石油化工院校有機化學綜合設計實驗教學探索

農蘭平，余 梅，黃艷仙，黃 敏，賈惠芳

（廣東石油化工學院 化學與生命科學學院，廣東 茂名 525000）

石油化工院校有機化學綜合設計實驗教學探索

農蘭平，余 梅，黃艷仙，黃 敏，賈惠芳

（廣東石油化工學院 化學與生命科學學院，廣東 茂名 525000）

對石油化工院校的有機化學綜合設計實驗教學進行探索。實驗內容選擇有代表性的有機化學反應類型及實驗裝置，大部分實驗都將合成、分離、提純、物性的測定和波譜鑒定等環節串聯成一體。從注重研究方法，重視實驗預習指導，提高學生實驗技能幾個方面改進合成實驗教學，取得了良好的教學效果，有效地培養和提高了學生獨立分析問題和解決問題的能力，鍛煉了動手能力，訓練了思維能力。

石油化工；有機化學；綜合設計實驗；教學探索

我校是一所以石油化工為特色的省屬綜合性大學，有機化學實驗是我?；瘜W化工類專業的必修專業基礎實踐課

之一，每學年全校有14個專業40多個班級開設此課程。有機化合物的合成是有機化學實驗教學內容的重點，屬于綜合性實驗，目的是使學生掌握并熟悉基本操作與典型的實驗制備方法，學會一些難度較大的新的合成方法與實驗技術，培養學生獨立工作的能力，實事求是的科學態度，以及認真、細致、敏捷的工作作風，養成保護環境等意識。設計性實驗，只給出實驗目的與要求，學生必須通過查閱參考文獻，撰寫實驗方案，經指導老師審查通過后獨立開展實驗，對于實驗過程中發現的問題盡可能自行解決。該類實驗完全摒棄了在以往實驗教學中常用的保姆式教育，放手讓學生去設計、思考，獨立自主地解決實際問題，動手能力得到顯著提高。我校學生開設的綜合性與設計性實驗的課時數占總有機化學實驗課時數之比達到80%以上。教師和學生普遍反應該課程體系設計科學，學生在基礎理論和實踐技能培訓方面得到全面、系統地訓練。

一、課程的目的及要求

綜合與設計性實驗目的是訓練學生對基本操作和理論知識靈活的綜合運用，掌握有機化合物的合成、分離、提純及鑒定方法；培養學生嚴謹的科學態度和良好的實驗習慣。以有機合成為主，教師給定目標產物，學生按照老師給定的實驗要求，運用所學知識，通過查閱資料，獨立（或在教師指導下）撰寫實驗方案，擬定實驗步驟，準備實驗所需物品，完成實驗并寫出完整的實驗報告。

二、實驗內容的選擇

1.實驗的類型。在選擇實驗內容時，實驗的類型基本分為兩類：（1）有機化合物的制備及表征。（2）植物中提取與分離天然有機物。有機化合物的制備，在課時數不多的情況下盡可能做到兩個兼顧。首先是兼顧有代表性的有機化學反應類型，例如：（1）?；磻ㄒ阴１桨返闹苽?，阿司匹林的制備）。（2）酯化反應（乙酸正丁酯的制備，苯甲酸乙酯的制備）。（3）親核取代反應（1-溴丁烷的制備）。（4）氧化反應（苯甲酸的制備）。（5）康尼查羅反應（苯甲醇和苯甲酸的制備）。其次是兼顧各種重要的合成裝置及操作，涵蓋了分別帶分餾柱、帶氣體吸收、帶電動攪拌、帶分水器的回流裝置；水蒸氣蒸餾裝置（從肉桂皮中提取肉桂油及其主要成分的鑒定），索氏提取裝置（茶葉中咖啡因的提?。?，蒸餾裝置，薄層色譜（薄層色譜法分離綠色植物天然色素）。有機物的鑒定既有物理常數測定（熔點、沸點，折光率），也有采用化學方法鑒定，有機波譜分析（紅外光譜，質譜）。大部分實驗都將合成、分離、提純、物性的測定和波譜鑒定等環節串聯成一體。

2.實驗微量化。改變了部分實驗的投料量，進行微量或半微量實驗，降低實驗成本，節約實驗時間，大大減少實驗污染，潛移默化地培養學生利用資源、綠色環保的科學發展觀。

3.根據低毒的原則選擇原料及溶劑。鑒于實驗室的條件不太完善及實驗班數及人數多的特點，在不影響實驗效果的前提下，盡量選擇低毒性的原料及低毒易回收再用的溶劑。如苯甲酸的制備我們采用苯甲醇替代甲苯；苯甲醇和苯甲酸的制備萃取劑我們采用石油醚替代乙醚；酯化反應的帶水劑、茶葉中咖啡因的溶劑的種類也是基于這個原則去選擇。

三、改進合成實驗教學

合成實驗教學安排在基本操作的教學之后，學生已具備了一定的技能，但不能熟練掌握，動手能力和獨立解決問題的能力較差。以往的教學是教師先講實驗目的要求，分析實驗原理和可能出現的問題，學生進行操作實驗，教師巡視指導。此方法雖然使學生的基本操作得到訓練，但僅僅是完成實驗內容，缺乏良好的思維訓練。學生在實驗中遇到問題不會分析思考，動手解決，創造性得不到發揮，這在以后的畢業論文實踐中充分暴露出來。針對教學實際，我們逐漸摸索出解決問題的方法。把科學的思維方法貫穿于教學中，形成“以學為主，以教為輔，思維訓練為主線”的教學原則。

1.建立有機合成反應研究的基本思路。在合成與制備實驗中，應培養他們樹立以實驗為基礎的科學研究思想及設計實驗的能力，逐步學會化學研究的實驗方法。例如：由乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯的實驗，通過分析可知為平衡反應歷程，根據平衡反應的知識，采用過量的醇，或除去反應生成的水的方法提高產率。

2.加強對學生實驗預習的指導，提高預習效果。對學生預習要求認真閱讀教材，獨立思考，發現問題，提出問題，能夠預知實驗成敗的關鍵。教師根據學生的講解給學生判定預習成績。一個有機反應能否進行反應條件（外因）的選擇與應用十分重要，例如：由正丁醇、溴化鈉和硫酸制備1-溴丁烷的實驗。濃硫酸用量的大小。學生通過思考得出反應速度取決于兩物質的濃度，這就要求有更高濃度的氫溴酸，因此需要過量的硫酸；硫酸的濃度和用量是否越多越好?引導學生進一步討論，最后小結對硫酸量的要求：適當過量，濃度適中。

3.提高學生實驗技能。我們把基本操作技能的訓練擺在提高學生實驗能力的首要位置，實驗中耐心指導，嚴格要求，細心觀察每一個學生的操作，發現不規范的及時糾正并給予示范。通過一些相關聯（理論、裝置、操作）但又有差別的實驗進行反復練習，強化訓練，達到規范化的要求。如制備實驗做到裝置合理，操作規范，臺面整潔有序，實驗習慣好，知道廢物回收處理，防止有機物的揮發和毒性，認真操作，及時記錄。積極互動、合作的實驗也培養了學生的協作能力。實驗過程中學生實驗時間有時會相差到一個小時，教師應幫助他們分析原因，鼓勵他們“膽大心細”，在做好預習工作的前提下，大膽實驗，提高實驗技能的目的。

四、教學效果

上述教學方法的實施極大地調動了學生做好實驗的積極性和主動性，有效地培養和提高了學生獨立分析問題和解決問題的能力，鍛煉了動手能力，訓練了思維能力。在實驗的過程中，學生積極主動地動手操作，對出現的問題認真思考，分析原因想辦法動手解決。一些實驗結果不理想的同學，能在教師的指導下分析失敗的原因。從實驗報告來看，思路清晰較為嚴謹，個別同學還有獨到之處，已初步學會了有機合成反應研究的基本方法，并使自身的科學素養得到一次系統的訓練，這在以后學生課外科技創新及畢業論文設計中表現出良好的教學效果。

[1]王科志，申秀民，劉正平，等.化學綜合設計實驗教學模式的改革[J].化學教育，2010，（3）：92-93.

[2]于秀蘭，楊桂秋，任保軼，等.有機化學綜合性設計實驗的教學探索[J].化工高等教育，2009，（4）：55-57.

[3]徐紅，劉紅，席曉嵐，等.有機化學綜合性設計實驗的教學探索[J].教育教學論壇，2013，（33）：268-269.

[4]農蘭平，黃敏，黃艷仙，等.合成ε－己內酯實驗的綠色化探索[J].化學教育，2010，（11）：73-75.

G642.0

A

1674-9324（2014）04-0201-02

農蘭平，女，教授，碩士。