有機化學(xué)實驗課程改革思考

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摘要：有機化學(xué)實驗是化學(xué)實驗課的重要組成部分，本文從安全教育、授課模式、實驗內(nèi)容選擇等方面探討了新建本科院校有機化學(xué)實驗課課程改革.希望對新建本科院校的人才培養(yǎng)起到一定的推動作用.

關(guān)鍵詞：有機化學(xué)實驗；課程改革；綠色；發(fā)展方向

1實驗以安全為基礎(chǔ)

實驗安全包括人身安全和環(huán)境安全兩類，對于化學(xué)化工類專業(yè)來說，安全是頭等大事，近年來國內(nèi)化工企業(yè)事故頻發(fā)，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失.2017年天津濱海新區(qū)爆炸事故造成165人遇難.2019年江蘇響水化工廠爆炸造成78人遇難.這對于化工類安全教育提出了挑戰(zhàn).化工類事故對人身和環(huán)境都會造成嚴(yán)重的損害.對于教育者來說，安全教育要從源頭抓起，在實驗課里應(yīng)將安全教育作為學(xué)生開展實驗的第一堂課[1].無論是用水、用電以及處理易燃易爆、有毒、腐蝕性藥品，還是基本操作練習(xí)，都要將安全教育滲透進去.實驗前，應(yīng)培訓(xùn)學(xué)生如實驗室逃生、滅火器使用等應(yīng)急措施，培訓(xùn)合格后方可進入實驗室.實驗過程中，需要教師將可能存在的安全隱患介紹給學(xué)生，讓學(xué)生嚴(yán)格依照操作規(guī)程進行，并將安全意識貫穿于整個實驗過程中，實驗的考核內(nèi)容也應(yīng)該增加安全教育方面的考核.筆者在長期教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生的安全觀念相當(dāng)?shù)?學(xué)生甚至?xí)㈤_長發(fā)，穿著短褲、涼鞋等進入實驗室.這就要求教師在授課過程中及時發(fā)現(xiàn)問題并糾正，為學(xué)生樹立良好的安全意識，盡量避免安全事故的發(fā)生.

2加強基本訓(xùn)練、改革授課模式

本科階段的有機化學(xué)實驗，其中最重要的作用就是加強學(xué)生的基本操作訓(xùn)練，使學(xué)生熟練掌握化合物合成及分離提純的操作技術(shù)[2].實驗課要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)報告和實驗報告，詳細(xì)的記錄好實驗步驟及現(xiàn)象，總結(jié)實驗成敗的原因，提高學(xué)生分析問題的能力及意識.授課過程中應(yīng)加大基本操作訓(xùn)練的講授，基本操作要求學(xué)生獨立進行，部分簡單的實驗操作例如分液等可結(jié)合到合成實驗中進行.筆者所在的學(xué)院近年來嘗試使用多媒體進行實驗教學(xué)，收到了較好的效果.到現(xiàn)在，有機實驗的講解部分基本上全部采用了多媒體教學(xué).多媒體技術(shù)極大地拓寬了學(xué)生的知識面，很多采用板書無法表達的內(nèi)容均可以以多媒體的形勢向?qū)W生展示.授課中采用一些動畫的形式使學(xué)生更好地了解和掌握一些基本操作及實驗過程中需要注意的問題.此外，采用多媒體授課也降低了授課時間，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.依照最新的人才培養(yǎng)方案，高等教育的授課方式現(xiàn)在正在由教師主導(dǎo)向?qū)W生為主轉(zhuǎn)變，教師主要職責(zé)是為學(xué)生實驗中進行講解、指導(dǎo)并糾正學(xué)生的錯誤，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考，獨立操作等能力.我們在授課的過程發(fā)現(xiàn)很多教師因為擔(dān)心學(xué)生操作不當(dāng)，都存在幫助學(xué)生搭建儀器、幫助學(xué)生進行一些簡單操作的習(xí)慣.這樣對于培養(yǎng)學(xué)生的能力不利，教師在授課過程中應(yīng)牢記自己的角色，盡量避免過度指導(dǎo)、過度參與實驗等問題.

3實驗內(nèi)容選擇向綠色化、現(xiàn)代化、微量化方向發(fā)展

隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級，對環(huán)保提出了新的要求.同時，時代的發(fā)展要求學(xué)生與時俱進，要求學(xué)生掌握現(xiàn)代化的儀器的使用，掌握具有時代性的操作方法.這就要求在對本科生的培養(yǎng)中，要增加綠色化、現(xiàn)代化、微量化的知識內(nèi)容，使學(xué)生養(yǎng)成良好的化學(xué)理念和操作現(xiàn)代化儀器的能力[3]，提高學(xué)生的環(huán)境保護意識.到目前為止，國內(nèi)許多高校開設(shè)的基礎(chǔ)有機實驗仍然在使用傳統(tǒng)的B型管法側(cè)熔點、使用熱濾漏斗進行重結(jié)晶等傳統(tǒng)的基本操作訓(xùn)練，合成實驗中仍然以常量合成為主，這種情況一方面確實有出于學(xué)生練習(xí)基本操作的考慮，但是存在和實際的社會發(fā)展脫節(jié)等問題，很多基本操作方法目前只能在實驗室中應(yīng)用，在實際的生產(chǎn)及研發(fā)領(lǐng)域內(nèi)早已被淘汰.隨著社會的發(fā)展，儀器設(shè)備的進步，要求在高校的實驗課堂內(nèi)為學(xué)生引入現(xiàn)代化的操作技術(shù)，提高學(xué)生利用現(xiàn)代化大型儀器的能力，提高學(xué)生微量操作技能.近年來.我校在開設(shè)相關(guān)實驗時，考慮到學(xué)生和專業(yè)的實際情況，保留了傳統(tǒng)的操作實驗，加入了例如熔點儀使用，采用減壓抽濾的熱過濾內(nèi)容代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱濾漏斗操作以提高實用性.在環(huán)己烯制備中、己二酸的制備等幾個實驗中，以路易斯酸代替硫酸類質(zhì)子酸，一方面提高了反應(yīng)效果，另一方面還把綠色環(huán)保的理念滲透給了學(xué)生.在碘仿反應(yīng)實驗中，除了保留傳統(tǒng)的甲基酮和碘單質(zhì)的反應(yīng)之外，引入了電化學(xué)方法合成碘仿，使學(xué)生了解電化學(xué)合成這種在有機基礎(chǔ)課堂里不涉及的內(nèi)容.同時將一些現(xiàn)代的合成方法引入課堂，隨著有機實驗室的基礎(chǔ)建設(shè)進一步增加，很多像核磁等的大型儀器慢慢地已經(jīng)普及，我們在授課中適當(dāng)?shù)卦黾恿爽F(xiàn)代化大型儀器的使用，讓學(xué)生對大型儀器的了解不僅僅停留在理論課里.這樣增加了有機實驗的時代性.在咖啡因的提取實驗中，由于本實驗需要反復(fù)抽提，時間消耗較長，我們采取了文獻的方法[4]，預(yù)先對茶葉進行浸泡，在不影響實驗結(jié)果的前提下極大的降低了反應(yīng)時間，提高了同學(xué)們做實驗的積極性和效率.在實驗藥品的用量上，考慮到目前學(xué)生在中學(xué)期間化學(xué)實驗方面的缺失，學(xué)生動手能力不強，也考慮到微型化學(xué)實驗現(xiàn)象不明顯、技巧要求高、產(chǎn)物量少，學(xué)生往往會因為實驗結(jié)束后無法獲得足夠的產(chǎn)品而喪失實驗的積極性.因此我們沒有推行微型化學(xué)實驗，而是采用了半微量操作，實驗中的藥品用量一般在5g以內(nèi)，降低了實驗藥品的使用量.在曾經(jīng)開設(shè)的脲醛樹脂的制備實驗中，我們將教科書里原料的用量縮小了4倍，并沒有影響反應(yīng)的結(jié)果，但是減少了三廢的排放，降低了風(fēng)險，也把綠色化學(xué)的理念深刻的根植到了學(xué)生的思想中.

4自主設(shè)計實驗，提高創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的有機實驗以驗證性實驗為主，主要在于鞏固和強化課堂的理論知識，提高學(xué)生的動手能力，但是卻忽視了對學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[5-7].此外，各個學(xué)科的實驗還存在一定程度的重復(fù)，鑒于此，我校開設(shè)了化學(xué)技能綜合訓(xùn)練等課程，該課程以綜合性實驗為主，全面提高學(xué)生的綜合實驗素質(zhì).為此，我們精心地選擇了幾組設(shè)計性實驗，將教師的科研成果適當(dāng)?shù)募{入進來，要求學(xué)生以小組為單位，通過自行查閱文獻，設(shè)計出反應(yīng)路線，由教師輔助對實驗方案進行修改，確保安全無誤的前提下進行實驗，通過幾個設(shè)計性實驗發(fā)現(xiàn)，設(shè)計性實驗對啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維、提高學(xué)生查閱文獻的能力，提高其獨立分析問題、解決問題的能力具有重要意義.同時，積極鼓勵學(xué)生申請國家及地方大學(xué)生創(chuàng)新項目，有機實驗室為大學(xué)生創(chuàng)新項目的開展提供全方位的支持，鼓勵學(xué)生積極探索.提高學(xué)生的創(chuàng)新能力.

5與地方需求結(jié)合、適當(dāng)引入企業(yè)所需

對于一些地方高校來說，尤其是一些新建的本科院校，其辦學(xué)定位就是為當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，因此加強同本地企業(yè)的聯(lián)合，為本地培養(yǎng)人才是地方高校的首要任務(wù)，而培養(yǎng)地方型的人才需要因地施教，這就需要高校在制訂培養(yǎng)方案的同時要深入調(diào)研地方的人才需求.赤峰地區(qū)有色金屬產(chǎn)業(yè)方興未艾，藥企、化工企業(yè)眾多，化學(xué)化工類人才需求旺盛，但是通過我們一系列的調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前的教育模式存在著學(xué)校教育與企業(yè)需求的不匹配問題.從企業(yè)反饋的信息來看，目前的大學(xué)畢業(yè)生理論知識比較扎實，但是實踐能力較弱、動手能力不強，學(xué)生的就業(yè)觀念同就業(yè)實際情況也存在一定的偏差.高校在制訂培養(yǎng)方案往往參考的是兄弟院校，而且是多年沿襲下來的體系，化學(xué)專業(yè)往往以培養(yǎng)科研型人才和教師為主，很少考慮企業(yè)的需求，但是現(xiàn)在的就業(yè)情況使高校的培養(yǎng)不得不做出相應(yīng)的調(diào)整.因此，培養(yǎng)化學(xué)類人才應(yīng)該考慮本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和人才需求，不妨率先從實驗課的改革開始，在深入調(diào)研企業(yè)所需之后，在不影響常規(guī)教學(xué)的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)在實驗課程里引入企業(yè)的一部分生產(chǎn)實踐內(nèi)容，不適合引入高校的實驗操作練習(xí)可采用軟件模擬的方式進行，使學(xué)生提前了解一些企業(yè)的生產(chǎn)流程、注意事項、安全隱患等情況.加強學(xué)校培養(yǎng)同地方企業(yè)的聯(lián)系性，提高學(xué)生的實踐能力，同時提高地方高校服務(wù)地方的能力.地方院校的有機實驗開設(shè)要考慮多方面的因素，著力為地方培養(yǎng)應(yīng)用型人才.高校的有機化學(xué)實驗課應(yīng)下功夫提高學(xué)生安全環(huán)保意識、提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)生服務(wù)地方社會的能力，在課程設(shè)置、授課模式、考核模式等多方面還需要教育者們繼續(xù)深入的探索和實踐.

參考文獻：

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〔4〕吳云英，等.茶葉中咖啡因的提取實驗裝置的改進與探索[J].大學(xué)化學(xué)，2019,34(3)：42-46.

〔5〕肖鳳屏，胡鵬.高校有機化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題及解決措施[J].廣州化工,2017,45(15):218-219.

作者：林雪松 單位：赤峰學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院