有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索及實(shí)踐

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摘要：基于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)自身特點(diǎn)，如實(shí)驗(yàn)室化學(xué)試劑用量大、存放多種易燃、易爆、有毒甚至劇毒的物品等，將安全意識(shí)與安全知識(shí)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程各個(gè)環(huán)節(jié)，有利于提高有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效地培養(yǎng)了學(xué)生安全意識(shí)，促使學(xué)生注重有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)合格化學(xué)人才提供了安全思想保障。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)；安全教育；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教育部部長陳寶生同志指出：本科不牢，地動(dòng)山搖。人才培養(yǎng)是大學(xué)的本質(zhì)職能，本科教育是大學(xué)的根與本，在高等教育中是具有戰(zhàn)略地位的教育、是綱舉目張的教育。世界一流大學(xué)，首先要有一流的本科教育。高質(zhì)量本科人才培養(yǎng)，無論是文科、還是理科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是大學(xué)教學(xué)的重要組成部分，因此各高校必須高度重視實(shí)驗(yàn)室的安全運(yùn)行。在以化學(xué)為基礎(chǔ)的相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程中，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠擴(kuò)展有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的科學(xué)思維方式、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)[1]。如果要上好有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，并達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的，需要學(xué)生清楚地了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、步驟，不僅要掌握有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般知識(shí)，而且要深入了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的安全注意事項(xiàng)、儀器設(shè)備的性能與安全使用方法。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所使用的試劑與無機(jī)、分析、物化等實(shí)驗(yàn)有很大程度的區(qū)別。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所用試劑大多為易揮發(fā)、易燃燒、易爆炸、有毒性，反應(yīng)物、產(chǎn)物及副產(chǎn)物均為有機(jī)化合物，均為化學(xué)危險(xiǎn)品，特別是副產(chǎn)物是未知的化學(xué)物質(zhì)，具有不確定的安全隱患[2-3]。因此，在整個(gè)教學(xué)過程中，從課前預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程到課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫都必須貫穿安全教育，強(qiáng)化學(xué)生的安全意識(shí)。通過將安全教育貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程，要求學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理，精選實(shí)驗(yàn)方案，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，完善實(shí)驗(yàn)裝置，深入實(shí)驗(yàn)思考，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量[4]。

1安全意識(shí)貫穿有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程

有機(jī)化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，有機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課與有機(jī)化學(xué)理論課是學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃中兩門平行的獨(dú)立課程。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)與物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比，其特點(diǎn)之一是在實(shí)驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)安全事故，如實(shí)驗(yàn)試劑具有刺激性、腐蝕性、毒性或者易燃易爆，實(shí)驗(yàn)裝置組裝比較繁瑣，實(shí)驗(yàn)操作涉及高溫加熱、加壓、減壓，實(shí)驗(yàn)過程中容易引發(fā)火災(zāi)和傷害事故等。學(xué)生在工作中只有形成了良好的安全意識(shí)及強(qiáng)烈的責(zé)任心，才能減少安全事件，防止安全事故發(fā)生。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室正是培養(yǎng)學(xué)生具有這種意識(shí)的有效場(chǎng)所[5-9]。因此，提高學(xué)生安全意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的安全教育是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要任務(wù)。1.1強(qiáng)化學(xué)生安全意識(shí)。在本科人才培養(yǎng)方案中，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程覆蓋化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料、藥學(xué)、食品、醫(yī)學(xué)、生物、海洋科學(xué)等幾十個(gè)專業(yè)，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課一般安排在大學(xué)一年級(jí)的第二學(xué)期。由于在中學(xué)時(shí)受實(shí)驗(yàn)條件的限制，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課開設(shè)很少，多數(shù)學(xué)生幾乎沒有親手做過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在大學(xué)時(shí)期進(jìn)入有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，許多學(xué)生面對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，有些不知所措，更缺乏安全意識(shí)，稍不注意就有可能發(fā)生安全事故。因此，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開始之前必須強(qiáng)化學(xué)生的安全意識(shí)，如進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須養(yǎng)成穿實(shí)驗(yàn)服和戴護(hù)目鏡的習(xí)慣，不許將食品及飲料帶入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)過程中要戴手套，保持實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)良好，離開實(shí)驗(yàn)室要洗手及關(guān)掉水閘、電閘、氣閘等。1.2強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)安全意識(shí)。大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)分為無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)與高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)等5大基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程。有機(jī)化學(xué)研究的對(duì)象為有機(jī)化合物，具有種類較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)特殊（易燃、穩(wěn)定性差、有毒、一般難溶或不溶于水等）、反應(yīng)復(fù)雜（反應(yīng)慢、非單一反應(yīng)）等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)必然導(dǎo)致有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在開展的過程中會(huì)遇到如下問題：（1）具有一定安全隱患；（2）試劑消耗量大；（3）訓(xùn)練的操作程序多，且多為連續(xù)操作；（4）需要的時(shí)間長；（5）使用大量有機(jī)溶劑等。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一些安全隱患已經(jīng)涵蓋無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)及高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)所存在的安全隱患，因此在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須強(qiáng)化學(xué)生的安全意識(shí)。1.3安全意識(shí)融于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中始終存在不安全因素，因此有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)自始至終要提醒學(xué)生注意安全，稍不小心，就會(huì)發(fā)生燒傷、割傷或被試劑灼傷，嚴(yán)重的可能出現(xiàn)爆炸、傷人致命。基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容分為3大模塊，有機(jī)化合物分離、有機(jī)化合物合成與有機(jī)化學(xué)性質(zhì)。有機(jī)化合物的分離基本實(shí)驗(yàn)包含蒸餾、分餾、萃取、柱色譜、薄層色譜、重結(jié)晶與水蒸汽蒸餾等。有機(jī)化合物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)包含烷烴性質(zhì)、芳烴性質(zhì)、鹵代烴性質(zhì)、醇酚醚性質(zhì)與醛酮羧酸性質(zhì)。從以上有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以看出，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)無論是原料，還是產(chǎn)物都屬于危化品，屬于易燃、易爆類化合物，存在不安全因素。因此，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整個(gè)過程中都要貫穿安全教育。如開始稱取化學(xué)樣品時(shí)，要告訴學(xué)生針對(duì)試劑（樣品）不同的化學(xué)性質(zhì)，采用不同取樣器皿；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，所有的試劑及實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢棄物，要針對(duì)其化學(xué)性質(zhì)，采用不同的回收器具，用不同的辦法進(jìn)行保存，確保安全。

2安全知識(shí)融于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是一門重要的基礎(chǔ)課，起到理論與實(shí)踐結(jié)合的橋梁作用，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立操作與動(dòng)手的能力。由于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的不可預(yù)測(cè)性，可能會(huì)出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)狀況，需要靈活面對(duì)、臨機(jī)處置，這就要求學(xué)生掌握好有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)要求教師通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程幫助學(xué)生掌握好這些知識(shí)與技能。本文把有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)分為4個(gè)教學(xué)階段，即課前預(yù)習(xí)、課程講解、實(shí)驗(yàn)操作和撰寫報(bào)告[10-12]。為了培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，把安全知識(shí)融于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每個(gè)階段。對(duì)于教師來說，該課程不僅是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的教學(xué)，而且是有機(jī)實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)的教學(xué)。對(duì)于學(xué)生來說，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅獲取有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、提高實(shí)驗(yàn)操作能力，同時(shí)也學(xué)到了有機(jī)化學(xué)安全知識(shí)，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生的目的。2.1課前預(yù)習(xí)——評(píng)估安全風(fēng)險(xiǎn)。如果要達(dá)到有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的，確保實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，必須要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，以及指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，同時(shí)把實(shí)驗(yàn)過程中的安全事項(xiàng)融于預(yù)習(xí)之中。為了提高實(shí)驗(yàn)效率，把學(xué)生將要在課堂上進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)，全部制作成多媒體課件，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)。如在預(yù)習(xí)“乙醇蒸餾”實(shí)驗(yàn)時(shí)，課件告訴學(xué)生如何選擇熱源，如何控制蒸餾時(shí)不能將燒瓶中液體蒸干，避免發(fā)生火災(zāi)或爆炸危險(xiǎn)。另外，從安全角度考慮，學(xué)生一定要學(xué)會(huì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程中的每一個(gè)步驟、每一個(gè)環(huán)節(jié)，都要做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確保每次實(shí)驗(yàn)課的安全。通過預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生要牢記如何安裝儀器、將要用到哪些儀器、實(shí)驗(yàn)過程會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象等。同時(shí)通過預(yù)習(xí)，學(xué)生要了解在每一步操作中會(huì)遇到哪些安全風(fēng)險(xiǎn)、如何避免、如何解決；一旦出現(xiàn)安全事件，如何采取應(yīng)急措施，立即解決。如在預(yù)習(xí)“熔點(diǎn)測(cè)定”實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)要防止如下安全事件，如溫度計(jì)打破、水銀散落，溫度計(jì)套管上的小洞不能指向旁邊的學(xué)生，防止酒精燈起火，防止?fàn)C傷、燒傷，b形管必須干燥，防止有水，以免甘油外濺。為了有效防止以上安全事故的發(fā)生，必須進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，采取相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。如在預(yù)習(xí)“四氫呋喃除水”實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)最大的風(fēng)險(xiǎn)是產(chǎn)生氫氣，氫氣見光容易爆炸。針對(duì)這一安全風(fēng)險(xiǎn)，必須采取相應(yīng)的措施消除安全隱患，如必須具備良好的通風(fēng)設(shè)施，先要在敞口容器里，鈉反應(yīng)一段時(shí)間，必須使用微小的鈉粒，使反應(yīng)緩慢。此外，在預(yù)習(xí)階段，師生還要準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的安全事故的應(yīng)急預(yù)案。2.2課程講解——注重安全細(xì)節(jié)。課程講解階段是在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作之前，教師對(duì)本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)講解的過程。在該教學(xué)階段，教師應(yīng)告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法，明確所需儀器設(shè)備、藥品的種類和用量，講明實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)中將出現(xiàn)的情況等，特別是讓學(xué)生了解在實(shí)驗(yàn)操作中、實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中的安全知識(shí)。在該教學(xué)階段，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始之前掌握好相關(guān)的安全知識(shí)，避免安全事故的發(fā)生，以此提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。如在講解乙酰苯胺重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)掌握的安全知識(shí)包括如何避免沸水外濺燙傷、趁熱過濾時(shí)燙傷、玻璃打破的刮傷等安全知識(shí)。2.3實(shí)驗(yàn)操作——警惕安全事件。實(shí)驗(yàn)操作是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力以及規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作能力。此外，實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵直接關(guān)系到學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的成績，關(guān)系到學(xué)生是否對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程感興趣。在此階段，由于學(xué)生獨(dú)立操作，以及有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特性，可能因?qū)W生操作流程發(fā)生的變化、化學(xué)藥品數(shù)量的稱量不準(zhǔn)確等，都會(huì)導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)發(fā)生變化，引發(fā)安全事故。因此，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中，要特別警惕安全事件的發(fā)生。如在“正丁醚的制備”實(shí)驗(yàn)操作中，為了確保實(shí)驗(yàn)安全，警惕以下事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)裝置必須規(guī)范，三口瓶與冷凝管夾子必須固定在同一鐵架臺(tái)上形成一個(gè)整體，搖動(dòng)時(shí)避免玻璃斷裂，使正丁醚著火；濃硫酸取用必須按規(guī)程操作，否則容易灼傷；反應(yīng)前在三口瓶中加入沸石，防止反應(yīng)暴沸；檢查分水器是否漏液體，以免正丁醇燃燒等。2.4實(shí)驗(yàn)報(bào)告——扎牢安全意識(shí)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最后教學(xué)環(huán)節(jié)——撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也就是實(shí)驗(yàn)總結(jié)。基于實(shí)驗(yàn)安全的角度，要求學(xué)生在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，一定認(rèn)真分析此次實(shí)驗(yàn)要注意哪些安全事項(xiàng)，使學(xué)生的安全知識(shí)、安全意識(shí)得到升華，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。如在撰寫“正溴丁烷的制備”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，一定要總結(jié)該實(shí)驗(yàn)的安全知識(shí)，如使用濃硫酸，要如何避免發(fā)生意外事故；反應(yīng)中生成酸性氣體溴化氫，除用吸收裝置外，應(yīng)在通風(fēng)條件下進(jìn)行操作，防止中毒事件發(fā)生；正丁醇及副產(chǎn)物正丁醚和1-丁烯都易燃燒，要防止著火事件發(fā)生；因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物正溴丁烷應(yīng)全部回收，登記入賬管理等。

3結(jié)語

安全教育是一個(gè)系統(tǒng)工程。首先，教師需要高度重視，教師不僅教會(huì)學(xué)生如何獲取有機(jī)化學(xué)知識(shí)，觀察有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考有機(jī)化學(xué)起因，學(xué)會(huì)正確使用儀器設(shè)施等，而且要教導(dǎo)學(xué)生在獲取化學(xué)知識(shí)的過程中如何獲取安全知識(shí)，提高安全意識(shí)，學(xué)會(huì)自保、自救。其次，學(xué)生本身要有高度的安全責(zé)任感，以及安全意識(shí)，一踏入實(shí)驗(yàn)室的門檻，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到周圍環(huán)境需建立實(shí)驗(yàn)安全路線圖。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把安全意識(shí)及安全知識(shí)與有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)融為一體，使其安全教育全程化、多樣化。同時(shí)，加強(qiáng)師生的安全教育、提高安全意識(shí)、防止安全事故的發(fā)生，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行，是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的基本保障。

作者:徐石海  單位:暨南大學(xué)