简谈有机化学开放性实验教学的探索与实践

有机化学实验是一门重要的基础实验课，是医学、药学、化学、化工、生命科学、环境科学等学科学生必修的主干♥课程之一。通过实验课程的教学，不仅可以培养学生的学习兴趣，使学生具备熟练的实验技能，而且还应当逐渐培养学生分析问题和解决问题的能力。传统的有机化学实验课教学，安排学时较少，实验内容单薄且较为陈旧，只能使学生大体了解有机化学实验，而远远达不到上述要求。为了解决这一问题，我校参考和比较了多所学校化学课程开放性实验教学的实施情况，开展了有机化学开放性实验的教学，起到了较好的效果。本文结合我校有机化学开放性实验教学的具体情况，介绍了实验的安排与管理、实验教学内容的一些具体实例以及对改革开放性实验教学的一些思索。

一、实验的安排与管理

在每一个学期末，有机化学的任课教师根据实验室可供使用的时间、仪器设备等条件和不同层次学生的能力水平设计一些开放性实验项目，实验室汇总后在校园网上公布，有兴趣的学生可以先报名，然后在相应的时间进入实验室，在教师的指导下进行实验活动。我校开设的开放性实验项目大体可以分为了解和学习使用新型仪器的实验、教学实验的扩展性实验、与教师的科研相结合的开放性实验这三种类型。

二、开放性实验教学的具体实例

1.了解和学习使用新型仪器的实验

我校为药学、化工等多个专业的学生开设现代有机合成仪器的使用这一开放性实验。在实验课上由教师讲解数字熔点仪、旋转蒸发仪、集热式磁力搅拌器、有机合成装置等仪器的使用。然后由学生进行样品熔点的测定，减压回收溶剂等实验操作。实验时间约为3学时，实验室一次性容纳学生数约为20人。这一实验与传统的熔点测定、减压蒸馏等实验相比，使用了一些新型的仪器，学生积极性较高，因此报名参加这一类型实验的学生人数最多。该实验可以有效地提高学生的学习兴趣，但对学生的实验技能提高帮助并不大，有相当一部分学生只是抱着走马观花的心态来参与，不过也有学生反映这一类型的实验对他们自✡己提出的大学生创新计划很有帮助。

2.教学实验的扩展性实验

我校为学生开设了多种方法从茶叶中提取咖啡碱和乙酸苯酯的合成研究等开放性实验。这些实验可以认为是对从茶叶中提取咖啡碱乙酸乙酯的合成等常规教学实验的一种拓展。在多种方法从茶叶中提取咖啡碱这一开放性实验中，学生需要将普通回流提取法、索氏提取器回流提取法与教学中的直接升华法进行比较讨论。在乙酸苯酯的合成研究这一开放性实验中，学生需要比较乙酸酐与苯酚反应及乙酸酐与苯酚钠反应这两种常见文献合成方法的优缺点。大学各年级的学生都可以参与这一类型的开放性✫实验。这种类型的实验相当于让学生进行几个较为简单的文献实验，所需时间一般为10～20学时。

3.与教师科研相结合的实验

我校根据教师自身参与的一些科研课题开设了双乙酸钠的合成新工艺研究、芳基吡唑腈的合成研究、➳五方酸的合成研究等开放性实验。在这些开放性实验中学生不仅成为了教师的科研助手，而且自身也得到了很大的锻炼。但限于实验条件，一般一个实验项目参与的学生只有5～10名，因为这种类型的实验需要学生投入较多的时间和精力，所以实际报名的学生数也较少。以芳基吡唑腈的合成研究为例，实验过程包括低温下2，6-二氯对三氟甲基苯胺的重氮化反应，重氮盐与2，3-二氰基丙酸乙酯的取代反应，偶氮中间体在浓氨水作用下的关环反应等多个反应。实验操作包括磁力搅拌、机械搅拌、萃取、洗涤、抽滤、重结晶等多个环节。学生需要查阅一系列文献，学习影响重氮化反应、吡唑环形成反应等反应的作用机理，并提出一些设想，在获得教师的许可后，动手进行实验。在这一实验中能够提出一些较好设想并努力进行实验的学生一般都将这部分工作作为自己毕业论文中的一部分，因此参与的学生多数为大三、大四的学生。这种类型的实验时间安排较为灵活，实验总学时为20～100学时不等。能完整参与这一类型实验的学生往往在考研面试和用人单位招聘时得到主考官的青睐。

三、改进开放性实验教学的思考

传统的有机化学实验教学方式是教师讲一下，然后学生照方抓药，所选择的实验内容也受到学校的教学条件限制，新型的仪器设备、较长时间的多步合成这些都很难在常规教学中得到体现。这种教学方式束缚了学生创造性思维的发挥，不利于学生实验能力的培养。

有相当一部分教师认为开放性实验应当是由学生自己根据实验题目的要求，独立拟定实验方案、设计实验技术路线，完成实验过程，指导老师只负责对实验方案进行审查，在实验过程中给予必要的启发与引导，实验完成以后对实验结果和报告进行评定。但实际上一般高校的普通大学生根本不具备这种能力。即使是有机化学的研究生刚进实验室时一般也只是先重复一些文献实验有能力越过这一阶段直接去独立设计和完成实验的本科生在普通高校中为数不多。开放性实验的实施也必须遵循学生的认知规律和学生的能力水平相适应。

我校实施的这些开放性实验难易不同，所需时间也不相等，因此给了学生很大的自由选择空间，有利于激发学生的好奇心和求知欲，有利于培养学生的实验能力和分析思考能力，也给了一些对有机合成有热情、有天分的学生一个提高和表现自己的机会。这一做法切实可行，对于学生创新能力的培养、专业知识的拓展和实践技能的获♪取以及实际工作能力的提高都收到了明显的效果。但这一工作的进行需要教师和实验管理人员投入较多的时间和精力，这不仅需要教师具有敬业和奉献精神，还需要学校能提供相应的支持和鼓励措施。一些有探索性实验项目在实施的过程中还需要教师具有较好的科研水平。

我们对开放性性实验教学改革进行了一些探索，实践证明是成功的。在以后的教学实践中，还需要不断改进，建立相应的激励机制，使开放性实验教学能够持续良好的发展下去。