高等院校非化学专业有机化学实验教学改革研究*

孙治尧，范乃英，苗守雷，朱海博

(黑龙江大学 化学化工与材料学院，黑龙江 哈尔滨 150000)

在与化学相关的各高等院校本科专业中，《有机化学》是一门核心专业课程。有机化学实验既是对有机化学理论课的有效补充，又是培养化学相关专业学生实践能力的重要环节。对于一些非化学类专业(如农学类、生命科学类等)，国内多数高等学校均开设《有机化学》的专业基础理论课，相配套地也开设了《有机化学》的基础实验课。通过实验，学生可以掌握有机化学的基本实验技能，学会有机化合物的合成、分离、提纯和分析鉴定等实验方法，培养观察实验现象、解决实际问题、理论与实际相结合的能力。对于化学相关的各专业学生来说，学习《有机化学实验》可以掌握实验的基本实验操作(如实验装置的组装与搭配、分离和提纯的操作等)，为其日后进行的本专业实验和理论学习夯实基础。

目前，随着国家与社会对本科教学的重视，特别是对本科生实践能力的重视，多数与化学相关的高等院校本科专业不仅开设了《有机化学》实验课，而且都加大了对基础实验室的建设。对实验室进行改造升级，使教学手段更加丰富；对实验仪器进行升级和更换，使教学水平得到提高；添加洗眼器、危废处理系统等设施，使实验室更加安全、环保；在《有机化学实验》课程设计上也尽量涵盖有机化学实验的基本操作。但同时尚存在问题和不足，本文即是在提出目前非化学专业有机化学实验教学中存在的问题和不足的基础上，有针对性地提出有机化学实验教学的具体改革方案。

1 非化学专业有机化学实验教学存在的问题

1.1 教学内容设置不合理

有机化学实验在教学中的定位是对有机化学理论课的补充，是为理论课的教学内容提供实践课堂。对于非化学专业的学生来说，有机化学的理论课是一门基础课，是日后进一步深入学习专业课的基础，而有机化学实验更是日后专业实验学习的基础。现阶段，很多高校的非化学专业有机化学实验课程内容设置与化学相关专业课程内容的设置十分相近。在安排实验项目时，非化学专业有机化学实验课程只是将化学相关专业有机化学实验课程中几个相对复杂和危险的实验去掉，在学时上比化学相关专业有机化学实验学时少一些。这会导致两方面问题：

其一，直接设置经典合成实验，学生缺乏实验操作基础。作为有机化学理论课的补充，有机化学实验往往注重有机化合物的合成，实验项目设置一些经典的合成实验，对于化学类相关专业的学生，可以加深其对有机化学理论课的理解，为其进一步进行化学相关专业的实验打下良好基础。但是对于非化学相关专业的学生来说，由于学时等方面的原因，往往还没有打好基础操作，就进行一些比较经典的有机合成实验，这样并不能起到为学生今后的专业实验打好基础的作用，学习效果欠佳。

其二，不设置复杂合成实验，学生不能全面掌握基础实验操作。化学相关专业的学生学习有机化学实验，一些水汽蒸馏、共沸蒸馏、减压蒸馏等基本操作是通过某些复杂合成实验学习的，所以对于化学类相关专业特别是有机化学专业的学生，能够按照这样的实验安排学习到相关实验操作。而对于非化学类的专业往往会因为学时较少等原因不设置复杂合成实验，因此往往不能让学生学会全部的实验基本操作，更不能为学生日后的专业课实验打好基础。

1.2 教学方式使用不当

目前，高等院校无论是对于化学类相关专业的学生，还是非化学类相关专业的学生，大都采用传统的“预习—听讲—操作—报告”的教学模式，大多数的学生只是先将教材上的实验内容抄一遍，然后在课堂上听老师讲解，再按部就班进行实验操作，最后将实验结果写在实验报告上。在这个过程中，学生们往往都是机械地重复书本上的内容和老师讲的内容，十分匆忙地做完实验。学生无法发现自己在实验中产生的问题，教师在实验过程中由于学生人数较多，也无法关注到每一个学生产生的问题。这样一来，学生的实验能力和思维能力并没有得到有效的锻炼。对于非化学专业的学生来说，这种问题尤为突出。由于实验时间和考核方式的限制，学生往往更加注重实验的结果，从而忽略了实验的过程。而对于实验结果来说，由于实验室条件和时间的限制，产品的纯度等参数无法测量，通常只能通过计算产品的产率或回收率来评价结果。但是，有机化合物的检测方法对于非化学类专业学生是非常重要的实验技能，如果不能熟练的掌握，对以后的专业课实验将会产生不利的影响。因此，有必要对有机化学实验教学进行改革。

1.3 考核方式过于单一

相对于理论课的考核方式，实验课的考核方式就显得尤为单一。大部分高校都是根据学生每次实验的成绩综合给出最终成绩[1]。这带来了两方面的负面效应：其一，学生对有机化学实验课程的不重视。由于没有期末考试压力，一些学生往往会轻视实验课的学习。非化学专业的学生更是如此。在理论课与实验课、考试与考核、专业课与基础课的比较中，有机化学实验课程往往成为这些专业学生最不受重视的课程之一。其二，教师对有机化学实验教学环节中学生可能暴露出来的实验操作问题的忽视。在教师给出学生成绩的过程中，教师往往也会只看重学生实验报告的情况，而轻视学生在具体实验操作过程中所暴露的问题。

1.4 学生重视程度不够

由于非化学专业学生的有机化学实验课程一般都开设在学生大学一年级或二年级上学期，这时大部分学生还没有接触过专业课实验。很多学生本能地认为有机化学实验与他们日后的专业课实验联系不密切，关系不大，所以对此门课程的重视程度不高。对于非化学类专业学生来说，有机化学理论课的考核方式一般是闭卷考试，学生要取得好成绩必须认真学习和复习，而有机化学实验的考核成绩一般是根据学生在实验课中的表现和实验报告的撰写给出的。一些非化学专业学生在实验过程中虽然会比较认真，但是经常会流于表面，并不会了解实验的实质。在课后整理实验报告的过程中，往往会敷衍了事，甚至会出现抄袭等现象。这是造成此门课程学习效果欠佳的深层原因。

2 对非化学专业有机化学实验教学改革的建议

2.1 注重实验基础操作

相对于化学相关专业的学生，非化学相关专业的学生的有机化学实验学时较少，并且根据其日后的发展特点，无需做一些比较复杂和困难的合成实验。可以将有限的学时分配在基础操作上，比如，各种实验装置的组装与搭配、干燥剂的选择与使用、分离和提纯操作(蒸馏、分馏、水蒸气蒸馏、减压蒸馏、重结晶、升华、萃取、简单过滤、薄层色谱等)。主要以熟知各种玻璃仪器的用途、使用方法、注意事项等为主。在基本操作的基础上，还要教会学生各种基础测试，如测定物质折光率、熔点、沸点等。可以将基础操作与基本测试相结合，比如，蒸馏操作和分馏操作与折光率的测试或沸点测试相结合，重结晶的操作与熔点测定相结合等等。这类基本的操作学生一般都会做的比较好，会获得纯度比较高的产品，通过这些测试学生可以获得成就感，对于增强学生实验信心、培养学生实验兴趣多有裨益。

2.2 改革传统的教学模式

第一，在学生上实验课之前，运用慕课、微课、雨课堂等网络教学手段先对实验目的、实验原理、在实际中的应用等等方面进行阐述，特别是可以与学生的专业特点相结合，指出该实验可以应用在学生专业的哪些方面上，用以激发学生的学习兴趣。在实际的课堂讲授中，如果有条件，教师可以根据自身的科研经历，结合实验内容做出阐述[2]。

第二，在实验课讲授的过程中，教师的讲课重点应结合本实验室的特点讲解实验的安全注意事项[3]。在实验中培养学生的安全意识，让学生在实验中亲身体会实验安全常识，为学生日后的专业实验打好基础。在学生实际操作的过程中，不要过分地追求实验的速度，应着重要求学生做好基本实验操作的工作，纠正学生的错误操作。

第三，要注重学生创造力的培养，倡导学生融入实验，运用实验理论解决实际问题[4]。化学相关专业的学生做基础有机化学实验一般来说都会安排综合设计性实验，以提高学生的综合实验能力。对于非化学专业的学生来说，更应该运用所学的基础实验知识与本专业的实验相结合[5]。在实际教学中，可以设计与学生专业相关的系列实验项目，比如，农学相关专业的学生可以设计天然产物的提取与薄层色谱、柱色谱等基础操作相结合的实验项目，让学生设计合成路线，提高专业结合度，培养学生创造力。

2.3 改革传统的实验考核模式

作为一门重要的实践课程，有机化学实验的考核方式对于考查学生是否真正掌握实践技能十分重要。根据有机化学实验的实验设计，非化学专业的学生经过一学期大约10次的实验，基本上已经掌握了有机化合物的合成、提纯、检测等基本原理，可以熟练地进行回流、蒸馏、萃取、薄层色谱、折光率测定等基本操作。因此，教师可以设计一个相对安全、实践内容丰富的有机物合成实验对学生进行考核。考核可以分成实验操作和产品检验两部分来对学生进行评价。实验操作可以将实验步骤细化，针对学生每一步的操作规范来给出分数。产品检验可以根据产品的产率和纯度两方面来考核。教师还可以将学生分成3～5个人一组，每组由一名教师来进行考核。综合以上两方面给出实验考核成绩，再根据学生平时的实验报告成绩给出最终成绩。为了避免学生对考核的合成实验不熟悉，可以先通过微课、慕课、虚拟仿真等措施让学生先预习，再到实验室中进行实验考核。这样不仅可以提高学生对实验课程的重视程度，而且使实验成绩更加客观。

3 结语

有机化学实验是一门实践性很强的课程，在学生掌握有机化学基本操作技能的前提下，可以培养学生应用有机化学基本原理发现、分析、解决问题的能力。特别是，与非化学专业的学生可以与本专业的实验相结合，进而提高学生综合水平，激发学生科研兴趣，培养学生科学素养。有机化学实验应当采取多元化考核方式，这样不仅可以提高学生对于这门课程的重视程度，还可以增加学生学习这门课程的热情，达到更好的学习效果。