有機化學實驗的教學改革和人才培養

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1目前現狀與存在的問題

我校的“有機化學實驗”課程作為基礎化學實驗(Ⅱ)，是國家精品課程(基礎化學實驗)的重要組成部分，其教學對象面向化學工程與材料學院、藥學院、生物與環境工程學院、健行學院、建工學院以及教科學院的20多個全日制本科專業，量大面廣。目前，有機化學實驗課程總學時64學時，教學內容主要包括“基本操作和基本技能實驗”、“有機合成實驗”、“基礎綜合實驗”三大塊，根據化合物的結構種類開設12個左右的實驗。有機化學實驗的教學采用實驗前指導教師講解、學生獨立實驗、教師糾正、規范實驗操作等方式，考核采用平時成績與期末考核相結合的方式，期末考核分筆試與操作考試兩部分。在日常教學過程中，我們也深刻地體會到現行的有機化學實驗教學模式和教學內容還存在許多不足之處，主要是以下3個方面:

(1)有機化學理論知識學習“僵化”。學生不能正確地運用所學理論知識來解釋實驗現象，解決實際問題，將學習有機化學的重點只放在記憶有機化學中的基本理論、基本概念和一些反應式，不能理論聯系實驗地深刻理解有機化學的反應規律，造成“有機化學理論空洞學，有機化學實驗盲目做”的被動局面。

(2)實驗內容零散，相互獨立分割，重點不突出。實驗的主要內容過多地局限于基本技能訓練、基本操作實驗和一些簡單的制備實驗，實驗與實驗之間無關聯，系統性不強，學生只能“零打碎敲”地做實驗，對實驗的“統籌性”、“整體性”把握能力較弱。

(3)實驗教學中創新能力培養的源動力不夠。教學效果背離有機化學實驗教學設計的初衷。在設計有機化學教學實驗時，本意是將有機合成的全過程，即“文獻查閱—原料提純—條件優化—實驗操作—產品表征”等環節貫穿其中，培養學生獨立完成一個完整的操作流程的能力，但由于教學時數的限制或其他課程的沖突，學生只能按課本作“機械式”的操作練習，大家同一步驟、同一進度，缺乏創造性的激勵機制。

2深化有機化學實驗教學改革的理念與思路

有機化學實驗教學應以“培養學生的思維能力、觀察能力、設計實驗的能力、動手操作能力、提出實驗中遇到的問題并設計方案來解決問題的能力、以實驗為基礎理解化學理論的能力”為重點，特別是要以培養具有基礎科研能力的人才為教學目標。在教學中，需要培養學生對有機化學的思維方式，對有機化學實驗現象的觀察、分析、比較、綜合、歸納、演繹、推理等能力，也必然地要求教師在教學過程中，積極轉變教學觀念，整合、深化教學內容，創新教學手段，以學生發展為中心，充分調動學生的學習主動性，對有機化學實驗教學進行大膽的探索與創新。我們的改革思路是首先對學生強化與實驗內容相關的理論知識，使學生全面了解實驗的基本原理和相關反應的機理，幫助學生從理論上分析實驗過程可能出現的現象和結果，再按化合物結構類型，采用理論與實踐貫通的專題式實驗教學方式，將某一化合物的“制備實驗、應用實驗、同類型拓展實驗”等組成一個專題，用“組合式”實驗替代原有教學體系中分散化的實驗。從以下3個方面入手:

(1)跟蹤學科發展，創新教學內容。堅持理論聯系實際的原則，把傳授知識與培養能力融為一體，引導學生用有機化學的理論知識去關注實驗中的一些基本問題，培養學生獲取、掌握、鞏固和運用知識的能力。在具體教學內容的安排上，除保留基本技能訓練、經典的合成實驗外，將一些新技術和教師的最新科研成果引入教學實驗中，加大文獻實驗、綜合實驗、設計實驗和研究型實驗的比重，使課程內容與創新教育密切結合，與學生課外科技活動有機結合。

(2)以學生為主體，改變教學方式。有機化學實驗屬于應用性、實踐性都很強的專業技術課程，因此，在教學方法設計上，應根據學生實驗基本技能訓練和分析、解決問題能力培養的要求進行，進一步體現學生的主體地位、教師的主導作用和以學生能力提高為本位、關注學生可持續發展的教學理念。在每一個專題實驗中，讓學生帶著明確的任務進行實驗操作，讓學生實驗前查閱相關資料，完成預習報告。教師要了解學生對整個實驗原理、步驟的理解，指導學生獨立進行實驗操作、觀察實驗現象、分析實驗結果，做好實驗報告，對實驗過程中出現的問題積極探討總結，引導學生把理論知識和實驗過程中獲得的感性知識結合起來，把整個實驗過程中所涉及的知識點連接起來，使學生對所學知識和實驗操作技能有系統的認識，把實驗過程推進到“理論—實踐—再理論”的過程，激發了學生獨立思考的積極性和主動性。

(3)加大實驗信息量，拓展學生知識面。根據有機化學學科的特點，通過查閱有機化學實驗文獻，了解、比較目標產物的各種合成方法，是實驗教學的一個重要環節。通過有針對性地查閱、收集和利用各種有價值的文獻信息資源，使學生清楚該化合物目前的研究進展、合成時的影響因素、表征方法、應用領域等知識，學生的知識面得到拓寬，改變傳統實驗中“一本教材、一種方法”，學生預習時不假思索地照抄照搬書本的不良現象。

3專題式有機化學實驗教學的實施方案

影響實驗教學效果的最重要因素是實驗內容和實驗方法，實驗內容應該具有先進性和綜合性，實驗方法則應以新技術、新方法和新手段為主。在現有有機化學實驗教學內容的基礎上，按化合物種類劃分若干專題，如鹵代烴、醇、酮、酸、酯、胺等，每一個專題中包含該類化合物的“制備實驗”、“應用實驗”、“拓展實驗”等。實驗反應機理、實驗條件、實驗中出現的相關問題等要求學生從理論的高度給予正確解釋。在“應用實驗”、“拓展實驗”中進一步增大實驗的信息量，將相關的新技術、新方法引入實驗教學中。實驗前要求學生預習專題實驗內容所涉及的理論知識和實驗基本操作。實驗技能方面要求學生根據合成的目標化合物的不同選用不同的反應裝置，學會各種裝置的使用方法和應用范圍，并且明確各個反應裝置的作用，安裝反應裝置時應注意的事項等。在實驗過程中必須利用基礎理論知識解決一些常見的問題。實驗結束后，根據文獻查閱、實驗情況進行討論，比較實驗方案的利弊，解釋實驗結果，并對實驗結果進行比較和評價。在專題的拓展實驗和應用實驗中，可以采取項目組的形式，按實驗產品的不同分成若干小組，分工合作，歸納總結，從而加深對有機化學理論的理解。這就不僅要求學生統盤考慮實驗進程，更重要的是要讓學生在理論指導下學會創新和創造，在實驗訓練中學會設計實驗，利用理論知識去分析實驗過程中出現的現象和結果，啟發和激勵創新意識，鍛煉實際的綜合創新能力，最終達到學會初步科研的能力。

4結語

建立理論與實踐貫通的專題式實驗教學模式，組合了實驗教學內容，改變了“零散分割”的實驗教學方式，要求學生必須扎實地學好有機化學理論，并學以致用。教學過程中，一方面盡可能多地將有機化學實驗的基本操作、基本技能等設計包含在一個專題中，便于學生全面正確地了解有機化學反應規律，掌握實驗理論，規范實驗操作。對實驗中出現的現象、問題，可根據實驗前后的關聯，作出正確的分析和處理，使有機化學實驗教學在形式上、內容上更具有完整性。另一方面可以以專題的形式將有機化學新理論、新方法、新反應和新技術充實到實驗教學內容中，使學生能夠更好地掌握當今有機化學實驗的先進技術和方法，了解當今化學學科研究的前沿，能夠全面考察各個實驗之間的轉化規律，從而使有機化學實驗教學內容更新、更廣，提升有機化學實驗教學的水平。

作者：強根榮孫莉王海濱裴文楊振平單位：浙江工業大學化工與材料學院