农科院校大类招生下《基础有机化学实验》课程的改革

曹秀芳 江洪 陈长水

摘要：针对农科院校非化学专业《基础有机化学实验》课程的特点及教学现状，结合华中农业大学大类招生的实际情况，提出了“夯实基础、拓展前沿、分类教学、多学科交叉融合”的教学理念，围绕不同大类专业人才培养目标，构建与培养了目标相适应的《基础有机化学实验》课程体系，使各类学生的实践动手能力和创新能力都得到了提高，并为《基础有机化学实验》课程的教学改革提供了一些的思路和方法。

关键词：农科院校;大类招生;基础有机化学实验;课程改革

中图分类号：G423

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）01-0226-03

1 引言

自北京大学于2001年率先推行“元培计划”及实施大类招生培养模式改革后，清华大学、复旦大学、北京师范大学、浙江大学等国内知名高校迅速跟进，经过十几年的发展，实行大类招生已是高校本科教育的必然趋势，“厚基础、宽口径”的人才培养模式是培养复合型、创新性人才的重要措施。大类招生有利于师资、设备等各项教学资源的合理配置，可以集中力量建设一批受益面大的基础课程，提高办学效益。华中农业大学为了弘扬百余年历史积淀的厚重文化，坚持“手脑并用、知行合一”的育人传统，践行“育人为本、崇尚学术”的办学理念，彰显“现代生物科技与传统农科紧密结合、互促共进，培养创新人才”的办学特色，在本科教学中更加注重实践动手能力的培养和学科间的交叉融合。

《基础有机化学实验》是农科类院校的一门公共基础课，是针对农科院校非化学专业《基础有机化学实验》课程的特点及教学现状，结合华中农业大学大类招生的实际情况，提出了“夯实基础、拓展前沿、分类教学、多学科交叉融合”的教学理念，探讨与各大类培养目标相适应的《基础有机化学实验》课程体系建设方法。目前有关农科院校《基础有机化学实验》课程的分类教学模式的研究鲜有报道。

2 基础有机化学实验课程的特点及教学现状

《基础有机化学实验》是一门独立、完整、系统的基础性实验课程，它与农林、水产、生物学科各专业相关联，在有关化学理论课程的指导下，以基本操作技能训练为主，结合综合设计性实验内容，旨在培养和提高学生的动手能力，发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及学生的综合实验素质，为进一步运用化学知识和技术解决生产实践和科学研究中所涉及的化学问题打下良好的基础。

目前，该校开设了包括生物工程、动物科学、植物保护、食品科学与工程等20多几个近化学类农科专业。2017年部分专业按专业类招生，包括生物科学类、食品科学与工程类、农业工程类、水产类、植物生产类、环境科学与工程类。不同的专业对化学知识的要求不同，侧重点也不同，《基础有机化学实验》作为一门公共基础课，也是新生接触的第一门实验课，课程内容的设置和学生对“三基”的掌握情况以及学生养成的学习、工作习惯（对实践课程态度、勤于思考、实事求是等）等将直接影响学生对专业技能的学习和创新素质的培养。

学校目前《基础有机化学实验》课程存在实验内容单一，无专业差异等问题，不符合大类招生背景下各大类因为专业特色不同，对实验内容及难易程度有差别的需求。如何在大类招生模式下切实夯实学生的基础，特别是基本操作技能的训练和创新意识的培养，是正在进行改革与探索的问题。

3 课程平台的构建及实践

3.1 整合优化教学内容

依据不同大类对有机化学实验的需求，整合优化教学内容，差异性实验内容设置，形成不同教学模式，增强教学的针对性。

该校要修《基础有机化学实验》课程的专业可分为环境科学与工程类、食品科学与工程类、生物科学类、农学等，根据有机化学实验的教学要求及各专业的人才培养目标，将实验内容按类进行整合优化，涉及学科发展前沿，注重学科交叉融合，引入综合性、探索性及设计性实验;强调实验内容的绿色化、合理化、规范化。

3.1.1 实验内容优化

由于大类招生的形势下，高等院校的生源组成渐趋复杂，不同生源的差异较大，有的甚至高中并未开展有机化学的学习。面对基础参差不齐的学生，要对实验内容进行改革和调整。在该校基础有机化学涉及面很广，各大类专业对有机化学实验要求不一样。因此首先要了解不同大类专业要求通过有机化学实验的学习，学生要达到一个什么样的水平。要达到这样一个基础，再来设计相应的实验内容。也就是依据不同大类学生及学生已有的基础，配置不同的实验板块，实现不同大类学生差异性教学。比如针对食品科学与工程类学生，在设计性实验和综合性实验中，可以开设鸡蛋中卵磷脂的提取、从果皮中提取果胶、牛奶中蛋白质和脂肪的分离等试验，使学生掌握食品中有效成分的分离提取方法;而针对农科类学生可以开设农药、兽药、医药的合成与制剂实验;针对生科类学生，可以开设荧光标记物质、可嵌入DNA的人工碱基、功能化小肽等的合成实验;对于环境科学与工程类学生，可以开设用于废水中重金属离子、有害阴离子的受体的合成，以及降解环境中农药残留的纳米材料的制备等实验。在强调经典实验技术的基础训练，注重学生对基础知识掌握的同时，加强学生对基本实验技能的规范操作以及良好實验素质的养成。

3.1.2 实验层次及方法优化

学校生物科学类、环境科学与工程类和食品科学与工程类学生对有机化学实验的要求较高，因此实验内容先按不同类专业进行横向分类，再进行纵向分层，使实验项目符合学生掌握知识的规律，由易到难、循序渐进。对实验项目先后顺序进行调整，如目前基础有机化学实验第一个实验为乙酸异戊酯的制备，这个实验涉及回流、蒸馏、萃取、液体干燥等多个知识点和操作，对于第一次做有机化学实验的新生来说难度非常大，一旦实验失败会使学生自信心受挫，从而畏惧实验，不利于学生动手能力的培养。因此要将实验操作相对较简单的实验排在前面，让学生有一定基础后，再进行难度较大的实验，实行基础实验一设计性试验一综合性实验的模式。

《基础有机化学实验》在几代人多年的努力和改革下，积累了很多教学经验，取得了一定的成果。但也还存在一些问题，比如微型化实验所用实验试剂量太少，以至于有些操作有失规范。如在乙酸异戊酯的制备实验中，反应物投料太少，学生在蒸馏提纯过程中，总量就2～3 mL，酒精灯隔着石棉网加热无法蒸出产品，因此将对实验试剂最佳用量以及仪器的选择做进一步研究和实践。

3.1.3 注重与理论课有机结合

化学是一门建立在实验基础上的科学，实验和理论相互依赖、彼此促进。在实验内容设置上要考虑与理论课结合，帮助学生更好地掌握有机化学这一学科的知识，为今后的专业学习打下坚实的基础。比如第五章旋光异构往往是学生认为最难的章节之一，需要很好的空间想象力，学生仅凭教材内容很难理解，因此针对这部分内容可以设置相关的实验，帮助学生理解掌握立体异构的知识。实验课教学可提高学生学习的主动性，促进理论课的学习。化学是一门建立在实验基础上的科学，实验和理论相互依赖、彼此促进，实验教学是培养人才至关重要的环节，它不仅仅是为了增加感性认识，获得实验数据，还需要在实验过程中培养实事求是的科学态度和开拓钻研的创新能力，使学生得到全面的化学素质教育。

3.2 改革实践教学手段和方法，增强教学实效性和学生主动性

在教学手段上，充分利用现代信息技术，开展多媒体教学，尤其是涉及到有毒有害或实验结果对环境造成污染而无法完成的实验可以通过虚拟仿真实验来完成。该校《有机化学》为国家资源共享课程，网上有实验操作指导及纠错视频等丰富内容，学生可以充分利用网络资源进行课前预习和课后复习巩固。

在教学方法上，改变教师讲授和示范为主学生被动模仿的教学方法，将启发式、讨论式、问题式等方法用于实验课程教学。在整个教学过程中突出教师的主导作用，以传授基本实验操作技能与实验操作训练为重点，启发学生自主地进行思考探索和总结。要在经典实验中培养学生的综合能力，只有通过实验，才能帮助学生从高中时期的化学绝对论渐渐转变为在质疑和求是的实验精神中建立良好的科学观。

3.3 构建合理的考核评价体系

不同大类学生的教学内容和教学要求有差异，那么就应该构建与之相适应的分类考核体系。课程考试分为笔试和操作考试两部分，笔试部分可根据不同类别体现出差异，基本操作及原理是每个学生必须掌握的，所涉及到的基础题相同，但要有一些与专业实际联系的综合题，考查学生的应用能力和分析能力。每类学生设定两个不同层次，对于層次要求高的学生，增设实验方案设计。

3.4 加强师资队伍建设，提高质量保证

大类招生的培养目标是培养宽口径、厚基础、综合素质高的学生，使学生具有良好的自我学习能力，这必然对教师的教学也提出了更高的要求。教师要不断提高自身的科研与教学水平，强化科研和教学的互动，将科研转化为教学资源，更好地发挥教学指导作用，激发学生的学习积极性。华中农业大学有机化学课程组有一批教学能力强、科研背景好、有海外留学经历的优秀青年教师，还有两名省级教学名师，在日常教学中，一直坚持“传帮带”，实行实验预做制，集体备课制，随堂听课制，指导实验教学改革和青年教师的培养。定期组织课程组的教研活动，交流教学经验和心得，讨论实验教学中存在的不足和改进方案，不断完善课程体系和教学模式。

4 结语

随着社会的发展，对人才的知识结构、素养、创新能力等方面的要求在不断提升，作为基础课程的《基础有机化学实验》在培养学生的基本操作技能和良好的实验素质的同时，使学生了解化学学科已广泛地渗透到生命科学、农学、材料学、食品科学、环境科学、能源科学等众多学科领域。分类教学可使教学与学生的实际需求相适应，让学生能够得到适合其自身发展需要的教育。但基础有机化学实验涉及学生面广，实验室空间有限，要深化改革，任重道远。因此，探讨适应大类招生背景下农科院校《基础有机化学实验》课程教学的教学模式具有重要的意义，可真正发挥出大类招生模式培养学生的优势。

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