有機化學實驗課程改革思考

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摘要：有機化學實驗是化學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，都要將安全教育滲透進去.實驗前，應(yīng)培訓學生如實驗室逃生、滅火器使用等應(yīng)急措施，培訓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生，讓學生嚴格依照操作規(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.筆者在長期教學中發(fā)現(xiàn)，很多學生的安全觀念相當?shù)?學生甚至會散開長發(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加強基本訓練、改革授課模式

本科階段的有機化學實驗，其中最重要的作用就是加強學生的基本操作訓練，使學生熟練掌握化合物合成及分離提純的操作技術(shù)[2].實驗課要求學生做好預(yù)習報告和實驗報告，詳細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)加大基本操作訓練的講授，基本操作要求學生獨立進行，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.筆者所在的學院近年來嘗試使用多媒體進行實驗教學，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.多媒體技術(shù)極大地拓寬了學生的知識面，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，增加了學生的學習興趣.依照最新的人才培養(yǎng)方案，高等教育的授課方式現(xiàn)在正在由教師主導向?qū)W生為主轉(zhuǎn)變，教師主要職責是為學生實驗中進行講解、指導并糾正學生的錯誤，培養(yǎng)學生獨立思考，獨立操作等能力.我們在授課的過程發(fā)現(xiàn)很多教師因為擔心學生操作不當，都存在幫助學生搭建儀器、幫助學生進行一些簡單操作的習慣.這樣對于培養(yǎng)學生的能力不利，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、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)展要求學生與時俱進，要求學生掌握現(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，使學生養(yǎng)成良好的化學理念和操作現(xiàn)代化儀器的能力[3]，提高學生的環(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生練習基本操作的考慮，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)為學生引入現(xiàn)代化的操作技術(shù)，提高學生利用現(xiàn)代化大型儀器的能力，提高學生微量操作技能.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，引入了電化學方法合成碘仿，使學生了解電化學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?shù)卦黾恿爽F(xiàn)代化大型儀器的使用，讓學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，考慮到目前學生在中學期間化學實驗方面的缺失，學生動手能力不強，也考慮到微型化學實驗現(xiàn)象不明顯、技巧要求高、產(chǎn)物量少，學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，降低了風險，也把綠色化學的理念深刻的根植到了學生的思想中.

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，提高學生的動手能力，但是卻忽視了對學生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[5-7].此外，各個學科的實驗還存在一定程度的重復，鑒于此，我校開設(shè)了化學技能綜合訓練等課程，該課程以綜合性實驗為主，全面提高學生的綜合實驗素質(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?shù)募{入進來，要求學生以小組為單位，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)學生的科學思維、提高學生查閱文獻的能力，提高其獨立分析問題、解決問題的能力具有重要意義.同時，積極鼓勵學生申請國家及地方大學生創(chuàng)新項目，有機實驗室為大學生創(chuàng)新項目的開展提供全方位的支持，鼓勵學生積極探索.提高學生的創(chuàng)新能力.

5與地方需求結(jié)合、適當引入企業(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，其辦學定位就是為當?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)教學的基礎(chǔ)上，可適當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可采用軟件模擬的方式進行，使學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.加強學校培養(yǎng)同地方企業(yè)的聯(lián)系性，提高學生的實踐能力，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.高校的有機化學實驗課應(yīng)下功夫提高學生安全環(huán)保意識、提高學生分析問題、解決問題的能力，提高學生的實踐創(chuàng)新能力，提高學生服務(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：

〔1〕鐘偉強，梁向暉，毛秋平.本科生有機化學實驗教學改革探索[J].廣東化工,2015,4（42）:125-126.

〔2〕潘長多.高等學校有機化學實驗改革探索[J].廣州化工,2017,45(21):177-182.

〔3〕趙婕.高校有機化學實驗教學改革與探索[J].化工教學,2017,43(5):149.

〔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].大學化學，2019,34(3)：42-46.

〔5〕肖鳳屏，胡鵬.高校有機化學實驗教學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：赤峰學院化學與生命科學學院