蔣向輝，苑　靜，祝軍委，胡秀虹

（凱里學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 凱里 556011 ）

應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)探索

蔣向輝，苑靜，祝軍委，胡秀虹

（凱里學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 凱里 556011 ）

在當(dāng)前地方本科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)、研究能力和創(chuàng)新能力，我院進(jìn)行了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式實(shí)驗(yàn)體系和教學(xué)模式的探索。通過優(yōu)化和重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)多步驟合成實(shí)驗(yàn)、引進(jìn)先進(jìn)的合成方法、增設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與完成效果檢測考核方式、建立一支知識結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍等實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革探索，構(gòu)建了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺。通過學(xué)生實(shí)踐與就業(yè)情況表明，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施開放式教學(xué)取得了一定的成效，在培養(yǎng)學(xué)生科研思維與創(chuàng)新能力等方面基本達(dá)到了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。

應(yīng)用型人才；培養(yǎng)模式；有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)；開放式教學(xué)

1.引言

隨著我國高等教育大眾化的不斷深化以及高等教育改革的持續(xù)推進(jìn)，大多數(shù)地方本科院校正逐步向培養(yǎng)應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)型。轉(zhuǎn)型的重中之重是進(jìn)行教學(xué)模式的改革，當(dāng)前開放式教學(xué)模式的探索與推行成了大部分高校課堂教學(xué)模式改革的主要內(nèi)容。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指在教師的指導(dǎo)下，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的使用潛能，從時(shí)間、內(nèi)容與教學(xué)方法等多方面實(shí)現(xiàn)對學(xué)生開放，讓學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與時(shí)間來進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究的教學(xué)方式，是現(xiàn)代高校培養(yǎng)綜合型、創(chuàng)新型人才的新途徑［1］。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的根本目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力，以往的實(shí)驗(yàn)課程主要是根據(jù)理論課程設(shè)置的較為簡單的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)［2］，忽視了學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造意識的培養(yǎng)。而開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)能讓學(xué)生根據(jù)自身實(shí)際、從而更好地發(fā)揮教學(xué)資源的使用潛能，能有效提高學(xué)生的科研意識和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可以說實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的有效開放是當(dāng)前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的主要趨勢［3］。

2.我院有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)的探索

在充分考慮到傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式上的缺點(diǎn)與不足后，我們根據(jù)地方本科院校師資、設(shè)備與學(xué)生基礎(chǔ)等實(shí)際情況，通過人才引進(jìn)、培訓(xùn)以及人才共享等方法完善師資結(jié)構(gòu)，充分拓展校內(nèi)校外實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)資源，構(gòu)建開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺，采用開發(fā)化和綜合多步化實(shí)驗(yàn)教學(xué)等手段進(jìn)行了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式實(shí)驗(yàn)體系和教學(xué)模式的探索，通過學(xué)生實(shí)踐與就業(yè)情況表明，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)施開放式教學(xué)改革取得了相應(yīng)的成效，在培養(yǎng)學(xué)生科研思維與創(chuàng)新能力等方面基本達(dá)到了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。

2.1.優(yōu)化和重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)

首先在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中通過學(xué)生自己的動手操作，培養(yǎng)良好操作技能和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，其次將實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中所要求的基本操作、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)融合在制備實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，而且能有效地提高學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣。有機(jī)化合物制備內(nèi)容的選擇以“化合物的合成、結(jié)構(gòu)表征和性質(zhì)測定”為主線，同進(jìn)加大設(shè)計(jì)性和探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如阿司匹林的制備及純度測定實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出反應(yīng)物的投料比、反應(yīng)溫度、結(jié)晶及性質(zhì)檢測方案，通過學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)及同學(xué)對比分析，從而找到最佳反應(yīng)條件，這樣大大提高了學(xué)生整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的主動性、積極性和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的能力。結(jié)合我院的實(shí)際情況，我們對學(xué)生開放性有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了合理的選擇。對于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇，我們重點(diǎn)考慮與教師正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)對接，能讓合成出的成品有一定的實(shí)用性與針對性，如二咖啡?？鼘幩岬暮铣珊筒煌呋瘎┰诒筋l哪醇制備中催化效率的比較等實(shí)驗(yàn)，對接了我院教師的科研項(xiàng)目“綠原酸合物的合成及生物活性研究”和“不同催化劑苯頻哪醇制備中的催化機(jī)理研究”。另外，在選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，我們使學(xué)生能夠把理論和實(shí)踐結(jié)合起來，增加了一些教師科研工作中的成果作為開設(shè)項(xiàng)目，如二氧化鈦摻雜高分子材料在柱層析分離中的運(yùn)用系我院教師的科研成果［4］，通過開設(shè)相關(guān)項(xiàng)目在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入納米技術(shù)，不僅能讓學(xué)生進(jìn)一步了解化學(xué)科學(xué)前沿，而且能有效激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

2.2.設(shè)計(jì)組合或多步驟合成實(shí)驗(yàn)

通過設(shè)計(jì)組合實(shí)驗(yàn)或多步驟合成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與獨(dú)立思考和解決問題的能力，例如溴丁烷制實(shí)驗(yàn)中合成的溴乙烷可用于學(xué)生進(jìn)行熔點(diǎn)的測定及重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，合成的正溴丁烷還可用于科研與教學(xué)中的烷基化試劑；在茶葉中咖啡因的提取實(shí)驗(yàn)中將得到的咖啡因用于制藥工程專業(yè)學(xué)生的藥理實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中開設(shè)的對氨基苯甲酸乙酯的合成是多步合成實(shí)驗(yàn)，先通過氧化反應(yīng)得到對硝基苯甲酸，再將合成的對硝基苯甲酸進(jìn)行酯化制得對硝基苯甲酸乙酯，最后又通過還原反應(yīng)制得對氨基苯甲酸乙酯。對氨基苯甲酸乙酯是一種常用的局部麻醉劑，學(xué)生可將制得的產(chǎn)品通過進(jìn)一步精制和純度檢測后，還可用于動物實(shí)驗(yàn)。通過這種復(fù)雜的多步有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生進(jìn)一步掌握氧化、還原、酯化、脫羧等各類有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，以及官能團(tuán)之間相互轉(zhuǎn)化的途徑，全面了解有機(jī)化合物之間的內(nèi)在關(guān)系，這樣才能讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力得到真正提高。通過Mannich反應(yīng)（三組分）和Ugi（四組分）等經(jīng)典例子的介紹［5］，在學(xué)生對每一步實(shí)驗(yàn)的重要性引起重視后，繼而讓學(xué)生通過親身實(shí)踐加深理解，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用學(xué)科知識的能力，而且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的濃厚興趣。

2.3.嘗試運(yùn)用先進(jìn)的合成方法

近年來，一些近代有機(jī)合成方法逐步出現(xiàn)在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中［6］。針對有些實(shí)驗(yàn)方法在生產(chǎn)及科研中已被淘汰，傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與時(shí)代脫節(jié)的現(xiàn)象，我們及時(shí)向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)技術(shù)的新動向、新知識，并將新技術(shù)引進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中。隨著多種新型有機(jī)試劑的開發(fā)與應(yīng)用以及自由基反應(yīng)、卡賓反應(yīng)、環(huán)加成反應(yīng)與高效合成反應(yīng)等多種反應(yīng)方式的發(fā)現(xiàn)，有機(jī)合成的重點(diǎn)領(lǐng)域逐步轉(zhuǎn)向新的綠色合成工藝的發(fā)掘，與其相關(guān)的新型催化劑的開發(fā)、反應(yīng)步驟的簡化，環(huán)境友好型新型介質(zhì)的開發(fā)和應(yīng)用等成為了先進(jìn)合成技術(shù)的主體［5］。如多烯烴具有的串聯(lián)式的自由基加成反應(yīng)在多環(huán)化合物的高效合成中起到了至關(guān)重要的作用［7］，合適的自由基不僅可提高反應(yīng)速率，而且可降低反應(yīng)溫度。同時(shí)，光催化、電催化、微波催化等新型的物理技術(shù)在有機(jī)合成中也發(fā)展很快［8］，王如陽等［9］在乙酸乙酯的合成中，通過固相催化劑與常規(guī)法的比較研究，發(fā)現(xiàn)固相催化劑不僅能夠降低乙酸和乙醇的用量，同時(shí)還能有效阻止?jié)饬蛩釋Νh(huán)境造成的污染。先進(jìn)合成方法的引用不僅能提高反應(yīng)的速度和效率，還可以有效的降低污染，保護(hù)環(huán)境，這也是當(dāng)前有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)綠色化的重要領(lǐng)域。

2.4.改革考核方式

學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己耸菍?shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，也是檢查實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、促進(jìn)學(xué)生鞏固相關(guān)知識、為教學(xué)改革提供參考的重要措施［10］。長期以來有機(jī)實(shí)驗(yàn)考核主要以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績?yōu)橐罁?jù)，往往導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫方面特別重視，而實(shí)驗(yàn)素質(zhì)并沒有得到提高。為此，我們從改變傳統(tǒng)考核方法入手，從課前實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、基本實(shí)驗(yàn)操作、開放式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、開放式實(shí)驗(yàn)效果檢測等方面對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估，分為平時(shí)實(shí)驗(yàn)課考核、期末操作技能考試和開放性實(shí)驗(yàn)完成效果評判三大塊，而開放性實(shí)驗(yàn)完成效果檢測包括兩部分的內(nèi)容，一部分是綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考核，教師將擬合成的化合物告訴學(xué)生，讓學(xué)生自我查閱相關(guān)資料，然后設(shè)計(jì)方案，在教師指導(dǎo)下進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)審核和評分后，才可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室操作，另一部分則根據(jù)學(xué)生的基本操作規(guī)范與否、熟練程度以及合成目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率、質(zhì)量等進(jìn)行評分。改革后的考核方式有效地將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作貫穿在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)與課外開放性實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，以往指導(dǎo)教師只重視實(shí)驗(yàn)原理的講解和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改，現(xiàn)在變成了學(xué)生普遍重視開放性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與完成實(shí)效，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和積極性。

2.5.建立一支知識結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師不僅要具備豐富的理論知識，而且應(yīng)有熟練的實(shí)驗(yàn)技能、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和善于創(chuàng)新的精神，前幾年我們的教師隊(duì)伍遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到這個(gè)水平，近幾年來，我們從師資培養(yǎng)機(jī)制、教師授課學(xué)時(shí)分配等方面，積極引導(dǎo)理論授課教師參與實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，避免理論與實(shí)踐脫節(jié)；激勵理論授課教師根據(jù)自己的科研項(xiàng)目及參與企業(yè)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)等項(xiàng)目，結(jié)合工程實(shí)際需要開發(fā)新的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和有機(jī)合成實(shí)際的聯(lián)系；先后引進(jìn)多名曾在有機(jī)合成研究和產(chǎn)品生產(chǎn)方面既有較深的專業(yè)理論，又具備豐富的系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的雙師型教師參與開放式實(shí)踐教學(xué)，發(fā)揮他們工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富等優(yōu)勢，承擔(dān)部分理論教學(xué)和校內(nèi)外實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)。在校企產(chǎn)學(xué)研合作過程中，聘請企業(yè)工程技術(shù)人員擔(dān)任學(xué)生的校外實(shí)踐指導(dǎo)教師和畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師，形成一套互惠互利的合作機(jī)制，逐步形成了開放的特色鮮明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的機(jī)制。通過近幾年的建設(shè)，本課程組已形成了有12名成員的一支知識結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，其中教授4人，副研究員1人，工程師1人，副教授3人，講師1人，實(shí)驗(yàn)師2人，具有博士學(xué)位的教師5人，占42 %，在學(xué)術(shù)研究的領(lǐng)域，我們也形成了自己的特色，特別在有機(jī)材料的合成與藥用成分結(jié)構(gòu)改造等方面取得了一批重要的成果。

3.結(jié)語

本課題組在如下幾個(gè)方面進(jìn)行了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索：通過優(yōu)化和重組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果；設(shè)計(jì)組合或多步驟合成實(shí)驗(yàn)和引進(jìn)先進(jìn)的合成方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲；通過增設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與完成效果檢測等內(nèi)容改革實(shí)驗(yàn)考核方式；通過引進(jìn)、培訓(xùn)與共享等方式完善師資結(jié)構(gòu)，建立一支知識結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍。實(shí)踐證明，本課題組在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)改革中取得了一定的成效，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果大大提高，學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣更加濃厚，特別是從學(xué)生實(shí)踐及就業(yè)信息反饋來看，學(xué)生綜合應(yīng)用能力、科研思維和創(chuàng)新能力等均受到了用人單位的好評。但在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，仍有理論課和實(shí)驗(yàn)課沒有同步走的現(xiàn)象，這樣對理論知識的鞏固和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的指導(dǎo)都不利，這方面的工作還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

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Exploration of Open-style Teaching & Learning in Organic Chemical Experiments under the Model of Applicable Talents Cultivation

JIANG Xiang-hui，YUAN Jing，ZHU Jun-wei，HU Xiu-hong
（School of Chemistry and Materials Engineering，Kaili University，Kaili，Guizhou 556011，China ）

Under the current model of applicable talents cultivation prevalent in local universities，our school has explored the open-style organic chemical experiment system and relevant teaching & learning models so as to cultivate students’ science basics，research capacity and innovation capabilities. We have established an open-end experiment teaching & learning resources platform by optimizing and restructuring the content and structure of experiment teaching & learning，designing multi-step synthesis experiment，introducing state-of-the-art synthesis methods，adding open-style experiment designs and completing the efficacy evaluation methodology. The results of students’ practice and employment show that the open-style teaching & learning in organic chemical experiment has made some accomplishments in that the goal of applicable talents cultivation is achieved in cultivating students’science research mentality and innovation capacity.

applicable talents，cultivation model，organic chemical experiment，open-style teaching & learning

G642

A

1673-9639 （2015） 04-0067-03

（責(zé)任編輯 徐松金）（責(zé)任校對 毛志）（英文編輯 田興斌）

2014-07-26

本文系貴州省材料物理與化學(xué)特色重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)基金（黔教高發(fā)［2011］208），貴州省特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基金（黔財(cái)教［2012］225）研究成果。

蔣向輝（1974-），男，湖南安化人，副教授，博士，主要從事藥用植物成分研究。