演示实验在有机化学教学中的运用

金 玲，叶明富，陈国昌，储向峰

(安徽工业大学 化学与化工学院，安徽 马鞍山 243002)



演示实验在有机化学教学中的运用

金 玲，叶明富，陈国昌，储向峰

(安徽工业大学 化学与化工学院，安徽 马鞍山 243002)

有机化学及实验是一门专业基础必修课，在该课程教学中辅以演示实验，能够帮助学生加深理解某些抽象的理论和概念、掌握物质的化学性质和变化规律，增加学生学习化学的浓厚兴趣效果，使教学效果大为提高。

有机化学；演示实验；实践教学；课堂教学

一、有机化学及实验课程

化学是研究物质变化的科学，是一门在原子、分子或离子层次上研究物质的组成、结构、性质、变化及其内在联系和外界变化条件的科学。[1]有机化学是一门研究碳氢化合物及其衍生物的化学分支，也可以说有机化学就是有关碳的化学。[1-3]碳元素位于周期表第二周期第IVA族，它的原子核外的4个电子可以采取多种方式和其他原子联结。碳原子的正四面体结构是有机化合物结构的重要基础。有机化合物都含有C和H，有些还含有O、Cl、N、S、P等非金属元素或Fe、Cu、Zn等金属元素。现在已知的有机化合物超7 000万种，而周期表内一百多种元素形成的无机化合物却仅约数百万种。有机化学是化学研究中最庞大的领域，它与医药、农药、染料、日用化工等方面的关系特别密切。随着有机化学研究的深入，还衍生出若干分支学科，如天然有机化学、物理有机化学、金属有机化学和合成有机化学等等。随着人们对生命现象以及环境问题的日益关注，有机化学愈来愈显示出强大的生命力，成为改善人类生活质量的有力助推力量。

化学教学过程中实验不可或缺，有机化学是以实验为基础的一门学科。[3-4]有机化学实验是一门重要的基础实验课，教学目的在于训练学生牢固掌握实验的基本操作技能和基础知识。通过实验可使学生更加明白有机化学基础理论与概念，培养学生感性、理性角度认识有机化合物，掌握制备、分离、提纯与分析鉴定有机物的一般方法；具有分析问题、解决问题能力和创新思维方法，拥有初步从事科学研究的能力；培养学生理论联系实际、实事求是、严格认真的科学态度和良好的工作习惯与作风。实验安全是有机化学实验的基本要求，在实验过程中应养成细心观察和及时记录的良好习惯，实验台面应该经常保持清洁和干燥，有异味或有毒物质的操作必须在通风橱内进行，有机化学实验室产生的废化学品应该分类回收统一处理，绝不能随意丢进垃圾桶或倒入下水道。

有机化学及实验是化学类、化工类、生物类、医药类、环境类等专业本科生重要的基础必修课。该课程教学目的是使广大学生初步系统掌握有机化学基本概念、理论和有机化合物的结构、性质、应用、制备、反应历程等基础知识，具备一定分析问题、解决问题的综合能力，初步拥有运用有机化学知识的从事相关职业能力。通过学习该课程学生不但能了解有机化学变化的一般规律，而且能从理论上更深刻、更本质地认识有机化学变化的规律性。培养学生掌握正确的方法论，树立科学的自然观，了解有机化学的一般研究方法。

二、演示实验的作用

有机化学及实验教学工作是一相当复杂的系统过程，一般包含随堂讲授、课堂讨论、课间测试、课堂演示实验、实验室实验及考试等教学环节。所有过程的目的在于使学生掌握课程的基本内容，同时培养学生探索未知的兴趣与能力。为实现该愿望，好的教师自然会竭尽全力引导学生通过仔细观察现象从而主动发现问题，通过思考、讨论并辅以必要的讲解，激发学生积极主动地获取新知识、探索新现象、追求新发现的强烈愿望。为了更好实现上述启发式教学效果，无疑演示实验可助力教师课程教学。

可以在讲解某个原理、概念后做相应演示实验，用最直观、最有趣的现象来验证相应理论，以达到加深印象、加强理解目的。也可在讲解前或讲解的同时做相应演示实验，使学生脑海里形成一个大问号，抓住学生的注意力，让学生思维活跃起来，这样教师的讲解便真正成为师生之间的思想交流，课堂气氛自然而然活跃起来。其他教学环节演示实验也同样能发挥积极作用。习题课、讨论课甚或考试都可以采用演示实验的方式提出问题，还可以对做过的演示实验提出一些更深刻的问题让学生去分析思考。

演示实验是有机化学教学中的重要手段，它既能帮助学生理解、掌握理论知识，又能培养学生严谨的学风、良好的实验技能。在有机化学及实验教学过程中辅以演示实验，能起到帮助学生加深理解某些抽象的理论和概念、掌握物质的化学性质和变化规律的作用，增加学生学习化学的浓厚兴趣的效果，教学效果大为提高。[5-6]

三、演示实验在有机化学中的应用

演示实验是一种很好的教学手段，若与教学内容配合紧密，则必然会发挥其应有的效能。譬如在讲解不饱和烃时，设计了液溴与乙烯的加成喷泉实验：以排水集气法收集乙烯(乙醇催化脱水制乙烯)气体于1 000ml圆底烧瓶中(也可直接用乙烯钢瓶气)，塞上橡皮塞(橡皮塞预先插进带尖嘴的导管和吸好液溴的滴管)，将圆底烧瓶倒置，导管一端浸入红色的水中(自来水中加数滴红墨水)，将滴管中液溴挤入圆底烧瓶，由于乙烯和Br2迅速发生加成反应，致使烧瓶中压力降低，于是红色的水立刻吸入烧瓶中，形成美丽的“红色喷泉”。该演示实验形象地体现了烯烃含有双键，化学性质活泼，容易发生加成、氧化等反应。又如在讲解卤代烃亲核取代反应时，设计了如下演示实验：(1)取15g碘化钠溶解于100mL纯丙酮中(新制的溶液是无色的，必须保存在棕色瓶中，放置后变成棕黄色；如果溶液溶液已经变成红棕色则不能使用，需重新配制))；(2)向试管中加入5mL碘化钠丙酮溶液和0.5mL正溴丁烷，振荡后静置2min(或微热一下)即有白色的溴化钠生成，证明正溴丁烷中溴原子已经被碘原子置换；(3)用叔溴丁烷进行上述实验，需要约60min才析出溴化钠晶体，改用溴苯则根本无溴化钠晶体析出。通过该演示实验向学生阐明双分子亲核取代反应(SN2)中，反应速度主要决定于过渡态的相对稳定性，离去基团的类型对反应速度有显著影响。再如在讲解羰基化合物时，设计了如下演示实验：(1)向3支洗净的试管中分别加入2%硝酸银溶液8mL，滴加5%氢氧化钠溶液1滴并振荡，再逐滴加入2%氨水溶液使Ag2O沉淀恰好溶解，再加2%硝酸银溶液1滴；(2)向上述3支试管中分别加入甲醛、乙醛、丙酮各5～6滴，用水温热，观察发现一段时间后含甲醛、乙醛溶液试管中有银镜生成，而含丙酮溶液试管无变化。以此说明醛比酮易被氧化，与弱氧化剂银氨溶液作用时，醛被氧化成羧酸，同时析出银形成银镜，酮不具有这种性质，利用该法可区别醛和酮。[6-7]

掌握有机化合物的性质是有机化学教学的主要目的之一，要通过演示实验，让学生对有机化合物的重要性质加深了解；有机化学发展很快，要尽量设计一些反映有机化学教材内容发展的新演示实验；要充分利用光、色、声的演示效果，激发学生学习有机化学的积极性；力求实验现象明显，说理清楚，操作简便，费时不多。[8-9]

教学形式上的变换必然大大增加教学信息传递量，在有限时间内让学生能更深刻、牢固的理解基础理论，课堂气氛得到活跃的同时也调动了学生的积极性，学生也能学会更加灵活运用有机化学知识。演示实验以其强大的交互性、丰富的信息量、演示项目易更新等特点大为方便教师深化教学内容、提高教学艺术。

四、结语

有机化学及实验是一门专业基础必修课，该课程课堂教学、实验教学中引入演示实验是一种理论与实践相结合的教学模式。初步实践表明所采取的措施较好的实现了课程的教学目的，广大学生的学习热情得到明显提高，培养了学生观察思考能力，本课程的教学质量有显著改善。

理论课与演示实验相结合是有机化学教学过程中一项长期而艰巨的任务，需要广大教师针对课程特点不断钻研，在教学实践中不断总结积累经验，方能提高本课程教学质量。

[1]王积涛,王永梅,张宝申,等.有机化学：上册[M].天津：南开大学出版社，2009:1-6.

[2]常雁红,李天昕,陈月芳,等.兴趣教学法在有机化学教学中的应用[J].中国冶金教育,2013(5):1-3.

[3]兰州大学.有机化学实验[M].北京：高等教育出版社，2010:1-6.

[4]马楠,杨宇辉,于辉,等.在综合能力培养前提下的有机化学实验项目创新[J].实验室科学,2014,17(3):48-50.

[5]许立信,叶明富,伊廷锋,等.化学工程课堂演示实验实践与思考[J].山东化工,2015,44(8):155-156.

[6]苏州大学有机化学教研室.有机化学演示实验[M].北京：高等教育出版社，1992:1-146.

[7]王建平.介绍几个有机化学演示实验[J].大学化学,1993,8(3):39-40.

[8]章结兵,任秀彬,汪广恒,等.高等学校基础有机化学实验教学方法的探索与思考[J].山东化工,2014,43(5):179-180.

[9]于秀兰.有机化学实验教学改革模式的探索与实践[J].化工高等教育,2014,31(3):51-54.

(责任编辑 汪继友)

The Application of Demonstration Experiment in Organic Chemistry Teaching

JIN Ling, YE Ming-fu, CHEN Guo-chang, CHU Xiang-feng

(School of Chemistry and Chemical Engineering, AHUT, Ma’anshan 243002, Anhui, China)

Organic chemistry and experiment is a compulsory course. Demonstration experiments supplemented in the course of teaching can help students to understand some of the abstract theories and concepts, master the material nature with its changing principle, increase students’ interest in learning chemistry, so that teaching effect can be greatly improved.

organic chemistry; demonstration experiment; practice teaching; classroom teaching

2016-04-22

安徽省高等学校教学改革研究项目(2015jyxm114)；安徽省大规模在线开放课程(MOOC)示范项目(2015mooc033)；安徽工业大学教学研究项目(2015jy06、2015jy25)；安徽工业大学工商学院教学研究项目(201503)；安徽工业大学基础生物学示范实验实训中心；安徽工业大学课程负责人项目和安徽工业大学混合式教学课程建设项目。

金 玲(1982-)，女，安徽桐城人，安徽工业大学化学与化工学院讲师，博士。 叶明富(1982-)，男，安徽南陵人，安徽工业大学化学与化工学院副教授，博士。

G642.0

A

1671-9247(2016)06-0085-02