陳澤玉
摘要:在全國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建立以來(lái),已建立了基礎(chǔ)的有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)室,并配齊了相關(guān)的試驗(yàn)設(shè)備。以“綠色化工”為指導(dǎo),緊跟基礎(chǔ)理論的發(fā)展,聚焦熱點(diǎn),與學(xué)校緊密聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上,我們開(kāi)展了一些創(chuàng)新性的有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn),如:水相合、納米化、 C- H鍵的功能化、非對(duì)稱(chēng)化。建立獨(dú)立的學(xué)科,建立獨(dú)立的實(shí)驗(yàn),建立開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué),以促進(jìn)學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、發(fā)展和環(huán)保的意識(shí),從而形成領(lǐng)導(dǎo)型的、戰(zhàn)略性的人才。
關(guān)鍵詞:綠色;有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式
近幾年,該校以“高瞻遠(yuǎn)矚”為目標(biāo),在985三期的教學(xué)計(jì)劃中,特別提出了要加大對(duì)大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度。根據(jù)學(xué)院的發(fā)展計(jì)劃,緊密結(jié)合全國(guó)實(shí)驗(yàn)教育示范基地的建設(shè)。從課程體系、硬件基礎(chǔ)、團(tuán)隊(duì)、教學(xué)效果等幾個(gè)層面進(jìn)行。積極創(chuàng)造綠色化學(xué)引領(lǐng)、創(chuàng)新性的有機(jī)化工試驗(yàn),促進(jìn)學(xué)科的跨越式發(fā)展。通過(guò)對(duì)高?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的研究,可以有效地促進(jìn)高?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。
1構(gòu)建教學(xué)與創(chuàng)新相適應(yīng)的硬件設(shè)施
近幾年,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施不斷完善,環(huán)境質(zhì)量明顯提高。新建成的化學(xué)系大樓面向全國(guó)一流高等學(xué)府,面向廣大師生提供專(zhuān)業(yè)的教學(xué)。自建成全國(guó)教學(xué)示范基地后,該校先后投資100萬(wàn)元購(gòu)置了新型綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)表現(xiàn)設(shè)備。該系統(tǒng)的軟硬件條件明顯改善,為建立創(chuàng)新性的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了強(qiáng)有力的保障。經(jīng)過(guò)多次的優(yōu)化,提高了試驗(yàn)的安全性、微型化、綠色化。
2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色,跟蹤基礎(chǔ)研究前沿
自改革試點(diǎn)工程建成后,從重視基礎(chǔ)、強(qiáng)化綜合性、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性等方面進(jìn)行了探索。該中心在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了改進(jìn)和實(shí)踐,將有機(jī)化學(xué)的教學(xué)改為少量或少量的實(shí)驗(yàn),并根據(jù)“基本-綜合-創(chuàng)新性”的原則設(shè)置。盡可能使用環(huán)保的(例如:水)和環(huán)保的(毒性低、沒(méi)有異味);建立了植物的色素的萃取和測(cè)定、茶多酚和茶堿的提取、水楊酸甲酯的合成以及巴比妥酸類(lèi)鎮(zhèn)靜劑的合成。本課程與現(xiàn)實(shí)教學(xué)緊密結(jié)合,使教學(xué)更加有趣。根據(jù)基本的研究領(lǐng)域,遵循3R 原理和原子節(jié)約原理,在傳統(tǒng)的合成工藝上添加了微波和超聲技術(shù);催化劑從常規(guī)的無(wú)機(jī)、金屬到具有較高活性的有機(jī)、納米級(jí)的催化反應(yīng);從質(zhì)到量的提純方法,符合基本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3設(shè)計(jì)創(chuàng)新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
堅(jiān)持以“綠色”為指導(dǎo),緊跟學(xué)科發(fā)展的前沿和熱點(diǎn),積極開(kāi)展“創(chuàng)新”、“開(kāi)放型”的“自主型”實(shí)驗(yàn)。
(1)水相漢特茲希(比基利亞/克萊森-施密特)反應(yīng)試驗(yàn)。
Hantzsch,biginllias,Claisen-Schmidt反應(yīng)是近年來(lái)的一項(xiàng)重要成果,根據(jù)已有的文獻(xiàn)資料,將其作為一系列的水相微有機(jī)合成試驗(yàn),以培養(yǎng)其對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)。
(2)制備巴比妥酸衍生物。
巴比妥酸衍生物被用作鎮(zhèn)靜劑、安眠劑和麻醉劑,并進(jìn)行了巴比妥酸鹽的合成試驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生在不需要水分的情況下進(jìn)行的反應(yīng)和對(duì)活性金屬的應(yīng)用。
(3) Heck反應(yīng)的水相法試驗(yàn)。
因?yàn)?Heck反映在有機(jī)合成中的作用, Richard F. Heck在2010年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)中的開(kāi)創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)。根據(jù)該研究所的 Heck反應(yīng)的研究成果,利用化學(xué)、微波、超聲等技術(shù),進(jìn)行了綠色微粒的合成試驗(yàn)。
(4)一種由金屬推動(dòng)的 C- C鍵結(jié)合的水相耦合試驗(yàn)裝置。
根據(jù)我們研究所的成果,利用化學(xué)、超聲、微波等多種化學(xué)方法,將巴比爾-格里格納型反應(yīng)作為一種創(chuàng)新性的試驗(yàn),通過(guò)對(duì)各種反應(yīng)的不同組合,可以得到更多的信息。
(5)合成多個(gè)惡唑環(huán)的試驗(yàn)研究。
把研究所的研究結(jié)果及時(shí)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新性的試驗(yàn),對(duì)自然物質(zhì)中的雜環(huán)進(jìn)行綜合,使同學(xué)們能了解如何正確地使用各種化學(xué)試劑,以及如何配制各種有機(jī)物質(zhì)。
(6)不對(duì)稱(chēng)的烯胺類(lèi)化合物及其在 Aldol反應(yīng)中的作用。
在此基礎(chǔ)上,將酪氨酸在 Aldol的反應(yīng)中應(yīng)用,使其掌握有關(guān)非對(duì)稱(chēng)的催化。
4創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與自主開(kāi)放相結(jié)合
要轉(zhuǎn)變以往的封閉式教育模式,強(qiáng)化開(kāi)放與應(yīng)用,從而改善教育教學(xué)的質(zhì)量,更好地滿足現(xiàn)代化高等院校的創(chuàng)新教育需求。許多大學(xué)在實(shí)踐中進(jìn)行了探索,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)施“自主經(jīng)營(yíng)”、“開(kāi)放型”教育的有效途徑。
自由、開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué),可分為五個(gè)部分:實(shí)驗(yàn)的時(shí)間與場(chǎng)地;試驗(yàn)的內(nèi)容;教學(xué)方式;教學(xué)方法與管理方法;在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中,學(xué)生可以自行選擇課題,參考資料,制訂方案,在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì),并在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行,并在教學(xué)中進(jìn)行各種技術(shù)培訓(xùn),使學(xué)生能夠掌握各種相關(guān)的知識(shí),如微型運(yùn)算、綠色化工、奈米科技、生物等。建立一個(gè)全面的開(kāi)放教學(xué)模式,能夠有效地調(diào)動(dòng)初中生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維,增強(qiáng)他們?cè)趯?shí)際工作中的問(wèn)題、問(wèn)題的分析和問(wèn)題的解決,從而培養(yǎng)出一批有創(chuàng)造性、創(chuàng)造性、創(chuàng)造性的領(lǐng)導(dǎo)型、戰(zhàn)略性型的人才。
5應(yīng)用情況
有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)室設(shè)有 IKA加熱器、磁性攪動(dòng)反應(yīng)器、微波、超聲反應(yīng)器、低溫反應(yīng)器、低溫反應(yīng)器及低溫循環(huán)系統(tǒng);建立了熔點(diǎn)儀、折射計(jì)等物理測(cè)量?jī)x器,用 GC對(duì)化合物進(jìn)行分析,用高壓液相色譜儀進(jìn)行分析。在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下,將基礎(chǔ)科研、教育與環(huán)保有機(jī)地聯(lián)系在一起,進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的試驗(yàn):合成巴比妥酸類(lèi)鎮(zhèn)靜劑; Heck反應(yīng)的水相海克反應(yīng)試驗(yàn)(化學(xué),超聲和微波);傳統(tǒng)的金屬,納米材料對(duì)碳-碳鍵耦合作用的研究(羰基化物的 allylationa和 pinacol);多個(gè)惡唑環(huán)化合物的合成試驗(yàn)研究;采用非對(duì)稱(chēng)烯胺法進(jìn)行 Aldol反應(yīng)的試驗(yàn),采用自主性、開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,在08、09、10、11三個(gè)年級(jí)進(jìn)行了實(shí)踐,取得了良好的效果。該課程能夠有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的研究,提高他們的創(chuàng)新能力和環(huán)境保護(hù)能力。
有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容豐富、形象、直觀、具有良好的示范作用。在《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》期刊上刊登了兩份創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果。根據(jù)“綠色”的思想,開(kāi)展了創(chuàng)新性的有機(jī)化工試驗(yàn),發(fā)揮了重要的示范和示范效應(yīng)。在國(guó)內(nèi)高校中,“水相??恕狈磻?yīng)的試驗(yàn)方案得到了各高校的重視。
6結(jié)語(yǔ)
建立了獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,建立了?chuàng)新性的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn),建立了新的實(shí)驗(yàn)追蹤基礎(chǔ)研究前沿,及時(shí)轉(zhuǎn)化自己的研究成果和基礎(chǔ)研究熱點(diǎn)成果,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富,環(huán)保,貼近生活。新穎的有機(jī)化學(xué)合成工藝采用了多種環(huán)保的手段,從無(wú)機(jī)的到有機(jī)的小分子,從傳統(tǒng)的金屬到納米的轉(zhuǎn)變,再到從質(zhì)譜到質(zhì)譜的轉(zhuǎn)變。在創(chuàng)新的有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)中,基礎(chǔ)科研、教學(xué)科研是相互補(bǔ)充的。并在此基礎(chǔ)上,建立了新穎的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng),通過(guò)校園精品課程網(wǎng)上的建設(shè),實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站與實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站的交互支持,使得實(shí)驗(yàn)教得更加逼真、生動(dòng)。
參考文獻(xiàn):
[1]黃宏妙,張強(qiáng),郭占京,等.以"綠色化學(xué)"為主題的新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇,2020(34):2.
[2]李佳穎,牟芬,周婷婷.高校"有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)"教學(xué)改革探討[J].現(xiàn)代鹽化工,2021,48(3):2.
[3]張大偉,盧可,鄒楠,等.微信平臺(tái)輔助的農(nóng)科有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課混合式教學(xué)實(shí)踐[J].化學(xué)教育(中英文),2020,41(12):5.
[4]周旋,劉麗敏,馬祥梅,等."線上線下相結(jié)合"有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2021,19(6):4.
[5]徐丹,耿會(huì)玲,徐功."學(xué)生責(zé)任制"新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討[J].2020.