有机化学实验教学改革与绿色化学教育的实践

有机化学实验教学改革与绿色化学教育的实践

陈多谋

摘要：有机化学实验是高等院校化工、化学、生物、材料、食品、环保等专业的一门重要的课程。指出了当前了有机化学实验教学中的一些不足之处，对有机化学实验教学改革进行了有益的探索和实践，并在教学过程中贯彻绿色化学的思想教育及实践。

关键词：有机化学实验；教学；改革；绿色化学；实践有机化学实验是有机化学课程的重要组成部分，是一门将基本操作与物质的性质，实验技术融为一体的理论联系实际的综合性课程。教学要求高而教学时数不多，学生操作技能和实践能力的训练尤感不足，不能满足学生综合素质和创新能力培养目标的要求。更重要的是培养学生严谨、认真、求实、创新的科学研究精神。

然而，长期以来有机化学实验课内容是固定的而且往往陈旧，枯燥与实际生活及时代的发展有很大的距离。教学模式死板，实验设备陈旧、过时。学生兴趣不大,在实验过程中基本上是“照方抓药”，“依葫芦画瓢”敷衍了事。为了提高有机化学实验教学质量，充分发挥实验教学在培养学生创新能力的作用。从课程自身与专业特点出发，注重学生创新能力培养，从教学内容和教学方法及考核体系做些探索和改革，而且要贯彻绿色化学教育思想及实践。

1建立新实验体系

1.1实验内容要合理布局,循序渐进

在设置和规划实验教学体系时,要注意实验课与理论进度的配合。使实验课内容覆盖理论课的重点，合理布局各类操作装置，侧重实验方法和实验技术的学习和使用。注重课程内容设置的系统性与完整性。有机化学实验要开设基本技能实验，单元合成实验和综合性实验是循序渐进的过程，首先要求学生要掌握好基本技能实验，如：蒸馏，分馏，熔点测定，沸点测定，重结晶等。单元合成实验包含若干个基本操作，如“乙醚的制备”实验中包含了若干个基本操作：蒸馏，萃取，干燥等操作练习。综合实验是系列合成和相应中间体和产品的分析检验，包含着几个单元合成有机物性质及结构的分析，涉及分析仪器的使用等更复杂更有难度的操作。基于学生的接受特点和认知规律，按照难度和复杂程度先后开设基本操作技能训练，单元合成实验和综合性实验。

1.2在实验中引入新技术、新方法

在熔点的测定实验中,除了通过测纯样品的熔点来学习毛细管法测熔点操作外，又要求测定混合物的样品和未知样品的熔点。而在实际研究中用的是格式各样的熔点仪器测定。“毛细管法”基本没有用武之地。对于过于基础，研究中已不在使用的方法和操作，一般是通过教师演示或Flash课件介绍学生了解其原理和方法的办法。而把更好的时间用于学习和实践较先进，使用接近当前科研条件的试验技能和方法.教学中采用电热套和磁力搅拌器配套做加热实验;采用微波、超声波完成部分合成试验新科技新技术,让学生领略到现代科学的奥妙与神奇。

1.3选用经典的有机合成实验，以“成就感”激发学生的学习热情

在教学中发现，在紧张，忙碌的实验完成后，能够看到自己的劳动成果—试验产品，学生都非常兴奋，而在这样的试验过程中学生往往更认真专注，更有耐心。为了得到高质量、高纯度的产品，学生往往会严格遵循实验条件，操作步骤。因此以学习巩固基本操作训练为原则，选择了一些比较经典有机合成反应，尽量保证每个合成实验都能有针对性地训练学生的实验操作技能。例如：“肥皂的制备”、“从茶叶中提取咖啡因”、“阿斯匹林的制备”等实验。学生做此类实验时很有兴趣，很有成就感，学习积极性很高，实验效果非常明显。

2探索新的教学方式

2.1让学生参与实验准备工作

开设有机化学实验时，安排学生分组轮流准备实验，在教师的指导下共同完成准备工作。这样对教学有几点好处：（1）学生自觉提前预习；（2）学生对整个实验有大体的认识，有“先睹为快”的自豪感；（3）参与准备的学生可以带动或指导同一组的学生，提高实验效果；（4）有时间思考实验中的问题，参与研究讨论，分析问题，解决问题；（5）准备实验过程中，学生可与教师相互交流，促进教学顺利进行。

2.2开设开放性实验教学

选定实验后，学生可以预约时间到实验室与教师讨论交流，做实验。如果实验失败，经改进后再约重做。学生也可以根据自己的兴趣，设计自己的科研性实验。研究自己有兴趣的课题，开放实验目的是为已经掌握基本实验技能的学生提供自主实验的空间、时间和环境。为学生的个性发展创造条件，培养学生综合实验能力和创新能力。

2.3建立科学的实验成绩考核体系

对于实验成绩的评定，要求既能客观、公平地反映学生的实验综合能力，又可增加学生对有机化学实验的兴趣，并从根本上重视实验和掌握实验规律。将有机化学实验成绩的综合考评分为三部分，采用平时成绩、实验报告、考试成绩相结合的实验考核方式，平时成绩包括预习报告，平时操作，实验记录，态度等内容占20%，实验报告占20%考试成绩包括口试、操作考试共占60%。学生一边操作，一边随时回答老师提出的有关实验的问题。这样的考核方式有利于调动学生重视实验的主观能动性，改善学风，提高学生的动手能力和基本素质。对考试方式改革的目的，就是通过考察学生对基本理论知识学以致用的能力情况，引导学生知道并重视实践能力在实际工作中的重要性。

3在有机化学实验中贯彻绿色化学思想

3.1精选实验内容，体现绿色化学思想

根据教学需求，本将毒害降低到最小宗旨。合理选择实验内容，对实验方案进行优化，在实验内容上，尽量根据低能耗、低毒原则进行筛选，如“已二酸的制备”实验，可以采用高锰酸钾氧化法替代硝酸氧化法，避免实验中产生大量有毒氧化物气体和使用硝酸带来的强腐蚀性，提高了实验安全性。由于甲苯具有致癌作用，取消从甲苯制备对“甲苯磺酸”的实验，而把从“茶叶中提取咖啡因”等学生有兴趣的实验引入教学中。

3.2改进实验方案，严格药品用量

要逐步实施常、微量与半微量相结合方案。这样不仅体现绿色教育，同时也有利学生在保证实验教学效果前提下，提倡有机化学实验向着微型化方向发展，如“甲基橙的制备”“阿斯匹林的合成”中，药品用量比常量实验减少1/2，反应时间缩短，同时仍然保持较高的产率，同时也减少了污染并降低了实验费用。

3.3实验结束后废液、废渣、废瓶尽可能回收利用，实验始终贯彻绿色环保意识

化学实验产生的大量废弃物，如不及时处理随意排放，久而久之对环境造成污染，而且会淡化学生环保意识，特别是对于环保专业的学生更要作要求。将生成的废液统一回收，然后在休息日鼓励学生利用学生学过的知识进行回收处理，既提高了学生环保意识，又巩固了学生知识。合成实验所得产品一律收回，留着给下一届学生做基本操作实验等训练，这样基本上做到实验室无污染，产品链式利用的良性循环。

4结论

教学改革的实践证明：通过整合实验教学内容，改革教学模式，调动了教与学的积极性，培养了学生的创新精神和创新能力，全面提高了教学质量；提高了学生环保意识体现绿色化学。但随着教育和教学的改革不断深入，有机化学实验的教学模式还需不断进行探索和完善。

参考文献

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