设置有机化学实验周的改革与实践

2010-04-05李桂芬唐荣辉

大学化学 2010年3期

关键词：联苯苯甲酸硝基

李桂芬唐荣辉

(1华北科技学院环境工程系河北三河065201;2拖船中学江西丰城331122)

设置有机化学实验周的改革与实践

李桂芬1唐荣辉2

(1华北科技学院环境工程系河北三河065201;2拖船中学江西丰城331122)

根据有机化学实验的特点，将传统的有机化学实验课改为有机化学实验周，即整周时间进行有机实验。这样不仅有利于教学内容的选取和教学时间的安排，而且有利于对学生综合实验能力的培养。

有机化学实验课程通常都是单独设课，内容以性质实验和合成实验为主，其中合成实验占70%左右。合成实验的特点是耗时较长，一般要4～6学时，一些综合性实验所需时间更长，这样可能会给课程安排带来不便。在合成实验中，一般反应时间都在1小时以上，有的甚至达几个小时。在此期间学生主要是观察现象，等待反应结束。因此，在设置实验内容时，往往会舍弃一些反应时间长然而却有利于学生能力培养的综合性较强的实验。鉴于此，自2005年开始，我院对化学与化工工艺专业的有机化学实验课进行了改革，以实验周代替实验课，用整周时间进行实验，取得了很好的教学效果。

1 改革前后的实验内容及安排

改革前，有机化学实验共44学时，包括:性质实验(6学时)，熔点测定(2学时)，咖啡因提取(4学时)，有机合成基本操作(2学时)，酒精蒸馏(2学时)，乙酸异戊酯制备(6学时)，正溴丁烷制备(4学时)，阻燃剂制备(4学时)，对硝基苯甲酸制备(6学时)，对硝基苯甲酸乙酯制备(4学时)，对氨基苯甲酸乙酯制备(4学时)。

改革后，设置了为期两周的有机化学实验周(含英语课8学时)。实验安排为:有机合成的基本理论和基本操作(半天)，酒精的蒸馏(半天)，乙酸异戊酯的制备(一天)，联苯羰基丙酸的合成Ⅰ(含性质实验)(一天)，联苯羰基丙酸的合成Ⅱ(半天)，溶剂的回收(半天)，英语课4学时，整理报告(半天);阻燃剂的合成与性能试验(一天)，对硝基苯甲酸的制备(一天)，对硝基苯甲酸乙酯的制备(半天)，对硝基苯甲酸乙酯的熔点测定(半天)，对氨基苯甲酸的制备(半天)，性质实验(半天)，英语4学时，总结及实验报告(半天)。

2 改革的效果

有机合成实验时间较长，某些实验需要连续进行，短学时或单日排课的方式易使实验内容选择受到限制。改为实验周后，这一问题就不存在了，从而可对教学内容实现优化选择。如联苯基羰基丙酸的合成实验［1］是一个酰基化反应的典型实验，该实验以联苯和丁二酸酐为原料，1，2-二氯乙烷为溶剂，在无水三氯化铝的催化下反应4小时，然后水蒸气蒸馏除去1，2-二氯乙烷，用化学方法对产品进行提纯，干燥后称量计算产率。实验涉及到无水操作、电动搅拌、低温(0～5℃)控制、水蒸气蒸馏、化学分离技术、过滤、干燥等内容，对学生综合实验能力的培养很有帮助。但由于实验操作在8学时以上，仅反应时间就需要4小时，通常不安排此实验。改为实验周后，用一天半的时间可完成此实验，可将其作为综合性实验开设。另外，改革前，对合成的产品一般不做性能测试，主要也是考虑实验时间不能太长。而在改革后，我们将阻燃剂的合成实验由4学时改为一天，增加了性能实验部分，提高了实验的综合性和学生的实验兴趣。

改设实验周后，我们在实验内容中增加了溶剂的回收这一环节，如联苯基羰基丙酸的合成实验中用的1，2-二氯乙烷、茶叶中咖啡因的提取中用到的乙醇、对氨基苯甲酸的制备中用的乙醚等，这些溶剂通常是由实验教师在课后完成回收的工作，现在改由学生自己操作，既锻炼了学生溶剂回收操作技能，也能培养他们的环保意识。

以实验周形式设课的另一优势是时间的安排游刃有余。4学时的实验正好一上午，6学时或8学时的实验可以安排一天，实验过程容易把握。如乙酸异戊酯的合成实验［1］，在反应结束后，首先进行产品的初步分离，然后采用无水硫酸镁进行干燥处理，最后通过蒸馏得到纯的产品。其中干燥时间需1～2h，导致整个实验耗时较长，学生经常私自缩短干燥时间，致使干燥的产品不合格。设为实验周后，正好利用午休时间进行干燥，下午再进行蒸馏提纯。一般合成实验得到的产品需要干燥后称量，以便计算产率。通常是将产品放入烘箱，下次实验时再称量，这样容易造成混乱。设为实验周后，学生将需要干燥的产品放入烘箱，第二天接着进行称量，这样有利于保证实验内容的完整。

合成实验中涉及到的某些理论和操作如蒸馏、萃取、干燥、分离等，在教材中［2-3］并未阐述，这些内容需要通过实验环节来补充。以前由于实验时间紧，教师讲授时间短，对理论的讲述比较粗略或以学生自学为主，往往导致学生对实验的理解不透彻，实验结果不理想甚至失败等。设为实验周后，时间的安排具有弹性。如2学时的蒸馏实验，时间比较紧，改为半天后不论是教师的讲解还是学生的操作都可以比较从容。

性质实验是由一些相对比较独立的试管实验组成，学生可在合成反应的空闲时间穿插进行性质实验，这样既节约了学时，也避免了在实验过程中有较长的时间空闲。如联苯基羰基丙酸的合成实验，反应过程需要4小时，可以在其间插入某一性质实验;也可以将某一性质实验分成几部分分别插入到多个合成反应中。当然，在进行性质实验的同时，要注意对合成反应的控制和现象的观察，不能顾此失彼。