李桂芬唐榮輝

(1華北科技學(xué)院環(huán)境工程系 河北三河065201;2拖船中學(xué) 江西豐城331122)

設(shè)置有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)周的改革與實(shí)踐

李桂芬1唐榮輝2

(1華北科技學(xué)院環(huán)境工程系 河北三河065201;2拖船中學(xué) 江西豐城331122)

根據(jù)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，將傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課改為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)周，即整周時(shí)間進(jìn)行有機(jī)實(shí)驗(yàn)。這樣不僅有利于教學(xué)內(nèi)容的選取和教學(xué)時(shí)間的安排，而且有利于對(duì)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程通常都是單獨(dú)設(shè)課，內(nèi)容以性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和合成實(shí)驗(yàn)為主，其中合成實(shí)驗(yàn)占70%左右。合成實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是耗時(shí)較長(zhǎng)，一般要4～6學(xué)時(shí)，一些綜合性實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間更長(zhǎng)，這樣可能會(huì)給課程安排帶來(lái)不便。在合成實(shí)驗(yàn)中，一般反應(yīng)時(shí)間都在1小時(shí)以上，有的甚至達(dá)幾個(gè)小時(shí)。在此期間學(xué)生主要是觀(guān)察現(xiàn)象，等待反應(yīng)結(jié)束。因此，在設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，往往會(huì)舍棄一些反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)然而卻有利于學(xué)生能力培養(yǎng)的綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。鑒于此，自2005年開(kāi)始，我院對(duì)化學(xué)與化工工藝專(zhuān)業(yè)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了改革，以實(shí)驗(yàn)周代替實(shí)驗(yàn)課，用整周時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取得了很好的教學(xué)效果。

1 改革前后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及安排

改革前，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)共44學(xué)時(shí)，包括:性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(6學(xué)時(shí))，熔點(diǎn)測(cè)定(2學(xué)時(shí))，咖啡因提取(4學(xué)時(shí))，有機(jī)合成基本操作(2學(xué)時(shí))，酒精蒸餾(2學(xué)時(shí))，乙酸異戊酯制備(6學(xué)時(shí))，正溴丁烷制備(4學(xué)時(shí))，阻燃劑制備(4學(xué)時(shí))，對(duì)硝基苯甲酸制備(6學(xué)時(shí))，對(duì)硝基苯甲酸乙酯制備(4學(xué)時(shí))，對(duì)氨基苯甲酸乙酯制備(4學(xué)時(shí))。

改革后，設(shè)置了為期兩周的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)周(含英語(yǔ)課8學(xué)時(shí))。實(shí)驗(yàn)安排為:有機(jī)合成的基本理論和基本操作(半天)，酒精的蒸餾(半天)，乙酸異戊酯的制備(一天)，聯(lián)苯羰基丙酸的合成Ⅰ(含性質(zhì)實(shí)驗(yàn))(一天)，聯(lián)苯羰基丙酸的合成Ⅱ(半天)，溶劑的回收(半天)，英語(yǔ)課4學(xué)時(shí)，整理報(bào)告(半天);阻燃劑的合成與性能試驗(yàn)(一天)，對(duì)硝基苯甲酸的制備(一天)，對(duì)硝基苯甲酸乙酯的制備(半天)，對(duì)硝基苯甲酸乙酯的熔點(diǎn)測(cè)定(半天)，對(duì)氨基苯甲酸的制備(半天)，性質(zhì)實(shí)驗(yàn)(半天)，英語(yǔ)4學(xué)時(shí)，總結(jié)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告(半天)。

2 改革的效果

有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，某些實(shí)驗(yàn)需要連續(xù)進(jìn)行，短學(xué)時(shí)或單日排課的方式易使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇受到限制。改為實(shí)驗(yàn)周后，這一問(wèn)題就不存在了，從而可對(duì)教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)優(yōu)化選擇。如聯(lián)苯基羰基丙酸的合成實(shí)驗(yàn)［1］是一個(gè)酰基化反應(yīng)的典型實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)以聯(lián)苯和丁二酸酐為原料，1，2-二氯乙烷為溶劑，在無(wú)水三氯化鋁的催化下反應(yīng)4小時(shí)，然后水蒸氣蒸餾除去1，2-二氯乙烷，用化學(xué)方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行提純，干燥后稱(chēng)量計(jì)算產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)涉及到無(wú)水操作、電動(dòng)攪拌、低溫(0～5℃)控制、水蒸氣蒸餾、化學(xué)分離技術(shù)、過(guò)濾、干燥等內(nèi)容，對(duì)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)很有幫助。但由于實(shí)驗(yàn)操作在8學(xué)時(shí)以上，僅反應(yīng)時(shí)間就需要4小時(shí)，通常不安排此實(shí)驗(yàn)。改為實(shí)驗(yàn)周后，用一天半的時(shí)間可完成此實(shí)驗(yàn)，可將其作為綜合性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)。另外，改革前，對(duì)合成的產(chǎn)品一般不做性能測(cè)試，主要也是考慮實(shí)驗(yàn)時(shí)間不能太長(zhǎng)。而在改革后，我們將阻燃劑的合成實(shí)驗(yàn)由4學(xué)時(shí)改為一天，增加了性能實(shí)驗(yàn)部分，提高了實(shí)驗(yàn)的綜合性和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

改設(shè)實(shí)驗(yàn)周后，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)內(nèi)容中增加了溶劑的回收這一環(huán)節(jié)，如聯(lián)苯基羰基丙酸的合成實(shí)驗(yàn)中用的1，2-二氯乙烷、茶葉中咖啡因的提取中用到的乙醇、對(duì)氨基苯甲酸的制備中用的乙醚等，這些溶劑通常是由實(shí)驗(yàn)教師在課后完成回收的工作，現(xiàn)在改由學(xué)生自己操作，既鍛煉了學(xué)生溶劑回收操作技能，也能培養(yǎng)他們的環(huán)保意識(shí)。

以實(shí)驗(yàn)周形式設(shè)課的另一優(yōu)勢(shì)是時(shí)間的安排游刃有余。4學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)正好一上午，6學(xué)時(shí)或8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)可以安排一天，實(shí)驗(yàn)過(guò)程容易把握。如乙酸異戊酯的合成實(shí)驗(yàn)［1］，在反應(yīng)結(jié)束后，首先進(jìn)行產(chǎn)品的初步分離，然后采用無(wú)水硫酸鎂進(jìn)行干燥處理，最后通過(guò)蒸餾得到純的產(chǎn)品。其中干燥時(shí)間需1～2h，導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，學(xué)生經(jīng)常私自縮短干燥時(shí)間，致使干燥的產(chǎn)品不合格。設(shè)為實(shí)驗(yàn)周后，正好利用午休時(shí)間進(jìn)行干燥，下午再進(jìn)行蒸餾提純。一般合成實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)品需要干燥后稱(chēng)量，以便計(jì)算產(chǎn)率。通常是將產(chǎn)品放入烘箱，下次實(shí)驗(yàn)時(shí)再稱(chēng)量，這樣容易造成混亂。設(shè)為實(shí)驗(yàn)周后，學(xué)生將需要干燥的產(chǎn)品放入烘箱，第二天接著進(jìn)行稱(chēng)量，這樣有利于保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的完整。

合成實(shí)驗(yàn)中涉及到的某些理論和操作如蒸餾、萃取、干燥、分離等，在教材中［2-3］并未闡述，這些內(nèi)容需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)來(lái)補(bǔ)充。以前由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間緊，教師講授時(shí)間短，對(duì)理論的講述比較粗略或以學(xué)生自學(xué)為主，往往導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解不透徹，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想甚至失敗等。設(shè)為實(shí)驗(yàn)周后，時(shí)間的安排具有彈性。如2學(xué)時(shí)的蒸餾實(shí)驗(yàn)，時(shí)間比較緊，改為半天后不論是教師的講解還是學(xué)生的操作都可以比較從容。

性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是由一些相對(duì)比較獨(dú)立的試管實(shí)驗(yàn)組成，學(xué)生可在合成反應(yīng)的空閑時(shí)間穿插進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，這樣既節(jié)約了學(xué)時(shí)，也避免了在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有較長(zhǎng)的時(shí)間空閑。如聯(lián)苯基羰基丙酸的合成實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)過(guò)程需要4小時(shí)，可以在其間插入某一性質(zhì)實(shí)驗(yàn);也可以將某一性質(zhì)實(shí)驗(yàn)分成幾部分分別插入到多個(gè)合成反應(yīng)中。當(dāng)然，在進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，要注意對(duì)合成反應(yīng)的控制和現(xiàn)象的觀(guān)察，不能顧此失彼。

3 結(jié)語(yǔ)

將普通的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課設(shè)為實(shí)驗(yàn)周是一種嘗試。這種改革的目的是使教學(xué)內(nèi)容更加完善，教學(xué)安排更加合理有效，以利于提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)踐證明，改革后教學(xué)效果明顯提高。

［1］ 高明.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:煤炭工業(yè)出版社，2009

［2］ 邢其毅.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué).北京:高等教育出版社，1994

［3］ 徐壽昌.有機(jī)化學(xué).北京:高等教育出版社，1993