第1篇：开放性有机化学实验教学的微型实验模式
大学本科化学类专业的有机化学实验教学过程是一个循序渐进的教与学的过程。通过学习与实践训练，学生能够掌握基本的有机化学实验原理和操作技能，培养对有机化学实验的浓厚兴趣。由于基础有机化学实验的教学方法的局限性，学生在掌握了基本的实验技能后，希望有机会亲自参与一些有机化合物合成方法的设计与实施。学生通过主观能动的科研实践活动，有效地训练与发展创新性思维，充分地锻炼与提高个人能力与科学素质，同时也能够积累一定的科研经验，为进入研究生阶段深造或进入社会就业积累资本。因此开放性有机化学实验课程的设置是水到渠成的结果。然而有机化学实验室向学生开放，最大的难题是实验室的安全性问题，其次是实验室场地的问题。另外开放性有机化学实验所需试剂和实验仪器与设备种类较多，实验经费不足的矛盾也不容忽视。微型有机化学实验法是一项具有专业特色的教学方法，它是在绿色化学思想指导下创新性地利用微型化仪器和装置（常规实验的10%～1%）和极少量的试剂（常规实验的几十分之一至千分之一）进行化学实验的一种方法，做为绿色化学的一项技术和方法，是21世纪化学工作者应该了解并掌握的一种方法[1]。微型有机化学实验法具如下优点：①实验试剂的量的减少，可大大节约实验操作时间，使实验室在有限的学时中能安排更多的实验；实验仪器的微型化，使实验时所占用的空间大大减小，缓和了原本拥挤的实验室空间，提高了实验教学效率和效果。②实验试剂用量的减少，从源头上减少了浪费，降低了对环境的污染和三废排放；实验时间的缩短减少了实验过程中的水电能源消耗；实验的微型化也降低了对实验设施的要求。③微型化实验减少了易燃易爆试剂药品的用量，降低了有机化学实验的危险性，使操作更安全。④微型化实验能激发学生的兴趣，增强探究积极性，实验药品用量的减少使学生更加注意实验中的现象，操作过程中更加小心谨慎，对每一过程的跟踪和处理更加认真，培养了规范、细致的操作习惯，提高了学生的实验动手能力和观察能力；同时也树立了大学生的环保意识、公民意识，提高了学生的社会责任感。
虽然微型有机化学实验有着常量有机化学实验无法相比的优势，但也存在着明显的不足[2-3]，例如：①仪器操作比较复杂。因为微型有机化学实验仪器规格较小，因此在操作过程中使用起来不是很方便，需要花费很多时间安装实验装置以及装置的固定等，这是使用过程中常出现的问题。②实验现象不便观察。虽然微型有机化学实验能起到和常量有机化学实验相同的实验目的，但是在具体操作过程中由于实验试剂用量相对较少，仪器粘附等损耗相对于原料用量的比例较大，使实验现象有时不明显，要准确观察比较困难。此外，微型合成实验由于试剂用量少，产物量也相对较少，甚至得不到产物，对学生的自信心有一定的影响。③实验方法不符合实际要求：微型有机化学实验教材种类不多，且很多合成实验仅仅是对常量实验作了按比例缩小试剂用量的改进，导致学生实验效果不明显，容易出现失败个案，使微型有机化学实验的广泛应用受到了一定的限制。因此我们认为微型有机化学实验完全替代常量有机化学实验是不可取的，只有扬长避短，才能充分体现微型有机化学实验的优势，才能使微型有机化学实验研究在实践中取得更有效的进展。我校材料与化学化工学院在微型化学实验教学研究工作起步早、基础实、推广应用成效显著，已出版有微型化学实验、微型无机化学实验、微型有机化学实验等教材[4-6]，全国微型化学实验研究中心即设在材化学院，在全国具有较高的知名度。在2010年我校规划的“全国师范类实验教学示范基地建设”中微型化学实验作为特色项目被重点列入。利用我院微型化学实验研究的有利条件，把开放性探索创新性实践教学与微型有机化学实验相结合，利用有限的实验场地，将有机化学实验中的不安全因素降到最低程度，同时也可较大程度地节省实验费用，提升有机化学实验的开放度，最大程度地满足学生创新性、探索性能力训练的愿望。要使微型有机化学实验与学生的探索性、创新性实践活动有机结合并顺利实施，还需要在实验教学和实验管理方面建立一套切实可行的操作模式。本文对在实施开放性微型有机化学实验教学中的方法和体会作如下总结汇报。
一、开放性微型有机化学实验的教学指导思想
化学类专业的有机化学实验教学模式，是在相关专业的有机化学实验教学大纲的指导下，选用适用于本专业的的实验教材，根据由易到难、由简单到复杂的操作技术等教学特点选取实验项目，以循序渐近的教学方式对学生进行有机化学实验操作技能的训练。学生不能自主挑选实验项目，也不能自主设计实验方法或增减实验步骤。在老师的指导下，在符合科学性的前提下，学生可以自主选题，用微型有机化学实验技术对目标化合物的合成方法与步骤进行合理的设计和优化，对实验数据和产物进行分析、验证，最后撰写一篇模拟的科研小论文，初步体验科研的一般过程。通过这一模式的教学，学生的创新性思维与探究能力可以得到充分的发挥与强化，自身的主观能动性也能够得到了充分的实现。
二、开放性微型有机化学实验的教学内容与操作流程
1.框定大类，分组选题。指导老师根据微型有机化学实验的特点，先框定几个化合物类别的实验项目，如醇类、醚类、酯类和羧酸类等。框定实验项目类别的原则是，目标产物尽可能为固体化合物或有比较高沸点的化合物，以利体现微型有机化学实验教学的综合效果。学生自愿报名并合理调配进行分组，按一个小组一个类别进行选题，小组中的每个学生选取一个同类别但不同的目标化合物进行合成实验设计。在选取与确定目标化合物的过程中，学生首先要初步查阅相关化合物类别的文献资料以作选题参考。
2.查阅相关实验的常量操作方法的文献资料，对备选方法进行可行性分析。学生在老师指导下，对所选目标化合物的合成方法进行文献检索、阅读与筛选。查阅所得的合成方法一般为工业合成法和实验室合成法，合成的方法、所需的试剂及实验条件各不相同，学生必须在已学的有机化学实验基础上，根据自己掌握的理论知识和实践操作经验进行可行性分析与筛选，确定2～3种可行的方法待指导老师审核。
3.微型化实验方案的设计。学生所选的实验方法在得到指导老师的审核批准后，对已选方法进行微型化实验方案设计、实验条件优化方案设计等，并经老师指导修改和完善后，进入实验准备阶段。
4.实验前的准备。以实验类别小组为单位填写申领/申购实验试剂、实验仪器/设备表格，交给学院实验中心进行审批与备货。在此期间，若遇试剂采购有困难，实验中心应及时反馈，学生再作相应的实验方案与实验试剂的调整。
5.实验过程。实验试剂及仪器设备到位后，在实验室开放的时间里进入实验室进行实验。对不同的微型实验方法进行对照实验、条件优化实验等，仔细观察实验现象，详细记录实验数据，在老师的指导下对原设计方案中的一些不合理的步骤进行适当的修改或完善，对各步骤所获的产物进行常规的熔、沸点表征。实验过程中，严格遵守实验室规则和有机化学实验操作规程，虚心接受指导老师的指导和实验中心管理人员的管理。
6.实验的后期工作。在完成整个实验过程后，对获取的实验数据进行整理与补充，并撰写一篇2000字以上的实验小论文，汇编成册。
7.成绩的评价与推优。以小组为单位评选，评选依据是资料查阅和方案制定的质量、实验工作量、实验数据的质量以及实验小论文写作情况，评选出30%左右的学生给予优秀成绩，报送学院存档。
三、开放性微型有机化学实验教学中指导老师的作用
开放性微型有机化学实验教学，从学生选题、查阅资料、筛选方法、制定实验方案，以及实验方案的实施和撰写论文等整个过程中，指导老师都起着关键的作用。因此指导老师所承受的工作强度是与常规的实验教学不可比的。指导老师必须花费大量的时间和精力全身心地投入，以期达到开放性实验教学的目的。
四、开放性微型有机化学实验教学中学生的素质与教学效果
微型有机化学实验的特点是仪器小、试剂量少、实验现象不明显等，学生的素质会直接影响开放性实验的教学效果。选修开放性实验的学生大部分是本着提高自身实验素质、发挥主观能动性、加强自主创新能力的目的而来，这些学生具有认真主动、严谨细致的优良素质，学习能力也比较强，往往会正面体现微型有机化学实验的教学效果。也有少部分学生则是因学分而选，在实际的教学过程中显得比较被动，可能会造成负面的教学效果。这些学生的选修会大大增加指导老师的指导工作量。因此在开放性微型有机化学实验的教学中，对报名选修的学生应进行筛选，以达到良好的教学效果。
五、开放性微型有机化学实验教学中实验室的管理
在开放性微型有机化学实验教学工作的整个过程中，除了教学指导老师外，还必须有实验中心管理人员的积极参与和全程配合，从试剂、仪器设备的采供，到实验室的日常管理和仪器维护，均需相关实验员老师和实验室管理人员的全程参与和管理。实验室管理人员的积极配合是保证开放性实验教学顺利进行的有力保障。
开放性微型有机化学实验的开设，有效地解决了有机化学实验室向学生开放可能带来的实验的安全性、实验场地及实验资金不足等问题。通过开放性微型有机化学实验的实践训练，学生的创新能力和综合设计能力得到了很好的训炼，环保意识也得到了进一步的加强。许多学生对科研工作因不了解而有所畏惧，通过开放性微型有机化学实验，实际体验了科研的一般过程，对科研有了新的认识和理解，有的甚至设定了考研的目标。微型实验小论文作为成果汇编成册后印发给了参加选修的学生留作记念，更带动了其他学生对微型有机化学实验的兴趣。开放性实验课程的开设使教学改革达到了新的高度。
第2篇：基础有机化学实验教学改革
基础有机化学实验是一门实验性很强的基础学科，对创新型人才的培养起到了非常重要的作用。安徽师范大学化学与材料科学学院十分重视化学实验教学改革，不断优化化学实验内容，调整教学方法，努力探索在实验过程中提高学生的动手技能和创新能力，把对学生能力的培养贯穿于实验教学的每一个环节。基础有机化学实验教学改革正逐步走向完善。
一、目前安徽师范大学基础有机化学实验教学状况
1.强化学生课前预习，不打无准备之仗。
实验前预习是做好化学实验的前提条件之一，实验前预习包括认真阅读实验教材、掌握实验原理、掌握实验操作步骤、了解所用到的实验仪器使用方法及相关药品的物理和化学性质，掌握化学实验成败的关键点。并且写出预习报告，课前接受教师的检查和提问。预习报告内容包括：实验目的、实验原理、主要试剂和仪器、反应装置图等。通过实验前预习，学生在做实验前能深刻理解掌握实验原理和步骤，避免在实验中出现“按方抓药”的现象，从而保证实验效果[1]。
2.精选实验内容，节省实验时间，取得良好的教学效果。
通过安徽师范大学几代教育工作者共同努力，通过实验教学实践，基础有机化学实验课内容已经初步形成，具体见表1。原来有机物合成实验比较多，比如苯甲酸的制备，肉桂醛的提取和鉴定等，现行实验已经做了更改。作为基础有机化学实验，我们增加了基本操作性实验，减少了有机合成实验。所谓万丈高楼平地起，作为省属重点师范大学，我们很重视基础知识的掌握和基本操作的练习，这为学生以后的综合有机化学实验的学习和将来的科学研究和创新奠定了良好基础。
3.优化教学方法，培养学生创新思维能力。
首先，运用多媒体进行教学以适应社会发展的需要。将多媒体运用到教学中展现出了较以往黑版式书写教学更多的优点，尤其对实验教学更加体现出良好的效果。它能将文字转变为图形，生动地体现实验操作过程，使学生能及时注意到实验操作中容易出现的纰漏点，降低学生在具体实验操作过程中出现错误的几率，增强实验效果。其次，加强了对学生实验过程的指导，指导教师一直坚守在实验室，及时和学生进行交流，为学生解答实验中所遇到的疑惑。在实验即将结束时，对学生的实验结果进行检查，对于产率低、产品纯度差等由操作失误引起的问题进行分析，让学生彻底领悟实验要点和掌握实验技能，这是实验教学改革的目的，同时让学生自己找出其他可行性实验方案，并进行对比，找出优缺点。此举极大地了开发了学生的创新能力。
4.完善了实验教学考核体系。
我们改变了以往只通过实验考试和实验报告考察（各占50%）的考核体系，现在的考核模式在以往基础上，更加侧重于平时的实验技能的考察：包括学生的实验预备情况、实验过程中操作能力、实验结果的分析和实验结束后学生整理台面、处理污染物的方法和能力。新的考核体系实验考试占30%，实验预习占30%，平时实验室实际操作能力占40%。此举不仅避免了单一的考核体系对学生实验成绩考核的误差，而且使学生实验更加规范化，避免了学生平时实验课出现不认真的现象。
二、基础有机化学实验教学改革的探索
1.绿色化学改革。
绿色化学已成为当今社会化学研究的前沿区域，全球化学污染比较严重，严重影响居民生活和生命安全。随着工业生产批量化，人类对环保要求越来越高。要有效地控制污染，必须从源头上加以遏制。虽然每次化学实验排放污染物的量很少，但是多批次的学生实验会使排放的污染物的累积量惊人。控制好化学实验室污染物的排放对于环境保护有重大意义。以下对有效控制实验室污染物的排放进行分析：
（1）减少实验反应物物质的量并将有机物循环利用。
要控制污染物的排放，必须从源头着手。在化学实验中，有效减少反应物物质的量势在必行。对于有机物合成实验，必须改变原来将大量药品用于实验的模式，代之以微量进行实验。将有机物循环利用也是减少化学污染排放的良好措施，表一中实验（3）和实验（8）的药品可以循环利用，在对乙酰苯胺进行制备后，保存多余的乙酰苯胺，待下一年度有机物重结晶进行再次利用。加强有机物的循环利用既能节省药品，又能保护环境。
（2）尽量使用易处理、无毒性药品代替管制、毒性比较大的药品。
目前，国家对药品进行控制和管理。尤其是对剧毒、易制毒、易燃易爆性药品限制性出售，一般市面上这类药品已经销声匿迹，需要采购的单位必须经过公安部门的审批。使用易处理、无毒性药品已是大势所趋。使用危害小的化学试剂，提高了实验教学安全性，且有利于社会治安。在实验（4）中，我们可以选择乙酸乙酯代替乙醚萃取冰醋酸和水的混合液中的醋酸。乙醚属于易制毒药品，并且具有麻醉性，用乙酸乙酯代替乙醚，既能达到萃取醋酸的目的，又易于购买，对环境污染小。
（3）对反应产生的污染物进行后续处理，严禁向下水道倾倒。
有机化学实验很难避免化学反应产生的污染物，尤其是有机合成实验，为防止这类化学污染物危害生活环境，对反应产生的污染物进行后续处理已经迫在眉睫。化学污染物的处理有两种方式，一是实验室人员对污染物进行处理，二是采购污染物处理设备。针对基础有机化学实验，污染物主要来源于实验（8）和实验（9），一般采取方式一进行解决。乙酸乙酯的合成实验中，可以在合成装置后面接上尾气吸收装置。这样既能使废气得到处理，又能增强学生的环保意识。在乙酰苯胺熔点测定实验中，实验结束后，我们可以将装有乙酰苯胺的熔点管收集起来，放置于空气中自然冷却，经过研碎、溶解、过滤，重新收集乙酰苯胺。少量的废弃物排放对环境污染小，但是周而复始的有机化学实验教学会使这种污染物积少成多，为防止污染，我们不得不引起足够重视。
2.适当增加应用型实验和开放性实验。
为了提高学生对基础有机化学实验的学习兴趣，缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距，增强学生社会竞争力，可在实验教学内容上增加应用型实验和开放性实验。阿司匹林学名乙酰水杨酸，具有解热止痛和治疗感冒的作用。增加阿司匹林的合成实验，不仅巩固了重结晶提纯法操作，而且对于应用型人才培养起到了举足轻重的作用。设置开放性实验必须根据学校实验室自身条件和学生总体素质水平展开。开放性实验项目可包括现代有机分析仪器的操作实验、与科研相结合的开放性实验、[5]与校企合作项目相结合的开放性实验。开放性实验让学生接触到平常很少或者几乎没见过的大型仪器，极大地提高了学习积极性，很快参与到全开放实验教学的全过程中。开放性实验教学为学生提供了一个展示自我能力的机会和平台，与我校的人才培养目标紧密结合。过去的实验教学目的是培养学生的基本操作技能，验证理论的正确性，培养学生实事求是的科学素养，这固然重要，但忽略了学生的主动性和创新性。通过增加应用型实验和开放性实验，能拓宽学生视野，增强学生科研创新能力，激起学生的求知欲，同时为学生学习后续专业课程打下坚实基础。
3.开设化学实验室安全教育课，增强师生安全意识。
随着我国高等教育的不断发展，化学实验室教科研活动日趋平凡，各种实验室安全问题日益凸显，强化实验室安全管理，建设教科研不断运行及不断创新的实验室是高校师生不可忽视的一项重要工作。长期以来，化学实验室安全教育一直以来没有得到足够重视，一般只是在学生上实验课之前由授课老师简单提一下，并没有做系统、全面的讲解。学生掌握的只是支离破碎的安全教育相关知识。在此境况下，开设化学实验室安全教育课已不可或缺。化学实验室安全教育课内容包括：①化学实验室规则和注意事项；②各种常见的强酸、强碱、易燃、易爆、易制毒、剧毒药品的使用方法和预防；③常见灭火器分类和使用方法；④实验室废液的处理；⑤外伤、化学腐蚀的预防和处理；⑥安全用电。[6]对学生实施系统性、全面性实验室安全教育，不仅能大大提高实验室的利用率，减少人为灾害带来的损失，而且能强化学实验教学效果。
三、结语
我们在现有化学实验教学框架下进行了改革，优化了实验教学体系，学生的综合素质得到了提高。他们基础扎实、动手能力强，并且具有一定的开拓创新能力，得到了社会各界一致好评。在进行有机化学实验改革的同时，还要着力促进教师团结合作，提高教师业务水平。基础有机化学实验改革还需继续探索，为培养出与现实接轨、社会满意的新型人才作出贡献。
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