一、课程和案例的基本情况
课程名称:有机化学实验
授课对象:工学大类/化学工程与工业生物工程
课程性质:专业基础课程
课程简介:
有机化学实验是以实验原理、实验方法、实验操作技术为主要内容,突出能力和素质培养,并适应学生个性发展的一门实践性的课程。在实验教学中加入思想政治教育元素,使学生在学习过程中,潜移默化地进行思想道德和政治觉悟教育,弘扬科研兴国的情怀为使命,培养学生求真务实的科学精神和勇于创新的意识与能力,实现全方位育人的培养目标,激发学生对化学的学习兴趣,提高对科学知识的综合水平和能力,树立科研兴国的使命感和责任感。通过实验教学,一是使学生通过实验训练,可以直接获得大量的物质变化的感性知识,经思维、归纳、总结和提高,加深对化学理论课中基本原理和基本知识的理解,并运用其指导实验。二是学生动手做实验,观察实验现象,测定数据并加以正确的处理和概括,在分析实验结果的基础上正确表达,是综合培养学生智力因素的最有效的方法,也是加强素质教育的最佳途径。使学生逐步具备分析问题、解决问题的独立工作能力。三是通过化学实验对学生进行非智力因素训练,包括勤奋好学、乐于协作,实事求是、创新存疑等科学品德和科学精神的训练,而整洁、节约、准确、有条不紊等良好的实验素养的形成是每个学生今后获得成功所不可缺少的素质。通过有机实验的学习,不仅使学生获得实验操作技能,而且也培养了学生严肃严谨的科学态度和创新能力。为今后专业课的学习打下坚实的基础,更将在今后工作中终身受益。
案例简介:
乙酸乙酯的制备。从知识传授、实验动手能力培养、价值塑造三个方面进行教学。
知识传授:①实验目的;②实验原理;③实验操作内容
能力培养:①通过实验操作,加深对理论课中基本原理和基本知识的理解,并运用其指导实验。②培养学生观察能力、分析问题、解决问题的能力。③能够基于相关理论,设计相关实验方案。
价值塑造:①介绍乙酸乙酯在制药、涂料等行业的用途,结合我国乙酸乙酯产能全球领先的成就(如江苏丹化集团),增强科技自信与民族自豪感。②介绍生物酶法合成乙酸乙酯等新技术,激励学生投身科技创新
二、案例蕴含的思政元素分析
乙酸乙酯在制药行业中可以作为溶剂和药物载体;在涂料行业中,因其低毒性、易挥发的特性,替代苯类溶剂制备环保型涂料;在食品工业,可以用于天然香料提取(如水果香精的溶剂);在电子行业可以用于液晶显示屏清洗剂。
中国是全球最大的乙酸乙酯生产国,占全球总产能的60%以上(2023年数据),我国乙酸乙酯出口量连续五年全球第一(2023年出口约80万吨),打破日德企业垄断。主要产区集中在江苏、山东、广东等地,龙头企业包括江苏丹化集团、山东金沂蒙集团、江苏百川高科等。江苏丹化集团技术优势:采用先进的“乙醇脱氢法”工艺,相比传统酯化法能耗降低30%,产品纯度达99.9%。产能贡献:丹化集团年产能超50万吨,出口至欧美、东南亚市场,占全国出口量的20%。绿色转型:配套建设废酸回收装置,减少三废排放,符合国家“双碳”目标。
通过丹化集团的技术创新案例,说明科技自立自强,“关键核心技术必须牢牢掌握在自己手中”的重要性;对比传统工艺与绿色工艺的环保差异,引导学生理解“绿水青山就是金山银山”的生态理念。展示我国从依赖进口到全球领先的逆袭历程,增强学生对“中国制造”的信心。
三、案例教学整体设计
在大学有机化学实验中,乙酸乙酯的制备是一个经典的酯化反应实验,涉及乙酸与乙醇在酸性条件下的反应。将思政元素融入该实验教学,可以从以下几个方面展开:课前播放视频,展示我国工业生产乙酸乙酯,从依赖进口到全球领先的逆袭历程,增强学生对“中国制造”的信心;实验讲授过程中,将实验内容与思政相结合,从科学态度、环保意识、安全规范到创新应用和团队合作,逐一渗透到教学中;课后布置文献调研作业,分析我国乙酸乙酯产业的技术瓶颈与突破,撰写小论文,树立爱国情怀。
教学实践
教学内容:1.实验讲授 2.实验操作
教学方法:学生预习--课上讲授--学生操作及教师指导;运用启发式;贯彻理论联系实际。
教学过程:
教 案
内 容 | 思政元素 |
乙酸乙酯的制备 一、实验目的: 1.学习酯化反应实验原理和方法; 2. 掌握蒸馏和回流的装置安装和规范操作。 二、主要试剂及仪器: 蒸馏装置、乙醇(95%); 浓硫酸(d = 1.84),冰醋酸 ; 饱和Na2CO3溶液,2.5 mL饱和食盐水,2.5 mL饱和氯化钙,无水硫酸镁。 三、实验原理 酯化反应是一个典型的、酸催化的可逆反应。 主反应: 
副反应:

三、实验步骤: 1、安装实验装置。 2、粗产物的制备:于圆底烧瓶中加入4.75 mL无水乙醇和3 mL冰醋酸,再慢慢小心地加入1.25 mL浓硫酸,混匀后,加1~2粒沸石,加热回流0.5h ,冷却后,将回流装置改装成蒸馏装置,蒸出生成的乙酸乙酯,溜出液约为反应物总体积的1/2为止。 2. 分离提纯:在溜出液中加入饱和Na2CO3溶液,不断振荡,直至无CO2产生,在分液漏斗中分去水层——将有机层用2.5 mL饱和食盐水洗涤,分去水层——将有机层用2.5 mL饱和氯化钙洗涤,分去水层——将有机层用水洗涤,再分去水层——将有机层转入一干燥的三角烧瓶中,用无水硫酸镁干燥。 3.将干燥后的粗产物倒入蒸馏烧瓶中,加入几粒沸石,用水浴锅加热进行蒸馏,收集73-78℃的馏分。称重计算产率。 纯净的乙酸乙酯为无色、有香味的液体。沸点:77℃。 四、注意事项: 1.乙醇为低沸点易燃烧的物质,操作时必须注意安全。 2.在分离提纯时,洗涤的顺序不能颠倒,否则会给分离带来麻烦。 3.每一次洗涤时,都要注意分去水层后,再加第二个洗涤试剂。 4.乙酸乙酯和水能形成恒沸物,用无水硫酸镁干燥时一定要完全,蒸馏装置中的仪器必须事先干燥。 | 1.工业应用价值与爱国情怀 介绍乙酸乙酯在制药、涂料等行业的用途,结合我国乙酸乙酯产能全球领先的成就(如江苏丹化集团),增强科技自信与民族自豪感。介绍生物酶法合成乙酸乙酯等新技术,联系国家“十四五”规划中关于生物制造的战略布局,激励学生投身科技创新。 2. 实验原理与科学精神 乙酸乙酯的制备(酯化反应)体现了“结构决定性质”的化学哲学思想,引导学生理解官能团(-COOH与-OH)在反应中的作用,培养辩证唯物主义世界观。 强调实验条件的控制(如温度、催化剂用量)对产率的影响,传递“精益求精”的工匠精神和严谨求实的科学态度。 3.绿色化学与环保意识 讨论浓硫酸作为催化剂的污染问题,引入绿色化学理念(如固体酸催化剂、离子液体的替代方案),结合国家“双碳”目标,引导学生思考如何减少实验废弃物的环境危害。 3.实验安全和规范操作与社会责任 强调浓硫酸的腐蚀性和乙醇的易燃性,联系化工生产中的安全事故案例(如天津港爆炸事件),培养“安全第一”的职业操守和社会责任感。 正确使用分液漏斗、蒸馏装置等仪器,传递“遵守规则、规范操作”的价值观,类比社会运行中规则的重要性。 4.团队协作与劳动教育 实验中的称量、加热、分液等步骤需团队配合,融入“集体主义”教育,强调协作精神在科研中的重要性。 通过清洗仪器、处理废液等环节,培养学生尊重劳动、吃苦耐劳的品质。 |
教学反思
有机化学面向工科大类专业大一新生。课程开设时间较早,对学生世界观、人生观、价值观影响较大,在思想政治教育和专业教学中处于非常重要的地位。抓住课堂教学的机会开展思政教育,从部分学生的反馈看思政教学取得了较好的效果。课堂上,多数学生对思政案例表现出浓厚兴趣,能够积极参与讨论。但仍有部分学生参与热情不高,将思政学习视为 “附加任务”。通过课后交流发现,这些学生认为思政内容与专业知识联系不够紧密,缺乏实际价值。针对这一问题,需要进一步优化思政内容的呈现方式,紧密结合专业知识,让学生切实感受到思政教育对自身成长的重要性。后续教学过程中,团队将继续深入开展课程思政的教研工作,挖掘思政元素。