学模式改变了传统学生只要按部就班操作便能得出实验结论的现象，学生通过辅导书、网络等查阅资料，设计并完成简单实验，能充分体验实验过程，锻炼思维能力，激发学习积极性、创造性及实验热情[6]。

2.3 构建实验课程新体系，实施多样化的实验模式

传统实验教学中，教师先进行日常实验室安全知识、仪器使用和维护、基本实验操作讲解，然后开展性质实验和合成实验，这些课常通常分开开设，不但造成时间的浪费，而且由于基本操作和性质实验内容比较简单，缺乏创新性，学生感到单调枯燥。因此，可以重新整合实验内容，实施多样化的实验模式。

（1）整合基础实验。将基本操作、性质实验安排到相关合成实验中，提高实验教学的起点，节省实验教学时间。

（2）开展系列化多步反应实验。传统有机化学实验教学往往没有在单个实验之间建立联系，各个实验相互独立，未能形成系统化、系列化的训练模式。因此，通过串联有相互联系的有机实验，将前面进行的实验所得的产品作为后面实验的原料，形成系列化、系统化的多步反应实验，既充分利用了实验时间和原料，减少了材料消耗和环境污染，而且涉及的实验基本操作和理论知识全面，能系统训练学生基本实验技能，锻炼综合实验能力。同时，该模式改变了“照方抓药”的单一实验模式，能调动学生学习积极性，让学生变被动为主动，提高实验课的吸引力。例如，有条件的实验室利用乙烯直接水合制备乙醇实验时，可以将制得的乙醇作为下一反应的反应物，进行醇的性质实验，以及作为乙酸乙酯制备实验中反应物的原料，继而将制成的乙酸乙酯继续用于其性质实验（酯的水解反应、醇解反应等，见图 1）。

图1 乙烯直接水合制备乙醇系列化实验图解

（3）让实验贴近生活。事实证明，与学生生活联系紧密的知识更容易激发他们的学习兴趣。化学实验不是闭门造车，只存在于实验室，而是来自生活，应该回到生活，在现实生活中发挥作用，实现应用价值。所以，有机化学实验应当多一些贴近生活的实验项目，例如，利用鸡蛋中分离出的蛋清进行蛋白质加热变性实验以及蛋白质的盐析实验；在实验室利用草酸将尿液中的尿素形成草酸脲结晶，进而再分离提取出尿素。这些实验展示了有机化学与日常生活的紧密联系，让学生觉得学有所用。同时，教师要鼓励学生平时多注意观察生活，把实验中学到的知识应用于日常生活，通过实践来巩固和拓展知识，提高实际应用能力。

2.4 应用计算机技术

应用计算机技术在卫生职业教育有机化学教学中是一种比较新颖的方法，在我国虽然出现的时间较晚，但发展很快，已经广泛应用到教学中。在有机化学实验教学中应用计算机技术既符合当前教学模式改革的要求，也非常有利于提高有机化学实验教学质量。

（1）微课。微课以视频为主要载体，展现教师围绕某个知识点或教学环节而展开的精彩教与学活动的整个过程，其特点是主题突出、内容具体、多样传播、针对性强[7]。所以，实验教师可以选择性地将一些教学重点和难点内容制作成微课，在实验课前让学生自主观看，也可以由教师加以启发式引导，让学生加深印象。学生自主选择时间和地点观看实验操作视频，对其中的重点、难点可以随时暂停或回放观看，这种不受时空限制的学习不仅能节省教师上课讲解和板书时间，还能充分调动学生学习兴趣和积极性。

（2）虚拟化学实验室。对于耗时较长、毒性较大、污染较严重的有机化学实验，利用计算机仿真实验系统进行实验操作，能把实验过程清晰、直观、逼真地呈现给学生，同时教师加以讲解，既能活跃课堂，有利于学生掌握知识，又能节省原料，降低实验成本，避免“三废”的产生，打消师生对某些有害实验的顾忌[8]。另外，虚拟实验室不受时空和实验材料的限制，学生可以亲自动手完成实验[9]。所以，利用虚拟实验室还可以模拟开展一些由于条件不具备而无法开设的实验，丰富实验内容，开阔学生视野。

3 结语

由以上分析可知，从教学内容、方式和手段方面进行相应的教学改革，能有效解决卫生职业教育有机化学实验教学存在的问题。在绿色化学理念引导下打造健康环保的有机化学实验室，为师生身心健康提供保障；采纳以学生为中心的新型实验教学模式，能够激发学生主动性和积极性，培养自主学习能力和动手能力；通过构建实验课程新体系，提高教学效率，使实验内容更为丰富多样，更有创新性、趣味性和实用性，能系统地锻炼学生的综合实验能力和应用能力；微课、虚拟实验室等计算机技术的引进，使实验教学多元化，突出教学重点和难点，解决了实验教学受时间和实验室条件限制的问题，丰富了实验内容。