高等學校有機化學實驗教學模式淺析

◆張靜玉

(營口理工學院化工系)

有機化學實驗是高等學校化學類專業學生必做的基礎實驗之一，它旨在培養學生的熟練使用各類儀器裝置的能力;掌握研究有機化合物的實驗方法與技術;同時培養學生具有一定進行科學研究的能力，因此各高等學校主要以不同的實驗操作來安排實驗內容。這樣讓學生在每一次實驗中都掌握了相應的實驗技能。而作為基礎實驗，有機實驗培養學生范圍廣，影響大，如何更好地科學合理的安排實驗課內容，將很大程度影響學生以后工作中對化學問題的處理，對人才的培養有積極重要的影響。

1.注重綠色化學對有機實驗的影響。綠色化學是一門具有明確的社會需求和科學目標的新型交叉學科，是實現可持續發展的根本途徑之一。表一為近二十年來我國綠色化學文章的發表情況。表1 說明，綠色化學九十年代初得到我國學者的重視，短短幾年，我國學者發表了大量的關于綠色化學的文章，從1992 年～2012 年翻了200 多倍，說明綠色化學引起各行業學者的重視。近年來已經曾比較穩定的趨勢，說明綠色化學發展已經比較平穩。綠色化學具體地說就是選用無毒無害原料和可再生資源，進行原子經濟反應或高選擇性反應，使用無毒無害的溶劑、催化劑等，得到環境友好的產品。GOOdWIN 在2004 年提出在進行任何實驗室工作室，要從以下三點進行考慮(1)實驗中哪些是綠色化學;(2)實驗中哪些不是綠色化學;(3)如何改進實驗讓過程更加“綠色化”。一般有機實驗過程中人員比較密集，消耗總試劑量比較多，雖然在選取高校實驗過程中，都選取的是低毒的藥品，但由于有機溶劑大多易揮發，即使低毒的試劑也可能會對老師和學生的身體帶來傷害。這也是有機實驗比其他實驗更要重視綠色化學的原因。因此在設計實驗時，將綠色化學作為自己操作的行為準則，力爭做到更高效、更環保。例如，在萃取與蒸餾中可用蒸餾水代替乙醇。環己烯的制備實驗中，曾小君提出環己烯的綠色催化劑，不僅對環境的污染更小而且化學試劑可重復多次使用。

2.實驗設計連續化。以往的實驗中，有機實驗中合成的產品往往作為廢棄物集中處理。如果一個實驗的合成產品是另一個實驗的反應物。不僅節約了成本，也讓廢棄物得到更合理的利用。如環己烯的制備中，制取的環己烯可氧化生成己二酸，己二酸與正丁醇反應生成己二酸正丁酯，這樣避免了生成產品的浪費，讓實驗安排更加合理。乙酰苯胺的制備中，其產物可再次應用于熔點的測定。蒸餾實驗中可用蒸餾分離出的乙醇，用于天然產物中有機成分的萃取劑。

3.科學是不斷進步的，因此在實驗設計時不能僅僅拘泥于課本實驗、照搬書上內容，要做相應的創新，將先進的教育理念帶到實驗中。如微波合成有機化學，研究表明微波對大部分有機合成反應都有促進作用，微波輻射技術在催化加氫、基團保護、重排反應、消除反應、不飽和烴的加成、有機金屬、立體選擇性反應等有機合成領域都有應用，并取得一定的進展。黃學仁等人對微波提取黃連素進行了研究，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，而且跟常規的乙醇提取法相比，更加環保，對環境不造成污染。李秋榮等人同樣用微波技術合成肉桂酸，表明了微波技術可提高產物質量，節省時間。所以高校可借鑒先進的技術經驗，與時俱進，創新實驗內容。不過將先進技術與高校有機課程相結合，還必須做好實驗條件的優選，及改進技術的對比工作。如微波功力越大，副產品越多，產率越低，而時間照射越長，產率越低。

4.有機實驗與其它實驗相比有其特殊性。高校設置中70%以上以合成為主。各高校普遍存在著合成產品的處理問題。在實驗教學中，大部分實驗教師把實驗操作、實驗結果及報告作為學生的實驗得分，而很多老師大大忽視了廢液的處理，因此必須將綠色化學的理念灌輸給學生，讓學生加強思想建設工作，廢液倒入指定容器內，而實驗教師更要重視實驗中的綠色教學，為學生實驗提供專門的固定容器。每節課前認真查看是否有固定的廢液瓶。將上節課的廢液瓶收集好放在指定位置，防止學生將多種不同性質的廢液混合在一起照成安全隱患。而對于可回收利用的溶劑，收集好后，可供下次的實驗循環使用。

綜上所述，高等教育有機化學實驗室教學模式應與時俱進，以培養優秀人才為目標，優化整合多方面技術，創新實驗內容，人性化教學，不斷研究，提供給學生更好、更新、更實用的教學資源。

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