关于高等林业院校有机化学实验教学改
革初探
教学改革的中心问题之一就是进一步加强学生素质和能力的培
养。如何通过高等林业院校的化学教学,特别是实验教学提高学生的
化学素质、知识和能力,将素质和能力培养落到实处,是一个值得探讨
和研究的课题,也是我们进行有机化学实验教学改革的目的。有机化
学实验教学的改革,包括实验教学体系和实验教学内容的改革。七五、
八五期间,我们主要致力于实验教学内容的改革,将立足点放在结合林
业院校的特点,优化实验内容,淘汰某些验证性实验,增加操作实验和
应用性较强的实验,开放实验室,强化学生实验技能,在此基础上适当
开设综合性实验,从而为实验教学体系的改革奠定了基础。
1改革基础有机化学实验课教学内容
1.1实验指导书内容和实验方法的改革
(1)基本操作高等林业院校林学类专业基础有机化学实验课的教
学内容包括基本操作、有机化合物的制备、有机化合物的性质、色谱
技术和天然有机物的提取。基本操作部分对于提高学生实验技能和培
养学生动手能力至关重要。编入我院有机化学实验指导书的绝大部分
基本操作既有独立的实验,又结合在有机化合物制备和天然有机物提
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取分离这两部分内容之中,且涉及每项基本操作在生物学科特别是在
林业上的应用,强化了学生把基本理论学习、基本技能训练与林业科
技工作紧密结合的意识,提高了学生学习的积极性。例如,水蒸气蒸馏
属重要的基本操作之一,广泛用于植物中易挥发成分(香精油等)的提
取,与植物资源的利用和开发关系密切,而一般的有机化学实验指导书
都是通过含杂质苯胺的提纯,使学生掌握这一基本操作。实验人员在
查阅大量资料的基础上,选用含杂质的正丁醇作为苯胺的替代物,既解
决了安全问题,又适于初学者掌握操作步骤。除此以外,实验指导书中
还安排了供选做的水蒸气蒸馏的应用性实验:松脂含油量的测定。通
过前一个实验内容,对于真正掌握水蒸气蒸馏这一基本操作的学生,完
全能够借助实验指导书独立完成松脂含油量的测定。
(2)色谱技术色谱技术对于从植物资源中提取、分离和鉴定天然有
机物,是必不可少的实验手段。其中薄层色谱既可直接用于天然有机
物的定性定量分析,又可用于柱色谱选择洗脱剂和收集流分。而许多
天然有机物对紫外光有吸收,所以在薄层色谱中常利用一定波长紫外
光照射替代显色剂进行显色。鉴于一般实验指导书上无此内容,任课
教师选用萘、alpha;-萘酚作为试样,摸索出用硅胶GF254板分离这两
种化合物的展开剂,用紫外光(lambda;=254nm)显色,检验分离效果。经
过几年实践,表明该实验方法既简便又省时,效果十分明显。
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(3)天然有机化合物的提取天然有机化合物的提取属应用性较强
的实验内容。在掌握基本操作的基础上,对学生进行这方面的技能训
练,所选实验项目应难度适中,而且要能够在3学时内完成。我院有机
化学实验指导书中天然有机化合物的提取部分共编入了7个实验,其
中两个实验分别选自我院和兄弟院校教师科研项目的部分实验内容,
但由于条件和实验学时所限,无法面对本科生开设。七五期间开设油
脂的提取和茶叶中提取咖啡因,这两个实验内容综合性不强,仪器、试
剂的投入和消耗量过大,因此在八五期间逐渐被另一个实验黄杨叶中
色素的提取所替代。该实验内容属有机化学大实验黄杨叶中胡萝卜素
的提取、分离和鉴定内容的一部分,其中包括复习分液漏斗的使用、薄
层色谱用薄板的制作及薄层色谱、柱色谱等实验技能以及初步掌握溶
剂提取植物材料中天然有机化合物的方法。该实验内容综合性较强,
试剂、玻璃仪器的消耗量低,而且能够在3学时内完成。
1.2优化实验内容
为了在有限的学时内完成教学大纲要求的实验项目,我们除淘汰
一定数目的验证实验外,尽可能优化实验内容。首先安排固体有机物
的重结晶。第二次实验则包括熔点、沸点的测定两个实验内容,一方面
便于用学生以已知标准物为对照,检验重结晶实验所得样品的纯度;另
一方面通过常量法测沸点,又掌握了普通蒸馏这一最基本的操作技能。
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第三次实验则安排水蒸气蒸馏和折光率的测定,除用无水乙醇、蒸馏
水为样品学习阿贝折光仪的使用外,还测定水蒸气蒸馏分离提纯后的
正丁醇折光率,并用分析纯正丁醇