高等院校非化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究*

孫治堯，范乃英，苗守雷，朱海博

(黑龍江大學(xué) 化學(xué)化工與材料學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150000)

在與化學(xué)相關(guān)的各高等院校本科專業(yè)中，《有機(jī)化學(xué)》是一門(mén)核心專業(yè)課程。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是對(duì)有機(jī)化學(xué)理論課的有效補(bǔ)充，又是培養(yǎng)化學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于一些非化學(xué)類(lèi)專業(yè)(如農(nóng)學(xué)類(lèi)、生命科學(xué)類(lèi)等)，國(guó)內(nèi)多數(shù)高等學(xué)校均開(kāi)設(shè)《有機(jī)化學(xué)》的專業(yè)基礎(chǔ)理論課，相配套地也開(kāi)設(shè)了《有機(jī)化學(xué)》的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以掌握有機(jī)化學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會(huì)有機(jī)化合物的合成、分離、提純和分析鑒定等實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解決實(shí)際問(wèn)題、理論與實(shí)際相結(jié)合的能力。對(duì)于化學(xué)相關(guān)的各專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》可以掌握實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)操作(如實(shí)驗(yàn)裝置的組裝與搭配、分離和提純的操作等)，為其日后進(jìn)行的本專業(yè)實(shí)驗(yàn)和理論學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。

目前，隨著國(guó)家與社會(huì)對(duì)本科教學(xué)的重視，特別是對(duì)本科生實(shí)踐能力的重視，多數(shù)與化學(xué)相關(guān)的高等院校本科專業(yè)不僅開(kāi)設(shè)了《有機(jī)化學(xué)》實(shí)驗(yàn)課，而且都加大了對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改造升級(jí)，使教學(xué)手段更加豐富；對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行升級(jí)和更換，使教學(xué)水平得到提高；添加洗眼器、危廢處理系統(tǒng)等設(shè)施，使實(shí)驗(yàn)室更加安全、環(huán)保；在《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程設(shè)計(jì)上也盡量涵蓋有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。但同時(shí)尚存在問(wèn)題和不足，本文即是在提出目前非化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題和不足的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地提出有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體改革方案。

1 非化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

1.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的定位是對(duì)有機(jī)化學(xué)理論課的補(bǔ)充，是為理論課的教學(xué)內(nèi)容提供實(shí)踐課堂。對(duì)于非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，有機(jī)化學(xué)的理論課是一門(mén)基礎(chǔ)課，是日后進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)專業(yè)課的基礎(chǔ)，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)更是日后專業(yè)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，很多高校的非化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置與化學(xué)相關(guān)專業(yè)課程內(nèi)容的設(shè)置十分相近。在安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，非化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程只是將化學(xué)相關(guān)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中幾個(gè)相對(duì)復(fù)雜和危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)去掉，在學(xué)時(shí)上比化學(xué)相關(guān)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少一些。這會(huì)導(dǎo)致兩方面問(wèn)題：

其一，直接設(shè)置經(jīng)典合成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)。作為有機(jī)化學(xué)理論課的補(bǔ)充，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)往往注重有機(jī)化合物的合成，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置一些經(jīng)典的合成實(shí)驗(yàn)，對(duì)于化學(xué)類(lèi)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，可以加深其對(duì)有機(jī)化學(xué)理論課的理解，為其進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)打下良好基礎(chǔ)。但是對(duì)于非化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于學(xué)時(shí)等方面的原因，往往還沒(méi)有打好基礎(chǔ)操作，就進(jìn)行一些比較經(jīng)典的有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)，這樣并不能起到為學(xué)生今后的專業(yè)實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)的作用，學(xué)習(xí)效果欠佳。

其二，不設(shè)置復(fù)雜合成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不能全面掌握基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作?；瘜W(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，一些水汽蒸餾、共沸蒸餾、減壓蒸餾等基本操作是通過(guò)某些復(fù)雜合成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的，所以對(duì)于化學(xué)類(lèi)相關(guān)專業(yè)特別是有機(jī)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生，能夠按照這樣的實(shí)驗(yàn)安排學(xué)習(xí)到相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作。而對(duì)于非化學(xué)類(lèi)的專業(yè)往往會(huì)因?yàn)閷W(xué)時(shí)較少等原因不設(shè)置復(fù)雜合成實(shí)驗(yàn)，因此往往不能讓學(xué)生學(xué)會(huì)全部的實(shí)驗(yàn)基本操作，更不能為學(xué)生日后的專業(yè)課實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)方式使用不當(dāng)

目前，高等院校無(wú)論是對(duì)于化學(xué)類(lèi)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，還是非化學(xué)類(lèi)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，大都采用傳統(tǒng)的“預(yù)習(xí)—聽(tīng)講—操作—報(bào)告”的教學(xué)模式，大多數(shù)的學(xué)生只是先將教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容抄一遍，然后在課堂上聽(tīng)老師講解，再按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生們往往都是機(jī)械地重復(fù)書(shū)本上的內(nèi)容和老師講的內(nèi)容，十分匆忙地做完實(shí)驗(yàn)。學(xué)生無(wú)法發(fā)現(xiàn)自己在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的問(wèn)題，教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于學(xué)生人數(shù)較多，也無(wú)法關(guān)注到每一個(gè)學(xué)生產(chǎn)生的問(wèn)題。這樣一來(lái)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力并沒(méi)有得到有效的鍛煉。對(duì)于非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這種問(wèn)題尤為突出。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間和考核方式的限制，學(xué)生往往更加注重實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，從而忽略了實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)說(shuō)，由于實(shí)驗(yàn)室條件和時(shí)間的限制，產(chǎn)品的純度等參數(shù)無(wú)法測(cè)量，通常只能通過(guò)計(jì)算產(chǎn)品的產(chǎn)率或回收率來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)果。但是，有機(jī)化合物的檢測(cè)方法對(duì)于非化學(xué)類(lèi)專業(yè)學(xué)生是非常重要的實(shí)驗(yàn)技能，如果不能熟練的掌握，對(duì)以后的專業(yè)課實(shí)驗(yàn)將會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此，有必要對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

1.3 考核方式過(guò)于單一

相對(duì)于理論課的考核方式，實(shí)驗(yàn)課的考核方式就顯得尤為單一。大部分高校都是根據(jù)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)的成績(jī)綜合給出最終成績(jī)[1]。這帶來(lái)了兩方面的負(fù)面效應(yīng)：其一，學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的不重視。由于沒(méi)有期末考試壓力，一些學(xué)生往往會(huì)輕視實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)。非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生更是如此。在理論課與實(shí)驗(yàn)課、考試與考核、專業(yè)課與基礎(chǔ)課的比較中，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程往往成為這些專業(yè)學(xué)生最不受重視的課程之一。其二，教師對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中學(xué)生可能暴露出來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作問(wèn)題的忽視。在教師給出學(xué)生成績(jī)的過(guò)程中，教師往往也會(huì)只看重學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況，而輕視學(xué)生在具體實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中所暴露的問(wèn)題。

1.4 學(xué)生重視程度不夠

由于非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程一般都開(kāi)設(shè)在學(xué)生大學(xué)一年級(jí)或二年級(jí)上學(xué)期，這時(shí)大部分學(xué)生還沒(méi)有接觸過(guò)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)。很多學(xué)生本能地認(rèn)為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與他們?nèi)蘸蟮膶I(yè)課實(shí)驗(yàn)聯(lián)系不密切，關(guān)系不大，所以對(duì)此門(mén)課程的重視程度不高。對(duì)于非化學(xué)類(lèi)專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，有機(jī)化學(xué)理論課的考核方式一般是閉卷考試，學(xué)生要取得好成績(jī)必須認(rèn)真學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核成績(jī)一般是根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)給出的。一些非化學(xué)專業(yè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中雖然會(huì)比較認(rèn)真，但是經(jīng)常會(huì)流于表面，并不會(huì)了解實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)。在課后整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程中，往往會(huì)敷衍了事，甚至?xí)霈F(xiàn)抄襲等現(xiàn)象。這是造成此門(mén)課程學(xué)習(xí)效果欠佳的深層原因。

2 對(duì)非化學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建議

2.1 注重實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)操作

相對(duì)于化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，非化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少，并且根據(jù)其日后的發(fā)展特點(diǎn)，無(wú)需做一些比較復(fù)雜和困難的合成實(shí)驗(yàn)?？梢詫⒂邢薜膶W(xué)時(shí)分配在基礎(chǔ)操作上，比如，各種實(shí)驗(yàn)裝置的組裝與搭配、干燥劑的選擇與使用、分離和提純操作(蒸餾、分餾、水蒸氣蒸餾、減壓蒸餾、重結(jié)晶、升華、萃取、簡(jiǎn)單過(guò)濾、薄層色譜等)。主要以熟知各種玻璃儀器的用途、使用方法、注意事項(xiàng)等為主。在基本操作的基礎(chǔ)上，還要教會(huì)學(xué)生各種基礎(chǔ)測(cè)試，如測(cè)定物質(zhì)折光率、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等?？梢詫⒒A(chǔ)操作與基本測(cè)試相結(jié)合，比如，蒸餾操作和分餾操作與折光率的測(cè)試或沸點(diǎn)測(cè)試相結(jié)合，重結(jié)晶的操作與熔點(diǎn)測(cè)定相結(jié)合等等。這類(lèi)基本的操作學(xué)生一般都會(huì)做的比較好，會(huì)獲得純度比較高的產(chǎn)品，通過(guò)這些測(cè)試學(xué)生可以獲得成就感，對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)信心、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣多有裨益。

2.2 改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式

第一，在學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課之前，運(yùn)用慕課、微課、雨課堂等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段先對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、在實(shí)際中的應(yīng)用等等方面進(jìn)行闡述，特別是可以與學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合，指出該實(shí)驗(yàn)可以應(yīng)用在學(xué)生專業(yè)的哪些方面上，用以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)際的課堂講授中，如果有條件，教師可以根據(jù)自身的科研經(jīng)歷，結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做出闡述[2]。

第二，在實(shí)驗(yàn)課講授的過(guò)程中，教師的講課重點(diǎn)應(yīng)結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)講解實(shí)驗(yàn)的安全注意事項(xiàng)[3]。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中親身體會(huì)實(shí)驗(yàn)安全常識(shí)，為學(xué)生日后的專業(yè)實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)。在學(xué)生實(shí)際操作的過(guò)程中，不要過(guò)分地追求實(shí)驗(yàn)的速度，應(yīng)著重要求學(xué)生做好基本實(shí)驗(yàn)操作的工作，糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作。

第三，要注重學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，倡導(dǎo)學(xué)生融入實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)理論解決實(shí)際問(wèn)題[4]?；瘜W(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生做基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般來(lái)說(shuō)都會(huì)安排綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?duì)于非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，更應(yīng)該運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)與本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)相結(jié)合[5]。在實(shí)際教學(xué)中，可以設(shè)計(jì)與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如，農(nóng)學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生可以設(shè)計(jì)天然產(chǎn)物的提取與薄層色譜、柱色譜等基礎(chǔ)操作相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生設(shè)計(jì)合成路線，提高專業(yè)結(jié)合度，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力。

2.3 改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核模式

作為一門(mén)重要的實(shí)踐課程，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考核方式對(duì)于考查學(xué)生是否真正掌握實(shí)踐技能十分重要。根據(jù)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生經(jīng)過(guò)一學(xué)期大約10次的實(shí)驗(yàn)，基本上已經(jīng)掌握了有機(jī)化合物的合成、提純、檢測(cè)等基本原理，可以熟練地進(jìn)行回流、蒸餾、萃取、薄層色譜、折光率測(cè)定等基本操作。因此，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)相對(duì)安全、實(shí)踐內(nèi)容豐富的有機(jī)物合成實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核?？己丝梢苑殖蓪?shí)驗(yàn)操作和產(chǎn)品檢驗(yàn)兩部分來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)操作可以將實(shí)驗(yàn)步驟細(xì)化，針對(duì)學(xué)生每一步的操作規(guī)范來(lái)給出分?jǐn)?shù)。產(chǎn)品檢驗(yàn)可以根據(jù)產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度兩方面來(lái)考核。教師還可以將學(xué)生分成3～5個(gè)人一組，每組由一名教師來(lái)進(jìn)行考核。綜合以上兩方面給出實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)，再根據(jù)學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)給出最終成績(jī)。為了避免學(xué)生對(duì)考核的合成實(shí)驗(yàn)不熟悉，可以先通過(guò)微課、慕課、虛擬仿真等措施讓學(xué)生先預(yù)習(xí)，再到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核。這樣不僅可以提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度，而且使實(shí)驗(yàn)成績(jī)更加客觀。

3 結(jié)語(yǔ)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)基本操作技能的前提下，可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用有機(jī)化學(xué)基本原理發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力。特別是，與非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生可以與本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，進(jìn)而提高學(xué)生綜合水平，激發(fā)學(xué)生科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采取多元化考核方式，這樣不僅可以提高學(xué)生對(duì)于這門(mén)課程的重視程度，還可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程的熱情，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。