陳靜 (四川文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，四川 達(dá)州 635000)

0 引言

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是四川文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院各個(gè)專業(yè)學(xué)生必修的實(shí)驗(yàn)課程。其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作技能，正確安裝與拆卸實(shí)驗(yàn)儀器，能夠熟練的進(jìn)行各類有機(jī)化合物的制備與提純，及時(shí)觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，準(zhǔn)確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作與觀察能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到科學(xué)思維的訓(xùn)練，鞏固和加深對(duì)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解[1]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程通過(guò)2～3人小組合作的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力與團(tuán)隊(duì)合作精神。

1 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式一般是學(xué)生提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成預(yù)習(xí)報(bào)告，課堂上教師講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的各個(gè)環(huán)節(jié)，演示實(shí)驗(yàn)儀器的安裝與拆卸方法，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)際的教學(xué)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，適當(dāng)開(kāi)設(shè)創(chuàng)新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容符合綠色化學(xué)理念、遵循原子經(jīng)濟(jì)性原則。

(2)教學(xué)方法較為單一，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性欠缺。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的效果不理想，學(xué)生沒(méi)有主動(dòng)查閱使用試劑的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度等物化性質(zhì)，對(duì)部分實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法不了解。

(3)有機(jī)化學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課幾乎同時(shí)進(jìn)行，缺乏系統(tǒng)全面的理論知識(shí)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生按照教材中的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，在授課教師的指導(dǎo)下可以解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，但是學(xué)習(xí)興趣不濃厚，沒(méi)有結(jié)合學(xué)習(xí)的理論知識(shí)進(jìn)行深入的討論和思考[2]。為有效解決有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，結(jié)合有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和結(jié)合有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法進(jìn)行探索和改進(jìn)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，提升有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

2 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的探索與改進(jìn)

2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材內(nèi)容包括有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般知識(shí)、基本操作和實(shí)驗(yàn)技術(shù)、有機(jī)化合物的制備、有機(jī)化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)[3]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)鍛煉學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，掌握重要有機(jī)化合物的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、能夠分離、提純和鑒定合成產(chǎn)物。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容圍繞教學(xué)大綱要求，包括基本操作和各種類型的合成反應(yīng)及相關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)如圖1所示?；静僮鲗?shí)驗(yàn)內(nèi)容有蒸餾、分餾、萃取、重結(jié)晶，這四個(gè)部分是實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)，是合成實(shí)驗(yàn)順利完成的保證。合成實(shí)驗(yàn)有乙醚的制備、乙酸乙酯的制備、溴乙烷的制備、乙酰苯胺的制備、茶葉中生物堿的提取等。物理與化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是乙醇沸點(diǎn)的測(cè)定和乙烯的制備和性質(zhì)。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作與觀察能力，驗(yàn)證和鞏固理論教學(xué)中的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的融匯貫通。

圖1 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

例如在乙烯的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生首先使用乙醇、濃硫酸、五氧化二磷制備乙烯氣體，然后將其通入酸性或中性高錳酸鉀溶液中，觀察溶液的褪色情況、記錄溶液由紫色變?yōu)闊o(wú)色需要的時(shí)間。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以直觀的了解乙烯與酸性或中性高錳酸鉀的反應(yīng)過(guò)程與反應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)以乙烯為代表的不飽和烯烴的氧化反應(yīng)有具體深刻的印象。有的同學(xué)在乙烯的制備過(guò)程中反應(yīng)溫度上升過(guò)快使導(dǎo)氣管與橡膠管的連接處破裂，導(dǎo)致橡膠管漏氣觀察不到乙烯氣體均勻產(chǎn)生的現(xiàn)象。這種情況下可以采取更換實(shí)驗(yàn)儀器的方式解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，順利的完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)理論課程的學(xué)習(xí)基本掌握烯烴、炔烴等不飽和烴的基礎(chǔ)知識(shí)以及它們的各種反應(yīng)類型。面對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種現(xiàn)象，在授課教師的指導(dǎo)下能夠運(yùn)用已經(jīng)掌握的理論知識(shí)進(jìn)行分析和解決，即時(shí)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，教師需要深入挖掘?qū)嶒?yàn)課程中蘊(yùn)含的思想政治教育元素，把對(duì)學(xué)生的思想教育貫穿實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過(guò)程[4]。例如結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹我國(guó)科學(xué)家顧方舟對(duì)脊髓灰質(zhì)炎活疫苗和脊髓灰質(zhì)炎糖丸活疫苗的研發(fā)過(guò)程，讓學(xué)生了解科學(xué)家們的奮斗經(jīng)歷增強(qiáng)民族自信心，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和思想道德水平。另外，在多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師容易出現(xiàn)教學(xué)方法的依賴，未能及時(shí)全面了解各個(gè)班級(jí)的學(xué)生動(dòng)態(tài)、掌握當(dāng)前學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的需求。因此，在常規(guī)合成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)開(kāi)設(shè)創(chuàng)新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容符合綠色化學(xué)理念、遵循原子經(jīng)濟(jì)性原則，盡量采用綠色溶劑與綠色試劑減少對(duì)環(huán)境的危害。還可以貼近人們的實(shí)際生活、與當(dāng)前科學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題、前沿內(nèi)容相銜接[5]。例如進(jìn)行校園內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，制備抑菌沐浴液、洗手液，將合成反應(yīng)催化劑由傳統(tǒng)的硫酸、鹽酸等無(wú)機(jī)酸改變?yōu)榻饘儆袡C(jī)酸等小分子化合物，增加低溫反應(yīng)裝置以及熔點(diǎn)儀、折光儀等檢測(cè)儀器。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn)

首先，要求學(xué)生按時(shí)認(rèn)真完成預(yù)習(xí)報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟，所用試劑的理化性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)裝置圖和注意事項(xiàng)。預(yù)習(xí)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)前交指導(dǎo)教師檢查，要求簡(jiǎn)明扼要，不要照抄實(shí)驗(yàn)教材?？梢越榻B如中國(guó)大學(xué)MOOC等精品在線課程網(wǎng)絡(luò)資源，讓學(xué)生自學(xué)各個(gè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的授課內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前反復(fù)觀看當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容操作視頻，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、試劑及操作細(xì)節(jié)有較為直觀的印象。

其次，在課堂上安排學(xué)生講解和示范精選的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課堂上教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、過(guò)程和注意事項(xiàng)，然后進(jìn)行操作示范，反復(fù)強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)操作。學(xué)生按照教師的授課內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的探索缺乏主動(dòng)性和積極性，如果在課程上要求學(xué)生來(lái)講解重點(diǎn)內(nèi)容并進(jìn)行儀器的安裝示范，有助于提高全體學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性[6]。由于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解程度和語(yǔ)言表達(dá)能力參差不齊，在講解及示范過(guò)程中學(xué)生會(huì)出現(xiàn)失誤，教師要及時(shí)地給予糾正和正確的指導(dǎo)。大部分學(xué)生對(duì)于自己講解并示范完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容普遍印象深刻，接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)基本能夠順利的完成。

再次，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生認(rèn)真操作，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。多數(shù)學(xué)生能夠按照要求準(zhǔn)確取用試劑，使用完成后蓋好瓶塞。正確的安裝實(shí)驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，細(xì)心記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體情況允許學(xué)生采用合理的修改方案完成整個(gè)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)中教師查看各組學(xué)生的操作情況，及時(shí)指導(dǎo)他們解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵操作、安全技術(shù)等內(nèi)容引導(dǎo)他們思考實(shí)驗(yàn)步驟與不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之間的關(guān)系[7]。例如在乙醚的制備實(shí)驗(yàn)中，要求反應(yīng)溫度迅速上升至140 ℃，有的實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)加熱裝置控制不當(dāng)導(dǎo)致加熱過(guò)猛，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度迅速上升至160 ℃以上，可以觀察到反應(yīng)瓶?jī)?nèi)反應(yīng)液由無(wú)色變?yōu)辄S色，然后迅速變?yōu)楹诤稚我郝┒分械蜗碌囊掖即蟛糠诌€未參與反應(yīng)就被蒸出。反應(yīng)結(jié)束后餾出液內(nèi)加入8 mL的5% NaOH溶液后沒(méi)有出現(xiàn)分層現(xiàn)象，主要是產(chǎn)品乙醚太少，最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果很不理想。為了盡量減少這種情況的發(fā)生，在反應(yīng)開(kāi)始的時(shí)候提醒同學(xué)們注意控制反應(yīng)進(jìn)程，避免出現(xiàn)升溫過(guò)快的現(xiàn)象。當(dāng)反應(yīng)溫度超過(guò)180 ℃時(shí)，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的液體完全變黑的情況下，要求學(xué)生立即停止實(shí)驗(yàn)，待反應(yīng)溫度降低后再進(jìn)行后續(xù)操作。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果，讓學(xué)生具體討論分析其成敗的主要原因，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。最后，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全環(huán)保意識(shí)。每學(xué)期實(shí)驗(yàn)第一課都會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的安全教育，熟悉實(shí)驗(yàn)室安全守則、實(shí)驗(yàn)室事故的預(yù)防及其處理方法、急救藥品的位置與使用方法。在課程中重點(diǎn)講解實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的各種設(shè)置，包括電源總開(kāi)關(guān)的位置、廢液缸的放置地點(diǎn)、滅火器的存放位置與使用方法。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室要求穿實(shí)驗(yàn)服，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)禁止飲食。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)小組的同學(xué)們互相配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，個(gè)別小組的同學(xué)出現(xiàn)摔碎燒瓶、溫度計(jì)套管、接引管等玻璃儀器的情況時(shí)，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生處理并做好記錄。實(shí)驗(yàn)完成后整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，清洗使用的實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液倒入指定的廢液缸。每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，安排學(xué)生及時(shí)打掃衛(wèi)生，檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器是否清洗干凈，保持實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境衛(wèi)生整潔，離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候關(guān)閉水和電。如圖2所示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)后，大部分學(xué)生的動(dòng)手操作能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、安全環(huán)保意識(shí)以及分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力都得到了提高。

圖2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn)

熟練掌握基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能對(duì)于學(xué)生今后學(xué)習(xí)其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程或者參加各級(jí)各類科研項(xiàng)目、畢業(yè)論文的實(shí)驗(yàn)操作有重要的意義[8]。但實(shí)驗(yàn)中仍存在如設(shè)備老化、儀器數(shù)量不足等需要克服的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)課程中教師不僅要傳授知識(shí)，還要及時(shí)處理各種實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的突發(fā)事件，以及來(lái)自學(xué)生的各種疑難問(wèn)題，逐步積累實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，這也是對(duì)教師的一種鍛煉和提升。

2.3 實(shí)驗(yàn)考核方式的完善

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法由平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)兩部分組成。平時(shí)成績(jī)包括預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)安全、衛(wèi)生、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占總成績(jī)的比例為60%。預(yù)習(xí)報(bào)告檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)成果，“好的開(kāi)始是成功的一半”大部分的學(xué)生能夠按時(shí)完成，發(fā)現(xiàn)個(gè)別學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告不完整時(shí)讓其按照要求補(bǔ)上。實(shí)驗(yàn)操作主要檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生通常取用試劑、安裝儀器方面比較流暢，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好，動(dòng)手能力較弱的學(xué)生需要較長(zhǎng)時(shí)間在教師的指導(dǎo)才完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)遇到問(wèn)題迎難而上進(jìn)行深層思考，找出實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問(wèn)題的原因，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。學(xué)生打碎玻璃儀器或者操作失誤導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗都會(huì)扣分。實(shí)驗(yàn)報(bào)告不僅包括實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)和結(jié)果，還要求有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，鍛煉學(xué)生用科學(xué)、規(guī)范、有較強(qiáng)邏輯性的專業(yè)語(yǔ)言來(lái)準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象及結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)討論，達(dá)到提高學(xué)生寫作能力的目的[9]。教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，下一次實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行講評(píng)，表?yè)P(yáng)鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生。

對(duì)于學(xué)生在操作過(guò)程中常犯的錯(cuò)誤、容易出現(xiàn)的問(wèn)題以及由此造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵操作、安全技術(shù)等問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)講解?；A(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般有多組學(xué)生共用一間實(shí)驗(yàn)室，因此實(shí)驗(yàn)的安全和衛(wèi)生需要師生共同維持、共同努力，保證實(shí)驗(yàn)室的日常管理和安全順暢的運(yùn)行。期末考試通常是乙酰苯胺的制備、乙酸異戊酯的制備等綜合性實(shí)驗(yàn)，檢查學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分的學(xué)生能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，但是各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)得到產(chǎn)物的外觀和產(chǎn)量不一樣，這也體現(xiàn)了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)差異。

3 結(jié)語(yǔ)

在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)考核方式的完善三個(gè)方面總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與改進(jìn)，努力創(chuàng)建綠色化學(xué)導(dǎo)向的創(chuàng)新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，努力提升有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)“三心四能五復(fù)合”的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供源源不斷的具有較強(qiáng)理論與實(shí)踐能力的新動(dòng)力。