有機化學實驗教學改革研究3篇

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有機化學實驗教學改革篇1

一　引言

有機化學實驗不僅是化學學科的重要組成部分，同時還是很多其他相關專業的重要基礎。有機化學教學內容特殊，對實驗室環境、實驗裝置、精密分析儀器等專業設備有很高要求。但是科學技術不斷發展，化學理論發展速度不斷加快，各種新型的實驗材料層出不窮，對實驗設備提出了更高的要求，專業實驗設備更新換代速度越來越快，但是受資金等各方面的限制，學校很少更新有機化學實驗設備。因此，學校實驗室環境及專業實驗設備已經不能滿足有機化學實驗教學的要求。另一方面，學校教學模式、師資力量等各方面也存在一定的不足。傳統教學方式已經落后于時代發展，大學有機化學實驗教學改革勢在必行。

二　有機化學實驗教學的重要性及要求

（一）　有機化學實驗教學的重要性

在化學學科當中有機化學是最重要的部分之一，有機化學能夠廣泛應用到很多領域，例如食品領域、醫藥行業、工業設備制造、有機溶劑領域等。有機化學實驗教學具有很高的應用價值，有機化學實驗課程是很多專業的基礎課程。有機化學實驗教學具有十分重要的價值。首先，有機化學實驗教學有利于促進化學教學質量的提高。在高校化學教學中，很多教學內容十分抽象，學生理解存在困難，有機化學實驗教學可以把理論課堂上抽象的知識直觀地表現出來。其次，有利于鍛煉學生的實踐操作能力，提高學生的綜合素質。在化學教學中，學校和教師更加重視理論知識的教學，實驗教學不足。但是化學對學生的實踐能力又很高要求，有機化學實驗教學對培養學生的實踐能力，提高學生的素質有重要意義。再次，有機化學實驗教學鍛煉了學生的基本實驗技能，各種探究性活動提高了學生對有機化學的學習興趣，鍛煉了學生發現問題、思考問題的能力。最后，有利于學生就業。隨著時代的發展，社會對化學人才的要求逐漸提高，不僅需要具備扎實的理論基礎，還要具有一定的實踐能力，有機化學實驗教學對學生綜合素質的提高有很大促進作用，學生的就業競爭力相對提高。

（二）　有機化學實驗教學的要求

在化學學科中，實驗是不可或缺的重要環節。有機化學實驗在化學實驗當中既是基礎課程又是核心課程。開展有機化學實驗教學有很多的要求。首先，對學校管理人員的要求。學校應該加大對有機化學實驗室的建設，營造出良好的實驗室環境；制定嚴格的實驗室管理制度；設置專業的維護管理隊伍，負責實驗室中的各種專業設備的維護，化學實驗用品的采購等工作。其次，對有機化學實驗教師的要求。教師必須要具備豐富的理論知識與扎實的實踐能力，具有較高的專業素質；教師還需要能夠結合學生的特點開展教學活動，做到因材施教，調動學生學習的積極性。最后，對學生的要求。學生首先要具有扎實的理論功底，為有機化學實驗的進行奠定基礎；學生應該發揮主動性，積極參與實驗活動；學生要通過有機化學實驗教學鍛煉自己的動手能力，掌握有機化學實驗的基本技能，了解有機化學實驗操作、實驗室安全、實驗報告撰寫等各方面的相關知識，提高自己的綜合素質。

三大學有機化學實驗教學現狀

（一）　實驗教材更新緩慢，教學內容單一

在當前階段的有機化學實驗教學當中，教師開展教學活動最主要的依據是實驗教材，但是我們必須要清醒地認識到現行的有機化學實驗教材存在很大問題。首先，現行的有機化學實驗教材通常會選擇一些較為經典的實驗作為教學內容，包括測定化合物物理常數、制取有機化合物、有機化學基本實驗操作技能等，這些內容往往很少更新，實驗內容單一、陳舊，已經不符合化學發展的需求。另一方面，傳統實驗教材由于內容更新慢，很多新興的實驗技術、實驗知識無法進入教學當中，嚴重影響了實驗教學效果，不利于學生綜合素質的提高。

（二）　有機化學實驗垃圾處理存在問題

在有機化學實驗中，缺乏環保意識，有機試劑的大量使用，容易造成三廢，如若這些有污染的物質沒有做好相應的處理，這樣會導致后期集中清理會很麻煩[1]。在傳統的有機化學實驗當中，為了幫助學生加深對理論知識的理解，很多實驗的都是根據理論課程教學內容安排的，一大部分實驗都是測量化學參數等，在學生完成實驗之后這些實驗產物便沒有利用價值，產生了大量的化學實驗垃圾。另一方面，有很多化學試劑等存在劇毒，無論是在實驗當中還是實驗完成之后，如果沒有得到有效處理會產生很大安全隱患。

（三）　有機化學實驗教學模式單一

傳統上有機化學實驗采用老師講解，學生按部就班操作的教學模式，現階段這種教學模式仍占據很大比例。這種教學模式有很大優勢。首先，很多學生沒有接觸過有機化學實驗，對很多東西不夠了解；其次，化學實驗以及相關專業儀器的操作有很嚴格的要求，必須嚴格按操作步驟進行；最后，一些化學試劑存在危險。但是這種單一的教學模式弊端十分明顯，教師演示之后學生在進行實驗時基本上機械重復教師的動作，對實驗的步驟以及原因缺乏思考，學習主動性較差，學習興趣不高，嚴重影響了學生操作技能的提高。

（四）　學生對有機化學實驗的認識不足

長久以來，實驗教學一直不是教學的重點，無論是教師還是學生對實驗教學的重要性都認識不足，學生群體很少接觸實驗教學，在以往有限的實驗教學當中對實驗教學產生了偏見。大學時期，有機化學實驗已經成為專業教學的重要部分。但是，學生對有機化學實驗的認識程度仍然不夠，對老師安排的任務，只是注重書面形式，達不到理想的效果[2]。大部分學生在潛意識中輕視實驗課程，學習態度不端正，積極性不高。少數學生實驗過程流于形式，不關心實驗結果，實踐能力沒有得到有效鍛煉。

（五）　有機化學實驗理論教學與實踐教學聯系不緊密

我國高等教育長期以來對理論教育更加重視，在有機化學實驗教學中也不例外。首先，教師受到傳統教學觀念的影響對實驗理論基礎教學更加重視，實踐教學存在不足之處，影響了學生實驗操作技能的提高。其次，有機化學實驗課程實踐教學內容較少，缺乏專業的有機化學實驗教材，教師開展教學活動沒有教材的支持，無法有效開展實踐教學活動。再次，有機化學實驗課程有限的實驗教學內容都是一些驗證性實驗或者傳統的典型實驗，與理論教學內容不相符，理論知識與實驗教學之間缺乏必要的聯系。最后，實驗教學的開展受到各種因素的制約。有機化學實驗對軟硬件設備有較高要求，但是很多學校的實驗室設備相對落后，無法滿足開展實驗教學的需求，導致有機化學實驗教學理論與實踐脫節。

四大學有機化學實驗教學改革實踐

隨著教育的不斷發展，人們已經認識到傳統教學模式的弊端，高等教育改革逐漸深入。對于化學教學而言，現行有機化學實驗教學存在的弊端已經逐漸凸顯出來，人們對有機化學實驗教學改革進行了一些探索，下面介紹現階段比較典型的幾種改革方式。

（一）　微課教學在大學有機化學實驗教學中的應用

隨著時代的發展，網絡技術突飛猛進，各種先進的網絡技術已經進入教學當中，微課作為一種新型的教學模式，在教育領域取得了不錯的成績。教師把微課引入有機化學實驗教學具有很大優勢。首先，打破了時空的限制，教師和學生可以通過微課平臺開展教學活動，不再受到課堂教學時間的限制。其次，教學更加生動，可以通過微課視頻講授各種實驗注意事項，更具吸引力。最后，教師可以通過微課展示各種實驗儀器、實驗流程，進行示范操作等，不僅可以提高課堂效率，還豐富了教學內容。在大學有機化學實驗教學中應用微課需要注意以下幾點。首先，建立以學生為主的教學體系。注重發揮學生的主導作用。其次，通過“微課”的形式展現實驗條件要求高，實驗操作技能要求高，實驗室內很難達到的有機化學實驗的操作過程、實驗現象以及危險情況的處理等[3]。再次，加強網絡教學平臺及相關設備建設，微課教學建立在網絡的基礎上，學校要加強建設微課教學所需的軟硬件設施。最后，及時更新微課教學內容，注意理論知識與實踐教學相結合。

（二）　多媒體技術在大學有機化學實驗教學中的應用

多媒體技術已經廣泛應用于高等教育當中，在理論課程中多媒體技術的應用最為成熟。隨著教育的發展，實驗課教學中開始越來越多地應用多媒體技術，其優勢主要表現在以下方面。首先，多媒體技術教學手段豐富，音頻、視頻、文字、圖像等各種教學手段有效提高了學生的學習興趣。其次，教學內容豐富多彩，刺激了學生的多種感官，有利于實驗教學效果的提高。最后，適合大規模班級教學，符合信息化時代發展趨勢，促進了學生綜合素質提高。有機化學實驗教學中多媒體技術的應用措施主要包括以下幾點。首先，教師應該重視有機化學實驗教學所需要的各種教學資料建設，教師在課前準備教學課件，學校組織教師以團隊的形式制作教學視頻文件等。其次，學校要重視相應軟硬件系統建設。利用網絡和多媒體技術搭建智能錄播系統，將傳統的演播室延伸到了普通實驗室，用于常規實驗教學[4]，為多媒體技術的應用奠定基礎。最后，教師要開展多樣化教學，重視教學考核。應用多媒體技術之后，教師要改變傳統單一的教學方式，還應該掌握學生的學習情況，及時調整教學內容。

（三）　計算機軟件模擬在大學有機化學實驗教學中的應用

隨著信息技術的發展，軟件技術不斷進步，各種專業軟件為各行各業的發展提供了極大便利。使用計算機軟件模擬有機化學實驗已經成為可能，并且具有極大優勢。首先，極大調動了學生的學習興趣，內容豐富。使用軟件模擬更加方便靈活，打破了校園現有化學儀器的限制，可以開展更多樣的實驗教學。同時教學生動有趣，學生學習熱情高漲。其次，降低了實驗成本，減少污染。使用計算機軟件進行模擬實驗不需要耗費各種實驗試劑，降低了實驗成本，不需要對實驗廢棄物進行處理，有效避免了環境污染。最后，可以使用軟件模擬各種具有高風險的復雜實驗，有效避免了在真實實驗中存在的各種安全隱患，例如有毒有害化學試劑泄露、爆炸等。計算機軟件模擬在有機化學實驗中的應用要注意以下幾個問題。首先，學校應該重視信息化教學設施的建設，為軟件模擬在有機化學實驗教學中的應用奠定良好的硬件基礎。其次，學校要引進多種適合開展有機化學實驗教學的專業軟件，并利用軟件開發建設有機化學實驗教學所需的各種教學資源。再次，教師要創新教學方式，提高實驗教學效果。

（四）　CDIO模式在大學有機化學實驗教學中的應用

CDIO模式是美國麻省理工學院與一些高校合作，經過多年探索開創的一種新型工程教育模式。“C”是構思（Conceive）、“D”是設計（Design）、“I”是實施（Implement）、“O”是運行（Operate），這種教育模式更加強調學生實踐能力、創新能力及合作能力的培養，CDIO模式得到了很多世界知名高校的青睞。國內一些高校也在教學中引入了CDIO模式。有機化學實驗是一門實踐性很高的課程，對學生的實踐能力有較高要求，CDIO模式的應用意義重大。首先，CDIO模式的應用有利于促進教師轉變傳統教學觀念，重視學生實踐能力的培養。其次，CDIO模式強調學生獲取知識、應用知識的能力，在有機化學實驗教學中應用后有利于改革教學內容，實現理論知識與實踐教學的統一，提高學生的實踐能力。最后，CDIO模式有利于培養學生的綜合素質。大學有機化學實驗教學應用CDIO模式需要注意以下幾點。首先，提高有機化學實驗教師的綜合素質。學校應該組織教師深入企業一線，了解行業發展現狀；學校還應該組織開展各種培訓活動，轉變教師教學觀念，提高教學水平。其次，改革有機化學實驗教學內容。整合基礎實驗操作，把有聯系的實驗進行組合，開展系列實驗教學，既培養學生的操作能力，又能夠提高學生對知識的系統化認識，還可以節約成本。另一方面，要重視綜合性實驗教學，讓學生在教師的引導下，通過自主查詢資料，完成實驗設計、實驗準備、實驗操作等各實驗環節，實現學生理論知識、實踐能力和創新素質的提高。

五大學有機化學實驗教學改革的措施

（一）　轉變學生的思想觀念

學生對有機化學實驗教學重要性認識不足是影響教學效果的重要因素之一。因此，學校必須要轉變學生的思想觀念。首先，學校應該加強有機化學實驗重要性的宣傳教育，讓學生從入學就認識到有機化學實驗教學具有十分重要的價值，重視實驗課程。其次，有機化學實驗教學要具有針對性。根據不同的專業，重新對實驗內容進行優化整合，選擇和學生所學專業密切相關的實驗內容，讓學生意識到有機化學實驗對專業課學習的重要性，進而激發實驗的積極性[5]。

（二）　創新有機化學實驗教學方式

傳統的教學方式弊端突出，教師必須要創新教學方式。首先，教師應該充分利用先進的網絡技術，開展有機化學實驗線上教學方式，教師可以利用網絡平臺開展慕課教學、微課教學等。其次，教師應該注重線上線下教學的結合，把線上教學的內容與線下實驗操作有機結合起來。最后，在課堂中要重視各種信息技術的應用，使用軟件模擬有機化學實驗教學等，利用信息化教學手段開展互動式課堂教學，提高學生的參與度，加深學生對所學知識的理解。

（三）　創新有機化學實驗教學內容

隨著時代發展，社會對有機化學實驗的要求也發生了變化，學校教學內容必須要滿足社會發展需要。實驗教學的設計要與發展同步，將學科發展的新動態引入進來，讓學生在第一時間接觸到新技術[6]。首先，學校應該增加有機化學設計類、研究類實驗的比重，豐富實驗教學內容，提高學生學習的興趣。其次，實驗內容必須要與理論知識相結合，對原有的有機化學實驗進行整合，轉變教學模式，以學生為主體，提高學生的動手操作能力。最后，學校和教師必須要關注行業發展的趨勢，把新興理論及實驗知識引入有機化學實驗教學當中。

（四）　加強安全教育

學校和教師要提高對安全問題的重視，加大安全教育力度。首先，從學生入學開始，學校就應該對學生開展安全教育，內容要包括學校生活的方方面面，培養學生的安全意識。在開展有機化學實驗教學之前，學校要組織開展專門的安全教育，針對有機化學實驗安全問題進行培訓，提高學生的安全意識。其次，教師在進行實驗教學時要強調注意事項，對學生的操作進行監督，避免發生問題。最后，實驗室安全管理人員要定期進行檢查，糾正學生的不當行為。

（五）　完善大學有機化學實驗考核體系

傳統的有機化學實驗考核體系不完善，無法體現學生對知識的掌握水平。有機化學實驗教學考核要從各環節對學生的成績進行考核。首先，課前預習。在進行實驗教學前，學生要對所學內容進行預期，教師在課前對學生的預習情況進行考核，鍛煉學生的自學能力。其次，課堂表現。這部分的考核既包括理論課程學生的課堂表現，如學生課堂學習的狀態，回答問題的積極性等，也包括實驗教學中學生的課堂表現，如實驗操作、團隊合作、實驗報告等內容。這部分考核的主要目的是提高學生課堂學習的積極性和學習效果。最后，學生日常作業完成情況及期末考核。教師應該記錄學生日常作業的完成情況，并結合期末考核成績對學生的學習效果進行評價，全面考核學生的學習效果。有機化學實驗是高等教育的重要組成部分，在很多領域都有重要的應用價值，改革傳統大學有機化學實驗教學意義重大。本文對有機化學實驗的重要性及要求進行了介紹，分析了現行有機化學實驗教學中的不足，介紹了現行的幾種教學改革模式，最后對有機化學實驗教學改革的具體措施進行了探討，有利于有機化學實驗教學質量提高和高等教育改革發展。

作者:莫云燕 焦琳娟 劉宏文 賴胤龍 曾憲標 王仲南 單位:韶關學院

有機化學實驗教學改革篇2

1前言

近年來，隨著我國產業轉型升級步伐的加快，社會對科技人才的需求變得越來越具體化和專業化，所以如何培養理論與技能兼備的人才成為高校教學的一個重要課題。化學作為一門兼具理論和實驗性質的學科，如何在有限的時間內完成高質量的實驗教學，培養具有較強動手能力和創新能力的人才亟待解決。有機化學實驗教學和理論教學相輔相成，缺一不可，通過有機化學理論課程的學習，初步掌握了有機化學的基礎理論知識。然而，理論教學是抽象的，很多實驗現象和機理需要實驗教學予以呈現，而且實驗教學可以加深對理論知識的理解，同時，實驗教學可以提高學生動手操作的能力，激發學生的創新能力，因為化學本質上是一門具有實驗性質的學科。當前很多高校均開設了有機化學實驗課程，然而，很多課程內容陳舊，未及時更新實驗內容，學生感覺沒有新鮮感，也難以激發學生的創新能力。針對這一現象，很多高校都在積極推進有機化學實驗教學的改革，希望這些改革舉措既能提高學生的實驗動手能力和創新能力，又能加深對所學理論知識的掌握。結合我院的一些實際情況，本文從實驗室安全、綠色化學與節省實驗藥品、教學方法、培養學生的實驗動手能力、培養學生的創新能力及完善考核體系等方面進行了探索與實踐，以使學生能夠更好地掌握有機化學實驗的基本原理，加深對有機化學理論知識的理解，提高學生的動手操作能力、創新能力。

2實驗室安全

在實驗室安全方面，要了解所用藥品的危害性及安全操作方法，小心使用有關實驗儀器和設備，若有問題立即停止使用，了解實驗事故的一般處理方法。當前實驗室難免會存在一些安全隱患方面的問題，首先是實驗室的環境污染問題，在實驗過程當中會產生一些廢水、廢渣及一些殘留物，這些物質如果沒有收集完全，就會對環境產生嚴重的污染，而且可能會對實驗室通水管道造成腐蝕。另外，實驗過程當中用到的一些化學試劑可能會有不同程度的毒性，比如濃硫酸、濃鹽酸等，如果這些藥品不小心接觸到我們的皮膚就會產生灼傷，對有刺激性或產生有毒氣體的實驗，應該安排在通風櫥中進行，或采用氣體收集裝置。實驗中如果發現有頭暈、惡心、頭疼等中毒癥狀，應立即到空氣新鮮的地方休息，嚴重的立即送往醫院。最后是關于實驗室火災的問題，實驗室引起火災的因素有很多，包括易燃物質、通電溫度過高，而且里面的試劑、藥品也有燃燒的風險，實驗操作要應嚴格規范，對易燃、易爆、揮發性化學品應遠離火源，不能隨意丟棄，實驗結束后要專門回收。當發生火災時，應首先切斷電源、煤氣、清除易燃易爆物品，然后采取其他適當的滅火方法。同時火災問題是實驗室最大的安全隱患。學校要非常重視這一安全性問題，貫徹以人為本的理念。所以我們針對實驗安全問題要有一些必要的措施，例如可以讓學生實際操作練習滅火器的使用方法，熟悉急救箱的放置地點和如何使用急救箱，另外實驗儀器的清洗一定要到位，以防影響下一組同學的實驗，增加實驗的危險性，學校可以引入化學實驗安全考核APP，要求學生只有通過在線安全考核后，才能正式進入實驗室進行實驗。將實驗中的一些易燃試劑、有毒藥品、腐蝕藥品作為考試的考核內容并在實驗課開始前進行實驗室安全教育。對于一些污染環境、對身體健康有害的實驗，可以進行刪減或者替換成其它類似的實驗。實驗室安全只有通過實驗室的安全保障，才能保證師生員工的安全與健康，才能滿足師生員工安全教育的需要，滿足高等教育健康、可持續發展的需要，更好地為社會服務。

3綠色化學與節省實驗藥品

傳統的有機化學實驗化學藥品用量大，因此教學經費投入也多，甚至還有可能污染環境。因此，有必要對學生進行一些小劑量、半微量的實驗，這些實驗對學生的準確度有更高的要求，這樣既可以鍛煉學生的實驗操作技能，而且這些實驗可以節省大量的實驗藥品，從而減少經費的投入[6]。一般的有機化學實驗結束以后都是直接把實驗產物倒掉，一些產物也只是做簡單的處理，這樣不僅會污染環境，而且也會對實驗藥品造成浪費，需要注意的是，我們需要對這些產物進行一定的加工處理或者回收再利用[7]。貫徹綠色發展的理念，例如，所有的實驗廢物都應按照按固體、液體、有害、無害等類別收集到不同的容器中，對某些難處理的有害廢物可以送到環境部門專門處理；少量的酸或堿必須在倒入下水道之前經過中和處理，并用水稀釋。如果在實驗過程當中過于重視利用實驗來鞏固課堂理論知識，就不能很好的提高學生的實驗操作技能，更不能提高學生的創新能力，而且容易對實驗藥品造成浪費。如果前一次的實驗產品作為后一次實驗的原料，這樣不僅可以提高學生的操作技能，而且也節省了實驗的藥品，所以要對實驗的內容進行模塊化的整理，例如，以乙醇為原料，學生進行“蒸餾及沸點測定”的實驗中，得到的乙醇的產品可以用于奈的重結晶實驗，濾出的母液可以在下一個蒸餾實驗中分離出來，回收的乙醇產品又可以用于茶葉中提取咖啡堿，獲得的高純度的咖啡堿可以用于后面的儀器分析實驗；在“咖啡”中關于咖啡因的高效液相色譜分析，可以作為標準品使用。這樣一系列的反應不僅能減少廢棄物的排放，還為化學實驗節約了成本。

4教學方法

在教學方法方面也有一些不足，比如學生對化學實驗的興趣比較低，而且不夠重視，學生普遍認為只要去實驗室做實驗，并且按時上交實驗報告，老師就會給及格的分數，所以學生對有機化學實驗課是應付的態度，更不會積極主動，而且如果當實驗過程中出現一些突發情況時，學生如果不會及時處理，就可能會導致一些實驗事故的發生。所以有必要對實驗教學方法進行一些改進[9]。實驗教學可以采取線上線下相結合的方式進行，為了改變學生在預習報告中只抄原文、不動腦筋的習慣，應該對學生的預習報告提出具體的要求。例如：在制備環己烯的實驗中要求學生提前了解環己烯、環己醇等物質的一些物理性質、化學性質，并且要能夠解釋此反應為什么要控制在90度；在偶氮苯的光異構化、波層色譜及柱色譜分離實驗中，讓學生思考柱子中若有氣泡或填裝不均勻，將給分離造成什么樣的結果？如何避免；在乙酰二茂鐵的合成和柱色譜分離及結構表征實驗中，提問乙酰二茂鐵的純化為什么要用柱色譜法？可以用結晶法嗎？他們各有什么優缺點。教師可以適當給出一些實驗的改進建議，然后讓學生自己下去查閱相關文獻，更好的了解實驗的內容原理，開始實驗時，教師可以和學生一塊討論，找到最佳的實驗方案，通過這樣的方式，既能調動了學生的參與性，又能培養學生的思考能力，提高學生的實驗興趣；這樣學生在預習實驗的時候就不會只簡單的照抄實驗步驟，他們會去查閱與實驗相關的文獻，積極思考被要求知道的問題，從而對實驗有一個更加全面的了解，在實驗講解的過程當中，教師隨機抽查學生進行相關問題的提問，老師再針對其回答進行補充，這樣的教學方式還能鍛煉師范類學生專業的教學技能。計算機軟件仿真系統隨著科學技術的發展逐步出現。計算機軟件模擬系統對于實驗教學具有很大的優勢，其內容豐富，能夠極大地激發學生的學習興趣。如果一些實驗在有機化學實驗教學中十分重要，但是由于這些實驗有污染性，而且危害性大，不適合進行實際的實驗操作。這時學生可以利用計算機軟件模擬系統在電腦上進行相關實驗的仿真操作，這樣也同樣能夠完成實驗教學的目的。計算機軟件模擬系統不僅滿足了學生知識技能方面的需求，而且極大地降低了實驗成本，避免了實驗中存在的一些隱患和安全問題，同時也減少了環境的污染。

5培養學生的實驗動手能力

大學有機化學實驗課程重在培養學生的動手操作能力和科學思維意識，動手操作能力是學生做實驗最基本的需要掌握的能力，只有動手操作能力提高了，才能提高學生的創新能力、培養學生良好的科學思維習慣，但是在傳統的教學模式中，課堂演示實驗一般只能以教師為主體，學生在實驗中僅僅只能旁觀，沒有直接參與，沒有真正的體會規范的操作過程，這樣難免會導致學生不能掌握最基本的實驗操作[10]，而且大學生也只是簡單地根據預習實驗報告的實驗步驟進行實驗，針對這種問題，教師可以嘗試變演示實驗為探索性實驗，假設多種實驗方法，讓學生演示一些不同的操作，教師在旁邊進行指導，然后一塊比較討論哪種實驗方法最合適可行，從而在實驗中讓學生有機會去動腦、動手，發揮學生的課堂主體作用，有的學生不能熟練地使用基本儀器、藥品，例如對膠頭滴管的使用，學生嘗嘗忽略正確的使用方法，使用膠頭滴管時不懸空、也不豎直；而且操作不熟練、或者用完后直接把滴管平放在桌面上。學生沒有認識到操作的規范性、科學性、嚴謹性。針對學生這方面的問題首先教師要對一些實驗操作提前進行規范的演示，而且要反復強調一些實驗細節，將學生進行分組，小組合作進行實驗，小組成員之間也可以相互學習，這樣同學之間的相互學習能有效地提高學生的實驗動手能力。

6培養學生的創新能力

傳統的基礎有機化學實驗教學內容包括：實驗室安全教育，認領、識別各種實驗儀器，蒸餾及沸點的測定，熔點、折光率及旋光度的測定，從茶葉中提取咖啡堿，肉桂酸的制備，正丁醚的制備，己內酰胺的制備，扁桃酸的制備，乙酰二茂鐵的合成和柱色譜分離及結構表征等等，這些實驗當中性質實驗、合成實驗較多，而設計性實驗、綜合性實驗相對較少，導致學生進行實驗時基本不用動腦子，這樣就抑制了學生的創新能力。另外實驗室儀器設備也沒有及時更新，例如在滴定分析過程中還使用酸堿滴定管，但是在一些企業已經開始使用滴定儀，滴定儀很好地提高了效率和準確度。而且現在實驗課主要是教師先講解實驗內容，學生只是簡單地根據實驗步驟進行實驗，沒有很好地提高學生的創新能力。“授人以魚，不如授人以漁”，最主要的還是要教會學生方法去學習，激發學生的積極性、創新性[11]。教師應該對有機化學實驗的內容和結構進行優化和重組，在實驗項目中加大綜合實驗的比重，而且實驗教學內容要和科學技術的發展水平保持同步，可以設計前一個實驗的產物為后一個實驗的原料。例如乙酰苯胺→對氨基苯磺酸→甲基橙，同時注重培養學生的多向思維，而且在教師講解過程中，要恰當提出一些疑難問題，加大課堂討論，例如在熔點、折光率及旋光度的測定實驗中，可以提問學生本實驗的實驗原理是什么？什么叫折光率？物質的折光率與哪些因素有關？對于一些問題，要有針對性的解釋，適當地增加一些與時俱進的新知識，新方法；學校也要恰當開設一些設計性實驗，要求教師提前給出供學生選擇的課題，這些課題要能適合學生，能被學生去理解，并且能很好地培養學生的實驗能力和思維意識，由學生自主選擇想設計的實驗，在確定做哪個課題之后，學生查閱文獻去完善課題內容，自己設計實驗內容，實驗的整個過程。實驗前教師根據學生的設計進行檢查和指導，并提出實驗中存在的一些問題，幫助學生解決這些問題，最后由學生自主完成實驗，在實驗中如果遇到問題再和老師進行討論與溝通，而且在高年級可以適當安排開放式的實驗，以教師為主導，學生為主體，涉及一些前沿的研究型實驗，滿足不同層次學生對知識的追求。在平時具體的實驗過程中，在實驗開始之前教師應該針對實驗目的設計幾道問題，讓學生在預習的時候搜集資料解決，而且可以讓學生在實驗開始之前查閱合成產物的更合適的路徑，做實驗時如果條件具備可以不按照規定好的方法步驟去做實驗，這樣培養了學生的創新思維和科研精神；一些學校的有機實驗教學應用的儀器設備通常陳舊、不先進，而且一些實驗方法也已經過時淘汰，與實際科研過程有很大的差別，針對那些過時的方法和操作，可以通過多媒體視頻或教師演示來讓學生了解實驗原理和操作，從而把更多的時間用來學習先進的儀器設備和方法。

7完善考核體系

有機化學實驗教學最終都會對學生的實驗課程進行考核，是對學生做實驗整體水平的檢測，大部分學生以為只要去做實驗并且按時完成實驗報告最后老師都會給及格的成績。但是這樣并不能培養出高水平，有創新能力的大學生，因此，必須完善有機化學實驗教學的評價體系，使其更好的發揮作用，為大學生提供更好的教育反饋。考核分數要能真實的反映出學生的實驗操作技能。首先，有機化學實驗考核可以分為兩部分，期末成績考核和平時成績考核[12]，兩者占比不同，平時成績考核占比60%，而期末成績考核只占比40%，這樣才能更準確地反映出學生平時做有機化學實驗的操作水平，平時成績又包括學生準時簽到、簽退、實驗操作、產物的產率、預習實驗報告、實驗報告等等。其中簽到、簽退不能代替，教師在操作過程中隨時隨地檢查學生的實驗操作情況，指導學生正確規范的操作，實驗結束后，學生拿著自己的實驗產品去找老師登記，教師根據產物給學生進行一個打分，還要看學生的預習實驗報告、實驗報告的情況，實驗報告中要寫上對實驗的總結，思考與討論部分。期末考試成績中筆試占40%，實驗操作技能占60%。通過細化有機化學實驗中各個環節占總成績的比例，可以讓老師來充分認識到學生對有機化學實驗的整體掌握情況，以便于改進化學實驗教學，達到更好的教學效果。通過這樣的考核方式可以提高學生對有機化學實驗的積極性和主動性。并且可以提高實驗操作技能。

8結論

有機化學實驗是一門能培養學生動手能力、創新能力、分析問題解決問題能力的基礎課程。有機化學實驗課教師應該根據社會的發展需求從實際情況出發提高教學質量。隨著新的實驗技術的不斷出現，有機化學實驗課程正在向用量少、效率高、綠色環保的方向發展。我主要針對近年來有機化學實驗內容的變化和學生在實驗過程中遇到的一些問題，從教學內容、教學方法、綠色化學、實驗室安全等方面進行了改革，期望能達到提高教學質量、提高學生的綜合素質和創新能力的效果。促進學生的全面發展。

作者:李政 邢月月 王樹軍 肖立偉 單位:廊坊師范學院 化學與材料科學學院

有機化學實驗教學改革篇3

1.引言

“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出，要深化新時代教育評價改革，建立健全教育評價制度和機制，發展素質教育，注重學生愛國情懷、創新精神和健康人格培養。有機化學實驗是有機化學課程的重要組成部分，課程不僅非常注重培養學生的動手能力，要求學生將課堂的理論知識與實驗操作結合起來，做到知行合一。而且重視學生的素質教育，從不同方面不斷培養學生真正熱愛化學、尊重化學、發展化學的家國情懷。隨著科技強國戰略的提出[2]，有機化學實驗課程對學生的學習要求除了實事求是的實驗記錄，嚴謹的實驗分析外，對學生安全教育和解決復雜問題的綜合能力及高級思維的要求越來越嚴格，以適應有機實驗教學的“高階性”，從而培養適應科技快速發展的高素質綜合性人才。如何將意識、知識、能力和素質四者進行有機融合，是當前實驗教學改革的中心問題。

2.有機化學實驗中存在的問題

目前有機化學實驗教學或者其他學科的實驗課程，普遍存在著眾多比較明顯的問題。比如沒有足夠的實驗安全意識[3]。夏季有些同學在進入實驗室的時候，穿著短褲、裙子、涼鞋等，認為舒服、方便，殊不知這是嚴重違法實驗室規章制度。盡管在學生被允許進入實驗室進行實驗之前，教師們對學生進行了實驗室安全教育，可是仍有部分學生對此不放在心上，不夠重視。認為自己做的是基礎實驗，是經過老師甄選后非常安全的實驗，從根本上認為即使不安全也不會有嚴重后果，非常不重視。當危險發生時，他們難免緊張、害怕，慌亂中會用不正確的方式處理問題，造成更大的事故，更嚴重的后果。多少關于高校實驗室不規范操作、不正確操作、不重視的安全隱患最終釀成生命和財產的重大損失，血的教訓當時起到了警示作用，然而過后，又出現思想大意麻痹，這是對實驗安全教育不夠重視的表現。再如實驗主動性和積極性比較差。雖然學生在實驗前進行了預習，抄寫了實驗目的、實驗原理、實驗步驟和實驗注意事項，但是僅停留在抄寫完這幾部分工作，沒有進行深刻的思考，對實驗具體原理和內容并不走心。往往教師講授完實驗內容、原理、實驗過程以及注意事項和處理方式后，要求學生開始實驗操作，但發現部分學生在手機上查詢實驗資料，遲遲不開展實驗，在實驗時發呆或聊天。雖然實驗教學已經采取單人單組實驗，但是還有部分學生，沒有主動動手操作，而是在旁邊觀看別的同學操作，然后模仿。這就造成，如果第一個動手操作的學生稱量錯藥品，或者量取了錯誤的溶劑，或者將其中的某一步驟弄混，后面的學生因為跟風，基本都出現了同樣的錯誤，導致最終實驗失敗。學生因此甚至開始懷疑實驗的正確性，藥品的純度，找各種理由。其實造成這種結果的根本原因是自己沒有吃準、吃透實驗的本質，這是學生對實驗課不夠重視的表現。同樣，有些教師，在進行實驗預做時，對實驗過程中的細微現象沒有進行細致分析，對細微操作沒有進行完全考量，作為對化學操作早已如行云流水般熟悉的教師，這些操作顯得格外簡單。但是，對于實際操作次數有限、技能并不嫻熟的學生來說，各種簡單的操作可能因為不同的原因發生錯誤或者不合理的操作，因此學生在實驗過程中往往會出現“意外”。對此，教師沒有提前預估或者準備，不能或沒有辦法解答、處理，從而影響學生對科學知識的篤信。這是教師對實驗課不夠重視的表現。此外，有些經典的有機化學實驗教學內容不適合綠色化學理念[5]。實驗過程中有難聞的氣味散出，比如環己酮制備實驗中熏人的氣味，正溴丁烷制備中有害氣體溴化氫的排放，聚乙烯醇縮甲醛制備實驗中揮發甲醛對眼睛的刺激等等，這些實驗在具體操作時，都會污染空氣或對人體產生危害。這是對實驗內容設置不優化的表現。基于此，我們從加強安全意識、優化教學內容、提高教學手段、改進實驗方法等方面對有機化學實驗教學進行改革，并取得了顯著的成效。

3.有機化學實驗教學改革措施

(1)實驗安全體系化

2020年2月26日，國務院辦公廳印發了《關于全面加強危險化學品安全生產工作的意見》。2021年12月10日，教育部辦公廳關于開展加強高校實驗室安全專項行動的通知，對實驗室的安全管理提出了更高的要求，更嚴的標準，更實的舉措，更細的檢查。立德樹人是教育的根本任務，安全教育培訓是立德樹人的基本。實驗室安全教育與準入培訓必須融入實驗實訓教學的各個環節，涵蓋每一個學生、每一個教學實驗過程，讓實驗室安全要素“入腦入心”，是落實“三全育人”、立德樹人的基本要求。實驗室事故發生的主要原因有三方面，其中實驗室硬件設施不符合要求占1%，實驗室防護設備不符合要求占9%，實驗室操作不規范占90%。因此，進行安全的規范操作尤為重要[6]。有機實驗室中難免會有包括危險化學品、生物、易制毒制爆材料等。學生開展實驗時人員相對集中，安全風險具有累加效應，開展學生實驗環節準入精準培訓極為重要。對此，我們將安全教育列入教學計劃和實驗大綱中，使實驗室安全教育和培訓制度完整化、體系化。對于實驗室準入不能僅僅停留在參加考試和簽署承諾書上，特別是對具有學科特色的化學、生物安全要進行針對性、專業性的安全培訓，將實驗室安全基本知識學習環節納入每位學生必修的學校通識教育體系，學生學習考核通過后方可獲得選課資格，考核不通過，不具備選課資格。另外培訓方式不僅局限于技術安全講座和進行防火逃生的消防演練，還通過課程與講座、專門網站、手冊、宣傳、互聯網、各種媒體、化學類（生物類）應急演練、研討等方式加強學生安全意識。實驗開始前教師要講解當前實驗項目中存在安全風險點、預防措施以及緊急情況下的處置措施；讓學生知曉當前實驗的安全因素，實驗室安全設施配置及使用方法；加強學生對當前實驗安全因素掌握情況的考核，學生掌握當前實驗的安全風險點、預防措施以及緊急情況下的處置措施后方可開展實驗。實驗過程中，教師還要不斷巡查，加強對學生實驗安全技能、習慣的監督與指導。實驗室安全準入培訓要讓學生做到底數清、責任明，正確應對實驗過程中的各種安全因素，教育學生切實掌握防范化解遏制實驗室安全風險的主動權，切實提高實驗室安全育人的能力和水平。

(2)實驗內容綠色化

傳統有機化學實驗內容中包含環己烯、環己酮、正丁醚等有機化合物的制備、分離及鑒定。這些實驗所使用的試劑一般都有不同程度的毒性，而且氣味難聞。實驗中學生往往認為有機化學實驗會傷害身體，影響了學生對有機化學實驗的認識和興趣。針對這一情況，我們積極修訂實驗大綱，在實驗講義編寫過程中，倡導綠色化學的理念，在不減少實驗操作內容的情況下盡量選取毒性小、實驗方法先進的實驗。如水蒸氣蒸餾采用橙皮檸檬烯提取來代替傳統的肉桂酸的制備，所用的純天然材料橙皮成本低廉無污染。合成過程中由過去的苦杏仁氣味變成了檸檬的清香味，實驗室環境得到了很好的改善。對于驗證性的性質實驗，學生已學習了相關理論知識，因此在實驗內容中刪除了性質實驗，增加綜合性設計性實驗，且實驗內容盡可能貼近現實，以提高學生的興趣。比如增加彩色固體酒精的制備和聚乙烯醇縮甲醛的制備，使學生親身體會到利用所學的有機化學知識，自己可以親手合成出干鍋用的固體酒精和辦公用品膠水，這些我們日常生活中的物品。大大增強學生對有機化學實驗的興趣，使學生從原來的被要求做實驗到積極的想去完成實驗的轉變。

(3)實驗過程微量化

傳統的有機化學實驗教學在試劑用量、實驗時間及污染排放上不僅費物、費時，而且污染大，產生的各類廢液也比較多。廢液長期存儲和大批量轉移存在較大的安全隱患。據此，我們在教學過程中，通過采取微量、半微量實驗的方式，不僅減少了試劑用量，縮減了反應時間，實驗內容、反應原理及方法、實驗步驟和數據記錄及分析，在沒有減少任何一個環節的情況下，完成了系統的實驗教學，而且減少了“三廢”排放量，改善了師生的實驗環境并減少了事故的發生，增強了學生綠色化學環保意識。同時實驗采用微量化后，要使用小型化、微型化的儀器進行取樣、混合、加熱、過濾等一系列的實驗操作，對學生實驗操作技能要求更加嚴格，在提高學生實驗操作能力，培養高素質、創新型人才方面起到了積極的作用。另外，進行微型化實驗，有利于學生在后期進行研究生科研深造方面的理念和技能培養，畢竟科研階段的實驗都是不斷進行微型化實驗探索來完成。

(4)實驗安排串聯化

有機化學實驗中大量使用的是有機溶劑，如甲醇，乙醇和95%乙醇等。使用的有機溶劑比較單一，因此我們設計可以將相關科目實驗進行串聯化以促進試劑的高效利用和回收，從而減小環境污染，將綠色環保的化學思政理念于無形中傳遞給學生。如有機化學經典實驗“咖啡因的提取與升華操作”，實驗中提取茶葉中的咖啡因會使用大量的乙醇作為萃取劑，當咖啡因萃取完成后，要通過蒸餾方式，將乙醇除去，從而方便后續咖啡因的升華操作。因此，蒸餾后將得到大量的乙醇。這些乙醇，雖不能作為分析實驗中的有機試劑進行使用，但是可以作為原料，用于彩色固體酒精的制備實驗中。如此一來，咖啡因中的乙醇廢液變成了固體酒精中的原材料，可謂變廢為寶，降低原材料，降低教學成本，更重要的是實現了節能減排、降低能耗，實現可持續發展和為實現2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標做出貢獻。除了有機化學實驗課程內實驗項目串聯外，我們也將不同實驗課程的實驗項目進行了串聯式銜接。比如“物理化學實驗”中的環已烷一乙醇雙液系的氣-液平衡相圖繪制實驗，使用的環己烷和乙醇的純度都非常高，但是一旦實驗結束，產生的環已烷一乙醇就是廢液。如果按照以往的處理情況，這種廢液后期要經過專門部門進行專門處理，費時、費工、費錢。當我們進行有機化學實驗教學改革以后，就將此廢液用于學生的有機化學基礎實驗操作的訓練，通過萃取、分餾、蒸餾等方式得到純的乙醇和環己烷，這些純化的乙醇和環己烷完全可以使用在后期的“薄層色譜分離有機化合物（偶氮苯、蘇丹紅等）”有機實驗中，作為展開劑使用，這種循環使用到串聯的實驗中的方式，同時也減少“三廢”的排放。

(5)實驗結構層次化

鑒于學生實驗過程中，學生的動手操作、思考問題和解決問題的能力不同，整個實驗完成情況也不同，我們特地將實驗結構化分為四個不同層次。分別是基礎實驗、技能實驗、綜合性實驗和設計性實驗[7]。針對動手能力強、具有分析問題和解決問題能力強的學生，可以選做具有更高要求的實驗項目。綜合性實驗和設計性實驗也有不同層次的難易分類，讓喜歡鉆研有機化學，且學有余力的學生更好發揮自己的特長，在實驗過程中不斷提升自己的綜合分析、解決問題的能力，也利于充分發揮學生的個性和創造性。同時同學們在分析討論過程中，也逐漸培養了良好的團隊合作意識和團隊合作精神，為后期的深造學習和工作奠定了基礎。

(6)實驗預習問題化和虛擬化

對于實驗預習，學生基本上照抄課本實驗原理和步驟，對實驗過程只知其然。對此我們要求學生帶著問題去預習。課堂上教師不再詳細講解實驗，而是隨機指定學生自己講解實驗方案，同學提問和老師就其中細節問題再給予補充的方法，逐步增強學生積極思考，做到知其然，更知其所以然，調動了學生學習積極性和主動性，有利于培養其獨立思考的科學素養。雖然學生學習了有機化學，對反應原理已經有所了解，但是學生對于實驗具體操作仍是陌生的，甚至對于一些玻璃儀器的認識和實驗平臺的搭建完全沒有概念。為了讓學生不再迷茫地進入實驗室，我們建設了虛擬實驗平臺。該平臺中包含了基本的實驗操作和具體實驗的操作。特別是對于一些異味、有毒、實驗材料昂貴、實驗時間比較長的實驗，虛擬實驗可以完全避開這些不足。學生通過虛擬實驗操作，既可以充分了解和熟悉實驗過程，又可以輕松的學習有機化學實驗操作，可謂一舉多得。

(7)多媒體教學動態化

多媒體畫面色彩逼真，通過文字、圖像、聲音等多種表現手法使學生能夠從多角度直觀、形象、生動地進行實驗觀察，變靜止教學為動態教學。多媒體演示動畫還可以讓學生通過真實的實驗錄像觀摩了解大型生產線上相關實驗的操作，比如化工車間內液體的蒸餾過程，紅外光譜儀的操作過程等，通過視頻操作的觀看，了解實驗室和工廠在儀器使用、實驗操作過程中的差別，極大地激發學生對有機化學實驗的學習熱情。

4.總結

通過上述的實驗內容、實驗過程、實驗結構、教學方法等幾方面的改革，學生已經習慣了全面預習和虛擬預做，做到時刻牢記實驗安全、進實驗室前對實驗內容和步驟熟記于心，學生渴望進實驗室做實驗，將實驗產品作為自己能力的展示，具有極強的自豪感。實驗教學改革有效的提高有機化學實驗課堂教學效果，最大程度上調動學生學習的興趣，培養學生安全意識和創新意識及能力，提高學生分析問題和解決問題的能力，為培養高素質、創新型、復合能力的應用型人才打下堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]中國“十四五”規劃和二〇三五年遠景目標綱要。

[2]李小涵,邱煒紅,石美,等.農林高校本科教學中的實驗安全意識全程培養模式探索[J].高等農業教育,2021,10(05):87-90.

[3]劉知新.基于金課的有機化學實驗教學改革探索與實踐[J].山東化工,2020,49(22):204-205.

[4]向瀏欣.有機化學實驗教學方法研究與實踐[J].開封教育學院學報,2014,34(06):123-124.

[5]何在菊,劉鵬,畢建杰,等.實驗室危險化學品事故發生原因及管理對策研究[J].實驗室科學,2021,24(01):222-224+227.

[6]李望,朱曉波.基于科研思維培養的有機化學實驗教學改革與實踐[J].機械化工,2020(12):169-170.

作者:周利君 龐海麗 張思銳 朱黎霞 單位:西安電子科技大學先進材料與納米科技學院