师范院校有机化学实验教学改革探讨

颜世娜 孙 敏 许丽荣 孙学军 赵育磊

（曲阜师范大学化学与化工学院，山东 曲阜 273165）

0 引言

《中华人民共和国高等教育法》规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”，在《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中也强调：“高等教育要重视培养学生的创新能力、实践能力和创业精神，普遍提高大学生的人文素质和科学素质。”而有机化学实验是一门高等师范院校材料、制药、化工、化学、等相关专业必修的实验课程，内容丰富，可以帮助学生验证基本理论，掌握有机物的分离、合成、纯化、鉴别等基本操作。该课程还能够训练学生的动手操作能力、观察能力、分析问题能力、逻辑思考能力等，对培养学生的好奇心、创造力意义重大。

1 传统有机实验教学的现状

传统实验教学是以教师为中心、以传授知识为主的“填鸭式”教学模式，教学内容缺乏趣味，教学方式单一，学生主动参与少，缺乏思考和判断，动脑、动手和创新能力得不到有效的锻炼，教学效果差。学生实验操作能力差异比较大，部分同学照搬实验步骤，不重视实验原理，缺乏理论指导操作的意识，对仪器设备不求甚解，实验报告缺乏文献查阅，没有全部记录操作过程及现象，不能深入探讨实验得失，不能领会复杂步骤的目的和作用，导致连续操作失误，更容易带来实验隐患，甚至危及人身安全。部分高校受到实验条件的限制，学生感兴趣的经典实验和创新性实验都无法开设。以上情况严重影响了教学目标的完成，不利于学生科研素养的培养，因此，实验内容和教学模式都需要完善和改革[1-3]。

徐光宪[4]曾经说过，要把化学实验“生龙活虎、立体多维”的特点向学生展示出来，激发学习兴趣，启迪他们的创新思维。随着数字化校园建设的不断推进，网络教学已经成为教育界研究和关注的热点，是高校教育教学改革的重要领域。多媒体和交互式等信息技术可以形象直观的展示实验教学内容，MOOC、雨课堂、腾讯课堂等在线学习教育平台，具有即时性、互动性、开放性、高效性等特点。鉴于此，结合多年的教学经验，提出了将实验教学与网络教学相结合的策略，增强了实验过程中的互动讨论，实现了教学辅导的个性化和教学评价的快捷化，提高了学生的自主学习能力和创新能力，激发了学生的学习热情，因而一直受到广大教育工作者的青睐。

2 实验教学改革路径

2.1 实验教学模式改革

有机化学实验是山东省精品课程，该网站上有丰富多彩的教学内容，能保证教师的授课质量和学生的学习效果。2020年上半年，学校根据教务系统课程表安排线上教学，积极开展“停课不停学”，用网络平台进行正常教学。为保证在线学习与线下课堂教学效果同质等效，提高学生的学科核心素养，有机实验教学均是20 人一组的小班上课。首先建立多个QQ 群，建立在线答疑和交流系统，发放学生学习任务列表，设置预习测试环节，借鉴“翻转课堂”的思路，充分利用各种在线实验资源，深入挖掘教材的知识点与实际应用的结合点，提前推送实验相关资料，如国家级、省级、校级优质示范课程，学习不同风格的授课方式，通过视频、音频、照片、漫画等多种形式完善实验内容，增强了课堂的吸引力，集科普和趣味性于一身，介绍有机化学实验与生产、生活的关联，为学生自主学习、互动互享、高效学习提供了有力的支持，使得人人皆学，处处能学，时时可学，极大地提高了实验的教学效果[5-9]。通过鼓励监督学生提前预习，温故知新，为学生自主学习、查漏补缺、高效学习提供了有力的支持，拓展了学生学习的时间和空间，增强了学科知识和生活实践的联系，极大地提高了实验的教学效果。

教师在“雨课堂”建立课程和班级，导入学生名单，然后邀请学生加入，网络数据可以作为学生评价的重要依据。教师可以进行语音直播或者视频直播+线上答疑，插入MOOC 视频或者是网络视频。教师通过直播讲解实验原理、实验步骤和注意事项等内容后，可继续开着直播，引导学生进入虚拟实验平台，体验虚拟环境，进行仪器安装、加热、回流、重结晶等相关操作，实验步骤完整清晰，实验现象生动有趣，突出了基本技能的培养和操作训练。这种把视频课程学习、聊天群内学习、直播课程学习相互嵌入、随机穿插、灵活多变的教学模式能够极大地调动学生的积极性和主动性，巩固专业知识，培养创新精神和协作意识，保障和提高了教学质量。

对于比较复杂的实验项目，教师们能够拓宽教学渠道，不断创新实验教学方法，例如，玫瑰香精的制备和二苯甲醇的制备等实验，网络资源比较少，教师会在实验室现场组装仪器，加入相关药品反应，随时进行操作讲解，全程录像，编辑后上传到“雨课堂”，保证了实验课的教学质量和教学效果，受到学生的一致好评。

2.2 实验考评方法改革

为了更加客观、公平的评价学生的实验水平和实验技能，根据考试大纲完善了课程考核体系。授课时设计了即时测试、讨论、分组评价、小组展示等内容，实验课总评成绩包括实验预习、课堂表现、实验操作、实验报告、试卷考试和师生探讨等内容。教师通过“雨课堂”考试系统进行制作试卷，发布试卷，批改试卷，并下载相关数据，这些措施有效提高了学生对实验的重视程度。“雨课堂”的答题成绩可利用网页版批量导出。学生可以在PC 端或者手机微信端操作，实现了多端数据同步。

2.3 实验教学的管理

实验教学与设备管理中心以及各学院督导组会重点检查主讲教师对线上实验课程的掌控情况，随机抽查学生在线学习时长、在线提问、实验报告的完成等情况。督导组会通过线上学生问卷、线上学生座谈会等方式对实验效果进行评估。通过问卷调查显示，学生对这门课也给予了充分的肯定。

学院也经常组织教师在线开展教研活动，交流分享网络实验教学经验，取长补短，互通有无，不断改进教学方式，提高实验教学效果，教师们的信息技术应用能力得到了显著提升。

2.4 强化实验室安全教育

高校实验室应该警钟长鸣，保障实验室安全应该从培养学生安全理念、安全意识等方面着手。为了增强学生的应急救援能力，掌握实验室安全知识，创造安全和谐的实验环境，学校还制作了各类安全警示板、宣传条幅，悬挂到实验中心大楼前，随时提醒师生注意实验安全。学校还以高校实验室安全事故为例，结合“安全第一，预防为主”的思想，开展实验室安全教育培训。内容包括：实验室消防安全、化学品存储与使用安全、特种设备使用安全、废弃物处置安全、个人安全防护、常见事故处理与急救等。实验室事故原因主要包括：实验人员操作不规范，实验室危险物品管理有疏忽，科研项目安全管理不到位等。各院系实验室还会针对危险源情况对学生进行专门培训，对爆炸事故的原因进行剖析，重点培训爆炸事故的预防和急救、实验室受伤基本救助方法、实验室安全管理制度等内容，并留存学生档案。学生经过培训后，还需要进行网上“实验室准入考试”，对于考试不合格的学生，学校会进行通报，并劝离实验室。

有机化学实验的第一课是用多媒体课件、视频、图片等多种手段，重点介绍常量和微量成套磨口玻璃仪器的使用和维护、常用药品的理化性质、安全防护措施、泄漏应急处理等内容。以乙醚为例，它是一种无色透明液体，有特殊刺激气味，易燃、易挥发，化学性质活泼。它在“液液萃取法从水中分离乙酸”“2-甲基-2-己醇的制备”“环己酮的制备”等实验中，是作为优良的萃取剂使用的。教师会重点强调乙醚的毒理学资料和急救措施，如果大量接触乙醚，就会出现呼吸不规则、呕吐、面色苍白，严重的会有生命危险。如果是皮肤接触乙醚，需要立即用大量流动清水冲洗。如果是眼睛接触乙醚，需要立即提起眼睑，用洗眼器流动的清水冲洗后及时就医。如果是误吸入乙醚，需要迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅。可以使用二氧化碳灭火器、干粉灭火器、砂土等对乙醚进行灭火。教师会播放视频并且要求每一位学生都会使用灭火器。

常用药品还有丙酮、石油醚、乙酸乙酯、苯甲醛、苯胺、乙醇、正丁醇、乙酸酐、盐酸、硫酸、溴代正丁烷、亚硝酸钠、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基甲酰胺、联苯等药品，部分药品易燃、易爆、有微量毒性，需要学生提前熟悉并掌握药品的特性。根据部分实验的特点，学生必须配戴化学安全防护眼镜、穿防静电工作服、戴橡胶耐油手套才可以进入实验室做实验。有机化学实验的第一课重点强调了规范操作、重在预防的理念，提高了学生的安全意识，为教学和科研工作提供了安全保障。

3 结语

有机化学实验是培养学生创新精神和实践能力的重要途径。为了培养学生综合素质和实践能力，提高学习兴趣及创新欲望，发挥省级精品课程的示范作用，针对有机实验教学中的问题，提出了改革实验教学方法和考评方法，将学科前沿的相关知识融合到实验教学中，帮助学生树立正确的科学价值观和行为准则，形成可持续发展的综合素质。学生既能巩固、加强实验技能，又能了解大型仪器设备和各类专业软件，这类课程激发了学生浓厚的学习兴趣，学生会主动地顺应社会，完善自己，发展自己。同时，也为了培养高等师范院校应用型人才奠定了坚实的基础。