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应用型人才培养制药工程有机化学实验探究分析

2020-08-27 277 上传者：管理员

摘要：有机化学实验既是有机化学理论的实践,又是制药工程专业一门重要的专业基础课,在制药工程专业人才基本技能和综合能力的提升方面起着至关重要的作用。本文基于目前制药工程专业有机化学实验教学中存在的一些问题,从培养环保意识、优化实验内容、开展微量实验等方面出发,对有机化学实验教学进行探索,提出以应用型人才培养为目标的制药工程专业有机化学实验教学改革方法。

关键词：
制药工程
应用型人才
教学改革
有机化学
有机化学实验
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有机化学是中医药院校制药工程专业必修的一门专业基础课,其中有机化学实验部分具有很强的实践性,与制药工程专业各门专业课联系紧密,在制药工程专业人才基本技能的夯实和综合能力的提升方面起着举足轻重的作用。然而,目前制药工程专业有机化学实验教学在中医药院校中仍然存在一些问题。

1、目前存在的问题

1.1 安全意识比较薄弱

学生初次进入有机化学实验室,面对各种玻璃仪器、有机试剂、仪器设备感到很新鲜,但又不清楚有机化学实验室有着一些特定的安全准则,也意识不到一些潜在的安全隐患,如进实验室不穿实验服、穿露脚面的鞋,如将腐蚀性试剂不小心滴落到身上容易引起灼伤;长头发女生披头散发,在做实验的时候容易将试剂沾到头发上;将食物带进实验室进食、在实验室追逐打闹、书包随意摆放在实验桌上、不清楚实验所用试剂的取用规定、理化性质等,都会产生安全隐患。在以往的有机化学实验教学中,也往往缺少对学生进行专门的实验室安全教育课,安全教育只是在实验授课的过程中穿插的提到,因而没有被学生所重视。

1.2 实验内容比较单一

在以往的实验教学中安排的基本上都是非常简单的制备性实验和验证性实验,如:无水乙醇的制备、苯甲酸的重结晶、正溴丁烷的制备、环己酮的制备等,这些反应所用试剂用量也精确的在课堂上给出,实验过程的详细步骤也已经在教材中说明,学生只要按部就班做一遍,基本上都可以出来结果。在实验的过程中就发现许多同学照着教材搭装置,不思考装置的原理,过程中也不注意观察反应进度及现象,不及时记录数据,等到最后做完实验,老师验收实验结果的时候,照着实验教材上的数据随便写一下,他们认为所用量跟书上一样就不用记录了,这样很难培养学生科学的思维和严谨的工作作风。验证性实验如烃、醇酚醚、醛酮、羧酸衍生物、胺、糖、蛋白质的性质实验,也已经设定好实验的具体条框,学生按照具体的内容进行验证,观察实验现象,很少有同学去思考实验所得结果与理论课上各类化合物的性质上是否吻合,如果不一致,问题可能出在哪里?因而很难锻炼学生发现问题、解决问题的能力,也不利于培养应用型创新人才。

1.3 仪器与设备比较陈旧

在有机化学实验教学中,学生所用的设备很多都是很旧的仪器,如加热装置很多依然采用电热炉,有机化学实验中用到的试剂大都是易燃物,如不小心发生试剂喷洒,很容易引起火灾。比如在茶叶中咖啡因的提取过程中,有的学生选用索式提取器的时候不注意检查仪器是否完好,由于虹吸管比较细,上一组同学做完实验在整理的过程中不小心,容易磕碰造成裂纹,下一组学生实验过程中造成乙醇滴漏,用电热炉加热,容易引起火灾。制备仪器大都是常规的中量制备仪。如有机化学实验教学中采用的M22中量制备仪,实验中试剂用量往往比较大,在实验中产生的废液、废气、废渣等污染物的量也较大,如果不能够及时处理这些废物,会使实验环境变得很恶劣,学生会对接下来的实验产生抵触心理,糊弄完成交差。

为了培养应用型创新人才,增强学生的安全环保意识、提高学生动手操作能力、创新实践能力,为以后步入工作岗位奠定良好的基础。针对以上问题对有机化学实验教学进行改革与探索。

2、实验教学改革

2.1 培养安全意识[1]1]

保证安全是实验教学的前提。因此,在有机化学实验的第一次课要系统介绍有机实验室的安全准则,讲解有机化学实验室各方面可能潜在的安全隐患,呈现近年来由于操作不当或大意疏忽造成安全事故的案例,让同学们知晓有机化学实验用的试剂药品大部分都是易燃易爆、有毒、具有腐蚀性等性质,所以在每次进入实验室之前,一定要规范着装,穿戴好实验服,严禁在实验室嬉戏打闹,还一定要做好实验预习,把实验所用到的试剂的理化性质、安全性、使用方法查阅资料搞清楚,做到心中有数,才能进入实验室。除此之外,有机化学反应由于反应速率慢、副反应复杂,为了得到较好的反应效果和较纯的产物,常常需要用到电器、热源及分离设备等,稍不注意,可能会引起触电、烧伤、割伤等事故,而这些如果在实验前了解清楚,实验过程中保持高度警惕,都是完全可以避免的。如不慎发生,告诉学生如何采取有效的应急方法,将危害降到最小。告诫学生要安全、规范操作,才能顺利的完成实验。听了这些学生可能会因此产生胆怯心理,不敢动手做有机化学实验,联系日常实际讲解有机化学实验课的重要性,以及在同学们今后开展科研以及工作中的地位,让学生们对有机化学实验既产生兴趣又高度重视[2]。

2.2 优化实验内容

针对制药工程专业培养方案,对《有机化学》实践教学大纲进行修订,在实验内容的选择上进行调整。在前期,开设一些基本操作技能训练如“无水乙醇的制备及沸点的测定”、“苯甲酸的重结晶及熔点的测定”,通过这些实验的开展,使学生对蒸馏、液态化合物沸点的测定、重结晶、固态化合物熔点的测定等有机化学实验基本操作进行熟练的掌握,为进一步开展综合实验打下坚实的基础。在此基础上,开设综合性有机化合物制备实验如“甲基橙的制备”、“乙酸乙酯的制备”等,除了对以上基本操作进行巩固综合之外,还将实验内容与日常生活紧密结合起来,如让学生用所合成的甲基橙作为酸碱指示剂,进行酸碱指示检测;乙酸乙酯的制备是典型的可逆反应,过程中采取哪些措施促进反应的进行,联系日常生活解释为什么酒放置的时间越久越香醇?另外,在实验进行过程中,让学生尝试通过TLC监测反应动态,判断反应终点,而不是按照课本上的反应时间机械的执行,并及时对实验动态进行记录,通过这些部分的学习,使学生熟悉有机化合物合成和鉴别的一般方法,在过程中培养学生独立分析、解决问题的能力以及严谨务实的科学作风。最后开设与日常生活紧密相联系的强化性实验如“茶叶中咖啡因的提取实验”、“丁香中挥发油的提取”,通过这些实验的开设,既能提高学生学习的积极性,又能培养学生理论联系实际的能力[3]。

另外,可以设计创新性鉴别实验,如将几种不同类型的化合物如醇、酚、醛、酮等放在编好序号的试剂瓶中,给学生提供可选择的试剂范围,让他们设计方案,将不同类型的化合物加以鉴别。还可以设计创新性实验,将前面几次实验获得的成果保留,应用于一些创新性实验中,比如开设肥皂的制备实验,学生认为最后制得的肥皂粗品颜色气味与日常生活中的产品相差较大,引导学生将前面实验中提取的具有香气且有抑菌作用的丁香挥发油作为香料,甲基橙作为有色染料加入,从而制备不同颜色具有香味的香皂。通过这样创新性实验的开设,不但极大的激发了学生做实验的积极性,还会有利于提高学生解决问题的能力。

2.3 开展微量实验

有机化学实验的开展在大多数中医药院校仍然是以常规实验为主,所用到的实验仪器比较陈旧,性能也比较差,对实验试剂的消耗量比较大,产生的污染物量也较多,污染物如果没有及时处理会对实验室的安全造成隐患[4]。随着科技的发展,许多新的仪器不断被开发,出于对实验室安全的考虑,热源的选择可以采用集热式磁力电热套或油浴锅,既可以方便的对反应温度进行控制,又避免使用明火,完全性大大提高。为了让学生对新型的反应设备加以认识及对实验室环境的考虑,采购耐温、耐压微量或半微量反应器,在有机化学实验教学过程中,采用常量结合微量或半微量的操作模式,在保证实验效果的前提下,将一些常量实验采用半微量化或微量化代替,较常规实验而言,半微量或微量实验能够减少试剂用量,反应过程中试剂损耗也会较少,同时也会减少污染物的产生及带来的危害,但由于半微量或微量实验所采用的试剂量比较少,因此获得产物的量也不多,这也就对学生提出了更高的要求,施加了无形的压力,在实验过程中能够规范操作,提高实验技能,才能获得满意的实验结果[5]。

3、结语

通过对目前中医药院校制药工程专业有机化学实验教学存在的问题进行分析,结合制药工程专业培养方案和教学大纲,提出改进措施,从学生安全意识的强化、基本技能的夯实、综合能力的提升,为高素质应用型创新人才的培养奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]李绍明,孙婉,王若楠,解析有机化学实验安全防范措施的改革[J].黑龙江科技信息,2016(21):148.

[2]付彩霞,高宗华,荣先国,有机化学实验教学研究与探索[J].安徽化工,2019,45(4):153-154.

[3]贾智若,霍丽妮,李培源,等.中医药院校药学专业有机化学实验教学改革与实践[J].广州化工,2017,45(8):178-179.

[4]高俊芳,雍胜利,杨峻宏.绿色化有机化学实验教学探究[J].内蒙古石油化工,2019,45(2):70-71.

[5]付引霞,李晓芳.有机化学实验半微型化改革探索[J].实验室科学,2018,21(3):38-40.

闫浩,李小蓉.应用型人才培养的制药工程有机化学实验改革[J].广州化工,2020,48(16):182-183.

基金:陕西省自然科学基础研究计划(No:2019JQ-874);陕西中医药大学课程综合改革项目(No:2018-48,2018-44);陕西中医药大学自然科学培育基金(No:2016PY19).