高等农林院校“有机化学实验”课程教材改革的探索

陈红艳 丁来欣

(北京林业大学理学院，北京 100083)

当今的教育，不仅要使学生掌握丰富的理论知识，更应注重实践过程和创新能力及综合素质的培养。实验教学作为实践教学的重要环节，对培养学生的创新能力和全面综合素质起着重要作用，发挥着其他教学环节不可替代的作用[1-2]。

教育教学改革的核心是课程建设，课程建设水平对教学质量和人才培养质量具有重要的影响。教材建设是课程建设的基础，教材编写要有效地贯彻为教学服务的方针，以适应当前不断提高的教学要求[3-5]。经过多年的教学实践，笔者发现实验教学效果的好坏，除教师的指导和学生自身的努力外，实验教材的编写也是一个不可忽视的因素。

一、“有机化学实验”课程教材存在的问题

“有机化学实验”是农林高等院校林学、生物、环境等专业本科生的重要基础课程，是帮助学生探索物质世界的重要手段和方法。目前，“有机化学实验”课程在教学内容、教学方法和教学手段上有了很多新的变化，以验证性实验为主的实验旧体系逐步被改革。但农林高等院校“有机化学实验”课程教学仍在沿袭传统的教材，这些教材主要是根据理论知识的内在逻辑和教学体系编写的，存在如下问题。

①实验教材内容陈旧、更新不及时，而且新技术和新方法未能体现；②教材中的实验项目内容过多，与农林高等院校实验课学时少存在矛盾；③教材中的实验项目，农林特色不突出，不能满足农林专业人才培养的需要；④教材中验证性实验内容占据较大比例，缺乏提高学生动手能力及创新能力的综合性实验内容，学生只能按部就班做实验，培养的学生思想僵化、动手能力较差；⑤多数教材只是教师授课的媒介，没有给学生提供自我学习和继续学习的空间，而且与网络时代不接轨，先进的多媒体和网络技术在教材中得不到应用。

“有机化学实验”课程教材存在的这些问题不利于培养学生的动手创新能力和提高学生学习的主动性、积极性和创造性。因此，笔者建议对“有机化学实验”课程教材进行改革，以提高该实验课程的教学质量。

二、“有机化学实验”课程教材改革的探索

在大学的学习过程中，学生阅读量最大的是教材，一本好的教材是该课程教学质量和精品课程建设的基本保证[6]。“有机化学实验”教材是该实验课程教学体系的重要组成部分，因此必须对该课程教材进行改革，使教学体系更为完善。

(一)优化课程教材的结构

教材建设要树立以学生为本，知识、能力、素质全面协调发展的教育理念，并体现以能力培养为核心的实验教学观念，对原有《有机化学实验》教材内容进行了适当删减和调整，构建满足教材建设目标的实验项目。

1.综合实验与基础技能训练相结合

在编写《有机化学实验》教材时，为了使学生牢固地掌握有机化学基本操作技术，把实验技术和物理常数测定单独安排一章内容，重点介绍实验操作技术，以便学生在具体合成实验和提取分离实验时形成正确的操作方式。

针对基础有机化学实验各种实验类型比较多，实验所用仪器、装置多而杂，实验操作技术和方法较多等特点，在编写《有机化学实验》教材时，要将基本操作训练内容融入到有机合成和提取分离实验中。例如，选择“无水乙醇的制备”作为教材内容是因为该实验包括了回流、蒸馏、无水操作、干燥剂的使用、共沸物等若干个独立单元操作和知识点，使教材实验内容综合化，既节省了学时，又避免了各实验相对孤立、脱节的问题。

2.增加前沿性实验内容

为了适应时代的发展，在编写农林高等院校《有机化学实验》教材时，要结合教学大纲和当前的科技发展状况，增加一些现代仪器的图形及操作技术介绍的内容。比如，超声波提取、微波萃取反应装置等，以便学生对相关先进的科学技术有所了解，以体现教材内容的与时俱进，以及“有机化学实验”课程的现代化进展情况。

在编写合成实验和提取分离实验内容时，要注意吸收国内外教学研究成果和一线教师的实验教学工作经验，在保证有机化学实验科学性和系统性的前提下，选择重要的、有代表性的、典型的有机反应实验，同时还要兼顾实验的新颖性、实用性和趣味性，以培养学生的基本操作技能，满足学生的认知和发展规律的要求。

3.增加以培养学生创新意识为主的实验内容

编写《有机化学实验》教材时，应把培养学生创新意识放在首位。“有机化学实验”课程和理论课不同，学生在进入实验室进行实验操作之前，必须首先认真阅读实验教材，做好充分的预习，因此实验教材是学生进入实践环节首先要接触的文字材料，也是引领学生入门的指导性文件。学生在实验课上，能否真正获得知识、受到实践能力的训练，能否被引导发现问题、解决问题，进而去探讨、研究问题，能否得到创新精神的熏陶，进而培养对实验的兴趣和热爱，不仅是教师在实验课上要解决的问题，而且是实验教材要面对的问题。

因此，在“有机化学实验”课程教材的编写过程中，要减少验证性实验内容，增加设计实验、综合实验和研究型实验的内容，以提高学生的创新能力。

(二)强化课程教材的农林特色

在《有机化学实验》教材内容编写方面，要紧紧围绕农林高等院校的课程建设和办学目标，将农林特色内容加入到“有机化学实验”课程教材的编写中。

1.与农林专业紧密联系

在《有机化学实验》教材内容编写上，应充分考虑农林院校的特点，注重与农林专业相结合，体现有机化学在农林业中的重要作用，如水蒸气蒸馏、固液萃取、薄层色谱等实验技术在农林相关专业上的应用，以及与农林业相关的实验项目，如植物资源中分离出重要天然产物的实验：植物油脂提取、植物香精油提取、黄酮提取、生物碱提取(茶叶中提取咖啡因、黄连素的提取)、植物色素的提取和分离等。通过学习具体典型的实验项目，使学生掌握分离天然产物的实验操作技能，有益于他们今后的专业学习和科技创新的需要。

2.注重体现“绿色化学”理念

林业是生态文明建设的主体，农林高等院校应成为推进生态文明建设的主力军。为了突出生态文明建设的教学需要，将“绿色化学”的概念和内容渗透到《有机化学实验》教材的编写中，使教材中的实验项目符合“绿色化学”实验的要求。为了保护环境，尽可能减少化学实验过程产生过多的“三废”污染，在不影响教学质量的情况下，教材要尽量选用无毒或低毒试剂，使实验从有毒向无毒实验发展，逐步实现向“绿色化学”实验的过渡。因此，在《有机化学实验》教材内容编写上，增加了新型的实验方法，如超声波提取实验技术和微波萃取反应技术，让学生学会减少环境污染、节约能源的实验技术，促进“有机化学实验”课程教学的绿色化发展。

(三)开展“立体化”教材建设

实验课的特点是引导学生主动探究，教师课堂上讲授相对较少，学生需要通过实验教材进行实验技能学习，因此好的实验教材在指导学生实验方面起着非常重要的作用。而“立体化”教材不仅要反映世界科学技术、社会发展的水平，而且还要反映高等教育的教学水平。在《有机化学实验》教材的建设中，既要体现新理念、内容、形式，又要体现数字化。二维码技术是目前非常流行的互联网技术，可以把纸质教材与网络资源联系起来，从而有效弥补传统纸质教材内容容量有限、封闭、死板、更新周期长、展现形式单一等不足[7-8]。因此，在《有机化学实验》教材编写过程中，要大力推进多媒体和网络技术的应用，通过引入二维码技术实现教材编写与网络共享资源的结合，具体做法如下。

1.制作典型实验操作教学视频文件并与课程教材关联

首先，为了让学生更好地学习并掌握基本实验操作技能，教师把典型的实验操作过程录制成教学视频文件，视频文件应包括教师对典型操作原理的介绍、具体的操作过程演示、注意事项说明等内容；其次，将视频文件上传到“中国农业出版社产品服务号”公众号上，采用二维码技术把视频文件与教材进行关联，并在《有机化学实验》教材的相应章节里设置二维码的几何图形。当读者想要阅读教材的某一章节内容或观看某个具体实验操作教学视频时先用手机微信“扫一扫”功能扫描教材中的二维码图形，手机屏幕上就会出现视频播放界面，点击播放按钮，便可以收看相应的教学视频。

2.制作课程教学PPT课件并与课程教材关联

利用二维码技术把制作的“有机化学实验”课程教学PPT课件上传到“中国农业出版社产品服务号”公众号，并关联到纸质教材中。教学PPT课件包括实验知识点介绍、实验实际装置照片、习题参考答案、实验安全提示等内容。这些资源以扫描二维码图形的方式展现在移动终端设备中，将传统的纸质实验教材变成移动的知识，随时随地供学生学习和使用。当学生需要查看某个实验的教学PPT文件时，只要用手机扫描二维码，就会出现相应的文档供学生查阅和学习。如果读者需要在同一时间学习多个视频，也可以扫描二维码图形，跳转后点击屏幕上的“首页”按钮，进入首页界面；或者在微信中点击“中国农业出版社产品服务号”公众号，通过点击下方“图书服务”-“我的二维码图书”菜单，进入首页界面。之后点击“有机化学实验”按钮，在跳转后的界面上，可以看到“增值资源”菜单下包含有“video、PPT、doc”3个条目，点击相应条目后，就可查到需要学习的内容。

三、“有机化学实验”课程教材改革的效果

经过十多年的探索，笔者对“有机化学实验”课程教材进行了改革，编写的新教材已经用于“有机化学实验”课程教学，教师和学生对教材反映良好。他们认为教材质量较高、具有系统性和针对性，并体现了农林高等院校的特色，提高了学生的实验能力和综合素质。

(一)有利于教师的教学

《有机化学实验》教材的建设对“有机化学实验”课程的教学和人才培养起到了积极的推动作用。从教师的角度来看，实验教材提供的电子资源，如知识点、电子教案、授课课件、操作视频等，可以供教师参考并有效地减少了教师的备课时间，教师将内容稍作改动就能满足学生的要求。教材建设与课程建设相辅相成，教材建设归根结底要为课程教学服务，每一轮教材的重大改革都是课程改革的成果体现。好的教材促进了教师的教学，提高了课程教学质量。

(二)有利于学生的学习

从学生角度来看，《有机化学实验》教材中的综合型实验，对培养学生的综合应用能力非常有益。通过综合型实验的训练，学生不仅体会到了综合运用各种知识解决实际问题的快乐，而且增大了实验的信息量，节省了学生学习的时间，提高了实验课程的教学效率。在选编的特色实验中，学生从天然物质中分离出产品，增加了成就感，体会到学习“有机化学实验”课程的意义，充分调动了学生学习的积极性。“立体化”的实验教材为学生自主学习提供了教学平台，扩展了学生个性化学习空间，特别是具体实验操作过程的视频教学资源可以让学生有效地利用课余时间来学习相关的实验操作，便于学生课前的预习以及课后的进一步复习、掌握、理解和消化知识，为学生提供一个自我学习和继续学习的条件，有利于学生学习能力的培养。

总之，随着教学改革进程的不断推进，对“有机化学实验”课程教材建设的探索和实践还在继续，笔者将进一步总结教学经验，遵循培养学生创新能力这一宗旨，大胆改革创新，力争把《有机化学实验》教材编写得更科学、合理、完善，使其真正成为提高“有机化学实验”课程教学质量的精品教材。