綠色創(chuàng)新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)踐

陳澤玉

摘要：在全國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建立以來，已建立了基礎(chǔ)的有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)室，并配齊了相關(guān)的試驗(yàn)設(shè)備。以“綠色化工”為指導(dǎo)，緊跟基礎(chǔ)理論的發(fā)展，聚焦熱點(diǎn)，與學(xué)校緊密聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，我們開展了一些創(chuàng)新性的有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)，如：水相合、納米化、 C- H鍵的功能化、非對(duì)稱化。建立獨(dú)立的學(xué)科，建立獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)，建立開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以促進(jìn)學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)造、發(fā)展和環(huán)保的意識(shí)，從而形成領(lǐng)導(dǎo)型的、戰(zhàn)略性的人才。

關(guān)鍵詞：綠色;有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式

近幾年，該校以“高瞻遠(yuǎn)矚”為目標(biāo)，在985三期的教學(xué)計(jì)劃中，特別提出了要加大對(duì)大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度。根據(jù)學(xué)院的發(fā)展計(jì)劃，緊密結(jié)合全國(guó)實(shí)驗(yàn)教育示范基地的建設(shè)。從課程體系、硬件基礎(chǔ)、團(tuán)隊(duì)、教學(xué)效果等幾個(gè)層面進(jìn)行。積極創(chuàng)造綠色化學(xué)引領(lǐng)、創(chuàng)新性的有機(jī)化工試驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)科的跨越式發(fā)展。通過對(duì)高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究，可以有效地促進(jìn)高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。

1構(gòu)建教學(xué)與創(chuàng)新相適應(yīng)的硬件設(shè)施

近幾年，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施不斷完善，環(huán)境質(zhì)量明顯提高。新建成的化學(xué)系大樓面向全國(guó)一流高等學(xué)府，面向廣大師生提供專業(yè)的教學(xué)。自建成全國(guó)教學(xué)示范基地后，該校先后投資100萬元購(gòu)置了新型綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)表現(xiàn)設(shè)備。該系統(tǒng)的軟硬件條件明顯改善，為建立創(chuàng)新性的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了強(qiáng)有力的保障。經(jīng)過多次的優(yōu)化，提高了試驗(yàn)的安全性、微型化、綠色化。

2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綠色，跟蹤基礎(chǔ)研究前沿

自改革試點(diǎn)工程建成后，從重視基礎(chǔ)、強(qiáng)化綜合性、強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性等方面進(jìn)行了探索。該中心在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了改進(jìn)和實(shí)踐，將有機(jī)化學(xué)的教學(xué)改為少量或少量的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)“基本-綜合-創(chuàng)新性”的原則設(shè)置。盡可能使用環(huán)保的（例如：水）和環(huán)保的（毒性低、沒有異味）;建立了植物的色素的萃取和測(cè)定、茶多酚和茶堿的提取、水楊酸甲酯的合成以及巴比妥酸類鎮(zhèn)靜劑的合成。本課程與現(xiàn)實(shí)教學(xué)緊密結(jié)合，使教學(xué)更加有趣。根據(jù)基本的研究領(lǐng)域，遵循3R 原理和原子節(jié)約原理，在傳統(tǒng)的合成工藝上添加了微波和超聲技術(shù);催化劑從常規(guī)的無機(jī)、金屬到具有較高活性的有機(jī)、納米級(jí)的催化反應(yīng);從質(zhì)到量的提純方法，符合基本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3設(shè)計(jì)創(chuàng)新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

堅(jiān)持以“綠色”為指導(dǎo)，緊跟學(xué)科發(fā)展的前沿和熱點(diǎn)，積極開展“創(chuàng)新”、“開放型”的“自主型”實(shí)驗(yàn)。

（1）水相漢特茲希（比基利亞/克萊森-施密特）反應(yīng)試驗(yàn)。

Hantzsch，biginllias，Claisen-Schmidt反應(yīng)是近年來的一項(xiàng)重要成果，根據(jù)已有的文獻(xiàn)資料，將其作為一系列的水相微有機(jī)合成試驗(yàn)，以培養(yǎng)其對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)。

（2）制備巴比妥酸衍生物。

巴比妥酸衍生物被用作鎮(zhèn)靜劑、安眠劑和麻醉劑，并進(jìn)行了巴比妥酸鹽的合成試驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生在不需要水分的情況下進(jìn)行的反應(yīng)和對(duì)活性金屬的應(yīng)用。

（3） Heck反應(yīng)的水相法試驗(yàn)。

因?yàn)?Heck反映在有機(jī)合成中的作用， Richard F. Heck在2010年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)中的開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)。根據(jù)該研究所的 Heck反應(yīng)的研究成果，利用化學(xué)、微波、超聲等技術(shù)，進(jìn)行了綠色微粒的合成試驗(yàn)。

（4）一種由金屬推動(dòng)的 C- C鍵結(jié)合的水相耦合試驗(yàn)裝置。

根據(jù)我們研究所的成果，利用化學(xué)、超聲、微波等多種化學(xué)方法，將巴比爾-格里格納型反應(yīng)作為一種創(chuàng)新性的試驗(yàn)，通過對(duì)各種反應(yīng)的不同組合，可以得到更多的信息。

（5）合成多個(gè)惡唑環(huán)的試驗(yàn)研究。

把研究所的研究結(jié)果及時(shí)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新性的試驗(yàn)，對(duì)自然物質(zhì)中的雜環(huán)進(jìn)行綜合，使同學(xué)們能了解如何正確地使用各種化學(xué)試劑，以及如何配制各種有機(jī)物質(zhì)。

（6）不對(duì)稱的烯胺類化合物及其在 Aldol反應(yīng)中的作用。

在此基礎(chǔ)上，將酪氨酸在 Aldol的反應(yīng)中應(yīng)用，使其掌握有關(guān)非對(duì)稱的催化。

4創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與自主開放相結(jié)合

要轉(zhuǎn)變以往的封閉式教育模式，強(qiáng)化開放與應(yīng)用，從而改善教育教學(xué)的質(zhì)量，更好地滿足現(xiàn)代化高等院校的創(chuàng)新教育需求。許多大學(xué)在實(shí)踐中進(jìn)行了探索，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)施“自主經(jīng)營(yíng)”、“開放型”教育的有效途徑。

自由、開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可分為五個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)的時(shí)間與場(chǎng)地;試驗(yàn)的內(nèi)容;教學(xué)方式;教學(xué)方法與管理方法;在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中，學(xué)生可以自行選擇課題，參考資料，制訂方案，在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行，并在教學(xué)中進(jìn)行各種技術(shù)培訓(xùn)，使學(xué)生能夠掌握各種相關(guān)的知識(shí)，如微型運(yùn)算、綠色化工、奈米科技、生物等。建立一個(gè)全面的開放教學(xué)模式，能夠有效地調(diào)動(dòng)初中生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維，增強(qiáng)他們?cè)趯?shí)際工作中的問題、問題的分析和問題的解決，從而培養(yǎng)出一批有創(chuàng)造性、創(chuàng)造性、創(chuàng)造性的領(lǐng)導(dǎo)型、戰(zhàn)略性型的人才。

5應(yīng)用情況

有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)室設(shè)有 IKA加熱器、磁性攪動(dòng)反應(yīng)器、微波、超聲反應(yīng)器、低溫反應(yīng)器、低溫反應(yīng)器及低溫循環(huán)系統(tǒng);建立了熔點(diǎn)儀、折射計(jì)等物理測(cè)量?jī)x器，用 GC對(duì)化合物進(jìn)行分析，用高壓液相色譜儀進(jìn)行分析。在國(guó)家自然科學(xué)基金的支持下，將基礎(chǔ)科研、教育與環(huán)保有機(jī)地聯(lián)系在一起，進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的試驗(yàn)：合成巴比妥酸類鎮(zhèn)靜劑; Heck反應(yīng)的水相海克反應(yīng)試驗(yàn)（化學(xué)，超聲和微波）;傳統(tǒng)的金屬，納米材料對(duì)碳-碳鍵耦合作用的研究（羰基化物的 allylationa和 pinacol）;多個(gè)惡唑環(huán)化合物的合成試驗(yàn)研究;采用非對(duì)稱烯胺法進(jìn)行 Aldol反應(yīng)的試驗(yàn)，采用自主性、開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，在08、09、10、11三個(gè)年級(jí)進(jìn)行了實(shí)踐，取得了良好的效果。該課程能夠有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的研究，提高他們的創(chuàng)新能力和環(huán)境保護(hù)能力。

有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容豐富、形象、直觀、具有良好的示范作用。在《實(shí)驗(yàn)室研究與探索》期刊上刊登了兩份創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果。根據(jù)“綠色”的思想，開展了創(chuàng)新性的有機(jī)化工試驗(yàn)，發(fā)揮了重要的示范和示范效應(yīng)。在國(guó)內(nèi)高校中，“水相海克”反應(yīng)的試驗(yàn)方案得到了各高校的重視。

6結(jié)語

建立了獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑⒘藙?chuàng)新性的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，建立了新的實(shí)驗(yàn)追蹤基礎(chǔ)研究前沿，及時(shí)轉(zhuǎn)化自己的研究成果和基礎(chǔ)研究熱點(diǎn)成果，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，環(huán)保，貼近生活。新穎的有機(jī)化學(xué)合成工藝采用了多種環(huán)保的手段，從無機(jī)的到有機(jī)的小分子，從傳統(tǒng)的金屬到納米的轉(zhuǎn)變，再到從質(zhì)譜到質(zhì)譜的轉(zhuǎn)變。在創(chuàng)新的有機(jī)化學(xué)試驗(yàn)中，基礎(chǔ)科研、教學(xué)科研是相互補(bǔ)充的。并在此基礎(chǔ)上，建立了新穎的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，通過校園精品課程網(wǎng)上的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站與實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站的交互支持，使得實(shí)驗(yàn)教得更加逼真、生動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃宏妙，張強(qiáng)，郭占京，等.以"綠色化學(xué)"為主題的新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2020（34）：2.

[2]李佳穎，牟芬，周婷婷.高校"有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)"教學(xué)改革探討[J].現(xiàn)代鹽化工，2021，48（3）：2.

[3]張大偉，盧可，鄒楠，等.微信平臺(tái)輔助的農(nóng)科有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課混合式教學(xué)實(shí)踐[J].化學(xué)教育（中英文），2020，41（12）：5.

[4]周旋，劉麗敏，馬祥梅，等."線上線下相結(jié)合"有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2021，19（6）：4.

[5]徐丹，耿會(huì)玲，徐功."學(xué)生責(zé)任制"新型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討[J].2020.