有机化学实验教学现状与改进措施*

王嘉琪，徐 宁，达胡白乙拉

(1 内蒙古民族大学化学与材料学院，内蒙古 通辽 028000；2 国家级实验教学示范中心，内蒙古 通辽 028000)

有机化学是四大基础化学之一，是化学、化工、环境、材料、医学等相关学科的基础课程。有机化学实验具有操作复杂、反应时间长、反应条件要求高、副产物多、有毒性等特点[1]。有机实验是培养学生实验基本技能、创新思维和创新能力，理论联系实际、实事求是、细致严谨的科学态度与良好的工作作风必不可少的环节。随着学科核心素养的提出，传统的有机实验教学逐渐显露出一些不适应于现代化教学的弊端，本文对本校实际教学情况进行了深入调研，对其中存在的问题进行了深入的思考，提出了一些切实可行的建议。

1 有机实验教学中存在的问题

1.1 教学模式陈旧

有机实验课采取教师讲解实验原理、内容、步骤、做演示实验，然后学生按照演示实验来进行实验的模式。学生得到产物、计算出产率，即为实验成功。这样的模式有不小的弊端。在传统实验教学中，教师事无巨细讲解实验原理、注意事项，然后进行演示实验[2]。这么做会在一定程度上限制学生的思维，使学生头脑中形成该实验的固定模式，学生在观看完教师演示实验后就很难再突破教师的实验框架，很难或不敢做出自主的改动。所谓学生实验只不过是复制教师的实验操作，只要得出实验产物和现象即可，在这个过程中缺乏对实验的思考和探究。

1.2 考核形式单一

有机化学实验的学期末考核形式往往是给出本学期所学实验，学生抽题操作作答。这种考核方式较为片面，且具有较大随机性。由于大学的实验室在通常情况下都是开放的，学生可以在考核前去实验室进行突击，照样可以在考核中取得良好的成绩。但学生在本学期的实验教学中学习过程是否认真、实验安全意识是否足够、实验态度是否端正严谨、数据处理是否严格准确、实验原理掌握是否熟练、基本实验操作是否熟练、实验创新能力是否得到培养、实验过后是否会反思总结、团队合作能力是否得到提升都无法通过考核成绩得到真实的反映。有机实验常采用小组合作的模式，几名学生组成一组进行实验，得出共同的实验数据和实验结果。实验能力较强或实验兴趣较浓的学生往往占据主导地位，而对实验缺乏兴趣的学生则参与得很少，甚至完全不参与实验，只需记下实验数据和实验结果，仍然能完成一份看起来优秀的实验报告[3]。

1.3 蒙授学生实验基础较薄弱

我校作为一所民族院校，以招收少数民族学生为特色。我院化学专业分为化学蒙授班和化学汉授班。在实验教学过程中发现，蒙生的实验能力与汉生相比有较大差距，汉生的中下游学生在蒙授班级里几乎可以拔尖。从安全意识、动手能力、实验原理、实验兴趣到实验探究能力，汉授班学生都优于蒙授班学生。这与学生的入学成绩直接相关，汉授班学生入学成绩平均分比蒙授班学生高出百分左右。但作为一所地方性民族院校，这样大的差距并不是我们想看到的结果。

1.4 实验废品处理不规范，实验安全教育仍不够

有机化学实验直接接触试剂，所以危险性较高。且学生打碎仪器的情况较为常见。我校虽设有赔偿机制，但赔偿机制形同虚设。学生打碎仪器后，并不会让学生真的赔偿。损坏仪器或试剂没有后果，这在一定程度上导致学生有恃无恐，安全意识淡薄。

有机试剂往往具有毒性，实验后的废液应倒在废液桶里，直接导入下水道会腐蚀下水管道，造成环境污染[4]。但在实验过程中，存在部分学生责任意识不强，直接倒入下水道的情况。这不仅腐蚀管道，造成污染，同时，这么做不符合一个现代化科研人员的应有素质。

2 实验教学改进措施

2.1 改革教学模式，学生自主实验

传统的教学模式已不适用于今日重视“学科核心素养”下的教学要求了，尤其实验又是学科核心素养的培养途径和重要体现，所以对教学模式进行改革势在必行。打破传统的“教师教+学生学”的模式，转而采用“学生预习+学生演示+学生反思”的模式，教师在这个过程中担任答疑解惑者和总结提高者的角色。在实验课前要求学生进行预习并完成预习报告，然后在课堂上轮流由学生来进行实验原理和步骤的讲解以及演示实验。这样一来，大大增加了学生的危机感，调动了学生的学习主动性，让预习成为了学生的必修课。学生在预习过程中一定会遇到问题，遇到问题、解决问题就是学生进行自主探究的过程。在查阅资料和文献来解决问题的过程中，引起学生深入思考，触发学生的探究性思维和创新性思维，于无形中培养学生的学科核心素养。

下面以正丁醚制备为例：

(1)学生预习

学生在课前完成预习报告。

[教学意图]为了打破传统的教师讲、学生做的模式，学生必须在课前进行预习，完成实验报告，弄清实验原理和实验步骤。

(2)学生演示(无需加热，只组装仪器，讲解要点)

[师]挑选×同学用自己的话来进行讲解并演示。

[生]制备正丁醚的实验原理是:

副反应：

CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

[生]我把本次实验分成了三大步骤

第一步：组装仪器，在加入试剂时，一定要把浓硫酸加入正丁醇中，顺序不能错；温度计水银球一定要浸入液面以下；

第二步：加热反应，反应温度在135 ℃左右。

第三步：分离提纯，一定要等反应液冷至室温再拆除装置，先加入水分出有机层，再经过4步洗涤。然后用无水氯化钙干燥，最后蒸馏收集馏分。

[师]听完了×同学的讲解，同学们有什么疑问吗？

[生]计算得出的失水体积是1.5 mL，为什么要放出2 mL体积的水？

[师]理论计算是1.5 mL不假，但这个实验中副产物的反应也会生成水，还有浓硫酸中也有水，这些因素都要考虑进去呀。

[师]为什么要把反应液倒入盛有25 mL的水的分液漏斗中呢？

[生]是为了分出有机层，除去沸石和绝大多数溶于水的物质。

[师]分出有机层后，为什么要进行那么多步的洗涤？

[生]第一次水洗是为了除去有机层中的醇；碱洗是为了中和有机层中的酸；第二次水洗是为了除去上一步加入的OH-；用饱和氯化钙洗是为了除去没有参加反应的正丁醇,正丁醇溶于饱和氯化钙，而正丁醚微溶,这样就可以起到初步提纯的目的。

[师]大家注意，在碱洗过程中，不要过分剧烈地摇动分液漏斗，否则的话会生成乳浊液，反而影响分离。

[师]这次实验的关键是温度的控制，刚开始升温慢，逐渐升温会变快，同学们一定要盯好温度计，不能让温度升得过高。

[师]本次实验还有什么需要注意的地方吗？

[生]加入试剂时要注意浓硫酸的加入顺序。

[教学意图]由一名学生进行讲解，其他学生观察并思考。然后师生之间互相问答，教师讲解本次实验的注意事项和关键所在。彻底摒除学生做实验“只动手不动脑”的现象。

(3)学生反思

[师]做完了实验，同学们对有机实验有了那些感悟呢？

[生]1、有机实验不仅要得出产物，对产物进行分离提纯从而得到纯净产物也是很重要的；

2、有机实验一定要控制好温度，温度不同，得到的产物也不同。

[师]没错，相比其他化学实验，有机实验具有反应时间长、反应条件要求高、反应副产物多、实验操作复杂等特点。知道有机实验的这些特点是有必要的。有机实验不仅仅要得出产物，更重要的就是分离出纯净的产物，只有分离出纯净的产物，才算是完成了实验。由于有机实验自身的特点，同学们在进行实验时要对实验条件特别注意，在不同温度下，得出的产物也不同。比如这节课，如果温度过高，就会得到正丁烯这一副产物。

[师]为什么要在反应过程中除去水呢？

[生]因为只有采用分水装置不断利用分水器除去产物水，才能使平衡不断向产生正丁醚的正方向移动，才能得到正丁醚。

[师]老师发现有同学在做实验时不明白为什么要除去水，所以大家在实验过程中一定要把实验原理弄透。

[师]同学们曾经做过制取乙醚的实验，与今天的实验相比，两次实验操作有什么不同呢？

又为什么会有这些不同呢？

[生]制取乙醚没有用到分水器。

[师]两者实验仪器不同的根本原因是什么呢？

[生]在制备乙醚的实验中，乙醇溶于水，无法进行分水操作。

[师]同学们产物都在3 g上下，产率在30%左右，这不仅与你们的实验操作技能是否过关有关，与实验本身的产率也有关。建议大家登陆知网阅读“正丁醚制备实验的改进”这篇文章，从中获得启发。

[教学意图]教师带领学生对本次实验进行从头到尾的反思，只有从反思中建立起对有机实验的规律性认识，同时对不同的有机实验之间进行比较，才能帮助学生逐渐提高实验能力、养成实验思维、锻炼实验素质。

2.2 多样化考核方式，提高学生积极性

加大对实验课上表现的测评力度，而不只靠期末实验考试来进行成绩评定。为防止学生浑水摸鱼，应加大实验课在有机化学课期末成绩评定中的比重、加大平时成绩在实验课期末成绩中的比重。即采取平时成绩占65%，考试成绩占35%的实验课给分比例。在平时成绩中，依次按照30%、50%、20%，对“预习报告”、“实验表现”、“实验反思”进行加权。这样改革可以有效防止学生平时实验课浑水摸鱼，考试靠突击。

除了在给分上进行改革，在实验课上采用组员轮换的方式进行小组实验也可以充分调动学生的积极性。通常情况下，一个实验小组的成员是固定的，每个小组里都有能力较强和较弱的组员，较强的组员往往掌控全局，而较弱的组员则容易懈怠溜边。采用组员轮换的方式进行实验可以实现每次实验小组内成员都有变化，每一次实验都有不同的学生组队完成，在一定程度上可以防止学生浑水摸鱼。

2.3 实施汉、蒙生插班教学，使汉、蒙生实验能力均衡发展

在当今“各民族共同繁荣”的大背景下，实现蒙生汉生协调均衡发展是作为一所民族院校的应有之义。为了提高蒙授班学生的实验能力，可以实施插班教学，也就是在实验课上，安排一半的汉授班学生和一半的蒙授班学生共同上课，实现蒙生与汉生“一帮一”，建立起互相学习的总体氛围。在实验过程中，汉授班学生可以帮助蒙授班学生实验操作，也可以帮助他们讲解实验原理。在共同实验过程中，帮助蒙生有明显提高的表现优良的汉授学生可以获得更高的平时成绩。在这个过程中，提升的不只有蒙授学生，汉授学生在这个过程中会大大加深对有机化学知识的理解和记忆。同时在这个过程中可以培养学生们合作学习、合作探究的科研品质。

2.4 落实赔偿机制，加强对正确处理实验废液废渣的教学

切实落实赔偿机制，做到“有毁必赔”、“有赔必偿”，学生必须对损坏的实验用品照价赔偿。赔偿不是目的，而是加强学生安全操作意识的手段。应把安全意识计入平时考核“实验操作”这一栏的成绩中。

随着化学学科的发展和社会的进步，“环保意识”已成为现代科研人的应有意识。环境保护迫在眉睫，化学必是在环境保护中发挥作用的主力学科。作为一名化学人，尤其有机化学人，应充分认识到有机试剂的毒副作用和有机化学对环境保护的巨大利好。开设有关有机化学废液废渣的专题讲座，利用影像或者数据让学生切实认识到废液废渣直接进入到下水道的危害。这对培养学生严谨、环保、一丝不苟的现代化科研素质是十分有利的。

3 结 语

实验是化学的生命，在大学化学教学中，实验理应得到重视[5]。我国学生在应试教育中长大，师生对实验教学的重视度不够，学生实验能力本就薄弱[6]。在大学阶段更应着重训练学生的实验能力，培养实验思维。在新的时代下，大学教育的目标应是培养出具有现代化素质的科研新人，在这个过程中，实验不可或缺。