高校有機化學實驗教學改革探析

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摘要：以高校有機實驗教學改革的重要性為出發點，分析出當前有機化學實驗教學存在的現狀，并在教學內容、教學方法、綠色課堂教學觀念、教學模式等方面提出行之有效的教學改革措施，從而全面提高了學生學習的熱情，充分發揮學生的發散性思維和創新能力，促進學生的全面發展。

關鍵詞：高校；有機化學實驗；教學改革

 一、有機化學實驗教學改革的重要性

隨著我國科學技術的不斷進步與經濟的快速發展，大、中、小企業急需專業的全能型技術人才才能滿足當下的市場發展趨勢。在此背景下，高校教師應該著力以培養學生的實踐能力為主要的教學任務，將學生的理論基礎和實際相互聯系，從而創建出新穎、實用的、有趣的教學實驗課堂。高校有機化學實驗教學的重要性日益凸顯，其主要體現在以下幾個方面。

（一）完善教學內容，提高學生基本實驗技能

有機化學實驗教學改革就是將學生掌握的基礎知識進行擴展和延伸，使基礎實驗的內容變得更為復雜和具體。高校學生運用所學的理論知識進行化學實驗的操作，在合成實驗中，正確運用各種實驗操作技能、選擇合適的合成、分離提純和分析鑒定的方法，并通過掌握各種合成反應的原理，加深了對典型有機反應的理解［2］。另外，高校化學教師根據不同化合物的合成原理，設計實驗的操作方案，使學生加深對有機化學實驗知識的理解。如在進行乙酸正丁酯的支配實驗中，教師通過講解基本原理和方法之后，根據物質性質進行設計實驗，從而使學生很快掌握了回流分水、蒸餾、分液漏斗的使用等操作［3］。

（二）改善傳統教學觀念，實現學生綜合能力的發展

在過往的教學中，大多是以教師為主導位置，學生只是聽從教師的安排，這就容易使學生對教師教學產生錯誤的意識。而隨著實驗教學的改革，教學的根本目的就是充分以學生為本，運用趣味性的教學方法，讓學生積極主動地參與到實驗教學的討論中，提高學生的發散性思維和創新能力。與其他學科不同，化學實驗具有不可預測性，需要教師及學生采用適當的解決方法靈活運用。例如同樣的藥品、儀器，不同的人操作起來會得到不同的結果。因此，這時就需要學生積極參與實驗項目，找出自身的不足，以多種創新的實驗方法，提高自身的綜合能力。

（三）增加學生基本操作的規范化

想要提高有機化學實驗的嚴謹性，就需要化學教師在教學中嚴格按照實驗操作的規范進行教學。這樣才能培養學生的良好行為習慣，避免在實際的操作和以后的工作中出現不必要的誤會。但在過往的教學中，學生對于實際的操作步驟并沒有引起重視。加上學生對于新學的實驗原理并不是很理解，實驗操作起來并不是很熟練，這就致使學生根據一貫的錯誤操作習慣，使得實驗出現失敗或者引發一系列的危險事故。例如：在進行操作時，應該選擇較萃取劑和被萃取溶液總體積大一倍以上的分液漏斗，將分離物質倒進分液漏斗時，首先要檢查漏斗是否存在泄露，這是進行實驗操作最重要的一步；其次，在萃取的過程中要打開漏斗的按鈕和塞子，但是大都數學生在打開按鈕之后就忘記打開塞子，這就使液體不能完全流出，導致實驗進程減慢。因有機化學實驗具有連續性和關聯性的特點，所以學生應該注重實驗的每一個環節，一旦一個操作出現錯誤可能就會牽涉到整個實驗過程。

二、有機化學實驗教學的教學現狀

隨著新課程改革的不斷深入，高校化學教師在教學過程中應充分以學生為本，培養學生的實驗操作能力和專業技能為教學目的，全面提升學生的創造能力，使學生逐漸成為社會需要的創造型人才。但是，由于部分教師仍采用傳統的教學模式，在教學內容、教學方法、教學觀念等方面都制約了學生的發展，其主要體現在以下幾個方面。

（一）教學內容單一

在傳統的有機實驗教學中，化學教師直接將實驗條件、實驗過程、實驗對象、實驗結果進行告知和明確。同時，傳統的高校有機化學實驗中主要運用的是驗證性實驗，對于其他類型的實驗，如開放性試驗、設計性試驗等比較缺乏等。這是導致學生失去課堂學習熱情的原因之一［4］。學生在實驗課堂中只能照貓畫虎的進行操作，其思維受到了一定的限制，從而使得學生主動思考的能力不能完全施展。

（二）教師教學方法較陳舊

化學是比較綜合的一門學科，而有機化學實驗更具有復雜性，這就致使在有機實驗教學中會出現多組合作學習的現象。這雖然能夠在一定程度上調動學生的積極性，但是大多學生還是根據教師的教學步驟進行實驗，會致使一部分學生出現渾水摸魚的現象。第一，學生的自主思考的能力較差，在實驗的操作中發揮創新技能的可能性就會越小。同時，部分學生這種墨守成規、不思進取的現象制約了學生的發展，不能滿足社會對于新興人才的需求。第二，學生參與的實驗機會比較頻繁，但是由于教師教學缺乏新穎，這就致使學生失去了興趣，對化學實驗產生了錯誤的意識。

（三）缺乏節約、環保意識

在有機實驗中常常會使用到一些藥品或者試劑，這些物品在一定程度上會對環境產生污染。但過去，在高校化學實驗課堂中教師往往會疏忽這個環節，致使部分學生進行完實驗后，直接將這些物品放入垃圾桶內。這不僅造成了物品的浪費，有些藥品存在毒性、易揮發性，還很容易對環境產生污染和破壞，對人的身體健康產生很大的威脅。由此可見，培養學生的綠色化學理念就顯得尤為重要，能夠有效地降低成本及廢物的循環利用。這就需要高校化學教師進行綠色課堂意識的講解，從而為學生們營造了一個舒適、愉快的課堂環境。

（四）拘泥于落后的教學模式，理論與實踐脫節

一般情況下，教師在講授完理論知識之后，會對學生進行實驗的講解。實驗的每一個步驟和環節都向學生講解，但是一旦在實際運用中或者考試中學生就出現了掉鏈子的想象［5］。究其原因，首先是部分學生的學習程度各不相同，部分學生掌握的有機化學基礎具有差異性，這就需要教師根據學生的基本學習情況進行針對性的教學；其次，由于有機化學實驗教材的缺失使得實驗操作不能及時完成，而待到實驗教材采購完成后，學生已經忽視了所學內容中的重點和難點，從而導致實驗的失敗。此時就需要有機化學實驗教學進行有效的改革，將虛擬實驗引入課堂中，讓學生在學習完理論之后，進行實驗的討論和探究，以便真正實驗操作時能夠應用自如，從而避免了一些危險事故的發生。

三、有機化學實驗教學改革措施

為解決高校有機化學實驗教學存在的問題，筆者對此進行了多次的嘗試性改革，并取得了較好的效果。學生利用創新的教學方法將理論和實踐相互結合，不僅鞏固所學的知識，還培養了學生動手能力和思維能力的發展，使學生在面對實際問題時能夠更加靈活地運用所學知識。其主要體現在以下幾個方面。

（一）優化教學內容，提高學生創新能力

化學教師應該建立創新的教學模式，提高教學的質量，將有機化學實驗的課程分為基礎創新實驗、設計創新實驗、研究創新實驗等三個方面，按照每個學生的需求進行實驗。這幾個實驗主要是針對學生的實驗能力創建的，培養學生的動手能力，開發學生的潛能，使學生在充分掌握理論后進行針對性的實驗［6］。例如：對學生學習的實驗項目進行科學的設置，用不同方法制備同一個化合物和用同一種原料控制不同操作條件制備不同化合物的實驗放到一起進行研究。實驗的項目要與教學的內容相互吻合和一致，并在學生充分理解理論知識之后在進行實驗教學，這樣就能避免學生在實驗過程中出現各種不理解的狀況，影響實驗進程。同時盡量讓學生充分掌握有機化學分離、提純、鑒定方法的運用，有效提升有機化學實驗教學的時效性和高效性。

（二）完善課堂教學方式，激發學生學習興趣

化學教師將慕課（MOOC）運用于有機實驗教學課堂，有效地吸引了學生的注意力，激發學生的學習興趣。為改變學生上課不積極參與的現象和墨守成規的狀態，在課堂中充分以學生為本，根據學生的基本需求進行教學，能夠使教學達到事半功倍的效果。首先，教師利用十分鐘的課堂時間將制作出的小視頻播放給學生們觀看，其內容具有連續性和具體性，將所講授內容的重點和難點進行標記。這樣不僅能使學生更容易理解，還能提高學生的主觀能動性。其次，教師在學生觀看視頻之后，應該對學生提出相關的問題來加深他們對課程內容的理解；而學生通過慕課的學習已經對教學內容有了一定的了解，避免了在實驗過程中必須依靠書本才能進行練習。學生通過教師的提問進行實驗操作，以在操作過程中探尋教師提出的問題，這就增強了學生的自主思考的能力，避免發生“照方抓藥”的現象發生。例如：教師在講授《乙酰乙酸乙酯的制備》時，教師將乙酰乙酸乙酯的制備基本實驗過程和步驟以視頻的方式向學生展示，對乙酸乙酯與乙醇鈉Claisen縮合實驗過程中的無水乙醇和金屬納進行了標記，主要是要求學生在實驗過程中會產生鈉反應，必須保障是處于無水的條件，其中油浴的加熱時間也要保持在110攝氏度以內，主要是避免發生乙酰乙酯的溢出［7］。學生在通過教師詳細的介紹之后，對該實驗已經有了具體的輪廓。這時教師就提出問題：待液體冷卻后，加入不同量的乙酸，會使液體呈現何種性質。學生帶著教師的問題很快就得出了不同的答案。這對于學生來說無疑是一次勇敢的嘗試，從而增強了學生的自信心，培養了學生的創新能力，促進了學生的全面發展。

（三）培養學生環保和節約意識，實現綠色化教學

在進行有機化學合成實驗時，教師應該盡量選用毒性較小的試劑或者藥品進行教學，以減少一些危險事故的發生。將實驗進行連續化，可以有效減少廢棄物的排放，這是實現綠色實驗課堂的最佳途徑，即提高化學實驗知識的關聯性。在往常的教學中只是將實驗內容中的合成反應類型進行統一的設置，而對其他反應不能產生直接的聯系，這就致使學生在進行其他實驗時不能與之前學過的知識進行有效地連接。進而就造成了許多產品的浪費，不僅污染了環境還增加了大量的成本。因此，為改變這一問題，需要學生提高環保意識。不僅讓學生了解到有機化學實驗的特殊性和復雜性，還能讓學生樹立科學的價值觀。例如：在學生學習“對氨基苯磺酰胺制配”時，主要依靠乙酰苯胺為原料，在進行實驗訓練時，盡可能的將這種原料應用于之后的實驗中，它所產生的實驗結果也能夠影響到之后實驗的結果，使得實驗變得更加具有真實性。這樣就有效避免了廢棄物浪費的現象，久而久之，就會讓學生氧養成環保意識和節約意識。

（四）虛擬實驗的運用，實現理論與實踐的結合

在往常的實驗教學中，會出現“一組多用”的情況，學生不能發揮出自身的優勢和創新想法，使得一些學生形成了錯誤的認識。而虛擬實驗能夠讓學生自己進行實驗訓練，提高學生的實驗態度，使理論技能和實踐技能相互的統一，確保了實驗的安全性和重復性，減少了學生有機實驗訓練的次數，提高了實驗結果的質量和效率。虛擬實驗的運用，能夠及時使學生在學習理論基礎知識之后進行實踐的訓練。首先，學生通過多次的練習和更換合成條件或者材料后，得出來不同的實驗結果，積累了學生的知識儲備。其次，學生在反復練習之后，在真正實驗過程中就可以避免發生遺漏或者其他一些危險事故。提高了實驗的正確率，培養了學生在虛擬實驗中的觀察能力和分析能力，提高了學生的實驗綜合能力。最后，教師還可以聯系實際的生活，將實驗內容與虛擬實驗相互結合，從而為實際的實驗操作過程奠定了堅實的基礎。例如：學生根據日常生活中常見的食品進行虛擬實驗的練習，如從茶葉中提取咖啡因，從辣椒中提取辣椒紅色素，從橘皮中提取果膠，從黃連中提取小檗堿（或黃連素）的提取與分離［8］。這樣學生在通過虛擬實驗多次變換提取的條件，使學生了解到了更多與生活相關的化學知識，從而為以后的工作和生活帶來了更多的便捷性［9］。

四、結語

本文主要對有機化學實驗教學改革的教學內容、教學目標、教學方法進行研究分析，從而探討出了當下高校需要緊隨時展趨勢和要求，以不斷培養全能型創新人才為目的。在教學中，高校教師需要轉變傳統的教學觀念，及時將改革的創新教學模式運用至有機實驗課堂中，使學生充分發揮主觀能動性和創新意識，增加學生對于高校有機化學實驗教學的正確認知。高校學生在充分理解基礎理論的同時，也要提高自身的實踐能力，使學生在實驗過程中逐漸提升自己提出問題、思考問題、解決問題的能力，從而實現綜合能力的發展。與此同時，在教學改革的推動下，教師應該轉變之前的評價考核方法，著力重視學生的實踐操作能力，以調動學生的積極性。這樣在教師通過教學模式改革和考核評價改革的雙管齊下，有效提高教師教學的效率。

［參考文獻］

［1］李璐.高職院校有機化學實驗教學改革的探索與實踐［J］.當代教育實踐與教學研究，2018（1）：163.

［2］吳紅梅，郭宇，張震斌，等.基于CDIO模式的有機化學實驗教學改革［J］.實驗室研究與探索，2017（10）：177-179.

作者：楊進 單位：淮北師范大學 化學與材料科學學院