小議林業院校有機化學實驗教學

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論文關鍵詞：有機化學實驗教學

論文摘要：通過改革基礎有機化學實驗課教學內容，本科生有機化學實驗技能的強化訓練，開設綜合性實驗—有機化學大實驗的實施與實踐，對高等林業院校有機化學實驗教學改革進行了初步探索。

教學改革的中心問題之一就是進一步加強學生素質和能力的培養。如何通過高等林業院校的化學教學，特別是實驗教學提高學生的化學素質、知識和能力，將“素質和能力”培養落到實處，是一個值得探討和研究的課題，也是我們進行有機化學實驗教學改革的目的。有機化學實驗教學的改革，包括實驗教學體系和實驗教學內容的改革。“七五”、“‘八五”期間，我們主要致力于實驗教學內容的改革，將立足點放在結合林業院校的特點，優化實驗內容，淘汰某些驗證性實驗，增加操作實驗和應用性較強的實驗，開放實驗室，強化學生實驗技能，在此基礎上適當開設綜合性實驗，從而為實驗教學體系的改革奠定了基礎。

1、改革基礎有機化學實驗課教學內容

1.1實驗指導書內容和實驗方法的改革

(1)基本操作高等林業院校林學類專業基礎有機化學實驗課的教學內容包括基本操作、有機化合物的制備、有機化合物的性質、色譜技術和天然有機物的提取。基本操作部分對于提高學生實驗技能和培養學生動手能力至關重要。編人我院有機化學實驗指導書的絕大部分基本操作既有獨立的實驗，又結合在有機化合物制備和天然有機物提取分離這兩部分內容之中，且涉及每項基本操作在生物學科特別是在林業上的應用，強化了學生把基本理論學習、基本技能訓練與林業科技工作緊密結合的意識，提高了學生學習的積極性。例如。水蒸氣蒸餾屬重要的基本操作之一，廣泛用于植物中易揮發成分(香精油等)的提取，與植物資源的利用和開發關系密切，而一般的有機化學實驗指導書都是通過含雜質苯胺的提純，使學生掌握這一基本操作。實驗人員在查閱大量資料的基礎上，選用含雜質的正丁醇作為苯胺的替代物，既解決了安全問題，又適于初學者掌握操作步驟。除此以外，實驗指導書中還安排了供選做的水蒸氣蒸餾的應用性實驗:松脂含油量的測定。通過前一個實驗內容，對于真正掌握水蒸氣蒸餾這一基本操作的學生，完全能夠借助實驗指導書獨立完成松脂含油量的測定。

(2)色譜技術色譜技術對于從植物資源中提取、分離和鑒定天然有機物，是必不可少的實驗手段。其中薄層色譜既可直接用于天然有機物的定性定量分析，又可用于柱色譜選擇洗脫劑和收集流分。而許多天然有機物對紫外光有吸收，所以在薄層色譜中常利用一定波長紫外光照射替代顯色劑進行顯色.。鑒于一般實驗指導書上無此內容，任課教師選用蔡、a-茶酚作為試樣，摸索出用硅膠板分離這兩種化合物的展開劑，用紫外光(=254nm)顯色，檢驗分離效果。經過幾年實踐，表明該實驗方法既簡便又省時，效果十分明顯。

(3)天然有機化合物的提取天然有機化合物的提取屬應用性較強的實驗內容。在掌握基本操作的基礎上，對學生進行這方面的技能訓練，所選實驗項目應難度適中，而且要能夠在3學時內完成。我院有機化學實驗指導書中天然有機化合物的提取部分共編人了7個實驗，其中兩個實驗分別選自我院和兄弟院校教師科研項目的部分實驗內容，但由于條件和實驗學時所限，無法面對本科生開設二“七五”期間開設‘、油脂的提取”和、“茶葉中提取咖啡因”，這兩個實驗內容綜合性不強，儀器、試劑的投人和消耗量過大，因此在“八五”期間逐漸被另一個實驗“黃楊葉中色素的提取”所替代。該實驗內容屬有機化學大實驗“黃楊葉中胡蘿卜素的提取、分離和鑒定”內容的一部分，其中包括復習分液漏斗的使用、薄層色譜用薄板的制作及薄層色譜。柱色譜等實驗技能以及初步掌握溶劑提取植物材料中天然有機化合物的方法。該實驗內容綜合性較強，試劑、玻璃儀器的消耗量低，而且能夠在3學時內完成。

1.2優化實驗內容

為了在有限的學時內完成教學大綱要求的實驗項目，我們除淘汰一定數目的驗證實驗外，盡可能優化實驗內容。首先安排固體有機物的重結晶。第二次實驗則包括熔點、沸點的測定兩個實驗內容，一方面便于用學生以已知標準物為對照，檢驗重結晶實驗所得樣品的純度;另一方面通過常量法測沸點，又掌握了普通蒸餾這一最基本的操作技能。第三次實驗則安排水蒸氣蒸餾和折光率的測定，除用無水乙醇、蒸餾水為樣品學習阿貝折光儀的使用外，還測定水蒸氣蒸餾分離提純后的正丁醇折光率，并用分析純正丁醇作為對照，既掌握了折光儀的使用方法，也檢驗了水蒸氣蒸餾分離提純的效果。而分液漏斗的使用和液態有機物的干澡，則是通過水蒸氣蒸餾、乙酸乙醋的制備，以及黃楊葉中色素的提取和分離等三次實驗，使學生得以掌握和鞏固。另外，我們把柱色譜、薄層色譜和紙色譜三個實驗內容集中在一次實驗內完成，利用柱色譜洗脫樣品的間隙，完成另兩個實驗內容。隨后安排的色素提取和分離實驗，又為學生掌握色譜技術創造了條件。

2、本科生有機化學實驗技能的強化訓練

在指導學生畢業論文的過程中，我們發現僅依靠有限的基礎有機化學實驗學時，難以使學生的基本功更加扎實，對基本操作也不可能運用自如。因此，在院教務處的協調下，我們利用課余時間，對本科生的有機化學實驗技能進行強化訓練。把立足點放在操作要點的指導和掌握方面。例如，對蒸餾和合成實驗，反復對學生進行實驗裝置的裝卸和操作要點的訓練。在此基礎上、指定實驗內容，對學生進行考核。讓他們根據實驗指導書獨立列出所需儀器的名稱和件數，自選儀器，完成裝置的裝卸，再由教師指出操作過程的不足，并針對實驗內容提出問題讓學生回答，最后根據各個環節給出成績。又如，對糖和蛋白質的性質實驗，我們則模擬理論考試中的化合物性質鑒定，讓學生擬定方案，自己動手鑒定未知物，并寫出鑒定過程和結果。

以上是強化訓練的第一個環節，接下來是由教務處統一安排時間，各系部挑選出5名學生(優秀生1名，中等生2名，一般生2名)，進行有機化學實驗技能的抽測。由主講教師擔任主考，有關各系部主任擔任監考，教務處處長擔任巡考，學生持學生證進人實驗室，以抽簽的方式選定實驗內容，在3學時內完成實驗和實驗報告，主考教師按實驗考核辦法當場評分。6個專業7個班級的36名學生參加考核，平均成績87.7分、90分以上14人，8D一89分17人，7079分5人。其結果表明，強化實驗技能訓練獲得了預期的效果。

第三個環節是開放實驗室，利用晚自習和雙休日，讓學生針對自己的操作薄弱環節，有目的的進行進一步強化訓練。

經過以上三個環節的強化訓練，使每個學生的基本技能達到合格標準，并對綜合能力的提高起到了循序漸進的作用。

3、開設綜合性實驗—有機化學大實驗

為了進一步提高本科生的動手能力和綜合實驗技能、在我院林學系和教務處的支持下，以林學本科為試點，調整教學計劃，并撥出專款，安排一周有機化學大實驗的教學實習，從1988一1995年，我們連續8年承擔了林學本科生的該項教學任務(表1)。并于1996年開始又推廣到經濟林專業。

學科間不斷的相互滲透和交叉，是現代林學發展中的一個重要特色，拓寬了林業科學的研究范圍，促使一些新學科的誕生，增加了研究深度，促進了林學前所未有的進步[[3]，所以我們著眼于林業科技發展，選擇上述內容。同時，還在學生中試行查閱與實驗內容有關的植物資源綜合利用的國內研究動態，寫出綜述報告;或試行由任課教師給出英文主題詞，嘗試查閱美國化學文摘的方法。實踐證明，在教師的指導下，大學一年級的學生能夠適應這一教學環節。

學生進行這種與林業科技結合較為緊密的綜合性實驗，相當于經歷了一次模擬科學研究，不僅大大提高了學生科學思維能力、綜合分析能力、動手能力以及查閱資料的能力，而且使學生感到學有所用。特別是%級經濟林專業，經歷了從基礎有機化學實驗到實驗技能強化訓練再到有機化學大實驗這三個實驗改革階段，獲得了使學生終身受益的效果。生物化學、植物生理學和土壤學等后續課程的任課教師普遍反映良好。