对“科研设计性有机化学实验教学”的探索

刘瑜

摘 要：传统的有机实验教学通常是验证已经成熟的一些有机化学反应，学生在这个过程中的学习相对比较被动。科研设计性有机化学实验教学目的就是借助科研手段，在学生掌握理论知识的基础上，提高学生学习和创新的主动性，着重培养学生的实践能力，推理能力和科研能力。

关键词：科研设计；有机化学；实验教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2016）33-0017-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.33.009

本文结合学生在有机化学实验课程中存在的问题，提出了“科研设计性有机化学实验教学”。这类教学实验对培养学生分析问题的能力，解决问题的能力，培养学生独立创新意识和科学思维能力以及严谨的科学态度等良好的科研素质能起到一定的引导作用。

一、保证基础性实验操作

在课程教学内容方面，传统的有机化学实验主要是在于培养学生认知一般的有机化学实验的原理和知识、熟悉相应的有机化学实验仪器操作和进行一些简单的有机合成；对于学生方面的要求，传统的有机化学实验教学主要是要求学生规范操作，培养学生的基本操作技能，积累实验经验，为以后进行综合性实验和设计性实验奠定一定的基础。本文提出的科研设计性有机化学实验教学是建立在传统有机化学教学基础上，要求学生实验前必需熟悉实验目的和要求、实验原理及特点、实验方案及设计要求、仪器的正确使用方法等，因此，实验前必须作好预备工作。在选择基础实验项目时，不需要单独开设基本操作实验，而是将实验操作直接融入基础性实验中，这不仅有利于让学生更加直接体会规范的操作，而且在实验中出现错误也能及时纠正。

二、增加自主设计性实验内容

在学生掌握基本实验操作的基础上，教师可以增加自主设计型有机化学实验内容。设计性实验由教师有机实验实际情况而给出题目、达到的目标以及主要方法等，同时也要提醒设计实验中的注意事项。自主设计性实验项目的选择，不但要重视合成结果，而且要重视学生在设计实验过程中的思路以及对结果的分析手段，因而学生得到的是对实验项目的全方位理解。这个过程中，学生需要根据教师给出的提示并设计实验方案自己主动查阅文献资料，然后将所查阅到的相关文献和知识进行学习和掌握。例如，将乙酸丁酯的制备由验证性实验改为设计性实验，要求学生设计与教材不同的合成路线，在该过程中，教师也要给予一定的建议保证实验的可行性。在自主设计性实验过程中，大多数同学根据设计好的方案能够完成相应的有机化学实验，但是仍有少数同学未能够合成出目标产物，因此，他们需要对自己实验失败的原因进行分析与探讨以找出相关原因，这样不仅有利于提高学生的学习兴趣，同时也可以提高学生对理论知识和实验技能的掌握。更重要的是，这种教学提高了学生独立设计和完成实验的能力，并对其结果进行合理有效的分析，这对于提高他们的创新能力和学习兴趣是非常有效的。此外，自主设计实验对培养和提高学生创新的积极性，独立工作能力、解决问题的能力和科学的思维方法具有很好的效果。因此，自主设计性实验是提高学生创新精神和实践能力的有效环节，也为他们以后从事相关的科研工作打下良好的基础。

三、科研设计性有机化学实验教学

在前面自主设计性有机化学实验基础上，将教师科研项目融入设计性实验中，有助于提高学生的科研能力。科研项目通常是一个交叉学科，往往会涉及多个方向，因此，将科研项目与实验教学相结合，不仅在于提高学生的探究能力和知识整合能力而且对于培养学生的综合能力也是非常有效的。对于科研设计性有机化学实验内容的选择方面可涉及其他学科与有机化学相联系的综合性问题，如核磁共振技术、红外光谱和拉曼光谱分析等。教师在给出课题方面应对实验内容的深度和广度应该有适度的把握，如果设计的课题太难，容易打消学生学习的积极性，过于简单的课题又难以调动学生的积极性，只有设计难度适中的课题，学生才能够根据自己所学的知识进行合理设计，这样也有利于在实验中出现问题后教师给予合理的指导。学生在实验中遇到问题要积极与教师进行深入的交流和沟通，对整个实验有了充分的理解和调研才能保证实验的顺利进行。由于有机化学实验通常需要多个步骤来实现，因此学生可以采取团队合作，有效分工的方法。学生遇到问题可以一起讨论，各抒己见，这样他们不仅可以对自己的实验方案和科学研究有了新的认识，还能从中提出新问题，拓宽思维，为今后从事独立的科学研究打下坚实的基础。另外，学生直接参与到教师的科研活动当中，有利于改善教与学的关系，激发了学生的科研创新意识并把学生引入真实的科研环境中。学生在这个过程中有了切身的体验与思考，潜移默化中提高了他们的创新能力。

四、增加合作与讨论部分

当学生参与到教师课题当中后，会遇到各种各样具体的实际问题，比如，实验条件的摸索，对所得产物进行表征的手段，表征仪器的使用等，这些都是从课本中难以学到的。因此，在科研设计性有机化学实验中，学生需要加强团队合作，多与周围同学和教师探讨实验进展与遇到的难题，同时也要加强对相关知识的自主学习，这样才能保证科研项目的顺利完成。教师也可以定期开展相应的课堂课程，对从事相同项目的学生进行深入细致的指导，及时帮助和督促他们实验工作的顺利开展。

五、结语

教学与科研是相辅相成的，同时也具有相互促进的作用，在教学过程中遇到新的问题提出，需要用科研结果对其进行解释，而在科研中遇到问题也需要课本中的理论知识来支撑解决，最终形成了教学与科研相互渗透和促进。以科研模式开展设计性有机化学实验是一种与时俱进的实验教学方法，一方面可以提高教师的学术水平并将获得的信息反馈到教学中去，另一方面此类教学培养了学生参与科研与科技开发的能力。最终促进学生的毕业设计能够更加有效地完成，在将来不论是继续从事科研还是其他工作，都有利于提高他们的竞争力。

[责任编辑 田彩霞]