國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)研究

高文杰（上海石化工業(yè)學(xué)校，上海 201512）

國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)研究

高文杰（上海石化工業(yè)學(xué)校，上海 201512）

本文針對(duì)目前中高職院?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一性，國(guó)際化工企業(yè)相應(yīng)人才需求的緊迫性，提出了構(gòu)建一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的必要性。著重介紹了國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法和具體措施。該項(xiàng)目解決了中高職校一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的短缺；實(shí)現(xiàn)課程體系的融合，涵蓋了重結(jié)晶、取樣、化學(xué)分析、物性測(cè)試、分餾等課程相關(guān)知識(shí)；實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展；踐行了綠色化學(xué)工藝的發(fā)展理念，達(dá)到了一定的國(guó)際化水平。

苯甲酸；一體化；課程融合；循環(huán)利用；綠色化

1 研究背景

目前國(guó)內(nèi)中高職院?；瘜W(xué)方面的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，都具有非常明顯的單一性、封閉性，學(xué)科體系之間是孤立的。通過對(duì)在滬跨國(guó)企業(yè)崗位的調(diào)查與分析，發(fā)現(xiàn)單一崗位技能的掌握已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足企業(yè)的需要，而綜合化、一體化的知識(shí)和技能又是企業(yè)迫切需要的，企業(yè)需要的是具有綜合技能的人才。

國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與跨國(guó)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)有非常強(qiáng)的對(duì)接，其借鑒了德國(guó)化工培訓(xùn)中心的職教理念。本項(xiàng)目的綜合性非常強(qiáng)，將孤立的學(xué)科體系進(jìn)行了串接，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的融會(huì)貫通及綜合技能的培養(yǎng)。

2 過程與措施

本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是以苯甲酸為載體，將粗苯甲酸進(jìn)行重結(jié)晶得到精苯甲酸，并對(duì)其進(jìn)行產(chǎn)率分析、含量檢測(cè)。同時(shí)對(duì)其苯甲酸和乙醇進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。在此一體化項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)了一系列所涉及物質(zhì)的化工物料的安全技術(shù)說明書（MSDS），并在實(shí)施過程中嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，樹立綠色化學(xué)工藝的環(huán)保新理念。

具體內(nèi)容：

國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)（見圖1），主要是以苯甲酸為載體，包括：

（1）苯甲酸的兩種重結(jié)晶方法，主要為物理重結(jié)晶和化學(xué)重結(jié)晶。這兩種重結(jié)晶方法都是將物料由粗苯甲酸→精苯甲酸。

（2）苯甲酸的產(chǎn)率分析、含量檢測(cè)。

（3）苯甲酸的熔點(diǎn)測(cè)定。

（4）對(duì)“苯甲酸含量檢測(cè)”子項(xiàng)目中檢測(cè)后的乙醇廢液進(jìn)行分餾。

（5）測(cè)定分餾后廢液的pH，計(jì)算中和量，達(dá)標(biāo)后排放。

（6）重結(jié)晶后的苯甲酸可人為加入其它雜質(zhì)混合，重新制得粗苯甲酸，循環(huán)利用。

圖1 ：國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

研究方法：

本項(xiàng)目的研究方法主要是分析法、綜合法、實(shí)驗(yàn)論證法。分析法是通過對(duì)一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分析，將一體化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分解為核心小項(xiàng)目，再對(duì)小項(xiàng)目進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)。綜合法即為將獨(dú)立設(shè)計(jì)的小項(xiàng)目在知識(shí)和技能上進(jìn)行串聯(lián)。通過對(duì)一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)課程體系的融合，理解物料循環(huán)一體化，樹立環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)工藝的環(huán)保理念。

過程措施：

（1）對(duì)“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”總的一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分解，確定若干個(gè)子項(xiàng)目，例如“苯甲酸的化學(xué)重結(jié)晶”項(xiàng)目、“苯甲酸的物理重結(jié)晶”項(xiàng)目、“苯甲酸含量的檢測(cè)”項(xiàng)目、“苯甲酸的熔點(diǎn)測(cè)定”項(xiàng)目、“檢測(cè)廢液分餾”項(xiàng)目、“制備肥皂”項(xiàng)目等。

（2）對(duì)子項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋：學(xué)習(xí)材料、任務(wù)確認(rèn)書、畫出操作流程、過程記錄、分析與評(píng)價(jià)等方面（見圖2）。

圖2 ：項(xiàng)目設(shè)計(jì)框圖

學(xué)習(xí)材料 例如在“苯甲酸的化學(xué)重結(jié)晶”項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，首先是學(xué)習(xí)材料，學(xué)習(xí)材料介紹化學(xué)重結(jié)晶的原理、過程，需要的儀器和藥品，實(shí)驗(yàn)操作步驟等。學(xué)習(xí)材料主要提供學(xué)生預(yù)習(xí)、鞏固的資料。

任務(wù)確認(rèn)書 主要涵蓋了本次課及本次課結(jié)束后需要掌握的要點(diǎn)和達(dá)到的目標(biāo)，并在下方“接受任務(wù)欄”簽上自己的名字，表明已經(jīng)知曉需要掌握的內(nèi)容，通過簽字樹立學(xué)生責(zé)任意識(shí)。

畫出操作流程

通過流程框圖，可以看出其事先預(yù)習(xí)的情況。其涵蓋操作流程主線、反應(yīng)條件、現(xiàn)象等。只有對(duì)操作流程非常熟悉，才能繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)操作。在這個(gè)過程中，鍛煉了學(xué)生分析問題的能力。

過程記錄邊操作邊隨手記錄操作過程中的主要步驟、使用儀器、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。

分析與評(píng)價(jià)在每次子項(xiàng)目的最后，都會(huì)有本次學(xué)習(xí)內(nèi)容的計(jì)算與分析，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過本環(huán)節(jié)的設(shè)置，提高學(xué)生的計(jì)算能力、分析能力。

例如：在子項(xiàng)目“苯甲酸的化學(xué)重結(jié)晶”中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告處理方面，需要對(duì)化學(xué)試劑加入量、對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率進(jìn)行分析。

（3）設(shè)計(jì)出每個(gè)子項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的化工物料的安全技術(shù)說明書（MSDS）。在每次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，首先需要學(xué)生提前學(xué)習(xí)涉及物料的MSDS。只有對(duì)這些物料有一定的認(rèn)識(shí)和了解，才可以去使用它。

例如在“苯甲酸的化學(xué)重結(jié)晶”項(xiàng)目中，主要涉及苯甲酸、鹽酸、氫氧化鈉三種物料，那么就需要設(shè)計(jì)出這三種物料的MS?DS。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前提前學(xué)習(xí)，并簽署名字，表明對(duì)自己負(fù)責(zé)、對(duì)他人負(fù)責(zé)的態(tài)度和責(zé)任心。

（4）本一體化項(xiàng)目最核心的環(huán)節(jié)是子項(xiàng)目“苯甲酸的含量檢測(cè)”。因?yàn)樵凇氨郊姿岬暮繖z測(cè)”中需要加入乙醇來溶解苯甲酸，故廢液中含有乙醇。若直接排放，會(huì)造成污染環(huán)境，浪費(fèi)資源。利用分餾的方法提取廢液中的乙醇，對(duì)乙醇進(jìn)行循環(huán)利用，一可以去制取肥皂，二可以在苯甲酸含量檢測(cè)中繼續(xù)使用。

3 成果

（1）開發(fā)的國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目目前已經(jīng)應(yīng)用于教學(xué)中，教學(xué)效果較以往的學(xué)習(xí)方式有明顯的進(jìn)步與提高。通過專業(yè)教學(xué)，提高學(xué)生的綜合知識(shí)和技能水平，安全責(zé)任意識(shí)！

（2）實(shí)現(xiàn)課程體系的融合 國(guó)際水平的“苯甲酸的重結(jié)晶與檢測(cè)”一體化項(xiàng)目設(shè)計(jì)，涵蓋了重結(jié)晶、取樣、化學(xué)分析、物性測(cè)試、分餾等課程相關(guān)知識(shí)。將多門學(xué)科中的知識(shí)和技能有效的融為一體，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)操作的綜合化、一體化。同時(shí)與化工專業(yè)核心課程《化工裝置運(yùn)行》和《分離技術(shù)》進(jìn)行了很好的串聯(lián)，為其打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）體現(xiàn)了綠色化學(xué)工藝、實(shí)現(xiàn)了物料循環(huán)的一體化 苯甲酸、乙醇的循環(huán)利用都體現(xiàn)了節(jié)約資源、循環(huán)利用的綠色化學(xué)工藝?yán)砟睢Ｗ詈蟮膹U液進(jìn)行中和后處理，體現(xiàn)了環(huán)保理念。與此同時(shí)，制作本項(xiàng)目所涉及相關(guān)物料的一系列MSDS。在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)過程中，樹立安全環(huán)保意識(shí)。

（4）可通過借鑒本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，借鑒德國(guó)雙元制的職教理念，與在滬跨國(guó)企業(yè)及德國(guó)教育與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作，進(jìn)一步開發(fā)適合企業(yè)發(fā)展需要的綜合化項(xiàng)目，培養(yǎng)具有國(guó)際通用水平的專業(yè)能力人才，使學(xué)生具備良好的職業(yè)素養(yǎng)，扎實(shí)的綜合技能，更好的為企業(yè)、為社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)！

[1]干洪珍.化工分析.化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[2]初玉霞.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).化學(xué)工業(yè)出版社，2006.