( 教學主題與內容說明
有機化學實驗是化學系學生必修的重要課程,其核心目標不僅是訓練學生掌握進階的實驗操作
技巧,更在於將課堂上所學的有機化學知識實際應用於實驗中,透過親手實作,深化理解、激發學
習動機,進而培養學生在專業領域的實力與創造力。
然而,當前大學部的有機化學實驗課程雖已部分因應環境安全法規與綠色化學趨勢進行調整,
但在進階學習層面,尤其是「官能基鑑定」這一重要子領域,長期未受重視。從目前主流的有機化
學實驗教科書可見,多數仍採用傳統的官能基鑑定方式,例如將 A 化合物與 B 試劑混合後,觀察是
否產生顏色變化或氣泡,以推斷特定官能基的存在。典型如:酚類與三氯化鐵反應產生藍色、紫色
或綠色的配合物,藉以判斷酚類結構。然而,隨著科學儀器的快速發展,無論在學術研究或產業應
用上,官能基的鑑定已廣泛依賴高精度的結構分析工具。單靠顏色變化或肉眼觀察的傳統方法,已
難以滿足現今對準確性與效率的需求。
為因應這一變化,我們於本學期的有機化學實驗課程中正式導入核磁共振光譜儀( Nuclear
Magnetic Resonance, NMR )的教學與操作,並與大二有機化學課程中之光譜學單元無縫接軌。透過
結合理論與實務操作,學生能更深入地理解化合物結構鑑定的原理,並掌握業界常用的分析技能。
本課程的設計旨在銜接現代化學發展趨勢,強化學生未來在升學與就業市場中的競爭力,並培育具
備實務能力與創新思維的化學專業人才。
(2)課程活動設計與成果
本學期的有機化學 實驗課程共規劃 16 週,預計進行八項實驗。本次課程的一大創新亮點,是首
次將核磁共振光譜儀( Nuclear Magnetic Resonance, NMR )的教學與實作操作正式導入實驗課程中。
為使學生能逐步熟悉這項新技術,我們選擇於第六與第七週的實驗「醛酮的還原反應」作為 NMR 教
學融入的起點,為後續實驗課程建立理論與實務的橋樑。
在此實驗中 我們選擇以 二苯甲酮 benzophenone 作為反應物 使用硼氫化鈉 NaBHNaBH₄ 作為
還原劑,將羰基( C=O )還原為對應的二級醇 。由於二苯甲酮分子結構對稱,反應產 物不具消旋性,
反應單純、便於分析。同時,實驗中會搭配薄層色層分析( TLC )追蹤反應進度,藉由反應物與產物
極性的差異,確認反應是否完成。
傳統 二苯甲酮( benzophenone 的還原反應 實驗課程中,我們習慣以熔點測定作為固體產物鑑
定依據,然而學生常因操作誤差或判讀不準,導致熔點數據與理論值不符,影響結果判斷的準確性。
因此,這次課程特別取消熔點測定步驟,改以 NMR 光譜分析 作為產物鑑定依據,學生將親自取得樣
品、測量 NMR 光譜,並與文獻中的反應物與產物光譜進行比對與解析,進一步探討反應進行的完整
性與產物純 度。
此項課程設計充分體現 PBL (問題導向學習)精神,讓學生不再只是被動接受知識,而是透過
真實問題與儀器操作,主動探索化合物結構與反應機制。尤其是對多數從未接觸過高階分析儀器的
學生而言,此機會不僅讓他們提前體驗過去僅限於研究所階段才能接觸的儀器設備,更讓課堂中的
理論知識轉化為真實經驗,落實了「學以致用」的核心理念。