有机化学实验课程改革浅析

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[摘要]有机化学实验课程在有机化学理论课程教学中发挥重要辅助作用，目的是培养学生的实际动手能力、认真的科学态度以及高效的思维方。有机化学实验是化学类专业的基础实验课程，结合我院化学类专业的实验教学特色，立足于有机化学实验课程体系，从注重学生实验能力的全面培养，精心安排实验项目，教学过程中积极引入有机化学最新研究成果，渗透绿色化学理念，实施翻转课堂，对有机化学实验课程进行改革，以达到较好的效果。

[关键词]有机化学；实验课程；改革；探索

1前言

进入疫情后时代，社会经济竞争环境越来越激烈，大学生就业人数在逐渐发展扩大，学历优势渐渐弱化。用人单位和科研院所对于大学生的要求，也由以前“看成绩”逐渐转变到“重技能”。化学本身就是一门具有实验性质的学科，科学研究在工作和研究生学习中都占有重要地位。如何在高效率的基础上进行有机化学实验课程，培养和满足社会的需要，该问题在有机化学实验课程改革中，亟待解决。有机化学实验课程是在化学本科专业基础教育阶段所需要进行的一门实验性课程，是廊坊师范学院化材学院化学、材料化学、应用化学三个学科专业的一门本科必修课。有机化学实验作为重要教学环节，其目的在于培养学生基本学习能力和科创能力[1]，在有机化学理论和实践中均发挥着重要作用。现今，化学专业中有机化学实验课程和有机化学理论课程相辅相成，通过有机化学的实验课程学习，进一步掌握有机化学理论课所学知识，直观形象且容易引发学生学习积极性[2-4]。然而，在实践性的教学中，对于许多的理论知识，学生们虽然在进行理论课的教学中已经基本掌握了，但为巩固一些基础的实验，在进行这方面的教学中仍单纯重复了理论课的内容，学生感觉没有新鲜感，难以发挥其创新创造能力。针对这一特殊情况，许多高校都在积极推进有机化学实验教育的改革与探索，希望这些有机化学的实验教育既能够完成其传统课堂教学的任务，又有可能够很好地培养大学生的自主创新能力及其实践操作动手技巧，培养新新时代的人才。近年来，我国各大高校学术院所科研机构和个别专业技术院所的研究成果陆续发表到SCI等著名学术杂志上。然而，高校本科生对这些课题的研究成果了解甚少，主要原因是由于实验教学中缺乏前沿性研究成果介绍，学生们仍然正在继续重复最基本、最简单的有机合成反应，思考性和启发性不够。这样的社会现象严重地阻碍了我们学生的自主学习和发展动力。因此，有机化学实验课程改革应确定与科研工作相结合，引导学生了解最新的科研成果，帮助学生学习理解和深化所学的理论基础知识，还应注重培养学生思维创新。

2有机化学实验课程改革依据

在1999年召开的全国教育工作会议中颁布的《中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》(以下简称《决定》)明确提出，“全面推进文化素质进行教育，培养学生适应二十一世纪现代化经济建设，做我们需要的社会主义新人”，将文化素质教育作为实现我国优秀文化教育课程改革与发展目标的一项重大长远战略。《决定》的出现，标志着素质教育理念已经形成了系统的思想[4]。素质教育以促进一个人的身心健康发展及其经济社会进步与发展的现实需求作为其基础，以培养和提高我校全体青年学生的综合基本素质作为根本教育目的，把培养和形成一个人的品格作为其教育的一项根本特点。有机实验课程改革将依据国家教育改革要求，全方位贯彻素质教育这一主题思想。

3有机化学实验课程改革主要方面

有机化学实验进行改革对于高校传统的有机实验课程而言，是在继承中创新，在创新中继承。基于有机化学实验教育方法进行了前沿性和国际化的改革，需要在传统的教学内容中汲取其精髓去之失败，对教学内容作出相应调整。当前课程内容如表1所示。课程教学教材以东北师范大学联合使用其他师范学院编写的《化学合成实验》为主，对有机实验常识、有机实验研究基本信息操作等内容方面进行编排。

3.1信息化教育

当今的时代，知识和信息迅速发展升温，对于创新型专业技术人才的培养需求也日益增长，不仅使我们可以直接依靠传统的教师在课堂上进行教学来完成有机化学实验，而且还能够正确地运用信息技术在线上进行实验性的课程，以有效促进激励和调动学生创造性的学习，科技飞速发展的今天，这个时代，信息技术的教育尤为重要，更多的传统媒体和课件，可以成为一种网络化的学习，给用户提供了更加便捷的条件[5]。有机化学实验课是属于一门必须进行衍生和探究的课程，这就需要教育师生之间合理地交流和互动。首先，有机化学实验课程应构建高新移动项目，方便网上查阅相关文献，同时充实课堂教育教学。目前，实验项目的选择比较经典和简单，实验过程对学生而言缺乏探索性。因此，课程改革的目的是引导学生深入理解实验，引导学生更多地了解与实验课程内容相关的中外文献。如进行偶氮苯的制备方法及其光化异构化实验研究项目时，可以通过鼓励让学生上知网上对光化学反应进行学习，达到更深入地了解。其次，有机化学教学实验课程应建立一个类似于小木虫一样的交流学习平台，对优秀热门的论文研究文献信息进行推送，拓宽发展学生视野。信息化发展教育，使学生进行综合文化素质得到全面提高。通过建立网络学习平台，学生可以了解国内外最重要的科研成果，上传一些视频资料，让学生优化实验方案，全面提升能力。2020年新冠以来，信息化教育备受重视，起到了不可替代的作用。化学实验课也应顺应信息时代的步伐，将实验过程与信息相结合，大大提高实验课的实际应用价值。

3.2注重学生全面发展

课程改革的目标是有利于学生的全面发展。目前，实验课程的设置倾向于服务于理论知识，旨在掌握基本的实践能力。在有机化学实验课程教育改革过程中，要注重培养学生的全面经济发展，从学生的实际知识水平和思维方式来看。在评估实验结果时，不但需要更加注重掌握学生的知识与技能，还应该更加关注对待学生的情感态度与价值观。实验课程管理强调，教师和学生都是自我学习和社会健康发展的参与者和主体，在实验设计课程的实践性教学中，我们要更加重视和弘扬中国大学生的社会主体性，要做到让中国大学生在老师的引领和指导下主动、生动活泼进行一个有机实验，而在我国目前，有机化学实验的形式大多仍是机械的教学方式为主，这十分不利于社会培养专业学生的创新思维。新的实验课程标准强调教学评价在理论上要多样化、综合性，评价理论和方法要多样化。但目前发展来看，大部分老师仍以终结性评价为主，并没有进行全方位评价研究学生[6]。

3.3引入最新科研成果

李四光先生曾经这样评价说过，科学与新技术理论研究的各项工作，尤其是需要具有学术创造性和社会实践性的事物，都需要我们不断依靠自力更生。当然，自力更生也其实并非简单等于对自己之路进行严格封锁。所以作为一个学生要开阔我们的视野，积极进行主动去了解国内外最新科研管理理论学习成果。但学生对科研研究成果的了解途径，知识的深入程度上还有很大的不足，需要在化学教学实验课程中涉及相关理论知识的简单讲解。可以安排一个新的任务，分组学生查询信息，最后在课堂上获得最新的理论知识，对实验设计思路有一个简单明了的理解。化学实验不应局限于课本上的理论知识的辅助，而应培养学生的化学思维和认知，积极学习，敢于创新[7]。若无某种可以大胆放肆的猜想，一般是不可自己能有一个知识的进展的。任何新理论的提出，新物质的合成，既离不开学生的自主创新，同时也应积极学习新科研成果，与时俱进。

3.4绿色化学

通过对这门化学实验课进行研究，我们可以发现许多的化学反应由于其选择性低而使我们浪费了很多的资源，并且这些副产物在环境中的形成也会严重地污染我们的环境。半微、微观实验的探索与研究及其推广正日益受到人们的普遍重视，并已经成为未来我国实验课程教学的一种发展趋势。有机实验环境污染比较严重，开设有机实验教学课程往往我们需要考虑废物处理技术问题。例如，乙酸可以由乙醛氧化、丁烷和轻油氧化以及甲醇羰基化三种方式产生[8]。乙醛氧化法制备乙酸的反应式如下：2CH3CHO+O2→2CH3COOH这条技术开发路线的研究是最早的，但其后由于生产成本增加，同时反应转化率低，副产物分离困难，逐渐丧失了竞争力。丁烷液相氧化技术制备乙酸，反应式进行如下：C4H10+O2→2CH3COOH+H2O反应的过程极其复杂，反应中也会含有大量副产物，分离仍然会变得比较困难。然而，在20世纪60年代后期美国的monsanto公司独树一帜，成功开发低压甲醇羰基化法[9]。这是一种非常典型的产物原子化学经济合成反应，其产物原子化的经济性几乎可以直接达到100%。甲醇羰基化法中所合成的乙酸，对其他原料进行了充分开发和综合利用，保护环境，这是一条典型的绿色化工原料道路。因此，有机化学课程改革必须考虑环境保护问题，做到少污染、减少浪费。

3.5翻转课堂

翻转式的课堂教育模式是一种混合型的教育碎片化时代。主要的发展途径之一就是让学生在课后进行观察和听录像(自主学习)，而在课堂上则通过自己做习题、讨论(并且在教师的指导下完成了这些练习)。该模型也可用于有机化学实验教学。课后可以看实验视频，然后在实验室做实验。课后找资料可以对一些实验进行自己的改革创新。先学后教，让学生可以照自己的进度和方式方法进行研究学习。当2020年暴发疫情时，许多教学工作不得不暂停，特别是实验，没有办法进行在线实验操作，以这种形式，可以弥补实验课程的缺乏。在大三学生期间，我院在学习通教学中实施进行翻转传统课堂。《物理学习化学研究实验》曾用到我们学校学习通选课，教学活动对象为理科化学类学生。学习通的教育规模和受众的多样性在这疫情这一阶段发挥了重要作用，并让我们对网络教育有了新的认识。对于有机化学实验课，也要进行相应的翻转课堂实践，采用翻转教学模式：课后让学生看视频，注意学生平时的学习和讨论。课程实施流程为：将视频上传到学习通，供学生上课前观看，在课堂上做相关实验，老师讲解帮助并在细节中纠错，期末课程考核方式为小论文答辩形式，答辩题目根据实验课程内容由学生自由选择。学生可以自由结组，根据选题信息进行谈论、演讲与答辩[10]。

4结论

本文针对信息化教育、注重学生全面发展、引入最新科研成果、绿色化学、翻转课堂等5个组成部分，进行了有机化学实验课程体系的改革。着力培训学生掌握科学实验设计的基本原理、明确了实验科学研究的目的、熟练掌握了实验仪器与试剂以及实验技术发展的历史进程。引导大学生对于有机化学实验工作产生浓厚的兴趣，培养一批具有广阔的国际眼光、扎实的实验技巧和综合专业技术能力的创新型人才。

作者:李政 王树军 贾笃超 肖立伟 单位:廊坊师范学院化学与材料科学学院