多专业背景下有机化学实验模块化、多层次、开放式教学模式探索

岳明波　李言信　杨道山

摘要：多专业共存的实验教学对基础实验教学方法、教学内容及教学管理都提出了新的挑战。有机化学实验进行模块化教学满足不同专业培养的要求。基础有机实验采取分类训练，以考代练强化基础操作技能；中级有机实验的综合化与开放有机实验的前沿化提高了学生的综合素质。鼓励学生采取自主性的学习方式，通过自由选择实验项目的方式达到“因生制宜”强化训练的目的。另外通过采取多元化的考核方式，注重平时成绩，从而改变以往实验教学“重考试轻过程”的状况。

关键词：有机化学实验改革；模块化；多层次；开放式教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0117-02

一、引言

在高校化学类专业教育中，实验教学是高等化学教育中重要的实践性教学环节，它对学生实践技能的培养和创新能力的提高有着不可替代的作用[1]。有机化学实验是化学试验中重要的基础课，是对有机化学理论知识的实践，是掌握实验基本操作技能和运用实验理论知识的重要组成部分。实验教学实施学分制[2]，学生按照自己专业和兴趣的情况自主选择实验内容和实验进程，这对实验课程体系、教学内容、教学方法和教学安排等都提出了新的要求。本文结合我校有机化学实验教学的具体情况，阐述了在选课方式、实验内容、教学方式和考核评价体系等方面进行的改革探索与实践。

二、实验教学内容改革

1.实验内容模块化。我校有机化学实验面向化学与化工学院与生命科学学院中的化学教育、化学工程与工艺、应用化学、材料化学、环境科学、制药工程六个本科专业的实验教学任务。对于不同的专业，其对有机化学实验的要求有所不同，为此我们将有机化学实验分为三个模块：（1）基础有机实验，包括基本操作和单元有机合成，定位每个专业的必修课，其学分为3分。（2）中级有机实验，包括复杂有机合成和多步串联合成，定位为应用化学、制药工程专业必修课和一些其他相关专业的专业选修课，其学分为1分。（3）开放有机实验，主要为有机合成设计，定位为选修课，其学分为1分。每个模块工作日全天开放，学生根据自身专业需求和兴趣，网上选课，确定上课时间和实验内容。

2.基础有机实验分类训练。有机化学实验基本操作是学生必须具备扎实的基本功。基本操作技能是后期综合试验的基础，它不仅训练实验操作能力和规范，更是让学生养成科学的观念和良好的习惯[3，4]。在传统“演绎型”教育系统中，实验教学是由教师讲解实验原理、演示实验操作、细化实验要点和注意事项，然后学生按照要求每项逐一进行。由于每个单元操作中有重复的内容，学生积极性不高。因此我们采用分类法教学，根据操作过程或操作目的分类，这样不但压缩了教学时数，还让学生在分类对比的过程中加深了对每种操作的用途。在进入实验室进行基础操作训练中，也将这几个实验操作同时进行，比如丙酮与水的混合物分别通过蒸馏和分馏方式进行分离，学生不但掌握了蒸馏和分馏两种操作的相同点和不同点，而且对两种操作的分离效果也有了明确的概念。

3.中级有机实验综合化。有机化学实验教学中有机合成实验往往局限于某一种反应，特别是学生只是对化合物合成步骤注意度较高，而对产品后处理不够重视，对产物的提纯认识度不高。而这一提纯步骤恰恰是有机合成化合物的重要步骤。为此我们开设了多步骤的有机合成实验，增加串联反应数量。串联反应对学生提出了更高的要求，不但对产品的产率要求高，纯度也要符合下一步实验的要求，才能保证后续的实验顺利进行，最终得到满意的产品。这样能使学生意识到每一步反应产物提纯的重要性。比如我们将安息香的辅酶合成、二苯基乙二酮的制备、二苯基苯乙酸的制备三个实验串联，每步反应的产物作为下一个实验的原料。在达到每个实验目标的同时，让学生理解产品提纯的重要性，从而让学生更加深刻地理解有机合成是一个综合的体系。

4.开放有机实验前沿化。为了培养学生的创新能力，就需要使学生学会如何分析问题和解决问题。我们教师结合自己的科研成果，将其二次转化融入到本科实验教学中来。这样在教师比较熟悉的领域，为学生提供相应的文献，安排相应的合成任务，教导学生能初步使用化学文献以及相关工具书，从而自己设计实验步骤。综合性、设计性实验训练为学生本科毕业论文工作打好基础，克服了以往做毕业论文时间短、参与的深度与广度不足等缺点。例如：我校一位教师的科研方向是“铜催化的有机叠氮化物的化学反应研究”，经过一年的努力，很快就將该科研成果转化为“铜催化2-苯基喹唑啉-4（3H）酮的合成”的开放实验教学项目，使学生了解到科学前沿金属催化有机合成并掌握了氮气保护下的无水无氧操作。如此将科研成果二次转化到本科实验教学中来，不仅创新了实验的教学方法，也丰富了实验授课内涵，扩展了前沿知识。

三、实验教学方法改革

在传统的教学方式中，学生过度依靠教师讲解，按照教师讲授的实验过程，没有自主性，不会主动地去自学、去准备，不会发现问题解决问题。一旦离开教师的指导，均不同程度地感觉到没了依靠，对实验无从下手。因此在教学方式上增加学生自主性学习势在必行[5]。

1.强化学生预习，提高自主学习能动性。在基础有机实验模块教学中，将现代化的网络实验视频融入教学中，让学生利用网络进行预习，达到不用教师讲解而能自主进行实验的效果。在进入实验室后，教师就实验操作必要的知识点进行问卷式提问，对于预习不达标的学生不允许进行实验。然后学生就各自开始实验，碰到问题可以与教师讨论、分析，进而解决问题。这种教学方式打破了传统教学中学生被动接受知识的弊端，使学生逐步形成自主式、合作式、讨论式相结合的学习方式。

2.增大选课自由度，因生制宜强化训练。充分利用学分制的优势，在中级有机实验中提供针对不同操作单元的实验，供学生自主选择。学生根据自身特点，选择薄弱环节强化训练。另外在中级有机实验中，鼓励学生独立思考采取薄板层析等手段跟踪反应进程，自己判断反应终点。这种策略让学生始终处于思考分析过程中，极大地提高了学生实验的自主性。对于较为复杂、难度大的合成实验，如果学生没有得到产物，更要鼓励学生分析失败原因，从合成路线源头查找。学生经过这样一个失败的实验，往往能得到更多的收获。endprint

四、考核方式多元化

對于基础有机化学实验，采用“实验预习—实验操作—实验报告—实验设计—实验考试”多元化的考核模式，客观、准确地评价学生的知识、能力和素质。由于我们的教学方式注重课前预习，所以在考核成绩中实验预习所占比例相对较高。平时操作考核中，不只是对实验结果进行考核，重点是考核实验过程中学生的实验步骤合理性、操作规范度等。例如，在基础操作训练中增加匿名样品提纯分离考核。我们为学生准备20个待纯化的匿名样品，让每位学生分别完成固、液两种样品的提纯分离。每个样品编号并标明样品的物理常数，比如熔沸点、溶解度以及可采用的纯化方法。每个学生抽签获得自己的样品后，查阅相关资料和注意事项，设计实验步骤，进入实验室后就自己开始实验。这样通过匿名样品的分析，让学生得到更加公平合理的考核。当学生完成了自查文献设计实验步骤并分析结果的过程，会觉得很有成就感，从而开始喜欢实验课，同时提高了学生独立做实验的能力，也为其独立开展研究工作打好了基础。

参考文献：

[1]曾秀琼，赵华绒，王国平，等.化学实验教学课程体系的新发展及其实践[J].实验技术与管理，2012，29（8）：4-7.

[2]王孝华，学分制下化学实验教学体系的构建[J].实验科学与技术，2011，9（3）：96-98.

[3]刘品华，汪帆，杨芬，等.有机化学设计性综合实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2011，9（2）：115-1117.

[4]张树永，张剑荣，陈六平.大学化学实验教学改革的基本问题和措施初探[J].大学化学，2009，24（4）：24-28.

[5]李秀玲，蔡吉清，曾秀琼，等.坚持以人为本搞好基础化学实验教学[J].大学化学，2011，26（4）：32-37.

Abstract：To meet the needs of the multi-professional system，organic chemistry experiment was divided into three modules to meet different professional needs. The classification training in the organic experiment was used to strengthen the basic operational skills. The intermediate organic experiments and open organic experiments have integrated to improve the overall quality of students. Students were encouraged to adopt autonomous learning methods to achieve the personalized training through the free choice of experimental projects.In addition，“Re-examination light process "situation was changed by taking a variety of assessment methods.

Key words：reform of organic chemistry experiment；modularization；multi-level；open teaching modeendprint