有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革思考

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

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；課程改革；綠色；發(fā)展方向

1實(shí)驗(yàn)以安全為基礎(chǔ)

實(shí)驗(yàn)安全包括人身安全和環(huán)境安全兩類，對(duì)于化學(xué)化工類專業(yè)來(lái)說(shuō)，安全是頭等大事，近年來(lái)國(guó)內(nèi)化工企業(yè)事故頻發(fā)，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失.2017年天津?yàn)I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(duì)于化工類安全教育提出了挑戰(zhàn).化工類事故對(duì)人身和環(huán)境都會(huì)造成嚴(yán)重的損害.對(duì)于教育者來(lái)說(shuō)，安全教育要從源頭抓起，在實(shí)驗(yàn)課里應(yīng)將安全教育作為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的第一堂課[1].無(wú)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(jìn)去.實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)培訓(xùn)學(xué)生如實(shí)驗(yàn)室逃生、滅火器使用等應(yīng)急措施，培訓(xùn)合格后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室.實(shí)驗(yàn)過(guò)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(jìn)行，并將安全意識(shí)貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)，穿著短褲、涼鞋等進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室.這就要求教師在授課過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并糾正，為學(xué)生樹立良好的安全意識(shí)，盡量避免安全事故的發(fā)生.

2加強(qiáng)基本訓(xùn)練、改革授課模式

本科階段的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其中最重要的作用就是加強(qiáng)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(shí)驗(yàn)課要求學(xué)生做好預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，詳細(xì)的記錄好實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)成敗的原因，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力及意識(shí).授課過(guò)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(dú)立進(jìn)行，部分簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作例如分液等可結(jié)合到合成實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行.筆者所在的學(xué)院近年來(lái)嘗試使用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，收到了較好的效果.到現(xiàn)在，有機(jī)實(shí)驗(yàn)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(shí)面，很多采用板書無(wú)法表達(dá)的內(nèi)容均可以以多媒體的形勢(shì)向?qū)W生展示.授課中采用一些動(dòng)畫的形式使學(xué)生更好地了解和掌握一些基本操作及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題.此外，采用多媒體授課也降低了授課時(shí)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(shí)驗(yàn)中進(jìn)行講解、指導(dǎo)并糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，獨(dú)立操作等能力.我們?cè)谑谡n的過(guò)程發(fā)現(xiàn)很多教師因?yàn)閾?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(jìn)行一些簡(jiǎn)單操作的習(xí)慣.這樣對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的能力不利，教師在授課過(guò)程中應(yīng)牢記自己的角色，盡量避免過(guò)度指導(dǎo)、過(guò)度參與實(shí)驗(yàn)等問(wèn)題.

3實(shí)驗(yàn)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(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，對(duì)環(huán)保提出了新的要求.同時(shí)，時(shí)代的發(fā)展要求學(xué)生與時(shí)俱進(jìn)，要求學(xué)生掌握現(xiàn)代化的儀器的使用，掌握具有時(shí)代性的操作方法.這就要求在對(duì)本科生的培養(yǎng)中，要增加綠色化、現(xiàn)代化、微量化的知識(shí)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(hù)意識(shí).到目前為止，國(guó)內(nèi)許多高校開設(shè)的基礎(chǔ)有機(jī)實(shí)驗(yàn)仍然在使用傳統(tǒng)的B型管法側(cè)熔點(diǎn)、使用熱濾漏斗進(jìn)行重結(jié)晶等傳統(tǒng)的基本操作訓(xùn)練，合成實(shí)驗(yàn)中仍然以常量合成為主，這種情況一方面確實(shí)有出于學(xué)生練習(xí)基本操作的考慮，但是存在和實(shí)際的社會(huì)發(fā)展脫節(jié)等問(wèn)題，很多基本操作方法目前只能在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用，在實(shí)際的生產(chǎn)及研發(fā)領(lǐng)域內(nèi)早已被淘汰.隨著社會(huì)的發(fā)展，儀器設(shè)備的進(jìn)步，要求在高校的實(shí)驗(yàn)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(lái).我校在開設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，考慮到學(xué)生和專業(yè)的實(shí)際情況，保留了傳統(tǒng)的操作實(shí)驗(yàn)，加入了例如熔點(diǎn)儀使用，采用減壓抽濾的熱過(guò)濾內(nèi)容代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱濾漏斗操作以提高實(shí)用性.在環(huán)己烯制備中、己二酸的制備等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jī)基礎(chǔ)課堂里不涉及的內(nèi)容.同時(shí)將一些現(xiàn)代的合成方法引入課堂，隨著有機(jī)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)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?cè)谑谡n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(duì)大型儀器的了解不僅僅停留在理論課里.這樣增加了有機(jī)實(shí)驗(yàn)的時(shí)代性.在咖啡因的提取實(shí)驗(yàn)中，由于本實(shí)驗(yàn)需要反復(fù)抽提，時(shí)間消耗較長(zhǎng)，我們采取了文獻(xiàn)的方法[4]，預(yù)先對(duì)茶葉進(jìn)行浸泡，在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下極大的降低了反應(yīng)時(shí)間，提高了同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)的積極性和效率.在實(shí)驗(yàn)藥品的用量上，考慮到目前學(xué)生在中學(xué)期間化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的缺失，學(xué)生動(dòng)手能力不強(qiáng)，也考慮到微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、技巧要求高、產(chǎn)物量少，學(xué)生往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)束后無(wú)法獲得足夠的產(chǎn)品而喪失實(shí)驗(yàn)的積極性.因此我們沒有推行微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，而是采用了半微量操作，實(shí)驗(yàn)中的藥品用量一般在5g以內(nèi)，降低了實(shí)驗(yàn)藥品的使用量.在曾經(jīng)開設(shè)的脲醛樹脂的制備實(shí)驗(yàn)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(xiǎn)，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(jì)實(shí)驗(yàn)，提高創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的有機(jī)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，主要在于鞏固和強(qiáng)化課堂的理論知識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，但是卻忽視了對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[5-7].此外，各個(gè)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)為主，全面提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì).為此，我們精心地選擇了幾組設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，將教師的科研成果適當(dāng)?shù)募{入進(jìn)來(lái)，要求學(xué)生以小組為單位，通過(guò)自行查閱文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出反應(yīng)路線，由教師輔助對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改，確保安全無(wú)誤的前提下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)幾個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維、提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力，提高其獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力具有重要意義.同時(shí)，積極鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)國(guó)家及地方大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，有機(jī)實(shí)驗(yàn)室為大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的開展提供全方位的支持，鼓勵(lì)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(duì)于一些地方高校來(lái)說(shuō)，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(qiáng)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(shí)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(guò)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(wèn)題.從企業(yè)反饋的信息來(lái)看，目前的大學(xué)畢業(yè)生理論知識(shí)比較扎實(shí)，但是實(shí)踐能力較弱、動(dòng)手能力不強(qiáng)，學(xué)生的就業(yè)觀念同就業(yè)實(shí)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(lái)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(jì)發(fā)展和人才需求，不妨率先從實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課程里引入企業(yè)的一部分生產(chǎn)實(shí)踐內(nèi)容，不適合引入高校的實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)可采用軟件模擬的方式進(jìn)行，使學(xué)生提前了解一些企業(yè)的生產(chǎn)流程、注意事項(xiàng)、安全隱患等情況.加強(qiáng)學(xué)校培養(yǎng)同地方企業(yè)的聯(lián)系性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)提高地方高校服務(wù)地方的能力.地方院校的有機(jī)實(shí)驗(yàn)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(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課應(yīng)下功夫提高學(xué)生安全環(huán)保意識(shí)、提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)生服務(wù)地方社會(huì)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(shí)踐.

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