在有机化学实验教学改革中贯穿学生创新能力培养的探索与实践 创新能力
时间：2019-05-02 03:15:31 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要： 介绍了在有机化学实验教学改革中贯穿学生创新能力培养的实践。详细阐述了通过有机化学实验教学方法改革、增加综合实验、设计实验、开放实验等改革措施，从而提高了学生的创新能力和初步科研能力。
关键词： 有机化学实验；教学；创新能力培养
中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）16-0219-02
0引言
科学实验是知识的源泉，是推动社会进步及科学发展的重要动力，科学实验也是人类认识自然及最终改造自然最直接的活动，只有在实践中不断地改革和发展，才能推动人类社会文明进步，求得持续发展，利于人类的生存[1]。随着高校实验教学改革的不断深入，实验教学已从过去把实验当做验证已有的理论知识，加深对已有理论的理解，过渡到了实验作为学生学习新知识、培养学生独立分析问题和解决问题的能力、初步科研能力以及创新能力的重要手段。多年来，我们在有机化学实验教学实践中，围绕有利于培养学生的创新能力上，在该课程的教学内容、教学方法等方面进行了积极的探索和改革，从而达到“授人以鱼，不如授人以渔”的目的[2]。
1调整实验内容，促进学生创新能力提高。
原有的有机化学实验教学大纲中安排的性质实验、验证实验较多，综合实验较少，设计实验和开放实验没有。为此，我们首先对实验教学大纲进行修订，优化和重组了实验教学的内容和结构，从“基础、综合、设计、开放”四个层次上全面培养学生的动手能力和创新意识，从而收到了事半功倍的效果。
1.1 删除合并验证实验内容，加大综合实验的比例实验内容的更新是传授最新知识技能，培养高素质的复合型人才的基础。实验内容应该具有与时俱进的先进性，应该与科学技术的发展水平同步。新的实验内容的选择主要以新知识、新技术和新方法为主，同时渗透绿色化学思想，尽可能使实验教学绿色化，在掌握知识和能力的同时为人类创造一个更为洁净的环境。如在有机实验中删去了验证性的性质实验和一些陈旧简单的合成实验，安排了由5个实验组成的一条龙综合实验，即前一个合成实验的产品为后一个合成实验的原料，即链锁进行。如苯→硝基苯→苯胺→乙酰苯胺→对乙酰氨基苯磺酰氯→对氨基苯磺酰胺（磺胺）。又如：由乙酰苯胺→对氨基苯磺酸→甲基橙。这样既节约了化学试剂，实现了绿色化，又使学生把理论上学过的不同章节的知识系统化掌握；使学过的知识得到了综合运用。在有机化学实验教学大纲的修订中我们将综合实验、设计实验和开放实验提高到占有机实验内容的60%以上。与此同时，我们还安排了一些超越化学二级学科的内容。如在进行复杂有机物合成后，还对产品进行表征，即固体产物测熔点，液态物质测折光率、旋光度；并用IR和UV测结构。用柱色谱和薄层色谱、纸色谱进行产品的分离鉴定等。在完成综合实验时把取消了的基本操作内容纳入综合实验中完成，这样使学生在少学时中学到了更多的知识。如我们在实验中先后完成了①安息香醚的合成与表征；②二苯基乙醇酸的合成与表征；③阳离子交换树脂催化合成二甲氧基甲烷；④配合物几何异构体的制备、异构化速度常数的测定。为了理论联系实际，提高学生的学习兴趣，我们还安排了一些应用性综合实验；如①从黄连中提取黄连素；②槐米中芦丁的提取与分离；③植物中黄酮类化合物的提取及表征；④奶粉及牛奶中三聚氰胺的检测；⑤高分子化合物的合成及聚乙烯醇粘合剂的合成；⑥食品添加剂苏丹红的检测等。这样的实验题目新颖实用，贴近科研、生产和生活实际，极大的调动了学生的学习兴趣。同时由于彰显了理论联系实际和知识的综合运用，为学生营造了创新空间，使学生在实验中获得知识的同时，始终处于积极思维与主动探索状态，培养和发展了学生广阔的多向思维，诱发了其创新意识。
1.2 引入设计实验，激发学生创新能力有机实验中的基础实验是以培养学生具有娴熟的基本操作技能为目的的，在综合实验中旨在培养学生的综合运用能力和创新意识，在完成上述两个能力培养以后，即在安排学生完成跨化学二级学科进行综合实验的基础上，让学生进行设计实验，即在不同学习阶段引入不同知识层面的设计性实验，并由学生独立完成。在学生掌握了蒸馏、分馏、减压蒸馏、萃取、重结晶等基本操作实验后，要求学生完成“有机混合物的分离纯化”这一方面的设计实验，如要求学生设计完成：①一定量的苯甲醚、苯甲酸和苯酚混合物的分离；或②丁酸、苯酚、环己酮和丁醚混合物的分离纯化；或③苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸混合物的分离纯化。同理，在完成多种化合物的合成制备等综合性实验后，引入设计性实验：如①异丙醚的制备；或②香料乙酸环己酯制备；或③乙酰丙酸的制备：或④氮杂冠醚的合成。我们的具体做法是，教师首先提前两周公布题目，在老师提示后，要求学生按设计实验题目独立完成实验方案的设计。
2改革传统教学方法，培养学生创新能力
传统的有机化学实验教学方法是教师“照本宣科”，学生“照方抓药”。该方法束缚了学生创造性思维的发挥，不利于学生的创新能力的培养。为此，我们从以下几个方面对传统的教学方法进行了改革。
2.1 提出疑难问题，强化课堂讨论在有机实验教学中，教师从正反两个方面设计一些能启发学生思维的问题，使学生学中生疑质疑，充分发挥学生在学习中的主体作用，发挥教师在学习中的主导作用。对于重点难点问题，学生普遍关心问题、意见分歧较大的知识点以及能把学习引向深入的问题等，教师要有针对性地释疑，适当展开讲解，并采取设问式讨论。即使学生在思考、商讨、争辩中寻找问题的正确答案，从而启迪思维。如在预习“乙酸乙酯的制备”实验时，要求学生回答：酯化反应的特点是什么？要提高反应产率需采取哪些措施？方法一和方法二各有什么优缺点？又如在阿司匹林的制备中加浓硫酸的目的何在？反应中有哪些副产物如何除去？等等。通过对每个实验的讨论，使学生对实验原理、反应装置的设计，实验操作步骤的安排有了更深入的认识与理解。启迪了学生的创新思维。
2.2 扩展知识面增加新内容构筑创新环境教师在安排和讲解实验内容时，结合实验背景知识，增加一些与时俱进的新知识、新内容、新方法。如增加新兴边缘学科的实验内容冠醚化合物的合成、纳米材料的合成等。同时适当地对教学中的实验方法或实验装置进行更新、改进，鼓励学生用不同的仪器、药品和方法进行实验，并进行综合类比分析，从而找出最佳的合成方法。如：己二酸的制备、肉桂酸的制备、乙酰苯胺的制备、从茶叶中提取咖啡因等在教材上均有两种方法，我们把学生分成两组，各用一种方法进行，通过不同组分实验数据的分析对比，从而总结出各种方法的优缺点。通过该过程能够拓宽学生的思维空间，培养学生探索精神和创新能力。
2.3 课后认真总结，强调学以致用实验结束后，及时对学生实验进行归纳总结，对在实验指导中出现的问题认真进行分析解释，启发和引导学生对每个实验的原理、基础知识、基本技能及时进行归纳类比，综合分析，做到温故而知新，让学生在实验报告中总结出每个实验的操作难点和成败的关键。培养和锻炼学生的知识迁移能力。在实验报告中增加实验结果讨论栏。要求学生在每次实验报告后面对实验成败的关键操作、安全问题、现象解释进行总结。鼓励学生发表自己的独特见解，提出自己的改进设想，解答其中的疑难问题。如在做完乙醚制备后，学生根据异丙醇和异丙醚的理化性质，自我设计了异丙醚的制备实验，通过设计操作，效果良好。通过这样的归纳总结设计，学生由知识的被动接受者变成知识的主动发现者，表现出较强的创新能力。
3在高年级安排开放实验，培养学生独立分析问题和解决问题的能力
开放式实验是一种有利于培养学生独立分析问题、解决问题能力和创新能力非常好的教学方法，它实现了时间和内容上的开放，在一定范围内为学生提供自主选择实验的机会和条件。同时还可满足不同水平和不同层次学生对学习知识的渴望和要求。为此，我们为学生提供内容前沿新颖、难度大的研究性实验内容，并指导学生完成设计与实验操作。如①大环化合物冠醚的合成；②中草药有效成分的提取分离纯化；③中草药有效成分半衰期的测定；④固体超强酸催化合成酯类化合物；⑤纳米材料的合成及应用；⑥有毒食品添加剂吊白块、洗虾粉、一滴香、廋肉精等的检测。在如此开放的教学环境中，培养了学生自主学习、查阅文献能力、独立思考能力，从而提高了他们的创新意识和创新能力，使人才培养与社会需求与时俱进。
综上所述，我们在指导学生完成好有机基本操作实验的基础上，增加综合性实验、设计性实验、开放性实验等，这样一是突出了综合素质培养，进一步巩固和加强了学生在基础化学实验中已得到的训练操作和技能；同时也拓宽了知识面，其中主要是苛刻条件的合成技术。二是打破了化学二级学科界线，培养了学生综合应用基础化学实验技能解决实际化学问题的能力、查阅资料的能力、设计实验的能力以及操作使用近代仪器和图谱解析的能力；三是在综合化学实验、设计实验、开放实验、参与教师科研项目的研究实验等中融入专业教育功能，选择前沿学科内容，并注重化学多学科的交叉和应用等特点，为培养具有创新能力、初步科研能力的复合型人才奠定了基础。
通过有机化学实验教学改革，在学生中呈现出百花齐放，百家争鸣的喜人场面，彰显了学生的积极参与和创新热情，我们的目的是充分调动学生的积极性，让学生自己去思考、去发挥、去创造，培养出学生自己的思维能力和创新能力，真正做到以教师为主导、学生为主体。通过有机化学实验教学改革，为社会培养出更多优秀的创新型人才。
参考文献：
[1]张来新，杨琼，陈强.有机波谱分析课程教学改革的探索与实践[J].价值工程，2011，30（15）：248-251.
[2]张来新，杨琼，陈强.医药学专业有机化学实验教学绿色化改革的探索与实践[J].价值工程，2011，30（13）：254-255.
