研究性有机合成实验教学模式的探索与实践

唐伯孝++++匡仁云

摘 要： 为了适应对高年级本科生的科学实验能力培养的更高要求，本文在有机合成实验教学中，从实验的选题、教学组织与实施等方面进行了一系列改革。实践证明，该教学模式有助于激发学生的学习兴趣，调动学生主动探索的积极性，培养学生的创新意识和创新能力，尤其是对拔尖创新人才的培养具有重要意义。

关键词： 有机合成实验 教学组织 教学模式

实验是科学理论研究的源泉，是自然学科发展的根本，也是工艺技术的基础。有机合成实验一直以来都是高等学校化学、生物学、药学等相关专业本科生的重要实践课程之一。目前，大部分高校由于教育模式和办学条件的限制，所开设的有机合成实验一般都是一些验证性实验，实验步骤趋于标准化、模式化，学生只能被动接受，照方抓药，无须思考与分析。这种教学方式固然能培养学生的一些基本实验技能，但是这种灌输式的教学模式难以培养学生分析问题、解决问题的能力，不利于提高学生的学习兴趣。总之，传统的有机合成实验教学过程过于依赖教材，教学模式单一，教学内容陈旧，教学方法简单，已经与新形势下高等教育的培养目标有脱节趋势。在有机合成实验教学过程中，就如何培养学生的创新意识，获得创新能力，我们学院进行了许多教学改革尝试与实践。在二年级本科教学阶段，主要让学生掌握有机合成的基本常识，熟悉有机合成实验的基本操作。随着学生知识量的增加与实验技能的提高，对具有一定实验训练基础的大三年级本科生提出研究性有机合成实验教学新模式。针对这种研究性实验教学方式，我们从实验方案选择、教学组织等方面入手进行了一系列教学探索。以前沿研的有机研究方向为实验内容，调动学生主动学习和主动探索的积极性，培养和锻炼学生的创新意识与能力，使学生掌握今后从事科学研究、产品研发的基本方法和思路，对于培养国家所需的拔尖创新人才具有重要意义。

1.研究性有机合成实验的选题

选择恰当的研究性实验是能够实现预期教学目标的关键步骤，实验方案的选择必须注重科学性、前沿性与可行性相结合。为了达到预期教学目的，在实验选题时应注意以下几点：（1）要以学科建设为基础，充分利用教师的科研平台，结合科研前沿动态，对学科研究技术发展的前沿进行调研，提炼出反映学科发展和热点的研究性实验，要极大地激发学生的学习兴趣，并发挥主动探索的积极性；（2）考虑大三年级本科生的知识水平和实验技能，每一个实验的目标和内容，既要有一定的思考难度，又要给学生留下较大发挥空间，不至于使学生难以上手；（3）实验中所涉及的内容、实验方法、实验原理和实验仪器使用等技能要与学生的工作和就业适当接轨，有助于学生的进一步深造和就业；（4）实验内容应该确定在指导老师的大范围内，学生可以根据自己的兴趣阅读大量文献资料提出实验方案，经过与指导老师讨论后确定可行实验方案。例如，我们一直探索的绿色Suzuki偶联反应实验：Suzuki交叉偶联反应是构建C-C键的重要手段之一，目前该类型反应由于催化剂昂贵和有机溶剂对环境污染严重，已经严重阻碍了它的实际应用，因此，绿色Suzuki偶联反应具有很好的科学前沿性。实现该类型反应绿色化的方法很多，可以采取微量实验方法[1]，减少化学试剂和溶剂的使用，节约反应成本，也可以用绿色溶剂替代传统有机溶剂[2]，甚至可以考虑催化剂的循环利用[3]。这些方法都可以实现Suzuki偶联反应的绿色化，每个学生可以根据自己的兴趣选择实验方案，这样既可保证实验的前沿性，又可极大地保留学生的发挥空间。

2.实验教学过程的组织与实施

为了保证研究性实验教学模式更好地实施，实现教学目标，我们以绿色Suzuki偶联反应实验为例，教学过程如下：（1）指导教师确定实验大致内容，要求学生用绿色化学方法设计实验方案；（2）实验以小组为单位进行，充分发挥学生的自我管理、自我完善能力，并选出小组长负责协调实验方案的制订；（3）组员分工协作，查阅文献资料，发挥每个人在小组中的特长，既要完成各自的任务，又要共同协调合作，以便培养学生独立性、责任心、交流与合作的能力，共同完成实验方案；（4）指导教师与学生一起讨论绿色Suzuki偶联反应实验方案的可行性，并完善实验方案；（5）实验方案的实施，数据处理与分析，并完成相关实验报告。表1给出了该教学过程的具体细节过程。在整个教学过程中要求指导教师分阶段指导、检查实验完成的质量和进行综合讲评，与学生共同讨论解决实验中遇到的难点问题，最后按照时间表要求完成相关实验工作。这样的实验教学模式让整个教学活动始终围绕学生进行，使学生成为学习主体，主动学习。让学生经历一个研究性实验的全过程：选题，文献查阅，实验方案的准备，师生讨论，确定实验方案与实施，数据分析，书写实验报告等环节。学生在较长时间段内处于科学探索的氛围之中，这样有利于培养学生的创新意识和创新能力，为今后继续深造和就业奠定良好的科研实验基础。

3.教学效果

研究性有机合成实验涉及的内容和知识面都比较广，需要更全面地考虑问题。通过开展研究性的实验，考察与培养了学生对前沿有机化学研究的分析、判断及利用的能力，发展了学生的创新能力，取得了比较理想的教学效果。总结起来有如下几点：

3.1激发了学生的学习兴趣

研究性实验摆脱传统的本本教学，在教材甚至网络上找不到现成的实验方案。学生会不由自主地带着问题追根寻源，由被动变为主动。同时，由于实验方案的选择留有学生发挥的空间，这样最大限度地提高了学生的探索兴趣。

3.2培养了学生的团队合作精神

做好研究性实验，仅凭个人的能力往往难以实现，只有在小组成员的共同努力下才能完成，这就需要大家相互协作。同时，学生之间的协作往往是出现新思路的好机会，同样的问题，不同学生思考的方式及深度都会有差异，这种差异通过团队合作会解决得更完美，使学生的团队协作能力得到提高。

3.3提高了学生的创新能力和实践能力

通过实验前的文献调研，使学生获得创新意识。放手让学生自己设计实验方案，在开放的气氛中探索自己想要了解的问题，充分发挥了学生的主观能动性和创造性，锻炼了学生的实践能力，提高了学生的创新能力。

总之，研究性有机合成实验教学方式激发了学生的学习兴趣，培养了学生的团队精神，为培养高素质创新型人才提供了一个良好模式。

参考文献：

[1]孙雁，王秋长.内蒙古民族大学学报，2009，第15卷：18-19.

[2]Herrerías，C. I.； Yao，X.； Li，Z.； Li，C. -J. Chem. Rev. 2007，107，2546-2562.

[3]Tang，B.-X.； Fang，X.-N.； Kuang，R.-Y.； Hu，R-H.；Wang，J.-W.； Li，P.； Li，X.-H. Synthesis. 2013，2971-2976.

基金项目：江西省高等学校教学改革研究课题（JXJG-12-15-27）。

摘 要： 为了适应对高年级本科生的科学实验能力培养的更高要求，本文在有机合成实验教学中，从实验的选题、教学组织与实施等方面进行了一系列改革。实践证明，该教学模式有助于激发学生的学习兴趣，调动学生主动探索的积极性，培养学生的创新意识和创新能力，尤其是对拔尖创新人才的培养具有重要意义。

关键词： 有机合成实验 教学组织 教学模式

实验是科学理论研究的源泉，是自然学科发展的根本，也是工艺技术的基础。有机合成实验一直以来都是高等学校化学、生物学、药学等相关专业本科生的重要实践课程之一。目前，大部分高校由于教育模式和办学条件的限制，所开设的有机合成实验一般都是一些验证性实验，实验步骤趋于标准化、模式化，学生只能被动接受，照方抓药，无须思考与分析。这种教学方式固然能培养学生的一些基本实验技能，但是这种灌输式的教学模式难以培养学生分析问题、解决问题的能力，不利于提高学生的学习兴趣。总之，传统的有机合成实验教学过程过于依赖教材，教学模式单一，教学内容陈旧，教学方法简单，已经与新形势下高等教育的培养目标有脱节趋势。在有机合成实验教学过程中，就如何培养学生的创新意识，获得创新能力，我们学院进行了许多教学改革尝试与实践。在二年级本科教学阶段，主要让学生掌握有机合成的基本常识，熟悉有机合成实验的基本操作。随着学生知识量的增加与实验技能的提高，对具有一定实验训练基础的大三年级本科生提出研究性有机合成实验教学新模式。针对这种研究性实验教学方式，我们从实验方案选择、教学组织等方面入手进行了一系列教学探索。以前沿研的有机研究方向为实验内容，调动学生主动学习和主动探索的积极性，培养和锻炼学生的创新意识与能力，使学生掌握今后从事科学研究、产品研发的基本方法和思路，对于培养国家所需的拔尖创新人才具有重要意义。

1.研究性有机合成实验的选题

选择恰当的研究性实验是能够实现预期教学目标的关键步骤，实验方案的选择必须注重科学性、前沿性与可行性相结合。为了达到预期教学目的，在实验选题时应注意以下几点：（1）要以学科建设为基础，充分利用教师的科研平台，结合科研前沿动态，对学科研究技术发展的前沿进行调研，提炼出反映学科发展和热点的研究性实验，要极大地激发学生的学习兴趣，并发挥主动探索的积极性；（2）考虑大三年级本科生的知识水平和实验技能，每一个实验的目标和内容，既要有一定的思考难度，又要给学生留下较大发挥空间，不至于使学生难以上手；（3）实验中所涉及的内容、实验方法、实验原理和实验仪器使用等技能要与学生的工作和就业适当接轨，有助于学生的进一步深造和就业；（4）实验内容应该确定在指导老师的大范围内，学生可以根据自己的兴趣阅读大量文献资料提出实验方案，经过与指导老师讨论后确定可行实验方案。例如，我们一直探索的绿色Suzuki偶联反应实验：Suzuki交叉偶联反应是构建C-C键的重要手段之一，目前该类型反应由于催化剂昂贵和有机溶剂对环境污染严重，已经严重阻碍了它的实际应用，因此，绿色Suzuki偶联反应具有很好的科学前沿性。实现该类型反应绿色化的方法很多，可以采取微量实验方法[1]，减少化学试剂和溶剂的使用，节约反应成本，也可以用绿色溶剂替代传统有机溶剂[2]，甚至可以考虑催化剂的循环利用[3]。这些方法都可以实现Suzuki偶联反应的绿色化，每个学生可以根据自己的兴趣选择实验方案，这样既可保证实验的前沿性，又可极大地保留学生的发挥空间。

2.实验教学过程的组织与实施

为了保证研究性实验教学模式更好地实施，实现教学目标，我们以绿色Suzuki偶联反应实验为例，教学过程如下：（1）指导教师确定实验大致内容，要求学生用绿色化学方法设计实验方案；（2）实验以小组为单位进行，充分发挥学生的自我管理、自我完善能力，并选出小组长负责协调实验方案的制订；（3）组员分工协作，查阅文献资料，发挥每个人在小组中的特长，既要完成各自的任务，又要共同协调合作，以便培养学生独立性、责任心、交流与合作的能力，共同完成实验方案；（4）指导教师与学生一起讨论绿色Suzuki偶联反应实验方案的可行性，并完善实验方案；（5）实验方案的实施，数据处理与分析，并完成相关实验报告。表1给出了该教学过程的具体细节过程。在整个教学过程中要求指导教师分阶段指导、检查实验完成的质量和进行综合讲评，与学生共同讨论解决实验中遇到的难点问题，最后按照时间表要求完成相关实验工作。这样的实验教学模式让整个教学活动始终围绕学生进行，使学生成为学习主体，主动学习。让学生经历一个研究性实验的全过程：选题，文献查阅，实验方案的准备，师生讨论，确定实验方案与实施，数据分析，书写实验报告等环节。学生在较长时间段内处于科学探索的氛围之中，这样有利于培养学生的创新意识和创新能力，为今后继续深造和就业奠定良好的科研实验基础。

3.教学效果

研究性有机合成实验涉及的内容和知识面都比较广，需要更全面地考虑问题。通过开展研究性的实验，考察与培养了学生对前沿有机化学研究的分析、判断及利用的能力，发展了学生的创新能力，取得了比较理想的教学效果。总结起来有如下几点：

3.1激发了学生的学习兴趣

研究性实验摆脱传统的本本教学，在教材甚至网络上找不到现成的实验方案。学生会不由自主地带着问题追根寻源，由被动变为主动。同时，由于实验方案的选择留有学生发挥的空间，这样最大限度地提高了学生的探索兴趣。

3.2培养了学生的团队合作精神

做好研究性实验，仅凭个人的能力往往难以实现，只有在小组成员的共同努力下才能完成，这就需要大家相互协作。同时，学生之间的协作往往是出现新思路的好机会，同样的问题，不同学生思考的方式及深度都会有差异，这种差异通过团队合作会解决得更完美，使学生的团队协作能力得到提高。

3.3提高了学生的创新能力和实践能力

通过实验前的文献调研，使学生获得创新意识。放手让学生自己设计实验方案，在开放的气氛中探索自己想要了解的问题，充分发挥了学生的主观能动性和创造性，锻炼了学生的实践能力，提高了学生的创新能力。

总之，研究性有机合成实验教学方式激发了学生的学习兴趣，培养了学生的团队精神，为培养高素质创新型人才提供了一个良好模式。

参考文献：

[1]孙雁，王秋长.内蒙古民族大学学报，2009，第15卷：18-19.

[2]Herrerías，C. I.； Yao，X.； Li，Z.； Li，C. -J. Chem. Rev. 2007，107，2546-2562.

[3]Tang，B.-X.； Fang，X.-N.； Kuang，R.-Y.； Hu，R-H.；Wang，J.-W.； Li，P.； Li，X.-H. Synthesis. 2013，2971-2976.

基金项目：江西省高等学校教学改革研究课题（JXJG-12-15-27）。

摘 要： 为了适应对高年级本科生的科学实验能力培养的更高要求，本文在有机合成实验教学中，从实验的选题、教学组织与实施等方面进行了一系列改革。实践证明，该教学模式有助于激发学生的学习兴趣，调动学生主动探索的积极性，培养学生的创新意识和创新能力，尤其是对拔尖创新人才的培养具有重要意义。

关键词： 有机合成实验 教学组织 教学模式

实验是科学理论研究的源泉，是自然学科发展的根本，也是工艺技术的基础。有机合成实验一直以来都是高等学校化学、生物学、药学等相关专业本科生的重要实践课程之一。目前，大部分高校由于教育模式和办学条件的限制，所开设的有机合成实验一般都是一些验证性实验，实验步骤趋于标准化、模式化，学生只能被动接受，照方抓药，无须思考与分析。这种教学方式固然能培养学生的一些基本实验技能，但是这种灌输式的教学模式难以培养学生分析问题、解决问题的能力，不利于提高学生的学习兴趣。总之，传统的有机合成实验教学过程过于依赖教材，教学模式单一，教学内容陈旧，教学方法简单，已经与新形势下高等教育的培养目标有脱节趋势。在有机合成实验教学过程中，就如何培养学生的创新意识，获得创新能力，我们学院进行了许多教学改革尝试与实践。在二年级本科教学阶段，主要让学生掌握有机合成的基本常识，熟悉有机合成实验的基本操作。随着学生知识量的增加与实验技能的提高，对具有一定实验训练基础的大三年级本科生提出研究性有机合成实验教学新模式。针对这种研究性实验教学方式，我们从实验方案选择、教学组织等方面入手进行了一系列教学探索。以前沿研的有机研究方向为实验内容，调动学生主动学习和主动探索的积极性，培养和锻炼学生的创新意识与能力，使学生掌握今后从事科学研究、产品研发的基本方法和思路，对于培养国家所需的拔尖创新人才具有重要意义。

1.研究性有机合成实验的选题

选择恰当的研究性实验是能够实现预期教学目标的关键步骤，实验方案的选择必须注重科学性、前沿性与可行性相结合。为了达到预期教学目的，在实验选题时应注意以下几点：（1）要以学科建设为基础，充分利用教师的科研平台，结合科研前沿动态，对学科研究技术发展的前沿进行调研，提炼出反映学科发展和热点的研究性实验，要极大地激发学生的学习兴趣，并发挥主动探索的积极性；（2）考虑大三年级本科生的知识水平和实验技能，每一个实验的目标和内容，既要有一定的思考难度，又要给学生留下较大发挥空间，不至于使学生难以上手；（3）实验中所涉及的内容、实验方法、实验原理和实验仪器使用等技能要与学生的工作和就业适当接轨，有助于学生的进一步深造和就业；（4）实验内容应该确定在指导老师的大范围内，学生可以根据自己的兴趣阅读大量文献资料提出实验方案，经过与指导老师讨论后确定可行实验方案。例如，我们一直探索的绿色Suzuki偶联反应实验：Suzuki交叉偶联反应是构建C-C键的重要手段之一，目前该类型反应由于催化剂昂贵和有机溶剂对环境污染严重，已经严重阻碍了它的实际应用，因此，绿色Suzuki偶联反应具有很好的科学前沿性。实现该类型反应绿色化的方法很多，可以采取微量实验方法[1]，减少化学试剂和溶剂的使用，节约反应成本，也可以用绿色溶剂替代传统有机溶剂[2]，甚至可以考虑催化剂的循环利用[3]。这些方法都可以实现Suzuki偶联反应的绿色化，每个学生可以根据自己的兴趣选择实验方案，这样既可保证实验的前沿性，又可极大地保留学生的发挥空间。

2.实验教学过程的组织与实施

为了保证研究性实验教学模式更好地实施，实现教学目标，我们以绿色Suzuki偶联反应实验为例，教学过程如下：（1）指导教师确定实验大致内容，要求学生用绿色化学方法设计实验方案；（2）实验以小组为单位进行，充分发挥学生的自我管理、自我完善能力，并选出小组长负责协调实验方案的制订；（3）组员分工协作，查阅文献资料，发挥每个人在小组中的特长，既要完成各自的任务，又要共同协调合作，以便培养学生独立性、责任心、交流与合作的能力，共同完成实验方案；（4）指导教师与学生一起讨论绿色Suzuki偶联反应实验方案的可行性，并完善实验方案；（5）实验方案的实施，数据处理与分析，并完成相关实验报告。表1给出了该教学过程的具体细节过程。在整个教学过程中要求指导教师分阶段指导、检查实验完成的质量和进行综合讲评，与学生共同讨论解决实验中遇到的难点问题，最后按照时间表要求完成相关实验工作。这样的实验教学模式让整个教学活动始终围绕学生进行，使学生成为学习主体，主动学习。让学生经历一个研究性实验的全过程：选题，文献查阅，实验方案的准备，师生讨论，确定实验方案与实施，数据分析，书写实验报告等环节。学生在较长时间段内处于科学探索的氛围之中，这样有利于培养学生的创新意识和创新能力，为今后继续深造和就业奠定良好的科研实验基础。

3.教学效果

研究性有机合成实验涉及的内容和知识面都比较广，需要更全面地考虑问题。通过开展研究性的实验，考察与培养了学生对前沿有机化学研究的分析、判断及利用的能力，发展了学生的创新能力，取得了比较理想的教学效果。总结起来有如下几点：

3.1激发了学生的学习兴趣

研究性实验摆脱传统的本本教学，在教材甚至网络上找不到现成的实验方案。学生会不由自主地带着问题追根寻源，由被动变为主动。同时，由于实验方案的选择留有学生发挥的空间，这样最大限度地提高了学生的探索兴趣。

3.2培养了学生的团队合作精神

做好研究性实验，仅凭个人的能力往往难以实现，只有在小组成员的共同努力下才能完成，这就需要大家相互协作。同时，学生之间的协作往往是出现新思路的好机会，同样的问题，不同学生思考的方式及深度都会有差异，这种差异通过团队合作会解决得更完美，使学生的团队协作能力得到提高。

3.3提高了学生的创新能力和实践能力

通过实验前的文献调研，使学生获得创新意识。放手让学生自己设计实验方案，在开放的气氛中探索自己想要了解的问题，充分发挥了学生的主观能动性和创造性，锻炼了学生的实践能力，提高了学生的创新能力。

总之，研究性有机合成实验教学方式激发了学生的学习兴趣，培养了学生的团队精神，为培养高素质创新型人才提供了一个良好模式。

参考文献：

[1]孙雁，王秋长.内蒙古民族大学学报，2009，第15卷：18-19.

[2]Herrerías，C. I.； Yao，X.； Li，Z.； Li，C. -J. Chem. Rev. 2007，107，2546-2562.

[3]Tang，B.-X.； Fang，X.-N.； Kuang，R.-Y.； Hu，R-H.；Wang，J.-W.； Li，P.； Li，X.-H. Synthesis. 2013，2971-2976.

基金项目：江西省高等学校教学改革研究课题（JXJG-12-15-27）。