大学有机化学实验教学的有效路径探究

张 成

（北京师范大学珠海分校，广东 珠海 519000）

有机化学为高校的一门重要课程，重点培养学生的分析能力与操作能力，通过这种方式也能使学生突破化学学习困境，提高自身的综合学习能力。以往教学过程中，多将重点放到学生操作能力的培养方面，使学生进一步深化对理论知识的理解，全面提高自身的综合学习能力。此外，有机化学实验教学中，也要探索新的教育方法，着力于解决当下化学教学中存在的问题，探究新的化学教育思路，全面提升有机化学教学有效性。

一、挖掘有机化学中的思政元素，加强课程思政建设

（一）渗透人本理念

有机化学实验中蕴含很多人本内容，能够激发学生的探究意识，同时也有利于学生创新能力的培养。新时代背景下，要改革以往的化学教学模式，挖掘实验中的人本内容，为课程思政的建设奠定基础。例如，化学有机实验中有很多易燃、易爆和有毒性的气体，对于学生的实验安全造成很大影响。如未改变以往的教学模式，容易使学生陷入实验困境，而且也容易增大实验的危险性。此外，还要结合具体实验情况改进实验方案，采用安全的药品，避免使用高毒、高危药品，为学生创设相对安全的实验环境，使学生正常开展化学实验。当然，也要注重实验操作事项讲解，如引导学生培养良好的实验习惯，不乱倒实验垃圾，在实验前也要检查实验设备的安全性，实验完成后也要做好清洁工作，将试剂瓶放到原来的位置。

（二）渗透知行合一理念

知行合一是著名教育家陶行知先生提出的重要教育理念，其注重认知与行为的统一，对于学生实验操作能力的提升也有重要的引导意义。以化学有机实验为例，虽然每个学生应用的实验设备、试剂种类和实验方法相同，但结果却不尽相同。对此，学生在实验过程中，要养成认真、严谨的实验态度，注重实事求是，仔细观察实验现象，如实记录实验数据，同时还要做好实验结果的分析，通过这种方式也能降低实验安全隐患，培养学生认真、严谨的意识，更好地践行知行合一。

（三）渗透社会责任感

化学有机实验中培养学生的社会责任感尤为必要，从一定程度上看，一些化学药品有剧毒，对人体健康有很大影响。在具体实验教学过程中，要为学生普及基本法律常识，通过这种方式也能增强学生的知法守法意识，使学生能够自觉远离毒品，避免毒品对自己身心健康的侵蚀。例如，在“乙酰苯胺的制备”这一内容教学过程中，这一药物作为合成原料，同时也是毒品的原料。在实验过程中，要让学生查阅这一药品在毒品中的应用，同时还要让学生查阅毒品的危害，通过这种方式也能使学生自觉远离毒品，珍爱生命，进而增强自身的社会责任感。

（四）注重创新意识培养

创新意识的培养是有机化学教学的重要内容，新时代背景下，要改变以往的教学理念，将重心放到学生创新意识的培养方面，通过这种方式也能使学生深度挖掘化学的本质，促进学生学科素养的发展。在有机化学实验教学中，还要引入适合本科教学的最新科研成果，通过这种方式也能使学生接触新的实验方案与方法，逐步提升其创新意识与创新能力，把握化学学习的要领。

（五）宣传化学家优秀事迹

大学有机化学中课程思政建设还可从化学家优秀事迹的引入入手，通过这种方式能使学生深入探究化学反应原理，同时也能深度解析化学家身上刻苦钻研、不怕困难和勇于战胜困难的精神。例如，在教学中可引入屠呦呦教授的案例，使学生了解其提取与测定青蒿素的相关案例，通过这一案例的引入学生也能感受屠呦呦教授身上的求知精神，其不满足现状，通过化学实验的设计探究真理。

（六）渗透绿色发展理念

化学实验教学中，要改变以往的学习理念，在化学中渗透绿色发展理念，通过这种方式也能促进学生身心健康全面发展。在化学有机实验教学过程中，也要引入一些环保知识，如鼓励学生改进实验发展，减少废弃物的产生，同时还要做好尾气处理工作，避免对环境产生较大影响。同时，在实验过程中，还要用低毒、无害的溶剂代替毒性比较大的溶剂。其次，也可鼓励学生将常量实验改变为半微量实验，通过这种方式也能减少废水排放。对于一些需要电炉加热的实验，可用微波炉代替电炉，减少能耗。

（七）研发与日常生活密切相关的实验内容

大学有机化学实验操作过程中，学生可改变以往的学习思路，积极参与到化学实验的研发过程中，研发与日常生活密切相关的实验内容。在此过程中，学生也要认识到化学对社会发展的重要性，同时也要积累更多的化学常识，如胺的酰化反应在有机合成中有重要用途，一级和二级芳胺通常在合成过程中先转化为乙酰基衍生物，从而降低胺对氧化降解的敏感性，这样作为一种保护措施，使其在反应过程中不易被破坏。在“乙酰苯胺的制备及重结晶”实验教学中，可将“氨基保护”这一技术应用到有机化学综合性实验“胃复安药物的制备”过程中，通过上述方式也能拓展学生的视野，使学生对相关知识有更进一步认识，同时也能了解制备技术，对于增强自身专业自豪感也有重要作用。

二、强化教学示范和监督，培养学生良好的操作技能

有机化学实践性比较强，且重在提高学生的实验操作能力。高校有机化学教学中，要改变以往的教学模式，通过讲解、示范和操作引领学生走进化学课堂，进一步提高学生的实践操作能力。在实践操作过程中，给学生指出实验注意事项，通过这种方式也能规范学生的实验动作。同时，也要进行巡回，及时发现学生学习过程中存在的问题，纠正学生错误的动作，提高其操作能力。

（一）掌握常用仪器与装置使用方法

有机化学实验教学过程中，要给学生介绍常用的仪器，同时还要演示具体操作方法，如玻璃仪器、小型机器、磁力搅拌器和电动搅拌器等，避免学生因不熟悉操作知识产生各种安全隐患。

（二）实验前做好仪器检查工作，实验后及时清洗和整理仪器

做好仪器的检查工作尤为必要，通过这种方式也能降低学生操作过程中出现的各种安全隐患。同时，还要做好玻璃仪器的清洁与检查工作，有机化学实验过程中常用的仪器有分液漏斗，在该仪器使用过程中，要做好检漏工作。此外，教学过程中，还要给学生讲述不同玻璃仪器的清洗、干燥与使用方法，通过这种方式也能使学生正常进行实验。实验结束后，也要让学生做好玻璃器皿的清洁工作，最后也要擦拭工作台面，将药品放回原处，通过这种方式也能使学生积累更多的工作经验。

（三）规范实验操作，减少实验安全隐患

以往化学有机实验操作过程中，部分学生未掌握正确的操作方法，导致操作过程中产生了一系列安全隐患。针对这一情况，要进一步规范学生的实验操作，从根源上减少安全隐患。例如，可为学生演示蒸馏、分馏、回流和重结晶常用的装置，同时还要熟练掌握各项操作方法，掌握不同步骤的操作原理，进一步提高自身的操作能力。

（四）做好实验记录，保证实验结果真实有效

做好实验记录是一项重要工作，在化学有机实验教学中，要让学生做好实验记录，细观察、勤记录，同时还要引导学生多思考，在此基础上深入探究问题。学生在具体实验过程中，还要观察与记录实验现象，特别是要观察每步实验操作时出现的现象，同时还要分析原因，从学科角度探究化学学习要领。针对实验中存在的问题，查找出现某一现象的原因，总结实验经验。实验完成后，撰写实验报告，同时还要做好相关标记。从另一个角度来看，培养学生良好的实验习惯也非常重要，通过这种方式也能使学生认识到化学实验的重要性，潜移默化地提高自身的实验能力，做好数据分析的同时探究实验的真理。

三、线上线下混合式教学模式在有机化学实验教学中的应用

混合式模式实现了线上与线下资源的整合，为学生学习化学知识提供了多元化的渠道。对此，要深度解析该种教学方法的优势，并将其应用于有机化学教学中，调动学生的学习兴趣、提高学生的自主学习能力并帮助学生突破难点知识等，助力学生综合能力提升。混合式教学模式在有机化学实验教学中的应用主要从课前、课中与课后三个环节入手，通过这种方式也能联动各个环节，全面提高学生的学习能力，如图1 所示。

图1 混合式教学模式在有机化学实验教学中的应用

（一）课前预习

课前预习能够使学生明确学习重点，同时也辅助学生梳理大致的学习框架，对于学生学习效率的提升有重要帮助。可以说，课前预习是有机化学实验教学质量提升的重要环节，通过预习，学生能够对实验操作有更进一步认识，这种情况下也便于学生更好地分析实验内容，在自主分析过程中逐步提高自身解决实际问题的能力。在课程开展前一周，可以借助微课或者慕课为学生上传有机化学的相关知识，辅助学生完成理论知识的积累，为后续进行相关实验奠定理论基础。预习过程中，学生还要深度思考不同反应的反应机理，同时还要搭建特定的知识框架，做到心中有数。

（二）课中教学

课中教学主要侧重于重难点知识讲解，同时还要引导学生进行相关实验，总结相应的实验原理，同时还要分析实验现象，研究不同现象出现的原因。实际教学过程中，还可为学生布置学习任务，如分液漏斗的使用，学生通过课前观看微课视频了解方程分液漏斗的具体使用方法，课上学习过程中，学生要思考若干问题：分液漏斗主要有什么作用？分液漏斗内部液体分层后，上下层的液体如何倒出？分液漏斗使用后如何处理？如何判断分液漏斗上下层的物质？哪一层是有机物？哪一层是水？学生在课上讨论相关问题后完成用分液漏斗萃取有机物的实验，进而把握分液漏斗的具体使用方法。

（三）课后总结

课后总结阶段重在提高学生对知识的理解与归纳能力。以“正溴丁烷的制备”这一内容为例，学生在课后总结过程中要巩固该实验用到的气体吸收装置，同时还要思考选择哪种吸收剂。该实验中为什么要用到硫酸？如何控制硫酸浓度，采用多少浓度比较合适？为什么？从工业角度来看，制备正溴丁烷时通常用到什么原料？在实际反应过程中是否加入少量水？为什么？实验结束后，学生在清洗粗产品正溴丁烷时油层为什么为红棕色？为什么？出现这种情况应该如何做？学生按照上述思路总结相关问题也能把握有机化学实验重点。总结过程中，学生也可将上述材料整理为电子文档，发送到QQ 群或者其他平台中，其他同学可根据他人总结内容适当补充学习内容，通过这种方式也能突破有机化学实验学习重难点。

四、互动PBL 教学法应用

（一）互动教学法的应用

互动教学法是教学中常用的教学法，该教学方法注重引导学生进行合作，通过小组合作模式也能充分调动学生的学习积极性。课前，为学生布置合理的导学问题，通过这种方式也能使学生步入学习正轨。为了提高学生的学习效率，还可借助互联网推送教学任务，引导学生自主学习，通过这种方式也能拉近学生与课堂之间的距离，对于学生综合学习能力也有重要帮助。例如，在“茶叶中咖啡因的提取与纯化”这一内容为例，课程开展之前，可利用互联网给学生发送学习任务，使学生在任务的导向下开展自主学习活动，通过完成相关任务，学生也能对实验原理有更为深入的认识，同时也能深入思考影响实验失败的原因。学生可以小组形式讨论上述问题，由组长在课上汇报。为了检验学生的预习效果，还可引入多个探究性问题，如让学生思考提取咖啡因时应该加入什么？多数同学都能回答：碳酸钠。紧接着，可以让学生探究碳酸钠的作用是什么？在此基础上，学生还要思考碳酸钠的用量如何控制？同时还要在课上汇报实验成果，通过这种方式也能进一步优化实验方案，提高学生的综合学习能力。

（二）PBL 教学法的应用

PBL 教学模式包括提问、讨论、总结、测试和评价5 个环节，能够使教学内容连为一个整体，对于学生综合学习能力的提升也有重要帮助。课堂预习环节，可结合教学主题为学生布置学习任务，如让学生思考使用二氯甲烷萃取后萃取相的颜色是什么？如果萃取相有其他颜色，原因是什么?实验中有个操作为升华，在这一操作过程中用到了沙浴，如果实验中没有沙浴该如何完成该项操作？实验最后提取的纯咖啡因有什么特征？其熔点为多少？在熔点研究过程中，学生发现咖啡因熔程比较长，这是为什么？学生讨论完成后要归纳总结相关知识点，同时还要对学生的学习效果进行综合评价。最后，学生在课堂总结过程中还要思考多个问题，如每组提纯的咖啡因熔点测定结果有一定的差别，原因是什么?为什么有些组提纯的咖啡因略微发黄，可能在哪个环节出了问题?通过这种方式也能帮助学生更好地巩固相关知识，全面提高学生的学习效率。

五、聚焦微型实验，强化实验教学效果

微型化学实验仪器小巧便捷，能够从一定程度上降低实验的危险性。新时代背景下，聚焦微型化学实验也能调动学生的学习兴趣，学生通过完成相关实验也能提高自身的学习信心。与常规实验相比，微型实验用材简单，且拆解与清洗也比较方便，备受学术界的青睐。例如，有机组合成相关内容讲解过程中，往往用到减压抽滤的方法，也可能用到热过滤这一操作。如果按照常规的实验操作，不仅流程比较繁琐，而且在抽滤过程中也可能出现倒吸的情况。其次，如学生操作不规范也可能导致玻璃器材破碎，影响整个实验操作的进程。而在上述过程中引入微实验能够革除以上弊端，在减压抽滤实验过程中，可更换原有的实验器材，如用洗耳球完成相关操作，不仅简化了操作流程，而且也降低了实验风险。再如，在“乙酸乙酯”或者“乙酰水杨酸”的制备这一实验过程中，微实验的引入减少了实验药品的用量，不仅节约了资源，而且也提高了反应速度。在常规实验过程中，如操作不当可能产生爆炸、烧伤或中毒等事故，而通过微实验的引入大大降低了发生上述风险的概率，大大提高了实验安全性，且对于环境保护也有一定作用。

不管在日常教学还是科研项目研究中，常量实验与微型有机化学实验都发挥着十分重要的作用，前者既揭示了有机化学的内在联系，又能依托自身优势，为微型有机化学实验发展提供良好的助力。同时，微型有机化学实验的开展，能够有效提高实验的优化度和研究的精准度，保证实验结果在误差范围内。推动微型有机化学实验与常量实验的融合发展，既是化学领域发展的大势所趋，也是实现绿色化学理念的根本。为此，该领域专业人员应处理好二者的关系，把握微型有机化学实验的核心内涵，以此推动绿色化学的健康可持续发展。

此外，有机化学教学中也要倡导绿色理念，将微型有机化学实验引入开放性实验中，针对微型有机化学实验的优势及特点，将其与开放性实验进行融合，能够进一步提高实验结果的准确性与可推敲性，也能使研究者始终保持科学、客观的实验思维。例如，在对一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有毒有害气体进行实验时，微型有机化学实验可以在不影响实验结果的前提下，对气体用量进行实时调整，既保证了实验的安全性，又能降低实验副产物对环境的影响。总之，微型有机化学实验是绿色化学的综合体现，在化学实验中渗透该实验模式，不仅凸显了绿色化学的重要地位与核心价值，还能够进一步规范研究者的操作行为，使其树立绿色发展意识。

六、结束语

有机化学实验是大学化学教学中的一项重要内容，新教育背景下，要将有机实验教学放到重要位置，同时，也要引入新型教育理念，如课程思政理念，渗透人本理念、知行合一理念、社会责任感、创新意识和绿色发展理念等多项内容。同时，也要注重学生实践操作技能的提升，为学生讲述常用仪器与装置的使用方法，同时也要引导学生做好仪器检查工作，定期清理与整理仪器，最后也要规范实验操作，减少安全隐患。此外，也要改革教学方法，如引入线上线下混合式教学法、PBL 教学法和微型实验等，使学生从多个角度入手审视化学实验，通过这种方式也能提高自身的操作技能，进一步强化实验教学效果。新教育背景下，也要探索其他教学模式，拉近学生与有机化学实验之间的关系，进而提高其自身的综合学习能力。