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有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)精品課程建設(shè)的探索與實(shí)踐論文
化學(xué)是以實(shí)踐為主的學(xué)科，而“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”則是一門重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，是我�；瘜W(xué)、化工、材料、生命科學(xué)等多種學(xué)科學(xué)生必修的主干課程之一。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生熟練的實(shí)驗(yàn)技能，加深對(duì)有機(jī)化學(xué)基本理論和概念的理解，還可逐漸培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、解決問題的能力，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的工作習(xí)慣，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。1999年，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院啟動(dòng)本科基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，以素質(zhì)與創(chuàng)新精神培養(yǎng)為重點(diǎn)，以“以學(xué)生為本”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念為依據(jù)，對(duì)管理體制、課程體系和教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行全面的改革。實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革取得了一定成效，2005年我院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心榮獲教育部公布的化學(xué)類第一批國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心稱號(hào)。作為廈門大學(xué)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的一員，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程組每年承擔(dān)全校不同專業(yè)近千名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。本文結(jié)合我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體情況，闡述了建設(shè)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”精品課程的探索與實(shí)踐。精品課程的建設(shè)必須要有整體的、全局的觀念和視野，應(yīng)以現(xiàn)代教育思想為先導(dǎo)，以建設(shè)相應(yīng)層次的、具有較強(qiáng)針對(duì)性和適用性的優(yōu)秀教材為核心，以提高師資隊(duì)伍素質(zhì)為前提，以教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代信息技術(shù)手段為平臺(tái)，以科學(xué)的管理體制為保障，是集觀念、師資、內(nèi)容、技術(shù)、方法、制度于一身的整體建設(shè)。所以我課程組建設(shè)“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”精品課程的目標(biāo)是創(chuàng)建課程新體系、優(yōu)化課程內(nèi)容，創(chuàng)建高水平的教學(xué)條件，建設(shè)高水平師資隊(duì)伍，改進(jìn)教學(xué)方法、提升教學(xué)質(zhì)量。
一、創(chuàng)建課程新體系，優(yōu)化課程內(nèi)容
根據(jù)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的大綱要求和教學(xué)目標(biāo)，我們對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作了精心安排：基本操作訓(xùn)練→合成實(shí)驗(yàn)→系列實(shí)驗(yàn)→專題實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)一開始先安排三個(gè)基本操作訓(xùn)練：蒸餾、重結(jié)晶及熔點(diǎn)測定。經(jīng)過幾次訓(xùn)練之后，學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)技術(shù)有了一定熟悉和了解，這時(shí)便轉(zhuǎn)入合成實(shí)驗(yàn)，將其他基本操作結(jié)合到合成實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行訓(xùn)練，如將分餾結(jié)合在乙酰苯胺的制備中訓(xùn)練，水蒸氣蒸餾結(jié)合在肉桂酸的制備中訓(xùn)練。在加強(qiáng)基本操作訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，我們?cè)黾恿硕嗖襟E合成實(shí)驗(yàn)的分量，將原來分散的、單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)組合成相互聯(lián)系、前后呼應(yīng)的系列實(shí)驗(yàn)，并且注意與理論課講授的內(nèi)容相配合，同時(shí)兼顧有機(jī)反應(yīng)類型及實(shí)驗(yàn)的基本操作。這就要求學(xué)生從一個(gè)基本的原料出發(fā)，進(jìn)行多步驟的合成，每一步合成既是獨(dú)立的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，所得產(chǎn)品又是下一步合成的原料，既獨(dú)立又相互聯(lián)系。系列實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，促使學(xué)生重視基本操作，認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)的每一步驟，認(rèn)識(shí)到操作中的一步不慎都將直接影響到下一步的實(shí)驗(yàn)，從而提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，也便于教師評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。系列實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性還在于將上一步的產(chǎn)物作為下一實(shí)驗(yàn)的原料，這樣既可緩解試劑供應(yīng)緊張的矛盾，節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支，又能培養(yǎng)學(xué)生綜合利用的思想。此外，我們還開設(shè)了一些專題實(shí)驗(yàn)，不斷補(bǔ)充新實(shí)驗(yàn)，使之與教師的科研方向相聯(lián)系。2008年在化學(xué)系2006級(jí)開設(shè)了研究型實(shí)驗(yàn)，由教師提供實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)所選的課題進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研、擬定實(shí)驗(yàn)方案。從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，到動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，每一步都要?jiǎng)幽X筋，都充滿挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)中遇到的挫折，可以使學(xué)生體會(huì)到攀登科學(xué)高峰的艱辛，更激發(fā)出強(qiáng)烈的求知欲和創(chuàng)造力，最終體驗(yàn)到解決問題后的喜悅。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間相對(duì)自由，實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵豐富，學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、設(shè)計(jì)能力、解決問題和分析問題的綜合素質(zhì)可以得到全面提高。
在新的教學(xué)體系的指導(dǎo)下，我們對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的整合、重組和優(yōu)化，以適應(yīng)21世紀(jì)人才培養(yǎng)的需求。刪除了像硝基苯等毒性較大、污染較嚴(yán)重、危害師生健康的實(shí)驗(yàn)，增加了一些實(shí)驗(yàn)難度較大的反應(yīng)系列及反應(yīng)類型。這些實(shí)驗(yàn)在一定程度上體現(xiàn)了有機(jī)合成方法的進(jìn)展，促使學(xué)生總結(jié)、靈活運(yùn)用前階段所學(xué)到的知識(shí)與技能。另外，將兩個(gè)較短的實(shí)驗(yàn)安排在一天內(nèi)進(jìn)行，如乙酰水楊酸的制備和甲基橙的制備一天完成;或在一個(gè)需要較長反應(yīng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)中交叉進(jìn)行另一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如從茶葉中提取咖啡因的實(shí)驗(yàn)，利用反應(yīng)時(shí)間長的特點(diǎn)，穿插進(jìn)行柱色譜的實(shí)驗(yàn)。這樣既可避免單獨(dú)的基本操作訓(xùn)練占用大量實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，又能達(dá)到訓(xùn)練的目的，在不增加學(xué)時(shí)的情況下，學(xué)生能得到更多的合成實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，并且緩解了實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)逐年減少的矛盾。近幾年，有機(jī)化學(xué)課程組教師還積極參與教學(xué)內(nèi)容的改革，對(duì)一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果較差的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行條件優(yōu)化，例如：安息香及阿司匹林合成實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，較大幅度地提高產(chǎn)率，既保證實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，又提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。除此之外，還開發(fā)出近20個(gè)新實(shí)驗(yàn)，開設(shè)多個(gè)研究型課題供學(xué)生進(jìn)行研究型實(shí)驗(yàn)，發(fā)表了20余篇教學(xué)論文，并將其應(yīng)用于基礎(chǔ)教學(xué)中。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入現(xiàn)代合成技術(shù)(微波輻射合成技術(shù)和超聲波技術(shù))和現(xiàn)代分析手段(氣相色譜儀、紅外光譜儀)，既可節(jié)約實(shí)驗(yàn)課時(shí)，又可豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，促使學(xué)生拓寬視野，了解科技前沿。研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造了一種滿足學(xué)生渴望獨(dú)立學(xué)習(xí)、獨(dú)立實(shí)踐的環(huán)境，激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，這是一條培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的新途徑。
我們采用“小量-半微量-微量”的教學(xué)模式，能對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行系統(tǒng)地訓(xùn)練，節(jié)約實(shí)驗(yàn)試劑，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，增加訓(xùn)練內(nèi)容，同時(shí)能滿足“綠色化學(xué)”的要求，減少對(duì)環(huán)境的污染。1991年在國內(nèi)率先將常量實(shí)驗(yàn)改為小量實(shí)驗(yàn)，試劑用量為原教材中用量的1/2～1/3。1999年在化學(xué)系基地班開設(shè)半微量、微量實(shí)驗(yàn)，試劑用量為常規(guī)用量的十分之一至幾十分之一。小量、半微量、微量及多步驟合成實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式受到學(xué)生的普遍歡迎與好評(píng)，學(xué)生反映說：“半微量、微量操作雖然難度比常量操作大，但對(duì)提高自己的實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平和認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)是大有益處的;半微量、微量操作實(shí)驗(yàn)儀器小，試劑用量少，實(shí)驗(yàn)的精度增加了，一點(diǎn)都馬虎不得，但只要你多動(dòng)腦筋，嚴(yán)格按操作規(guī)程做，得到的收獲更大�！�
二、加強(qiáng)立體化教材建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，創(chuàng)建高水平的教學(xué)條件
1.立體化教材建設(shè)
教材是教學(xué)內(nèi)容的主要載體，教材建設(shè)是搞好教學(xué)的基礎(chǔ)。1991年，我們出版了《實(shí)用有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材，經(jīng)11年全校各專業(yè)學(xué)生使用，取得了較好的教學(xué)效果。隨著有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代分析手段在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容和手段已經(jīng)發(fā)生了較大變化，且由于人們綠色化學(xué)意識(shí)的提高，該書已不能滿足當(dāng)前教學(xué)改革的需要。為了適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)改革的需要，我們?cè)趯W(xué)校教材建設(shè)項(xiàng)目的支持下，于2003年在原實(shí)驗(yàn)書的基礎(chǔ)上，參考近年來國內(nèi)外出版的同類教材，在編排體系和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上進(jìn)行了較大的修改和補(bǔ)充，刪除了部分毒性大、污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)，增加了小量、半微量、微量及多步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，新編寫了《小量、半微量、微量有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材，這本教材于2006年入選國家“十一五”規(guī)劃教材，將由高等教育出版社出版。
教材的建設(shè)不僅僅局限于簡單的一本教材的建設(shè)，還需要著眼于整體，建立一個(gè)完整的系統(tǒng)。近幾年來，不斷有年輕的新教師和大量的研究生參與有機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作。由于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，加上本人所受的有機(jī)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練也參差不齊，因此對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求的認(rèn)識(shí)和理解也不同，特別對(duì)基本實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范要求上不完全統(tǒng)一，這就在一定程度上影響了有機(jī)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)水平，也制約了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)向更高水平發(fā)展。為了統(tǒng)一要求、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范基本操作，公平、公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，以及方便教師備課，我們編寫了《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》講義。配套的教師用的指導(dǎo)書有利于教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化和實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化，提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。
為了適應(yīng)教育技術(shù)的發(fā)展，我們不僅致力于紙質(zhì)教材的建設(shè)，還開發(fā)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)站。課程網(wǎng)站是課堂教學(xué)的延伸，在運(yùn)用多媒體組合教學(xué)的同時(shí)，架設(shè)課程網(wǎng)站是十分必要的。為配合多媒體授課，我們?cè)趯W(xué)院網(wǎng)絡(luò)上架設(shè)了“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)站”，完成了相關(guān)的CAI課件及幻燈片，并將課程介紹、課程信息、教學(xué)大綱、任課教師信息、補(bǔ)充習(xí)題、電子教案、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、CAI課件等全部上網(wǎng)。本課程所建立的網(wǎng)絡(luò)立體教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生的自主式學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)提供了很多便利條件，實(shí)現(xiàn)了課后師生之間、學(xué)生之間的網(wǎng)上交流。
2.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
近幾年來，為了改善學(xué)生的實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境，學(xué)校給予大量的資金投入，為學(xué)生各配備了一套半微量和微量合成儀，并新購置了一批較先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生掌握和使用現(xiàn)代分析、測量儀器的訓(xùn)練。
2004年，學(xué)校又投入四百多萬經(jīng)費(fèi)，對(duì)漳州校區(qū)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全面裝修，所用儀器設(shè)備均重新購置，學(xué)生實(shí)驗(yàn)室面積已達(dá)2000多平方米，可同時(shí)供300多名學(xué)生使用。2007年，還在每間實(shí)驗(yàn)室配備了多媒體設(shè)備，為全面實(shí)施實(shí)驗(yàn)課程的多媒體教學(xué)提供了硬件條件。經(jīng)過幾年的努力，目前實(shí)驗(yàn)室的軟硬件設(shè)施已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
三、建設(shè)高水平師資隊(duì)伍
師資隊(duì)伍建設(shè)是精品課程建設(shè)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和核心，只有建立一支精干的高素質(zhì)教師隊(duì)伍才能保證精品課程的高水平。近年來，我們非常重視師資隊(duì)伍的建設(shè)，采用引進(jìn)與培養(yǎng)相結(jié)合、學(xué)歷培養(yǎng)與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合等多種方式，建立了一支年齡、職稱、學(xué)歷結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)教師隊(duì)伍。目前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程組共有16位教師，主要由中青年教師組成，其中教授3人，副教授8人，講師3人;具有博士學(xué)位的12人;留學(xué)回國人員6人。教師隊(duì)伍學(xué)緣分布寬泛，其中學(xué)士、碩士、博士學(xué)位至少有一項(xiàng)在外校獲得的有13人，占81%;10位教師曾到美國、法國、香港做訪問學(xué)者或攻讀博士學(xué)位。多數(shù)教師教學(xué)與科研相結(jié)合，主持和參與教學(xué)和科研項(xiàng)目40余項(xiàng)，公開發(fā)表的教學(xué)科研論文過百篇，主編和參編的教材2部。新參加教學(xué)工作的教師，均由具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀教師輔導(dǎo)，學(xué)習(xí)優(yōu)秀教師的教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，試講合格才能上崗，在優(yōu)秀教師的傳、幫、帶下逐步走上主講崗位。本課程組還經(jīng)常組織教學(xué)觀摩和教學(xué)研討活動(dòng)，請(qǐng)有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀教師做示范教學(xué)、介紹經(jīng)驗(yàn)、交流采用現(xiàn)代教育技術(shù)教學(xué)心得。在近幾年學(xué)校及學(xué)院組織的青年教師教學(xué)技能比賽中，本課程組的青年教師所講授的實(shí)驗(yàn)課取得很好的成績。
四、改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量
隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展和普及，多媒體教學(xué)逐漸走進(jìn)教室，大屏幕投影和網(wǎng)絡(luò)多媒體計(jì)算機(jī)等先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備進(jìn)入課堂，代替了黑板加粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)模式，極大地提高了教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。從2006年開始在2004級(jí)試點(diǎn)采用多媒體授課，2007年起所有有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)班全部采用多媒體授課。實(shí)驗(yàn)課前要求學(xué)生配合網(wǎng)絡(luò)課程先做好預(yù)習(xí)，寫好預(yù)習(xí)報(bào)告。經(jīng)過指導(dǎo)教師的檢查合格才能進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)課中教師采用計(jì)算機(jī)多媒體來演示實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容及注意事項(xiàng)。學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)過程中教師全程指導(dǎo)和當(dāng)面答疑。在教學(xué)方法上，注重將系統(tǒng)講授與啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合，教師講解與學(xué)生討論相結(jié)合，學(xué)生自學(xué)與教師重點(diǎn)講解相結(jié)合，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合。在實(shí)驗(yàn)過程中不斷引入新實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)。例如用微波輻射法合成苯氧乙酸，該方法比常規(guī)法節(jié)省了1.5小時(shí);2008年又把超聲波技術(shù)應(yīng)用于2-甲基-2-己醇的制備實(shí)驗(yàn)中，解決了本實(shí)驗(yàn)引發(fā)較難的問題。這樣的教學(xué)方法使得教學(xué)多樣化、形象化，達(dá)到了生動(dòng)、形象及規(guī)范化的教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。
五、實(shí)踐效果
幾年來的教學(xué)實(shí)踐證明，我們所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索是成功的，這為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)精品課程的建設(shè)奠定了扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。1994年我們所承擔(dān)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課與理論課一起被評(píng)為校優(yōu)秀主干課程，并在“211”預(yù)審中獲國家教委好評(píng)。2005年有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課被評(píng)為廈門大學(xué)精品課程，2008年有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程獲校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，同時(shí)被評(píng)為福建省精品課程。在參加的六屆全國大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請(qǐng)賽中，我系“基地班”的同學(xué)共獲得四屆有機(jī)實(shí)驗(yàn)個(gè)人一等獎(jiǎng)，一屆有機(jī)實(shí)驗(yàn)個(gè)人二等獎(jiǎng)的好成績。廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院成功舉辦2004年全國第四屆大學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)邀請(qǐng)賽(共有32所重點(diǎn)高校參加)，本課程組承擔(dān)了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)部分的命題及實(shí)驗(yàn)工作，受到其他兄弟院校的好評(píng)。
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