实验内容的改善及调整

作者：方昕 陈之荣 陈建中 单位：福州大学化学化工学院

我们对有机化学实验内容进行了调整，以综合能力培养为目标，改变跟着理论课程走的模式，提出了有机实验模块化教学。我们将实验内容分为以下三个教学模块：有机基本操作实验教学模块（６０学时），有机化合物的性质与鉴别教学模块（１２学时）和有机化合物的合成与制备教学模块（７２学时）。前两个模块是基本技能的训练和基础知识的应用，为第三模块打下基础，整个实验教学是一阶梯式的模块训练过程。实验内容的优化主要是加强基本操作的训练。如在有机基本操作实验教学模块中，针对多年来学生对重结晶实验操作掌握不够理想的情况，在重结晶的实验操作内容上进行增加调整，除了保留原有的实验内容（７０％乙醇重结晶萘和水重结晶苯甲酸），增加了两个实验内容：采用两种不同的方法重结晶苯甲酸。一是先加入不溶溶剂，再加入可溶溶剂；另一是先加入可溶溶剂，再加入不溶溶剂。在重结晶实验内容上遵循循序渐进的过程：首先将水和有机溶剂重结晶化合物的溶解装置不同、溶剂量和具体操作步骤明确告诉学生，先让学生对重结晶操作、溶剂的选择和应用有了一个基本的认识；然后，给出物理常数，学生运用物理常数来分析、计算确定重结晶所需的溶剂量，再根据所查阅的文献和原来的实验基础选择溶剂，给出具体的实验用量和操作步骤。通过这些训练，即多次重复练习了重结晶的操作技术，学生学会了应用化合物的物理常数（如在不同溶剂中的溶解度）来掌握实验中溶剂的用量，知晓溶剂量是重结晶收率高低的一个关键。学生应意识到实验预习时所查的物理常数不是摆设，它是指导实验的一个关键。实验使学生明白了有机化合物的重结晶溶剂的选择可以是多样化的，懂得如何选择合适的溶剂纯化化合物。实验基本操作内容上的调整，为之后的有机合成实验模块、综合实验以及本科论文阶段打下了一定的基础。调整增加了一些实验内容，学生实际的能力训练得到了加强，教学效果明显提高。

实验教学方法的改革

在传统的实验课上，任课教师会仔细地将实验讲解一遍，对原理和所采用的装置及药品的用量都做详细的说明。学生听完之后，“照方抓药”，整个实验过程中只是被动地验证，机械地重复，印象不深，没有达到能力培养目的。因此，我们在不同的阶段（或不同的教学模块），根据学生的能力采用不同的教学方法。如有机实验的基本操作模块，重点加强基本规范操作的教学，并要求学生了解这些操作在实验中的应用。因此，我们在教学组织上，在学生预习的基础上，增加了一个学生上台示范的环节。先请学生上来实验操作一下，然后其他同学来评定其操作的规范性，再由老师总结点评，强调注意点。这既检查了学生的预习情况，其预习效果也有很大提高，他们接下来的实验操作更加规范，也不容易忘记。这一教学过程是一个师生互动的过程，起到了师生手把手交流学习的作用。

而在有机化合物的性质与鉴别以及有机实验的合成与制备实验模块，学生已学习过有关的理论基础知识，这时的重点是培养学生的分析问题解决问题的能力。因此教学组织上，不再是一味地由老师讲，而是增加了师生讨论的环节。老师根据不同的实验内容有针对性地提出问题让学生探讨，如酚的性质实验中，为何水杨酸（邻羟基苯甲酸）会和ＦｅＣｌ３起颜色反应，但对羟基苯甲酸和间羟基苯甲酸却不反应？同样含有羟基和羧基的苯环，两个基团所处的位置不同但却有不同的反应现象。学生可根据所学的理论知识提出解答，老师再总结，使得学生进一步巩固所学的理论知识，印象深刻，也培养了他们的分析能力。又如在乙酰苯胺的制备实验，提问为何在实验中要用到刺形分馏柱？为何要保持柱顶的温度在１００℃～１１０℃？这就需要学生对刺形分馏柱的使用条件有一定的了解，这就复习了基本操作的内容，而柱顶温度的维持又和反应物、产物的性质有关，学生要用到化合物的物理常数来解决问题，整个有机实验的知识由此系统化。同时，对产物的纯化用到了重结晶的操作，这又和第一模块的基本操作联系起来。通过现场提出问题解答问题，学生将知识有机地串联起来，对知识认识、把握的层次有了大幅度提高。有的学生在进行归纳总结后，有茅塞顿开的感觉。通过加强师生互动的教学方法的改进，学生学会了发现问题和解决问题，为后续的综合实验及论文阶段的实验顺利开展打好了基础。

积极运用现代化的教学手段

计算机和网络技术的迅速发展为有机化学实验的教学提供了一个很好的教学手段。教学中充分应用网络等现代化的工具和手段来提高实验课的教学效率和质量。［３，４］在有机实验的基本操作模块中，针对学生是第一次接触到有机实验玻璃仪器，容易混淆一些仪器的名称，我们将有机化学实验仪器和装置做成多媒体课件，以上理论课的形式向学生讲授，把枯燥无味的仪器介绍，变成生动、鲜明的多煤休画面，加深学生对仪器的认识。同时，我们在第一次课上还播放一些有机基本操作如蒸馏、重结晶、萃取等相关实验的多媒体影像资料来演示实验内容以及规范化操作，极大地提高了实验课教学效率，引起了学生的兴趣，使之对后续的动手操作有一个感性的认识。

为加强学生的预习效果，我们在每次实验前，通过ＣＡＩ教学软件，让学生可以在电脑中进行模拟实验仪器的选择、仪器的顺序安装和拆卸等，初步了解实验内容；具体实验前再集中教学，将实验内容、主要实验装置和实验注意事项等制作成多媒体课件进行讲解，并和学生讨论为何要采用此装置以及对此次实验的作用等。多媒体课件由于将图像、文字、声音、视频等多种信息融为一体，界面友好，文字清晰，易于接受，多媒体教学对实验教学起到了很好的辅助作用。此外，我们还在学院网页上专门建了个数据库，这个数据库中含有教学多媒体课件、操作视频、优秀的实验报告以及毕业论文，方便学生查阅。这些措施都大大提高了实验教学的效率和效果。

总之，以提高学生的综合能力为目标的有机化学实验模块化教学，通过教学内容的调整，教学方法的改革以及现代化教学手段的应用，使得学生做实验的主动性和积极性有了极大地提高。经过这几年的模块化教学，学生对有机实验的兴趣增加了，能在实验报告中提出自己对某个实验的一些改进方法或想法，不仅极大地提高了能力，也为后续的综合实验以及本科毕业论文阶段打下了坚实的基础。当然，有机化学实验教学的改革仍需我们根据学校、学生的实际情况，逐步地在教学过程中开拓新思路，发现新问题，总结好经验，不断提高教学质量。