结合学生实验培养其科研素养

【摘要】本文通过重新设计学生实验，使学生在做验证性实验的同时，初步学会了科学研究的方法，培养了科研的素养。

【关键词】设计 学生实验 科研素养

1 引言

化学实验的目的是通过化学实验培养学生基本操作技能以及观察能力和分析问题的能力，教材中学生实验的方法及条件都是比较优化的，学生只是按照实验的方法和条件进行验证，本文通过重新设计学生实验，使学生在做验证的同时，学会实验方法和条件的优选，使学生初步学会了科学研究的方法，培养了科研的素养，为走向工作岗位进行科学探究问题打下了基础。

2 原教材中实验“乙酸乙酯的制备“

实验步骤

（1）仪器的安装：按图1-1所示，在100mL三口烧瓶的一侧口装配一恒压滴液漏斗，另一侧固定-250℃温度计，中口装配一分馏柱，蒸馏头，温度计及直型冷凝管，冷凝管末端连接接引管及锥形瓶，锥形瓶用冰水浴冷却。

（2）加料、反应：在三口烧瓶中加入15mL95%乙醇，瓶外用冷水冷却，在振摇下慢慢地加入6mL浓硫酸，加入几粒沸石。在滴液漏斗中加入15mL95%乙醇和15mL冰酯酸的混合液。加热，当烧瓶内混合物的温度达到110～120℃时，开始滴加乙醇和冰酯酸的混合液，调节滴加速度，使其和蒸出乙酸乙酷的速度大致相等，同时保持反应混合物的温度为110～125℃之间。滴加完全部混合液。再继续加热约10min，直至无液体馏出为止。

（3）中和、分离、洗涤、干燥：反应完毕后，在搅拌下将饱和碳酸钠溶液很缓慢地加入馏出液中，直到无二氧化碳逸出，酉旨层不显酸性（用石蕊试纸检验）为止（中和酸）。静止，分出水层后，用等体积的饱和食盐水洗涤酯层（除去碳酸钠，减少产物在洗涤时的损失），再用等体积的饱和氯化钙溶液洗涤二次（除去乙醇）。静止，放出下层废液，从分液漏斗上口将乙酸乙酯倒入干燥的小锥形瓶中内，加入2g无水碳酸钾或无水硫酸镁干燥20min，在此期间要问歇振荡锥形瓶。

（4）蒸馏：通过长颈漏斗（漏斗上放折叠式滤纸）把干燥的粗乙酸乙酯滤入50mL蒸馏烧瓶中，装配蒸馏装置，在水浴上加热蒸馏，收集73～80℃的馏分。称量，计算产率，测定其折光率并与文献值比较。

3 重新设计为“乙酸乙酯的合成及最佳实验条件的确定“

将学生分为18组，每两组按同一个方案操作，最后总结出最佳实验条件。

固定乙醇和酯酸的用量通过改变催化剂的用量、种类、操作方法，考察乙酸乙酯的收率，最后汇总实验结果，确定最优实验条件。

第一个方案，按教材中的操作步骤操作；

第二个方案，按教材中的操作步骤操作，改变催化剂的用量，由6mL浓硫酸改为10mL：

第三个方案，改变操作方法，在三口烧瓶中一次性加入30mL95%乙醇和15mL冰酯酸，瓶外用冷水冷却，在振摇下慢慢地加入6mL浓硫酸，加入几粒沸石。加热，控制温度在110～125℃之间，直至无液体馏出为止；

第四个方案，按教材中的操作步驟操作，改变催化剂的种类，由6mL浓硫酸改为6mL苯磺酸；

第五个方案，教材中的操作步骤操作，改变催化剂的种类，由6mL浓硫酸改为10mL苯磺酸；

第六个方案，改变操作方法，在三口烧瓶中一次性加入30mL95%乙醇和15mL冰酯酸，瓶外用

冷水冷却，在振摇下慢慢地加入6mL苯磺酸，加入几粒沸石。加热，控制温度在110～125℃之间，直至无液体馏出为止；

第七个方案，按教材中的操作步骤操作，改变催化剂的种类，由6mL浓硫酸改为6mL强酸性

阳离子交换树脂；

第八个方案，按教材中的操作步骤操作，改变催化剂的种类，由6mL浓硫酸改为10mL强酸性

阳离子交换树脂；

第九个方案，改变操作方法，在三口烧瓶中一次性加入30mL95%乙醇和15mL冰酯酸，瓶外用

冷水冷却，在振摇下慢慢地加入6mL强酸性阳离子交换树脂，加入几粒沸石。加热，控制温度在110～125℃之间，直至无液体馏出为止；

4 结论

通过对这种类似实验进行重新设计，不但使学生掌握了基本的实验操作技能，同时还提高了学生的科学探究的能力及提出问题、分析问题的能力。

参考文献：

[1]房爱敏，董素芳主编.《基础化学》北学工业出版社，2010年8月