有机化学实验教学中本科生科研素质

　　化学是一门以实验为基础的学科，其中实验课是化学专业课程教学的重要环节，也是学生从理论课程的学习向从事科学研究过渡的重要桥梁。尤其是有机化学实验，以郑州大学化学与分子工程学院化学专业本科生的课程安排为例，有机化学实验课程分两学期开课，每学期100学时，共计200学时，是化学专业中学时最多的实验课程。本门课程对于巩固学生有机化学基础理论知识、锻炼其动手能力、培养学生观察和分析问题的能力起着至关重要的作用。如何让有机化学实验课起到桥梁作用，帮助学生顺利地从理论学习的模式转入科学研究的模式，笔者根据有机化学实验课程的特点，结合自己的教学经验，从教学观念的转变、教学方法的改进、评价系统的改革三个方面探索本科生有机化学实验教学改革，以培养学生的科研素质和综合能力。

　　一、实验课教学观念的转变

　　1. 任课教师在思想上重视有机化学实验课教学。本科教学不仅要传授给学生基本的理论知识，更要结合教学实践培养学生独立从事科学研究的能力，为其以后能够更好地适应研究生阶段的学习、科研打下良好的基础。实验课程对于培养学生的科研素质和能力起着重要的作用，然而目前在很多高校实验课程并未受到应有的重视。例如，有机化学实验课经常被视为有机化学理论课的附属课程，一般年长且经验丰富的老教师不愿意去带实验课，最后只能安排一些新进的年轻教师去带课。与此同时，许多任课教师力求简化、敷衍了事，对学生放松要求，这无论是对于学生还是教师都是不利的。解决这一问题的方法是让拥有多年教学经验的老教师或是科研做得比较好的教师参与其中。这样，一方面经验丰富的老教师能将其教学经验传授给年轻教师。例如在《用脂肪提取器从茶叶中提取咖啡因》的实验中，由于中间回流、提取的过程时间较长，我们可以采取先给学生讲解如何提取装置的组装，待装置搭建好，体系开始回流后，再讲解后面的实验内容，这样既节省了时间，同时也避免了实验过程中空出时间，导致学生没事情做，凑到一起说笑，玩手机。另一方面，教研室多年积累的优良、教风、教学传统也会得以传承，起到了薪火相传的作用。此外，教师可以在课堂上渗透一些与课程相关的前沿科技知识，科研做得比较好的教师甚至可以将他们平时科研过程中的心得体会讲给学生，以提高学生对化学学科的兴趣。例如，在讲《化合物熔点测定实验》时，我们使用的是毛细管熔点测定法，而现在我们做科研一般是用数字或是显微熔点仪，后者显然要比前者更加精准，但我们为什么还要使用前者呢?这是因为毛细管熔点法虽然不是最精确的，但由于样品用量少、简便易行，还是被广泛采用的，而且它是《中华人民共和国药典》确认并采用的方法。

　　2.引导学生正确认识实验课，培养其综合的科研素质。大学生多年来学习过程中形成了重理论、轻实践的观念。如何转变学生的这种观念，任课教师要起到引导作用。首先是对有机化学实验认识观念的转变，跟理论课相比，实验课更要重视课前预习(很重要，这相当于科研工作中的文献阅读)，还要消除学生的两个误区(即使是化学专业的学生对于有机化学实验也会有极端的认识)：一种是一说到有机化学实验马上就想到的是易燃、易爆、剧毒等，于是做实验时畏首畏尾;另一种是要有“奋不顾身，敢于牺牲”的精神，只有这样才能取得成就。这两种极端的认识对于学生的成长是很不利的，前者会对有机化学望而生畏，久而久之学生会对这门学科失去兴趣;后者容易在实验过程中造成事故。因此，作为教师要在教学过程中及时地纠正学生的错误想法，帮助学生正确认识有机化学这门学科。例如在实验中涉到有危险性的试剂或操作时都要重点强调(如浓硫酸、金属钠、乙醚等)。通过具体地讲解试剂的特点、性质和使用注意事项，既让学生对相关试剂、仪器有了正确的认识，也有助于学生养成规范操作的良好习惯，提高其安全意识。此外，还要注重学生其他科研素质的培养，如实验现象的观察、严谨与实事求是的态度、团队合作意识等，以全面提高学生的综合能力。这对于学生将来无论是在国内外攻读研究生还是走向工作岗位都将是受益匪浅的。

　　二、实验课教学方法的改进

　　1.课程讲解增加互动提问环节，让学生尽可能参与其中。作为教师不应恪守传统的教育观念，尤其不能照搬理论课教学的模式。通过实验课的教学，我们不仅要教会学生本门课程里所涉及的若干反应原理、实验方法和操作等，更重要的是要培养学生发现问题、分析问题、解决问题等综合的科研素质与能力。另外，实验课的教学不能像理论课那样只有教师在讲，讲完大家就去实验。有的教师把整个实验的内容讲得非常仔细，所有的注意事项也完全指出。即使这样也可能会出现两种问题：(1) 学生做完这个实验并没有真正掌握该实验，他们只是“照方抓药”地完成实验内容，对于培养学生的科研能力作用并不大;(2)还有一部分学生，实验做得并不顺利，这是因为他们只是应付性地完成了预习报告这一环节，并没有真正地理解实验。当教师在讲到关键问题或注意事项时他们并没有意识到其重要性，也并不能理解其中真正的原理，导致实验过程中状况百出。因此在实验讲解过程中，教师不能平铺直叙地讲解，要举一反三、前后知识联系，因为实验课上很多用到的知识都是理论课上学过的，同时多以提问的形式增加与学生的互动，这样既对学生的课前预习是一种监督，也有助于学生对知识的掌握。此外，要鼓励学生多提问题、发现问题，提出问题也是一种能力。

　　2.丰富教学形式，提高学生的积极性与兴趣。与理论课相比，实验课的教学形式可以更丰富些，既然学生是课堂的主体，就应该尽最大可能地让学生参与其中。这个过程可以循序渐进，从前面说的提问环节可以逐渐过渡到让学生上台来讲(比如：实验原理或是实验中要注意事项等)。在此基础上，可以让学生试着来讲解全部的实验课内容，让学生自己做一次“教师”。多媒体教学已经渗透到了所有学科，随着网络技术的不断发展，如果实验室配备了投影仪，可以让学生将要讲的内容制作成幻灯片来讲解，将全班学生分成若干个小组，每一组负责一个实验，课前做好充分的预习，并查找资料，制作幻灯片，讲解完，其他同学也可以提问。在学生讲完之后，教师再进行点评和注意事项的强调。这种教学形式，在完成教学任务的同时，使学生的能力得到了锻炼，同时也丰富了教学形式，活跃了教学气氛。

　　三、评价系统的改革

　　有机化学实验虽然是一门独立的课程，但一般只作为考查课，即其成绩是根据学生平时的表现，由任课教师打分。由于学分比较重，学生还是很重视的，如果只对教学形式进行改革而不改革成绩的评价体系，可能会造成打分的不公平。实验课的成绩一般由预习报告、实验操作、实验结果、实验报告等几部分组成，但很多时候任课教师还是很看重实验反应的收率，这种考核方式引起的后果是学生只是片面地追求产物的收率，根本不注重实验过程，进而忽略了对于规范实验操作和实验安全等方面意识的培养。因此，只有将评价方式也进行改革，学生才会真正用心去对待每一个实验、每一步操作。在基本按照上述几个方面进行评分的原则下，侧重于课堂表现和实验报告两个方面。课堂上的表现，不只是实验操作，还包括学生回答问题的情况、遇到问题时能否主动去思考解决问题的办法以及实验结束后打扫卫生的情况等。在实验报告方面，不只是看其是否书写的清晰，还要看实验现象、收率、实验结论是否记录的规范完整，实验日期、实验装置图是否准确记录，以及课后的思考题或是实验中遇到的实际问题，是否做到了认真思考，并分析其原因给出合理解释。上述这些方面是能够真正反映一个学生是否用心去做实验，是否认真观察和记录实验。对于实验所得的产物，要综合分析其收率、颜色、状态等并给出评价。例如，如果一个学生本次实验不是很成功，但其操作规范，并且能够在实验报告中对其相应的结果做出合理的分析，那么本次实验的分数就不会太低。相反，如果某学生本次实验虽然结果很好得到产品收率较高，但在实验过程中有很严重的违规操作，或者书写实验报告时照搬教材或抄袭他人的实验结果，甚至杜撰实验数据，也要对其成绩适当扣分，严重者甚至要对其进行警告。此外，还要鼓励那些在实验课堂上能够积极主动地思考、踊跃发言的学生提出自己的观点，注重培养学生的发散性思维和创新性思维。对于在这些方面表现优秀的学生要适当在其总成绩中加分。

　　四、结语

　　以上是笔者在有机化学实验教学过程中的一些心得和体会，从学生的反应上来看，取得了良好的教学效果。其所带班级的学生中，有的在国家大学生化学竞赛中获奖;有的出国深造;有的被保送到中科院或“985”重点高校。有机化学实验课作为化学专业课程教学中的重要环节，对于培养科研素质好、综合能力强的高素质人才起到了积极的作用。