医学院校有机化学实验教学改革探索

2015-03-20钟益宁贾智若李春玲

广西中医药大学学报 2015年1期

钟益宁，贾智若，李春玲

（广西中医药大学，广西南宁 530001）

有机化学是医学院校药学、中药学等专业重要的专业基础课，有机化学实验是有机化学的重要组成部分，是培养学生掌握有机化学的基本技能和基础知识，验证和加深对有机化学基本理论的理解和掌握，培养学生正确选择有机化合物的合成、分离和鉴定方法的重要环节，其核心目的是培养学生的实践能力和创新意识，养成良好的科研品德、树立科学作风，提高学生综合素质。

目前，随着高等教育改革的不断深入和招生规模的不断扩大，高校在校学生数增长很快；我校在成功更名大学之后，综合性大学的特征日趋明显，教学定位和培养目标发生了较大的变化，招生专业和人数增加很快。不断变化的新形势产生一系列的问题和矛盾：实验室建设投入不足，实验课的开展面临较大的压力；学生的化学基础薄弱，水平参差不齐，又容易导致学生对有机化学学科不重视，缺乏学习兴趣和主动性，甚至产生厌学情绪；实验教学内容陈旧，缺乏医药院校的特色，加深了内容深、广、多与教学学时少的矛盾；传统的教学模式和教学方法比较封闭、单一等等。而与时俱进、深化教学改革是解决这些问题和矛盾的唯一出路。在此，笔者结合本校实际，探讨医学院校有机化学实验教学的改革。

1 有机化学实验教学内容的改革

我校成功更名后，学校的定位为建设高水平教学研究型的中医药大学，更注重提高内涵建设，有机化学实验教学也必须根据实际情况，与时俱进，改革实验的教学内容，以适应形势发展的需要。

1.1 围绕学校定位和培养目标，改革创新实验教学内容有机化学实验按照从易到难，由浅至深，可分为基础实验、综合实验、设计实验和研究实验。在教学中，我们根据二本、赛院三本以及高职学生的培养目标进行不同层次的设计和筛选。对于二本学生，在完成有机化学基础实验的基础上，侧重安排综合性实验，并且适当安排一些设计、研究性实验，如茶叶咖啡因的提取分离和正溴丁烷、正丁醚、乙酸乙酯、乙酰水杨酸等有机合成实验。提取分离与有机合成是有机化学实验课程的主要组成部分，是训练和巩固基本操作和基本技能以及加深理论课理解的重要环节，是培养学生正确选择有机化合物的合成方法、分离提纯及分析鉴定方法的主要途径。对赛恩斯学院三本学生则根据“理论够用，重在实践”的培养目标，主要安排基础实验为主，起到强化操作技能、夯实有机理论和实验基础的作用；尽量将难度降低一些，删掉难度较大的实验内容，按熟悉、理解、掌握三个层次安排实验教学内容，增加一些与医学、药学相关的内容，尽量反映出现代科技发展的新知识、新技术，更接近“三本”教学的实际要求。如为了训练重结晶的基本操作而安排的阿司匹林和丹皮酚的重结晶；训练水蒸气蒸馏的基本操作而安排的橙皮中柠檬烯、牡丹皮中丹皮酚的提取等；训练常压蒸馏的基本操作而安排的工业乙醇蒸馏等。教学内容从易到难，让学生有接受、适应的过程，逐步养成自己动手的良好习惯，避免畏难情绪，激发学习兴趣。

1.2 结合专业培养目标精选实验内容在实验教学实践中，我们注意根据不同专业的特点和学校培养目标来安排具体的教学内容。如药学、中药学及制药工程等专业多安排与合成药物相关的实验，如阿司匹林、2-硝基雷锁辛、乙酸乙酯、正溴丁烷、正丁醚、肉桂酸、对氨基苯甲酸、无水乙醇等的制备以及如茶叶中咖啡因的升华纯化；菠菜胡萝卜素提取分离；丙酮-水或甲醇-水的分馏等。医学检验、市场营销、食品质量与安全等专业则安排工业乙醇蒸馏、阿司匹林的制备和重结晶、茶叶咖啡因的提取以及有机化合物的性质鉴定实验。尽量体现不同专业、不同培养目标对教学内容的不同要求。

1.3 以环保理念指导筛选实验内容在实验内容的设计中，我们尽量体现环保理念，在保证教学效果的条件下，取消污染性较大的实验，采用半微量或微量实验减少药品损耗和废气等的排放。如环己烯的制备是通过环己醇酸化脱水获得，但是实验产品环己烯气味比较臭，而醇酸化脱水制备烯烃的理论知识学生容易理解掌握，考虑到环保的问题我们取消了该实验。如熔点的测定实验，原来是使用浓硫酸作为热浴，学生做实验时容易将硫酸污染变黑，影响熔点观察后就不能再用，其他实验使用硫酸的情况较少，也不用到变黑的硫酸，硫酸浪费严重；而且实验产生的大量废硫酸需要进行废酸处理，对此，我们选用硅油作为热浴，尽管成本较高，但是长远来说要优于硫酸。还有为了巩固取代芳环定位规律的理论知识，过去曾安排邻对硝基苯酚和对硝基苯酚的制备这一实验，但是因为邻对硝基苯酚（高毒）挥发后有较大的刺激气味，教师连续带教时比较难受，因此，我们就选择2-硝基-1，3-苯二酚（2-硝基雷锁辛）进行替代，该实验巧妙利用定位规律，在反应中磺酸基同时起到占位和定位的双重作用；先利用磺化反应的可逆性，以间苯二酚与浓硫酸作用，两个较易被取代位置上因磺酸基的引入得到保护（同时增加苯环的稳定性），然后直接用混酸进行硝化，使硝基进入较不易反应的位置；最后，在稀酸中水解脱去磺酸基而得产品。反应为“一锅煮”，不必分离中间体。

1.4 与时俱进，实验内容突出医药特色为了激发学生学习兴趣和主动性，避免厌学情绪；我们摒弃陈旧、化学化工性质较强的实验内容，精选具有医药特色的实验教学内容，如重结晶实验过去多数是采用苯甲酸、乙酰苯胺及萘等作为实验药品，改革后采用阿司匹林、丹皮酚作为药品，不仅体现药学特点，更关键是阿司匹林、丹皮酚是其他实验的中间产物，节约实验损耗；水蒸气蒸馏操作实验安排橙皮中柠檬烯、牡丹皮中丹皮酚的提取等；分离纯化的实验如茶叶中咖啡因的升华纯化，菠菜胡萝卜素提取，丙酮-水或甲醇-水的分馏，红辣椒中分离红色素等。

2 有机化学实验教学模式和教学方法改革

教学模式是在一定教学思想指导下建立起来的为完成某一教学课题而运用的比较稳定的教学方法的程序及策略体系，它由若干个有固定程序的教学方法组成［1-2］。教师在教学中具体运用何种教学模式则需要依据教学的目标、内容、学生特点、教师素质以及教学环境等因素来选择和确定，教学方法的多样性和灵活性也要求教师根据自己的实际优势，扬长避短，有针对性地选择和运用。

2.1 探索半开放式实验的教学模式有机化学实验作为医药院校专业基础课的重要组成部分，由于学生人数众多，设备有限，难以实施大规模的开放式实验教学，针对这种情况，我们参考何炎明等［3-4］的经验探索了半开放式的实验教学模式。利用课外时间、周末或节假日开放有机实验室，面向有浓厚兴趣、有一定科研意识的学生有目的、有条件地试行开放式实验，培养学生综合应用和设计实验的能力，为参加学校、全区以及全国性的有机实验技能大赛选拔人才，也为这些学生及早地参与教师的课题以及后期完成毕业论文设计工作打下良好的基础。

2.2 探索模拟式实验的教学模式单独的“传授-接受模式”难以激发学生学习兴趣，模拟式实验教学［5］也是我们探索的教学模式之一。由于开放式实验未能充分满足教学的要求，模拟式教学在实验教学中显得尤为重要，尤其是对于毒性较大、污染严重的实验如环己烯的合成，或者是由于实验课时的限制未能安排而对于后续课程学习比较关键、有利于加深理论课理解记忆的实验如2-甲基-2-己醇的制备。课件式模拟实验作为一个专业、班级或学校规模的课件小平台，可以由教师设计制作，优秀学生参与和完善，实验课前可以在课堂上作模拟实验讲授学习，然后再进行具体的实验操作；或者由学生经过自学后进行讨论，教师讲解、点评，然后再进行具体的实验操作，具有节省时间、节约药品和试剂以及经费损耗的优点，值得推广和借鉴。

另一方面，我们积极探讨网络自学模拟实验的教学模式，如为了比较说明常量法与微量法测沸点的区别以及乙酸乙酯与乙酸异戊酯制备的区别，由教师设计实验目标和要求，让学生在网上自行寻找相关的实验课件进行实验模拟学习，然后在课前进行讨论和讲解，得出理想的操作方法以及一些实验改进的方法，这样可以拓宽学生的视野，丰富学习的内容，增加学习的兴趣。

2.3 探索任务驱动教学法任务驱动教学法可以让学生在完成“任务”的过程中，培养分析问题、解决问题的能力，培养学生独立探索及合作的精神［6］。由教师设计问题，布置探究性的学习任务，通过学生自学，网上寻找答案，再结合师生讨论、教师点评完成教学任务，完成设计实验内容。网络实验知识自学模式较为适合采用任务式教学方法；例如，“乙酸乙酯的制备”实验，注意引导学生在课外了解乙酸乙酯的工业制备方法的变迁、主要用途，在世界上产量最大的国家以及中国的生产情况，通过对比拓宽学生知识面、激发学生的学习兴趣和热情。

2.4 探索启发式、问题探究式教学法启发式、问题探究式教学方法比较适合具体的实验操作过程中遇到的一些难点、疑点的教学。如在乙酸乙酯的实验制备过程中，设计具体的问题：酯化反应的特点是什么？如何创造条件使反应向生成物的方向进行？或者问为什么反应需加入大量的硫酸？硫酸起到什么作用？学生经过预习基本可以回答出酯化反应特点和部分条件，但是会认为硫酸的作用是作为催化剂和吸水，没有真正理解由于加入大量硫酸，改变了体系的环境，使反应的温度由原来可能的70℃上升到120℃左右，让反应在更高的温度下进行，大大提高了反应的速度，从而提高反应的平衡常数，间接地提高乙酸乙酯的含量。如此，通过启发学生深入地理解该实验的一系列问题，取得良好的教学效果。

尽管教学方法多种多样，但是教学模式的转变，要求教师以启发式教学思想作为运用各种教学方法的指导思想，按照“问题-发现”等现代先进的教学模式的目标灵活运用教学方法，达到教学目的。