翟智卫， 杨双花， 王银霞， 尹国杰， 母小明

(洛阳理工学院 环境工程与化学学院， 河南 洛阳 471023)

在高校应用化学专业的学科建设中，有机化学是应用化学专业的一门核心课程，与之对应的有机化学实验是实现有机化学从理论到实践的关键环节。因此，有机化学实验在基础化学实践教学中占有十分重要的地位。有机化学实验能够使学生更加深入地理解有机化学的理论知识，验证有机化学所学的理论，掌握研究有机化合物的方法和技术，培养学生有机化合物合成，有机混合物分离、鉴定以及结构分析的技能，提高学生分析问题和解决问题的能力。同时，有机化学实验也能培养学生严谨的工作作风、实事求是的科学态度和环保意识。此外，有机化学实验教学内容和方式对学生的创新思维、创造意识以及创作行为的形成至关重要[1]。然而，传统的有机化学实验课程教学，学生简单地预习，教师课堂讲授并示范，学生照葫芦画瓢、机械地完成实验，很难达到现今实验课程对学生提出的教学目标。因此，必须对有机化学实验教学做出改革与创新，以适应当今社会的发展和人民对教育的预期。本文结合近几年在实验课程教学中实施的改进方法和创新点，从课程的育人功能和教学目标达成情况两个方面来进行阐述。

1 重视实验课的育人功能

要改变传统的、不合时宜的有机化学实验课程教学方法，必须先从教学理念上下功夫。在传统知识传授的基础上，加强有机化学实验课程教学的育人功能，多角度、全方位培养学生的安全意识、环保理念、科学精神、主观能动性，树立正确的人生观和价值观。

1.1 重视实验室安全教育

安全责任重于泰山。实验室安全，关系到师生的健康和生命，也关系到国家的财产安全。就化学学科实验室而言，实验操作风险较高容易引发事故，实验安全更是第一要务，是保障科学研究的根本[2]。因此，安全教育强调再多也不过分，必须重视实验室安全教育。2019年，浙江宁波的一场火灾夺走了19人的生命。火灾原因很大程度上正是香水生产员安全意识淡薄，起火后又出现用嘴吹、用纸板扇等不当处理方式，贻误灭火时机，最终酿成大祸。学习化学的同学，将来极有可能会从事化学品的生产或管理，更应该对他们进行安全教育，时刻敲响安全警钟，促使其时刻具备安全意识。同时，教育他们当出现危险化学品泄露、化学品起火、割伤、烫伤、腐蚀性药品溅入眼睛等紧急情况时，果断正确地处理，培养他们处理突发事件沉着冷静解决问题的能力，为他人负责，为自己负责，为国家财产负责。

可以采用视频教学的方式，在实验课上集中给学生播放安全教育视频，内容主要是化学品引起的重大灾害、实验室重大安全事故等，引发学生思考和讨论，加深安全教育效果，使学生深化安全意识，学习安全知识，掌握安全技术。

1.2 培养学生绿色化的环保理念

2017年10月18日，习近平在十九大报告中指出，坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策[3]。因此，在本科学习阶段，就要培养学生绿色化的环保理念，使其在以后的工作学习中秉持环保理念，践行环保意识。例如：在实验《红色素的柱色谱分离》中，红辣椒中红色素的提取，教材上利用二氯甲烷作提取溶剂，但二氯甲烷是有毒有机物。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，二氯甲烷属于2A类致癌物。2019年1月23日，二氯甲烷被列入有毒有害大气污染物名录[4]。2019年7月23日，二氯甲烷被列入有毒有害水污染物名录(第一批)[5]。经过资料查阅、实验验证，我们发现乙醇对辣椒中红色素的提取也能达到不错的效果。因此，可以用无毒的乙醇来代替污染环境、对人体有害的二氯甲烷进行实验。通过实验方案的改进，让学生理解保护环境的重要性。同时，引导学生思考环境保护背后的深层含义，进一步培养学生绿色化的环保理念，使学生树立为国为民的忧患意识及社会责任感，从内心深处去珍惜家园，热爱祖国[6]。

1.3 培养学生精益求精的科学精神

化学实验是一种严谨的实践活动，实验装置的搭建、实验药品的量取、温度的控制等，都有严格的操作规程。例如：实验装置的搭建要遵从“从下到上、从左到右”的原则，实验药品的量取要注意量器的精度和标准操作，溶剂的混合要注意溶剂的密度、酸碱性和加入顺序等，温度的升降避免骤冷骤热。培养学生从基本操作做起，养成良好的实验操作习惯，提高实验成功的几率，减少实验药品的浪费，减少对环境的危害。引导学生从严谨的操作习惯中，领悟规范操作的重要性，进一步培养学生精益求精的科学精神。

1.4 教育学生树立正确的人生观、价值观

有机化学实验过程中，经常会遇到很多有毒、有害的化学物质。在介绍有毒、有害化学物质安全使用的基础上，引导学生合理运用化学反应，合理利用或转化化学物质的毒性，使其造福人类。比如大家熟知的机物致癌物苯，当它通过取代反应转化为甲苯时却变成了对人类有用的化学品。同时，教育学生理解事物的两面性，有些药品理性使用对社会有益，倘若不当使用可能会酿成惨剧。比如，复旦投毒案：2013年4月上海复旦大学上海医学院研究生林森浩在宿舍公用饮水机中投入剧毒化学品N-二甲基亚硝胺，致使室友黄洋中毒后死亡。通过正反实例，教育学生树立正确的人生观、价值观。

1.5 培养学生主动探究的钻研精神

以往的实验教学，往往是“课前预习报告抄一遍，课上再听老师讲一遍，最后走过场重复一遍”[7]。学生很难深层次融入实验，只是按部就班“照方抓药”，被动重复实验，效果不佳。为了引导学生积极参与实验，从预习到操作都给学生提出任务，用任务驱动教学，变被动为主动。比如，在实验《乙醇的蒸馏》中，可以让学生思考以下问题：乙醇和水分离的原理是什么？这两种物质能不能完全分离？不同的蒸馏方式对二者的分离效果有没有影响？促使学生带着问题深入预习，通过查找相关文献资料，积极主动完成预习及后续实验操作。再比如，在实验《乙酰水杨酸的制备》中，让学生解决以下问题：从柳树中走出的“神药”[8]乙酰水杨酸(又称阿司匹林)对人类的作用？研发历史？用到的化学反应类型？反应原理是什么？为什么在实验室制备时用乙酸酐作酰化剂是而不用乙酰氯？等等。通过一系列问题的设计，激发了学生对乙酰水杨酸这一物质的兴趣，使他们积极主动地投入到实验预习、资料查阅以及实验操作当中，效果很好。实验结束后，曾有同学在朋友圈晒出自己制备的白色粉末状阿司匹林，并附言：以后生病可以自己做药吃了。虽说这是玩笑话，但至少激发了学生的热情，培养了学生主动探究的钻研精神。

2 合理选择实验项目、创新重构综合实验、达成教学目标

教学理念的执行，关键在于教学设计与实施。根据有机化学实验教学目标和育人功能的需要，合理选择实验项目、创新重构综合实验。采取层层递进的策略，先设计一些单一的单元操作，使学生逐步掌握有机化学相关的基本操作，然后再进行综合实验的训练，拓展学生的有机化学思维，最后与当今社会发展前沿相结合，与化学学科的科研相结合，逐渐完成有机化学实验的教学目标和育人目标。

2.1 基本操作及达成的教学目标

有机化学实验思维与基本操作技能是将来从事有机合成、医药农药研发、高新材料研发等领域专门研究的基本功。因此，必须重视基本操作的训练。有机化学实验中常常面临有机化合物的合成、粗产物的分离与纯化、结构测定、性质验证等，因此精选的有机化学实验基本操作项目如表1所示。通过这些基本操作训练，使学生掌握必备的基本技能。

表1 精选的有机化学实验基本操作及达成的教学目标

2.2 综合实验及达成的教学目标

在学生掌握有机化学实验基本技能的基础上，设计一些综合性实验，培养学生的综合实验能力。精选的有机化学综合实验项目如表2所示。在综合实验项目的选取中，阿司匹林是商品化的常备药品，学生们在日常生活中也多有耳闻，能够激发学生们的实验兴趣，在此项目开展之前的预习阶段，要求学生们查阅文献，了解阿司匹林背后的故事。在茶叶提取咖啡因项目中，我国把咖啡因列为“精神药品”管制，属于一种毒品，因此在实验过程中也应进行人生观、价值观的引领，告诫学生远离毒品，珍爱生命。

创新构建《辣椒中红色素的提取及薄层板分析》综合实验。在有机化学实验教材中，《辣椒中红色素的提取及柱色谱分离》是一个实验，《薄层板色谱分离分析》是另外一个实验。但柱色谱实验耗时较长，分离有一定难度。为此，我们创新性地将柱色谱分离分析改为简单的薄层板色谱分离分析，目的是让学生能在短时间内观察到辣椒提取液中的红色液体并不是只有一种物质，其成分非常复杂，从而使学生明白天然产物提取、分离工作的意义，激发学生对天然产物化学的兴趣，拓展学生的化学思维能力。

表2 精选的有机化学综合性实验

2.3 与科研相结合

教学应与社会发展并驾齐驱，不能落后于社会进步。因此，有机化学实验也应与科研有机结合，一方面可以保持知识的及时更新，另一方面也能使学生明白所学有所用，进一步激发学生的学习兴趣。比如，河北大学的齐林等[9]将国家自然科学基金项目“铜催化下烯基腙和简单胺的双胺化反应”转化为学生的有机化学研究与创新实验项目。段辉等[10]将大型科研仪器X-射线单晶衍射仪用于学生基础实验。与科研相结合虽然能够激发学生学习兴趣、保持知识及时更新，但在项目选取时也应注意要选择与实验室条件相匹配的项目。因为并不是所有的科研项目都可以转化为基本的教学实验项目。

3 优化教学评价过程

传统的教学考核往往以学生的预习报告、实验报告为依据进行评价。而这些资料不能充分体现学生的学习过程，也不能有效激发学生的实验动力和学习兴趣。因此，应加强过程考核，弱化预习报告、实验报告的成绩比重。在预习阶段，学生除了要了解实验目的、实验原理、实验步骤等内容外，针对具体实验项目提出具体问题由学生解答，并要求学生设计合理的实验路线，在课堂上回答问题，讨论所设计实验路线的合理性；在实验过程阶段中，更加关注学生的操作安全性、规范性，实验数据记录的准确性，废弃物的处理是否符合要求，有没有环保意识，实验结果的有效性等。实验报告考查学生实验报告的结构完整性，规范性，完成质量，结论分析等。期末考核以闭卷考试的形式，考核学生对实验安全、实验原理、仪器装置、操作、实验现象等方面的掌握程度[11]。综合考虑这些内容，给学生一个过程性评价成绩。学生的最终实验成绩由以下4部分组成(如表3所示)：预习报告(10%)+ 过程评价(40%)+ 实验报告(20%)+ 期末考核(30%)。

表3 教学考核评价

4 课程改革效果评价(调查问卷)

对于有机化学实验课程改革的效果，我们通过调查问卷(https://www.wjx.cn/vj/QdJfnEH.aspx)的形式对学生进行了调查并对问卷结果进行了分析。调查结果显示：绝大大多数学生认为有机化学实验课程的教学目标与理论课程之间关系紧密，有机化学实验课程的开展对有机化学课程的学习起到加强深化的作用，在实验过程中，他们体会到实验室安全操作的重要性，不能随意倾倒废液，培养了他们的环保意识，创新重构的新实验启发了学生们的创新思维，若有机会他们愿意积极参与到科研开发工作中去，去为人类解决一些重大难题，进一步提高人民的生活质量，达到了有机化学实验课程预期的育人目标。

5 结 语

化学学科中，理论指导实践，实践也在助推理论快速发展。因此，有机化学实验对有机化学课程的学习至关重要，对学生有机化学理论知识的构筑和综合能力的培养起着非比寻常的作用。本文从教学理念、教学设计与实施、教学评价三个方面阐述了有机化学实验中存在的问题，以及自己近几年教学改革的思路和方法，力求最大限度地提高学生的学习兴趣，提高教学效果，使学生真正意识到有机化学实验的重要性，主动去学习相关的技能和操作，扎实掌握有机化学的理论知识，熟练有机化学实验的基本操作，为更深层次的学习和将来的工作打基础、指方向。