有机合成实验方法范文

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第1篇

关键词 教育游戏 关卡设置 汽车专业课程 课程考核方法

中图分类号：G712 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.10.022

Study on Vehicle Specialty of Vocational Education

Based on Game Scenario-based Assessment Method

WANG Wenle， LI Hong

（Mechanical and Electronic Engineering Department，

Jiangsu Food & Pharmaceutical Science College，Huaian， Jiangsu 223005）

Abstract Based on the idea of educational games and learning games， combined with the focus of current Chinese education reform， take "vehicle structure"which belongs to a curriculum of automobile professional course in our college as the object of reform， Through simple and low cost scenario design， take the lead in "scenario game mode" of curriculum assessment methods used in automobile professional course of the University， and has achieved good teaching results.

Key words educational game; scenario design; vehicle specialty curriculum; assessment method

1 教育游戏的应用现状分析

教育游戏属于严肃游戏的一个分支，“严肃游戏”是一种“不以娱乐为主要目的游戏”。因此教育游戏的定义就是一种以教育传播为主要目的游戏，隶属于游戏，但是目的却具有教育的针对性。美国Games2train公司CEO Marc Prensky，一位国际领域的教育技术专家，兼著名的学习设计师和游戏设计师，对教育游戏价值的研究最具有代表性，他指出游戏与教育的结合将改变人们认为“学习是苦差事”的传统看法，帮助受教育者实现“在娱乐中学习、在学习中娱乐”的理想状态。①近年来，教育游戏在西方国家的迅速发展，以及正在对教育教学、日常生活、管理培训等各个领域产生的巨大影响也证明了它的潜在价值。②

在我国，近年来针对教育游戏的相关研究也逐年增多，教育游戏的话题在各类学术刊物和会议上日益成为热点，广泛受到关注，其价值也逐渐得到社会的认可。现阶段，尽管国内学者对教育游戏理论和实践进行过不少讨论，在游戏的教育应用上也有过许多有意义的探索，然而从整体上看，我国的教育游戏整体研究仍然处于起步阶段，而且目前只是集中在对个别教育案例的开发和设计上，具有很大的局限性。③

目前国内外游戏实证研究的主要对象是中小学生，近些年来也有少数大学将教育游戏引进课堂教学过程当中，但主要集中在大学英语、大学体育等公共基础课，这类课程本身知识点传授方式就比较灵活，改革起来相对容易。2011年，浙江工业大学计算机科学与技术学院又对闯关游戏式的大学选修课课程教学考核方法进行了研究，并取得了一定的效果。目前，尚无将闯关游戏应用到大学专业课课程上的实例和资料可询。

2 当前高职汽车专业课程考核方法分析

随着高职高专对人才培养质量的要求的不断提高，各大高职院校在人才培养模式、人才培养方案以及整个人才培养过程方面都做了大量的改革，而改革人才培养过程的核心就是改革课程体系、课程内容、教学手段以及课程考核方法等等。由此可见，作为人才培养过程中非常重要的一个组成部分，并作为检验教学质量最有效的手段之一的课程考核方法，也需要随着时代的要求而不断进行改革，也不容许有半点忽视。④

近几年来，随着我国汽车保有量的不断增长以及汽车技术的高速发展，对汽车服务类人才的要求，特别是对汽车检修技术类人才的要求也越来越高，汽车专业在各大高职院校当中受重视的程度也越来越高。根据新时期的人才需求，结合汽车专业类专业课程具有（包括专业基础课以及核心课）实践性和应用性都比较强的特点，很多院校针对这些课程都已经进行了各种各样的考核方式改革，主要目的是为了摆脱传统的“笔试+实验”这种单一的，不科学的只能培养出“死读书，读死书”的学生的考核方式，而改革成以提高学生的基本综合素质为根本宗旨，培养学生的创新和实践能力为重点的新的课程考核方式。⑤例如可以通过减少闭卷考试所占比例，增大实验动手能力考核比例，再通过增加一些诸如口试，情景测试等的考核环节的一些新的考核方式的出现，而且起到了一定的效果，就充分说明了当前汽车类专业课程的考核方式方法确实有待改进。

本文主要以我院汽车专业基础课程“汽车构造”为例，通过详细分析该门课程的特点，结合教育游戏的思想，首先通过进行一些小的、简单的游戏关卡设置，证实了将“闯关游戏”应用到大学课程的考核方式方法改革当中的可行性，并给出了部分具体实例。

3 闯关游戏式课程考核方法具体实施

汽车构造课程是一门实践性较强的专业基础课，目的是通过全面而系统地介绍汽车整体结构及各大总成和系统的构造和工作原理。通过对组成汽车整体的发动机、底盘、车身和电气设备四大组成部分进行讲授和并通过实物拆装，让学生系统地熟悉和掌握组成汽车的每一个零部件的构造和工作原理为后续课程奠定坚实的基础。这门课程如果采用传统的理论考试的方式将使理论和实践脱节，出现学生学完“汽车构造”却不认识汽车构件的现象。⑥如果采用现在的“理论+实验”考试方式，虽然克服了传统仅仅以理论考试为主的“一卷定终身”的弊端，⑦增加了通过考核动手能力的实验考核的比例，确实能够在相当的程度上既能体现学生理论知识掌握的程度，又能体现其动手拆装及认识实物的能力，但是以上两种考核方式在形式上体现出了“严肃性”的特点。学生在考核的过程中容易产生紧张及怯场的心理，反而不利于其真正水平的发挥。

“闯关游戏”模式的课程考核方法正是基于想要克服这个弊端的思想而提出的。首先这种课程考核方法基于游戏的模式，在考核过程当中有利有学生心情的放松;其次，通过通过合理设计“游戏关卡”逐层的深度来决定试题的难易程度，整个闯关游戏所有的关卡设置内容既包含理论知识所需要掌握和识读的要点，又可以包含实训拆装内容在内，在考核范围的广度与深度上与其它考核方式相比并没有任何的减少;最后，通过时间限定，来稍微增加一些紧张气氛，来控制整个考核环节以免学生过度放松，从而失去考核的真正意义。

典型实例介绍：

（1）趣味拼图关卡。以组成汽车发动机两大机构之一的曲柄连杆结构为例，其考核要点是要让学生识记每个组成曲柄连杆机构的零部件的名称及其所在的位置，所以可以首先将整个曲柄连杆机构图形按照其组成零部件的数量以及结构制成拼图，在对学生考核之前将其打乱，让学生通过自己所掌握的知识，将各个零部件拼图按照正确的位置进行组合，最终根据结果给出相应的分数。

（2）密室逃离游戏。将一个或多个汽车维修实训室设置成密室，通过给学生布置一些任务，让其一个一个找线索，例如，在实训室的内部查找一个零部件，找到钥匙的相关线索就在这个零件的某个部位上或者必须将它放到正确的位置上才能获得等等。目的是要考查学生对教学过程当中需要掌握的零部件的结构的认识及熟悉程度。

（3）模拟驾照考试设置题库。将汽车构造课程确实需要学生掌握和识记的理论知识，而且确实无法用实物形式模拟演示的，将其整合在一起做成题库，然后这一部分通过模拟驾照考试当中题库的形式在利用计算机协助完成，考核过程当中，随机抽选题目，还可以避免相互抄袭的可能性。

4 效果与总结

参照上述基本方案思路，根据实际情况作了相应调整，对江苏食品药品职业技术学院2014级汽车检测与维修技术服务专业选取了一个班的学生进行了尝试性的应用，并在应用之后进行了一段时间的跟踪调查。根据反馈及调查结果，得出以下结论：（1）这种基于“闯关游戏”式的考核方式受到了师生们的一致好评，得到了广泛的认可;（2）在切实体验了该模式的考核方式之后，学生们学习这门专业课的积极性得到了明显的提高，大大地改善了课堂的教学效果;（3）游戏带来的“副作用”――明显地改善了师生之间的关系，由原来的消极被动的状态，逐渐变得积极主动，创造性也明显增强。

上述情况表明，仅仅通过一些简单的、低成本的游戏关卡设置，就可以大大提高学生的学习兴趣与参与的积极性，取得了不错的教学效果。这样的结果不仅证明了将教育游戏的思想引入大学专业类课程的可行性，而且如果今后借助高科技手段，利用计算机仿真软件进行更科学、合理的关卡设置，在未来的几年内教育游戏将可能在大学专业课程当中发挥更大的作用。

注释

① 程君青，朱晓菊.教育游戏的国内外研究综述[J].现代教育技术，2007.7（17）.

② 张哲.教育游戏在我国大学英语教学中的应用模式[J].中国教育技术装备，2013.27.

③ 张琪，陈琳.我国教育游戏研究述评及展望[J].开放教育研究，2009.5.

④ 张梅荣.浅谈高职课程考核方法的改革[J].民族高等教育研究，2014.5.

第2篇

关键词：管道悬空 复合软管 检验 关键工序

1工程概况

埕岛油田自1993年进入规模开发以来，于1999年建成了我国第一个200万吨级浅海大油田，2011年全年共生产原油260.63万吨，天然气交气量1亿立方米。海底管道是埕岛油田海上产油输送上岸的主要渠道。钢制海底管线在大面积冲刷、土体塌陷、土体液化等因素作用下都有可能出现局部悬空现象；此外，海底管线的存在改变了原流场形态，海底管线附近水动力加强造成的局部冲刷也可能使硬质海底管线出现局部悬空现象。钢制海底管线悬空可能会在波流水动力作用下出现静力破坏，也可能在涡激振动长期作用下出现疲劳破坏。这种非设计性荷载给硬质海底管线安全运行带来严重隐患。

海底复合软管是由不同功能层组成的复合管线，具有优良的耐腐蚀性、挠性、抗疲劳性以及安装简便、可重复利用等优点，在国外正逐步取代传统钢质海底管线。复合软管的最高脉冲压力可为工作压力的5倍，安全系数高。

CB1A-CB1D平台海底注水管道路由总长约720.4m，设计寿命20年，输送温度5℃～70℃，工作压力16MPa。立管部分采用双层管结构，水平管段部分采用海洋用高压复合软管，内径Φ140mm，长度680米，最小弯曲半径4.2m。海洋用高压复合软管与钢管间用焊接方式连接。

2.海洋用高压复合软管的特点及检验

2.1高压复合软管结构

骨架层：海洋软管在使用过程中，会受到外界海水压力或环形空间渗透气体压力的作用，当海洋深度较大时可能将海管压溃，造成海管的损坏，通常软管会设计专门的骨架层防止软管压溃。

抗压层：软管输送介质压力是本项目软管设计的主要考虑因素，也是通常软管设计需要考虑的主要因素，通常海洋软管承受内压主要依靠抗压层。

内衬层：内衬层是由聚合物材料（HDPE、PA11/12、XLPE、PVDF 等）挤出而成，内衬层作用是提供流体介质输送的密封环境，一般内衬层要承受内压和外压作用，由于骨架层和铠装层的作用，内衬层所受内压主要会传递给骨架层，外压主要会传递给抗压层。

抗拉层：抗拉性能是动态软管的一项重要指标，对于静态软管，此项性能要求不高，软管抗拉铠装层，由2 层8mm×3mm 的扁钢组成。

防水层：防水层的主要功能是对管体密封，防止海水腐蚀；对内部金属铠装起到机械保护。

钢带层：与一般软管相比，增加了钢带保护层，当软管运输、安装及使用过程中发生外包覆意外破损时，软管性能不受影响。

2.2高压复合软管的特性

外径：234.8mm

空气中重量：91.34kg/m

水中重量：48.06kg/m

储存最小弯曲半径：3m

爆破压力：大于40MPa

抗拉能力：大于70ton

（1）内置增强钢带层使软管具有高环向强度和轴向强度，可承受各种功能荷载。对于钢制海底管线最具破坏性的管线悬空段的非设计性荷载，软管的挠性特性使其在铺设时和服役期间均可随地形而变化，并且软管具有优良的抗疲劳特性。

（2）腐蚀（包括外腐蚀、内腐蚀、疲劳腐蚀）是致使钢制海底管线损坏的主要原

因之一，油田对此曾采取多种措施，如系统密闭绝氧、配套加化学药剂、管线牺牲阳极、使用耐腐蚀合金等。工艺局限性和施工问题使上述各防腐措施效果均不理想，并且费用昂贵。由于软管使用了防腐材料作为内衬层和外包层，因此其抗腐蚀性能比硬质钢管好。

（3）由于软管的挠性特性，即便在输送介质为高温的情况下也无需设置膨胀弯。

（4）软管还具有施工简便、铺设快速、连接方便，并且可以回收再利用等优点。

2.3高压复合软管施工前检验要求

2.3.1设计文件审查：对软管供货商提交计算分析、权威试验结果等证明文件进行审查，确认这些文件应能证明软管在试验、运行等全部条件下满足使用寿命内的安全性。

2.3.2出厂试验报告审查：根据《石油天然气工业用于海底和海洋立管的挠性管系统》（GB/T20661-2006）要求，供货商应提供以下试验数据供审查：（1）爆破试验；（2）抗拉试验；（3）抗外压溃试验；（4）抗扭试验；（5）弯曲疲劳试验；（6）材料耐腐蚀及抗老化性能试验。

2.3.3软管入场检验：（1）全部进行外观检查，检查软管在运输过程中有无造成的各种损伤，如凿槽、刻痕及不圆度等；如可修复，供货商应提交修复工艺，并进行修复；（2）管道标识，至少应包括：设计压力、内径、长度、最小弯曲半径、软管型号等。（3）审查海上产品专业检测证书（船检证书）。

3.高压复合软管施工方案分析及要求

根据高压复合软管的特点，施工方案可采用以下两种方法进行敷设：（1）拖管铺设法（2）铺管船铺设法。

3.1拖管铺设法

将软管海运至油建桩西海管基地，从滚筒边放软管边绑扎浮筒，采用拖管船，浮拖运至铺设地点将其下沉，铺设在海底预定位置。本工法适用于胜利坦岛油田水深在1-18m，平流时间0.5-2h，距预制现场小于30海里海域的各种单层管结构和双层管结构的海底管道。特点：（1）受水深限制小，缩减海上作业时间、减轻了海上施工劳动强度，将海上的环境条件对施工的影响减轻到最低限度，使海上施工的安全风险降低到最小程度。 （2）减少了对海上作业船舶和设备的需求。（3）工序操作简便，可靠性强，易掌握。

3.2铺管船铺设法

铺管船铺设法类似于海底电缆的铺设方法，将软管滚筒固定在铺管船上，软管通过张紧器、入水槽、埋设犁铺设到海底。

3.2.1软管首端通过牵引缆下放入水，将接头与导管架腿或锚固点连接固定，防止软管在铺设过程中移位，为方便以后与立管连接，需要将软管不带埋设犁铺设一定长度，并且软管在泥面上保持一定弯曲。

3.2.2初始管段铺设完成后，可以下放埋设犁正常铺管；如果可以保证后挖沟时挖沟机对软管外包覆层不产生磨损，也可以采用后挖沟方式。

3.2.3软管铺设时采用张紧器对软管张力进行有效控制，牵引能力不应小于5吨，也可以通过观察软管在入水槽的入水角度或其它方式控制软管铺设的张力。

3.2.4尾端入水、与立管连接，尾端入水与首端类似，但由于软管接头安装后的长度不可调节，需要在铺设过程中严格控制管线路由，避免尾端过长或过短，造成与立管连接的不便。

3.2.5弯曲限制器安装：，为保证施工过程中软管不小于弯曲变径，增加弯曲限制器弯曲半径为6米，不能缠绕在滚筒上，需要在软管铺设时现场安装（每侧约35个）。

4.检验措施建议

4.1软管无法现场制作接头，所以必须精确控制软管的长度。建议最好采用DGPS定位设备，对CB1A与CB1D两个平台的设计管线路由长度进行精确打点测量。因为软管两端可接钢管，如测量数据有误差，可取最小值为制造长度。

4.2理想的铺设张力在1-2吨左右，过小的张力可能造成软管的损坏，对铺设过程中的张力要进行有效的控制。通过张紧器控制铺设张力，分析张力表读数与铺设船速度的对应关系，保证在张力控制在1～2吨范围内。

第3篇

（一）理论课教学内容落后

目前，北京林业大学院材料科学与技术学院林产化工专业的“有机合成化学”课程是以2004年版王玉炉主编的《有机合成化学》教材为主。它包含了有机合成的重要反应、选择性反应等内容，体现了当前的合成反应内容，但该教材缺少林化产品应用的实例，因此需引入新的教材充实教学内容。

（二）实验课教学内容和实验方法陈旧

林产化学工业是以森林资源为原料进行化学加工利用的工业，是森林工业的重要组成部分，是制取人类生活和生产所需要产品的工业。当前“有机合成化学”实验课程的授课内容为“樟脑氧化合成樟脑醌”的实验，其选题和采取的实验方法都已较为陈旧，不能满足当前林产化工行业科技发展的需要。而且实验设备数量有限、老化等原因使得实验测试分析方法单一、落后，从而导致实验数据误差增大、高质量的设计性实验无法正常开展。

二、“有机合成化学”课程教学改革的措施

（一）理论课教学内容的改革

针对林产化工专业“有机合成化学”课程教学内容存在的问题，笔者从以下几个方面对课程教学内容进行了改革。

1．引入新的教材

笔者结合林产化工专业林化学科的发展趋势，分析国内外相关课程的发展现状，适时吸纳有机合成化学方面的研究成果，对教学参考书的选择进行了广泛的调研，选择出适合课程教学内容、具代表性的中外文教学参考书，如Morrison的《OrganicChemistry》原版专业教材。

2．增加新的教学内容

笔者认为教学新内容和前沿科研内容的引入，不仅使教师所授的理论知识更加全面、具有紧跟国际形势的先进性，而且体现了林产化工产品的多样性，培养了学生的创新能力。另外，笔者还将“有机合成化学”课程中没有包含且属于当前我国林产化工行业发展的热点内容介绍给学生，目的是扩大学生的知识面、提高学生的学习兴趣和积极性、激发学生对科学研究的热爱、培养学生勤于观察思考的习惯。

（二）理论课教学方法和手段的改革

“有机合成化学”课程是在学生具备了必要的有机化学、分析化学等基础知识之后必修的一门专业基础课程，是承上启下的课程。因此，笔者认为教师做好本课程的教学工作，对其进行教学方法和手段的改革，有利于提高林产化工专业人才培养的质量。

1．以现代教育理念为指导，制作高质量的多媒体课件

笔者认为采用“黑板＋粉笔”的教学手段授课，教学效率低下，因此必须以教育教学理论为依据，采用现代教学工具和手段开展教学活动。在“有机合成化学”课程教学过程中，笔者改变传统的教学方式，采用新颖多样的多媒体课件授课，激发了学生的学习兴趣和求知欲望。如，笔者采用自己制作和搜集的与理论知识相关的反映实际合成反应现象和反应机理的模拟视频和三维动画片及部分生产工艺流程的录像，开展“有机合成化学”课程的教学活动，使抽象难懂的“有机合成化学”课程变得生动形象，使抽象的反应机理直观、清晰。学生在课堂上可以清楚地看到各种合成产物的准确结构和详细反应工艺原理，这不仅可以帮助学生加深对所学内容的理解，而且也可以使教师在有限的课堂教学时间内为学生讲授更多的教学内容及学科前沿知识。

2．遵循现代教学理念，使学生成为教学活动的主体

如果教师在课堂上采用“仓储式”“填鸭式”教学方式授课的话，那么学生就会对学习产生厌烦的情绪。因此，在课堂教学过程中，笔者应用现代教学理念，结合日常生活中遇到的有机合成化学方面的素材进行讲授，提高学生学习的趣味性，使学生真正成为教学活动的主体。如教师在讲授“应用萜类化合物进行香料的合成”“塑料用增塑剂的合成”等问题时，首先将学生分成小组，让学生以小组为单位查找资料；其次让小组的代表在课堂上对这个问题进行讲解，并让学生对不明白的问题互相提问；最后由教师评出讲解内容和所提问题都有深度的一组，给予适当的奖励，目的是激发学生学习的主观能动性。

3．将理论教学与科研、生产实践相结合，提高学生的科研能力

笔者通过一些小型科研活动，让学生掌握并设计出先进合理、贴合生产实际的目标产物的有机合成路线，激发学生学习的兴趣，提高学生的科研能力。此外，还要鼓励学生积极参加大学生科研训练计划及各类科研活动，这既拓展了理论教学的内容，又锻炼了学生的科研能力。因此，笔者认为只有让学生直接参与一些小型的林产化工学科实际生产的目标产物的有机合成路线设计，才能让学生把所学的“有机合成化学”课程的知识真正应用到实践中去，教师才能够发现学生在实际应用中所暴露出的问题，并及时解决问题。

（三）实验课教学的改革

高校实验课教学的主要目标是培养学生对所学理论知识的应用和创新能力。实验环节的教学不仅对学生巩固有机合成化学基本理论知识具有重要作用，而且有利于培养学生的观察分析、实际操作、综合设计等能力。因此，笔者认为必须深化实验环节的教学改革，具体做法如下。

1．根据科研情况开设研究设计性实验

在对实验室进行建设的同时，笔者结合“有机合成化学”实验课程教学内容及林化产品加工的特点，让学生设计具有前沿科研性的实验。如藿檀酯木香型香料（国际著名香精香料公司Symrise和Quest的产品）的合成实验，学生利用α－松油烯（林化产品中间体）与缺电子亲二烯体，通过Diels－Alder反应，合成一系列化合物，如与丁烯酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯醛等物质通过双烯加成合成不同香型的香料。笔者多年的教学实践经验证明，学生通过设计新的实验，激发了对科学研究的兴趣，提高了科研思维和创新能力，为其今后的毕业设计和将来从事科研开发工作提供了实践平台。

2．开展双语教学

在“有机合成化学”实验课程中有许多“人名”反应，翻译成中文后会有很多不同版本，不易被学生理解，不利于“有机合成化学”实验课程的讲解，影响学科的发展。因为很多专业知识点用英语解释时准确性较高，并有利于学生对专业知识点的理解，所以笔者在“有机合成化学”实验课程中引入了英文版的专业教材，开展双语教学活动。这不仅可使实验教学内容紧跟国际科研前沿信息，及时将专业领域研究的最新发展和所学的知识有机地结合起来，而且可使学生在实验课教学中很好地掌握专业外语知识，为学生今后独立查阅科技外文文献打下良好的基础。

3．采取灵活多样的考核方式

在这次教学改革中，笔者建立了科学、系统、客观、严格的实验课考核方式，主要从以下几方面对学生进行考核：①实验操作；②对实验常识性问题的理解与掌握；③对实验过程突况的处理；④实验报告书写的规范性。笔者认为使用这种考核方式，教师不仅可以全面地考核学生对实验内容的掌握程度，给出科学、合理的实验成绩，而且还提高了学生的实际动手能力。

三、“有机合成化学”课程教学改革的效果

“有机合成化学”课程经过多年的探索与实践，在教学内容、教学方法、教学水平和师资队伍建设等方面都有了较大的提高。同时“有机合成化学”课程的教学活动得到了学校教学督导组专家的肯定，主讲教师的授课多次被评为优秀、受到学生的热烈欢迎和一致好评。

（一）理论课教学改革的效果

因为“有机合成化学”课程本身具有理论性强、概念抽象等特点，所以单纯的理论授课很容易使学生感到枯燥。改革后的课程使教学内容更加紧跟国际先进趋势，体现出林产化工产品的多样性，更符合我国林产化工行业的发展趋势，从而更能激发学生对专业课学习的兴趣，提高学生自主创新、自主设计的能力。另外，教学理念的转变活跃了学生的思维，使学生不仅在课堂上积极参与教师的教学活动，而且在课下踊跃思考、提出问题，收到了好的教学效果，提升了学生的综合素质，并使年轻教师的教学基本功得到提高。

（二）实验课教学改革的效果

开设先进合理、贴合实际生产的设计性实验课程，激发了学生学习兴趣，提高了学生动手能力，培养了学生科研思维和创新能力，使学生在毕业论文（设计）中涉及新产品的制备和应用的内容明显增加。实验课的全新考核方法真实地反映了学生的实际水平。学生普遍认为这一考核方法比较好，能较真实地反映学生的综合实践能力，对他们的学习有良好的促进作用。

四、结语

第4篇

关键词：石油化工；有机化学；综合设计实验；教学探索

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 我校是一所以石油化工为特色的省属综合性大学，有机化学实验是我校化学化工类专业的必修专业基础实践课之一，每学年全校有14个专业40多个班级开设此课程。有机化合物的合成是有机化学实验教学内容的重点，属于综合性实验，目的是使学生掌握并熟悉基本操作与典型的实验制备方法，学会一些难度较大的新的合成方法与实验技术，培养学生独立工作的能力，实事求是的科学态度，以及认真、细致、敏捷的工作作风，养成保护环境等意识。设计性实验，只给出实验目的与要求，学生必须通过查阅参考文献，撰写实验方案，经指导老师审查通过后独立开展实验，对于实验过程中发现的问题尽可能自行解决。该类实验完全摒弃了在以往实验教学中常用的保姆式教育，放手让学生去设计、思考，独立自主地解决实际问题，动手能力得到显著提高。我校学生开设的综合性与设计性实验的课时数占总有机化学实验课时数之比达到80%以上。教师和学生普遍反应该课程体系设计科学，学生在基础理论和实践技能培训方面得到全面、系统地训练。

一、课程的目的及要求

综合与设计性实验目的是训练学生对基本操作和理论知识灵活的综合运用，掌握有机化合物的合成、分离、提纯及鉴定方法；培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。以有机合成为主，教师给定目标产物，学生按照老师给定的实验要求，运用所学知识，通过查阅资料，独立（或在教师指导下）撰写实验方案，拟定实验步骤，准备实验所需物品，完成实验并写出完整的实验报告。

二、实验内容的选择

1.实验的类型。在选择实验内容时，实验的类型基本分为两类：（1）有机化合物的制备及表征。（2）植物中提取与分离天然有机物。有机化合物的制备，在课时数不多的情况下尽可能做到两个兼顾。首先是兼顾有代表性的有机化学反应类型，例如：（1）酰基化反应（乙酰苯胺的制备，阿司匹林的制备）。（2）酯化反应（乙酸正丁酯的制备，苯甲酸乙酯的制备）。（3）亲核取代反应（1-溴丁烷的制备）。（4）氧化反应（苯甲酸的制备）。（5）康尼查罗反应（苯甲醇和苯甲酸的制备）。其次是兼顾各种重要的合成装置及操作，涵盖了分别带分馏柱、带气体吸收、带电动搅拌、带分水器的回流装置；水蒸气蒸馏装置（从肉桂皮中提取肉桂油及其主要成分的鉴定），索氏提取装置（茶叶中咖啡因的提取），蒸馏装置，薄层色谱（薄层色谱法分离绿色植物天然色素）。有机物的鉴定既有物理常数测定（熔点、沸点，折光率），也有采用化学方法鉴定，有机波谱分析（红外光谱，质谱）。大部分实验都将合成、分离、提纯、物性的测定和波谱鉴定等环节串联成一体。

2.实验微量化。改变了部分实验的投料量，进行微量或半微量实验，降低实验成本，节约实验时间，大大减少实验污染，潜移默化地培养学生利用资源、绿色环保的科学发展观。

3.根据低毒的原则选择原料及溶剂。鉴于实验室的条件不太完善及实验班数及人数多的特点，在不影响实验效果的前提下，尽量选择低毒性的原料及低毒易回收再用的溶剂。如苯甲酸的制备我们采用苯甲醇替代甲苯；苯甲醇和苯甲酸的制备萃取剂我们采用石油醚替代乙醚；酯化反应的带水剂、茶叶中咖啡因的溶剂的种类也是基于这个原则去选择。

三、改进合成实验教学

合成实验教学安排在基本操作的教学之后，学生已具备了一定的技能，但不能熟练掌握，动手能力和独立解决问题的能力较差。以往的教学是教师先讲实验目的要求，分析实验原理和可能出现的问题，学生进行操作实验，教师巡视指导。此方法虽然使学生的基本操作得到训练，但仅仅是完成实验内容，缺乏良好的思维训练。学生在实验中遇到问题不会分析思考，动手解决，创造性得不到发挥，这在以后的毕业论文实践中充分暴露出来。针对教学实际，我们逐渐摸索出解决问题的方法。把科学的思维方法贯穿于教学中，形成“以学为主，以教为辅，思维训练为主线”的教学原则。

1.建立有机合成反应研究的基本思路。在合成与制备实验中，应培养他们树立以实验为基础的科学研究思想及设计实验的能力，逐步学会化学研究的实验方法。例如：由乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的实验，通过分析可知为平衡反应历程，根据平衡反应的知识，采用过量的醇，或除去反应生成的水的方法提高产率。

2.加强对学生实验预习的指导，提高预习效果。对学生预习要求认真阅读教材，独立思考，发现问题，提出问题，能够预知实验成败的关键。教师根据学生的讲解给学生判定预习成绩。一个有机反应能否进行反应条件（外因）的选择与应用十分重要，例如：由正丁醇、溴化钠和硫酸制备1-溴丁烷的实验。浓硫酸用量的大小。学生通过思考得出反应速度取决于两物质的浓度，这就要求有更高浓度的氢溴酸，因此需要过量的硫酸；硫酸的浓度和用量是否越多越好？引导学生进一步讨论，最后小结对硫酸量的要求：适当过量，浓度适中。

3.提高学生实验技能。我们把基本操作技能的训练摆在提高学生实验能力的首要位置，实验中耐心指导，严格要求，细心观察每一个学生的操作，发现不规范的及时纠正并给予示范。通过一些相关联（理论、装置、操作）但又有差别的实验进行反复练习，强化训练，达到规范化的要求。如制备实验做到装置合理，操作规范，台面整洁有序，实验习惯好，知道废物回收处理，防止有机物的挥发和毒性，认真操作，及时记录。积极互动、合作的实验也培养了学生的协作能力。实验过程中学生实验时间有时会相差到一个小时，教师应帮助他们分析原因，鼓励他们“胆大心细”，在做好预习工作的前提下，大胆实验，提高实验技能的目的。

四、教学效果

上述教学方法的实施极大地调动了学生做好实验的积极性和主动性，有效地培养和提高了学生独立分析问题和解决问题的能力，锻炼了动手能力，训练了思维能力。在实验的过程中，学生积极主动地动手操作，对出现的问题认真思考，分析原因想办法动手解决。一些实验结果不理想的同学，能在教师的指导下分析失败的原因。从实验报告来看，思路清晰较为严谨，个别同学还有独到之处，已初步学会了有机合成反应研究的基本方法，并使自身的科学素养得到一次系统的训练，这在以后学生课外科技创新及毕业论文设计中表现出良好的教学效果。

参考文献：

[1]王科志，申秀民，刘正平，等.化学综合设计实验教学模式的改革[J].化学教育，2010，（3）：92-93.

[2]于秀兰，杨桂秋，任保轶，等.有机化学综合性设计实验的教学探索[J].化工高等教育，2009，（4）：55-57.

[3]徐红，刘红，席晓岚，等.有机化学综合性设计实验的教学探索[J].教育教学论坛，2013，（33）：268-269.

第5篇

有机化学是发展最迅速的化学学科，利用有机合成可以生产出人们所需要的具有特殊功能的有机物，而这正是基于对有机化学反应的研究。本节课从反应机理出发研究有机反应，以逆合成分析理论为指导合成有机物，让学生对有机合成有一个初步的认识，为学生将来学习相关专业打好基础。通过本课的学习也可以让学生认识到学习有机化学的意义，对立志于从事化学相关职业的学生有一定的指导价值。

二、教材分析

“有机化学反应的研究”属于苏教版选修模块《有机化学基础》专题1的内容。该专题介绍了科学家研究有机物的方法，教材按照有机物组成的研究

有机物结构的研究有机化学反应的研究这样的顺序编排，使得学生对研究有机物的方法有一个系统的了解，而关于有机化学反应的研究不仅巩固了必修2中所学的有机反应类型，并且对有机反应的本质有了更加深刻的解读，为后续有机的推断和有机的合成的学习奠定了更加坚实的基础。

三、学情分析

学生通过必修2专题3的学习，已经具备了一定的有机化学基础知识，这对学习本节课提供了必要的知识储备，本节课中的逆合成分析理论，有机反应机理是属于大学有机内容，难度较大，需要教师进行简化处理以适应学生的认知水平。

四、教学目标

1.知识与技能

认识反应机理在有机化学反应研究中的重要性；能用同位素示踪法解释简单的化学反应；知道甲烷卤代反应、酯化反应、酯的水解反应机理。

2.过程与方法

通过小组讨论的方式培养学生的合作意识，通过查阅资料的方式培养学生的收集信息等能力，通过理论与生活、生产、科研的联系，提高学生解决实际问题的能力。

3.情感态度与价值观

通过对科学史料的介绍激发学生对科学研究的热情，增强学生学习化学的动力；使学生了解化学在生产生活中的应用，为学生的职业生涯规划作指导。

五、教学过程

环节一：有机反应在有机合成中的价值体现

PPT展示 屠呦呦以及青蒿素的分子结构（如图1所示）。

教师：屠呦呦获得了2015年的诺贝尔医学生理奖，她获奖的原因是什么？

学生：发现了青蒿素。

教师：那么人们是从哪里获取青蒿素的呢？

学生：从青蒿这种植物中提取出来的。

PPT展示 青蒿素资料。青蒿素是最有效的抗疟疾药物之一，目前青蒿素主要从植物黄花蒿中分离提取得到，由于黄花蒿中青蒿素含量极低，加上黄花蒿的种植又会受自然灾害、地理条件和种植技术等因素的影响，使得青蒿素的产量并不稳定，对于贫困地区的患者来说青蒿素的价格过于昂贵。

相较于植物提取，科学家想到了依靠有机合成的方法合成青蒿素，让青蒿素的生产不再依赖于一年一茬的黄花蒿，以保证稳定供应。

总结：通过有机合成可以获得大量有特殊功能的有机物，如人们现在使用的西药都是通过有机合成获得的。作为高中生需要了解有机合成的方法和规律，为将来从事相关职业打好基础。

设计意图：以2015年重大科学成就――屠呦呦获得诺贝尔奖为素材创设情境有利于激发学生的学习欲望，同时借助合成有机物这一载体将本节课的主题“有机反应的研究”渗透其中。

问题探究 乙酸乙酯是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，可用作香料。如何合成乙酸乙酯？

学生1：乙酸和乙醇通过酯化反应得到

学生2：将乙醇先氧化得到乙醛，再将乙醛氧化获得乙酸，最后将乙酸和乙醇酯化。

学生3：乙烯先和水反应生成乙醇，乙醇再氧化得到乙醛，乙醛氧化得到乙酸，最后乙酸和乙醇酯化。

教师：那么选择哪种原料好呢？

学生4：第1种方法好，因为步骤少。

学生5：第3种方法好，因为乙烯原料广泛，成本低。

教师：很好，合成有机物选择的原料应满足廉价易得，绿色环保的要求。

设计意图：合成乙酸乙酯没有直接给出原料，有一定的开放性，有利于拓展学生的思维。通过比较几种原料，使学生认识到合理选择原料的重要性。

环节二：有机反应研究的重要方向――反应机理

1.酯化与水解反应的反应机理

教师：有机反应是有机合成的基础，对于有机反应哪些方面是值得我们研究的？

学生1：反应类型、反应条件、影响因素。

教师：从微观角度分析，乙酸和乙醇酯化时的断键情况如何？

学生2：酸脱羟基、醇脱氢。

教师：如何通过实验方法证明呢？

学生3：同位素示踪法。

教师：很好！同位素示踪法是研究反应机理的有效方法之一，请同学们描述一下实验方法。

学生4：将乙醇中的氧原子用放射性的18O标记，反应后观察18O是在水中还是在乙酸乙酯中从而判断断键的位置。

教师：同位素示踪法是由匈牙利化学家海维西获发现的，他也因此获得了1943年的诺贝尔化学奖。

设计意图：以乙酸和乙醇的酯化反应为例，教师分别从浓硫酸的作用、反应温度、乙酸乙酯的产率、乙酸和乙酸的断键情况等角度引导学生认识到有机反应可以从反应条件、影响因素、反应机理等方面去研究。同时介绍同位素示踪法的发现者海维西获得诺贝尔化学奖，让学生体会到科学研究需要创新意识。

2.甲烷和氯气的反应机理学生活动 书写甲烷和氯气反应的方程式（反应物和生成物均用结构式表示），并描述甲烷和氯气反应的实质。

学生：甲烷和氯气的反应属于取代反应，甲烷中一个碳氢键断裂，同时氯气中的氯氯键断裂，氯气中的一个氯原子代替了甲烷中的一个氢原子，生成了一氯甲烷和氯化氢。生成的一氯甲烷继续和氯气发生类似的反应生成二氯甲烷和氯化氢，以此类推分别生成三氯甲烷和四氯甲烷。

教师：甲烷和氯气按体积比1∶4混合，反应后产物的成分是什么？

学生1：只有四氯甲烷和氯化氢。

学生2：有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷及氯化氢。

教师：到底是哪位学生正确呢？下面我们就来研究一下这个问题，请同学们思考甲烷和氯气是否是同时断键，同时交换原子呢？（展示表1中数据）

学生：由于氯气中的氯氯键比甲烷中的碳氢键键能更小，因此更容易断裂。

教师：很好，请同学们观察一下甲烷和氯气反应机理的图片（见图2），并根据微观符号描述一下该反应的历程。

学生：光照后氯气分子首先发生断裂生成氯原子，氯原子和甲烷分子碰撞生成氯化氢和・CH3，・CH3再和氯气分子碰撞生成一氯甲烷和氯原子，氯原子接下去又发生碰撞，从而使反应延续下去。

教师补充：化学家对氯气和甲烷的反应提出如下的假设：

自由基理论很好地解释了甲烷和氯气产物的复杂性，随着科技的发展自由基反应已经不再是一种假设，利用电子顺磁光谱可捕捉到反应过程中自由基信息，证实了自由基历程的真实性。

设计意图：甲烷和氯气反应产物众多，学生在没有学习该反应的机理前往往会认为书本上甲烷和氯气的反应是逐步进行，通过自由基反应机理的学习可以有效地纠正学生的这一错误观点，并且使学生认识到学好反应机理的重要性。

学以致用 已知有机分子中同一碳原子上连接两个羟基是不稳定的，会自动脱水。

请在方框中填写加氧氧化的中间产物的结构式。

要证明这两种过程哪一种是正确的，我们仍然准备用同位素原子示踪法。用18O2和铜催化剂在一定的温度下氧化乙醇，下列有关说法中正确的是

（填字母序号）。

A.若18O只存在于产物H2O分子中，则说明醇的氧化是按①的过程进行

B.若在产物H2O分子中含有18O，则说明醇的氧化是按①的过程进行

C.若在产物乙醛分子中含有18O，则说明醇的氧化是按②的过程进行

D.若醇的氧化按②的过程进行，则18O只能存在于产物乙醛分子中

设计意图：及时巩固反应机理以及同位素示踪法等相关知识点，做到学以致用。

环节三 逆合成分析理论的具体应用

交流讨论 对于较复杂的有机物的合成，美国化学家科里提出的逆合成分析理论可以给我们提供帮助。逆合成分析法即分析目标分子结构，断开化学键将其拆解为更简单、更容易合成的前体和原料，从而完成路线的设计。请同学们找出下列有机物的断键位置并推测合成原料。

学生：高聚物可以断开主链2号碳和3号碳之间的碳碳键，推测出原料为乙烯和丙烯。环酯可以断开酯基中的碳氧键，推测出原料为乳酸。

能力提升 草酸二乙酯是合成医药的重要中间体，请你以乙烯为原料采用逆合成分析理论推导出合成该物质的方法。

写出有机合成路线图。

设计意图：逆合成分析理论是有机合成的重要理论之一，但仅仅介绍该理论并不能使学生有深刻印象，通过分析几个常见有机物的合成方法，将逆合成法的思路应用到具体的实例中去，有利于提高学生的有机推断能力，也使学生明白该理论在有机合成中的重要意义。

六、板书设计

七、教学反思

1.本节课的部分教学内容不属于高考考试范畴，因此有很多教师将教材中的这块内容简单处理或者忽略不讲，其实从教材的编排上看本专题是要告诉学生研究有机化学的方法是什么，以及过往的化学家是如何研究有机化学的，因此该章节更多的是侧重于过程与方法以及情感态度价值观的教育。学生在高一已经学习过必修1中的有机化学，该专题内容既是对高一内容的总结又是对后续不同种类有机物的学习做铺垫，同时也将高中有机化学和大学有机化学相衔接，拓展了学生的视野，有利于学生对将来是否从事有机化学研究提早进行职业规划。因此笔者认为本节内容不仅不能舍弃，还应充分挖掘教材中的素材，力求使课堂教学更加饱满，更加有内涵。

2.本节课的设计分为三个环节：环节一以合成青蒿素为背景使学生认识有机合成的意义；环节二以学生已知的合成乙酸乙酯为素材总结有机合成的一般方法；环节三以合成复杂有机物为例使学生了解逆合成分析理论在有机合成中应用。三个环节环环相扣，并将有机反应条件的选择、有机反应机理的研究融入其中，从而使学生对有机合成的流程有了更加全面的认识。同时在教学过程中还不断渗透情感、态度和价值观的教育，如将屠呦呦和青蒿素，美国化学家科里和匈牙利化学家海维西获得诺奖及电子顺磁光谱检测自由基等科学界的成就及现代前沿科技介绍给学生，使学生意识到化学不仅仅是停留在课本上的知识而且还是一门很有研究价值的学科。

第6篇

关键词微波技术辐射化学反应机理

自从Gedye[1]和Giguere[2]报道了利用微波辐射技术（MicrowaveIrradiationTechnology，简称MIT）促进有机化学反应的研究，才使得微波辐射技术真正应用于化学反应中，成为用于加速化学反应的一项重要技术；同时也成为不同于传统加热方法而应用于化学领域中的一项新兴的有机合成技术。利用微波使化学物质进行反应，其反应速度较传统加热方法快十倍乃至千倍。这种化学反应的加速是一种催化过程，完全不同于那些通常使用特定的化学物质作催化剂的过程。

微波辐射技术用于有机合成以其反应速度快、操作方便、产率高、产品易纯化等特点而发展很快，成为继热、光、电、声、磁效应以后开发的一种新型合成技术[3]。随着微波合成技术的不断提高，对传统的化学领域，特别是有机合成领域带来了冲击，成为化学领域中一门引人注目的新课题。本文就微波技术在化学领域中的应用进行了综述，并简述了其可能的作用机理。

1微波技术在有机化学中的应用

1．1在有机合成中的应用

由于极性有机化合物分子受微波作用后可以通过偶极旋转被加热，所以许多有机反应在微波辐射下可以高效率地完成。目前，催化有机合成反应的方法有三种：（1）物理催化（2）化学催化（3）生物催化。利用微波技术，通过控制反应条件，可以使许多有机反应的速度提高数倍，一些反应甚至比传统加热方法快上千倍。

目前，已发现利用微波辐射加热进行的有机合成反应主要有Diels-Alder反应、、酯化反应、重排反应、Knoevenagel反应、Perkin反应、Reformatsky反应、Deckmann反应、缩醛（酮）反应、、Witting反应、羟醛缩合、开环、烷基化、水解、氧化、烯烃加成、消除反应、取代、成环、环反转、酯交换、酰胺化、脱羧、聚合、主体选择性反应、自由基反应及糖类反应等，几乎涉及了有机合成反应的各个主要领域[4]。这些反应在微波辐射下均大大提高了反应效率。如反式丁烯二酸与甲醇的酯化反应，微波作用下，回流50min，产率为85，而传统方法需8h[5]；李军等人研究了微波法合成领异丁烯氧基苯酚方法，常规加热回流3h，产率为35，而用微波90s产率达68[6]。

1．2在金属有机化学反应中的应用

利用微波炉加热进行金属有机化学反应也有明显的效果。一些金属配合物的合成，传统方法需数小时完成，而在微波条件下仅需数十分钟即可完成。Mingos[7]利用微波炉通过氢键和配位键的结合制备了有机金属配合物，成功实现了有机金属配合物的自由组装，给金属有机化学反应注入了新的活力。Baghurst等人采用微波常压合成技术合成了铑和铱的二烯烃化合物和“三明治”型的阳离子化合物，并由此改进了微波常压反应系统，使之与有机合成反应装置更接近且具有实用性，可以使大多数常规化学反应在微波条件下进行[8]。

2微波技术在高分子化学中的应用

微波技术应用于高分子化学领域的研究较多，在聚合物合成、交联、固化等方面都有成功的应用。如甲基丙烯酸-2-羟乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等己烯基类单体的自由基聚合反应，聚酰胺酸的亚胺化反应，芳香二胺和芳香二羧酸合成芳香聚酰胺的缩合反应，引发聚醚反应、聚烯烃的交联反应，聚氨酯的固化反应以及聚氨酯的合成反应等。这些反应除可以显著缩短反应时间，有些性能还明显优于传统加热方法。如聚氨酯经微波辐射形成膜的硬度较传统方法有明显提高，丙烯酸类树脂在微波辐射下3~8min就可固化出物理性能优于传统方法的树脂固化物。龙明策[9]等采用以淀粉、丙烯酸为主要原料，开展了以微波辐射合成高吸水性树脂的工艺研究，合成了吸水率为735g/g的高吸水性树脂，比传统加热方法节省时间数10倍以上，操作易于控制且“三废”排放极少。

微波技术在高分子合成中的应用研究是基于微波辐射有优良的“内加热”效应，但在聚合反应中的机理、热效应及非热效应对聚合反应的影响均受仪器的限制而无法开展。近年来出现的脉冲微波辐射，用电磁波在没有明显的热效应的情况下引起化学反应，这一方法的运用将为高分子合成提供有力的手段。

3微波技术在其它化学领域中的应用

在无机材料方面，用微波辐射技术可以进行沸石分子筛的合成，为制备新型的功能材料与催化剂提供了快捷的途径和方法[10,11],用微波等粒子技术，制备了金刚石膜、鈷薄膜等金属膜。

在分析化学方面，用微波辐射技术进行了样品溶解、蛋白质水解等方面的研究，开辟了一条高效、快速的新实验方法。

在生物化学方面，微波技术应用较早，利用微波技术可以快速对蛋白质及肽进行水解，并且可以控制裂解部位，极大的提高酶催化反应的效率。

在药物化学方面，利用微波技术通过短寿命的示踪原子快速、高产率的合成了同位素标记药物，拓展了药物化学的合成领域，具有广泛的应用前景。

4微波辐射技术的机理探讨

微波在电磁波谱中介于红外辐射（光波）和无线电波之间，又称超高频，其波长在1mm～1m之间，频率在300MHz~300GHz。用于加热技术的微波波长一般固定在12．2cm或33．3cm。关于微波加热的原理，一般认为：微波振动同物质分子偶极振动有相似的频率，在快速振动的微波磁场中，物质分子的偶极振动尽力同微波振动相匹配，而分子的偶极振动通常落后于微波磁场，这样物质分子吸收电磁能以数十亿次的高速振动产生热能，因此微波对物质的加热是从物质分子出发的，称为“内加热”。而传统的加热方法如回流则是靠热传导和热对流来实现的，即“外加热”。内加热的优越性在于加热快，受热均匀，能显著提高有机反应的速度。当然，微波对反应物的加热速率、溶剂的性质、反应体系等都能影响其反应的速率。

微波技术除具有热效应外，还存在微波的特殊效应。微波作用于反应物后，加剧了分子间的运动，提高了分子的平均能量，即降低了反应的活化能，大大增加了反应物分子的碰撞频率，使反应迅速完成，这就是微波提高化学反应速度的主要原因。

5结语

随着科学技术的不断发展，越来越多的交叉学科正在形成，微波辐射技术扩展到化学领域就形成了一门新的交叉学科－微波化学，无论是在理论上，还是在应用技术上，都无疑是化学领域中的一大新进展。当然微波化学还存在着许多有待解决的问题，绝大多数还停留在实验研究阶段。但有理由相信，随着微波技术的发展，，微波辐射技术在化工领域将有更为广泛的应用前景。

参考文献

[1]GedyeRN，SmithFE，WestawayKetal．TetrahedronLett，1986，27：279．

[2]GiguereRJ，BrayTL，DuncanSMetal．TetrahedronLett，1986，27：4945．

[3]赵晨曦等．相转移催化及微波技术用于苯丙氨酸合成[J]．氨基酸和生物资源，1997，19（2）：15．

[4]薛叙明．精细有机合成技术[M]．化学工业出版社，20__，1：39．

[5]徐宗美，谢毓元．化学通报，1993，6：8~11．

[6]李军等．合成化学，20__，8（4）：321~325．

[7]MichaelD，MingosP，J．ChemCommun．1996：900．

[8]倪春梅，盛凤军．微波合成技术及在有机合成中的应用[J]．广州化工，20__，32（2）：13．

[9]龙明策等．高吸水性树脂的微波辐射合成工艺及性能研究[J]．高分子材料科学与工程，20__，18（16）：205．

第7篇

通过基础实验技能的培养、有机合成实验的进一步练习，在学生打好基础的前提下，开展综合设计性实验。实验教学初期，教师在讲授有机实验基础操作的时候应做到搭装置示范，认真讲解，耐心指导。在学生打好基础后，就应该调整教学方案，改变教学模式，由主角变导演，将学生放在主角的位置上，打破传统教学中学生被动接受的弊端，采用讨论式、提问式、启发式、发现式等多种方法引导学生，由他们自己主动地去完成对本次实验课内容的理解和掌握。由有解实验变为求解实验，由知识积累变为智能开发。这种教学模式，对提高学生的主动性和独立思考能力起到积极作用。设计性实验可从实验教材中已有的合成实验的反应条件、实验装置的优化出发，逐步扩展到给定目标化合物，同学通过查阅文献、参考书，设计合成路线、实验装置，最终合成目标化合物。综合设计性实验的开设，对于培养学生独立进行科学实验的能力、良好的科研素质、独立获取相关文献资料的能力都起到了决定性作用。

2采用微型化实验方法来代替部分常规实验方法，减少实验事故的发生

微型化学实验是由美国的Mayo博士及其同事从1982年开始研究并试用的一种新型实验方法。它是以微小量的试剂，在微量化的仪器装置中进行实验。其试剂用量是常量制备实验的十分之一至千分之一，固体约为10mg～100mg，液体约为0．1mL～2mL。由于有机实验试剂毒性大，挥发性强，易燃易爆，因此有机实验的安全教学一直是教学中的一个重点。微型化实验的优势主要表现在实验试剂用量少，辅助材料用量少，反应时间短，不仅降低了实验成本，而且相应减少了爆炸、着火、中毒等事故的发生率，改善了实验环境，极大地减少了实验过程对环境的污染，提高了教学质量［6］。目前，北京大学、山东大学、中山大学、云南大学等全国几十所高校均把微型化实验列为有机实验教学的内容。北京大学摸索了小量－半微量有机合成，已在教学中使用多年，效果良好，值得我校学习。

3尽量使用低毒无毒的有机试剂，创建绿色环保的有机实验教学体系

在实验内容的安排上，应努力实现绿色化。绿色化学的基本内容是:由无毒害的原料，在无毒害的催化剂、溶剂等反应条件下，获得对环境友好的产物［7］。有机化学实验不可避免地会产生一些三废，在有机化学实验过程中应该合理收集和排放三废，如对废弃物不处理随意排放，不仅对环境造成污染，而且会淡化学生的环保意识，养成不良的实验习惯。在实验操作中要求学生将实验中产生的废气进行处理、对废液进行回收处理、对产品进行回收利用。近些年，我校在这方面做出了努力，如将基本无毒的环己烷代替苯做为共沸除水剂、反应溶剂，将乙醇代替甲醇做为重结晶使用的溶剂，及时进行实验三废的处理等。但总体感觉力度过小，有待进一步加强。

4及时向学生介绍实验新技术新仪器，与时俱进

仪器设备陈旧是高校实验教学的一个普遍问题，这不适应日新月异的实验技术的发展。为培养适合社会的新型人才，在教学中应注意及时将先进的仪器技术设备介绍给学生，例如:在介绍熔点的测定时，除介绍了毛细管测定法外，还应介绍显微熔点仪、电热熔点仪、热分析仪测定法，并演示显微熔点仪测熔点的操作;在介绍普通蒸馏装置时，应将旋转蒸发仪介绍给学生并作演示实验;在介绍制备化合物的红外光谱时，应使用傅立叶红外光谱仪就学生自己制备的产品作谱图，这样不仅扩宽了学生的知识面，开阔了视野，而且增强了学生的实验动手能力，提高了学生的学习积极性。

5建立完善的考核制度，加强实验教学质量调控

实验成绩考核制度直接影响着学生的学习态度和积极性。规范实验考核制度能充分调动学生学习的主动性，对提高学生的实验动手能力、独立思考能力和创新能力起到了至关重要的作用。为了能客观公正地反映学生的实验能力，笔者认为有机实验成绩应改变原来单纯凭印象给分的错误方法，而由平时考核、实验笔试和期末考核三部分综合量化给分，具体实施方案如下:注重平时考核，加大其在总成绩中的比例教师对于平时实验的考核应分两部分组成。一部分是由出勤率、实验态度、实验装置的搭建、实验结果、卫生情况等组成，另一部分是实验预习报告、实验记录、实验报告成绩。教师针对以上提出的几个指标制作实验考核卡片，以5分制及时记录学生实验情况，期末将每次实验的成绩总评而给出平时成绩。

6开设实验基础内容笔试，进行量化考核

为了预防学生只会做实验而不懂实验原理的现象出现，在学期末安排实验笔试考试。考核内容主要是有机化学实验的重要知识，包括实验室规则及安全常识，化学仪器的使用和养护方法，基础操作的原理及适用范围等。设置期末考核实验，充分反映学生的实验动手能力在学期末，安排一个全面涉及基础操作的合成实验作考核。就实验预习报告、实验态度、实验装置的搭建、实验情况记录、实验报告(要求当场交)完成情况、卫生情况等方面作综合考察。

7结语

第8篇

关键词：有机化学；精细化工；职业教育；问卷调查

《有机化学》是高职院校化工技术类专业（精细化学品生产技术、石油化工生产技术、应用化工技术等专业）必修的一门专业基础课，有机化学研究的内容包括有机化合物的来源、制备、结构、性质、应用以及相关理论和方法学问题等。显而易见，专业方向和就业倾向不同，对于《有机化学》课程学习内容的侧重点也就不同。为了改善陕西国防工业职业技术学院（以下简称“我院”）目前《有机化学》课程的教学现状［1］，课题组拟将《有机化学》课程的教学内容分为基础模块和拓展模块，基础模块学内容，拓展模块则根据在相关化工企业调研的结果，针对专业方向、就业倾向的不同，对教学内容进行不同的选择性组合，以适应不同的工作岗位任务要求。

本调查通过走访陕西省（以下简称“我省”）部分精细化工企业、咨询企业人力资源部门和技术部门负责人、回访在企业工作的我院毕业生等形式，对企业人才结构与知识需求状况进行问卷调研，并结合教学现状，收集不同专业方向、职业倾向学生对《有机化学》课程的知识技能要求，旨在获得精细化工企业职工日常工作“必须、够用”的《有机化学》课程知识与技能要求，以便于制定出更加符合精细化工专业学生就业需要的《有机化学》课程教学大纲，进而为企业和社会培养出更多更优秀的精细化工行业高端技能型人才。

一、调查情况介绍

1.调查方式。本次调查采用重点走访和发放问卷两种途径进行。重点走访对象包括省内精细化工企业人力资源部门主管3人，技术人员5人，省内精细化工专业教育专家2人。

进行问卷的企业除了要求专业针对性强外，考虑到目前学生就业实习需要，选择了以下三类企业：①接收我院毕业生就业较多的企业；②我院的长期生产实习基地单位；③学生期望能够就业的单位。共选择精细化工企业5家，分别为渭南海泰新型电子材料有限公司、西安瑞联新型电子材料有限公司、西安惠安精细化工有限公司、陕西宝塔山油漆有限公司、西安凯洁精细化工制造有限公司。

2.调查内容。本次问卷调查表以化学工业出版社出版，高鸿宾主编［2］的高职高专教材《有机化学》（第二版）和周志高［3］等主编的高职高专教材《有机化学实验》（第二版）为基础素材，并进行了充实和完善。问卷调查内容分理论和实践两部分。理论部分按照有机物类型的不同进行划分，共18个教学项目，具体包括绪论、烷烃、环烷烃、烯烃、二烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇和酚、醚和环氧化合物、醛和酮、羧酸、羧酸衍生物、含氮有机物、杂环化合物、碳水化合物、氨基酸和蛋白质3、对映异构等。实践部分包括安全教育、有机基本操作、有机合成操作、性质与鉴定、综合实验等5个项目。要求被问卷人在其认为必须掌握的知识点对应序号上做出标记，同时，如果认为还需要增加哪些内容，一并添加在相关知识点附近。

二、理论部分调查统计与分析

1.项目整体调查结果与分析。统计结果显示，各个教学项目的必要性从高到低依次如下：含氮有机物、醛和酮、芳香烃、羧酸衍生物、卤代烃、醇和酚、烷烃、醚和环氧化合物、环烷烃、烯烃、二烯烃、绪论、炔烃、羧酸、杂环化合物、碳水化合物、对映异构、氨基酸和蛋白质等。这一问卷结果和精细化工行业岗位密切相关，我省精细化工生产企业大都是从事精细化学品合成的企业，而含氮有机物、含氧有机物、芳香烃等都是精细化学品合成中必须的有机化工原料。相对来说，烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃等，对于精细化工企业来说用到的机会就少了，因为这些物质都是石油加工的产物，属于基础化工而非精细化工的范畴。

芳香烃（苯、甲苯、二甲苯等）虽然属于基础化工原料，但是芳烃及其衍生物在有机合成中应用广泛，是合成很多精细化学品的重要中间体，譬如问卷企业中的两家新型电子材料生产企业，在合成电子液晶产品时就用到芳香烃及其衍生物作为原料，所得产品也属于芳香烃衍生物。这些可能就是芳香烃相关教学内容在本次问卷中被认为比较重要的原因。

杂环化合物、碳水化合物、对映异构、氨基酸和蛋白质等教学内容所涉及到的有机物虽然化学或者生物活性强，譬如某些医药产品等，但是生产量相对较小，并不是我省精细化工生产企业的主流，也非本次调查的重点。

2.项目内部不同任务的调查与分析。以醛和酮这一项目为例，不同任务的必要性从高到低依次排列如下：醛和酮的制法、醛和酮的化学性质、醛和酮的分类和命名、羰基的结构、醛和酮的物理性质等。有机化学教材对于每一种类型的化合物，都分别从来源、分类、命名，结构、物理性质、化学性质、用途等方面进行了介绍。从统计结果来看，有机物的化学性质在各个项目统计中均处于前列，说明有机物的化学性质很重要，这一点显而易见。另外各种有机物的来源、制法、鉴定与工业生产密切相关，在调查结果中也靠前。而有机物的结构、异构等深奥的理论知识，仅从调查结果来看，必要性不强。

按整个统计结果依序排列，单环芳烃的化学性质、醛和酮的制法、醚的化学性质、醛和酮的化学性质、重氮盐的反应及其在有机合成中的应用、羧酸衍生物的化学性质等教学任务的重要性较强，这些教学内容与精细化学品的合成密切相关，是精细化学品合成的理论指导。

三、实践部分调查统计与分析

第9篇

摘 要：传统实验教学中存在的问题高等教育改革研究的结果表明，在当前情况下，传统的有机化学实验教学确实存在一些问题[4]。重视程度不一致社会、高等学校、教师和学生对有机化学实验课程的重视程度不一致。表现在于：社会和用人单位看中实验教学和学生的应用能力，学校和教师重视培养学生的实践能力，学生本人轻视甚至忽视实践动手能力。从社会对人才的需求来看，有机化学实验是很重要的，从事有机化工工作必须要能够熟练的掌握有机化学实验，并能够通过实验来判断、分析和解决实际问题。

关键词：有机化学实验；教学改革；实验教材

大学有机化学实验是为化学、生物等相关专业的学生开设的一门重要的基础实验课，它担负着帮助学生巩固所学有机化学理论知识和帮助学生了解有机化学知识实际应用的双重功能。此外，有机化学实验还能够起到锻炼学生的动手能力和培养学生的创新精神的作用，并使学生得到从事科学研究和产品开发等实际工作所需要的基本技能训练。

一、现有实验教材的不足

近年来随着科学技术的迅猛发展，大量的现代化仪器、新的方法引入到有机合成过程中，但全国大部分高校基础有机实验教学所采用的还是旧版的有机化学实验教材。这些教材是根据有机化学理论课程的内在逻辑和有机化学技术体系的系统性而编写的，具有全面性（包括了几乎所有的有机反应类型和有机化学实验所需的全部技巧）。再次，实验与实验之间缺乏联系，这与实际化学过程（包括化工生产、科学研究）中产物的合成需要多步来完成的情况不符合。而相应带来的主要问题有浪费药品（每个实验的原料都需购买）、环境污染（产品积累，必须向环境排放）、不利于学生实践能力的提高和科研素养的培养。

二、实验内容的改革

针对有机实验现有教材的不足以及现代科学技术对人才培养的要求，汕头大学理学院化学系有机教研室开展有机化学实验教学改革，主要就是根据实验课的功能性和针对现行教材的弊病，建立一本新的实验教材。

传统的有机化学实验一般分为基本操作、性质实验和合成实验三部分，其中较多时间花在基本操作和性质实验上，不利于学生实践能力的提高。新的实验教学内容对原来的课程进行重组整合，采用新的三部分的教学体系：先进行强化基本操作的实验，然后是多步骤的有机合成实验，最后到综合实验。循序渐进，使学生的有机化学实验技能和知识水平逐步提高。而以往教学内容安排较多的性质验证实验则集中成一次设计性的未知物鉴定实验，这样将单调的验证性实验变成探索性的设计实验，既提高学生的学习兴趣，又收到预期教学效果。

1.强化基本操作技能的训练

基础实验可以训练学生的基本操作技能，提高学生的动手能力，使其操作规范化，并养成良好的科学素养和实验室工作习惯。这个部分主要分成：有机物物理性质测定，包括熔点、沸点、折光率等内容；有机物分离、纯化技术，包括蒸馏、重结晶、升华、萃取等。而在实际的授课过程中，有机物分离纯化和物理性质测定正好可以结合在一起来讲授，如乙酰苯胺的重结晶及苯甲酸的升华产品，正好可以用来给学生训练如何测定熔点，而工业酒精的蒸馏产物也可以进行沸点和折光率的测定训练。通过这样的有机结合，学生既提升了兴趣，更强化了基本操作技能，为以后的合成实验和综合实验打下良好的基础。

2.多步骤的有机合成实验

多步骤的有机合成实验通过精心选择实验内容，体现完整性、绿色性、实践性的特点。

1）完整性

编排的教材尽量涵盖完整的有机化合物体系、反应类型和实验技巧，这样可以帮助学生对不同类型的化合物的制备和性质有足够的了解此外，在实验项目的选择上，力求在保持实验内容之间的逻辑关系和整体完备性的基础上，加强各个实验的独立性，避免对相同实验内容和技能的重复。

2）绿色性绿色性首先体现在微型化上，即在相同的实验方法、操作技术下，采用小容量仪器，减少试剂用量进行试验

微型化有机实验具有安全、减少污染、节约实验经费与时间等优点，是培养学生绿色环保观念的成功途径之一。其次，实验项目的选择上具有绿色性，把几个实验串成一个系列，前一个实验的产物为下一个实验的起始物。这样既可以减少购买原料的支出，又可以避免产物积累、丢弃所带来的环境污染。

3）实践性

实践性在于注重实验与应用现实之间的相应性，包括实验内容与化工生产实际之间的对应性和所训练的技能与生产现实需要之间的对应性。从内容上看，实验项目的选择上引入应用性实验。如从茶叶中提取咖啡因，它主要用作中枢神经兴奋药，而4-苯基-2-丁酮的制备，它具有止咳、祛痰的作用，可以作为治疗剂。此外，所设计实验步骤的连贯不仅加强所开设实验之间的内部联系，而且使实验过程更接近生产和科学研究的实际情况。做这类多步骤的综合性实验训练时，由于上个步骤的产物会直接影响下个步骤的反应成败，所以学生在思想上更加高度重视，操作起来更加谨慎认真，出现问题也能及时分析，认真总结经验教训，一般都能达到满意的效果。

3.综合实验

最后一个部分是综合实验环节，这个环节的特点就是在实验中引入如核磁共振仪、质谱、傅立叶红外光谱仪、紫外可见光谱仪等大型仪器来表征学生合成的产品。比如乙酰二茂铁的制备实验中，二茂铁和乙酸酐的反应产物存在单酰化和双酰化产物，还有没有反应的二茂铁？通过柱色谱分离后得到的不同颜色的溶液，如何来确定哪段溶液是自己所要的产物？这就需要仪器来进行

表征。

第10篇

关键词： 有机化学实验 教学改革 科研创新能力

大学教学的核心目标之一是培养能够胜任相关专业或进一步从事科学研究工作的人才，大学生既要牢固地掌握本学科的专业知识，又要具有一定的科研创新能力[1]。化学是一门实验科学，实验是化学学科的灵魂。有机化学作为化学最重要的一个基础分支，其实验教学在化学专业本科生的培养过程中具有极其重要的地位[2]。有机化学又是一门创造新物质的科学，世界上几乎每天都有新物质在有机合成实验室中被发现。学习有机化学实验，不仅要学习相关的实验原理、操作和方法[3]，更要学习创造性的思维方式及最新的合成理念。本文旨在研究如何通过有机化学实验的教学将有机合成领域最前沿的知识及最新的科研理念传授给学生，最大限度地激发学生对有机合成学的热爱之情及最大限度地发掘并培养学生的科研创新能力。

为实现这一重要目标，结合我校有机化学实验教学的实际情况，必须从有机化学实验的教学理念、课程体系、教学方法及考核方法四个方面进行教学改革。

1.更新传统教学理念，树立创新型教学理念。

有机化学实验教学传统的教学理念是教师介绍反应原理、操作方法及实验注意事项等相关知识，指导学生按照课本实验条件按部就班实验。在这种传统的教学理念指导下，本来充满探究性的有机实验课教学，变成了被动接受和简单重复，失去了有机实验课能培养学生科研创新能力的巨大魅力。因此，在有机实验课中培养学生科研创新能力的前提是更新教学理念，打破传统的“教师教，学生学”的教学模式，变被动为主动，充分发挥学生自主创新的优势。

2.合理设置课程体系，提供培养学生科研创新能力的平台。

以我校为例，目前有机实验课教学内容的选择虽然增设了综合性实验和设计性实验[4]，但是传统的验证性实验依然偏多。为了更好地培养学生的科研创新能力，必须合理设置课程体系，尽可能多地开展开放性实验、连续性实验[5]、综合性实验和设计性实验，给学生提供一个可以展示自己科研创新能力的平台，培养学生勇于创新和实践的精神。

3.改进实验教学方法，培养学生的创新精神和实践能力。

有机化学是一门充满探究色彩的实验科学，但是目前我们用的实验教材大部分实验都给出了详细的实验原理、实验方法和实验注意事项，教师只要按照这个顺序采用讲授式教法就可以达到很好的教学效果，这的确给教学提供了不少便利，但是也似乎不自觉地把实验教学变成了一种一成不变的机械传授。这种机械的教法，不但违背了有机化学实验教学充满变化和探究色彩的实质，而且学生的创新精神和实践能力无法得到充分发挥和提高。因此，教师必须充分认知有机化学实验的本质特征，有意识地根据不同实验的特点，灵活采用探究式教法、启发式教法和自主式教法等多种教法，引导学生进行条件的探究和摸索，让学生充分认识到实验条件的可变性和探究性，不断培养学生的创新精神和实践能力。

4.完善实验考核方法，将创新能力列为考核指标综合评定学生成绩。

考核是检验教学效果的重要手段，教学理念、课程设置及教学方法是否合理可以通过对学生的实验考核得到最直观的判断。因此，为了实现在有机化学实验教学中培养学生科研创新能力的目标，就必须把其列为考核的一项重要指标，综合评定学生的实验成绩，才可能将这一目标落到实处[6]。

参考文献：

[1]陈绮虹，周锦兰.化学实验教学的创新与学生能力的培养[J].实验室研究与探索，2006，25（11）：1429-1432.

[2]郑春满，韩喻，谢凯.有机化学实验教学改革与学生创新能力培养的研究[J].高等教育研究学报，2011，34（1）：98-100.

[3]吴飞跃，李强.有机化学实验教学改革与实践[J].考试周刊，2013，43：16.

[4]刘汉兰.深化实验教学改革，培养学生创新能力[J].实验技术与管理，2006，23（5）：16-18.

[5]孟团结，，赵文献，等.有机化学实验教学中提高学生的科研创新能力[J].广州化工，2011，39（16）：198-199.

[6]凌绍明，史兵方.有机化学实验教学与学生创新能力培养[J].广州化工，2010，38（9）：220-235.

第11篇

关键词：有机化学实验；教学；绿色化学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0088-02

师范院校担负着为未来中学教育培养后备军的重任。而作为一名合格的师范类化学专业毕业生，除了能够独立教授中学化学专业理论课之外，还应能独立开展实验课并且具备对实验课进行设计与创新的能力。有机化学实验是师范院校化学专业的必修基础课。如何能更好地提高学生学习的主动性，培养学生的实验创新能力，让学生在基础条件较差、教学经费有限的情况下能有效地利用资源开展有机化学实验，是广西等西部地区师范院校有机化学实验课教学中遇到的迫切问题。而“绿色化”教学采用先进的科学技术和教学手段，以实验过程和终端产物均达到零排放或零污染为目标，同时强调“原子经济性”的概念，能够充分利用资源和防止污染。所以，在师范院校的有机化学实验中引入绿色化学的概念，不仅能有效节约实验资源，减少化学试剂和药品的使用和污染，而且能够培养学生绿色化学思想和环境可持续发展意识。在近十年的有机化学实验教学过程中，我们总结了以下几点开展“绿色化”实验教学的经验。

一、实验内容的“绿色化”设计

目前，大多数师范院校有机化学实验课仍采用较为传统的教学模式，即基础操作实验、性质实验和基础合成实验。这其中不乏大量的重复性操作，比如分馏操作实验为基本操作实验，而在乙酰苯胺和环己烯的制备实验中同样用到，这样就存在一个操作重复进行，不仅浪费了宝贵的学时数，更消耗了大量的试剂。因此在教学内容的设计上，我们首先尽可能把基础操作实验合并到某些合成实验中，尽可能不独自训练学生的基本操作而把基本操作的训练与具体的实验结合在一起，充分利用有限的时间尽可能多做些实验。同时，把性质实验也融入到合成实验中，使学生在合成完化合物后，对化合物进行定性或定量检测，以达到性质实验的教学目的。我设计提取或合成的目标产物尽可能具有使用价值或有广西的地方持色，使学生对有机实验保持浓厚的兴趣。其次，我们加强了多步骤实验组合的探索。以往单步骤合成实验以训练学生基础操作能力为目的，实验结束后，最终产物不是简单地抛弃就是回收封存，长期积累，对环境造成极大地危害。因此我们在多步骤实验组合中把以往单步骤合成实验的产品作为下一步合成实验的原料，从而实现实验产品的综合循环利用。这种实验教学方法不仅充分体现绿色化学教育的思想，更增加了学生的学习兴趣，可谓一举而多得。比如：将乙酰乙酸乙酯的制备实验设计成多步骤合成实验，其内容包括：无水乙醇的制备，乙酸乙酯的制备和乙酰乙酸乙酯的制备。这样，一个合成实验的产物作为下一个实验的原料，当某一步的产物不够时，老师可以进行补充。

二、多媒体教学手段和网络课程的应用

我们都知道，实验操作只有多实践才能掌握，然而在学时和资金的限制下，如何让学生在有限的时间内熟练掌握实验操作技能是摆在我们面前的一个难题。为此，我们将现代化的多媒体技术应用在了有机化学实验教学中。十年来，我们采用了两步走的方针来实现教学手段的现代化。第一步：购买和引进国内外先进的获奖的多媒体教学课件，教学录像带。我们已经购买了多所高校的有机化学实验课件，如：大连理工大学的《有机化学实验》多媒体课件，高教出版社的《基础有机化学演示试验》和《减压蒸馏》教学录像带并刻成光盘。由于多媒体辅助教学引入课堂，极大提高了学生的学习兴趣，使学生在单位时间内掌握的知识比过去多得多，同时扩展了学生的知识面。第二步：实现课程教学的网络化。网络教育不仅具有突破时空限制和实现资源共享的基本特点，而且具有实现以学习者为主体的学习和协作式学习的优势，因此网络教学已经成为世界各国教育改革和发展的重要趋势。我们根据本门课程的教学需要，设计和制作了《有机化学实验》网络课程。同时，网络课程还集成了一门课程所需的所有功能，包括：实验报告的网上提交和批改，网上答疑，在线考试，学生成绩管理，网上信息资源库等功能。充分满足了《有机化学实验》的教学要求。

三、应用有机合成新方法和新技术

近年来，微波技术和超声波技术在有机合成中的应用得到了空前的发展。酶和微生物等生物催化剂和离子液体等绿色溶剂的使用对于加快反应速度、减少能耗和污染、提高产率起到了积极的作用。例如：肉桂酸是重要的有机合成工业中间体之一，广泛用于医药、香料、塑料和感光树脂等化工产品中。实验室常用的制备方法是通过苯甲醛和醋酸酐在无水醋酸钾的存在下反应制备的，但传统的合成路线反应时间较长，反应温度较高并且副产物较多，因此，产率很难提高，就算延长反应时间，产率也不超过60%。因此，为了提高产率，减少副产物乙酸的生成，简化分离步骤，我们将微波技术引入实验中，我们以吡啶作为缩合剂，采用微波辐射技术使苯甲醛和丙二酸充分反应，这样不仅缩短了反应时间，提高了反应的产率，最大限度地体现了“原子经济性”。微波技术用于肉桂酸的合成不仅避免了有机副产物的生成，也同时避免了分离纯化时有机溶剂的挥发对环境造成的负面影响，简化了实验操作步骤。在微波环境下进行肉桂酸的合成，可使产品的粗产率达100%，精产率达67%以上。由此可见先进合成方法的引用可以有效的降低污染，保护环境，是我们在条件许可的情况下值得探索和推广的有机化学实验“绿色化”的方法。

四、培养学生的“绿色化”意识

有机化学实验教学不仅要培养学生的实验操作技能和科学的实验方法，更要使学生建立绿色环保的理念。我们认为“绿色化”教育思想不仅要体现在有机化学实验课上，在有机化学理论课上也要得到充分的展现。特别是要在有机化学理论课教学过程中结合实验有关内容，进行绿色化学的教育。比如实验试剂的处理和溶剂回收再利用问题，“三废”的处理和利用，特别是要结合本地的实际情况，对“三废”的现状及危害进行分析[6]。使学生具备良好的技能、思维和判断能力。

随着科学技术的不断发展和进步，将会出现大量新的实验技术手段和新的教学理念，它们的出现会给广大教育工作者带来更多的启迪。因此，构建有机化学实验绿色化的教学模式也要与时俱进，但无论怎样改革，教学模式的科学性和可行性是我们必须注意的问题。

参考文献：

[1]马同森.从源头阻止污染的新兴学科——绿色化学[J].河南大学学报（自然科学版），2002，32（4）：53-64.

[2]周淑晶，白术杰，张义英，刘红，沙靖全.有机化学实验绿色化教学模式的探究[J].化工高等教育，2009，（5）：82-84.

[3]王永红，周先波，毛红雷，魏旻晖.微波技术在有机化学实验教学中的应用[J].实验室科学，2010，13（3）：55-56.

[4]侯敏，余波，李志良.微波辐射下肉桂酸的合成研究[J].合成化学，2002，（3）：211-215.

第12篇

高等学校有机化学实验教学有机化学实验是高等学校化学类专业学生必做的基础实验之一，它旨在培养学生的熟练使用各类仪器装置的能力；掌握研究有机化合物的实验方法与技术；同时培养学生具有一定进行科学研究的能力，因此各高等学校主要以不同的实验操作来安排实验内容。这样让学生在每一次实验中都掌握了相应的实验技能。而作为基础实验，有机实验培养学生范围广，影响大，如何更好地科学合理的安排实验课内容，将很大程度影响学生以后工作中对化学问题的处理，对人才的培养有积极重要的影响。

1.注重绿色化学对有机实验的影响。绿色化学是一门具有明确的社会需求和科学目标的新型交叉学科，是实现可持续发展的根本途径之一。表一为近二十年来我国绿色化学文章的发表情况。表1说明，绿色化学九十年代初得到我国学者的重视，短短几年，我国学者发表了大量的关于绿色化学的文章，从1992年～2012年翻了200多倍，说明绿色化学引起各行业学者的重视。近年来已经曾比较稳定的趋势，说明绿色化学发展已经比较平稳。绿色化学具体地说就是选用无毒无害原料和可再生资源，进行原子经济反应或高选择性反应，使用无毒无害的溶剂、催化剂等，得到环境友好的产品。GOOdWIN在2004年提出在进行任何实验室工作室，要从以下三点进行考虑（1）实验中哪些是绿色化学；（2）实验中哪些不是绿色化学；（3）如何改进实验让过程更加“绿色化”。一般有机实验过程中人员比较密集，消耗总试剂量比较多，虽然在选取高校实验过程中，都选取的是低毒的药品，但由于有机溶剂大多易挥发，即使低毒的试剂也可能会对老师和学生的身体带来伤害。这也是有机实验比其他实验更要重视绿色化学的原因。因此在设计实验时，将绿色化学作为自己操作的行为准则，力争做到更高效、更环保。例如，在萃取与蒸馏中可用蒸馏水代替乙醇。环己烯的制备实验中，曾小君提出环己烯的绿色催化剂，不仅对环境的污染更小而且化学试剂可重复多次使用。

2.实验设计连续化。以往的实验中，有机实验中合成的产品往往作为废弃物集中处理。如果一个实验的合成产品是另一个实验的反应物。不仅节约了成本，也让废弃物得到更合理的利用。如环己烯的制备中，制取的环己烯可氧化生成己二酸，己二酸与正丁醇反应生成己二酸正丁酯，这样避免了生成产品的浪费，让实验安排更加合理。乙酰苯胺的制备中，其产物可再次应用于熔点的测定。蒸馏实验中可用蒸馏分离出的乙醇，用于天然产物中有机成分的萃取剂。

3.科学是不断进步的，因此在实验设计时不能仅仅拘泥于课本实验、照搬书上内容，要做相应的创新，将先进的教育理念带到实验中。如微波合成有机化学，研究表明微波对大部分有机合成反应都有促进作用，微波辐射技术在催化加氢、基团保护、重排反应、消除反应、不饱和烃的加成、有机金属、立体选择性反应等有机合成领域都有应用，并取得一定的进展。黄学仁等人对微波提取黄连素进行了研究，研究表明用水做浸泡，微波提取后，黄连素的提取速度不仅加快，而且跟常规的乙醇提取法相比，更加环保，对环境不造成污染。李秋荣等人同样用微波技术合成肉桂酸，表明了微波技术可提高产物质量，节省时间。所以高校可借鉴先进的技术经验，与时俱进，创新实验内容。不过将先进技术与高校有机课程相结合，还必须做好实验条件的优选，及改进技术的对比工作。如微波功力越大，副产品越多，产率越低，而时间照射越长，产率越低。

4.有机实验与其它实验相比有其特殊性。高校设置中70%以上以合成为主。各高校普遍存在着合成产品的处理问题。在实验教学中，大部分实验教师把实验操作、实验结果及报告作为学生的实验得分，而很多老师大大忽视了废液的处理，因此必须将绿色化学的理念灌输给学生，让学生加强思想建设工作，废液倒入指定容器内，而实验教师更要重视实验中的绿色教学，为学生实验提供专门的固定容器。每节课前认真查看是否有固定的废液瓶。将上节课的废液瓶收集好放在指定位置，防止学生将多种不同性质的废液混合在一起照成安全隐患。而对于可回收利用的溶剂，收集好后，可供下次的实验循环使用。

综上所述，高等教育有机化学实验室教学模式应与时俱进，以培养优秀人才为目标，优化整合多方面技术，创新实验内容，人性化教学，不断研究，提供给学生更好、更新、更实用的教学资源。

参考文献：

[1]孙俊梅，郑平.大学有机化学实验教学与综合素质培养[J].湖北教育学院学报，2001，18（5）：60-61.

[2]郝玉兰，张荣明.高校绿色化学实验室建设的探讨.广州化工[J]，2012，40（3）：146-147.

[3]John Andraos and Andrewp Dicks.Green chemistry teaching in higer education.a review of effective practices.Chemistry Education Research and practice[J].2012.

[4]曾小君.从环己烯制备实验的改进谈化学实验上的“绿色化”.实验室研究与探索[J].2004，（23）：69-71.

[5]周崇文，曾春亮.浅谈微波在有机合成化学中的作用[J].化学工程与制备，2009.91-92.

第13篇

化学实验是培养合格化学教师的重要方法和手段。本文分析了目前高等师范院校有机化学实验教学中存在的问题，提出了开设自主设计实验的必要性，并阐述了开展自主设计实验过程和方法。希望通过有机自主设计实验的教学，激发学生的学习兴趣，培养和提高化学教育专业学生综合实验素质。

关键词:

化学教育;实验技能;有机化学实验;自主设计

化学是一门以实验为基础的学科，在培养学生的综合素质上起着重要的作用［1，2］。基础教育课程改革纲要(试行)中强调学生应通过实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力［3］。新课改的实施对教师的教学能力提出了更高的要求，尤其是化学教师，要求不仅要有坚实理论基础知识和过硬的基本操作技能，还要有优秀的实验教学组织能力。才能在教学过程中起到言传身教的作用［4］。但是受多种因素影响，高等师范院校特别是地方高师对学生实验技能的培训重视不够，因此许多化学教育专业的学生实验能力令人担忧，如何加强学生实验能力的培养已经迫在眉睫。有机化学实验作为化学教育专业学生的必修课程在对学生的实验技能培养上起着重要的作用，本文就如何在有机化学实验教学中开设有机自主设计实验以提高学生实验技能提出自己的思考和建议。

一、有机化学实验教学中存在的问题

目前，我国实验教学的目标多数仍停留在“三基层面”，即要求学生掌握实验基本原理、基本知识和基本操作，规范操作得出正确的数据和结论［2］，师范院校为了达到基本教学要求，只强调实验技能的训练而忽视了学生综合科学素质的培养，导致所开设的实验内容刻板、枯燥。而且在教学过程中，教师为保证实验过程的安全及学生完成实验的成功率，将实验过程中的每一个细节和现象都告诉学生，并反复强调，学生只需像机器人一样由教师输入程序就准确无误的完成实验。这种不动脑、机械的操作很难激发学生学习有机化学实验的积极性，也无法发挥学生的主动性和创造性［5］。

二、有机化学实验开设自主设计实验的必要性

有机化学实验作为基础化学实验之一，其教学目的除掌握基础有机实验技能和对课本知识的验证之外，对高师化学教育学生而言，其更重要的功能应该是如何激发学生的学习热情，调动学生学习的主动性和积极性［6］，培养学生的科研意识，切实提高学生的动手能力及独立组织和完成实验的能力。这些素质和能力是一个中学化学教师能否进行探究性实验教学的基本要求。但按现有的有机实验教学模式很难达到上述培养目的，因此如何改变高师化学教学的实验教学培养模式是高师化学教学工作者的教学研究的重要内容。自主设计实验是以学生为主体，通过查阅文献，立足现有实验条件，自主设计实验项目、单独或以团队合作方式完成实验的一种新的教学模式。这种教学模式有别于“研究性实验”，提倡学生为主体，强调的是自主性和团队合作。这种教学模式对于有机实验教学来说优势十分明显，它既能改变过去实验教学“照方抓药”所带来的种种弊端，还能极大的提高学生综合科研素质。因此该教学模式对于高师培养“研究型教师”意义非常重大。

三、自主设计实验的设计与实施

自主设计实验的实施是一个系统工程，对实验时间、场地、学生实验技能基础、教师的引导及评价等都要有一定的要求。自主设计实验能否能顺利实施和实验指导教师的经验密不可分，以下是笔者开设自主设计实验过程中的一些体会，希望能对高师有机化学实验教学的同行有一定的帮助。

1．进行自主设计实验的前提条件

自主设计实验的设计及开设前提条件为安全、经济、高效、科学、直观。因此要满足以上五点要求必须要有与之配套的实验时间、实验场地、实验耗材、实验设备及实验者基础技能等要求。安全是首要前提，要充分考虑整个实验过程中会出现的安全问题，一定要在设计之初尽可能的将一切不安全的因素考虑详细，保证过程的安全、可控。要提倡实验的绿色化。经济是必要因素，自主设计实验是教学实验不能等同科研实验，必须要考虑实验成本，要给学生提出“原子经济性”这一观点，要提倡实验小量化、微量化。高效就是要求实验的效率要高，反应速度要快，不能让实验的时间过长。科学就是实验项目设计要具有科学性、实用性、创造性，能够紧密联系日常生活为佳，可实施性要强。直观就是要求实验过程直观、实验结果直观，并要求立足地方高师的实验室条件进行实验结果的验证。

2．自主设计实验的实施

开设有机自主设计实验是一个循序渐进的过程，通过长期的教学摸索，笔者认为分为四个阶段比较合适。基础技能训练阶段:该阶段一般在大二上学期前半段完成，该阶段十分重要，要求教师耐心、细心的完成对学生的实验指导工作。学生必须在个人防护、实验危险预防、实验危险处理等方面做到熟悉、熟练，能够临危不乱、从容应对任何突发事件。此外还要做到实验操作规范、数据处理精确，为后期的实验开展打下扎实的基础。综合训练阶段:该阶段以有机合成实验为主，通过教师的引导，如布置课前文献查阅任务，让学生以小组讨论的形式探讨教材中给出的实验项目其发展趋势、注意事项，实验成功的关键点等。并通过教师讲解，介绍该实验课本的设计思想以及单个实验项目中设计者的基本思路，教会学生学会实验研究的一般方法，从而切实提高分析问题、解决问题的能力。给定项目的自主设计实验阶段:该阶段是完全自主设计实验的过渡阶段，一般安排在大二下学期中段，由教师给定2－3个非课本中实验项目。项目的指导原则是可实施性要强，能够通过文献检索查到实验方法。实验项目的设计可以是两步以上的有机合成实验或植物中活性成分的提取实验。开设给定项目的自主设计实验的目的是让学生逐步适应并学会如何自主设计实验。因为通过文献检索得到的实验方案要比课本中实验方案更简练，所以学生在设计实验方案过程中必须要学会思考和处理文献中的方法和数据，找出实验的关键点和注意事项，并根据现有实验条件科学合理的设计实验方案和安全、高效的完成实验过程。全自主设计实验阶段:该阶段一般安排在大二下学期末实施，关于实验项目教师可以通过与学生交流，引导学生完成一些难度适中的小课题，如合成荧光小分子、合成一系列不同香味的酯等。要求以团队的形式完成，团队要有明确分工。实验时间为两周，第一周为设计时间，团队成员通过文献检索，以小组讨论的形式完成实验项目的设计，第二周的时间为实验时间，学生通过实验反复修改设计思路并确定实验方案，最后以实验报告的形式提交完整的实验方案和实验数据。

3．教师的作用

教师是自主设计实验的引导者和指导者，教师的科研素质和个人魅力对学生的影响非常大。从基础训练开始，教师就要从严要求，规范学生的实验操作，养成学生严谨认真的科研素质，为后期实验打好基础。综合实验阶段教师的作用是，进一步巩固和规范学生的操作技能，通过揣摩课本中实验项目的设计思路，教会学生如何去确定反应条件、选择适量的实验试剂，最终制定实验方案。还要在课堂中引入绿色化学和微型化学的概念，在实验过程中有意识的教导学生科学处理实验污染物排放，培养学生绿色环保意识和可持续发展意识［7］。设计实验阶段需要全程引导，从实验项目的确定、实验设计过程的审核、实验过程的监控、实验结果的考核教师必须全程参与，通过教师的学识和经验，让学生能够安全、顺利的完成其设计的实验项目。由上可见，教师是决定自主设计实验成败的灵魂人物。

四、有机自主设计实验实施过程中要注意的问题

有机自主设计实验的教学目的是培养高师学生综合科研素质，对学生而言不仅要培养其实验设计能力，更要培养其实验组织能力及严谨的实验作风。自主设计实验的实施是一个系统的过程，不能一味强调自主而盲目的设计，好的设计思路固然重要，但是如果没有扎实的基本实验技能，学生在实验实施过程中就会出现操作不当、方法错误、对问题处理不合理等问题。其最终结果是，教师反复纠正指导，效率低下，学生逐渐在实施过程中丧失耐心和积极性。最终自主设计实验流于形式，难以达到预期目的。所以在有机自主设计实验中，学生是实施自主设计实验的关键因素。

五、结语

在开设有机自主设计实验过程中会遇到过各种困难，但是这些困难都不能阻挡学生求知的欲望。而且在攻克难关的过程中，既锻炼了学生的团队协作能力，还能让学生获得更多成功的喜悦。通过三年的自主设计实验教学发现，自主设计实验的开设对学生的创新能力、文件检索能力、组织及团队协作能力等综合科研素质的提高有着积极的作用。相信学生也会将自主设计实验中所学到的知识，应用于未来的中学化学教学中，用探究性的实验教学方法激发中学生学习化学的热情，为国家培养出更多的综合性人才。

作者：高涛 周彩新 刘显明 杨绪红 曾志刚 孙绍发 单位：湖北科技学院核技术与化学生物学院

参考文献:

［1］陈水生，乔瑞，张淑萍，等．科研创新实验对学生综合知识体系的构建［J］．大学化学，2014，29(6):51～54．

［2］张树永，张剑荣，陈六平．大学化学实验教学改革的基本问题和措施初探［J］．大学化学，2009，24(4):24～28．

［3］基础教育课程改革纲要(试行)．教基［2001］17号

［4］徐明波，吕洪杰．浅谈高中化学创新实验设计［J］．湖北师范学院学报(自然科学版)，2013，33(3):77～79．

［5］沈星灿，唐力．基础教育化学新课程改革对大学化学教学的启示［J］．大学化学，2015，30(5):11～15．

第14篇

in Medicine and Pharmacology Major

Zhang Laixin；Yang Qiong；Chen Qiang

（Baoji University of Arts and Sciences，Baoji 721013，China）

摘要：报道了对医药学专业有机化学实验进行绿色化改革的措施。通过新实验技术的应用、实验内容的更新、对环境友好试剂和反应的选用、实验的微量和半微量化、实验的重新组合、废物的回收利用等措施的实施，收到了有机实验绿色化的良好效果。

Abstract： Present measures on greening reform of organic chemistry experiment in medicine and pharmacology major. Apply new experiment technique, renew experimental content, select environment friendly reagent and reaction, microscale and half- microscale experiment, reorganize experiment, recycle trash, and achieve good result of greening organic chemistry experiment.

关键词：有机化学实验 绿色化 改革

Key words： organic chemistry experiment; greening; reform

中图分类号：G42 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0254-02

0引言

随着社会对环境保护和可持续发展的日益关注，人们对化学化工的发展和环境保护提出了更高的要求。“绿色化学”的提出是21世纪可持续发展对环境保护的挑战，它可以看作是化学进入到成熟期的更高层次的化学[1]。“绿色化学”的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害的化学物质。因之，化学化工过程中的绿色化，是人类生存和自然和谐发展的需要，是我们的社会可持续发展的必由之路[2]。

有机化学实验是医药学专业学生学习医药学有机化学教学内容中的重要组成部分，通过有机化学实验操作技能的训练，不仅锻炼学生的动手能力、掌握了娴熟的实验技能，而且也在实验过程中加深了对理论知识的理解，增强了学生独立分析问题和解决问题的能力。但是有机化学实验过程中使用的试剂中大多有毒性，且操作过程中可能还产生多种有害废弃物，故对周围的环境和学生的身体健康都会有一定影响。因之，如何把有机化学实验的绿色化融合于化学教学中，是我们医药学有机化学教育工作者所面临的一个迫切解决的问题。近年来，我们以有机化学实验教学尽可能绿色化作为指导思想，结合医药学专业特点，在医药学有机化学实验教学中开展了绿色化改革的探索与实践，从而既培养了学生在医药学化学化工学习和生产中的绿色化学思想，减少了有机实验对环境的污染和学生身体健康的影响，又提高了医药学学生的综合素质、环境意识和社会责任感，使得教学与人才培养相得益彰。

1尽量选择绿色实验题目

在有机化学实验教学中要从源头上实现绿色化，首先必须以绿色化学理念，结合医药学专业的特点精选实验内容，并力争减少有机实验对环境的污染和对学生健康的影响。我院医药学专业开设有机化学实验72学时(共18个实验)，其内容包合基本操作、提取分离、有机合成及综合设计实验4个部分，针对不同部分的特点，对实验进行重新选择和整合，其中：①涉及到基本操作实验内容中的常压蒸馏实验与沸点测定实验合二为一，将水蒸气蒸馏实验将早期使用的苯胺和苯甲醛、溴苯改为蒸馏花椒或桂皮，使之成为纯天然的绿色实验。将层析实验中薄层层析与柱层析合二为一；②在分离提取实验中，将从茶叶中提取咖啡因和烟叶中提取烟碱的装置改用乙醇在索氏提取器中提取，这样既将提取时间减缩了2h，又减少了毒性。与此同时我们还将从黄连中提取黄连素、从槐米中提取芦丁的实验进行所用溶剂和实验装置的改进，即将有害溶剂更换为绿色溶剂，并使装置及实验步骤简化，从而使之产率提高且对环境友好，同时也降低了能耗；③在有机合成实验中删去一些毒性较大的实验，如苯和液溴制备溴苯、苯加混酸加热制硝基苯、硝基苯还原制苯胺等，并结合专业特点新增一些对环境友好的药物合成实验如：合成口服治疗尿道感染药物扁桃酸、局部麻醉剂苯佐卡因、退热冰(曾用作解热镇痛药)乙酰苯胺及解热镇痛抗风湿类药物阿司匹林；④在综合实验中安排了利用超声波法从女贞子中提取药效成分齐墩果酸内容，该方法工艺简单易行、产率高、能耗小、绿色环保、溶剂损失小。结合专业特点，增加一些与生命科学有关的性质实验内容；如糖、脂类、氨基酸及蛋白质等。从而提高和开阔了师生的眼界和思维，培养了学生的绿色化学意识。

2大力推广微型实验

微型实验的宗旨是以尽量少的化学原料和试剂获取尽量多的化学信息。这是现代科学研究进步的重要方法之一，它所具有的优点是：①试剂用量少；②节省时间；③安全性好；④对环境污染少；⑤仪器损耗率低、耗能低；⑥与时俱进地体现现代实验技术，其药品用量正好可与现代分析测试手段相匹配、相适应、相融合；⑦有利于提高学生的综合素质和实验水平、培养科技能力、启发学生创新思维能力、提高科学素养等。

我们在医药学有机化学实验中引入微型实验技术和半微量实验，起到了事半功倍的效果。随着实验的微型化和半微量化使试剂用量减少，大大缩减了“三废”的排放，同时提高了实验的安全度，其实验成本降低。为此我们将安眠镇静药物巴比妥酸的合成和香料及药物中间体β―萘甲醚的合成均改为微型实验，效果均佳。通过上述微型实验的开设，使学生对实验的认真程度和操作技能都有明显提高，同时微型仪器的新奇也激发了学生的学习兴趣。当前，在教学课程中，微型实验及半微量实验不仅是承担一定教学目标的主要环节，而且在课程体系中是不可代替的构成部分。所以，我们深层次对新的微型实验进行研发，并发展微型实验，从而拓展教学成果，这也是我们将来实施绿色化教学的一个主要内容。

3在有机化学实验中引入新方法新技术

现代化教学手段和实验方法为我们开展绿色化学实验提供了强有力的支持。在有机化学实验中利用微波、超声波、电化学等技术，是实现绿色化的重要内容。例如开设微波合成、微波消解、微波提取实验、超声波提取、电化学反应等新技术实验项目，其效果是减少了试剂用量，提高了转化率、节省了时间、降低了能耗，缩减了“三废”排放，实现了实验绿色化。如我们利用超声波法从女贞子中提取药用成分齐墩果酸；利用微波辅助加热技术合成具有解热镇痛药物乙酰苯胺；采用微波辅助法制备解热镇痛、抗风湿类药物乙酰水杨酸(阿司匹林)，它们的共同优点是合成产率高、物耗能耗低、污染小，因之很受学生欢迎。

通过这些新技术的实施，减少了实验的环境污染，降低了试剂用量和能耗，提高了产率和安全度，让学生亲自感受到新技术和新方法运用所带来的技术革命和进步，从而激发和培养了学生创新意识和绿色化学理念，做到寓教于中。

4利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验

对于一些在实验过程中必须使用的有毒害试剂、易燃易爆、操作不易控制的实验，采用现代化教学手段多媒体进行模拟化学仿真是很有必要的。例如，除上述易燃、易爆、有毒、有害及不易控制的的实验采用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验教学以外，还有一些注重培养学生观察能力的性质实验，对培养学生动手能力没有太大帮助，且准备这类实验耗时耗力又耗物很大，易造成一定的环境污染，实验效果也不理想，而采用CAI课件进行教学，既能让学生观察到实验中的现象，以验证理论，又避免浪费和污染。利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真，用文字、声音、图像、动画的效果让学生有身临其境的感受，如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、酰氯的水解和氨化等。所有这些使学生在轻松愉快的环境中学会化学原理和实验方法，同时还避免了实验带来的污染、中毒和不安全因素。即使那些毒性大、危险性大、试剂昂贵的实验变成了绿色化实验。

5合理安排实验顺序，节约试剂，消除污染

在化学实验中总要产生一些废物，而将实验产生的废物综合利用将是消除污染最理想的方法。为此我们将一些有关联的实验按先后顺序“串联”起来，如在合成实验中设计“一条龙”实验的编排方式，即在多个系列合成实验中，前一个实验的产品作为后一个实验的原料，如此连锁进行。如在合成具有抗细菌、抗微生物的药品对氨基苯磺酰胺(合成磺胺类药物的重要中间体)时，我们将5个合成实验串联合成，即苯硝化硝基苯（还原）苯胺（乙酰化）乙酰苯胺（磺酰化）对乙酰氨基苯磺酰氯（氨解）对乙酰氨基苯磺酰胺（水解）对氨基苯磺酰胺。又如“乙酰水杨酸含量的测定”实验是利用学生自己合成的乙酰水杨酸为原料完成。在甲基橙制备实验中将3个实验串联起来，即苯胺磺化对氨基苯磺酸（重氮化）重氮盐（偶合）甲基橙。在局部麻醉剂苯佐卡因的合成中，将2个实验串联，即对硝基苯甲酸酯化对硝基苯甲酸乙酯(还原)对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)。将水蒸气蒸馏实验并入肉桂酸制备实验中等等。所有这些既使学生把学过的知识系统化掌握，又节约了实验经费开支，并减少了环境污染。

6实验废物的回收利用

化学实验无疑要产生大量废弃物，如不及时处理而随意排放，不仅造成严重的环境污染，而且还会淡化学生的环保意识，养成不良的实验习惯，因之应尽可能做到“三废”对环境的零排放。为此，我们在实验中将废弃物尽可能做到统一回收利用。如我们将合成实验所得产品均收集起来作为性质实验、熔点测定实验或溶剂使用。如将柱色谱分离甲基橙与亚甲基蓝实验和其它实验中的乙醇废液用于蒸馏回收95%乙醇，回收后的乙醇可重新用于柱色谱分离实验。将合成的乙酰水杨酸、乙酰苯胺、用于重结晶实验和微波水解实验，将合成的甲基橙做分析化学指示剂等等。总之，对实验中的废弃物，只要开动脑筋均有可回收利用的可能。在这些回收利用和循环使用的实验中将实验方法和技能联系起来，不仅提高了学生分析问题和解决问题的能力，而且还使学生在少学时内学到更多的理论知识。同时又起到了强化学生绿色化学思维和环境保护意识的作用。

千百年来，化学为人类社会文明进步发展做出了巨大贡献，推动了科学技术的发展和人类社会的文明进步。但在造福人类的同时，化学也对人类生活、生态环境造成负面影响。发展绿色化学是顺应时代潮流发展，保护人类赖以生成的自然环境的一项必要措施。新实验技术的应用，实验内容的更新，对环境友好的化学试剂和反应的选用，实验的微量和半微量化、综合化和产品及废料的回收利用等构成了有机化学实验绿色化的改革方向。作为化学教育工作者应该在实验教学中不断研究、发现和探索绿色化反应及条件，加强对学生的绿色化教育和环保意识教育，才有可能从根本上切断污染源，使化学化工事业得到可持续发展。

参考文献：

第15篇

1什么是化学课程中的经典内容

化学科学史对于经典化学时期与现代化学时期的分期问题存在着两种不同的观点。一种观点认为，以原子序为基础的元素周期系建立以后的化学是现代化学，之前的化学是经典化学，这种观点是以20世纪初卢瑟福的原子核结构实验作为基础;另一种观点认为，现代化学与经典化学的分期以鲍林出版《化学键的本质》一书作为分界线。但是鲍林等人的理论是以量子力学作为基础的量子力学理论的形成也是在20世纪初。因此，这两种观点从时间上讲，时期的划分相距不远。从学术观点上看，二者都是以现代原子、分子结构理论的建立时间作为基础的分期。

从以上的分期来看，现在大学里讲授的化学课程中许多都是经典化学的内容，而且地位非常重要。

如无机化学中的元素化学部分，分析化学课程中经典的容量和重量分析方法，有机化学中很多重要经典合成反应、手性化合物分离方法、布特列洛夫的化学结构学说、凯库勒苯环结构，以及物理化学中的化学热力学理论、电离学说、络合物热力学理论、氧化还原理论等都是经典内容。

2重新评价经典化学内容在现代化学教育中的地位

尽管现代化学科学已出现了诸多新的理论和实验方法，应用了现代仪器分析和信息与计算机技术经典化学的方法仍然在现代化学科学体系中占有举足轻重的地位，主要表现在以下几个方面：

(1)经典化学实验的方法被作为现代方法的标准，很多现代大型化学分析仪器的化学基准物是用经典的化学实验方法分离提纯和分析之后才作为标准的，在判断很多新的化学分析实验方法是否准确时，也是通过与经典方法进行比较后才得到结论。

(2)有些现代的理论和方法中整合了经典的理论和方法，有些是对经典理论和方法的修正和扩展。例如，现代的量热方法，虽然更智能化，却应用了经典化学热力学的原理和量热学方法;又如，现在合成一个有机化合物，其中一些步骤是经典的有机合成反应。还可以发现，有些物理化学的定律在修正之后可以扩大应用范围，甚至适用于其他的化学科学领域;合成化学家将一些经典的化学合成方法改进之后，使其用途更广泛。

（3)在现代化学分析方法的样品预处理方法中^很多都是经典方法或者借鉴了经典方法的原理，而有机化合物在进行波谱分析前，样品先要用经典元素分析方法确定最简式。

(4)现代化学理论并非十全十美，现时无法解决的问题，还要从经典理论和方法中寻求智慧。

同时，应该告诉学生经典理论和方法的局限性及其适用范围。经典理论为了简化解决问题步骤，物质结构以及化学反应模型忽略了很多真实存在的相互作用，有些是经验型的，缺乏定量的逻辑关系，其理论缺乏普适性。经典实验方法一般适用于高的反应物用量，不适用于微量物质的化学反应。

3经典化学教学内容的取舍与讲授课时的确定

随着化学科学的发展，有些经典教学内容应被淘汰，有些内容仍然重要，应该保留。现在化学教学中取舍的原则是什么？经典内容教学课时应该怎样确定呢？

首先，应该保留那些在化学科学发展历史过程中不可忽略的部分，告诉学生这些内容对于现代化学科学的影响。

还有一些内容是无论在科学研究，还是在产业界以及社会服务机构都已不再采用的方法，可是教师认为这些方法的教学可以用来培养学生的科学思维能力。在20世纪80年代，大学化学教科书中还使用硫化氢体系定性分析18种阳离子的实验教学|21，而当时的化学工业界、医药、商检和司法界已开始广泛使用光谱学分析方法，那时的化学教师之所以保留这个体系，是由于他们认为，虽然这个体系很经典却可以帮助学生学会应用简单的化学反应将无机离子分组分离的逻辑思维方法，熟悉常见的化学试剂和仪器的使用方法，而不是简单地仅仅知道使用现代化学分析仪器进样和输出数据结果。后来，由于污染和毒性的原因，这个体系被淘汰掉了。对于这部分内容，可以寻找其他可以使学生得到类似的思维训练的体系代替，同时能够克服以往方法的缺陷。

主张多讲授经典内容的教师认为:除非学生毕业后专业从事经典内容的教学、科研工作，或者他们在产业界和社会服务机构的工作恰恰与这些内容相关，他们可能终身都不会再有机会接触到这些内容。

对于他们来讲，这些内容是第一次学习也是最后一次学习，那么，经典部分的教学就非常重要。

主张少讲授的教师有另外的观点：学生毕业以后需要就业，因为产业界及政府机构会很快更新技术，过多地学习经典课程似乎是多余的，甚至成为教育与现实脱节的一个原因。高等教育正在出现高等基础教育与高等职业教育一体化的趋势，高等教育课程的内容更实用、更适应人才市场需求也是评价大学教育水准的一个重要方面。

教师在教育学生时，应该给予他们一个完整的科学体系，而不是为了实用只去告诉学生这个体系的一些部分。设计现代的化学教学体系时，是仅仅考虑很快谋得职业，还是考虑为学生开辟更广阔的发展前景，这是决定化学课程中经典内容取舍和教学课时时应该思考的问题。

4重新系统化

无论是波义耳出版《怀疑的化学家〉的时代，还是门捷列夫发现化学元素周期律的时代，以及20世纪初由原子结构理论和量子力学推动的化学科学革命的时代，化学科学曾多次重新系统化，化学教育也跟随化学科学的发展多次重新系统化。今天的化学科学出现了很多新的理论和实验方法，如纳米科学、单分子光谱学、新的有机合成方法等;化学教育的注意力也在转移，更趋向生物体系以及能源和环境问题。所以，化学教学也在面临重新系统化的问题。我认为，对教科书，以及理论和实验教学方法的重新系统化应该考虑以下原则。

(1）谨于现代的化学结构和化学反应的理论。

基于经典部分同现代化学科学的联系，用现代化学科学的观点去重新审视经典内容，建立新的化学教育体系，将保留的经典内容整合在新体系中。例如，现代有机化学在讲授苯的性质、结构和化学反应时，仍旧保留了凯库勒苯环结构以及很早以前就已发现的苯的化学反应等经典内容，用分子轨道理论去阐述问/题。

(2)基于教育的规律。

不仅仅是化学科学在发展，教育科学在近20年也在发展，考虑接受教育的主体在变化|31，新的教育方法要融合在新的化学教学体系中，化学教师要与教育心理学、教育社会学专家合作研究建立新体系。

在化学教学中，阐述问题的先后次序往往与科学发现的历史顺序不同。例如，讲授元素化学部分是根据化学元素周期表的顺序，而不是根据元素发现的历史顺序；因为这样讲授学生更容易理解，同时不违背科学规律。

1998年，联合国教科文组织在《21世纪世界高等教育宣言:愿景与行动〉中提出：创新教育的方法是具有批评能力的思考和创造力。宣言肯定了以学生为导向的教学方法，并且指出：新的教育方法还意味着新的教学内容，以及与之相应的新的教学试验方法，不仅仅发展学生的记忆力，还要发展他们的理解力、实际工作技能和创造力。如果采用建构主义14的学习方法，告诉学生一些建构的原则和方法，把用于建构的理论和实验的模块给他们，把经典的和现代的化学知识模块给他们，让他们自己去建构新的化学科学大厦，然后用他们的大厦跟前辈大师的大厦去比较，他们会发现自己应该向大师学习什么，他们也可能还会发现大师的缺陷，无论是在知识模块里，还是在由模块构成的体系中，以及构造的方法，可能都存在问题。当学生能够提出问题，并且懂得为了给出问题的答案如何重新学习时，这才标志着达到了教学的目的。

(3）谨于国际标准化原则。

现在有些化学教师在教学中并没有使用IPAC最新颁布的化学原子量数据;有些化学教师没有访问过UPAC的网站，去认真阅读过跟自己教学的专业有关的专业术语和名词的文章;很多大学化学教学实验室的实验条件数据(TP……）和实验仪器（天平、容量仪器……沫作过国际标准化的校正。教科书中经典内容的编纂和教学应该采用新的名词术语和国际标准数据。

(4)基于智能化原则。

化学教师不应该重复劳动，应该更有创造性地从事教学工作。如建立智能化互联网教学答疑系统，把学生提问率高的问题和答案放在教学网络上，使学生可以自己搜索提问和获得答案。这样，教师可以有更多时间与学生讨论一些有争议的问题。又如在互联网上开辟化学科学教育社区，使教师和学生可以更自由地在不同的时间和空间讨论问题。

智能化教学不仅仅是学生自己编写计算机程序去处理经典化学的计算问题，使用像EXCEL这样的软件，更重要的是，要将经典的化学知识模块化，整合在化学计算机数据库中，设计出虚拟的解决化学问题的程序，这种程序可以判断化学反应的可能性，预言反应产物和动力学途径，以及是不是生态化的反应，还可以控制自动化和机器视觉化化学实验系统。总之，应用智能化技术可以令经典化学实验教学更具有吸引力，而且还可以缩短实验时间，得到更准确的数据，为学生将来在科研和产业界就职打下基础16。

应该注意的问题是，智能化教学系统是为帮助学生建立正确的科学概念设计的。有些教师在PFT中使用了动漫技术、FLASH技术帮助学生理解一些化学科学概念，但是这些技术表达的图像有时与真实的物质结构和化学反应相去甚远，容易给学生造成错误的印象。所以，教学使用的图像应与真实的化学反应图像越接近越好。如果图像是示意的，一定要向学生说明。

(5)基于生态化原则。

生态化的观点认为:如果化学反应过程的反应物和产物以及化学反应能量与自然体系的交换方式，不对自然物种及其食物链构成破坏，不影响生态体系平衡，就可以认为是生态化的化学反应。

现在化学教科书中叙述的一些经典化学分析方法，以及一些高产率的经典有机合成反应，使用对人体有害的试剂，产物也污染环境，这些方法将来可能被淘汰。作为化学科学史的部分，这些方法都曾有过很重要的作用，这些方法的原理对于建立新方法可能作为借鉴和参考。如果课程中保留这些内容，也只是保留原理同时应告诉学生方法中存在的生态问题，将来应用这些方法时，化学反应要根据生态化要求重新设计。

1)对于帮助学生理解原理和学习方法的实验，应尽量选择生态化试剂，考虑产物是不是生态化，比如碱标定实验选用草酸作为基准物比邻苯二甲酸氢钾更符合生态化要求，因为前者是天然产物，它的降解产物也很容易步入自然循环中，不至于对自然生态造成破坏。

2)化学实验教学应该减少试剂用量。现在经典常量化学实验使用试剂量过多，与实际工作要求有很大差距，过高的试剂使用量也造成过多的废弃物。但是试剂减量也会带来一些问题，原来的方法可以观察到的现象可能会观察不到，原来的方法可以得到的准确数据也可能得不到了，所以经典方法的实验化学反应和观察计量用的实验仪器都要重新设计。

3)现实工作中，很多环境、医药的分析工作要分析和处理毒物和污染物，而生态化的替代试剂和方法还没有出现，决定了实验体系还不可能是生态化的。但是为了培养学生的工作能力又不得不保留这些实验方法。因此，要有标准化的防护和处理废弃物的方法。

4)经典化学实验室的设备要及时更新。应将汞温度计换成数字式的;将直接排放水的旧式回流冷凝水管换成电动循环冷凝装置，以节约大量净化过的水;要更换含有毒金属的实验设备和高耗能设备，以节约实验成本，并使实验过程更安全。

5)化学工作者要与生态学专家合作，建立化学实验室的生态评估体系，请生态学专家对化学实验室作出生态化评估|81。因为化学产业的生态化的革命是从实验室开始的，大学化学教学应该帮助学生建立这样的理念。

5小结

现在的化学教师可能是化学教育史上最为辛苦的化学教师。因为他们不仅要懂得化学的历史一经典和现代的化学科学概念的发展沿革，精通化学科学的方法一懂得理论分析、实验技术和数学与计算机的处理方法，清晰地知道化学科学在整个科学体系中的位置以及化学与自然及社会的关系，学会用经典的和现代的哲学观念去思考化学问题，还要懂得全新的教育心理学和教育方法学，懂得艺术和美学，精通获得化学资讯的方法，懂得知识产权的保护，懂得怎样把化学知识市场化等等。由于他们正处在一个化学教育理念和方法转折的时代，他们必须比以往的化学教师付出更多的劳动。