國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化實驗項目設計研究

高文杰（上海石化工業學校，上海 201512）

國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化實驗項目設計研究

高文杰（上海石化工業學校，上海 201512）

本文針對目前中高職院校化學實驗設計的單一性，國際化工企業相應人才需求的緊迫性，提出了構建一體化實驗項目的必要性。著重介紹了國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化實驗項目的設計內容、方法和具體措施。該項目解決了中高職校一體化實驗項目的短缺；實現課程體系的融合，涵蓋了重結晶、取樣、化學分析、物性測試、分餾等課程相關知識；實現了資源的循環利用和可持續發展；踐行了綠色化學工藝的發展理念，達到了一定的國際化水平。

苯甲酸；一體化；課程融合；循環利用；綠色化

1 研究背景

目前國內中高職院校化學方面的教學實驗設計，都具有非常明顯的單一性、封閉性，學科體系之間是孤立的。通過對在滬跨國企業崗位的調查與分析，發現單一崗位技能的掌握已經遠不能滿足企業的需要，而綜合化、一體化的知識和技能又是企業迫切需要的，企業需要的是具有綜合技能的人才。

國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化實驗項目設計與跨國企業實際生產有非常強的對接，其借鑒了德國化工培訓中心的職教理念。本項目的綜合性非常強，將孤立的學科體系進行了串接，有利于學生對知識的融會貫通及綜合技能的培養。

2 過程與措施

本項目的設計是以苯甲酸為載體，將粗苯甲酸進行重結晶得到精苯甲酸，并對其進行產率分析、含量檢測。同時對其苯甲酸和乙醇進行循環利用，實現了資源的綜合利用。在此一體化項目中，設計了一系列所涉及物質的化工物料的安全技術說明書（MSDS），并在實施過程中嚴格遵守實驗操作規程，樹立綠色化學工藝的環保新理念。

具體內容：

國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化實驗項目設計（見圖1），主要是以苯甲酸為載體，包括：

（1）苯甲酸的兩種重結晶方法，主要為物理重結晶和化學重結晶。這兩種重結晶方法都是將物料由粗苯甲酸→精苯甲酸。

（2）苯甲酸的產率分析、含量檢測。

（3）苯甲酸的熔點測定。

（4）對“苯甲酸含量檢測”子項目中檢測后的乙醇廢液進行分餾。

（5）測定分餾后廢液的pH，計算中和量，達標后排放。

（6）重結晶后的苯甲酸可人為加入其它雜質混合，重新制得粗苯甲酸，循環利用。

圖1 ：國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化實驗項目設計

研究方法：

本項目的研究方法主要是分析法、綜合法、實驗論證法。分析法是通過對一體化實驗項目進行分析，將一體化的實驗項目分解為核心小項目，再對小項目進行獨立的設計。綜合法即為將獨立設計的小項目在知識和技能上進行串聯。通過對一體化實驗項目的學習，使學生學會課程體系的融合，理解物料循環一體化，樹立環境保護、綠色化學工藝的環保理念。

過程措施：

（1）對“苯甲酸的重結晶與檢測”總的一體化實驗項目進行分解，確定若干個子項目，例如“苯甲酸的化學重結晶”項目、“苯甲酸的物理重結晶”項目、“苯甲酸含量的檢測”項目、“苯甲酸的熔點測定”項目、“檢測廢液分餾”項目、“制備肥皂”項目等。

（2）對子項目進行設計，設計內容涵蓋：學習材料、任務確認書、畫出操作流程、過程記錄、分析與評價等方面（見圖2）。

圖2 ：項目設計框圖

學習材料 例如在“苯甲酸的化學重結晶”項目設計中，首先是學習材料，學習材料介紹化學重結晶的原理、過程，需要的儀器和藥品，實驗操作步驟等。學習材料主要提供學生預習、鞏固的資料。

任務確認書 主要涵蓋了本次課及本次課結束后需要掌握的要點和達到的目標，并在下方“接受任務欄”簽上自己的名字，表明已經知曉需要掌握的內容，通過簽字樹立學生責任意識。

畫出操作流程

通過流程框圖，可以看出其事先預習的情況。其涵蓋操作流程主線、反應條件、現象等。只有對操作流程非常熟悉，才能繼續進行下一個操作。在這個過程中，鍛煉了學生分析問題的能力。

過程記錄邊操作邊隨手記錄操作過程中的主要步驟、使用儀器、反應條件、實驗現象等。

分析與評價在每次子項目的最后，都會有本次學習內容的計算與分析，并對其結果進行評價。通過本環節的設置，提高學生的計算能力、分析能力。

例如：在子項目“苯甲酸的化學重結晶”中，實驗報告處理方面，需要對化學試劑加入量、對產品產率進行分析。

（3）設計出每個子項目對應的化工物料的安全技術說明書（MSDS）。在每次進實驗室，首先需要學生提前學習涉及物料的MSDS。只有對這些物料有一定的認識和了解，才可以去使用它。

例如在“苯甲酸的化學重結晶”項目中，主要涉及苯甲酸、鹽酸、氫氧化鈉三種物料，那么就需要設計出這三種物料的MS?DS。學生在實驗課前提前學習，并簽署名字，表明對自己負責、對他人負責的態度和責任心。

（4）本一體化項目最核心的環節是子項目“苯甲酸的含量檢測”。因為在“苯甲酸的含量檢測”中需要加入乙醇來溶解苯甲酸，故廢液中含有乙醇。若直接排放，會造成污染環境，浪費資源。利用分餾的方法提取廢液中的乙醇，對乙醇進行循環利用，一可以去制取肥皂，二可以在苯甲酸含量檢測中繼續使用。

3 成果

（1）開發的國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化實驗項目目前已經應用于教學中，教學效果較以往的學習方式有明顯的進步與提高。通過專業教學，提高學生的綜合知識和技能水平，安全責任意識！

（2）實現課程體系的融合 國際水平的“苯甲酸的重結晶與檢測”一體化項目設計，涵蓋了重結晶、取樣、化學分析、物性測試、分餾等課程相關知識。將多門學科中的知識和技能有效的融為一體，實現了實驗操作的綜合化、一體化。同時與化工專業核心課程《化工裝置運行》和《分離技術》進行了很好的串聯，為其打下堅實的基礎。

（3）體現了綠色化學工藝、實現了物料循環的一體化 苯甲酸、乙醇的循環利用都體現了節約資源、循環利用的綠色化學工藝理念。最后的廢液進行中和后處理，體現了環保理念。與此同時，制作本項目所涉及相關物料的一系列MSDS。在整個實踐教學過程中，樹立安全環保意識。

（4）可通過借鑒本項目的設計，借鑒德國雙元制的職教理念，與在滬跨國企業及德國教育與培訓機構合作，進一步開發適合企業發展需要的綜合化項目，培養具有國際通用水平的專業能力人才，使學生具備良好的職業素養，扎實的綜合技能，更好的為企業、為社會做出更大的貢獻！

[1]干洪珍.化工分析.化學工業出版社，2010.

[2]初玉霞.有機化學實驗.化學工業出版社，2006.