蔣玉湘

(青島科技大學(xué)　化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東　青島　266042)

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有機化學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐

蔣玉湘

(青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，山東青島266042)

有機化學(xué)實驗教學(xué)改革包括課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)理念等多方面的改革， 其中提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性是教學(xué)改革的關(guān)鍵。該文結(jié)合化工院校課程特點，利用學(xué)?，F(xiàn)有條件，發(fā)揮基礎(chǔ)化學(xué)實驗中心的優(yōu)勢，對現(xiàn)行有機化學(xué)實驗的教學(xué)目的、內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等方面進(jìn)行了創(chuàng)新。通過實驗項目系列化和小量化，開展學(xué)生設(shè)計性開放實驗，引用多媒體教學(xué)等措施，獲得了較好的教學(xué)效果。

有機化學(xué)實驗；實驗教學(xué)；探索；實踐

有機化學(xué)實驗是有機化學(xué)理論的基礎(chǔ)與實踐，是我校化學(xué)、化工、材料、環(huán)境等專業(yè)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)實驗課[1]。該門課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法、 提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神等方面都具有十分重要的作用。以往的實驗教學(xué)模式顯示出以下4個方面的不足。1 )驗證性為主，實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊，操作步驟過于繁瑣。2 ) 基本操作實驗、性質(zhì)實驗和制備實驗的內(nèi)容編排零亂，沒有系統(tǒng)性。3 ) 學(xué)生實驗所用儀器通常都是常規(guī)的中型儀器 ，試劑用量較大 ，易造成浪費和污染。4)教學(xué)形式單一，教學(xué)方法老套。這種被動的學(xué)習(xí)方法導(dǎo)致學(xué)生基本沒有學(xué)習(xí)興趣，缺乏學(xué)習(xí)動力，實驗就像照方抓藥，按譜做菜，實驗做完， 腦中一片空白， 沒有留下任何印象 。大多數(shù)學(xué)生采取的是混實驗的態(tài)度，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致實驗教學(xué)效果差強人意，人才培養(yǎng)的質(zhì)量難以滿足時代發(fā)展的要求[2-5]。

為了配合我校的教學(xué)改革，實施學(xué)分制以及教學(xué)評估，加強素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，必須對有機化學(xué)實驗課的教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新。在學(xué)?，F(xiàn)有的實驗條件下，通過重新整合實驗內(nèi)容，改變教學(xué)活動的組織方式，改變教學(xué)理念，在教學(xué)活動中以學(xué)生為主體，充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性， 達(dá)到提高學(xué)生的綜合能力和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的教學(xué)目的。

1　有機化學(xué)實驗教學(xué)的探索與實踐

1.1加強基本操作訓(xùn)練

有機化學(xué)實驗課的教學(xué)目的之一是使學(xué)生掌握有機化學(xué)實驗的基本操作技能。 在教學(xué)內(nèi)容安排上，實驗基本操作的訓(xùn)練和基礎(chǔ)有機合成實驗教學(xué)應(yīng)先于綜合性與設(shè)計型實驗。為此，對有機化學(xué)實驗課的教學(xué)內(nèi)容做了重新安排：一方面，增加原來單一的基本操作訓(xùn)練的難度及內(nèi)容；另一方面，優(yōu)化組合原來單一的基本操作訓(xùn)練與基本有機合成實驗。結(jié)合實驗教學(xué)內(nèi)容的整改，使得各大類實驗在內(nèi)容安排上相互貫通，以制備實驗為主線，促使每個制備實驗中都包含基本操作實驗，確保每項基本操作至少有兩次的訓(xùn)練機會。 蒸餾、分餾、回流、水蒸氣蒸餾、減壓蒸餾、萃取、重結(jié)晶、干燥等基本操作技能的訓(xùn)練和基本的有機合成實驗非常有益于培養(yǎng)學(xué)生縝密的科學(xué)思維、熟練的動手能力、良好的實驗素質(zhì)，是其他綜合性、創(chuàng)新性實驗所不能替代的[6]。

1.2將合成制備實驗轉(zhuǎn)變成設(shè)計性開放實驗

根據(jù)實驗室條件和學(xué)生掌握的基礎(chǔ)知識、基本操作技能，選擇合適的實驗作為設(shè)計性開放實驗項目，課題難易適中且實驗方法多樣。學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛好，在教師的協(xié)調(diào)和指導(dǎo)下，選擇適合自己的設(shè)計課題，即學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)資料能夠找到研究路線，但是實驗方法不唯一，學(xué)生根據(jù)已有的理論知識，反復(fù)推敲后設(shè)計出合適的實驗方案。具體做法有：1)教師布置課題與研究內(nèi)容；2)學(xué)生查閱有關(guān)文獻(xiàn)、確定課題，設(shè)計出合成路線、實驗裝置圖、實驗步驟和具體操作等；3)師生共同討論實驗過程，制訂出可行的實驗方案；4)學(xué)生獨立進(jìn)行實驗，教師可以給予一定的幫助；5)學(xué)生撰寫研究性實驗報告(實驗小論文)。 實驗小論文介于實驗報告和畢業(yè)論文之間， 要求按照正式發(fā)表論文的格式撰寫。開放實驗這種“老師放手，學(xué)生做主”的教學(xué)方式使學(xué)生處于教學(xué)活動的中心地位，為學(xué)生創(chuàng)造了獨立思考問題、獨立完成實驗的條件，最大限度地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變被動為主動，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。主要表現(xiàn)在通過教學(xué)活動組織方式的改變，讓同學(xué)們發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性，運用不同的實驗手段完成相同的實驗課題 ，培養(yǎng)學(xué)生從不同的角度分析問題和解決問題的能力，有利于學(xué)生將已學(xué)過的知識系統(tǒng)化和實用化，從而培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力、綜合分析問題能力、實踐能力、數(shù)據(jù)處理以及獨立解決實際問題的能力、創(chuàng)新能力、與人合作能力，同時提高學(xué)生的語言表達(dá)水平 。

1.3推廣連續(xù)合成實驗

連續(xù)合成實驗包含：1)系列化實驗，即將前一步反應(yīng)所得的生成物作為后一步反應(yīng)的原料，經(jīng)多步反應(yīng)后得到目標(biāo)產(chǎn)物，除了初始原料外，中間各步實驗的主要原料一般不再供給；2)小量化，即用盡可能少的化學(xué)試劑獲得較明白清晰的反應(yīng)結(jié)果和化學(xué)信息；3)綠色化，即實驗原料是無毒害的。將實驗項目進(jìn)行優(yōu)化和重組，在彼此獨立的實驗中，尋找聯(lián)系 ，并插入新的內(nèi)容將它們首尾相連，實現(xiàn)系列化合成實驗，在此基礎(chǔ)上使用環(huán)保原料并降低用量。已經(jīng)實現(xiàn)的系列化實驗有：硝基苯→苯胺→乙酰苯胺系列、甲苯→ 苯甲酸→ 苯甲酸乙酯系列和乙酸→乙酸乙酯→乙酰乙酸乙酯系列。由于多步合成的前一步反應(yīng)所得的產(chǎn)品是后一步反應(yīng)的原料，每一步反應(yīng)的產(chǎn)率與產(chǎn)物的純度都關(guān)系到下一步反應(yīng)能否順利進(jìn)行，且初始原料試劑用量較常量實驗降低二分之一左右，操作中稍有疏忽就可能導(dǎo)致實驗的失敗，這無形中給學(xué)生造成一定壓力，但同時也具有一定的吸引力和挑戰(zhàn)性。它迫使學(xué)生必須仔細(xì)處理每一步反應(yīng)和每一個操作，使學(xué)生的每一個基本操作都得到了重復(fù)實踐，有益于學(xué)生實驗技能的提高。由于試劑的用量大大減少，從而減少了相關(guān)實驗輔助材料、水電的消耗，大大降低了實驗成本。這樣既節(jié)約了經(jīng)費，又明顯地減少了實驗所產(chǎn)生的污染及發(fā)生燃燒、爆炸以及中毒事故的可能性，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)縝密的科學(xué)態(tài)度，增強學(xué)生的環(huán)保意識。

1.4探索與培養(yǎng)創(chuàng)新型人才相適應(yīng)的新型教學(xué)方法與教學(xué)手段

積極推進(jìn)討論式、啟發(fā)式、案例式教學(xué)等教學(xué)方式，結(jié)合多媒體技術(shù)，將有機化學(xué)實驗中的新技術(shù)和新方法以及有危險的實驗制作成視頻課件，以多媒體的形式展示給學(xué)生，既增加了實驗教學(xué)內(nèi)容，又加強了實驗教學(xué)效果， 同時警示了實驗危害和危險， 體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的理念，彌補了實驗學(xué)時不足，實驗條件有限的缺點，有益于擴大教學(xué)容量，增強學(xué)生的知識儲備和綜合素質(zhì)，提高教學(xué)效率，增加課堂信息量，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生的想象力，開闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨立研究并進(jìn)行創(chuàng)新的能力，促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展。

2　結(jié)束語

通過以上各項措施的綜合采用，在原有實驗基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固和提高了實驗課的教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生扎實的實驗基本功，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。主要表現(xiàn)在：學(xué)生對實驗課的態(tài)度由被動敷衍式轉(zhuǎn)變成主動參與式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性，大部分學(xué)生的實驗技能與綜合學(xué)習(xí)能力有了明顯提高，擁有一定的創(chuàng)新能力，優(yōu)秀學(xué)生的研

究能力倍增，創(chuàng)新思維活躍。同時，新的實驗教學(xué)體系和教學(xué)方法也可為有機化學(xué)實驗教學(xué)的系統(tǒng)改革提供借鑒和參考。

[1]劉詠梅.實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新人才培養(yǎng) [J] .實驗技術(shù)與管理，2005 ，22(12)：101 -102，106.

[2]陳綺虹，周錦蘭.化學(xué)實驗教學(xué)的創(chuàng)新與學(xué)生能力的培養(yǎng) [J].實驗室研究與探索，2006 ，25(11 )：1429-1432.

[3]王其軍，呂棟梁，辜音奎，等.實驗室開放對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究 [J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2009，7(3)：88 -89 .

[4]蔣伏廣.有機化學(xué)實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新能力的培養(yǎng) [J] .內(nèi)蒙古石油化工，2005(11)：48 -49.

[5]楊國玉，徐翠蓮． 有機化學(xué)實驗綠色化教學(xué)的改革與實踐[J]．實驗室科學(xué)，2010，13(4)：27-28 ．

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Exploration and Practice on Organic Chemistry Experimental Teaching

JIANG Yuxiang

(CollegeofChemistryandMolecularEngineering，QingdaoUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266042，China)

Organicchemistryexperimentteachingreformincludestheteachingcontent，teachingmethodandteachingideaandsoon，amongwhichtheimprovementofstudents’learninginitiativeisthekeytotheteachingreform.Basedonthefeaturesofthechemicalcollegecourse，thepresentconditionsofourschool，andtheadvantagesofbasicchemistryexperimentcenter，theorganicchemistryexperimentteachingaim，content，teachingmethodsandmeanshavechangedsignificantly.Throughexperiment’sserializationandminiaturization，carryingoutdesigningandopeningexperiments，usingmultimediateaching，experimentteachingembodies“takingthestudentasthemainbody，focusingonthecultivationofstudents’abilitytocooperate，tofindouttheproblemsandproblemsolvingability，languageexpressionability，innovationconsciousnessandpracticalability”，andgetsbetterteachingeffectinpractice.

organicchemistryexperiment；experimentteaching；exploration；practice

2014-06-29；修改日期: 2014-08-19

青島科技大學(xué)教學(xué)改革研究項目(2015年7月)。

蔣玉湘(1972-) 女，碩士，實驗師，主要從事有機化學(xué)實驗教學(xué)工作。

G642.0

Adoi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.04.048