管窥有机化学实验课程革新

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一、课程教学改革

1.精选实验项目，渗透绿色化学观念

在选择实验时，确保内容上与理论相呼应，除了培养学生研究自然科学的正确态度与思维外，更有利于验证理论。充分考虑各专业的培养目标，根据不同专业对有机化学的需求安排教学项目，例如针对生物工程和化工工程的学生，对学生进行了基本操作技能的训练，要求掌握玻璃管的简单加工，玻璃仪器的清洗与干燥，常用玻璃仪器的装配和拆卸，加热和冷却，回流、蒸馏、萃取和洗涤、重结晶和过滤、液体和固体有机物的干燥，沸点和熔点测定和温度计的校正，同时还开设了环己烯的制备以及环己酮的制备两个合成实验；而对于应用化学与高分子化学专业的学生，增加了乙酸乙酯的制备、甲基橙的制备以及呋喃甲酸和呋喃甲醇的制备这三个合成实验项目。另外，在实验室条件允许的条件下，提供了一些开放性的实验项目，例如电化学还原马来酐合成丁二酸、微波法合成二苯甲酮、超临界二氧化碳流体萃取南瓜籽油、相转移催化法制备苯甲醇以及纳米二氧化钛薄膜催化氧化降解苯胺，鼓励学有余力的学生在教师的指导下利用课余时间查阅文献，设计实验方案，装配反应装置，观察实验现象以及记录和分析实验数据。笔者发现，学生对于这类实验非常有兴趣，看着自己制备出的产品，很有成就感。在实验教学过程中，通过选择实验教学内容、微型化实验、连续性实验、合理处置“三废”等方面，有效促进有机化学实验的绿色化改革。传统的萃取实验是用乙醚萃取醋酸溶液中的醋酸，乙醚沸点为35℃，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸；此外乙醚具有很强的渗透性，实验中易出现渗液和漏液现象大；而且利用乙醚作为萃取剂用量大，成本高，还会污染环境。以水为萃取剂，从醋酸与乙酸乙酯混合溶液中的醋酸萃取出来，乙酸乙酯毒性低，分液后上层溶液中的乙酸乙酯可以用碳酸钠溶液洗涤后回收利用，整个实验操作简单，分层速度快，对环境友好，而且萃取效率高。在环己烯的制备中，传统方法是采用浓硫酸或者浓磷酸液相脱水环己醇，收率一般只有46~56%，同时硫酸的腐蚀性强，炭化严重，而磷酸的成本较高。而且用浓硫酸或者浓磷酸作为催化剂制备环己烯，副产物多，对实验造成较大影响。采用环己醇气相脱水制备环己烯，六水合三氯化铁代替浓硫酸或者浓磷酸作为催化剂，后续处理工艺简单，并且产率较高，同时催化剂可以重复使用，有效减低实验成本。在实际教学过程中利用这些措施，从源头和过程中尽可能减少原料的用量，节约了成本，同时降低对环境的污染。实践证明，教学效果与传统实验教学一样，能达到锻炼学生实验动手能力的目的，在提高学生能力的同时，增强了学生的环保意识，从而有效提高教学质量。

2.现代化教学手段的运用

传统的实验教学方式采用的是“填鸭式”，致使学生失去了主动学习的兴趣，并且传统的教学手段（挂图、模型、幻灯等）无法生动表现神奇的化学微观世界。在实验教学活动中引入多媒体技术，利用其集合文字、声音、图像、动画于一体的特点，极大激发学生获取新知识的兴趣，从而提高课堂效率。有机化学实验的第一个内容是有机化学实验单元操作录像，给学生一个感性认识，使枯燥的教学活动以形象灵活的方式展现在学生面前，或娱乐课堂气氛，缩短了教学时间，收到了较好的效果。通过向学生展示回流、蒸馏和分馏、水蒸气蒸馏、干燥、洗涤、重结晶以及熔点的测定等过程中的仪器安装以及操作演示的正确方法，使学生对基本操作的了解更加直观，为后续的实验奠定良好的基础，同时向学生介绍实验室安全与防护知识，基本常识与技巧以及常用仪器与设备的维护，提高学生有机化学实验水平，提升教学质量。

3.改革实验教学方法

实验课教学不仅仅是单纯传授操作技能的训练以及对理论知识的验证，同时还对学生进行科学研究能力的培养，以及培养良好的科学素养以及实验室工作习惯，提高学生的综合素质，适应社会发展的需求。遵循“以学生为主体、以教师为主导”的教学理念，力图在教学中实现教与学的互动，促进师生互动，同时培养学生的团队合作精神。要求学生在实验课前认真做好预习，写好预习报告，为使预习具有针对性，教师先提些思考题，这样学生才能认真思考，通过理论课已经掌握的知识，对实验中可能出现的现象做出解释。此外，还要求学生查阅常见有机化合物的物理常数，对不同合成路线的利弊进行分析，该模式扭转了传统实验教学中存在的按照实验教材“照方抓药”的现象。指导教师讲解实验目的原理、演示仪器的正确操作后，对于实验操作中需要注意的事项以随机问题的方式要求学生回答，以检查学生的预习情况，对于学生理解不透彻的地方再次强调。在实验进行过程中，要求学生独立完成仪器的装备、实验操作条件的控制，对于不规范的操作及时纠正，并且要求如实记载实验现象和数据，培养严谨求是的科学态度。还增加了几项设计性实验等方法，供有余力或者是感兴趣的学生提供实验条件，在教师的指导和参与下，学生利用课余时间开展，通过网络以及图书馆查阅文献资料等手段，贯穿绿色化学的理念，通过采用绿色催化剂、溶剂、氧化剂、减少原料用量等方法来实现有机化学实验绿色化，鼓励学生的创造性思维，培养学生独立工作和初步的科学研究能力。

4.学习成绩的评价

传统的实验教学中，主要通过考查学生的实验结果以及实验报告的撰写来判定学生的实验成绩，再作为平时成绩以一定的比例计入学生的总成绩，所占比例较小，学生忽视了实验课的重要性。为了切实提高学生的综合素质和解决实际问题的能力，有必要对实验课程的考核方法和对学生学习成绩的评分标准进行改革。将“有机化学实验”课作为单独的一门必修课，综合平时成绩和期末考核成绩计入总成绩。平时成绩主要考查学生回答问题的情况，资料查阅情况、实验过程中操作的规范性、实验结果与分析、实验报告的撰写以及与同学的协作精神等方面，全方位衡量学生的能力。在全部实验项目结束后，将有机化学实验课进行闭卷考核，内容涉及所开设实验项目的原理，仪器的操作方法以及事故的处理方法，有效督促学生对实验课的重视，养成良好的学生习惯，同时有利于教师总结教学经验，及时调整教学内容和方法，做到了全方位、客观地评价学生的实验课成绩，改变了以往实验考核体系中仅依靠单一的实验数据和实验报告来评价实验成绩的弊端，有效提高了学生独立的实验操作技能和分析问题解决问题的能力。

二、结束语

教学改革是一项长期而艰巨的工作，需要不断地探索和实践，不能一蹴而就。教师是改革的主体，教师要扩展知识视野，不断地吸取新知识，努力提高自身的素质和水平，学生的学习兴趣不断提高，才能达到培养应用创新型人才的目的。

作者：黄红霞刘峥单位：桂林理工大学化学与生物工程学院