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教学大纲

简介

欢迎选择课程5.301!本课程特意设计为对实验化学各种技术的集中介绍。本课程的目标有两个:首先,由于本科新生不能选修常规的化学实验室课程,设置5.301课程可以给有兴趣的一年级学生提供一个动手从事化学实验的训练机会。其次,本课程是为化学系新生的UROP所设立的。新生通常很难在化学系找到一个UROP工作,因为他们尚未有在正规的化学实验室系列课程中获得训练而形成的实验技巧和经验。在接下来的一个月中,你要学习各种基本操作,例如混合、搅拌和测量等,直至你达到化学研究的专业水平。不像其他实验课,我们的目标不仅是成功完成一个实验和写一份实验报告,相反地我们更注重对开展实验所必需的技术和技能的熟练掌握。

在课程5.301中所要学习的技术分为5个不同的模块,每个模块由两部分构成:“基本要求”和“高级要求”,即CC(Competent Chemist)和EE(Expert Experimentalist)。要达到每项技能的CC等级,你须具备一定水平的熟练掌握获得最低限度数量或最低限度纯度的某种特定样品的技能。当你的某项技能达到了CC等级后,你可以转入更富挑战性的EE水准的技能训练,那儿有更高的实验要求以证明你达到了EE要求。为了确保你个人的进步,当完成某个模块的训练后,你应当回顾一下每部分开头所列的“实验技能列表”的内容,掂量一下自己能否顺畅地开展这些实验操作。记住,在成为一名真正专家之前,你同样可以达到对实验技术非常熟练的程度。期待你通过本课程的学习就能在今后的化学研究中对所有的问题能够独立予以解决是不切合实际的,你尚需要更多的训练和实践!我们的目标是你能够达到这样一种专业境界:在遇到不熟悉的问题或技术时,能寻求合适的方法来解决问题。

在本课程的最后一周,将向你介绍一个原创性的研究课题。指导教师将给出一个问题,由你在实验室中尝试并予以解决。你将要进行的这个实验涉及到之前3周内所学的许多实验技术。如果你能正确运用这些实验技术,你一定会向你的指导教师给出一个经实验证明的答案。

学完了5.301课程后,你将掌握实验室的许多基本操作,并且可以准备迎接更富挑战性的问题。祝你好运!


教材

课程5.301选用两本教材:

Zubrick, James. 《有机化学实验室安全手册:学生技能指南》,第6版(后面简称Zubrick);

Leonard, J., B. Lygo, and G. Procter. 《高级实用有机化学》,第2版(后面简称LLP)。

这两本教材之间具有非常好的互补性。虽然他们都是特意为有机化学实验的学生设计的,但书中描述的实验技术也涉及无机化学和金属有机研究。许多实验技术对于生物和物理化学实验同样也是重要的。

Zubrick编写的教材可读性很强,特别适用于刚进入有机化学实验室的学生使用。它包含有相当优秀的实践性建议和很好的解释说明,而且它的内容真的非常有趣。这是一本非常好的学习新的实验技术的启蒙教材。但是,有一点需注意, Zubrick的一些讨论或有些陈旧,或低于课程5.301的要求。因此,我们同时也使用LLP教材。

J. Leonard, B. Lygo和G. Procter编写的教材,同样可读性强,但它是为相对于Zubrick教材居于更高层次的读者而准备的(正如书名所指)。这本教材正好弥补Zubrick的不足,它对实验项目的解释更为详细,相对于本科教学实验室,它对实际的科研实验室有更多的介绍。LLP不仅可以帮你熟悉教学实验室,也可以帮你熟悉科研环境。


等级

概述

本课程严格以通过和不通过的纪录为基础来确定等级。如果你完成了预定数量的实验,你将获得“通过”。在5.301中,“通过”意味着你有资格在化学研究实验室里开始UROP工作。如果你没有完成所要求的实验,你就不能获得“通过”,并且不能开始UROP工作。然而,有才能的、专注的和有热情的学生不应该觉得难以成功地完成实验的要求。

在总共四个星期中,你将遇到五个技术模块以及一个原创性研究方案的介绍。前三个星期,训练实验的各项技能,最后一周则用于实践科研课题。每个技术模块中都有两个不同技术难度的练习。如果成功地达到第一个技术水平,便获得“CC等级”,意味着你在该项技术领域中具备足够的水平,能够完成涉及相关实验技术的研究。如果成功完成每个技术领域的第二部分练习,便赢得“EE等级”,说明你在该项技术领域中具备较高的水平。

要求

所有技术模块中,无论是“CC等级”还是“EE等级”,都明确给出了要达到该实验相应等级的标准。如果第一次实验没有达到这些标准,你应该重新进行实验,直至达到期望的结果。记住实验化学既是技巧也是一门科学。有些时候,要达到专家的一定水平,你必须进行足够多的实践。

要成功通过课程5.301, 你必须通过所有五个“CC等级”的实验和两个“EE等级”的挑战。鼓励你完成全部训练,但是仅要求两个“EE等级”的实验。在开展原创性研究课题中,你必须至少完成一个环氧化反应。


 
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