个人介绍
有机化学实验
有机化学实验课网络资源简介

化学是创造新世界的科学,因此要掌握化学,除了扎实的理论知识外,还需要进行实验,掌握实验的基本操作技能,培养动手能力和创新思维。有机化学更是如此。有机化学实验是有机化学的重要组成部分。有机化学实验教学的主要目的是培养学生实验的操作技能和动手能力,通过实验,引导学生进行研究性学习和创新性实验,培养学生发现、分析和解决问题的兴趣和能力,培养学生的创新意识和创新精神。
多年来,我们一直在探索如何才能教会学生由学习做实验到学会自己设计并完成新实验。在继承传统的“培养学生掌握实验基础知识的能力,掌握基本实验方法的能力,掌握基本操作的能力,分析问题解决问题的能力,严谨的科学态度、逻辑思维能力以及培养学生的忠诚老实、勤俭节约的优良品质。” 等实验教学理念的基础上,逐步形成了以学生为主体,教师为主导的实验教学新理念:即以人为本,融知识传授、能力培养、素质教育全面协调发展。在这种新的教学理念指导下,课程组坚持理论课教师指导实验,围绕“以问题为核心,让学生在实验中成长”进行了系列实验教学改革。逐渐形成了从低到高,从基础到前沿,从基本技能训练到综合能力培养,层次分明,逐级提高的实验教学体系。
本有机化学实验课网络资源主要包括手机APP、微课件视频和实验项目三方面的资源。
我们开发了有机实验手机APP,供学生利用闲暇时间,方便地预习有机实验的教学内容,许多视频内容可以在实验室方便地通过手机观看。通过手机终端,学生可以自主地观看实验课的演示内容;
微课件视频,通过教师的演示和重点讲解,帮助学生尽快掌握实验操作技能和实验安全注意事项;
在实验项目的的编写中,我们尽可能多地介绍了相关知识,以问题为核心,引导学生分析实验。我们的目的是结合学生的实际,培养学生的兴趣,通过我们的教学理念和教学方法,以使学生能爱做有机实验,会做有机实验。因为学生创新能力的培养,离不开认知能力的提高,离不开分析能力的提高,离不开查询信息、获得信息的能力,离不开综合信息、表达信息的能力。
按实验训练的层次,把实验内容调整为基础训练的实验和提高性实验两大部分。对部分专业集中1周开设了设计、创新性大型综合实验。
在基础训练的实验部分,选用一些经典的实验、经过改良的实验、自己开发的新实验,激发学生的兴趣,培养学生的能力。把实验的基本操作训练逐步通过实验的开展而介绍给学生,一步步地对学生进行实验操作技能的培训,同时提出问题,引导学生对所做实验进行思考、再认识。主要通过以下实验内容对学生进行实验基本技能的培养:
正丁醇饱和水溶液的蒸馏;
由正丁醇制备1-溴丁烷;
乙酸正丁酯的制备;
乙酰苯胺的制备;
重结晶和过滤;
对溴乙酰苯胺的制备。
正丁醇饱和水溶液的蒸馏实验是我们实验室在多年的实验教学基础上,经过多次改进,最后确立下来的一个训练学生蒸馏操作的实验。蒸馏操作是液体化合物分离和提纯的一个最基本的操作,对于我们的学生来说,许多人是第一次接触有机化学实验,第一次实验开设这样的实验比较符合学生的实际,有利于引发学生对实验的兴趣。实验的兴趣点在于(1)学生们都知道的水的沸点是100℃,正丁醇的沸点是117.7℃,而蒸馏出的馏分沸点是93℃;(2)加入蒸馏瓶时的溶液是均匀的,而最初收集的馏分是分层的。(3)即使把蒸馏瓶中的液体全部蒸完,馏出液的沸点也不过是100℃。我们的实验讲义从蒸馏的操作培训做起,训练学生标准仪器的合格安装与操作,并配以实验阅读材料,从蒸馏引申到分馏,最后给出共沸混合物的概念,有利于强化初次做实验学生对实验的重视。
1-溴丁烷制备实验是一个经典的有机化学实验,它涉及到了有机化学实验中的回流、有害气体的吸收、粗蒸馏、分液、洗涤、干燥和蒸馏等操作。许多学校都在有机化学实验教学中开设了该实验。在长期的实验教学中,发现该实验仍存在一些问题:a、传统教材中,一切实验步骤、现象清清楚楚,学生照方抓药,缺乏思考;b、学生做完实验后,仍然不明白为什么要这么做?更不能超越所给信息,在知识模块之间建立丰富的联系,做到遇到问题可以用灵活的办法来解决。
课程组采用以问题为核心的教学思路,把实验中由醇制备卤代烃的相关知识编写成一个专题,让学生较系统地了解卤代烃的用途、制备方法及反应机理等。对于实验步骤及操作,分解成任务和问题。通过适当分析,引导学生按解决问题的需要逐步进行实验和新知识的学习,给学生以主动实践、自由探索、相互间争论与交流和自我进行反思的机会。
通过多年来1-溴丁烷制备实验的教学改革实践,结果证明,我们将学生要掌握的知识和实验技能隐含在实验问题中,把完成实验看成一个科研课题来做,给学生提供了条件,可以使学生围绕问题寻找信息和参考资料,提出实验方案,通过讨论和实验,实现自己的设计,使学生成为实验的积极实践者。这有助于突出学生的主体地位,开辟自主的空间;有助于激发学生的积极的思维,培养自主学习能力;有助于学生自由探索,点燃创造的火花;有助于激发学生主动探索的精神,避免了传统的实验教学方法中学生盲目地照方抓药的弊端。
乙酸正丁酯的制备实验除了要训练学生明白分水器的使用和原理外,它还训练学生在前面两个实验中所涉及的液体化合物的多项操作。我们的实验安排重视对学生操作训练的重复次数,以确保学生对有机化学实验的基本操作的掌握。
乙酰苯胺的制备和重结晶和过滤实验除了训练分馏柱使用和明白分馏原理外,主要训练的是固体化合物后处理的过滤和纯化的基本操作。
在学生获得了较纯的乙酰苯胺后,通过适当分析,引导学生考虑两步以上反应实验该如何设计,结合学生已有的无机化学知识,教会学生使用溴化钠、双氧水和硫酸原位产生溴并进行溴代的方法。让学生实现了不直接用溴的溴代实验——对溴乙酰苯胺的制备。使用苯胺通过一系列反应(如酰基化、卤化)制备出合格的对溴乙酰苯胺。实验基本训练中使用了电动搅拌。
在提高性实验部分,主要本着开拓学生视野,培养学生创新思维和创新能力的宗旨,除了进一步的水蒸汽蒸馏和减压蒸馏操作训练外,开设了几个具有设计性和综合性的实验。主要内容如下:
苯甲酸的制备;
苄氯水解制备苯甲醇;
环己醇脱水制备环己烯;
由过氧化氢作氧化剂的制备实验;
水蒸汽蒸馏;
减压蒸馏和己二酸二甲酯的制备。
每个实验都提供了几种不同的方案,学生可以结合相关知识的学习,在实验中选择不同的方法。苯甲酸可以由甲苯或苯乙酮的氧化而制备;苄氯的水解学生可以选用不同的相转移催化剂来进行;环己醇的脱水可以考虑使用85%的磷酸、浓硫酸以及NaHSO4以及它们的混合物作催化剂来设计。
课程组把新理念和新方法引入教学,深化了教学内容改革。教师结合实验教学的实际,积极进行科学研究,先后在国内的“催化学报”和英国皇家学会的“Green Chemistry”杂志上分别发表了有关催化过氧化氢氧化环己烯制备己二酸、氧化环己醇制备环己酮和氧化苯甲醇制备苯甲醛的相关论文,并为学生创新地开设了有关的设计性实验。这些实验革除了传统上使用重铬酸盐的方法,避免了实验室的污水发生,引入了绿色化学的概念,为基础性和经典的教学内容赋予了新的内涵,使其具有了先进性和现代的气息。催化双氧水氧化环己醇制备环己酮实验方法已推广到国内的其他兄弟院校。催化双氧水氧化苯甲醇制备苯甲醛的实验,自论文发表后,就引起了国外同行的注意,美国Gordon 学院的Irvin J. Levy教授已组织学生做这个实验。
在学生进行上述双氧水的氧化实验中,让学生自己收集参考资料,学生可以根据需要选择不同的催化剂进行实验。在实验项目的讲义中,并没有给出催化过氧化氢氧化环己醇制备环己酮和氧化苯甲醇制备苯甲醛实验的操作细节,目的是充分调动学生的积极性,自己设计,进行实验。再结合对学生制得的产品进行色谱分析,引导学生学习和使用大型测试仪器。学生完全可以实现自己的设计,促进了学生的创新意识和探索精神。
在综合实验教学中,在专门的一周时间内,让学生自己设计和完成一个多步骤的综合实验。给学生提出了以环己醇为原料,以双氧水为氧源,以多钨酸或多钼酸为催化剂,经过环己烯制备己二酸的综合实验。实验的核心是无污染、催化剂的活性及催化剂的再利用问题。
所有的层次的实验设计都根据实验具体情况将学生要掌握的知识和实验技能隐含在实验问题中,让学生围绕问题寻找信息和参考资料,提出实验方案,通过讨论和实验,实现自己的设计。使学生成为实验的积极实践者,教师是实验工作的组织者、指导者和促进者。逐步培养学生实验的设计和综合知识的运用能力,同时进行了科研能力的初步训练,培养了学生对科学的热爱和追求精神。
在实验教学手段上,利用计算机展示仿真实验,可以了解有机化学单元操作的各个环节,学习和掌握有机化学实验的基本操作。把实验环节中的一些重点问题制成微课件,以利于学生对实验的预习和掌握。
总之我们希望始终把理论贯穿到实践中去,把教师的科研思想、科研方法融汇到教学中去,为不同层次学生提供广阔的学习和发展空间。以问题为核心,引领学生从基本技能训练、到设计能力、综合能力逐步提高,让学生在实验中成长,增强学生的创新能力,早日成才,为国家做出更大的贡献。

课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
2.1 冷凝水导管的安装
视频
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2017-05-05 19.02MB
2.2 回流装置的安装
视频
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2017-05-05 24.35MB
2.3 粗蒸馏装置的安装
视频
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2017-05-05 19.31MB
2.4 蒸馏装置的安装
视频
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2017-05-05 25.41MB
2.5 回流分水装置的安装
视频
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2017-05-05 18.32MB
2.6 分馏装置的安装
视频
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2017-05-05 34.97MB
2.7 气体吸收装置的安装
视频
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2017-05-05 24.68MB
2.8 分液漏斗的使用
视频
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2017-05-05 39.67MB
2.9 液体化合物的干燥
视频
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2017-05-05 13.79MB
2.10 滤纸的折叠
视频
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2017-05-05 20.60MB
2.11 保温漏斗的使用
视频
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2017-05-05 16.80MB
2.12 电动搅拌装置的安装
视频
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2017-05-05 45.92MB
2.13 水蒸气蒸馏装置的安装
视频
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2017-05-05 35.55MB
2.14 抽滤的操作
视频
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2017-05-05 21.86MB
2.15 减压蒸馏装置的安装
视频
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2017-05-05 46.15MB
2.16 1-溴丁烷的制备
视频
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2017-05-05 70.43MB
2.17 乙酸正丁酯的制备
视频
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2017-05-05 24.89MB
2.18 乙酰苯胺的制备
视频
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2017-05-05 20.77MB
2.19 对溴乙酰苯胺的制备
视频
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2017-05-05 39.93MB
2.20 对溴苯胺的制备
视频
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2017-05-05 21.33MB
2.21 十聚钨酸季铵盐催化剂的制备
视频
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2017-05-05 36.89MB
2.22 八钼酸季铵盐催化剂的制备
视频
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2017-05-05 33.06MB
2.23 己二酸二甲酯的制备
视频
.mp4
2017-05-05 23.23MB
2.24 苯甲酸的制备
视频
.mp4
2017-05-05 18.50MB
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