基于一流人才培养的有机化学实验教学改革与探索

耿会玲 史晨燕 刘睿媛 段金友 张涛

【摘要】有机化学实验是高等农林院校开设的一门重要的基础实验课，结合我校“培养卓越农林人才”这一主要目标，采取一系列措施进行教学改革。这不仅提高了学生的实验操作技能，加深了其对理论知识的理解与掌握，还培养了学生的创新能力和创新思维，提高了其解决实际问题的综合能力，为培养一流人才奠定了坚实基础。

【关键词】有机化学实验 教学改革 教学探索

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）10-0175-01

我校“双一流建设”目标之一是“培养卓越农林人才”，而有机化学实验教学在受传统教学理念的束缚，已无法满足“双一流建设”对一流人才的迫切需求，对传统有机化学实验课程进行教学改革迫在眉睫。据此，我们以学生为中心，坚持将理论教学与科研工作紧密结合，探索基于一流人才培养的教学改革，建立了新型实验教学体系。

一、有机化学实验教学中存在的问题

目前使用的《有机化学实验》教材对实验内容的描述异常详细，每个实验涉及的反应原理、操作步骤、实验现象、注意事项等知识点展现给学生，这导致大部分学生盲目重复教材内容，机械地完成实验，根本不思考深层次问题，这就导致学生被动地接受知识，养成“完成任务式”的不良实验习惯，这与我们的人才培养目标是背离的。目前，有机化学实验教学主要存在以下三个问题。

1.教材更新缓慢，教学内容陈旧

虽然我们的教材3-5年就会改版，但不同版本教材的内容和框架大同小异，内容不能紧跟科学前沿，经典基础操作较多，缺少与生活密切相关的应用性实验与发挥学生创造性的设计性实验。许多新的实验方法和技术已被广泛应用，如超临界CO2流体萃取技术、微波反应技术、Heck反应、Suzuki反应等，而教材上却未涉及这些诺奖级的内容，学生自然没有机会接触它们。

2.教学方法单一，教学效果堪忧

现行的教学活动以讲授法为主，教师传统的教学理念和教学方法桎梏了学生学习的积极性和主动性。实验课程的教学方法更加单一，禁锢了学生的想象力和创造力。实验课程本身具有较强的实践性、探索性与创造性，而传统的教学理念和单一的教学方法使它变成了一项学生不得不去履行的“任务”，教学效果欠佳。

3.学习态度欠佳，创新能力较低

有些学生认为：只要完成每一个实验内容，走完整个过程就可以得到相应的学分，课堂上有时出现聊天、开小差、看手机、写报告等不良现象。这样培养的学生往往无法掌握所有的实验知识，实验技能也不够娴熟，创新能力的培养就如同纸上谈兵。

对于大部分步骤较多的复杂实验而言，受课时限制，每一个实验学生往往只有一次动手操作的机会，没有机会优化实验条件，没有机会尝试不同的方法，没有机会改正失败的实验……只有不断探索影响实验成败的因素，考查它们究竟是促进还是延缓反应，明确实验条件是决定实验成败的关键因素，促使学生深入思考，养成积极思考的好习惯。

二、教学改革措施

1.更新教学内容，增设综合性实验

首先，精简实验内容，补充新知识与新技能。收集适合初学者操作的新技术与新方法，将其与传统的经典实验相结合，并在日常教学中广泛应用，以拓展学生的知识视野，培养其创新思维。其次，增加综合设计实验，对学生进行全方位科研训练。教师只列出实验名称与要求，学生查阅资料后设计并讨论实验方案，教师确认其可行性；学生再独立完成实验，分析实验结果，总结实验经验，讨论实验内容，分享实验结果与感悟，了解不同实验方案的优缺点，归纳出最佳条件及注意事项。这一改革将知识掌握、能力培养、科研素养和学生持续发展有机统一起来，充分发挥了学生的主体作用，培养了创新意识，提高了创新能力，使其逐步成为优秀的本科生，为一流人才培养铺路搭桥。

2.规范实验操作，养成良好科研素养

（1）掌握常用仪器与装置的结构特点和使用规范，熟悉其适用范围。识别常用玻璃仪器，所有仪器在使用前后都应干净完整，熟练掌握它们洗涤、干燥及使用方法，养成爱护仪器的好习惯，规范无误地使用它们。（2）熟练安装实验仪器，加强规范操作。要求学生独立搭建蒸馏、回流、重结晶、抽滤等常用装置，练就标准规范的实验技能，这将为培养良好科研习惯服务。（3）增加研究生教辅人员，及时纠正错误操作与不良习惯。请研究生辅助教师，对操作技能较高的步骤分组讲解要点，叮嘱学生仔细观察，养成关注实验现象的好习惯。（4）细心观察，善于钻研；认真记录，勤于思考；及时总结，勇于探索。要求学生钻研现象背后的原理或反应机理，要求学生如实记录实验结果，及时总结实验经验，写出自己的分析与感受。

3.探索可视化教学，提高教学效率

首先，播放高风险实验的模拟视频，提高学生安全意识。传统的有机化学实验教学一般会避开高毒性、高污染、高风险、高成本的实验，这虽保证学生的安全，降低了教学成本，但学生却因此失去了很多学习机会。为了解决这一难题，我们在教学中探索可视化教学，利用模拟操作完成上述实验，利用计算机技术模拟实验的逆向操作，警示学生高风险实验中不规范操作带来的严重后果，加深学生的印象。此外，建设网络课程，倡导在线观看实验视频，提高教学效果。将经典实验操作过程录制成视频，把视频嵌入网络资源中，学生观看后就可以了解实验过程、影响因素、注意事项等关键内容。学生还可以对每个实驗环节进行放大、旋转、拖动，根据需要进行重复、追踪和思考。另外，可视化教学可将实验时间同比缩小而获得同样的效果，既避免了因时间紧张无法同时完成多个实验模块的遗憾，又体现了内容的完整性；学生就有充足的时间优化反应条件，讨论设计实验中遇到的问题，课堂知识量大大增加。

4.建立开放实验室，鼓励学生创新实验

开放实验室旨在培养学生独立从事科研工作的能力，使其养成善于思考、勇于探索的科学精神，激发其对化学的浓厚兴趣。开放实验室使一批优秀学生深入科研活动，探索有机反应背后的奥秘，熟悉常见化合物的反应性能、功能化学物质的合成策略、新型反应的应用范围等关键知识点；扎实的理论功底和丰富的科研训练助力他们被保送到北京大学、清华大学、上海有机所等一流科研院所继续深造。

三、结束语

实验教学改革是一项长期而艰巨的任务，将“专题式教学法”“翻转课堂教学法”“参与式教学法”“基于网络资源的PBL教学法”等综合运用到实验教学中，多种方法共同施教，促进实践教学效果提升。

多年教学实践证明：通过以上策略开展教学改革，不仅激发了学生参与实验的积极性，培养了认真严谨的实验态度，而且使其养成规范的操作习惯，最终使学生的学习能力、表达能力、思维能力和动手能力均上了一个新台阶。

参考文献：

[1]孟祥福， 郑婷婷， 郭长彬， 等. 有机化学实验教学改革与实践[J]. 高等理科教育， 2014， 118（6）： 60-63.

[2]武汉大学化学与分子科学学院实验中心.有机化学实验[M].武汉：武汉大学出版社， 2010，1.

[3]王俊儒， 马伯林， 李炳奇. 有机化学实验[M].北京： 高等教育出版社， 2007： 1.

作者简介：

耿会玲（1977-），女，陕西澄城人，副教授，博士，主要从事有机化学、天然产物化学、农药化学教学与研究。