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有机合成实验方法

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有机合成实验方法

有机合成实验方法范文第1篇

1注重学生兴趣的培养

俗话说:兴趣是最好的老师,兴趣是学生积极主动做实验的源动力,是使学生由“要我做实验”转变为“我要做实验”的关键所在。我们从以下三方面培养学生的兴趣。首先,唤起学生的学习兴趣。学生知道世界上有机化合物最多,很多日常用品是从实验室里合成出来的,但学生自己感觉不到,告诉学生,到有机实验室,可以合成出日常生活中的物质,例如:洗涤用品肥皂、阿司匹林药物,从茶叶中提取出烟碱等。这样学生对有机化学实验有种强烈的好奇,想去实验室里试试。其次,加深学生的学习兴趣。在有机合成实验中尽量不要把实验步骤讲解过细、要求过死,给学生留下独立思考的空间,发挥学生的想象力[2]。学生遇到问题时,不要急于告诉答案,在指导教师的引导下,尽量让学生自己解决问题,培养学生独立思考、分析问题解决问题的能力。总是都按教师规定的或教材上的实验步骤做,学生感觉是给老师做实验或者是重复书上的内容,就不会投入精力做实验,敷衍了事,学生会对实验失去了兴趣。最后,延续学生的学习兴趣,及时地评价非常重要。学生在实验操作中有所创新,比如好的想法和更好的解决问题的方法,指导教师要在第一时间给予充分的肯定,鼓励学生科学合理地思考问题,不对的地方,说明原因。学生很在意指导教师对他们的想法和行动的看法,如果我们不准学生想或是忽略学生的想法,慢慢地学生不敢想,也不愿想,做实验就是敷衍了事。更重要的一点,就是实验报告的批改,一定要及时认真,对于做的好的,特别是有创意的地方,一定要肯定,给予好的成绩,做的不好的,要跟学生说明清楚。总之,在安全可行的前提下,鼓励学生动手动脑,让学生在实践中摸索才能培养出兴趣。

2不同类型的实验要求

2.1基本操作性实验

在当前强调培养创新人才、加强综合性实验的同时,不要忘记和淡化基础性实验。基础性实验在过去、现在和将来都是实验教学的根本,是必须扎扎实实做好的一件事情,没有基础或基础不牢,就谈不上综合,更谈不上创新[3]。基础性实验要求学生熟练掌握化学实验的基本操作、常规仪器操作方法及基本理论等[4]。有机化学实验涉及基础性实验有熔点的测定、蒸馏和沸点的测定、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、简单分馏、薄层色谱和柱色谱、重结晶和萃取等。其中有些实验在无机实验中学习过,比如重结晶,对这个实验指导教师要说明清楚不同点:是操作方法使用范围扩大,不是简单地重复以前的实验。无论是第一次接触到的还是在以前基础上进一步学习的基础性实验,一定要求严谨规范,不能有丝毫的怠慢,常规仪器的操作方法一定要规范正确,否则容易造成实验事故,损坏仪器设备。基础性实验是培养学生良好实验行为的关键所在,也为后面的综合性实验和设计性实验打下坚实的基础。

2.2综合性实验

有机化学实验的综合性实验主要是有机合成实验,是本课程内容最丰富的地方,也是培养学生兴趣最好的地方,能初步培养学生的创新意识和创新能力。第一,有机合成实验内容丰富,可以选择教材上经典的有机合成实验,如1-溴丁烷的制备、正丁醚的制备、乙酸乙酰乙酯的制备、生物碱的提取等。训练学生正确地组装仪器和使用仪器,规范实验操作,这些合成实验时间较长,引导学生仔细观察实验现象和正确记录实验数据,简单高效地分离出产物,要求步骤正确、操作规范,如果学生实验顺利,能合成出来的产物分离较纯净,产率高,学生的成就感很高,兴趣也就来了。也可以让学生合成出日常生活中的物质,如肥皂等,学生亲手合成出和商场买回来一样的东西,很兴奋,感觉到实验有用武之地,不是书上那些空洞的知识。还可以选择教师的科研课题,只要实验条件要求不是很高,又不危险,让学生合成出新物质,学生们的成就感就更强。第二,有机合成实验的路线多样性,如果说有机合成的理论课是一门艺术,那么有机合成实验就是艺术品。给定具体的产物,可以从不同的原料经过不同的合成步骤合成出产物,指导教师先给出不同的合成路线,让学生选择其中一条路线,自己连接仪器装置,人的大脑喜欢多样性,有些学生就会想出更多的合成路线,方案可行的话,让学生现场实验。如果学生的想法合理可行,会非常高兴,甚至不敢相信他们自己能设计实验步骤;如果不具备操作可行性的话,和学生一起分析原因,学生还是乐意接受的。第三,随着科技的进步,出现了新技术、新方法和新手段,要及时引入到基础实验室中[5]。让学生有与时俱进的感觉,新方法比传统的方法简单容易操作,比如合成产物的分离和检测,有很多新的方法。如果实验条件允许,就采用新的方法,书上的旧的方法就不要使用,要让学生跟上时代的脚步;如果一些旧的方法迟早要淘汰,指导教师要尽力更换,即使不能购买新仪器,也要向学生说明新仪器的用法及优点,学生有印象,以后继续深造或工作中遇到时,不至于茫然不知。

2.3设计性实验

设计性实验是培养学生独立解决问题的能力和初步的创新能力,指导教师给出实验名称,让学生查阅与实验有关的知识内容和相关的文献,学生对已有的文献资料进行阅读、分析、评价之后,设计出具体的实验步骤,列举出实验所需要的药品和试剂。然后让学生上交设计的实验方案,经指导教师评阅后,总体上合理可行的方案,让学生进入实验室进行实验。实验是检测学生们设计出的实验方案的合理可行性最好的方法,同时也能纠正有些不合理的地方,最后让学生写实验报告。设计性实验没有具体的实验内容和预期的实验现象和实验结果,在指导教师的引导下,学生们独立解决问题,拟出的实验方案可以是借鉴文献上的,也可以在旧的实验方法上进行改进,初步地培养学生的创新能力,然后在实验室里检验方案的合理性和可行性。如果学生设计的实验方案能够在实验室执行,学生很有成就感,就会对实验充满好奇,并乐意探索实验。

3合理的考核体系

考核是实验教学不可忽视的环节,通过考核可以调动学生的积极性,促进有机化学实验课教学质量的提高[5]。以往的考核方式一般是平时成绩70%,期末成绩30%。平时成绩主要看实验报告,有些同学写得认真就会得到好的成绩,而指导教师并不知道该生实验操作如何,更严重的是,有的实验报告是抄袭的,实验数据是伪造的,学生主要精力放在实验数据和认真书写实验报告上,不在意如何去做实验,就无法提高实验教学质量。学生有如此的想法主要责任在指导教师,因为考核评定成绩的方法太狭隘,让学生有空可钻。最后一个实验指定为期末考核实验,学生认为只要做好最后一个实验就会有个好成绩,这样也无法提高学生的兴趣。针对以上的不足,经过不断地摸索,建立相对公正合理的评价体系:平时成绩70%和期末成绩30%。平时成绩包括实验成绩70%和实验报告成绩30%,基础性实验和综合性实验实验成绩包括实验预习报告20%、实验操作40%、实验结果30%、实验室卫生习惯10%,每次实验结束及时给出实验成绩。设计性实验的实验成绩包括文献查阅20%、实验设计30%、实验操作30%、实验结果10%、实验室卫生习惯10%,实验结束给出成绩,避免了只重实验结果轻视实验过程。期末成绩考核包括笔试40%和操作60%,笔试采取闭卷,考查实验室安全知识、仪器的操作方法、实验操作易错地方等,操作考核上学期基础操作性实验多,重在考核操作的规范方面。

4结束语

有机合成实验方法范文第2篇

一、调整实验教学内容,强化能力的培养

1.强化基本操作实验,培养学生的动手能力。

基本操作实验是有机化学实验的基础,它可以培养学生的基本操作技能,提高学生的动手能力。对于基本操作实验,首先,培养学生良好的实验习惯,如实验的安全和注意事项、熟悉常规仪器的使用、化学药品的性质等。其次,让学生学会有机化合物物理常数的测定,如熔点、沸点、折光率等。最后,掌握有机物分离提纯方法。

2.组织验证性实验,培养学生解决实际问题的能力。

有机物性质实验,可验证有机物的特性,让学生掌握官能团的性质及鉴定方法,从而加深对理论知识的理解。但由于验证性实验,只是“照方抓药”,因此可根据有机物的类别,选取代表性实验来做,压缩验证性实验的数目。还可根据需要,在有的实验中选取部分,重新组合一次实验内容。

3.开设“系列化”有机合成实验,培养学生的综合能力。

所谓“系列化”有机合成实验,根据教材内容,将多个实验合并成一组大实验。使前一次实验的产品成为下一次实验的原料。“系列化”合成实验,只最初一次投入原料,减少了药品用量,降低了成本,减少了污染,保护了环境。同时激发了学生的兴趣,培养了学生的综合能力。

4.开设设计性实验,培养学生的创新能力。

设计性实验,即由教师根据学生掌握知识的情况提出课题,由学生去查阅相关文献,设计出合成路线、装置图及实验方案。师生共同讨论,制订出可行的实验方案,学生在开放实验室独立实验,教师给予相应的指导。学生通过设计性实验,巩固了课堂知识,训练了综合操作技能,培养了独立思考和综合运用知识的能力,也提高了创新能力。

5.参与教师科研课题,提离学生的科研能力。

让学生参与教师的科研课题,承担其中某一个子课题,在教师的指导下,完成课题,井写出科研论文。学生通过参与教师的科研课题,一方面,对教师来说,提高了工作效率,另一方面,对学生来说,学生在完成课题的过程中,学到了科研方法,提高了科研能力,为将来进行科研工作打下了基础。

二、改革实验教学方法,培养学生的创新能力

在实验教学方法中,应多采用启发式、讨论式、研究式等以学生为主体的教学模式,做到精讲多练,提高学生分析问题、解决问题的能力。

1.采用讨论式教学,激发学生积极探索。

讨论式教学,是学生在课前充分预习和查阅资料后,在实验前由教师对实验的关键、实验操作的技巧、实验注意事项等提出问题,由学生讨论,教师总结的一种方法。它可以发展学生的思维,让学生自己探索,发现问题,寻找规律,总结和提高。如做验证性实验时,教师提前将重组后的实验方案给学生,实验课时由学生讲解,教师提问,学生讨论,然后总结,可收到较好的效果。

2.采用研究式教学法,提离学生研究和创新能力。

学生参与教师的科研课题,即采用了研究式教学法,学生在导师的指导下,查阅文献,制订实验方案,完成实验,提交实验记录和科研论文。实践证明,学生参与的积极性很高,井能较好地完成研究任务,动手能力、研究能力和创新能力得到了提高。

积极开展研究型,创新性教学,引导学生进行探究式的学习,是我一直追求的做法。欲开展研究型教学,则应在学生已经在本门课程的相关学习中,掌握了一定的基础知识后进行。譬如在学习分子重排过程的亲核重排或是在有机合成路线设计的讨论中,均是先由教师提出问题,然后让学生根据逆向思维的准则提出合理的分子重排机制或合理的反应机理。通过多种对比,筛选最后确定最为合理的重排机制或反应机理。通过这种训练后学生的研究性思维便会悄然形成。同时,学生的自学潜能,分析问题与解决问题的能力会得到极大的提升。从老师自身的教学体会也自然地感受到,有机化学后半部的较深与较难的内容体系会在这种教学模式下,轻松地实现重点的突出与难点的突破,最后复习起来也就无须费什么精力了。学生也觉得有机化学越学越有味。

三、理论与实践的和谐,互动式的实践教学

所谓“互动式教学法”是一种双向式的自学—质疑—讨论—归纳的教学方法,其实质仍是一种师生的双边活动。有机化学实验是化学与化工类专业及相关专业重要的必修基础课程之一,要求学生在掌握有机化学理论知识的前提下,通过具体实验项目熟练掌握试验操作技能和使用现代仪器,其核心内容是有机物的合成与分离。通过有机化学实验课程的训练,旨在使学生理论与实践的和谐统一,以及锻炼、提高其实践动手能力,使其综合素质得到提升。

有机合成实验方法范文第3篇

关键词:有机化学实验;实验教学;教学改革

有机化学是研究有机物质的来源与组成、合成与表征、结构与性质、反应与转化及其作用机理的科学,是创造新物质的重要学科之一。有机化学基于实验,有机基础实验课程是有机化学教学的重要组成部分。有机化学基础实验是化学、生物、环境、医学和材料等相关专业重要的基础实验课,其教学质量与人才培养质量息息相关。合理高效的有机基础实验教学体系,对于培养学生分析问题和解决问题的能力、优化并扩展知识结构、掌握实验技能具有至关重要的作用。多年来,我校有机实验教学团队在实验项目选择、教学大纲制定和教材建设等方面坚持以学生为本,以能力培养为核心,逐步构建了基元操作实验、多步合成实验、半探索型实验等循序渐进的三层次教学体系。对教学内容、教学方法、考核方式和开放实验不断探索和改革,将对学生素质、知识和能力的培养贯穿于整个有机化学实验教学中,取得了预期的教学成效[1-4]。

1必修的基础有机实验

1.1实验内容改革

基础有机化学实验主要包括基本知识、基本原理、基本操作,以及有机合成、产物的分离和纯化、产品质量分析与表征等内容。按我校提出的“三三制”教学改革要求,不断更新教学内容,注重有机化学实验内容的前沿性、交叉融合性、应用性、趣味性、环保性[5]及实验手段的现代化,在改造、更新、优化组合实验内容的同时,循序渐进地将实验规模由常量向小量、半微量[6]、微量转化,并将现代仪器分析技术与有机合成、分离纯化技术结合,按基础训练—综合训练—半探索型实验三个层次进行推进。

1.1.1全面开放现代大型分析仪器将现代仪器分析技术全面引入基础有机化学实验教学和开放实验教学,使有机合成、分离纯化、结构表征及质量分析有机结合,进一步巩固、强化基本操作训练,使学生获得试剂处理、有机合成、分离纯化、结构鉴定和质量分析五位一体的综合训练,提高学生的实验技能和水平,促进教学相长。学生通过使用UV、IR、1HNMR、GC、GC-MS、HPLC等仪器来鉴定、表征自制的产品,对产品不仅有量的概念,而且有质的把握,能够较全面地认识一个化合物的性质,有助于诱导学生的发散性思维,唤起他们进一步提高有机合成技术及进行创新实践的意识[7-11]。

1.1.2开设研究型教学实验1)引入有机化学研究领域的热点课题。如将手性联萘酚的制备及表征引入基础有机化学实验,使学生接触有机化学的新成果、新知识、新设备、新方法。学生通过查阅文献,了解光学纯联萘酚目前在不对称催化合成中的应用及国内外的研究进展,拓宽学生的视野,提高学生的学习兴趣。并将此课题作为开放实验让感兴趣的学生进一步深入研究,如用毛细管电泳拆分联萘酚及其衍生物,与手性HPLC拆分方法进行比较;将手性联萘酚作为催化剂研究扁桃酸的不对称合成等。要求学生从查阅文献到进行实验再到最后递交论文均独立完成,其中有的试剂可几人合作制备,充分发挥学生的主观能动性及团队精神,全面训练学生的实验技能和科研素质。2)开放式实验操作考试。大二学年第二学期末,对学生的考核方式由原先的笔试改为全开放式实验操作考核,主要考查学生近一年中所学理论知识与实验技能全面融会贯通、灵活应用的能力,有机基础和现代仪器分析等综合操作技能,以及分析问题和解决问题的能力等。3)改进经典的合成实验,体现化学绿色化。如苯甲酸乙酯的合成常用浓硫酸作催化剂,腐蚀性大,副反应多,使用不安全,废液污染环境。实验教学中,引导学生分别采用不同的催化剂如对甲苯磺酸等及不同的反应方式如磁力搅拌和不搅拌等,并与浓硫酸催化酯化进行对比。了解实验改进的重要性和可行性,学会改进实验的方法、技术和思路。

1.1.3将实验教学与有机学科前沿相结合与学科教师紧密合作,将科研成果向教学转化,开发新的教学实验,如将过渡金属催化偶联反应(Suzuki-Miyaura交叉偶联反应)应用于2016年全国大学生化学实验竞赛和教学实验中[12-13]。每学期定期邀请有机学科教师,特别是“青千”“优青”教授进行学科前沿讲座,向学生介绍最新的有机化学研究进展,激发他们参与科研的热情。此外,还引入对学生身边常见的天然产物的研究,激发学习兴趣,产生学习源动力。例如,辣椒红色素的提取、分离及鉴定;从茶叶中分离咖啡因[14];将超声波、微波等新技术引入传统合成实验,如用微波法合成联萘酚,用超声波法合成三苯甲醇[15],缩短实验时间,提高实验效率;引导学生利用所学知识,变废为宝,净化环境,增强环保意识,如利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸[16]等。

1.2教学方法改革

不断改进教学方法,由原来“一讲课二巡视”的传统教学方法转变成“一扶二送三放手”的教学方法。在第一学期基本操作、简单合成及仪器分析实验阶段,以教师讲授为主,通过示范操作、电视录像、双向互动式多媒体演示讲解等,将连仪器都不认识的学生扶上马,第二学期再送一程,一个月后以学生为主,教师为辅,放手让学生自己走,教师主要针对学生在实验过程的质疑进行引导。学生进到实验室即可开始实验操作,并可随时与教师或其他学生进行讨论。这样可以提高学生的预习质量和效果,提高学生的自学能力和互助精神,增加学生实际动手操作时间。教师可对动手能力差的学生进行反复指导和帮助,使每个学生通过实验都能有所启发、有所收获。同时,尝试改进传统的实验报告格式,要求学生将部分实验的实验报告写成小论文,调动学生的学习积极性,扩大知识面,提高对实验结果的分析总结及书面表达能力。

2选修的开放实验

为了使学生在掌握基本操作技术和知识的基础上,进一步提高实验能力和水平,激发求知欲,培养独立思考并运用已学知识解决实际问题的能力,应为学生提供个性发展、提升创新能力的场所和条件。多年来,除利用双休日、学生平时的空余时间、寒暑假进行开放实验教学外,还专门开辟了有机化学开放实验园地,展示学生的开放实验论文,为学生相互间的学习、研究、讨论、交流提供方便。

2.1确定开放实验课题

由于有机化学开放实验面向的是二年级的本科生,因此开放实验的核心问题是确立难度适当的实验课题。首先要广泛收集教师、社会和企业的科研课题以及需要更新实验的课题,每学期从中选择涉及有机化学、生命科学、食品营养学、农业化学、商品检测、功能材料等相关学科领域中的研究课题,作为开放实验课题。这些课题兼具综合性、实用性、趣味性和研究性,内涵丰富,外延宽阔,又有一定难度和深度,使学生看起来既新鲜有趣又富有挑战性。每次课题“菜单”一经公布,就会立即引起热烈反响,学生会踊跃报名选择自己最感兴趣的课题。此外,还提倡学生自带课题。

2.2实施方法

学生选好课题后,首先需要查阅文献、设计实验方案、准备药品仪器、配制试剂,然后要具体进行实验研究并撰写论文等,整个过程均由学生自行完成。这种方式能够充分发挥学生的主观能动性,全面锻炼实验工作能力和团队精神,拓宽专业视野,使他们能够较早接触有机化学实验技术的发展前沿,得到更多的实验技能和科研素质方面的训练。每天有两位指导教师负责审查学生的实验设计方案。在确保安全的前提下,他们会尽量尊重学生的设计方案,并参与实验讨论,尽可能地为学生提供方便。选择教师在研课题的学生,将进入教师实验室,由负责的教师进行指导,实验完成后,每人需递交相关论文。

2.3实施效果

尽管课题的难易程度不同,但参加开放实验的学生均能有所收获,主要体现在以下方面:(1)巩固了学过的有机实验基本操作,学到了更多有机实验新技术、新方法、新手段。如通过查阅电子文献,了解学习微波合成方法、超声波合成方法、微波-超声波联用技术、毛细管电泳拆分方法、手性HPLC拆分方法、无水无氧双排管操作技术、手性催化不对称合成、固相微萃取-气质联用技术、低温反应技术、薄膜浓缩、色谱和光谱分析技术等。(2)增强了综合运用知识解决实际问题的能力及科技论文写作能力。整个研究过程均由学生自行完成,充分发挥了学生的主观能动性,全面锻炼了学生的实验工作能力和团队协作精神。(3)拓宽了知识面,丰富和深化了书本知识,获得了更多的知识信息,激发了他们对化学的学习兴趣。学科教师所拟出的开放实验课题,不是对现有实验课程的简单重复和补充,而是希望以此为媒介将学生引导到有机化学学科发展及实际应用的各个层次和领域,拓宽视野,激发学习兴趣,使他们感到有机化学无处不在,无处不用,与国民经济的发展息息相关,这对他们今后的学习和工作都具有很好的引导和潜移默化作用。

有机合成实验方法范文第4篇

关键词 有机化学实验 教学体系 教学模式 综合性实验 绿色化学

目前,我校正由师范院校朝应用型综合性大学转型,我们新的培养目标是“培养具有创新意识和创新能力的应用型人才”,因此在专业和课程设置上都作了较大调整。近年我校新办的环境科学、化工工艺、材料化学、食品科学、生物工程等专业更强调学生动手能力的培养,但“有机化学实验”的教学时数却一再被压缩。为保证教学质量,课程组结合我校课程和专业的特点,构建了循序渐进的“基础、综合和设计”3层次实验教学模式,并在每一个层面的教学中进行了有益的改革探索与实践,取得了积极的效果。

1 整合基础实验

在基础实验中,为了节省时间,我们删除了“有机化学实验一般知识”这个项目,将实验室安全知识、报告的书写、工具书的使用、常用仪器的使用与维护等内容嵌入了“熔点的测定”实验中。合并了有较多共同之处的基本操作,如“蒸馏”与“分馏”实验。为帮助学生深刻理解各个基本操作的用途,提高学生学习基本操作实验的兴趣,将一些基本操作融入天然产物的提取实验中,如薄层色谱与菠菜色素的提取、水蒸气蒸馏与柠檬烯的提取。将一些基本操作实验融入有机合成实验中,如溴乙烷的制备及折光率的测定、乙酰苯胺的制备与重结晶提纯。将性质实验融入了有机合成实验中,学生合成、提纯产品之后,再检验其纯度、试验其化学性质,并与同类化合物进行比较。这样,学生在实验前就必须认真预习,根据已学知识设计、鉴别、鉴定实验方案。这样的“融合”与“调整”,不仅提高了学生的学习兴趣,而且培养了他们将实验与理论知识相结合地分析和解决实际问题的能力。我校有机化学基础实验(60学时)内容编排见表1。

2 增强综合性实验

在最近几年的教学中,在学生掌握了基本操作和简单合成的基础上,我们将综合实验由原来的8学时增加到了16~20学时。其主要包括2个方面的内容:一是将有机物的合成、分离提纯、纯度检验与鉴定等内容结合在一起的综合性实验,如呋喃甲醇与呋喃甲酸的合成、提纯、检验,阿斯匹林的制备、提纯、检验、鉴定;二是多步合成实验,如抗菌药物对氨基苯磺酰胺的合成,合成路线为乙酰苯胺对乙酰胺基苯磺酰氯对乙酰胺基苯磺酰胺对氨基苯磺酰胺,反应分3步,涉及保护、导向和脱保护等基本内容。又如植物生长调节剂2,4二氯苯氧乙酸的制备,合成路线为苯酚苯氧乙酸对氯苯氧乙酸2,4二氯苯氧乙酸,涉及混醚的制备、芳环的卤化。通过这些综合实验的开设,既加强了基本操作的训练,又加强了理论与实践的联系,培养了学生实事求是的科学态度[1]。

3 增开设计性实验

近两年在有机化学实验的最后阶段,我们增开了8~12学时的设计实验,主要包括以下内容:一是综合性、创新性合成实验。如胺基苯甲酸肉桂酯的合成,2环己氧基乙醇的合成等。教师只提示反应原理和任务要求,学生自己查阅文献,设计实验步骤、装置,经师生共同讨论制定可行的实验方案,然后学生在教师指导下独立完成实验,写出实验报告,最后教师总结、点评。二是符合绿色化学思想的实验装置、实验步骤、试剂等的改进。如已二酸和环已酮的合成实验,传统有机化学实验教材采用的HNO3、Na2CrO4/H2SO4、KMnO4氧化法存在污染大、时间长的缺点,可鼓励学生通过查阅文献,对氧化剂进行改进;又如溴乙烷的制备和咖啡因的提取实验中,可鼓励学生对实验装置、实验方法进行改进。三是实验条件的研究。如乙酸乙酯的制备,可引导学生查阅资料,在教师的指导下设计出反应物的投料比、温度和催化剂种类对产率影响的实验方案,经分组讨论后进行实验,最后对比分析各组实验结果,找到最佳反应条件。四是已知有机混合物的分离、提纯与鉴定或未知化合物的鉴别。如苯甲醚、苯甲醇、苯甲酸、苯酚的分离、提纯与鉴定,综合利用了萃取、重结晶、蒸馏、熔点测定等操作技术。通过增开设计性实验的教学实践,我们发现,由于这种实验没有标准答案,给学生提供了独立动脑、动手的机会,充分发挥了其主动性、积极性和创造性,培养了他们的科研素质和创新能力。

4 增加应用性实验

为提高学生学习有机化学实验的兴趣,让学生明确化学与生活的密切关系,我们增加了一些应用性实验。主要包括一些天然产物的提取和一些药物、农药及香料的合成。如从橙皮中提取柠檬烯、从菠菜中提取色素、从茶叶中提取咖啡因、黄莲素的提取、阿斯匹林的合成、氨基苯磺酰胺的合成、2,4二氯苯氧乙酸的合成等。并结合这些物质在生活中的实际应用,让学生明白有机化学实验不仅非常有趣而且“有用”,以激发学生学习有机化学实验的热情。

5 引入最新研究成果

教学内容直接反映教学目的和人才培养目标,是教育创新的核心。为确保教学内容的先进性与科学性,我们及时向学生传授有机化学发展的新成果、新技术、新方法。如在利用浓硫酸和苯胺制备对氨基苯磺酸的实验中,它在常法下加热反应需要几个小时,而用微波10 min左右便能完成,使学生深刻体验到实验教学和科研前沿紧密结合的重要性。在超声法合成苯甲酸的实验中,苯甲醇与高锰酸钾在超声波作用下,常温下就能反应,时间大大缩短,产率有所提高。我们还开设了维生素B1催化的苯偶姻反应,引入安息香缩合反应的绿色工艺,避免了经典反应体系中有毒氰化物的使用。

6 渗透绿色化学思想

随着绿色化学的提出,化学实验的环境保护问题越来越受到人们的关注。因此必须精选和改进实验项目,将绿色化学的理念和内容渗透到实验教学过程中[2]。主要体现在以下3个方面:一是尽量减少有毒、有腐蚀性、易燃、易挥发试剂的使用。如在常压蒸馏实验中,我们选择无毒的乙醇作原料,且可反复回收利用;在水蒸气蒸馏实验中,我们选用橙皮代替苯胺或甲苯为原料,既训练了学生水蒸气蒸馏的操作,又让学生掌握了一种天然产物的提取方法,还避免了有毒试剂的使用。二是开设“微型实验”。我们为学生配备了云南大学研制的便携式微型玻璃实验仪器。近几年来,我们尝试着将药品用量改为原教材的1/2、1/3、1/5,甚至1/10,设计了小量、半微量和微量合成实验,这样既节约了时间与经费,又从源头上减少了污染物的生成。三是加强溶剂和产物的回收再利用。如乙酰苯胺制备后做重结晶提纯,溴乙烷制备后测定其折光率。还有一些多步合成实验,前一步的产品作为后一步的原料,也可避免浪费与污染。对每次实验所用到的溶剂、浴液以及所制得的产品,能回收的我们都要求回收再利用。

7 建立教学反馈机制

开设的实验教学中可能存在诸多不足,如试剂昂贵、有恶臭气排放、污染严重、耗时长、产率低等。为此,我们建立了较为合理的反馈机制。具体做法如下:一是学习反思,让学生在每个实验后写出课后反思,从中实现信息客观有效的反馈,以便教师及时改正实验教学过程中存在的问题。二是教学反思,教师在每次实验后也及时总结实验教学中的成功与不足,并寻找对策加以完善。三是进行教学成本跟踪,尽量采用经济环保的实验方案。如在已二酸的合成实验中,前几年我们选用的是硝酸氧化,后来意识到污染严重,对该实验进行了改进,改用环已酮为原料、H2O2为氧化剂进行合成。后为了节省学时,便于训练学生重结晶提纯操作,我们又用乙酰苯胺的合成取代了该实验。又如前几年我们开设有格氏试剂和三苯甲醇的制备,因无条件使用氮气保护,故产率往往较低,甚至有少数学生实验失败,后来我们用苯乙酮的制备替换了该实验。

参考文献

有机合成实验方法范文第5篇

【关键词】有机化学;实验教学;改革;创新能力;培养

随着我国教育体制改革的全面推进,高等教育要求变得越来越高,是社会不断进步的重要需求。在招生规模不断扩大的情况下,重点本科生、普通本科生、独立民办学院学生拥有的化学基础差异较大,因此,不能采用同样的教学方式讲授课程,必须加强教学改革与探索,才能培养出社会所需的高技能、高水平、高素质应用型人才。

1有机化学实验教学的基本情况

在有机化学教学中,有机化学实验是非常重要的组成部分之一,也是当前高等教育体系中理科专业学生必修的一门专业基础课程。根据相关调查和分析发现,很多高校都只有实验教学的基本设施,还存在有很多急需解决的问题,如实验仪器设备数量不够多、实验课时设置太少等,使得部分学生同学在课堂上没有机会亲手动手操作,并在实验结束以后,草草的提交实验报告。同时,在实验技能综合考试上,部分学生经常出现操作不规范的问题,根本没有达到有机化学实验课程的教学目的。从当前有机化学实验教学存在的上述多种问题可知,如果学生不加强实践练习,不让学生亲自动手操作,则学生的创新能力培养会受到极大影响,最终影响高校学生未来良好发展。所以,必须加强有机化学实验教学改革,创新教学方法、教学模式,开展各种实践活动,才能真正培养学生创新能力、动手能力等,最终促进我国高校教育事业更快、更好发展。

2有机化学实验教学改革与学生创新能力培养的策略

2.1加强实验课程的教材建设在学生理论基础比较薄弱、实验操作机会较少的情况下,想要有效培养学生的创新能,必须加强有机化学实验课程的教材建设,适当增强综合性实验课程、与学生生活相近的实验等,如乙酸乙酯合成实验、乙酰苯胺有机合成实验等,才能加强学生理论知识与实际操作的联系,从而奠定学生学习高难度知识的额基础。同时,加强学生素质教育,注重动手能力的有效培养,改善实验条件,选择合适的教学内容,才能真正提高教材的实用性,如利用牡丹皮来进行丹皮酚的提取,不断在生活中很容易找到原材料,还能进一步增强学生的创新意识。2.2注重实验内容的合理选用在合理选用实验内容时,应遵循“由浅入深、循序渐进”等原则,尽可能的选择具有代表性、比较典型的实验内容,才能帮助学生更快掌握有机物提取、分离、合成等多个方面的知识,并掌握基本操作、简单合成、多步合成、综合实验、开放性实验等相关内容,才能更好的培养学生创新能力。例如:乙烯的合成实验,可以从基本技能训练、应用技能训练、综合技能训练三个方面锻炼学生的操作能力和实践能力等,从而提高学生的探索意识、创新意识。同时,合理安排绿色化学实验内容,培养学生环保意识,通过自主设计实验内容的方式,完善实验教学课程体系,有利于提高有机化学实验教学效率,从而促进学生创新能力进一步提高。2.3实验教学方法与模式的创新在实践教学汇总,改变传统实验教学方法,构建以“预习、讨论、操作、总结”为中心的新型实验方法,让学生在教师的引导下,自主学习相关知识,并在自学的过程中提出自己的疑问、想法,以培养学生主动探索、创新的意识,从而在动手亲自开展验证实验的基础上,促进学生学习效率进一步提高。同时,注重实验教学模式的创新,合理运用分组、讨论、实验的方法,激发学生的学习动力、学习兴趣等,对于培养学生创新能力有着极大作用。例如:在进行“胶体的性质”的实验教学时,教师可以介绍几种不同的实验方案,让学生自由组合成几个小组,并且,每个小组的实验方案不一样,以便每个小组在实验完成后总结具体的实验情况。通过这种分组、对比的方式进行实验教学,不断能锻炼学生的动手能力,还能激发学生的学习兴趣,对于提高学生的创新能力也有着极大作用。2.4注重评估方式的多元化在积极参与各种教学活动、动手操作与实践之后,学生掌握的有机化学知识可以更加全面,并且,学生设计实验方案、探究实验原理、解决实际问题等多方的能力也能得到增强。在这种情况下,注重教学评估,从不同方面考核学生的学习情况,是有机化学实验教学评估方式多元化发展的重要体现,对于培养各方面能力较强的应用型人才有着极大影响。例如:采用平时成绩、期末考试成绩相结合的方式进行评估,其中,实验预习、实验操作、实验结果、实验报告是评估学生平时成绩的重要依据,而口试、实验技能测试、实践操作是期末成绩的主要内容,不但能真实反映学生在仪器安装、使用等方面的熟练程度,还能增学生对实验学习的重视,最终达到提高学习效率的目的。

3结束语

总之,在加强有机化学实验教学改革的过程中,培养学生创新能力,需要注重教学方法、教学模式的创新,并选择合适的实验内容、实验方法等,才能在增强学生环保意识的基础上,促进学生综合素质全面发展。

参考文献

[1]杨义,李建章,蒋燕,刘应乐.有机化学教学改革与学生创新实践能力培养的探索[J].广州化工,2014(07):219-220.

[2]郭玲香,杨洪,蒋伟,房雷,周建成.实施有机化学实验研究性教学模式提高学生的创新能力[J].东南大学学报(哲学社会科学版),2014(S2):158-159.