近日，由中國化學(xué)會、教育部高等學(xué)校國家級實驗教學(xué)示范中心聯(lián)席會等主辦，廈門大學(xué)承辦的“微瑞杯”第三屆全國大學(xué)生化學(xué)實驗創(chuàng)新設(shè)計大賽總決賽落下帷幕。據(jù)悉，共有全國410余所高校的908支學(xué)生隊伍分別在華中、華東、華南、華北、東北、西北、西南7個分賽區(qū)參加了區(qū)域決賽，最后選出90支隊伍入圍全國總決賽。煙臺大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2020級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科生雷清云、秦文玉和王珂，在學(xué)院有機化學(xué)教研室李家柱老師和應(yīng)用化學(xué)教研室劉義老師的指導(dǎo)下，憑借作品《重氮鹽合成實驗的改進與拓展》，在眾多參賽隊伍中脫穎而出，勇奪全國總決賽一等獎。
潛心鉆研，上下求索探真知
本次比賽團隊基于經(jīng)典有機化學(xué)實驗《重氮鹽的制備》進行改進，改善了原教學(xué)路線的許多不足，如強酸溶劑有腐蝕危險，低溫反應(yīng)難以實現(xiàn)，后處理污染環(huán)境等。經(jīng)多番資料查閱，團隊在閱讀文獻時找到了一種更加高效的制備方案，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用了新的重氮鹽合成方法，避免了強刺激性、腐蝕性試劑的使用，改用綠色溶劑乙酸乙酯，減少了“三廢”的排放，更符合教學(xué)實驗和綠色化學(xué)要求。團隊成員對產(chǎn)物的核磁共振氫譜及質(zhì)譜進行了表征，驗證了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的正確性，為了提高對其的分析鑒定能力，他們還進行了染料的紫外可見吸收光譜性質(zhì)探究。為了將新的重氮鹽合成方法更好地應(yīng)用于教學(xué)實驗，還增加了偶氮染料合成、表征、性質(zhì)研究的內(nèi)容，充分將“練中學(xué)”“學(xué)中練”有效結(jié)合。
比賽并不是一帆風(fēng)順的，期間會遇到許多困難，最難克服的一關(guān)是思路框架的反復(fù)修正。最開始團隊的實驗設(shè)計思路是將另一個實驗——桑德邁爾反應(yīng)作為重氮鹽的后續(xù)反應(yīng)，他們首先嘗試了文獻中的方法，多次實驗以失敗告終。但這并沒有打消團隊的積極性，三人開始嘗試去圖書館大量翻閱專業(yè)書籍，面對浩如煙海的書庫和難以琢磨的化學(xué)原理，有時一泡就是一天，看見有用的內(nèi)容就用本子記下，再回實驗室按書上的步驟進行嘗試，一次不行就再試一次。“這個環(huán)節(jié)耗費了團隊大量的時間，最后不得已改變了思路。通過這次實驗我們也意識到，有些時候道路錯了，再多的努力都是白費。”雷清云反思說道。
回憶起備賽時的難忘瞬間，雷清云想起了讓他記憶尤深的那個夜晚。那天，困擾團隊已久難以突破的試劑選用問題終于有了眉目，團隊成員臉上露出了勝利的笑容，卻全然忘記了時間。正當他們有說有笑走到公交站點回南校時，夜晚九點四十五的最后一班車早已駛?cè)ィ涣粝驴帐幨幍恼军c和面面相覷的三人。看著夜晚皎潔的明月和閃爍著的星星，雷清云臉上露出了哭笑不得的表情：“沒辦法，去實驗室將就一晚吧。”三人伴著月色、吹著微風(fēng)，感受到了這次比賽獨予他們的“饋贈”。
玉汝于成，協(xié)力實現(xiàn)競賽夢
本次團隊獲得全國總決賽一等獎，離不開學(xué)校強化大學(xué)生科創(chuàng)頂層設(shè)計，不斷完善統(tǒng)籌聯(lián)動和支持保障機制，也離不開化學(xué)化工學(xué)院近幾年構(gòu)建的“師生全面融合的科研育人體系”。學(xué)院在本輪賽事啟動之后，召開了數(shù)次推進會議，積極鼓勵師生參賽，克服了上學(xué)期因疫情封校的不利影響，通過多次線上會議的方式選拔隊伍，邀請校內(nèi)、校外專家多輪次評審作品，給出了許多寶貴建議。
為了加深同學(xué)們對基礎(chǔ)知識、實驗操作的綜合理解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，本實驗選擇市面上典型的“偶氮染料—溶劑黃7、蘇丹1和對位紅”作為合成目標。指導(dǎo)老師劉義老師表示，綜合化學(xué)實驗是銜接本科生基礎(chǔ)實驗和畢業(yè)論文的重要環(huán)節(jié)，也是理論教學(xué)結(jié)合生產(chǎn)生活實際的重要課程。于是，本次實驗將基礎(chǔ)的重氮鹽的制備實驗與偶聯(lián)反應(yīng)結(jié)合制備偶氮染料，并對其進行結(jié)構(gòu)表征與吸收光譜性質(zhì)探究，應(yīng)用于綜合教學(xué)實驗。整個參賽過程中，指導(dǎo)老師李家柱、劉義一直堅持“以學(xué)生為主，指導(dǎo)老師為輔”的原則，從選題、文獻調(diào)研、方案設(shè)計、實驗操作到參賽作品準備和最后答辯，要求學(xué)生先自己去做，遇到困難不要畏懼，要學(xué)會自己發(fā)現(xiàn)、分析并嘗試解決問題，然后帶著這些問題和自己的解決思路再和指導(dǎo)老師一起討論。“剛開始三位同學(xué)確實感覺很難，走了不少彎路，我們以鼓勵和引導(dǎo)為主，經(jīng)過十余輪次的反復(fù)打磨，最終拿出了一個不錯的作品。三位同學(xué)從最初的不知所措，到最后的游刃有余，我們非常榮幸能見證他們的成長。”李家柱老師笑著說。
看到獲獎名單的那個瞬間，三位同學(xué)緊緊相擁，兩位老師也露出了欣慰的笑容。“我非常感謝我的指導(dǎo)老師，是他們的孜孜以求，才造就了更好的我們。”雷清云激動地說。
同心并力，登高望遠天地闊
聚沙成塔，集腋成裘。團結(jié)產(chǎn)生力量，凝聚誕生希望。雷清云、秦文玉和王珂三位同學(xué)能夠取得全國總決賽一等獎的好成績，源于他們團結(jié)一致、同力協(xié)契的精神。
春讀書，興味長，磨其硯，筆花香。機會永遠留給有準備的人。隊長雷清云說：“從大一學(xué)年開始，我們?nèi)齻€人就進入實驗室開始學(xué)習(xí)一些基本實驗操作，當時還會有很多知識方面的疑惑，我們會經(jīng)常請教老師及學(xué)長學(xué)姐，到大二學(xué)完理論知識，就可以對所遇到的問題有了基本的解決思路。我們在大二下學(xué)期報名參加了競賽，希望能夠鍛煉提高自己的能力。”因為在同一個實驗室，彼此都很熟悉，互相了解對方的性格，所以他們配合得很默契。為提高效率，他們分工合作，每個人根據(jù)自身所長分配任務(wù)，其中，王珂負責(zé)資料查找，秦文玉負責(zé)視頻拍攝剪輯，雷清云負責(zé)ppt的制作與整理，三人一起進行實驗部分，分別觀察記錄不同反應(yīng)的不同現(xiàn)象。不同的角度往往會帶來不同的見解，因而難免會產(chǎn)生分歧，這時，他們便會一起線上線下開會討論或者請教師兄師姐，求同存異，力爭做到最好。
“大量的練習(xí)使我們在比賽時有了底氣，緩解了我們的緊張情緒，充分的準備讓我們在面對專家的問題時更加得心應(yīng)手。”王珂說道。華北賽區(qū)答辯分為第一輪和第二輪，談起整個答辯過程，隊長雷清云說：“第一輪答辯早上進行，首先需要對設(shè)備進行調(diào)試，然后準備進入會議。答辯剛開始有些緊張，但由于比賽前大量的練習(xí)，我的聲音和語速很快就調(diào)整過來。第二輪答辯晚上進行，答辯時間和提問時間與第一輪相比都縮短了，幸虧比賽前我們準備了兩個不同長短的答辯稿，又在賽前進行了多次的演練，做了充足的準備，答辯過程非常順利。”第一輪答辯10分鐘，提問8分鐘，第二輪答辯7分鐘，提問5分鐘，短短幾分鐘的答辯卻是隊員們幾個月廢寢忘食的結(jié)果。這正是印證了“臺上一分鐘，臺下十年功”。
一個人的努力是加法，一個團隊的努力是乘法。團隊沒有辜負這五個月來日復(fù)一日的努力，這次比賽不僅強化了他們的實踐能力和創(chuàng)新精神，更提高了他們積極參與科學(xué)探索和研究的興趣。他們走進化學(xué)，發(fā)現(xiàn)化學(xué)，研究化學(xué)，在創(chuàng)新實驗的道路上不斷探索，共同進步。
