有机化学精品课培训

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2001年 “工科化学系列课程改革的研究与实践” (校际 合
作) 获国家教学成果一等奖;
2002年 “有机化学及实验” 获辽宁省优秀课程;
2003年 “有机化学及实验” 入选首批国家精品课程;
2005年 大连理工大学的基础化学实验中心 被评为国家级化学实验教学示范中心。
学科建设历史回顾——重视实验教学(6)
9.二苯甲酮制备——可微量制备;次氯酸钠氧化剂,绿色 化学实验;TLC技术控制反应终点;萃取、重结晶、测
熔点。
精选实验——给学生完整的有机实验知识(4)
10.阿斯匹林的制备——半微量制备;三氯化铁控制反应 终点;微波技术加速反应;萃取、重结晶、测熔点。
11.从红辣椒中提取红色素——天然产物的制备,薄层色 谱分离、柱色谱分离、紫外光谱鉴定产物。
开放式教学—实现学生自主学习、自我训练2
“自己做实验,动手又动脑,曾强自信心,动手能 力提高”
“学习自主权大了,不依靠老师,自己心中有数。”
“看CAI课件,看教材预习,认真做实验,不能应付, 仔细观察现象,自己总结经验教训”
“继续开放”,“放大学生自主权”,
“开放设计性实验”
总结论文:高占先 化工高等教育 2002 [2] 27 ; 高占先 中国大学教学 2001 [2] 27;
2.实验室介绍,实验技术,基本实验, 综合性实验,设计性实验,研究性实验六章,满足不 同教学阶段要求;
3.体现绿色化学实验:乙醚→甲基叔丁基醚; 氧化剂→过 氧化氢、次氯酸钠等; 实验废液处理;符合化学发展的 方向;
4.引进新实验技术:相转移催化技术,光化学技术,电化 学技术,超声波光学技术,微波化学技术等;
特点: 每个实验用色谱测产物纯度,用沸点、沸程、熔点方法 鉴定产物,用红外表征产物结构。 实现合成-分离-鉴定于一体,基本实验体现出综合性 反应类型较多,操作技术齐全,由简到难逐步提高。 涉及到固体、液体、气体化合物处理操作技术。 引进新实验技术。 重在学生的设计实验能力地培养。
精心研究实验内容—给学生科学先进的知识1
1-溴丁烷制备: 改变硫酸的浓度,减少氧化作用,无HBr逃出,实验
合理,节省药品,保护实验环境。
精心研究实验内容—给学生科学先进的知识2
乙酰苯胺制备: 反复查阅资料,利用乙酰苯胺—水
的相图,解释乙酰苯胺重结晶时未溶 于水的油珠问题,确定重结晶操作的 饱合液的浓度为5.2%合理,为分离操作 提供依据,使理论、操作结合,深化教 学内容。
实验装置案例:
实验装置库;
基本操作库;
典 型 实 验;
内容丰富;图、声、文并茂;动、静结合;学生可自 学,预习实验,进行实验操作;
研究多媒体教学课件—— 为开放实验教学提供条件 (3)
举 一 个 典 型 实 验 案 例:
内容丰富; 图声文并茂; 动静结合; 学生自学实验; 无需教师讲解;
开放式教学—实现学生自主学习、自我训练1
乙酸丁酯的制备: 研究共沸蒸馏法、直接回流法、提取酯化法,从中优
选现在的共沸蒸馏分水回流法,变酸醇反应物等摩尔操 作,缩短实验时间,是典型的工业生产方法。
精心研究实验内容—给学生科学先进的知识3
3-丁酮酸乙酯的制备: 通过分离提纯反应废液、合成标准样品、光谱证明
等,实验产生红色荧光的物质不是去水乙酸 ,纠正了教 材中的错误。
1994年 吕俊民《有机化学实验常用数据手册》(修订 版),与《有机化学实验》配套。
1996年 周科衍 高占先《有机化学实验》(第三版), 坚持“小量化”规模;删去验证性的性质实验;
在合成实验中训练基本操作;考虑边远学校情况, 尽量减少药品种类;使用对环境污染小的药品。 1997年 周科衍 高占先《有机化学实验教学指导》高教 出版,以科学研究的方法思路研究教学实验;是 教师学生多年实验教学研究、改革成果的总结;
2006年 “十一五”国家级规划教材, 有机化学实验立体化教材由
高等教育出版社: 高占先《有机化学实验》(第四版),
书后附CAI光盘。 高占先 于丽梅《有机化学实验助学型课件》, 附于书后,规范实验操作,引导学生自学; 高占先 于丽梅《有机化学实验助教型课件》, 用于开放实验教学;指导自学有机化学实验;
实验讲解中培养设计实验的能力 (2)
(3)操作条件控制 分镏柱顶105℃。缓慢加热。 终点:分出1ml水
二、分离精制操作条件设计
水做重结晶溶剂,便宜,保护环境; (1)乙酰苯胺与水相图 (2)重结晶理论分析 (3)5.2%的热饱和溶剂的配制(83.2℃) (4)重结晶操作注意事项,脱色、热过滤是关键。
教师、学生共同精心研究实验遇到的问题,达到实验 内容科学、先进、合理、适用。
举几个案例: 环己烯制备:
教学中发现环己烯—环己醇无64.9℃共沸现象;测 定己烯—环己醇相图,证明64.9℃共沸点是错的;改进 利用环己烯—水共沸点70.8℃控制分馏柱顶温度、共 沸蒸出产物促进原料完全转化,设计合理,操作平稳。
每一个实验都这样反复研究,不断改进,做到内容科 学先进适用,理论与实验统一,给学生一个完整的有 机化学实验知识体系;培养理论联系实际学风;培养科学 思维方法.
编写“十一五”有机实验立体化教材——《
有 机化学实验》(第四版)
(1)
特色:
1.常量、小量、半微量和微量四种规模 —— 柔性设计,适应不同教学层 次需要;
有机化学实验课程 建设的探索与实践
高占先 大连理工大学 2008.4.19 北京 国家教师网络培训中心
学科建设历史回顾——重视实验教学(1)
1949年 建校,重视有机化学实验课 1.有机化学教师兼化学实验材料采购,保管。 2.每个学生一套实验仪器,单人操作。 3.重视青年教师实验技术的培养。
1963年 光明日报报道: 有机化学教研室青年教师苦练实验技术基本功; 高分子专业662班27名学生有机化学实验弯玻璃管个个
12.未知液体化合物的鉴别——将验证性质实验改造成设 计性试验。
13.混合物的分离、提纯和鉴定——萃取/重结晶/分馏/鉴 定,设计性实验,理论课的习题变成实验。
14.5-丁基巴比妥酸的制备(丙二酸酯合成法)——药物 合成;无水操作;多步合成;液体化合物操作全。
15.考核实验是一个设计实验题目
精选实验——给学生完整的有机实验知识(5)
实验讲解中培养设计实验的能力 (1)
乙酰苯胺的制备(几乎每本教材都有):
乙酰苯胺又称退热冰,提高实验兴趣;
反应原理:
NH2
CH3COOH +
NHCOCH3
+
H2O
可逆平衡反应 药品: 苯胺 5ml (5.1g , 0.05mol),
冰醋酸 7.4ml (7.8g , 0.13mol), 锌粉, 活性炭,
1980年后,有机化学实验单独设课,独立的师资队伍; 课程建设,课程改革,课程教学,空前活跃;
1992年 周科衍主编《有机化学实验技术》高教出版社, 结合科学研究工作,编写空气敏感化合物处
理技术、高真空技术、高压技术、微量水微量氧 测技术等;
提高青年教师、研究生实验技术。
学科建设历史回顾——重视实验教学(3)
实验讲解中培养设计实验的能力 (2)
一、合成反应装置设计
(1)反应物料量的确定: 冰醋酸过量→平衡移动, 副产物二乙酰苯胺,易分解。 苯胺易氧化:加锌粉,适量,过多→耗 酸,Zn(OH)2不易分离。
(2)合成装置的设计: 分出水 → 反应完全; 水的 bp 100℃ ,醋酸 bp 117℃,采用
分馏反应装置。如苯为带水剂,控制70 ℃; 乙酰苯胺 mp 114℃ ,采用锥形瓶做反应器。 分出水少,分镏装置可不接冷凝管.
校外专家评论:“这本教材很有特点,其中“综 合性实验”、“设计性实验”、“研究性实验”几篇 内容,对培养本科生的设计能力将很有帮助,这本教 材也为今后我国有机化学实验教材编写提供了借鉴作 用 。”
研究多媒体教学课件—— 为开放实验教学提供条件 (1)
1.助学型课件(书后附的盘)
包括: 实验仪器库;
5.书后附光盘;引导自学;
编写“十一、五”有机实验立体化教材 —— 与国《外有教机材化比学:实内容验深》、(操第作四难版度)大、(实2)用性强;
走进国际名教材的先进行列;
审稿专家评论:“引进新的实验技术,体现了新的 教学理念,引导学生综合运用所学的知识,初步进行实 验研究工作的训练。这样能更好的适应素质教育和能 力培养的教学要求。”
加热回流气体吸收反应装置操作;产物蒸出、分离、 洗涤操作等; 4.乙酸丁酯的制备 —— 回馏分水反应装置,分水器 设计使用;洗涤、蒸馏分离纯化产物,典型工业生产 方法;
精选实验——给学生完整的有机实验知识(2)
5.乙酰苯胺的制备 —— 分馏反应装置的设计使用;分水 提高产率;固体产物的脱色、重结晶;测熔点操作。
圆滑规范。 1964年 周科衍主编《有机化学实验》(人民教育出版社),国
内第一本工科用教材,内容先进,严谨,每个实验多 次校对,反复改进。
学科建设历史回顾——重视实验教学(2)
1984年 周科衍 吕俊民《有机化学实验》(第二版)国内 率先实现“小量化”规模实验—— 节省药品用量; 缩短实验时间;保护环境。 1987获国家教委优秀教材二等奖
开展研究性教学实验
基本做法: 教学资源共享:实现合成→纯度分析
→结构测定为一体; 预约做实验时间→看课件→预习实验
→自己做实验→写报告; 效果:
自己安排时间,节省实验时间,提高资源利用效率,操 作正确、规范,受到综合训练,提高学生时间能力。 阅卷调查:
86%认为是成功的。14%与以前实验差不多;
“希望老师只讲重点或不讲,不要多讲占我们的时间”
为青年教师、研究生指导实验用;是学生自学实 验的教材; 1997年 “全面提高有机化学实验教学质量Байду номын сангаас,
获辽宁省教学成果二等奖
学科建设历史回顾——重视实验教学(4)
1998年 高占先 撰写普通高校国家《有机化学试题库》 的实验部分试题,(校际合作)高教出版社;
1998年 高占先主持的“九五”国家科技攻关项目(— 96750项目),“有机化学实验MMCAI”通过技
精选实验——给学生完整的有机实验知识(1)
通过典型的合成实验训练动手能力,掌握基本操 作技术,培养科学思维方法。
常开的实验项目列举: 1.蒸馏分馏实验 —— 训练仪器装配、熟练操作;了解
分离原理,比较分离效率;数据处理;控制温度技术。 2.环己烯的制备 —— 烯烃制备方法;分馏反应装置
选用与操作;加热操作技术;测液体沸点操作等; 3.1-溴丁烷的制备 ——卤烃制备方法;多相反应;
参考书: 周衍科 高占先 有机化学实验教学指导, 116页
开展研究性教学实验 (1)
选题:
在1-溴丁烷的制备中2-溴丁烷生成机理的探索
在1-溴丁烷制备中,产物中含1-2%的2-溴丁烷, 适合大二学生做,又是他们实验中的问题;
1.引导学生分析可能的原因 (1)主要是SN2机理,少数SN1机理,C+重排生成 2- 溴丁烷; (2)原料1-丁醇含杂质2-丁醇引起的 ; (3)产物1-溴丁烷异构成2-溴丁烷; (4)丁醇脱水生成丁烯,再与HBr加成生成;
术 鉴定:“国内领先,国际上未见到这样完整的报道”
1998年 高占先 任玉杰《有机化学实验MMCAI》1.0版 ,
高教出版社,同一教学内容、规范操作。 理工农医师军100余所院校使用。
学科建设历史回顾——重视实验教学(5)
2001年 “应用现代教育技术全面实施工科教学系列课程 改革”(校内合作) 获辽宁省教学成果一等奖;国家教学成果二等奖;
6.肉桂酸的制备 —— 水蒸气蒸馏操作;用有机溶剂重结 晶操作;物理化学方法相结合分离产物;测熔点;
7.3-丁酮酸乙酯的制备 ——空气敏感化合物处理技术概 念;机械搅拌反应、减压蒸馏装置操作技术。
8.7.7-二氯双环[4.1.0]庚烷的制备 —— 相转移催化技 术;卡宾活性中间体;多相反应;机械搅拌;滴加进 料;反应温度控制;萃取、减压蒸馏等操作;有机实 验典型操作齐全,药品便宜,毒性小,保护环境。
三、 产物鉴定
(1)熔点法 (2)红外光谱
实验讲解中培养设计实验的能力 (3)
四、引导学生正确理解文献的内容
“在不断搅拌下,把反应混合物趁热以细流慢慢倒 入盛100ml水的烧杯中”
提出问题: 1.怎样操作? 2.为什么这样操作? 3.不如此操作后果如何? 4.你有何改进? 5.一篇科学文献,凝聚科学工作者辛勤劳动。
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