高等學(xué)校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式淺析

◆張靜玉

(營(yíng)口理工學(xué)院化工系)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校化學(xué)類專業(yè)學(xué)生必做的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一，它旨在培養(yǎng)學(xué)生的熟練使用各類儀器裝置的能力;掌握研究有機(jī)化合物的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù);同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生具有一定進(jìn)行科學(xué)研究的能力，因此各高等學(xué)校主要以不同的實(shí)驗(yàn)操作來安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣讓學(xué)生在每一次實(shí)驗(yàn)中都掌握了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能。而作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，有機(jī)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生范圍廣，影響大，如何更好地科學(xué)合理的安排實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，將很大程度影響學(xué)生以后工作中對(duì)化學(xué)問題的處理，對(duì)人才的培養(yǎng)有積極重要的影響。

1.注重綠色化學(xué)對(duì)有機(jī)實(shí)驗(yàn)的影響。綠色化學(xué)是一門具有明確的社會(huì)需求和科學(xué)目標(biāo)的新型交叉學(xué)科，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑之一。表一為近二十年來我國(guó)綠色化學(xué)文章的發(fā)表情況。表1 說明，綠色化學(xué)九十年代初得到我國(guó)學(xué)者的重視，短短幾年，我國(guó)學(xué)者發(fā)表了大量的關(guān)于綠色化學(xué)的文章，從1992 年～2012 年翻了200 多倍，說明綠色化學(xué)引起各行業(yè)學(xué)者的重視。近年來已經(jīng)曾比較穩(wěn)定的趨勢(shì)，說明綠色化學(xué)發(fā)展已經(jīng)比較平穩(wěn)。綠色化學(xué)具體地說就是選用無(wú)毒無(wú)害原料和可再生資源，進(jìn)行原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)或高選擇性反應(yīng)，使用無(wú)毒無(wú)害的溶劑、催化劑等，得到環(huán)境友好的產(chǎn)品。GOOdWIN 在2004 年提出在進(jìn)行任何實(shí)驗(yàn)室工作室，要從以下三點(diǎn)進(jìn)行考慮(1)實(shí)驗(yàn)中哪些是綠色化學(xué);(2)實(shí)驗(yàn)中哪些不是綠色化學(xué);(3)如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)讓過程更加“綠色化”。一般有機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中人員比較密集，消耗總試劑量比較多，雖然在選取高校實(shí)驗(yàn)過程中，都選取的是低毒的藥品，但由于有機(jī)溶劑大多易揮發(fā)，即使低毒的試劑也可能會(huì)對(duì)老師和學(xué)生的身體帶來傷害。這也是有機(jī)實(shí)驗(yàn)比其他實(shí)驗(yàn)更要重視綠色化學(xué)的原因。因此在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將綠色化學(xué)作為自己操作的行為準(zhǔn)則，力爭(zhēng)做到更高效、更環(huán)保。例如，在萃取與蒸餾中可用蒸餾水代替乙醇。環(huán)己烯的制備實(shí)驗(yàn)中，曾小君提出環(huán)己烯的綠色催化劑，不僅對(duì)環(huán)境的污染更小而且化學(xué)試劑可重復(fù)多次使用。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)連續(xù)化。以往的實(shí)驗(yàn)中，有機(jī)實(shí)驗(yàn)中合成的產(chǎn)品往往作為廢棄物集中處理。如果一個(gè)實(shí)驗(yàn)的合成產(chǎn)品是另一個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物。不僅節(jié)約了成本，也讓廢棄物得到更合理的利用。如環(huán)己烯的制備中，制取的環(huán)己烯可氧化生成己二酸，己二酸與正丁醇反應(yīng)生成己二酸正丁酯，這樣避免了生成產(chǎn)品的浪費(fèi)，讓實(shí)驗(yàn)安排更加合理。乙酰苯胺的制備中，其產(chǎn)物可再次應(yīng)用于熔點(diǎn)的測(cè)定。蒸餾實(shí)驗(yàn)中可用蒸餾分離出的乙醇，用于天然產(chǎn)物中有機(jī)成分的萃取劑。

3.科學(xué)是不斷進(jìn)步的，因此在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)不能僅僅拘泥于課本實(shí)驗(yàn)、照搬書上內(nèi)容，要做相應(yīng)的創(chuàng)新，將先進(jìn)的教育理念帶到實(shí)驗(yàn)中。如微波合成有機(jī)化學(xué)，研究表明微波對(duì)大部分有機(jī)合成反應(yīng)都有促進(jìn)作用，微波輻射技術(shù)在催化加氫、基團(tuán)保護(hù)、重排反應(yīng)、消除反應(yīng)、不飽和烴的加成、有機(jī)金屬、立體選擇性反應(yīng)等有機(jī)合成領(lǐng)域都有應(yīng)用，并取得一定的進(jìn)展。黃學(xué)仁等人對(duì)微波提取黃連素進(jìn)行了研究，研究表明用水做浸泡，微波提取后，黃連素的提取速度不僅加快，而且跟常規(guī)的乙醇提取法相比，更加環(huán)保，對(duì)環(huán)境不造成污染。李秋榮等人同樣用微波技術(shù)合成肉桂酸，表明了微波技術(shù)可提高產(chǎn)物質(zhì)量，節(jié)省時(shí)間。所以高?？山梃b先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，與時(shí)俱進(jìn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。不過將先進(jìn)技術(shù)與高校有機(jī)課程相結(jié)合，還必須做好實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)選，及改進(jìn)技術(shù)的對(duì)比工作。如微波功力越大，副產(chǎn)品越多，產(chǎn)率越低，而時(shí)間照射越長(zhǎng)，產(chǎn)率越低。

4.有機(jī)實(shí)驗(yàn)與其它實(shí)驗(yàn)相比有其特殊性。高校設(shè)置中70%以上以合成為主。各高校普遍存在著合成產(chǎn)品的處理問題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分實(shí)驗(yàn)教師把實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及報(bào)告作為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)得分，而很多老師大大忽視了廢液的處理，因此必須將綠色化學(xué)的理念灌輸給學(xué)生，讓學(xué)生加強(qiáng)思想建設(shè)工作，廢液倒入指定容器內(nèi)，而實(shí)驗(yàn)教師更要重視實(shí)驗(yàn)中的綠色教學(xué)，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供專門的固定容器。每節(jié)課前認(rèn)真查看是否有固定的廢液瓶。將上節(jié)課的廢液瓶收集好放在指定位置，防止學(xué)生將多種不同性質(zhì)的廢液混合在一起照成安全隱患。而對(duì)于可回收利用的溶劑，收集好后，可供下次的實(shí)驗(yàn)循環(huán)使用。

綜上所述，高等教育有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，以培養(yǎng)優(yōu)秀人才為目標(biāo)，優(yōu)化整合多方面技術(shù)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，人性化教學(xué)，不斷研究，提供給學(xué)生更好、更新、更實(shí)用的教學(xué)資源。

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