關于提高大學生有機化學實驗技能的探討

唐 林，譚美容，張曼曼，劉春紅，張 迪，孫 甜

(信陽師范學院化學化工學院，河南 信陽 464000)

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關于提高大學生有機化學實驗技能的探討

唐 林，譚美容，張曼曼，劉春紅，張 迪，孫 甜

(信陽師范學院化學化工學院，河南 信陽 464000)

化學是一門實踐的學科，這在有機化學中體現地尤為突出。實驗教學對培養(yǎng)大學生的動手能力和創(chuàng)新意識具有重要的影響；加強化學實驗中學生實驗技能的培養(yǎng)，有利于提高大學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。有機化學實驗在整個有機化學教學中有著舉足輕重的作用，其不僅可以驗證和鞏固所學的理論知識，更為重要的是可以提高學生良好的實踐意識以及解決問題的綜合能力。筆者將分析高校有機化學實驗教學中所存在的一些問題并探討提高學生有機化學實驗技能的可能途徑。

有機化學；實驗技能；創(chuàng)新能力

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗教學是化學教學過程的重要環(huán)節(jié)，學生通過實驗學習不僅可以提高實驗技能，還能理解、掌握和鞏固理論知識[1]。有機化學實驗在整個有機化學教學中有著舉足輕重的作用，其不僅可以驗證和鞏固所學的理論知識，更為重要的是可以提高學生良好的實踐意識以及解決問題的綜合能力[2]。實驗能力的高低是衡量大學化學專業(yè)學生綜合素質的重要指標之一，各高校通過在實驗課程設置、內容目標、實驗資源、教學模式、評價方法等方面積極進行改革，以提高學生的實驗技能水平。有機化學作為化學學科重要的組成部分，是高?；瘜W實驗中必修的課程之一，其主要目的是：通過實驗可使學生得到基本操作和基本技能的全面訓練。配合課堂教學，驗證、鞏固和加深課堂講授的基本理論和基本知識[3]。培養(yǎng)學生觀察、分析問題和解決問題的能力，以形成實事求是的科學態(tài)度、嚴謹細致的科學作風和良好的實驗工作習慣，為以后進一步的學習、工作和科研打下扎實的基礎。由于有機化學實驗大多是驗證性實驗，學生通過書本了解到該實驗應該是可以完成的，于是導致學生很多實驗前的準備不足，照搬書本的結論，被動性的驗證實驗內容，甚至篡改實驗數據，而對實驗過程和實驗想象不加以分析，從而沒有達到提高學生創(chuàng)新能力的目的。另外，由于有機化學實驗時間長、氣味大、毒性大、成功率低等因素，導致了很多學生對有機化學實驗“談虎色變”，這就嚴重影響了學生學習的主觀能動性。結合我院在有機化學實驗中的教學特點，論文提出了實驗教學中所發(fā)現的一些問題，并就如何提高大學生有機化學實驗技能給出了一些建議。

1 有機化學實驗教學過程中發(fā)現的問題

1.1 學生實驗預習不足

學生對實驗前的準備工作不夠重視，認為只要將化學課本上的實驗目的、實驗原理、實驗要求、實驗步驟等抄到預習實驗報告上就完成了實驗前的準備工作。一些教師也只要求學生簡單的了解實驗過程而沒有引導學生去深層次的思考實驗原理。這樣導致學生極低的實驗操作效率，因為它們沒有做到胸有成竹，每一步都完全需要按照書本的實驗過程機械地操作，忽略了由于化學試劑、實驗條件等因素引起的個體實驗差異，從而以實驗失敗而告終。另外，實驗預習的不足也會使得學生缺乏觀察思考，對實驗現象難以提出質疑，對實驗過程中出現的異常現象也很少主動探究原因或找老師尋求解釋。記得在一次實驗過程中，有個學生說實驗員準備的環(huán)己醇樣品都變成固體了，肯定壞掉了。筆者作為教師就問這個學生你怎么認為它是壞掉了。他當時的回答竟是上次我用的時候是液體，這次是固體。他這個回答另我很吃驚，因為環(huán)己醇這么常規(guī)的試劑，網上一查就知道它的一些基本的物理參數，它的熔點為26 ℃左右，在氣溫高的時候，肯定就為液體，冬天氣溫降低的時候，肯定就凝固成固體了。而就是這么 簡單的問題，學生卻不知道，因為他們沒有花時間認真調研試劑的物理以及化學性質。另外，實驗前的預習工作可以讓學生了解化學試劑的物理化學性質，這就對實驗中的一些危化品具體的操作更為規(guī)范，不會因無知而發(fā)生一些本可以避免的事故。

1.2 學生實驗操作能力不夠

在平常的有機實驗教學中發(fā)現大部分學生的實驗操作不規(guī)范，從而導致實驗失敗。比如最常規(guī)的萃取操作，分液漏斗應該是放在鐵架臺上的鐵圈中。而很多學生為了圖一時方便，竟然將分液漏斗置于燒杯中讓其靜止分層，這樣就形成一種“頭重腳輕”的介穩(wěn)狀態(tài)，只要稍微一觸碰分液漏斗，就很容易將其摔出燒杯而破損，導致分液漏斗里面的液體混合物流出，從而使整個實驗失敗。因此，規(guī)范的有機化學實驗操作是至關重要的，往往可以決定實驗的成敗。實驗記錄是從事科學研究的第一手資料，實驗記錄的好壞直接影響對實驗結果的分析，需要學生在整個的實驗過程中仔細觀察和記錄。部分學生實驗中缺乏耐心，實驗記錄不夠認真，加之實驗操作不當，導致實驗結果出現問題，于是乎只能通過對實驗報告中的實驗數據進行篡改而達到實驗要求。教師在批閱實驗報告過程中，有時驚奇地發(fā)現不同學生的實驗數據居然是一模一樣的。有機化學實驗操作是培養(yǎng)學生獨立工作和思維能力的重要方式，需要學生獨立認真地完成，即使失敗，也應該實事求是，汲取失敗教訓，這樣才能改進自己的實驗操作技能，避免再一次犯同樣的錯誤。

1.3 學生處理數據及解決實驗問題的能力有待提高

很多學生認為數據處理僅僅是對實驗中獲得的實驗數據進行計算然后得出實驗結果，只要實驗結果與書本上理論結果相差太大，就認為是不成功或者失敗的。比如在制備正丁基溴化鎂格氏試劑中，書本中講到的是當鎂條基本溶解完全時才停止回流加熱反應。很多學生在實驗中就照本宣科的按書本上的來，反應很長時間后還有大部分鎂條沒有溶解，所以就一直加熱，有些同學則認為反應失敗了。其實不然，這個反應時對水特別敏感，但只要反應啟動了，就算無水條件不是那么嚴格，也能成功，只是產率比較低而已。在大部分高校中，本科有機實驗沒有很好的無水裝置，一般只用U型干燥管作為簡易的無水裝置，而且所用的試劑以及溶劑也沒有經過嚴格的除水操作，因此產率低就變得理所當然了。但是學生完全沒有自己的思考，他們認為只要實驗現象與書本相差太大就是失敗了。所以具體問題應該具體分析，在分析探討的過程中加深對實驗內容的回顧和本質上的認識，舉一反三，提出自己的觀點和質疑，這才是實驗課程的真正目的。數據處理貫穿于整個實驗過程中，從實驗設計到實驗結果分析，是有機化學實驗的重要組成部分。教師要引導學生多角度的去思考、調查、探究數據之間的聯(lián)系，去分析和發(fā)現所研究問題的規(guī)律，提高學生運用知識解決實際問題的能力。

2 提高學生有機化學實驗技能的建議

2.1 改變學習方式，啟發(fā)學生自主學習

初高中階段有機化學實驗的學習方式主要是根據老師在課堂上的操作和課本上的實驗步驟來觀察和模仿一些實驗，從而達到所課本設定的預期實驗結果。大學有機化學實驗以任務訓練和技能實訓為主，目的是培養(yǎng)學生通過設計實驗方案，收集、分析和處理實驗數據，并利用所學的理論知識去解決實驗中發(fā)現的問題，以提高學生的自主創(chuàng)新能力。因此，大學階段的化學實驗教學應注重鼓勵學生根據實驗學習任務，去獨立設計實驗方案和過程，激發(fā)學生的思維能力和動手能力，這有利于大學生認知性和技能性的提高，使他們能夠用所學理論知識和經驗去設計和操作化學實驗[4]。

2.2 加強問題意識，激發(fā)學生學習興趣

有機化學實驗中“提出一個問題比解決一個問題更重要”[5]。教師要引導學生積極主動的多角度看待問題，摒棄一個問題只有一個正確答案的舊觀念，鼓勵學生去開發(fā)具有創(chuàng)造性的想象力，去探索多種答案。比如在格氏試劑制備實驗中，教師應該最開始就提出為什么該實驗需要無水操作。這樣學生就會帶著老師的疑問去查閱資料，去認真操作執(zhí)行無水操作，同時在實驗過程中又會得出一系列新的問題，比如物料的滴加順序、后處理操作等。這就由一個問題，激發(fā)了學生的學習興趣，也會產生更多的問題，從而提高他們解決問題的能力。所以說興趣是最好的老師，教師要改變自己的教學方法，讓學生在實驗中體會到樂趣。有機化學學習興趣指“學生對有機化學學習的一種帶有情緒色彩的特殊的活動傾向，它是促進學生探究物質及其變化規(guī)律性的一種重要內在動力，具有較強的動機能”[6]。如果學生對有機化學實驗課不感興趣，當成老師布置的任務去完成，就不會認真觀察和思考實驗中出現的一些現象，更不會對實驗中出現的問題進行思考和探索。學習新知識時，學生會根據現有的認知結構去理解新知識，當現有的認知無法合理地解釋出現的新事物和新問題時，就會產生認知沖突，就會對現有的知識產生不滿和懷疑，就會激發(fā)內心想要解決問題的求知欲望。

3 結 語

創(chuàng)新型國家要靠創(chuàng)新人才去建設，而人才培養(yǎng)主要靠高校教育。大學有機化學專業(yè)要培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新精神和實踐能力的應用型人才應著眼于學生實驗技能的培養(yǎng)。各高校要重視實驗課程，讓學生有更多的機會進入實驗室，加強學生的實驗技能，增強學生在實驗中的主體地位，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，從而從根本上改變學生的學習觀念，形成一種“反客為主”的局面。教師在實驗教學中要教會學生怎樣去發(fā)現問題、分析問題和解決問題，形成以問題為導向的有機化學實驗教學，并與時俱進地不斷改進自己的教學方法，才能培養(yǎng)出真正能夠適應當前社會發(fā)展的創(chuàng)新人才。

[1] 張雁冰.關于高校物理化學實驗室安全的討論[J].廣州化工,2016,44(7):216-217.

[2] 鄭春滿,韓喻,謝凱.有機化學實驗教學改革與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究[J].高等教育研究學報,2011,34(1):98-100.

[3] 俞善輝.有機化學的啟發(fā)式教學法[J].化工高等教育,2008(3):83-86.

[4] 江文輝,羅一鳴,唐瑞仁,等.有機化學實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗室研究與探 索,2009,28(12):115-118.

[5] 夏小剛,呂傳漢.美國數學教育中的提出問題研究綜述[J].比較教育研究,2006(2):18-22.

[6] 余兆菊.有機化學實驗教學改革的探索與實踐[J]. 實驗科學與技術,2006,5(1):65-67.

Discussion on Improving College Students’ Experiment Skill of Organic Chemistry*

TANGLin,TANMei-rong,ZHANGMan-man,LIUChun-hong,ZHANGDi,SUNTian

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinyang Normal University, Henan Xinyang 464000, China)

Chemistry is a practical subject, especially embodied in Organic Chemistry. Experimental teaching has important influence to cultivate college students’ practice ability and innovation consciousness. Strengthening college students’ experiment skill is favorable to improve their learning capacity, practice ability and innovation awareness. Organic Chemistry experiment is of vital significance in the Organic Chemistry teaching, because it can not only test and consolidate as learned theory knowledge, but also improve the students’ consciousness of good practice and the comprehensive ability to solve the problem. The problems in Organic Chemistry experiment teaching and attempt were analyzed to explore a possible pathway for improving students’ experiment skill of Organic Chemistry.

Organic Chemistry; experiment skill; innovation ability

國家自然科學青年基金項目(NO.21602190)；河南省教育廳項目(NO.17A150049)； 信陽師范學院‘南湖學者獎勵計劃’青年項目。第一作者：唐林(1986-)，男，博士，講師，主要從事有機化學相關的教學和研究。

G642

A

1001-9677(2016)021-0203-02