化学实验现代化-化学课堂教学与实验研究

19世纪末20世纪初，以震惊整个自然科学的电子、X线与放射性元素三大发现为标志，化学实验进入了现代发展阶段。与近代化学实验相比，现代化学实验具有如下特点。

（一）实验内容以结构测定和化学合成实验为主

有机合成在20世纪取得了突飞猛进的发展，化学家合成了许多高分子化合物，如酚醛树脂、丁钠橡胶、尼龙纤维。对有机天然产物合成贡献较大的化学家应首推美国化学家伍德沃德。他先后合成了奎宁，包括胆甾醇（胆固醇）和皮质酮（可的松）在内的甾族化合物、利血平、叶绿素以及维生素B12等。为表彰他的杰出贡献，他获得了1965年的诺贝尔化学奖，被誉为“当代的有机化学大师”。

1965年，我国科学家第一次实现了具有生物活性的结晶牛胰岛素蛋白质的人工合成，这对揭示生命奥秘具有重要意义；1972年，美国化学家科勒拉等人使用模板技艺合成了具有77个核苷酸片断的DNA，其后又合成了含有207个碱基对的具有生物活性的大肠杆菌DNA；1981年，我国科学家又实现了具有生物活性的酵母丙氨酸tRNA的首次全合成，取得了又一突破。

现代化学实验除上述两个方面以外，还在溶液理论的发展和化学反应动力学的建立等方面发挥了重要作用。

（二）化学实验手段的现代化

化学实验手段是制约化学科学研究非常重要的方面。虽然在19世纪化学实验手段已经有了相当的水平，产生了一套相对完整的化学常规仪器和设备，但这些仪器和设备的质量还不高，种类还不够齐全，精度也不够灵敏和准确。为克服这些不足，人们在对原有的化学实验手段加以改进的同时，积极吸收现代各种科学技术的新成果，创造和发明了一大批现代化的实验仪器和设备。

（三）化学实验方法的现代化

随着现代化学科学研究领域的不断扩展和深入，以及现代科学技术和现代工业的迅速发展，化学实验方法日趋现代化。(www.xing528.com)

1.对传统化学实验方法的改进和完善

虽然现代化学实验手段具有快速、灵敏、准确的特点，但由于一些实验仪器和设备的价格比较昂贵、结构比较复杂、调试维修的任务较重，因此使它们的普及受到相当大的限制，从而使一些传统的化学实验方法仍有普遍利用和进一步改进、完善的必要和可能。

2.现代化学实验方法

现代化学实验方法是在满足现代化工业生产和化学科学技术对化学试样中微量乃至衡量组分如何进行快速、灵敏、准确检测的要求的基础上建立和发展起来的。这些方法从原理上看，都超越了经典方法的局限性，几乎都不再是通过定量化学反应的化学计量，而是根据被检测组分的某种物理或物理化学的特性（如光学、电学和放射性等方面的特性），因而具有很高的灵敏度和准确性。

（四）化学实验规模和研究方式的变化

现代化学实验在实验规模和研究方式上发生了很大变化。最早的化学实验室大概要算炼丹术士的实验室，实验室中的实验设备和条件极其粗糙和简陋，实验者的实验目的也只是为了寻求“长生不老”和“点石化金”的“仙药”。到了17世纪至19世纪初期，当化学成为一门独立的科学以后，化学实验室才逐渐多了起来，出现了一大批从事化学科学实验研究的化学家，但这些实验室都属于私人所有，私人实验室的规模比较小，除实验室的主人外，最多只能容纳1～2个助手或1～2名学生。

第一个公共化学实验室是1817年英国化学家汤姆生在格拉斯哥大学建立的供教学用的实验室。自此之后，欧洲各大学纷纷效仿，建立了自己的化学实验室。这些实验室的建立不但改变了化学教育的面貌，使实验成为培养和提高学生素质的重要内容，而且使大学不再是单纯传授化学知识的场所，还是进行化学科学研究的重要基地。

从20世纪30年代起，出现了国家规模的大型化学科学研究机构和庞大的实验基地；到了20世纪70年代，实验的规模则扩大到国际相互合作的新阶段。许多尖端实验绝不是任何个人、一般科研组织所能完成的，而必须由国家统一规划、组织协调各学科科学家共同攻关。实验用人广、花费多、规模大、组织周密和协调，已成为现代化学实验的又一重要特点。