APP下载

绿色创新型有机化学实验教学模式构建与实践

2022-07-16陈泽玉

江苏广播电视报·新教育 2022年15期
关键词:有机化学实验绿色教学模式

陈泽玉

摘要:在全国实验教学示范中心建立以来,已建立了基础的有机化工实验室,并配齐了相关的试验设备。以“绿色化工”为指导,紧跟基础理论的发展,聚焦热点,与学校紧密联系。在此基础上,我们开展了一些创新性的有机化学的实验,如:水相合、纳米化、 C- H键的功能化、非对称化。建立独立的学科,建立独立的实验,建立开放式的实验教学,以促进学生的设计、创造、发展和环保的意识,从而形成领导型的、战略性的人才。

关键词:绿色;有机化学实验;教学模式

近几年,该校以“高瞻远瞩”为目标,在985三期的教学计划中,特别提出了要加大对大学生的实验教学的力度。根据学院的发展计划,紧密结合全国实验教育示范基地的建设。从课程体系、硬件基础、团队、教学效果等几个層面进行。积极创造绿色化学引领、创新性的有机化工试验,促进学科的跨越式发展。通过对高校化学实验的研究,可以有效地促进高校化学实验的发展。

1构建教学与创新相适应的硬件设施

近几年,有机化学实验室的实验室设施不断完善,环境质量明显提高。新建成的化学系大楼面向全国一流高等学府,面向广大师生提供专业的教学。自建成全国教学示范基地后,该校先后投资100万元购置了新型综合实验设备和检测表现设备。该系统的软硬件条件明显改善,为建立创新性的有机化学实验提供了强有力的保障。经过多次的优化,提高了试验的安全性、微型化、绿色化。

2实验内容绿色,跟踪基础研究前沿

自改革试点工程建成后,从重视基础、强化综合性、强调创新性等方面进行了探索。该中心在教学内容上进行了改进和实践,将有机化学的教学改为少量或少量的实验,并根据“基本-综合-创新性”的原则设置。尽可能使用环保的(例如:水)和环保的(毒性低、没有异味);建立了植物的色素的萃取和测定、茶多酚和茶碱的提取、水杨酸甲酯的合成以及巴比妥酸类镇静剂的合成。本课程与现实教学紧密结合,使教学更加有趣。根据基本的研究领域,遵循3R 原理和原子节约原理,在传统的合成工艺上添加了微波和超声技术;催化剂从常规的无机、金属到具有较高活性的有机、纳米级的催化反应;从质到量的提纯方法,符合基本的实验结果。

3设计创新型有机化学实验项目

坚持以“绿色”为指导,紧跟学科发展的前沿和热点,积极开展“创新”、“开放型”的“自主型”实验。

(1)水相汉特兹希(比基利亚/克莱森-施密特)反应试验。

Hantzsch,biginllias,Claisen-Schmidt反应是近年来的一项重要成果,根据已有的文献资料,将其作为一系列的水相微有机合成试验,以培养其对环境的认识。

(2)制备巴比妥酸衍生物。

巴比妥酸衍生物被用作镇静剂、安眠剂和麻醉剂,并进行了巴比妥酸盐的合成试验,培养学生在不需要水分的情况下进行的反应和对活性金属的应用。

(3) Heck反应的水相法试验。

因为 Heck反映在有机合成中的作用, Richard F. Heck在2010年度诺贝尔化学奖项中的开创性的发现。根据该研究所的 Heck反应的研究成果,利用化学、微波、超声等技术,进行了绿色微粒的合成试验。

(4)一种由金属推动的 C- C键结合的水相耦合试验装置。

根据我们研究所的成果,利用化学、超声、微波等多种化学方法,将巴比尔-格里格纳型反应作为一种创新性的试验,通过对各种反应的不同组合,可以得到更多的信息。

(5)合成多个恶唑环的试验研究。

把研究所的研究结果及时转化为创新性的试验,对自然物质中的杂环进行综合,使同学们能了解如何正确地使用各种化学试剂,以及如何配制各种有机物质。

(6)不对称的烯胺类化合物及其在 Aldol反应中的作用。

在此基础上,将酪氨酸在 Aldol的反应中应用,使其掌握有关非对称的催化。

4创新实验与自主开放相结合

要转变以往的封闭式教育模式,强化开放与应用,从而改善教育教学的质量,更好地满足现代化高等院校的创新教育需求。许多大学在实践中进行了探索,并通过实验验证了实施“自主经营”、“开放型”教育的有效途径。

自由、开放性的实验教学,可分为五个部分:实验的时间与场地;试验的内容;教学方式;教学方法与管理方法;在实验室教学中,学生可以自行选择课题,参考资料,制订方案,在老师的引导下进行设计,并在老师的引导下进行,并在教学中进行各种技术培训,使学生能够掌握各种相关的知识,如微型运算、绿色化工、奈米科技、生物等。建立一个全面的开放教学模式,能够有效地调动初中生的创造性思维,培养他们的创造性思维,增强他们在实际工作中的问题、问题的分析和问题的解决,从而培养出一批有创造性、创造性、创造性的领导型、战略性型的人才。

5应用情况

有机化工实验室设有 IKA加热器、磁性搅动反应器、微波、超声反应器、低温反应器、低温反应器及低温循环系统;建立了熔点仪、折射计等物理测量仪器,用 GC对化合物进行分析,用高压液相色谱仪进行分析。在国家自然科学基金的支持下,将基础科研、教育与环保有机地联系在一起,进行了以下几个方面的试验:合成巴比妥酸类镇静剂; Heck反应的水相海克反应试验(化学,超声和微波);传统的金属,纳米材料对碳-碳键耦合作用的研究(羰基化物的 allylationa和 pinacol);多个恶唑环化合物的合成试验研究;采用非对称烯胺法进行 Aldol反应的试验,采用自主性、开放性的实验教学方式,在08、09、10、11三个年级进行了实践,取得了良好的效果。该课程能够有效地促进学生对有机化学的研究,提高他们的创新能力和环境保护能力。

有机化工实验的网络教学内容丰富、形象、直观、具有良好的示范作用。在《实验室研究与探索》期刊上刊登了两份创新性实验教学成果。根据“绿色”的思想,开展了创新性的有机化工试验,发挥了重要的示范和示范效应。在国内高校中,“水相海克”反应的试验方案得到了各高校的重视。

6结语

建立了独立的实验模式,建立了创新性的有机化学实验,建立了新的实验追踪基础研究前沿,及时转化自己的研究成果和基础研究热点成果,实验内容丰富,环保,贴近生活。新颖的有机化学合成工艺采用了多种环保的手段,从无机的到有机的小分子,从传统的金属到纳米的转变,再到从质谱到质谱的转变。在创新的有机化学试验中,基础科研、教学科研是相互补充的。并在此基础上,建立了新颖的有机化学实验网,通过校园精品课程网上的建设,实现了实验中心网站与实验室网站的交互支持,使得实验教得更加逼真、生动。

参考文献:

[1]黄宏妙,张强,郭占京,等.以"绿色化学"为主题的新型有机化学实验室建设的探索与实践[J].教育教学论坛,2020(34):2.

[2]李佳颖,牟芬,周婷婷.高校"有机化学实验"教学改革探讨[J].现代盐化工,2021,48(3):2.

[3]张大伟,卢可,邹楠,等.微信平台辅助的农科有机化学实验课混合式教学实践[J].化学教育(中英文),2020,41(12):5.

[4]周旋,刘丽敏,马祥梅,等."线上线下相结合"有机化学实验教学模式的建立与实践[J].实验科学与技术,2021,19(6):4.

[5]徐丹,耿会玲,徐功."学生责任制"新型有机化学实验教学模式的探讨[J].2020.

猜你喜欢

有机化学实验绿色教学模式
群文阅读教学模式探讨
“思”以贯之“学、练、赛、评”教学模式的实践探索
“认知-迁移”教学模式在高年级阅读教学中的应用
绿色化学理念在有机化学实验教学中的渗透
有机化学实验教学中学生创造意识和实际动手能力的培养
追踪绿色的秘密
5E教学模式对我国中学数学教学的启示
再造绿色