有机化学实验教学和管理研讨
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1．1验证性经典有机化学实验无法引起学生兴趣
基础有机化学实验教学中，大多数实验是延续近20年来的经典实验。这使得学生往往处于被动接受知识的地位，没有自主权，不利于激发学生的实验兴趣，抑制了学生的思维能力和创新能力的发挥；也使得许多学生对这些验证性的成熟实验缺乏足够的重视，事先预习只是蜻蜓点水。在实验课开始时，虽然指导教师反复强调实验的难点和重点，但有些学生仍做不到集中注意力。等到具体实验时，学生们过分依赖教材和讲义，边看讲义，边做实验，以机械的“照方抓药”进行实验。这样的结果，导致学生对具体的实验缺乏认真的观察，难以透过现象分析问题并解决问题，最终无法形成对有机化学实验技能完整性的把握。少数学生到学期末都未能掌握本学期所学的实验技能，甚至连最基本的操作都不规范。实际上，这些现象并不是只出现在我们学校，在美国等其他国家的化学实验教学中也同样存在。
1．2实验试剂的利用效益低
传统的有机化学实验对化学实验的整体发展是功不可没的，但随着时代的进步和科技的发展，传统实验对实验药品的需求量大、回收困难等弊端日益显现，这在环境保护、经济效益方面都存在很大的问题。仅以三苯甲醇的制备为例，每次实验为单人单组进行时，则每组需要30mL的无水乙醚和30mL的乙醚。实验过程中学生还需补充一定量的无水乙醚，因此若以每次实验80组计算，则每次实验至少需要规格为500mL／瓶的无水乙醚7瓶、乙醚6瓶。由于格氏试剂对溶剂的要求，实验前需对市售的无水乙醚再次除水。该过程中，乙醚也有大量的损失。即便实验结束后，部分乙醚得以回收、再利用，但是由于乙醚的易挥发性，其回收率、再利用率较低，实验经济成本高。
1．3学生实验产品无去处
有机化合物的合成是有机化学实验的一条主线，因此实验过程中，学生必然会合成大量的实验产物，如：可做香料的环己烯和有机合成中间体的三苯甲醇。目前对学生实验产品的处理往往是要么堆砌在实验室，要么被作为废物而丢弃。这样的做法，不仅使这些实验产品的使用价值和商用价值无法得到充分体现，造成了不必要的浪费，同时也增加了事后的保管和处理成本，甚至会造成环境污染。
2有机化学实验教学与管理的改革与探索
针对当前实验教学的现状及所存在的问题，我们依照“具体问题，具体分析”的方法，进行了以下一系列的探索和实践。
2．1模拟式教学
为激发学生的实验兴趣，指导教师加大了预习和操作占学生实验成绩的权重。我们将学生分成若干小组（每组通常3～4人），要求学生按照教学进度表自行编写实验讲义，包括实验的目的、原理、仪器、药品以及实验步骤等等，讲解时间为15min。实验课时，教师以抽查的方式，随机指定某一组讲解实验。该组学生可派代表主讲，其他同学（同组或非同组）可在5min内，对其讲解内容进行补充或纠正；接着，由教师强调本次实验的重点和难点，并对新的实验技能再次讲解；最后根据每组学生对实验内容的掌握情况进行评价，给予成绩。通过这种“模拟式教学”的形式，既能使学生重视实验操作，又能提高学生的学习兴趣，更加强了学生的团队意识，给实验课增添了活力。
2．2对比式教学
十八大报告提出：“着力提高教育质量，培养学生社会责任感、创新精神和实践能力”。落实提高质量这个核心任务，首先要提高创新人才培养水平。这就需要我们在实验教学中提高学生的创新意识和创新实践能力。传统实验教学中，学生只是简单的按照教材重复经典实验的内容。对创新技术在实验教学中所起到的作用，学生缺乏直观的认识和足够的重视，在实验教学中提升推进技术创新、应用创新技术的兴趣，提高创新人才培养水平更无从谈起。为激发学生的创新意识，让他们在实验中主动运用创新技术和方式，我们将“对比式教学”贯穿到整个实验教学中，让学生们在对比中直观地体验创新教育的巨大作用。例如在以“三苯甲醇的制备”实验中，一部分学生采用传统的加样回流实验方法，另一部分学生采用超声辐射的实验方法。同样是采用二苯甲酮与苯基溴化镁制备三苯甲醇的方法，但是由于超声辐射法具有反应条件温和、反应时间短的优势，且对制备格氏试剂的溶剂要求低，提高了反应产率，三苯甲醇的产率从传统方法的48％提高到74％以上。这样对比性的实验结果使学生们直观地认识到，与传统实验方法相比，新科技能在实现实验目的同时，更有效地提高实验效率。显然，“对比式教学”可推动学生在实验中不断尝试使用新技术、新方法，为学生主动学习、开拓思维、勇于创新奠定了良好的基础。
2．3建立虚拟实验室，开发网络课程学习
当今的教育，已不再是单单的三尺讲台。信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。信息技术将全面渗透到教育的各个环节，彻底变革现行教育。为此，我们建立了虚拟化学实验室，这是一种计算机辅助教学的模拟化学实验室（仿真实验）。作为一种化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”的特殊实验方式，它非常适合于演示实验、危险性较大和某些毒害较大的有机化学实验。依据有机化学实验教学大纲，将虚拟实验室的建设分为：基本操作（如减压蒸馏、重结晶）、制备实验（如溴乙烷的制备、环己烯的合成）和分离实验（如绿色植物色素的提取及色谱分离）3部分。指导教师对每个虚拟实验的内容和知识点进行归纳、整理，并针对性地建立有机实验题库。在有机化学实验的教学过程中，定期安排学生通过网络进行仿真实验、模拟测试。学生通过虚拟实验的学习，可以加深对现实实验中因违规操作导致的危险及事故的认识。譬如：在基本操作中，减压蒸馏仿真实验的仪器设置包括：蒸馏头（普通蒸馏头和克氏蒸馏头）、圆底烧瓶、锥形瓶、平底烧瓶等。通过虚拟实验一是加深学生对普通蒸馏头和克氏蒸馏头使用异同点的认识；二是使学生明确蒸馏烧瓶和接收瓶都绝对不能使用不耐压的平底仪器以及薄壁或有破损的仪器。一旦学生误用锥形瓶作为接收瓶，在仿真实验的蒸馏过程中就会因装置内处于真空状态时外部压力过大而引起爆炸，大大提高了学生的认知度和警惕性。这种由于违规操作导致的实验事故如在虚拟实验中发生，学生能够身临其境的感受到错误操作导致的不当后果。这种开放灵活的教育资源公共服务平台，可以促进优质教育资源普及共享，增加教学信息量，解决教学内容增多与学时不够的矛盾，还可以进一步提高学生的创新精神。
2．4建立实验试剂和产品的共享平台
学生实验结束后，用过试剂的处理、合成产品的去向必须予以关注。譬如：有机实验中，学生需要使用块状的无水氯化钙对合成的粗品进行干燥等。由于实验过程中学生操作不当、药品的吸水等，导致粉末状氯化钙因无法满足实验需要而必须更换。但是这种部分吸水的试剂，并不影响它作为无机及分析化学中试剂的正常使用。因此，我们定期将有机实验室失效的试剂（如无水氯化钙、乙酸酐等），以及学生合成实验的产品（如溴乙烷、三苯甲醇等）进行必要的处理，然后上传至服务器资源平台进行共享。对本学部，采用预约登记的方式领用，使得产品物尽其能。对校外，以相对低价的方式出售，变“废”为宝。这样既能节约实验室的空间，又能补充一定的教学经费；还拉近了学校和企业的距离，为学生实习和就业创造更多的机会。
3结束语
实现中华民族伟大复兴，科技是关键，人才是核心，教育是基础。近年来在有机化学实验教学与管理方面的改革，我们坚持以质量为先，狠抓学生实践能力提升环节，取得了较为满意的成绩。但仍存在着一些亟待解决的问题，如当前国家对高校实验经费的有限投入与高校扩大招生的矛盾，高校对化学实验室所拨经费增长速度与药品价格上涨幅度不同步的矛盾。要实现全面提高高等教育质量，就必须坚持将“质量第一”的要求，始终贯穿高等学校人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新各项工作之中。作为“211工程”重点建设高校的教师，我们将在今后的工作中，不断探究和实践实验教学改革的新方式、新途径、新领域，以发现新情况、解决新问题、探究新趋势，寻求实验教学的最优模式。
作者：施玲郭晓稚葛健锋卞国庆单位：苏州大学材料与化学化工学部
