逍遥学能 2017-12-15 16:22
[摘要]
为适应应用技术型高校发展和建设的需要，基于前期对有机化学实验教学改革的成果和经验，分析了目前教学过程中仍存在的主要问题，针对性地总结了改革的主要措施和思路。通过改革创新，优化了有机化学实验的课程体系，有力地提高了学生有机化学操作的技能和实验技巧。
[关键词]
应用技术；有机化学实验；教学改革
在教育部的推动下，由35所地方本科院校发起的应用技术大学(学院)联盟于2013年6月在天津成立。重庆科技学院作为应用技术大学(学院)联盟的副理事长单位，将按照建立现代职业技术教育体系、推动高等教育分类管理、服务现代产业发展的要求，探索中国特色应用技术大学的办学体制，推动中国高等教育的分类办学和特色发展，促进学校更好地服务重庆区域乃至全国的经济与社会发展。有机化学实验课程作为我校化工相关专业必修的实践课程之一，为适应应用技术型高校的发展和建设，其改革的迫切性更加明显。我校化学化工学院根据不同专业的要求，对原有的有机化学实验教学模式进行了稳步改革和实践，对实验的教学内容、方法和目标作了相应调整，初步构建形成了新的有机化学实验教学体系，取得了良好的教学效果[1,2]。同时，由于某些条件限制，有机化学实验课程的改革与实践中也遇到很多问题，需要进一步研究解决。
1存在的主要问题
1.1对学生自主实验能力的培养不够
目前的有机化学实验教学，通常的教学方法和顺序是由教师先行讲授实验目的、实验原理、操作步骤及注意事项等，在讲解过程中配合演示相关仪器和反应装置的安装和使用方法，然后由学生按照既定步骤模仿实验，自行操作并重复实验过程。学生必须在规定的时间内，使用规定的实验仪器设备，按照教师讲授的实验方法和步骤，完成规定的实验内容。实验结束后再按照一定的格式完成并上交实验报告。在这样的教学过程中，学生一般很少思考解释实验过程中出现的现象，更不会主动分析遇到遇到的问题。这种“照方抓药”的教学方式容易造成学生思维定势，抑制学生学习的创造性和积极性，不利于学生将学到的理论课程知识运用到相关实验中进行实际运用。学生往往把做实验当作完成任务，其独立思考和操作的能力难以通过实验教学得以提高和发展。
1.2对学生环保意识的培养和教育不足
有机试剂和药品大多易挥发、有毒性。实验教学过程中通常会产生废气、废渣、废液等污染物。针对有机化学实验的这一特殊性，必须在实验的全过程中采取适当的治理与防护措施，尽量减少对周边环境的污染，避免损害师生的身体健康。目前的教学模式下，虽然教师在教学过程中一般会强调注意某些有毒有害物质，但是对于如何处理这些物质、如何通过改进实验降低可能的污染等方面却涉及较少，对学生环保意识的教育不足。部分学生在做实验过程不按照标准的操作规范进行，导致产生不必要的副反应和污染物。有些学生做完实验后趁老师不注意将实验产品或者废液废渣等随意丢弃到普通垃圾桶，甚至排放到水槽流入下水道，造成一定的环境污染。
1.3开设实验与生产科研实际的联系不够
学校建设初期对实验室的投入不够，导致开设的实验通常是相对简单和易于实施的。实验的工艺往往在实际生产或者科学研究中运用较少或过于陈旧。比如有机化合物熔点测定还依旧沿用的毛细管测定法，虽然仪器简单、成本低廉，但是该方法不够准确，操作也非常麻烦。目前的实际生产或者科学研究中一般都已采用熔点仪进行测定。随着实验室建设投入的不断增加，实验条件已经大为改善。基于应用技术大学的办学思路，需要加强实验内容和生产实际的联系。
1.4实验成绩的考核不够合理
有机化学实验课程的成绩基本上是由平时成绩和实验报告成绩两部分组成，考核办法过于简单、粗糙。有机化学实验的预习过程同样非常重要，但这一过程我们无法有效监督和评价，导致部分学生临时抱佛脚，甚至压根就没有预习。平时成绩主要是考勤和实验记录的查验，由于同时进行实验的学生较多，无法真正对每个学生的操作进行评判。学生对实验报告的书写往往也是大量照抄课本或者讲义，没有实事求是的记录真实的实验过程，讨论实验中遇到的问题和解决方法。考核方式不能充分而准确地反映学生的实验技能和操作水平，考核的成绩与从实验过程中获得的知识与能力往往不太一致，成绩评定存在不合理性。
2改革的主要措施和思路
2.1强化学生自主实验过程
为了改变“照方抓药”的教学方式，提升学生自主实验的能力，我们从预习监督、过程引导和课后补充等方面进行了改革和实践。学院已引进实践课程预习监督系统，要求学生在每次实验课开始前完成相关的预习工作，合格之后才能开始实验。在网络系统中，学生可浏览观看相关实验教学的视频和教程，自主学习之后完成测试并提交预习报告。目前该系统正在调试中，根据实验涉及到的相关知识点和可能出现的问题编排了相应单元的各种程序，试用取得了较好效果。预习监督系统的使用加深了学生对实验课程预习重要性的认知，保证了预习的质量和效率，强化了学生自主实验的意识。在实验课堂上，教师除了讲解相关的知识和演示操作外，还重点引导学生自我发现和解决实验过程中遇到的问题。每堂实验课程至少由两名教师进行指导，加强对实验过程的监督，教师实时地与学生进行交流和互动。当某一学生的实验出现问题后，与其他同学及时讨论和分析，引导学生自己解决问题。当某一学生高收率地得到性状良好的有机产品时也及时与其他同学分享成功的喜悦。这种过程引导的方法提高了学生自主实验的积极性，同时还可刺激学生相互竞争，使其更加认真地投入到实验之中。有机化学实验课程结束后，为学生提供了课后补充实验，学生可以通过自己查阅文献，设计实验方案，再以学生科技创新项目的方式获得一定的经费支持并开展实验研究和操作训练。这一形式有效弥补了课堂实验时间不足、锻炼不够的问题。
2.2推行绿色有机化学实验的教学理念
结合绿色化学的基本原则[3]，我们强调从源头上减少或消除有机化学实验可能造成的环境污染，注重在实验过程中强化对学生环保意识的培养，并对无法避免而产生的有毒有害物质进行专业处理。首先，在有机化学实验项目的选择上尽量注重环保，降低整个实验过程可能出现的污染，尽量减少废弃物的产生。根据教学大纲的要求，对有些必做实验项目的方案进行合理改进，由教师以身作则地践行绿色环保的理念。以乙酸乙酯的合成为例，传统方法采用浓硫酸作催化剂，学生使用时比较危险，而且反应完后即被作为废液处理。我们改用固体酸催化的方法，以硫酸氢盐作催化剂，实现了催化剂的循环使用。教师在课程中反复强调实验安全和环保意识，及时纠正学生错误的行为，坚决制止学生对实验“三废”的不当处置。在对废弃物的收集和标记上单独给学生进行了培训。针对可以回收利用的较大量试剂，向学生讲解回收方法并要求进行集中回收。比如在做有机物萃取实验时会产生大量的乙醚萃取废液，通过蒸馏和精馏的方法可以对乙醚进行回收再利用。另外，实验室专门设置了实验废弃物的回收地点和容器，由专业机构对收集到的废弃物进行处理。
2.3增设有机化学品生产和科研实验项目
除了教学大纲要求的必做基础实验外，结合精细化学品的生产实际以及学院教师的科研课题，我们尽可能地增设了一些与实际生产联系紧密或与科研课题自成一体的实验项目。比如学院建设完成了生产能力为1.5万吨/年的丙烯酸甲酯生产装置，本装置用丙烯酸和甲醇为原料经过离子交换树脂的催化作用连续转化生成丙烯酸甲酯，反应生成液经闪蒸、脱重、萃取、精制等步骤处理得到合格产品丙烯酸甲酯。学生可以利用开放实验或化工设计的机会到装置现场进行学习和操作，在中控台进行各个工段和单元过程的虚拟仿真生产，其过程和真实的工厂生产基本一致。另外，结合我院研究特色，我们还开设有机催化反应、油田有机化学品合成和有机药物制备等科研型实验项目，面向高年级学生开放，让部分学生参与教师的科研项目，提前熟悉企业或科研院所的工作氛围。这些增设实验项目有力地提升了参与学生的有机化学实验操作技能和技巧，为学生毕业工作和考研升学提供了有效保障。
2.4优化实验成绩的考核方式
为了适应应用技术型大学建设的需要，有机化学实验课程的考核需转变为考核学生实际操作技能为主。如前所述，预习监督系统的使用保证了预习的质量和效率，同时也为预习成绩的准确量化提供了数据支撑。在平时成绩的考核上，我们改变了以往主要以产品收率衡量实验成败的方式，更注重对学生实验态度和解决问题能力的评判。我们制定了详细的评分参考标准，在对每一个学生进行实验指导和监督的同时打分，保证了平时成绩的客观性和实时性。另外，在整个有机化学实验课程结束后增加了笔试考核，对学生的基本理论知识、设计方案能力进行考核计分，弱化了实验报告的分值权重。通过实践证明，这样的考核方式更有利于保障实验教学效果，端正学生学习态度，有效提高学生的实验操作水平。
3结语
实验教学的改革是一个长期和不断完善的过程。采用上述改革措施和思路，我们在有机化学实验课程的实践中取得了不错的效果，优化了课程体系。实际上，在其它方面如师资队伍的建设、规章制度的健全、安全保障措施的完善等方面我们也做了积极探索，但由于制度和经费的限制，还存在许多问题亟待解决。我们将不断更新教育理念，继续稳步推行有机化学实验的教学改革，探索更加适用于建设应用技术型大学的科学实验教学体系和管理运行机制。
作者：冯建 熊伟 王金波 邱会东 单位：重庆科技学院化学化工学院
参考文献
[1]冯建，杨睿宇，熊伟，等．应用型化学化工类专业人才培养模式的初步研究与实践[J]．重庆科技学院学报(社会科学版)，2011(14)：183-183．
[2]刘德蓉，熊伟，邱会东，等．校企合作下的化学化工类人才培养模式探索[J]．科技信息，2012(33)：55+79．
[3]宁静恒，李和平．有机化学实验绿色化教学模式改革的初步研究[J]．广东化工，2009，36(6)：220-221．
来源：中文期刊