关于有机化学实验教学改革和学生创新能力培养初探论文
有机化学自从由化学这门主干学科中独立出来，有机化学实验一直推动其迅速发展并依据具体实验事实产生了超分子化学、纳米化学等方兴未艾的化学分支，极大地促进了人类科学技术的进步。近年来，国内有机化学基础研究有了长足的发展，取得了一批具有国际影响的研究成果。为了适应当前化学学科的发展以及满足学生个人发展的需求，如何在大学有机化学实验教学中培养学生的实验能力和创新能力成为广大实验教学工作者思考的问题。本文结合我们教学过程和教学改革的实际情况，谈谈在有机化学实验教学中提高学生的创新能力和实验能力的几点经验和体会。
1注重基本实验技能的培训
有机化学实验教学内容除了安全、环保教育还包括了基本操作训练，化合物合成制备，化合物的性质鉴定等，教学内容非常丰富繁重但课时有限。为了在有限的课时中能够有效地训练学生的实验技能和培养学生的实验能力，我们整合教学内容，缩减了单纯的基本操作实验，将其融入合成制备实验中，在合成实验中不断强化学生的基本技能。(1)有针对性地选择多种不同反应类型的合成实验，要求学生根据具体的反应装配不同的回流反应装置，并反复训练重结晶、蒸馏等基本实验操作;按照循序渐进的原则开设对实验能力要求更高的有机合成实验，如装配无水无氧装置、分水装置、尾气处理装置等;(2)突破以往单纯合成的实验模式，注重训练学生整体设计实验和监控实验过程的能力。在部分合成反应过程中引入薄层色谱法跟踪反应进程，加深学生对有机化合物合成制备的认识，对启发学生思维，提高学生实验观察能力有重要意义;同时，开设多种分离实验，如常压蒸馏、减压蒸馏、重结晶等常用的分离技术和方法;(3)开设有机化合物测试实验，要求学生掌握毛细管法以及利用数字熔点仪测定法，通过测定熔点对比文献数据初步鉴定产物和判断产物的纯度。由于课程的安排，有机化合物结构的鉴定实验，如红外光谱法、核磁共振波谱法等，由教师教授，学生通过听课学习。在整个有机化学实验的教学过程中，我们注重系统训练学生的实验能力，学生从设计实验到装配实验装置，监控反应，处理反应和分离、提纯、鉴定化合物各环节所涉及的基本实验技能都得到反复锻炼。
2选择合适的实验内容
以合成制备实验为主要教学载体训练学生实验能力的教学模式中，选择合适恰当的合成实验内容显得尤为重要。
2.1根据学生专业特点开设不同实验内容
根据不同的专业特点及课时安排，有针对性地开展不同的实验内容，例如生物专业，实验课时少，学生以掌握基本操作为主，要求规范掌握蒸馏，萃取，重结晶，熔点的测定等实验技能。选择乙酰苯胺的制备、生物碱的提取等经典的合成制备实验，对在有限时间内提高学生有机化学实验能力具有良好的教学效果。乙酰苯胺的制备实验，含有丰富的实验技能内容，包括分馏、热过滤、脱色、重结晶等，学生除了掌握上述实验技能还接触了在实际合成环境中反应物的投入配比量的概念，思考如何提高目标产物产率，了解基团保护的方法等等，这些都是要求学生掌握的有机化学实验的实验能力。实验得到乙酰苯胺的粗产品可以作为重结晶实验的原料，既节省了教学资源，又提供了一个“绿色化学”的正面教材，对学生形成绿色环保意识起到了良好示范作用。
2.2紧跟教学大纲，注重与理论课程相联系
在有机化学实验过程中，如果实验内容与理论教学内容脱节，学生往往表现出思考的惰性，对实验不够认真严肃，进入实验室就是“照单抓药”。长此以往，学生变得不擅思考，难以形成理论与实践融会贯通的能力。所以在选择实验内容的时候，我们注重与理论课程相结合，让学生进入实验室前对实验有足够的认识，避免盲目空洞实验。同时，有意识的实验操作和观察的实验现象能够加深学生对理论知识的理解和记忆，达到理论和实验课程相互促进的教学效果。如在学习格氏试剂后，我们安排了三苯甲醇的制备实验，学生能够充分认识无水操作环境对三苯甲醇制备的关键性，在实验过程中就不再只是简单地照书本硬搬，而是更认真严肃地对待实验过程的每个环节，带着思考进行实验训练。课本上三苯甲醇制备的实验装置是利用装有氯化钙的干燥管进行隔离空气中的水汽进入反应体系的，有学生提出疑问，格氏试剂这么活泼，即使装有干燥管，但反应的体系是敞开的，对空气干燥的效果难以准确把握，而且在反应加热的过程中，乙醚反应液沸点低，容易挥发，对实验室的空气污染大，为什么不把反应装置改成密闭的;有学生疑问，反应体系密闭很危险;有学生建议可以把干燥管换成气球，有学生建议可以查文献看看，等等。在这个实验中，学生积极思考，提出疑问，解决问题。所以合适的实验内容往往能够充分调动学生自主学习的积极性，促使学生将所学理论知识和实验技能进行综合应用。学生在实验课堂上不仅仅是在做实验，而且在思考实验，这样更有利于培养学生的实验能力和创新能力。
2.3注重实验内容层次性
根据学生从易到难的学习心理，针对化学专业，在基础有机实验后期安排设计实验部分，包括多步合成实验和文献实验。如对溴苯胺的多步合成，在此合成实验过程中学生需要运用硝化、还原、保护、溴代、去保护等理论知识指导实验，经历系列的合成、分离、提纯等实验环节。要最后取得较好的实验结果，合成过程的每一步都必须严格细致地处理，认真观察思考、记录和改进，多步合成实验对锻炼学生有序操作和整体安排实验的能力，培养学生形成全局观起到良好的教育作用。此外，开展文献实验，对提高学生独立从事有机化学实验能力，学习新方法、扩大知识面具有重要意义，也是培养学生创新能力的有效环节。教师提供实验课题，学生自行组成3～4人的实验小组，进行文献资料检索，分析总结材料，选择科学可行的实验方案，经指导教师审查批准后根据实验方案安排实验步骤，独立完成实验，记录实验现象，处理实验数据，最后根据实验事实撰写实验论文。通过开展这一方式的文献实验，既锻炼了学生的实验操作能力又锻炼了学生检索文献和写作的能力，同时加强了学生团队协作的实践，对学生今后在从事有机化学科研、生产或教学有重要的启示意义。
3充分利用学校的教学科研资源
随着科技的发展，有机实验技术越来越先进，对学生今后从事研究生产的要求越来越高。要提高学生的实验能力和创新能力，仅局限于有机化学实验室是不够的，所以有机化学实验课程要充分利用学校的科研资源，完善实验教学体系，提升学生实验的条件。
3.1与其他课程相结合，促长教学效果
有机化学实验课除了与有机化学理论课相联系，还与综合化学实验课、仪器分析课等课程相联系沟通，调动学生建构完整的`有机化学知识体系，深化和广化有机化学实验课的教学内容。如在开展文献检索课后，我们积极倡导学生要充分利用学校图书馆的图书资源和电子资源，鼓励学生积极阅读外文文献，有意识涉猎有机化学学科的前沿领域，鼓励学生参与学院每年开设的专业文献检索培训，提高检索文献、阅读整理文献资料的能力，锻炼学生捕获信息的能力。
3.2依托教师的科研力量，提升学生的实验条件
由于课程设计及课时安排的局限性，很多先进的有机合成、分离、提纯、鉴定的技术无法在基础有机化学实验课程中开设，学院配置的核磁共振波谱仪，液质联用仪等大型仪器资源也难以被全部本科生所利用。但借助学院本科导师制的人才培养模式，依托教师的科研条件和指导力量，我们鼓励学生在课余时间多参与本科导师课题组的活动，进入研究实验室，参观了解研究实验室在有机化学研究中所运用的实验技术，将科学研究渗入实验教学，使学生获得更多的知识。另外，在仪器管理教师的带领下，参观了解大型仪器的使用，鼓励学生主动学习不同仪器的工作原理及应用范围，拓展有机化学实验相关的知识。我们也在部分实验中附典型有机化合物的红外谱图或核磁谱图，辅助学生掌握和运用谱学知识识别相应的有机化合物，给学生提供实践训练的素材。
3.3以竞赛活动为契机，增强学生学习兴趣
以学校、学院举办的各种大学生创新实验活动为契机，激发学生学习的兴趣，不失时机地培养学生实验操作技能和综合应用能力。学生要成功获得大学生创新性实验计划项目的立项，必须具备扎实的实验能力;而扎实的实验能力往往能够帮助学生在创新实验项目中获得好的结果，所以我们积极以各种大学生活动为契机，加强对学生在基础有机化学实验中综合能力的培养，与其形成良好的教学互动，相互推进。通过这种紧紧依附学校、学院优质科研教学资源，课内课外相结合的教学方式，大大提高了培养学生创新实践能力的教学效益。近五年来，部分学生在有机化学实验教师的带领和指导下组队申报省、校级大学生创新性实验项目共获得立项15项，发表SCI论文5篇，在全国高等师范院校大学生化学实验邀请赛中取得二等奖4项，三等奖2项。
4采用合适的教学方法
在有机化学实验教学中坚持“学为主体，教为主导”的原则，充分发挥学生在教学过程中的主体性作用，因材施教。在传统的实验教学中，教师容易把“教”当作是教学的目的，而忽视了“学”才是真正的教学目的，学生在实验课上只是机械地按照教师讲的、课本说的完成实验，没有体现学习的自觉性和创造性。为了让学生在教学过程中起到主体作用，我们紧抓实验的预习环节，通过实验前检查预习报告或随堂提问的方式检查学生的预习情况，学生要能够回答问题必须认真预习和积极思考，这样能够很好地促使学生主动在实验课前对实验安排有所思考，能够认真严肃对待实验课程。实验过程中，采取多样的教学方法指导学生实验。如，“边实验，边提问”法等，通过对学生在实验过程中的提问，引导学生客观全面地观察实验现象，激发学生扩散思维，养成边看边想、边想边看的观察习惯，加深学生对知识技能的理解和记忆;而针对操作难度较大，实验现象复杂的实验，我们采用“小组合作，边实验，边观察，边讨论”的教学方法，把实验台相邻的两位学生编为一小组，小组成员间协作完成实验，在课堂上可针对实验问题进行小声讨论，教师适时给予引导、提问和评价。实践证明，根据不同的课程内容选择恰当的教学方法往往对教学效果起到事半功倍的作用。贯彻学为主体，教为主导的教学理念，学生容易体验思考实验的乐趣，获得学习的参与感和成就感，有利于学生创新能力和实验能力的培养。
5合理评价教学过程
为了提高有机化学实验课的教学质量，促进教学相长，我们对实验课程进行教和学两方面的评价考核。在实验教学过程，包含了教师行为和学生行为，对双方进行合理评价，可以更科学全面地针对实际情况不断改进教学，提高实验教学的效率，有效培养学生的创新能力和实验能力。
5.1教师教学的评价
学校和学院为推进实验教学改革和提高实验教学质量，成立了实验教学督导小组，督导教师对实验教学进行听课评课，对实验指导教师的教学设计、教学方法、教学指导、教学进程等多方面进行分析、评价，及时反馈教学意见和建议，帮助实验指导教师有针对性地改进课堂，提高实验课程的教学质量。此外，学生对实验指导教师的教学工作也具有评价的权利，每学期学校会组织学生对实验教师的工作态度，实验过程的指导，教学效果等多个方面进行评价，学校把学生的评价反馈给指导教师，教师根据学生的评价可以及时改进教学工作中的不足，保持和完善个人教学的长处。这些举措能够很好地有的放矢地提高实验课程的教学效果，对于推进学生能力的培养都起到了重要的作用。
5.2学生学习的评价
对学生进行合理全面的评价考核，对培养学生能力和促进学生积极学习起到重要作用。我们改变以往片面注重实验结果的取向，更多关注学生综合能力的培养，注重学生实验的过程和方法，以及实验过程中体现的态度和行为习惯，注重对学生做出形成性的评价。对学生的预习情况，实验过程，仪器设备操作，实验记录，实验结果处理分析，文献资料检索，实验报告的书写，实验环境卫生等方面做出考核和评价，在实验的全过程提高学生的综合素质。而实验课程的总成绩由平时成绩(60%)、设计实验成绩(20%)以及期末笔试成绩(20%)三部分组成，合理的评价标准对学生的学习起到了良好的导向作用，提高了学生学习的积极性，主动改进不足之处。
6结语
有机化学实验是有机化学教学计划中最重要的环节之一，是培养学生实验能力和创新能力的有效途径。我们在实验技能培训、实验内容选择、科研资源利用、教学方法、教学评价等方面进行了改革和实践。从近年学生参加大学生创新性实验计划项目，公开发表论文和大学生化学实验竞赛获奖情况等方面来看，有机化学实验课在培养学生创新能力和实验能力方面都取得了良好的效果。今后我们将继续推进有机化学实验教学改革，在加强与研究实验室合作，加强与社会生产联系，完善实验教学体系，改进实验室管理体系等多方面继续努力和探索，以期达到更好地培养学生创新能力和实验能力的教学目的。
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