有机化学实验论文

2022-04-11 版权声明 我要投稿

因此,规范的有机化学实验操作是至关重要的,往往可以决定实验的成败。今天小编为大家推荐《有机化学实验论文 (精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

有机化学实验论文 篇1:

开放性有机化学实验教学的微型实验模式

摘要:文章对微型有机化学实验的优势与存在的问题进行了全面分析,根据开放性实验教学的特点与教学目的,建立了微型有机化学实验与开放性实验课程相结合的教学模式,按照科研的一般程序对选修学生进行模拟训练,在实践中体现了学生的自主性,增强了学生的创新能力和综合能力,培养了学生对微型有机化学实验的浓厚兴趣。

关键词:微型有机化学实验;开放性实验教学;自主与创新

大学本科化学类专业的有机化学实验教学过程是一个循序渐进的教与学的过程。通过学习与实践训练,学生能够掌握基本的有机化学实验原理和操作技能,培养对有机化学实验的浓厚兴趣。由于基础有机化学实验的教学方法的局限性,学生在掌握了基本的实验技能后,希望有机会亲自参与一些有机化合物合成方法的设计与实施。学生通过主观能动的科研实践活动,有效地训练与发展创新性思维,充分地锻炼与提高个人能力与科学素质,同时也能够积累一定的科研经验,为进入研究生阶段深造或进入社会就业积累资本。因此开放性有机化学实验课程的设置是水到渠成的结果。然而有机化学实验室向学生开放,最大的难题是实验室的安全性问题,其次是实验室场地的问题。另外开放性有机化学实验所需试剂和实验仪器与设备种类较多,实验经费不足的矛盾也不容忽视。微型有机化学实验法是一项具有专业特色的教学方法,它是在绿色化学思想指导下创新性地利用微型化仪器和装置(常规实验的10%~1%)和极少量的试剂(常规实验的几十分之一至千分之一)进行化学实验的一种方法,做为绿色化学的一项技术和方法,是21世纪化学工作者应该了解并掌握的一种方法[1]。微型有机化学实验法具如下优点:①实验试剂的量的减少,可大大节约实验操作时间,使实验室在有限的学时中能安排更多的实验;实验仪器的微型化,使实验时所占用的空间大大减小,缓和了原本拥挤的实验室空间,提高了实验教学效率和效果。②实验试剂用量的减少,从源头上减少了浪费,降低了对环境的污染和三废排放;实验时间的缩短减少了实验过程中的水电能源消耗;实验的微型化也降低了对实验设施的要求。③微型化实验减少了易燃易爆试剂药品的用量,降低了有机化学实验的危险性,使操作更安全。④微型化实验能激发学生的兴趣,增强探究积极性,实验药品用量的减少使学生更加注意实验中的现象,操作过程中更加小心谨慎,对每一过程的跟踪和处理更加认真,培养了规范、细致的操作习惯,提高了学生的实验动手能力和观察能力;同时也树立了大学生的环保意识、公民意识,提高了学生的社会责任感。

虽然微型有机化学实验有着常量有机化学实验无法相比的优势,但也存在着明显的不足[2-3],例如:①仪器操作比较复杂。因为微型有机化学实验仪器规格较小,因此在操作过程中使用起来不是很方便,需要花费很多时间安装实验装置以及装置的固定等,这是使用过程中常出现的问题。②实验现象不便观察。虽然微型有机化学实验能起到和常量有机化学实验相同的实验目的,但是在具体操作过程中由于实验试剂用量相对较少,仪器粘附等损耗相对于原料用量的比例较大,使实验现象有时不明显,要准确观察比较困难。此外,微型合成实验由于试剂用量少,产物量也相对较少,甚至得不到产物,对学生的自信心有一定的影响。③实验方法不符合实际要求:微型有机化学实验教材种类不多,且很多合成实验仅仅是对常量实验作了按比例缩小试剂用量的改进,导致学生实验效果不明显,容易出现失败个案,使微型有机化学实验的广泛应用受到了一定的限制。因此我们认为微型有机化学实验完全替代常量有机化学实验是不可取的,只有扬长避短,才能充分体现微型有机化学实验的优势,才能使微型有机化学实验研究在实践中取得更有效的进展。我校材料与化学化工学院在微型化学实验教学研究工作起步早、基础实、推广应用成效显著,已出版有微型化学实验、微型无机化学实验、微型有机化学实验等教材[4-6],全国微型化学实验研究中心即设在材化学院,在全国具有较高的知名度。在2010年我校规划的“全国师范类实验教学示范基地建设”中微型化学实验作为特色项目被重点列入。利用我院微型化学实验研究的有利条件,把开放性探索创新性实践教学与微型有机化学实验相结合,利用有限的实验场地,将有机化学实验中的不安全因素降到最低程度,同时也可较大程度地节省实验费用,提升有机化学实验的开放度,最大程度地满足学生创新性、探索性能力训练的愿望。要使微型有机化学实验与学生的探索性、创新性实践活动有机结合并顺利实施,还需要在实验教学和实验管理方面建立一套切实可行的操作模式。本文对在实施开放性微型有机化学实验教学中的方法和体会作如下总结汇报。

一、开放性微型有机化学实验的教学指导思想

化学类专业的有机化学实验教学模式,是在相关专业的有机化学实验教学大纲的指导下,选用适用于本专业的的实验教材,根据由易到难、由简单到复杂的操作技术等教学特点选取实验项目,以循序渐近的教学方式对学生进行有机化学实验操作技能的训练。学生不能自主挑选实验项目,也不能自主设计实验方法或增减实验步骤。在老师的指导下,在符合科学性的前提下,学生可以自主选题,用微型有机化学实验技术对目标化合物的合成方法与步骤进行合理的设计和优化,对实验数据和产物进行分析、验证,最后撰写一篇模拟的科研小论文,初步体验科研的一般过程。通过这一模式的教学,学生的创新性思维与探究能力可以得到充分的发挥与强化,自身的主观能动性也能够得到了充分的实现。

二、开放性微型有机化学实验的教学内容与操作流程

1.框定大类,分组选题。指导老师根据微型有机化学实验的特点,先框定几个化合物类别的实验项目,如醇类、醚类、酯类和羧酸类等。框定实验项目类别的原则是,目标产物尽可能为固体化合物或有比较高沸点的化合物,以利体现微型有机化学实验教学的综合效果。学生自愿报名并合理调配进行分组,按一个小组一个类别进行选题,小组中的每个学生选取一个同类别但不同的目标化合物进行合成实验设计。在选取与确定目标化合物的过程中,学生首先要初步查阅相关化合物类别的文献资料以作选题参考。

2.查阅相关实验的常量操作方法的文献资料,对备选方法进行可行性分析。学生在老师指导下,对所选目标化合物的合成方法进行文献检索、阅读与筛选。查阅所得的合成方法一般为工业合成法和实验室合成法,合成的方法、所需的试剂及实验条件各不相同,学生必须在已学的有机化学实验基础上,根据自己掌握的理论知识和实践操作经验进行可行性分析与筛选,确定2~3种可行的方法待指导老师审核。

3.微型化实验方案的设计。学生所选的实验方法在得到指导老师的审核批准后,对已选方法进行微型化实验方案设计、实验条件优化方案设计等,并经老师指导修改和完善后,进入实验准备阶段。

4.实验前的准备。以实验类别小组为单位填写申领/申购实验试剂、实验仪器/设备表格,交给学院实验中心进行审批与备货。在此期间,若遇试剂采购有困难,实验中心应及时反馈,学生再作相应的实验方案与实验试剂的调整。

5.实验过程。实验试剂及仪器设备到位后,在实验室开放的时间里进入实验室进行实验。对不同的微型实验方法进行对照实验、条件优化实验等,仔细观察实验现象,详细记录实验数据,在老师的指导下对原设计方案中的一些不合理的步骤进行适当的修改或完善,对各步骤所获的产物进行常规的熔、沸点表征。实验过程中,严格遵守实验室规则和有机化学实验操作规程,虚心接受指导老师的指导和实验中心管理人员的管理。

6.实验的后期工作。在完成整个实验过程后,对获取的实验数据进行整理与补充,并撰写一篇2000字以上的实验小论文,汇编成册。

7.成绩的评价与推优。以小组为单位评选,评选依据是资料查阅和方案制定的质量、实验工作量、实验数据的质量以及实验小论文写作情况,评选出30%左右的学生给予优秀成绩,报送学院存档。

三、开放性微型有机化学实验教学中指导老师的作用

开放性微型有机化学实验教学,从学生选题、查阅资料、筛选方法、制定实验方案,以及实验方案的实施和撰写论文等整个过程中,指导老师都起着关键的作用。因此指导老师所承受的工作强度是与常规的实验教学不可比的。指导老师必须花费大量的时间和精力全身心地投入,以期达到开放性实验教学的目的。

四、开放性微型有机化学实验教学中学生的素质与教学效果

微型有机化学实验的特点是仪器小、试剂量少、实验现象不明显等,学生的素质会直接影响开放性实验的教学效果。选修开放性实验的学生大部分是本着提高自身实验素质、发挥主观能动性、加强自主创新能力的目的而来,这些学生具有认真主动、严谨细致的优良素质,学习能力也比较强,往往会正面体现微型有机化学实验的教学效果。也有少部分学生则是因学分而选,在实际的教学过程中显得比较被动,可能会造成负面的教学效果。这些学生的选修会大大增加指导老师的指导工作量。因此在开放性微型有机化学实验的教学中,对报名选修的学生应进行筛选,以达到良好的教学效果。

五、开放性微型有机化学实验教学中实验室的管理

在开放性微型有机化学实验教学工作的整个过程中,除了教学指导老师外,还必须有实验中心管理人员的积极参与和全程配合,从试剂、仪器设备的采供,到实验室的日常管理和仪器维护,均需相关实验员老师和实验室管理人员的全程参与和管理。实验室管理人员的积极配合是保证开放性实验教学顺利进行的有力保障。

开放性微型有机化学实验的开设,有效地解决了有机化学实验室向学生开放可能带来的实验的安全性、实验场地及实验资金不足等问题。通过开放性微型有机化学实验的实践训练,学生的创新能力和综合设计能力得到了很好的训炼,环保意识也得到了进一步的加强。许多学生对科研工作因不了解而有所畏惧,通过开放性微型有机化学实验,实际体验了科研的一般过程,对科研有了新的认识和理解,有的甚至设定了考研的目标。微型实验小论文作为成果汇编成册后印发给了参加选修的学生留作记念,更带动了其他学生对微型有机化学实验的兴趣。开放性实验课程的开设使教学改革达到了新的高度。

参考文献:

[1]廖永卫,赵德山.微型化学实验与有机化学实验改革[J].医学教育,1995,(10):20-22.

[2]佟玲.浅谈微型有机化学实验教学[J].内蒙古民族大学学报,2009,15(4):51-52.

[3]朱少萍,王丽华,郝林祥,赵波.微型有机化学实验的可行性研究[J].高师理科学刊,2012,32(1):88-90.

[4]周宁怀,宋学梓.微型化学实验[M].杭州:浙江科学技术出版社,1992.

[5]周宁怀,王德琳.微型有机化学实验[M].北京:科学出版社,1999.

[6]周宁怀.微型无机化学实验[M].北京:化工出版社,2000.

作者:陶兰 李万梅 费婷虹 陈国建 顾一新

有机化学实验论文 篇2:

透析有机化学实验,提升实验类试题解答能力

化学是一门以实验为基础的自然学科。探究性实验的考查体现出学生做了还是没有做实验的差异,也就是说化学实验试题的考查中,很多实验过程的细节或者操作失误导致的实验想象成为考试的主体。现就教材中几例化学实验为例,探寻透析化学实验在解答实验类试题中的重要作用。

一、盐析

盐析,一般是指溶液中加入无机盐类的浓溶液(或固体)而使某种物质溶解度降低而析出晶体的过程。如:加浓(NH4)2SO4溶液使蛋白质凝聚的过程;在乙酸的酯化反应中加入饱和碳酸钠溶液,降低乙酸乙酯的溶解度,使其分层现象更明显的过程。盐析是一个可逆的物理变化过程,向析出晶体的溶液中加入水,晶体会重新溶解。

人教版教材化学选修5(有机化学基础)P86,实验4|2(蛋白质的盐析)。在实验室实验时选取的鸡蛋清溶液浓度较低时,发现加入饱和硫酸铵溶液效果不是很明顯,稍作振荡析出的晶体随即溶解。说明盐析过程中,需考虑混合液中溶解了较多溶解性好的溶质,才能将溶解性能差的溶质从溶液中挤出来形成晶体。

例1学与生活息息相关,下列叙述正确的是()。

A.向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4溶液,蛋白质析出,再加水也不溶解

B.乙酸乙酯的制取实验中,可选用小苏打的饱和溶液进行吸收

C.往鸡蛋清溶液中加入稀Na2SO4溶液会析出沉淀,称之为蛋白质的盐析

D.硬脂酸甘油酯与NaOH溶液共热反应后,加入食盐能把硬脂酸钠分离出来

解析:蛋白质溶液中加入轻金属盐的浓溶液析出蛋白质,属物理过程——盐析,加水后重新溶解,A错误;乙酸乙酯的制备中,选取碳酸钠的饱和溶液,其目的是反应掉乙酸后还能降低乙酸乙酯在水中的溶解度以析出乙酸乙酯,B错误;结合A知C错误;硬脂酸甘油酯与NaOH溶液共热反应后,甘油易溶于水,硬脂酸盐的溶解性比氯化钠的差,从溶液中析出晶体,D正确。答案为D。

二、三溴苯酚在有机溶剂与无机溶剂中的溶解差异

溶解性试验是描述物质在某种试剂中的溶解情况。若不能溶解,要么曾在溶剂底部,要么浮在溶剂上层(密度小于溶剂的液态物质)。一般选取的溶剂是无机物水,但学习了有机化学基础后,我们不能忽视还有大量有机溶剂的存在。

人教版教材化学选修5(有机化学基础)P54,实验3|4(苯酚与Br2的反应)。实验中发现,滴加少量溴水,出现的白色絮状沉淀短时间又溶解消失,直到加入溴水过量时,才出现大量白色沉淀。可知三溴苯酚难溶于水,但是在苯酚未反应完的情况下,三溴苯酚能溶解在其中。

例2为了除去苯中混有的少量苯酚,下面实验正确的是()。

A.在烧杯中,加入足量冷水,充分搅拌后,过滤分离

B.在烧杯中,加入足量的浓溴水,充分搅拌后,过滤分离

C.在分液漏斗中,加入足量2mol·L-1FeCl3溶液,充分振荡后,分液分离

D.在分液漏斗中,加入足量2mol·L-1NaOH溶液,充分振荡后,分液分离

解析:加入冷水,苯酚在冷水中的溶解度较低,但并未直接影响到苯与苯酚的溶解,A错误;向混合液中滴加浓溴水,生成的三溴苯酚是一种难溶于水却易溶于有机溶剂的物质,不能从苯溶剂中析出,B错误;FeCl3溶液只能鉴别苯酚,不能完成物质的分离,C错误;向混合液中加入NaOH溶液,生成的苯酚钠(属盐),可溶于水,难溶于有机溶剂,可完成分离,D正确。答案为D。

作者单位:四川省成都市航天中学校高2014级19班

作者:曾捷

有机化学实验论文 篇3:

有机化学实验课改革与综合性实验设计的衔接

摘要:有机化学实验提倡以综合性实验设计为教学目标,旨在提高学生的思维创新和实践动手能力,以适应当前就业形势及社会需求。在这种教学理念下,根据所学专业特点,前期在传统教学模式下进行实验课改,循序渐进,稳扎稳打,为后续的独立综合性实验设计打下良好的基础。本文分析总结了实验教学模式的成功实施和宝贵经验,以及对衔接综合性实验设计和实践起到的积极作用。

关键词:综合性实验设计;有机化学实验;创新实践能力

有机化学教学包括理论知识和基础实验教学两部分,不分伯仲,缺一不可。在学习理论知识的基础之上,有选择性和针对性地进行一些有机化学实验,将对巩固学生的理论知识、练习学生的动手能力、提高学生的操作技能及运用理论知识解决实际问题和科技创新的能力、培养学生实事求是的科学态度等方面起着无可替代的作用。[1]

日益严峻的就业形势对学生的实践能力提出了更高的要求。当今,实践和动手能力、思维和创新能力已成为学生就业率与就业满意度的决定因素。在这样的情形下,如果继续沿用以往的教学模式和教学内容,势必造成理论与实践的严重脱节,更谈不上对学生高技能和创新力的培养了。

刚进入本科阶段的学生,其思维和动手能力还相对薄弱。既不能过于低估学生的操作能力,也不能超越他们的现实状况,更不能拔苗助长。因此,作为授课教师,适时把握学生的学习素质是取得良好成效的前提。当前,很多高校的化学课程都在提倡综合性设计实验,认为这种教学方式可以培养学生的科研思维,能够提高分析问题和解决问题的能力。诚然,学校最终的目的是要向社会输送适应实际需求的人才。但是,笔者认为,对于很多高校学生入学的初级阶段,基本的理论知识和操作技能的获取更应受到重视。这就需要学校、特别是授课教师思考如何最大化利用现有的条件,让学生平稳扎实地从基础阶段过渡到自主独立思维、设计和实施阶段。而不是急于求成,造成能力培养的“空中阁楼”。

而对于药学专业的实验教学来说,适应教育改革与发展的需求、培养社会需要的应用型人才,是学校和教师义不容辞的责任。从2008下半年开始,在河南中医学院药学院(以下简称“我院”)课程模式改革的总体规划下,有机化学学科的全体教师共同努力,经过一年多的改革与实践,形成了新的实验教学体系,并取得了一些成果。

首先,在多年有机化学实验教学基础上,与当前社会发展需求相结合,自编了一套适合我院专业的有机化学基础实验教材。除了保留原有的常规实验、培养学生的基本技能之外,还添加了一些有机化学研究中涉及的新方法和现代仪器的使用。使教材立足培养学生学习素质为基准,同时又使教材体现学科前沿及对药学意识的认知,有利于学生知识、能力、素质的协调发展。

应该在每一次实验前,强调学生的预习效果。以往的教学模式是:教师在课堂上逐一对实验目的、原理、步骤、数据处理、结果讨论进行系统全面细致地讲述,学生则被动地接受与理解教师所讲的内容。现在的方法则是:以实验台布局划分实验小组(每8人为一小组开展学习讨论),各小组在实验前必须充分预习,并写好预习提纲,做到心中有数。实验课中,任课教师随机抽查预习情况,并指定某实验小组中的一名学生(可由小组推荐产生)进行实验讲解和仪器安装,再由其他学生进行补充,也可对其质疑和解答。最后由带教教师点评。有了这一模式,在实际操作中灵活运用,收到了出乎意料的效果,令人振奋。

例如,最基本的常压蒸馏实验——乙醇的回收。实验前,已了解到学生在高中时基本没有进行过蒸馏操作,他们对第一次装置操作会感到兴奋和好奇,但对很多基本技能不甚了解,也不能将实验中的现象与生活联系起来。尽管如此,这次实验前的讲解还是以学生为主,教师没有对实验步骤进行具体介绍,但重点强调了安全隐患问题及采取的措施。相对于实际操作,学生对于原理的理解、掌握普遍很好。他们争先恐后上台讲解,虽然有些紧张,有时还语无伦次,但蒸馏中涉及到的关键问题都提出来了。他们边演示、边叙述实验过程:装置顺序——加料——沸石的加入——加热——观察——收集——拆装置顺序,等等,一一道来。同时也提出了一个问题:实验中要求玻璃容器各个接口连接紧密,但整个蒸馏系统须与大气相通,否则体系内部压力增加,会有爆炸的危险。那么如何与大气相通呢?考虑到是常压蒸馏,教师并没有直接回答这个问题,而是联系到生活中烧水壶盖上小出气孔的作用,启发学生可以用自己的方法来处理这个细节,但必须使蒸馏系统和大气相通。这也是为接下来的减压蒸馏作铺垫。

学生进入实验室后不允许带实验教材,可以带预习提纲。提倡思索、讨论、交流,禁止照搬讲义步骤进行操作。由于是带着问题实施该实验的,每个学生都在按自己的方式搭建实验装置,五花八门。为了与大气相通,很多学生都采用缺口橡胶塞套上温度计,但是乙醇流出速度极慢甚至不出。针对这种简单问题居然不知道原因何在,也不知如何解决。可见学生的思维和操作技能相当薄弱。教师到每个实验台针对出现的各种问题进行启发式提问和间接解答,并不是开门见山,这样的处理环节使学生由惊叹到理解、接受、消化,最终形成贴近正规实验的感性思维方式。

由于实验模式顺理成章,实验报告中学生根据自己的操作和结果进行描述、分析、总结,各不相同,打破了原有的内容雷同、没有交流和讨论分析等现象。比如减压蒸馏实验,由于涉及真空泵的使用,教师在学生讲解的基础上,较为详细地介绍了该实验的操作过程和注意事项,并对上次的实验操作,结合实验报告进行了较为详细的点评。因此,尽管此次实验难度大于普通蒸馏,由于有了前面的操作基础,使整个减压蒸馏操作有序进行,学生的思维和操作技能明显提高。

在这种实验模式指导之下,到了后期的甲基橙制备阶段,学生已表现出相当独立的思维能力和娴熟的操作技能。教材中介绍了两种制备甲基橙的方法,即常规法和改良法。[2] 对于改良法的原理及两种方法的不同之处,教材并无详细描述。实验前,先让学生翻书本、查文献,网上收集信息,从理论上对两种方法所用原料、试剂,采用的原理、步骤、反应物处理方式、结果等进行对比,小组讨论分析,大课堂上小组之间讨论,再与教师进一步交流,学习氛围浓厚,学生思维活跃。虽然还未实际操作,已从理论上奠定了基础。操作中,将两种合成方法安排在不同实验小组进行,最后将各组数据进行总结对比。

鉴于上表列举的实验结果,各小组之间继续展开热烈的讨论和归纳……书本知识得到了巩固强化,眼界得到了开阔,知识面得到了拓展。新的实验模式对于所有实验结果的好坏不作为评价、衡量成绩高低的尺度,而是注重实验的思考、观察、分析和总结。这样,使学生的学习热情和主动精神空前高涨,对终身发展的需要起到了奠基作用。

一年多的课改教学实践使笔者深深体会到,尽管我院的软硬条件有限,又增加了实验教与学的难度和要求,但从教学方法上下功夫,精工细作,仍然取得了可喜的成效。如果不从实际出发,搭建一个基础平台,急于进行综合性实验,势必造成学生急功近利的心态,他们也许会因成功而沾沾自喜,失败了却不知所措。久而久之,会养成依赖于教师、不善于思考的不良习惯。

目前,我院已逐渐引导学生进入综合性设计阶段,选择本学科的一些科研项目环节,指导他们以专业方式进行文献查阅归整,结合已学知识提出想法,设计方案。尽管不尽成熟完善,但已使学生在实践科学研究环节中体验了求知的乐趣和艰辛,从而使科研能力和科研素养得到有效的锻炼与提高。

参考文献:

[1]兰州大学,复旦大学化学系有机化学教研室.有机化学实验[M].北京:高等教育出版社,1994.

[2]杨丽君等.甲基橙制备方法的改良[J].云南师范大学学报,2003,23(3).

作者:杨 静,孙德梅,武雪芬

上一篇:电脑美术设计论文下一篇:电网建设工程论文