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上海电力大学 高教研究 2021 年第 期
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一、色谱分离技术实验方案和路线的优化
1. 薄层色谱实验教学方案优化
在薄层色谱实验教学过程中,影响实验结果的重要环节是制板、点样、展开和染色。在之前的
教学环节,为了节约课堂时间,通常将制板环节略去,直接购买商品的硅胶板,学生直接进行后面
的操作,尽管教师对制板环节进行了理论讲解,但学生并没有对该实验技能有直观的认识。为了改
善这一现状,同时为了节约时间和药剂,使实验过程更加绿色化,我们采用载玻片代替玻璃板进行薄
层铺板训练,这样既能锻炼和提高学生在制板这一环节的实验技能,让学生更加直观、深入地理解制
板的各个环节,同时又可以节约实验药剂和制板时间。在后续的实验环节,之前购买的硅胶板尺寸是
20cm×5cm,这样就必须配备较大尺寸的层析缸及使用较多的展开剂,经改进现在所用载玻片的尺寸
是 8cm×2.5cm。我们对两种尺寸的硅胶板对待分析氨基酸样品分离效果进行了对比,发现缩小硅胶
板尺寸并没有显著影响实验结果,同时减少了展开剂的使用量。因此,在对实验装置进行半微量化改
进过程中并没有显著影响实验效果,在培养学生掌握实验技能的基础上尽可能使实验室污染排放量和
药品使用量降低,符合绿色化学的教学理念 [6] 。
2. 柱色谱实验教学方案优化
柱色谱是常用的一种分离技术,它包括常压柱色谱,减压柱色谱和加压柱色谱。压力可以增加淋
洗剂的流动速度,减少产品收集的时间,但会减低柱子的塔板数。所以其他条件相同的时候,常压柱
是效率最高的,但所花费时间也最长。 我们目前教学中开展的是常压柱色谱,由于其内部压力不足,
导致其分离效果较差,分离时间较长。后来根据试验情况及待分离物质的分离特性,将分离柱的直径
和长度分别变小,订制加工了柱长 15cm,内径为 1cm 的色谱柱,同时为了克服实验过程中玻璃旋塞
容易漏液的问题,将玻璃旋塞改成四氟阀门旋塞。采用干法装柱,三氧化二铝作为填充吸附剂,进行
甲基橙和亚甲基蓝的分离,分离的色谱带更加均匀,大大降低了拖尾现象,改善分离效果。
二、将大型仪器与有机化学实验紧密关联
将现代仪器分析技术全面引入基础有机化学实验教学和开放实验教学,使有机合成、分离纯化、
结构表征及质量分析有机结合,进一步巩固强化基本操作训练,使学生获得有机合成、分离纯化、结
构鉴定和质量分析多位一体的综合训练,是提高学生实验技能和科学研究水平,促进教学相长的有效
手段。传统的基础实验教学多是片段性教学,如单纯合成物质或单纯对商品化合物进行分离和鉴定,
学生很难对所涉及的知识体系形成全方位系统的理解和掌握。将部分实验项目与大型仪器结合起来,
学生通过使用 UV、IR、GC、HPLC 等仪器来鉴定、表征自己亲自合成的产品,对产品不仅有量的概念,
而且有质的把握,能够较全面地认识一个化合物的性质,有助于诱导学生的发散性思维,唤起他们进
一步提高有机合成技术及进行创新实践的意识。
三、色谱分离技术中的思政元素挖掘与设计
教育作为“国之大计,党之大计”承担着立德树人的根本任务,必须将价值塑造、知识传授和能
力培养融为一体,不可分割。每一门课程都蕴含着对大学生的价值观引导、情感教育和立场态度教育,
这也正是在专业课程教学中能够开展思想政治教育的基石。全面推进课程思政建设,就是要寓价值观
引导于知识传授和能力培养之中,帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观,是人才培养的应尽
之义,更是必备内容。我国著名教育家、化学家傅鹰教授曾指出:“一门科学的历史是该门科学中最
宝贵的一部分, 因为科学只能给我们知识,而历史却能给我们智慧。”色谱教学内容蕴含着丰富的
化学史, 化学史的学习有助于对学生学习化学的情感、态度、价值观方面施加积极的影响,进而培
养学生的科学探究精神和科学态度。
在实验前的理论讲解过程,我们可以向学生介绍我国著名化学家、中国色谱理论奠基人卢佩章院
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