地方高校精细化学品实验教学改革的探讨

张学清，巴哈尔古丽·别克吐尔逊，张 俊

(伊犁师范大学化学与环境科学学院,新疆 伊宁 835000)

为了满足当今社会对新型人才的要求，以及提高学生的动手操作能力和独立思考能力[1]。同时，精细化学品化学实验作为应用化学专业一门重要的实践课程[2-3]，通过该实验教学使学生在掌握精细化学品化学理论知识的基础上，获得从事精细化学品技术开发的实验技能以及应用意识。同教研室老师一起对精细化学品化学实验进行了探讨及改革，对以往的实验教学方式和实验项目都进行了调整，加强学生对实验教学的重视度。在实验过程中，引导学生认识和体会实验与科研的关系，使学生了解科学研究的过程，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题能力、科研素养，为学生的毕业论文、就业和深造打基础。

1 我校精细化学品化学实验教学中存在的问题

教学方式方面，我校精细化学品实验教学依然沿用传统的教学模式进行授课。首先学生撰写预习报告；之后教师讲授实验原理、实验操作过程及注意事项；最后学生按照教材中的实验步骤完成操作。而在撰写预习报告过程中，大多学生也只是应付式的抄写教材内容，没有做到对实验内容的充分理解；学生的实验基础存在差异，即便是老师讲解后，个别学生还是表现得无从下手；在实验过程中，由于是以小组为单位进行实验，个别学生表现出积极性不高，出现了“看组员做实验”的现象；实验报告的书写很不规范，主要表现在数据记录与处理，以及结论和思考题部分的记录、处理不完整，部分同学有抄袭的现象。

在考核方式方面，学生的成绩一般是由实验报告和平时表现组成。在实验报告的撰写中，有的学生因字迹工整而获得较高的成绩，但其在操作过程中又表现的不那么出色。而有的学生恰好相反。故此不能很好的反映学生的真实水平和能力。

2 精细化学品化学实验教学探讨

对于上述在精细化学品化学实验教学中出现的问题，我们教研室老师进行了一系列改进措施的探讨，希望得到更好的教学效果。

2.1 提高学生对精细化学品化学实验教学重视度

精细化学品化学实验教学对应用化学专业学生而言，是一门重要的实践课程，是学生巩固所学理论知识的重要课程实践。首先，教师给学生讲解精细化学品化学实验课在本专业学习中的重要性，使学生了解实验课程的主要任务及目标；其次，教师可以从学生后续课程的学习，以及将来考研或从事化学相关工作等角度给学生分析精细化学品化学实验的作用，从而激发学生对实验教学的兴趣和重视度。

另外，通过列举我们日常生活中所见或所用的精细化学品来引出实验，吸引学生。使学生了解到自己所做实验项目在实际生活中的应用。以此来提高学生对实验教学的兴趣。

2.2 实验项目的调整和扩充

随着精细化学品工业和社会的不断发展，原有的一些实验项目已经不太符合当下的培养计划。如何从众多的精细化学品中挑选出一些具有代表性且适合本科教学的产品用作相关专业的实验教学，使学生在掌握精细化学品的实验原理与制备方法的同时，了解精细化学品在生产生活中的应用情况，从而进一步激发学生对实验教学的兴趣。所以调整教学内容就显得尤为重要。因此，对原有教学内容做以下调整和扩充。

(1)结合地方特色，调整实验教学内容[4]

本校作为地处祖国最西端的地方性高校，根据学校自身的办学理念和培养目标，计划在新课改框架之下，可充分利用当地资源，对原有的实验教学内容进行适当的改进。

原有教学内容中肥皂的制备实验，在现阶段的实验教学内容中，不论是在众多的精细化学品中还是在实验的操作性上，都显得比较普通和单调。再者，伊犁州当地有许多精细化学品制备原料。例如，伊犁州霍城县有大片的薰衣草种植基地。因此，我们计划将薰衣草及其加工产品应用到肥皂的制备中，以此来对原有肥皂的制备实验进行内容的扩充。

首先让学生先从易得的薰衣草中提取精油和纯露：称取一定量的市销薰衣草干花进行浸泡一定的时间，然后装入干燥的蒸馏瓶中，加入适量的蒸馏水进行浸泡，连接好试验装置，检查其稳固性与气密性。然后用电热套加热烧瓶至沸腾，并在常压下保持微沸状态。大约一小时左右，停止加热。待蒸馏装置冷却至室温以后，将接收瓶中的油水混合物通过分液漏斗进行分离提纯，上层液为精油，下层液为纯露，称重并计算精油提取率。

然后以所制备的精油和纯露作为原料制备薰衣草味香皂：将氢氧化钠少量多次的加入到纯净水中，边加边搅拌直到氢氧化钠全部熔化，将所制备的碱液放置一旁等待降温到50度左右。然后加入适量的事先提取的精油和纯露于油脂中，再将碱液倒入油脂中，在倒入的时候也要采取少量多次的方式倒入，边加边搅拌，直到皂液出现粘稠状，最后可在皂液中加入一些薰衣草干花。将皂液倒入模具中定型、脱模。便可得到薰衣草手工皂。

除此之外，依靠当地的丰富的养蜂资源，可以很便捷的得到制备润唇膏的原料-—蜂蜡。首先，让学生先将所购得的农家蜂蜡进行溶解过滤，去除杂质，再将所得到的蜂蜡和橄榄油加入到烧杯中，水浴加热，用玻璃棒搅拌，使其完全溶解后加入一粒维生素e，再次搅拌，使其充分混合，膏体材料准备好后，保持其在液体状态。灌装前也可向准备好的膏体材料中加入香精，或口红粉来制备简易的口红。为防止出现空鼓现象，影响后期拧出使用，将液体分两次小心倒入唇管里，先倒入三分之二，之后再倒入三分之一。

这些日用化学品都是具有较高附加值的精细化学产品，也是我们日常生活中常用的化工产品[1]。依次作为实验教学内容，能更好的引起学生对实验教学的兴趣和积极性。并且此类产品的制备，操作简单，实验条件温和，适合本科实验教学要求。这样，既丰富了教学内容，同时也有助于培养学生的探究习惯和创新意识，极大的提高学生的实验积极性[5]。同时，学生可结合自己所学精细化学品化学理论知识，更加直观的理解表面活性剂和日用化学品等知识，这也将有利于提高精细化学品化学的教学质量。

(2)紧跟科技发展，丰富实验教学内容

学生已经学习相应的理论知识，并且在基础实验教学中已经学习了如常压蒸馏、减压蒸馏、回流装置，薄层色谱、柱色谱等一些基础实验技能。因此，教师可从自己的科研项目或最近几年报道的文献中选择一些可通过多步、能涉及多个基本实验操作的药物活性分子的制备方法。例如，我们教研室有老师常做一些酰腙参与的反应研究，我们探讨将酰腙的制备列入到精细化学品化学实验中。

酰肼的制备，如图1所示[6]。向圆底烧瓶中加入一定量的有机羧酸、无水甲醇和浓硫酸，回流状态下反应，TLC检测到有机羧酸反应完全，停止反应，旋转蒸发仪去除溶剂，然后滴加饱和碳酸钠溶液调节体系pH≈7，用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，浓缩得到酯的粗产品，称量，用于下一步反应。

将上一步制得的粗产品酯溶于无水乙醇中，加入酯三倍当量的水合肼(80%)，回流状态下反应，TLC检测至底物酯反应完全，旋转蒸发仪去除乙醇，冷却、结晶、过滤，干燥得酰肼。

图1 酰肼的制备

酰腙的制备，如图2所示[7]。向圆底烧瓶中依次加入一定量的酰肼、醛或酮、及乙醇，回流状态下反应，TLC检测反应完成后，旋转蒸发仪浓缩，柱层析 (洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯) 分离，得白色固体。

图2 酰腙的制备

在此实验教学中，及涉及到了在基础实验教学中，所学习的回流、减圧蒸留、萃取、过滤和重结晶等实验操作技能，也涉及到了薄层色谱、柱色谱分离反应产物等实验技能。其教学目的在于学生要巩固一些在基础实验课程中所学的基本操作外，另外还需要掌握一些特殊的实验操作，如无水无氧操作、薄层色谱、柱色谱分离反应产物等。同时，也要充分利用学校已有的表征仪器，对学生所做的实验产物进行检测验证，如红外光谱、液相色谱等进行测试验证。学生通过这样的训练，一方面，训练了学生操作大型仪器的能力，为学生提供了接触科研前沿的机会，另一方面为学生后期做毕业论文、升学深造等做准备。

2.3 改进实验教学方法

打破传统的教学模式[8]。精细化学品化学实验教学是一门综合性课程，是学生在学习了有机化学、分析化学等专业基础课程后所开设的，因此学生已经具备了一些有关合成、实验方案分析等实验能力。所以，教师可以在实验前将一些改进或新增的实验项目在做实验前发给学生，让学生以小组为单位进行讨论实验方案，明确实验步骤，反应条件，以及在实验中所能用到的仪器和药品，及所用药品性能等，并考虑在实验过程中的注意事项。然后让指导老师检查实验方案的可行性，对实验方案进行及时必要的调整，再进行实验。在实验过程中，按现有的实验条件，尽可能使每个学生独立的完成实验。但也考虑到本科教学人数比较多，以及实验设备的不足，也可以两个人为一组，共同完成实验。

这样，有利于培养学生独立思考和动手解决问题的能力，使学生在实验教学中有更大的参与感和获得感，从而提高实验教学质量。

2.4 改进考核方式

在实验成绩中，实验报告部分可按学生书写的规范程度，实验数据的完整性、准确性进行打分，但对平时成绩部分一直没有规范化，应该对这部分成绩进行细化，因为在实验教学中，学生的实验操作能力比规范的书写实验报告册更为重要，而以往的教学过程中，将其作为平时成绩的部分，未进行细化打分。所以最终成绩不能全面的反映出学生实验技能水平。故对此部分成绩进行分值比例的细化。

(1)实验报告的组成统一

实验报告在一定程度上能反映出学生的学习态度和实验表现[9]。故老师们结合本课程的特点，对实验报告的书写做出了统一的要求。将实验报告分成6个部分：①实验目的；②实验原理；③实验步骤；④药品及仪器；⑤现象、数据记录及处理；⑥误差分析及思考题。其中前4部分作为预习报告部分，要求课前完成；后2部分实验之后完成，并尽可能在课堂上完成。以此为标准，可按学生所写实验报告的完整性进行评阅。

(2)成绩构成

表1 精细化学品化学实验评价体系

在做实验之前，还是要进行实验预习，并要撰写预习报告。在书写实验药品的同时，要求学生查询所用药品的理化性质，写进实验报告中，因为近几年高校实验室事故中，部分原因是由于学生不清楚所用药品的性质而导致的。在做实验前教师先检测预习报告，并对预习情况打分，归入平时成绩中。还有出勤情况、实验操作的准确性、理论测试等都纳入平时成绩，理论测试可以检测学生是认真做了预习还是只抄写教材内容。并对每部分所占比重进行细化，如表1所示。这样既能更好反映学生的真实水平和能力，也能使学生清楚平时成绩部分的详细构成。

3 结 语

通过对精细化学品化学实验教学的改革，教学效果初具成效。学生对实验教学的兴趣和积极性有了很大的提升，有效的改善了学生“重理论轻实验”的现象。使学生对所学理论知识有了更加深刻的认识。同时，实验教学过程中拓展了一些设计性实验项目，有效的引导学生认识和体会到实验与科研的关系，使学生了解科学研究的过程，培养了学生的动手能力、分析问题和解决问题能力、科研素养。为学生今后的毕业论文、从事相关工作和升学深造打下了良好的基础。