有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐探究

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摘要：實(shí)驗(yàn)課是學(xué)生加深知識(shí)認(rèn)知，鍛煉實(shí)際操作能力必不可少的教學(xué)手段。在眾多的理工科課程中有機(jī)化學(xué)學(xué)科占有舉足輕重的地位，與物理、生物、地理等各個(gè)專業(yè)密不可分。而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為其重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和化工等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修基礎(chǔ)課程。但現(xiàn)有有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍有教學(xué)方式、資源配置等有待提升和改進(jìn)的地方。針對(duì)傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題，提出強(qiáng)化理論認(rèn)識(shí)，注重實(shí)用研究，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源，借助虛擬平臺(tái)等有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革與實(shí)踐措施，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生探索精神與科研能力。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；教學(xué)效果

迄今為止，高等教育改革已成為提高大學(xué)生綜合素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量最重要的手段之一。在現(xiàn)有的大學(xué)生課程中，有機(jī)化學(xué)作為多學(xué)科的基礎(chǔ)課程，在理科和工科的教學(xué)中占有舉足輕重的地位。但有機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)繁雜，晦澀難懂，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的有效手段。另外，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)課程，是高中化學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)的深入及擴(kuò)展，將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最主要目的是讓學(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，并鍛煉動(dòng)手與思考能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論的理解和掌握，從而提升觀察問(wèn)題、獨(dú)立思考問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣與科學(xué)素質(zhì)。通過(guò)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)情況調(diào)整，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍存在對(duì)該課程重視程度不夠，上課懶散等問(wèn)題。有近1/3的學(xué)生認(rèn)為有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)以書(shū)本知識(shí)為主，看書(shū)和做課后習(xí)題足以代替有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。部分學(xué)生甚至認(rèn)為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是浪費(fèi)時(shí)間，對(duì)提升學(xué)習(xí)效果毫無(wú)意義。這說(shuō)明學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課重要程度的認(rèn)知不高，且缺乏對(duì)該門課程的興趣?；谏鲜銮闆r和作者在無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)經(jīng)歷，我們從以下幾個(gè)方面提出了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革策略。

1激發(fā)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣

1.1有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化

化學(xué)與生活息息相關(guān)，而課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容單調(diào)乏味且相對(duì)有限。只有將生活實(shí)際和學(xué)科知識(shí)相關(guān)聯(lián)，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。因此，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)“化學(xué)服務(wù)于生活”的理念。在課堂中引入生活實(shí)例，使學(xué)生主動(dòng)思考、積極動(dòng)手，并從中獲取樂(lè)趣，感受實(shí)驗(yàn)的神奇與魅力；同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感。

1.2合理利用現(xiàn)代科技

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，VR)是一種通過(guò)模擬虛擬環(huán)境而給體驗(yàn)者一種環(huán)境沉浸感的技術(shù)。然而該技術(shù)在化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域還鮮有應(yīng)用。采用VR虛擬技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可更確切地了解實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，明白其中原理，不僅可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，亦可有效降低實(shí)驗(yàn)過(guò)程的危險(xiǎn)，提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的效率。在VR模擬實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中，指導(dǎo)教師可借助一些必要的設(shè)備（3D眼鏡、操作手柄、頭盔等）對(duì)虛擬的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行操作，使學(xué)生在虛擬情境中獲得更為真實(shí)的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

2改革有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程、綜合性實(shí)驗(yàn)課程、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程。

2.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作均要求學(xué)生掌握基本原理、儀器參數(shù)設(shè)定與操作步驟、數(shù)據(jù)采集形式與安全標(biāo)準(zhǔn)等。如普通蒸餾實(shí)驗(yàn)、分餾實(shí)驗(yàn)、紙色譜法鑒定氨基酸實(shí)驗(yàn)等作為常見(jiàn)的有機(jī)化合物分離方法，往往需要獨(dú)立于其他實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行專門訓(xùn)練，以使學(xué)生可靈活運(yùn)用于后期的綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

2.2綜合性實(shí)驗(yàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)包括提取、合成、純化、測(cè)試等，其主要目的是增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解及對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作的綜合運(yùn)用能力。以“苯甲酸的制備”為例，讓學(xué)生思考有機(jī)化合物的提取方法有哪些？為什么本實(shí)驗(yàn)選擇重結(jié)晶法？試驗(yàn)中加入亞硫酸鈉有何作用？學(xué)生通過(guò)思考分析這些問(wèn)題，加深對(duì)沉淀法提取有機(jī)化合物原理的理解，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)回流、減壓過(guò)濾、重沉淀等操作的綜合應(yīng)用，進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，提升綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。綜合性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，不僅可培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地的學(xué)習(xí)精神，又可培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題及對(duì)基本操作的綜合運(yùn)用能力。

2.3設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生能夠獲得獨(dú)立思考能力、資料查詢能力、實(shí)踐能力、自主創(chuàng)新能力。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展之前，指導(dǎo)教師可聯(lián)系生活實(shí)踐和事實(shí)熱點(diǎn)問(wèn)題，提出實(shí)驗(yàn)課程擬解決的問(wèn)題，并在課程理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行合理的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。最后運(yùn)用所掌握的實(shí)驗(yàn)技能自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，解釋所提問(wèn)題。教師指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用教材、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、微課等多種方式學(xué)習(xí)查找資料，完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。期間，教師當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生勇于突破傳統(tǒng)，設(shè)計(jì)更具新意的方案，并在保證安全的前提下，指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，思考自己方案的優(yōu)點(diǎn)及待改進(jìn)之處，以此養(yǎng)成學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣，提高科研實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3注重實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)對(duì)象主要是大一和大二的學(xué)生。其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式與學(xué)生在中學(xué)時(shí)接觸的實(shí)驗(yàn)大相徑庭，學(xué)生對(duì)待實(shí)驗(yàn)的態(tài)度較為懶散，所掌握的實(shí)驗(yàn)技能較為貧乏。因此有機(jī)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生端正、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，嚴(yán)格要求學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，在知其然并知其所以然的基礎(chǔ)上，認(rèn)真完成每一步實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度及良好的學(xué)習(xí)作風(fēng)。再者，有機(jī)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)著重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，為后續(xù)開(kāi)展科學(xué)研究夯實(shí)基礎(chǔ)。指導(dǎo)教師應(yīng)詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)操作步驟，并明確每一步的操作原理和目的，認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生完成基本的實(shí)驗(yàn)操作，如簡(jiǎn)單分餾、常壓蒸餾、減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾、重結(jié)晶、液液萃取等，對(duì)每項(xiàng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生逐個(gè)單獨(dú)練習(xí)。教學(xué)過(guò)程中抓住每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的特點(diǎn)，讓學(xué)生逐步了解實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)操與實(shí)際工廠生產(chǎn)的異同。實(shí)踐證明，上述教學(xué)方式可以使學(xué)生的實(shí)踐能力得到良好改善。

4著重培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力

端正的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和熟練的實(shí)驗(yàn)技能保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性和可靠性，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力則直接影響到實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。那么，如何提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析能力呢。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，針對(duì)不同數(shù)據(jù)的處理方式和數(shù)據(jù)結(jié)果所呈現(xiàn)的科學(xué)問(wèn)題多種多樣，這就要求指導(dǎo)教師教授學(xué)生合適的數(shù)據(jù)處理方法，幫助學(xué)生選擇合適的計(jì)算軟件或數(shù)據(jù)處理軟件，講解不同軟件的不同用途，以及不同數(shù)據(jù)的不同處理方式。要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)分析，討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的科學(xué)現(xiàn)象，明確科學(xué)現(xiàn)象背后的科學(xué)問(wèn)題。此外，老師還應(yīng)該要求學(xué)生從不同角度出發(fā)，深入理解和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，從而獲得更為科學(xué)、更加全面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

5結(jié)束語(yǔ)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在本科教學(xué)中舉足輕重，但其知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜難懂，難以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，獲得較高的教學(xué)效果。實(shí)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革勢(shì)在必行。改革傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容與形式，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)技能，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析能力是有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革的有效策略，將為教學(xué)效果的提升和學(xué)生綜合能力的提升起到較好的改善效果。

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作者:張玉環(huán) 施琳 單位:西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院