時間:2023-10-31 10:14:31
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇有機化學(xué)基本反應(yīng),它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
A.CH3+Cl2光照
CH2Cl+HCl
B.2CH3CH2OH+2Na
2CH3CH2ONa+H2
C.CH3CH2CH2CH2OH +HBr
CH3CH2CH2CH2Br+H2O
D.C2H5OH+HOC2H5濃硫酸140℃
C2H5OC2H5+H2O
解析根據(jù)取代反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)A、C、D均屬于取代反應(yīng);而反應(yīng)B不屬于取代反應(yīng)(屬于置換反應(yīng))。
故答案為B。
知識點撥①取代反應(yīng)的特點是“交換成分,有上有下”。
②常見的取代反應(yīng)有:烷烴、苯及其同系物、酚等的鹵代反應(yīng),苯及其同系物、酚等的硝化反應(yīng)與磺化反應(yīng),酯化反應(yīng),醇與氫鹵酸(HX)的反應(yīng),醇分子間脫水生成醚的反應(yīng),有機物的水解反應(yīng)。
③取代反應(yīng)與置換反應(yīng)的主要區(qū)別:一是取代反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物不一定有單質(zhì),而置換反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物一定有單質(zhì);二是取代反應(yīng)一般進行不完全、速率慢,而置換反應(yīng)一般能進行完全、速率快;三是取代反應(yīng)無電子得失,而置換反應(yīng)有電子得失。
二、加成反應(yīng)
例2下列有機反應(yīng)中,不屬于加成反應(yīng)的是()。
A.CH3CH=CH2+HCl催化劑
CH3CHClCH3
B.CH2=CHCH2CH3+H2O催化劑CH3CHOHCH2CH3
C.CH2=CHCH3+2Cl2光照CH2=CHCHCl2+2HCl
D.CH2=CHCH2CHO+2H2催化劑CH3CH2CH2CH2OH
解析根據(jù)加成反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)A、B、D均屬于加成反應(yīng);而反應(yīng)C不屬于加成反應(yīng)(屬于取代反應(yīng))。
故答案為C。
知識點撥①加成反應(yīng)的特點是“合二為一,只上不下”。
②常見的加成反應(yīng)有:不飽和烴及其衍生物與H2、鹵素(X2)或鹵化氫(HX)的加成反應(yīng),不飽和烴與水的加成反應(yīng),芳香烴、醛、酮、葡萄糖、果糖等與H2的加成反應(yīng)。
③能發(fā)生加成反應(yīng)的有機物一般含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵、碳氧雙鍵等不飽和鍵。
④取代反應(yīng)與加成反應(yīng)的主要區(qū)別是:取代反應(yīng)反應(yīng)前后分子數(shù)目一般不變,而加成反應(yīng)反應(yīng)后分子數(shù)目一般減少。
三、酯化反應(yīng)
例3下列有機反應(yīng)中,不屬于酯化反應(yīng)的是()。
A.CH3CH2CH2OH+HCl
CH3CH2CH2Cl+H2O
B.CH3CH2COOH+HOCH2CH2CH3
CH3CH2COOCH2CH2CH3+H2O
C.CH3CH2OH+HO―SO3H(濃)濃硫酸CH3CH2O―SO3H+H2O
D.\[C6H7O2(OH)3\]n(纖維素)+3nHO―NO2(濃)濃硫酸\[C6H7O2(ONO2)3\]n+3nH2O
解析根據(jù)酯化反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)B、C、D均屬于酯化反應(yīng);而反應(yīng)A不屬于酯化反應(yīng)(因HCl是非含氧酸,且生成物CH3CH2CH2Cl屬于鹵代烴、而不屬于酯)。
故答案為A。
知識點撥①酯化反應(yīng)概念中的酸指有機酸(羧酸)或無機含氧酸(如H2SO4、HNO3等);醇不僅指醇類,而且包括含醇羥基的有機物(如葡萄糖、纖維素等)。
②酯化反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。
③羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)的原理:一般是羧酸分子里羧基上的羥基跟醇分子里羥基上的氫原子結(jié)合成水(即脫水方式為“酸脫羥基醇脫氫”),其余部分互相結(jié)合成酯。無機含氧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)的原理:一般是無機含氧酸分子里羥基上的氫原子跟醇分子里的羥基結(jié)合成水(即脫水方式為“醇脫羥基酸脫氫”),其余部分互相結(jié)合成酯。
④常見的酯化反應(yīng):無機含氧酸與醇或糖等的酯化反應(yīng),羧酸與醇或糖等的酯化反應(yīng),羥基羧酸分子內(nèi)或分子間的酯化反應(yīng)。其中,二元羧酸與二元醇或羥基羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)時,可以生成鏈狀酯、環(huán)狀酯或高聚酯。
四、消去反應(yīng)
例4下列有機反應(yīng)中,不屬于消去反應(yīng)的是()。
A.CH3CH2CH2CH2OH濃硫酸CH3CH2CH=CH2+H2O
B.CH2CH2CH2Cl+NaOH
乙醇
CH2CHCH2+NaCl+H2O
C.BrCH2CH2CH2CH2Br+2NaOH
乙醇CH2=CHCH=CH2+2NaBr+2H2O
D.2CH3CH2CHOHCH3+O2
催化劑
2CH3CH2COCH3+2H2O
解析根據(jù)消去反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)A、B、C均屬于消去反應(yīng),而反應(yīng)D不屬于消去反應(yīng)(根據(jù)氧化反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)D屬于氧化反應(yīng))。
選D。
知識點撥①消去反應(yīng)的特點是“一分為二,只下不上”。
②常見的消去反應(yīng)有:鹵代烴與強堿的醇溶液共熱的反應(yīng),醇分子內(nèi)的脫水反應(yīng)。
③與連有鹵素原子或羥基碳原子的鄰位碳原子上有氫原子的鹵代烴或醇,才能夠發(fā)生消去反應(yīng)。
④由于苯環(huán)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu),鹵素原子直接與苯環(huán)相連的鹵代烴(如Br)或酚(如OH),既使與連有鹵素原子或羥基碳原子的鄰位碳原子上有氫原子,也不能發(fā)生消去反應(yīng)。
五、氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)
例5下列既不屬于氧化反應(yīng),又不屬于還原反應(yīng)的是()。
A.2C6H6+15O2乙醇12CO2+6H2O
B.2CH3CH2CH2CHO+O2
催化劑
2CH3CH2CH2COOH
C.CH3COOH+HOCH2CH2CH3濃硫酸
CH3COOCH2CH2CH3+H2O
D.CH2=CHCHO+2H2催化劑
CH3CH2CH2OH
解析根據(jù)氧化反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)A、B屬于氧化反應(yīng);根據(jù)還原反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)D屬于還原反應(yīng);而反應(yīng)C既不屬于氧化反應(yīng),又不屬于還原反應(yīng)(屬于酯化反應(yīng)或取代反應(yīng))。答案為C。
知識點撥①氧化反應(yīng)的特點是“得氧”或“失氫”;還原反應(yīng)的特點是“得氫”或“失氧”。
②常見的氧化反應(yīng)有:有機物的燃燒反應(yīng)、有機物(不飽和烴及其衍生物、與苯環(huán)相連的碳原子上有氫原子的苯的同系物、醇、醛等)與酸性KMnO4溶液的反應(yīng)、苯酚與空氣中的氧氣的反應(yīng)、醛及含有醛基的有機物與銀氨溶液或新制Cu(OH)2的反應(yīng)、醇或醛的催化氧化或被強氧化劑氧化的反應(yīng)。
③常見的還原反應(yīng)有:有機物與氫氣的加成反應(yīng)。
④連有羥基的碳原子上含有氫原子的醇才能發(fā)生催化氧化反應(yīng);含有碳碳不飽和鍵的有機物、芳香烴、醛、酮、單糖等能夠發(fā)生還原反應(yīng)。
六、水解反應(yīng)
例6下列有機反應(yīng)中,不屬于水解反應(yīng)的是()。
A.在一定條件下,乙烯與水反應(yīng)生成乙醇
B.在一定條件下,丙酸乙酯與水反應(yīng)生成丙酸和乙醇
C.在一定條件下,蔗糖與水反應(yīng)生成葡萄糖和果糖
D.在加熱條件下,2-溴丙烷與NaOH的水溶液反應(yīng)制2-丙醇
解析根據(jù)水解反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)B、C、D均屬于水解反應(yīng);而反應(yīng)A不屬于水解反應(yīng)(屬于加成反應(yīng))。
故答案為A。
知識點撥①有機物的水解反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。
②能發(fā)生水解反應(yīng)的有機物主要有:鹵代烴、酯、油脂、雙糖、多糖、肽和蛋白質(zhì)等。
③鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)的條件是與強堿(NaOH或KOH)的水溶液共熱,鹵代烴水解可生成醇(或酚);酯在酸性條件下水解生成相應(yīng)的酸和醇,酯在堿性條件下水解生成相應(yīng)酸的鹽和醇;油脂在酸性條件下水解生成相應(yīng)的高級脂肪酸和甘油,油脂在堿性條件下水解生成相應(yīng)的高級脂肪酸鹽和甘油;麥芽糖水解生成葡萄糖,蔗糖水解生成葡萄糖和果糖;淀粉和纖維素水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖;肽和蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物為氨基酸。
④油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)稱為皂化反應(yīng)。
⑤單糖(如葡萄糖、果糖)不能發(fā)生水解反應(yīng)。
七、加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)
例7下列有機反應(yīng)中,屬于縮聚反應(yīng)的是()。
A.由甲基丙烯酸甲酯合成聚甲基丙烯酸甲酯的反應(yīng)
B.由3-羥基丙酸合成聚3-羥基丙酸的反應(yīng)
C.由1,3-丁二烯合成聚1,3-丁二烯的反應(yīng)
D.由HOOC(CH2)4COOH和H2N(CH2)6NH2合成高聚物的反應(yīng)
解析根據(jù)加聚反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)A、C都是由不飽和的單體通過加成的方式生成高聚物的反應(yīng),則反應(yīng)A、C都屬于加聚反應(yīng);根據(jù)縮聚反應(yīng)的概念可知,反應(yīng)B、D在生成高聚物的同時都有小分子生成(反應(yīng)B生成的小分子物質(zhì)是水,反應(yīng)D生成的小分子物質(zhì)是氨),則反應(yīng)B、D都屬于縮聚反應(yīng)。
故答案為B、D。
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)12(b)-0236-02
有機化學(xué)是一門集理論性、實踐性和系統(tǒng)性為一體的學(xué)科。醫(yī)學(xué)有機化學(xué)是醫(yī)學(xué)、藥學(xué)以及生命科學(xué)等相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一。它銜接無機化學(xué),并為后續(xù)的生物化學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、藥物化學(xué)、藥理學(xué)和醫(yī)學(xué)檢驗等課程提供了必備的基礎(chǔ)知識和基本理論。醫(yī)學(xué)有機化學(xué)的內(nèi)容雖與化學(xué)、化工、生物工程等專業(yè)的有機化學(xué)課程大致相同,但教學(xué)的側(cè)重點、教學(xué)的方法須有所差異,對任課教師也提出了更高的要求。筆者從自身的教學(xué)實踐出發(fā),從以下4個方面談醫(yī)學(xué)有機化學(xué)教學(xué)實踐中的
1 了解學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)
筆者所在學(xué)校的醫(yī)學(xué)專業(yè)面向全國招生,而現(xiàn)階段各省或地區(qū)的高考政策不盡相同,部分新生參加了化學(xué)學(xué)科的高考,因而具有較為系統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)知識結(jié)構(gòu),同時對基本的元素、物質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)有一定的認識,這類學(xué)生具備較好的學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)有機化學(xué)的基礎(chǔ);另有部分考生,未參加化學(xué)學(xué)科的高考,在高中階段學(xué)業(yè)水平測試之后便停止了化學(xué)的繼續(xù)學(xué)習(xí),這部分新生的中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)薄弱,普遍存在概念模糊,對元素、官能團的認知不清以及對化學(xué)反應(yīng)幾乎一無所知的問題,這些問題導(dǎo)致這部分學(xué)生學(xué)習(xí)困難,課堂參與度低,進一步導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣和信心的喪失,最終難以順利完成該課程的學(xué)習(xí)任務(wù)。針對不同生源的中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)參差不齊的情況,我們不僅需要在合班上課時考慮班級合理編排,更需要在課堂教學(xué)中照顧到基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生,同時滿足基礎(chǔ)較好的學(xué)生更高的學(xué)習(xí)需求。另外,我們嘗試適當安排時間對基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生單獨進行中學(xué)化學(xué)的重要知識點的回顧和講解,將有利于這部分學(xué)生跟上該課程的課堂教學(xué)進度,也有助于他們對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。
2 引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)建立有機化學(xué)知識結(jié)構(gòu)
多數(shù)有機化學(xué)教材,包括該校使用的醫(yī)學(xué)有機化學(xué)教材均按照化合物類型(如烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、醛酮、羧酸及其衍生物、糖、氨基酸和蛋白質(zhì)……)進行章節(jié)編排,雖利于學(xué)生依據(jù)化合物類型建立知識結(jié)構(gòu),但各章節(jié)內(nèi)容仍稍顯分散,知識點較為繁雜,學(xué)生掌握不易。為了學(xué)生能夠從最基本的有機化學(xué)概念、原理出發(fā)建立完善的有機化學(xué)知識體系,我們有意識地加強了緒論部分尤其是關(guān)于有機結(jié)構(gòu)和有機反應(yīng)的基本理論的闡述。比如:緒論中我們介紹有機化學(xué)反應(yīng)包含兩個基本的組成:反應(yīng)物共價鍵的斷裂以及產(chǎn)物共價鍵的生成。共價鍵的斷裂方式只有兩種:異裂和均裂。前者產(chǎn)生自由基,后者產(chǎn)生離子對,兩者均為有機反應(yīng)的活性中間體,大多數(shù)有機反應(yīng)與這兩種活性中間體的生成及參與有關(guān),從而派生出有機反應(yīng)的三個基本類型:自由基反應(yīng)、離子型反應(yīng)(親核或親電反應(yīng))以及協(xié)同反應(yīng)。在后續(xù)章節(jié)的講解中,我們將具體反應(yīng)歸屬到上述基本反應(yīng)類型進行講解。比如:講解烯烴的化學(xué)性質(zhì)時,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注碳正離子如何形成、如何穩(wěn)定以及如何參與化學(xué)反應(yīng);講解羥醛縮合時,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注碳負離子如何形成、如何穩(wěn)定以及如何參與親核反應(yīng)。這樣不僅讓學(xué)生能夠從根本上理解反應(yīng),并且能夠圍繞基本反應(yīng)的類型及活性中間體,將內(nèi)容龐雜的知識點進行歸類并逐步建立相應(yīng)的知識體系。
3 注重有機化學(xué)與醫(yī)學(xué)的學(xué)科交叉
有機化學(xué)之所以成為醫(yī)學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程,不僅因為有機分子是構(gòu)成動物、植物體的基本單位,體內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)換及能量傳遞也均與有機化學(xué)反應(yīng)息息相關(guān)。在醫(yī)學(xué)有機化學(xué)的教學(xué)中,我們有意識地引入相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識,在強化對知識點理解的同時,闡釋相關(guān)的生物學(xué)或醫(yī)學(xué)現(xiàn)象,從而提升學(xué)生對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和熱情。例如:在講解立體化學(xué)這一章節(jié)時,我們開篇即以“反應(yīng)?!保ㄉ忱劝罚┦录槔寣W(xué)生認識到確定化合物立體構(gòu)型的重要性。在20世紀50~60年代,“反應(yīng)?!痹谂R床上被普遍用于抑制孕婦的妊娠反應(yīng),但隨之而來的大量“海豹畸形嬰兒”的出生使該藥物被禁止使用。后來的研究表明,當時使用的藥物“反應(yīng)?!睂嶋H為一對對映體混合物,即安全的R構(gòu)型及致畸的S構(gòu)型的混合物。通過這一實例,學(xué)生自然意識到立體化學(xué)對于有機化合物結(jié)構(gòu)的重要性,課堂專注度也顯著提高。
在具體章節(jié)的講解中,我們還嘗試以常見藥物分子為例來闡釋相關(guān)的官能團或者分子片段,做到醫(yī)學(xué)、藥學(xué)知識與有機化學(xué)知識點的融合。比如:在羧酸及其衍生物的講解中,我們以青霉素等為例向?qū)W生介紹了含特殊結(jié)構(gòu)片段――“β-內(nèi)酰胺”的一類抗生素,使學(xué)生對酰胺的理解得以強化。同時,我們還對青霉素的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展和臨床應(yīng)用背景進行了介紹,從而一定程度上激發(fā)了學(xué)生對醫(yī)學(xué)研究的興趣。如圖1
4 傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合
有機化學(xué)雖然是一門經(jīng)典的理論學(xué)科,但是課程講授中也需要表達有如電子軌道、分子軌道、化合物空間結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)機理、反應(yīng)歷程等較為具象化的內(nèi)容,因而多媒體的使用可以幫助學(xué)生理解和記憶相關(guān)內(nèi)容、培養(yǎng)空間思維能力,從而提高教學(xué)效果。多媒體課件中,內(nèi)容的呈現(xiàn)方法還應(yīng)做到多樣而豐富,比如:我們課堂上利用Flas等形式向?qū)W生展示反應(yīng)歷程、反應(yīng)現(xiàn)象以及部分實驗的操作方法,取得了很好的效果。此外,在教學(xué)中仍然需要板書課堂內(nèi)容的提綱和要點,以便于學(xué)生課堂記錄并迅速把握重要的知識點。
參考文獻
關(guān)鍵詞
少學(xué)時;有機化學(xué);教學(xué)改革
有機化學(xué)課程是化學(xué)類相關(guān)專業(yè)非常重要的一門基礎(chǔ)課程。有機化學(xué)課程主要研究有機化合物來源、組成、結(jié)構(gòu)、制法、性質(zhì)、用途及其相關(guān)理論等問題,是許多有關(guān)學(xué)科的理論基礎(chǔ)或技術(shù)基礎(chǔ)。因此,學(xué)好有機化學(xué)對學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)知識非常重要。
一、課程內(nèi)容的革新
1.注意與高中所學(xué)相銜接
有機化學(xué)是螺旋式上升的課程,在新的課程標準中高中有機化學(xué)主要是讓學(xué)習(xí)者初步掌握有機化學(xué)的基本知識,了解有機化學(xué)研究的基本方法,認識有機化學(xué)知識在日常生活和社會發(fā)展中的重要作用和意義。然而,本科有機化學(xué)則是在高中有機化學(xué)的基礎(chǔ)之上進行一定的升華,學(xué)生得到一個完整的認識過程,使知識系統(tǒng)化。理論部分是在中學(xué)的基礎(chǔ)上加以提高,在理論教學(xué)過程中,充分引用生活中常見的與有機化學(xué)相關(guān)的現(xiàn)象與實例,擴展和改變學(xué)生的思維,將理論與實踐聯(lián)系起來并應(yīng)用于實踐。
2.注意課程內(nèi)容的取舍
有機化學(xué)發(fā)展到今天,其內(nèi)容面廣點深,絕不是短時間內(nèi)可以掌握的和了解的,更不可能在如此少的學(xué)時內(nèi)完成這一任務(wù),這也要求我們在教學(xué)內(nèi)容上采取少而精的原則,突出重點、難點,對于簡單而必須了解和掌握的學(xué)生必須學(xué)會自學(xué)。從內(nèi)容上分為基本理論和知識、主干內(nèi)容(飽和烴、不飽和烴、鹵代烴、醇酚醚、醛酮,羧酸等)?;纠碚摪ňw論里的內(nèi)容(共價鍵的知識、雜化理論),還有命名,異構(gòu)現(xiàn)象,電子效應(yīng)、結(jié)構(gòu)和表征,基本性質(zhì)等。主干內(nèi)容包括各類有機化合物的化學(xué)性質(zhì)。每一類化合物中必有一個特征反應(yīng),或是親電取代、或是親電加成,或是親核取代,或是親核加成,這個和官能團的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,也是這一類化合物首先要掌握的反應(yīng)。其次有的一類化合物還有氧化還原反應(yīng)、α-H的反應(yīng),氧化、還原等等也是必須要學(xué)會的反應(yīng)。還有的一類化合物獨有的反應(yīng)必須要著重講明,如鹵代烴和金屬鎂的反應(yīng)。有的還要結(jié)合所講專業(yè)的特點將某個章節(jié)重點突出講解,以達到學(xué)習(xí)有機化學(xué)的目的。有些知識可以略講或留給學(xué)生自學(xué),如物理性質(zhì)、聚合反應(yīng),等等。
3.注重教材選擇
教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要資源,課堂學(xué)習(xí)的參照,教材的重要性不言而喻。目前,工科類有機化學(xué)教材很多,我們選用的是天津大學(xué)高鴻賓主編的《有機化學(xué)簡明教程》第二版,這本書增加了一些與有機化學(xué)相關(guān)的在生產(chǎn)和生活方面有實用價值的內(nèi)容,與專業(yè)相關(guān)性連接緊密。我們學(xué)院還自己編寫了習(xí)題集《有機化學(xué)導(dǎo)學(xué)》,這些習(xí)題結(jié)合上課內(nèi)容,對學(xué)生針對性的聯(lián)系很有幫助,實際效果良好。
二、實驗教學(xué)的改進
工科的有機化學(xué)實驗課時也較少,所以所做實驗一定要突出有機實驗基本操作、有機化合物合成的基本步驟、提純的方法,為了更好的達到實驗效果,就需要在有機化學(xué)實驗教學(xué)中滲透創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。我們將實驗教材中提到的知識點逐一加以分析,選擇能夠包含這些知識點的連續(xù)合成實驗代替原有化合物的性質(zhì)操作練習(xí),以合成產(chǎn)物作為下一步合成的原料,此實驗方案解決了長期以來學(xué)生對有機化學(xué)實驗興趣不高的現(xiàn)實,學(xué)生每步的實驗過程都是最終產(chǎn)品的一個重要組成部分,強化了有機實驗過程的邏輯性,使學(xué)生主動了解實驗過程,分析實驗成敗與得失,在過程中不僅學(xué)習(xí)了實驗基本操作,更以系統(tǒng)的觀點掌握有機化學(xué)實驗的要點。任課教師要不斷提高自身的教學(xué)能力,加強實驗教學(xué)的研究,提高實驗教學(xué)質(zhì)量。理論課老師兼帶實驗的模式可以跟好地將理論與實踐相結(jié)合,在理論課上講授基本原理,在實驗過程中教師可以引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計更優(yōu)的實驗方法,使學(xué)生的創(chuàng)新性思維得以發(fā)展。
三、授課方法的改革
蘇霍姆林斯基說過:“不能使學(xué)生參與是教師的最大過失。”這就是說,只有教學(xué)過程中多與學(xué)生互動,才能引起學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的高度關(guān)注,才能有興趣去關(guān)心現(xiàn)實問題。在課堂教學(xué)中,可以適時向?qū)W生提問,或提出問題與學(xué)生共同討論,用啟發(fā)性的語言誘導(dǎo)學(xué)生的思維活動,使學(xué)生根據(jù)教師講授的線索進行獨立思考,開展積極思維活動,真正成為主體。啟發(fā)式教學(xué)是以充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性為教學(xué)指導(dǎo)思想的教學(xué)活動,啟發(fā)式教學(xué)方法是現(xiàn)代大學(xué)教學(xué)方法的主要特征。啟發(fā)式教學(xué)強調(diào)教師在教學(xué)中最大限度地調(diào)動學(xué)生的思維和學(xué)習(xí)的自覺性,引導(dǎo)學(xué)生融會貫通地掌握知識、培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
第一,在每章開始前把該章的教學(xué)目的、重點、難點明確告訴學(xué)生。在講授時,對重難點講深講透,根據(jù)有機化學(xué)的特點辯證施教。學(xué)習(xí)有機化學(xué)需要抓住以下幾點并聯(lián)系起來看問題。一是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反應(yīng)結(jié)構(gòu)。所以知道化合物的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要,也要深入并用自己的語言來理解價鍵理論、雜化軌道理論等重要理論。二是官能團的定義。官能團是活潑的容易發(fā)生反應(yīng)的原子或基團。有機化學(xué)課本都是根據(jù)官能團分類的結(jié)果來分配成相關(guān)章節(jié)講解的,所以每一章中官能團首當其沖會發(fā)生反應(yīng)。三是有機化學(xué)反應(yīng)就是舊鍵的斷裂和新鍵的生成。一定要看反應(yīng)的部位和有機化合物中主要的碳原子的去向。四是電子效應(yīng)(誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和場效應(yīng))、立體效應(yīng)。這兩個效應(yīng)是以影響有機化合物的結(jié)構(gòu)和有機化學(xué)反應(yīng)的重要因素,考慮問題時需要時刻考慮的。五是有機化學(xué)穩(wěn)定性原理,從反應(yīng)物到中間體再到生成物,越穩(wěn)定越容易反應(yīng)。
第二,短學(xué)時的課程注重知識間的銜接、對比和總結(jié)。烷烴、烯烴和炔烴是鋪墊章節(jié),重點讓學(xué)生掌握sp、sp2、sp3雜化:有機化合物中主要的原子是碳原子,它都是雜化了以后去形成化合物的。不飽和烴、芳烴和鹵代烴要深深理解官能團的特征反應(yīng)(親電取代、親核取代、親電加成和親核加成)的意思。芳烴由于共軛效應(yīng)形成了芳香大π鍵,所以雖有雙鍵不容易加成而是取代的特殊一章,此章總結(jié)性講解,五個化反應(yīng),一取代到二取代,二取代到三取代。鹵代烴和醇,醇和酚,酚和芳烴,醛酮和羧酸及其衍生物中有相似的化學(xué)性質(zhì),可以對比著講解。
第三,課堂中滲透學(xué)習(xí)有機化學(xué)反應(yīng)的方法,學(xué)習(xí)起來就會變得容易很多。抓住官能團及其附近是容易發(fā)生反應(yīng)的部位,再看舊鍵新鍵的變化、碳原子的去向以及一些規(guī)則就可以很好的記住化學(xué)反應(yīng)方程式。第四,遇到上節(jié)課有重要的化學(xué)性質(zhì)或理論時,都會回憶上節(jié)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容,形式可以多樣化,比如讓學(xué)生回答上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容或者針對上節(jié)課的重點做幾道相關(guān)的習(xí)題,并給學(xué)生進行打分制,記錄到平時成績里,這樣可以使得學(xué)生關(guān)注每節(jié)課所講的知識,使學(xué)生的知識由感性上升到理性,由分散到系統(tǒng)化、完整化,完成教學(xué)上的又一次升華。
總之,通過幾年的有機化學(xué)教學(xué),我們逐步探索出了一套少學(xué)時有機化學(xué)課程的教學(xué)規(guī)律和方法,優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容,改善了課堂教學(xué)效果,提高了有機化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,取得了較好的效果。當然,有機化學(xué)的教學(xué)建設(shè)與改革仍在不斷地向前發(fā)展,需要我們不斷地提高教學(xué)水平,研究和分析少學(xué)時課程教學(xué)規(guī)律仍將是我們提高教學(xué)質(zhì)量的一項重要工作。
作者:楊卉 李松波 郝燕 王延銘 單位:內(nèi)蒙古科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院
參考文獻:
“有機化學(xué)及實驗”課程從2003年國家精品課程建設(shè)開始[1],經(jīng)過有機化學(xué)教學(xué)團隊近十年的建設(shè),順利實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級[2],入選國家級精品資源共享課立項項目,上線接受社會的評價??偨Y(jié)近十年的建設(shè)體會主要包括下面三方面。
一、深化精品資源建設(shè)是關(guān)鍵
建設(shè)精品資源共享課的關(guān)鍵是結(jié)合課程的特點建設(shè)精品資源。包括深化教學(xué)內(nèi)容和改革課程體系,研究教學(xué)方法,探索考核方式和考核內(nèi)容,研制課程教學(xué)的新資源。
1.深化教學(xué)內(nèi)容建設(shè)
(1)引入學(xué)科發(fā)展的新內(nèi)容?!坝袡C化學(xué)及實驗”是技術(shù)基礎(chǔ)課,在引進學(xué)科發(fā)展新內(nèi)容時要有選擇,既要保證課程的基礎(chǔ)性,又不能增加課程的教學(xué)學(xué)時數(shù)。
有機化學(xué)課程引進了下述新內(nèi)容:①有機化合物旋光性的螺旋理論――結(jié)構(gòu)與旋光性的關(guān)系。國內(nèi)外的有機化學(xué)教材中都沒有解決有機化合物產(chǎn)生旋光性的原因,我國化學(xué)工作者提出有機化合物分子的螺旋結(jié)構(gòu)使分子產(chǎn)生旋光性[3]。將這一觀點引入教學(xué),填補了有機化合物結(jié)構(gòu)與旋光性的空白。②鄰基參與反應(yīng)――某些反應(yīng)分子構(gòu)型保持。鄰基參與反應(yīng)是1942年提出[4]、近年被有機化學(xué)工作者所共識,把這個反應(yīng)引入教學(xué),糾正了對某些反應(yīng)的構(gòu)型、構(gòu)型保持的錯誤解釋。③LDA低溫反應(yīng)――實現(xiàn)羰基化合物交叉縮合反應(yīng)。一直認為兩種羰基化合物交叉縮合是沒有合成意義的,近年發(fā)現(xiàn)強堿LDA在低溫下先與一種羰基化合物反應(yīng),然后加入第二種羰基化合物,實現(xiàn)了兩種羰基化合物選擇性地交叉縮合[5],變成了一種重要的合成方法。④科研新成果――酚羥基快速醚化。筆者科研專利成果,酚羥基在適當?shù)娜軇┲?,可以在室溫下,高轉(zhuǎn)化率、高選擇性、快速地被醚化[6],增添了教學(xué)新案例。⑤室溫離子液體――多用途的新化合物。室溫離子液體的概念很早就被提出來,一直沒有引起化學(xué)工作者的注意,近年來其合成、反應(yīng)、應(yīng)用都發(fā)展很快,是有機化學(xué)教學(xué)的新案例。⑥有機氟化合物――有特殊性能的鹵化物。有機氟化合物是近年有機化學(xué)研究的熱點領(lǐng)域[7],其性能特殊,有特殊用途,引進教學(xué)拓展了鹵烴的性質(zhì)。⑦雙氧水――綠色氧化劑。隨著綠色化學(xué)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)雙氧水能氧化多種官能團化合物,有的已實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。因此引入用雙氧水替代污染嚴重的重鉻酸鉀作為氧化劑的教學(xué)案例。諸如這些內(nèi)容的引入保持了教學(xué)內(nèi)容鮮活性,又沒有增加學(xué)時數(shù)。
(2)全面介紹有機化合物的內(nèi)容。有機化學(xué)一直重視石油加工及其化學(xué),而忽視煤、生物質(zhì)加工及其化學(xué)。我國煤儲量多于石油,近年來,煤加工生產(chǎn)有機化學(xué)品發(fā)展很快;生物質(zhì)是綠色化學(xué)品來源,生物質(zhì)煉制工程包括生物柴油、天然有機化合物的轉(zhuǎn)化等。增加這兩方面的內(nèi)容,體現(xiàn)了《21世紀有機化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略》所提出的有機化學(xué)的定義[8],也體現(xiàn)了有機化學(xué)發(fā)展方向。
(3)引入反應(yīng)控制的基本概念。動力學(xué)控制/熱力學(xué)控制是高等有機化學(xué)的內(nèi)容,將這一概念引入有機化學(xué),既提升了教學(xué)內(nèi)容,又簡化了一些繁瑣的解釋,如共軛二烯的1,2-加成與1,4-加成、芳烴的定位規(guī)律、邁克爾加成反應(yīng)規(guī)律等的解釋。
(4)數(shù)字化模擬分子模型的使用。過去用鮑林提出的抽象的共振雜化體表示離域體系,如烯醇負離子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),學(xué)生很難理解;現(xiàn)在使用可視化的數(shù)字化模擬分子模型表示,很容易理解離域體系的穩(wěn)定性和反應(yīng)性。
(5)簡化一些敘述性的內(nèi)容。如各類官能團化合物的物理性質(zhì)不再講解,而是讓學(xué)生自己去查找資料,不僅加深了對物理性質(zhì)的理解,還培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)的能力。
2.研究課程新體系
新體系把有機化學(xué)課程分成三部分,基礎(chǔ)知識(或稱概論)篇,主干內(nèi)容篇,前沿交叉知識運用篇。
將分散在整個課程的各章節(jié)的化合物的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)、命名、同分異構(gòu)體、結(jié)構(gòu)表征(四大譜)等內(nèi)容集中,構(gòu)成課程的基礎(chǔ)知識篇。好處是提高了課程的基礎(chǔ),為后續(xù)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)做鋪墊,節(jié)省學(xué)時,集成了知識模塊。飽和烴、不飽和烴、芳香烴、鹵代烴、含氧化合物、含氮化合物構(gòu)成有機化學(xué)的主干篇,主要介紹各類官能團化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)。其中通過(2n+2)個π電子規(guī)律將具有芳香性的芳烴和雜環(huán)化合物組合成一章,由加成-消除反應(yīng)機理將羧酸及羧酸衍生物融合成一章,鹵烴/金屬有機、含氧/含硫化合物、含氮/含磷化合物分別組合成一章,天然化合物分散到相應(yīng)的章節(jié)中。組合結(jié)果強化了課程內(nèi)涵聯(lián)系,縮減了篇幅,節(jié)省了學(xué)時。糖、氨基酸蛋白質(zhì)、類脂核酸、有機合成基礎(chǔ)為前沿交叉知識應(yīng)用篇,改用反應(yīng)原理為主線組織課程,知識連貫順暢,內(nèi)容容易理解,前兩篇的基本理論和基本反應(yīng)得到了鞏固、應(yīng)用和深化。
改革后的課程體系,體現(xiàn)有機化學(xué)是研究有機化合物的來源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用及有關(guān)理論和方法的科學(xué)。課程的起點提高,內(nèi)容深化,學(xué)時減少,體現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性,符合認知規(guī)律,為自主學(xué)習(xí)留有空間。
3.研究式教學(xué)方法的探索與實踐
研究式教學(xué)方法起源于問題式教學(xué)的方法(PBL),是以學(xué)生為本的教學(xué)方法。筆者認為只要是實現(xiàn)以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變,以課堂單一教學(xué)形式向以圖書館、實驗室、科學(xué)實踐多種教學(xué)形式轉(zhuǎn)變,以灌輸?shù)姆椒ㄏ蛞詥l(fā)、引導(dǎo)、研究等多種方法轉(zhuǎn)變,以“一次成才”為目標向培養(yǎng)“終身學(xué)習(xí)能力”為目標轉(zhuǎn)變的教學(xué)都屬于研究式教學(xué)方法范疇。不同的課程會衍生出多種形式,有機化學(xué)教學(xué)團隊探索實踐了多種教學(xué)模式,其中包括:
(1)研究式討論課?;咀龇ǚ至鶄€步驟:教學(xué)設(shè)計、提煉問題、公布問題、集中討論、教師總結(jié)和提煉新問題等。多數(shù)學(xué)生對研究式教學(xué)模式是積極參與和支持的,學(xué)生由知識的被動接受者變?yōu)橹R的主動構(gòu)建者,教師由知識的傳授者變?yōu)橹R構(gòu)建的引導(dǎo)者。不僅訓(xùn)練學(xué)生解決技術(shù)問題的能力,還要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)環(huán)境、與人溝通合作及協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。
(2)對比遷移式教學(xué)方法。對比遷移式教學(xué)方法是引導(dǎo)學(xué)生將已學(xué)的知識在變化的情景中對比分析并加以運用,以實現(xiàn)掌握新知識的教學(xué)方法。這一方法特別適合有機化學(xué)課程,例如:以反應(yīng)規(guī)律為主線將烯烴的知識遷移到二烯、炔、小環(huán)烷烴,芳烴的知識遷移到雜環(huán)化合物、酚、芳胺、芳酸等,鹵烴的知識遷移到醇、醚、環(huán)氧化合物,醛酮的知識遷移到羧酸及其衍生物,醇醛酮的知識遷移到糖等。每組前面的內(nèi)容精講、細學(xué)、討論深透,后面的內(nèi)容粗講、引導(dǎo)討論,給學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)空間。探索出“重點講解-對比討論-提高終身學(xué)習(xí)、知識應(yīng)用能力”的有機化學(xué)教學(xué)新路子。
4.探索與教學(xué)模式相適應(yīng)的考核方式和考核內(nèi)容
依據(jù)課程體系的特點和當代大學(xué)生學(xué)習(xí)的特點,本課程實施大課化小課的考核方式,采用閉卷和開卷兩種考核形式。大課化小課考核也可以期中考核50分,期末考核50分,考過的內(nèi)容不再特意考核,促使學(xué)生把精力放在平時知識積累上,減輕學(xué)生的負擔(dān)。閉卷考核增加主觀題目,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動思考,展示知識運用能力,幫助學(xué)生弄清概念,從課程整體高度掌握知識體系。開卷式考核是一個包含所學(xué)過大部分內(nèi)容的合成題目,給學(xué)生較長的時間,查閱資料,相互討論,寫出報告,完成考核。組織集中交流典型的試卷,相互借鑒,是一次復(fù)習(xí)深化過程。
5.研制課程教學(xué)新資源
配合研究式教學(xué),有機化學(xué)教學(xué)團隊研制出版了一批體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)和教學(xué)手段的教材和教學(xué)輔助資料。
(1)在高等教育出版社出版四套立體化教材:“十一五”國家規(guī)劃有機化學(xué)立體化教材(《有機化學(xué)》第2版、《有機化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》、《有機化學(xué)課堂教學(xué)軟件》2.0版和《有機化學(xué)電子講義》,共四部),其中《有機化學(xué)》第2版被評為2008年精品教材、“十二五”規(guī)劃教材;“十一五”國家規(guī)劃有機化學(xué)實驗立體化教材(《有機化學(xué)實驗》第4版、《有機化學(xué)實驗助教性課件》2.0版、《有機化學(xué)實驗助學(xué)性課件》附在書后,共三部),其中《有機化學(xué)實驗》第4版獲得大連市優(yōu)秀科技著作一等獎;雙語教學(xué)示范課用書立體化教材(Organic Chemistry、Organic Chemistry Experiments,共二部);校際聯(lián)合編寫工科基礎(chǔ)化學(xué)系列課教材中有機化學(xué)立體化教材(《有機化學(xué)簡明教程》、《有機化學(xué)簡明教程學(xué)習(xí)指南》、《有機化學(xué)簡明教程電子教案》,共三部)。
(2)研制新世紀“有機化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程”,獲國家優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程榮譽稱號。這是精品課程之前的工作,“有機化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程”是一種新的教學(xué)模式,又是一種新的教學(xué)手段,也是精品課程順利轉(zhuǎn)型升級為精品資源共享課的基礎(chǔ)。
二、共享是精品資源共享課的特點
1.建設(shè)精品資源共享課,教學(xué)隊伍是關(guān)鍵
有機化學(xué)及實驗現(xiàn)有教學(xué)師資隊伍包括六名教授、四名副教授、兩名講師和實驗室工作人員。其中一人為高等學(xué)校教學(xué)名師獎獲獎?wù)?,兩人為遼寧省教學(xué)名師;一人在國外教學(xué)進修過一年,負責(zé)電子資源建設(shè)和網(wǎng)上傳輸技術(shù)處理;一人負責(zé)國家雙語示范課教學(xué);五人在教育部高等學(xué)校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授過課,直接學(xué)習(xí)的有機化學(xué)教師上千人,錄制了一批授課實況。優(yōu)秀的教學(xué)隊伍保證了課程能夠?qū)崿F(xiàn)共享。
2.基本資源系統(tǒng)豐富,適合網(wǎng)絡(luò)傳播
課程介紹、教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、課程結(jié)構(gòu)、重點難點解析、習(xí)題作業(yè)、課程總結(jié)、試卷、重要參考資料(網(wǎng)絡(luò)鏈接,紙質(zhì)資料目錄)、講課錄像等資料齊全,網(wǎng)上傳輸流暢。除此之外,還提供了有機化學(xué)及實驗課程特有的基本資源:實驗教學(xué)錄像,實驗整體安排要求講課錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),數(shù)字化模擬分子模型的制備與應(yīng)用授課錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),有機化學(xué)雙語教學(xué)部分錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),2005年、2008年二次出版的電子講義(高教出版社免費贈送)和開放實驗教學(xué)等資源介紹。
三、協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)教學(xué)資源
協(xié)同創(chuàng)新是指按照精品資源共享課的要求,研制拓展資源。有機化學(xué)教學(xué)團隊研制了下述新資源。
1.研制數(shù)字化模擬分子模型庫
研制了有機化學(xué)教學(xué)常用的近500個化合物的數(shù)字化模擬分子模型,每個化合物有8種分子模型,并用于教學(xué),既是教學(xué)新內(nèi)容又是教學(xué)新手段。在國外,數(shù)字化模擬分子模型用于教材編寫僅限于近十年幾本流行的優(yōu)秀教科書,用于教學(xué)也僅是幾所名校。將靜電勢能圖模型的彩色標改成黑白色標,用于紙質(zhì)教材可降低印刷成本。
2.研制模擬計算實驗
隨著教育教學(xué)信息化技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代化學(xué)教育發(fā)展趨勢是從單純動手實驗轉(zhuǎn)向動手實驗和模擬計算實驗兩方面培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力和創(chuàng)新研究能力。為此,有機化學(xué)教學(xué)團隊研制了一批模擬計算實驗,經(jīng)少數(shù)學(xué)生試用效果較好。
3.校際聯(lián)合編寫工科基礎(chǔ)化學(xué)系列教材
參考“化工類工程教育專業(yè)認證標準”(試用)和“化學(xué)工程與工藝專業(yè)指導(dǎo)性培養(yǎng)規(guī)范”(草案)的要求,大連理工大學(xué)(有機化學(xué))、天津大學(xué)(無機化學(xué))、浙江大學(xué)(分析化學(xué))和北京化工大學(xué)(物理化學(xué))聯(lián)合研究編寫了工科基礎(chǔ)化學(xué)系列教材。高等教育出版社出版后,經(jīng)過2年使用,反映很好。有機化學(xué)教學(xué)團隊負責(zé)編寫有機化學(xué)立體化教材(共三部)。其中《有機化學(xué)簡明教程》是按精品課程研究的新課程體系編寫(學(xué)時數(shù)為60左右),數(shù)字化模擬分子模型貫穿全書。
參考資料:
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[2] 教育部關(guān)于國家精品開放課程建設(shè)的實施意見[Z]. 教高[2011]8號.
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[4] S. Winstein et al. J. Amer. Chem. Soc. 1942, 64: 2780.
[5] Graham Solomons T W. Organic Chemistry,9th Ed[M]. John Wiley and Sons, Inc. 2008.
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)01-0115-02
有機化學(xué)是農(nóng)業(yè)院校許多專業(yè)重要的基礎(chǔ)課,尤其是對于中藥學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品科學(xué)、植物保護、應(yīng)用化學(xué)、生命科學(xué)等專業(yè),有機化學(xué)更是占有極其重要的地位。掌握有機化學(xué)的基本理論、基本知識和實驗技能,對學(xué)好后續(xù)的專業(yè)課都有很大幫助[1]。但是,由于有機化合物數(shù)目龐大,反應(yīng)類型眾多,反應(yīng)機理復(fù)雜,許多學(xué)生對這門課程望而生畏。因此,如何引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)好這門課程是有機化學(xué)教學(xué)面臨的重要課題。當前,為適應(yīng)時代的發(fā)展提出了“終身學(xué)習(xí)”和“自主學(xué)習(xí)”的理念,自主學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)的最高境界[2]。因此大學(xué)教育的使命不只是傳授有限的知識,更重要的是幫助大學(xué)生普遍養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)能力。因此,本文將筆者在有機化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的一些探索、實踐和體會總結(jié)如下,與大家交流分享。
一、精選教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建合理課程體系
在當前農(nóng)林類高校,基礎(chǔ)課程的學(xué)時數(shù)日益減少,而課程的知識卻在更新和增加,因此教師必須結(jié)合專業(yè)特點和學(xué)生接受能力精選教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建合理的課程體系。本著“少而精,博而通”的教學(xué)思想,教學(xué)抓住基本內(nèi)容、突出重點、教深教透,使學(xué)生能舉一反三,觸類旁通,融會貫通。例如結(jié)合本校中藥學(xué)專業(yè)特點,選用吉卯祉主編的全國高等醫(yī)藥院校規(guī)劃教材《有機化學(xué)》[3],此教材突出中藥學(xué)、藥學(xué)特色,在各類有機化合物的舉例中盡量采用藥物為例,且在各章節(jié)后附加與本章對應(yīng)的代表性化合物。此教材將內(nèi)容分成有機化學(xué)基本概念和各類有機化合物兩部分。基本概念部分闡述有機化學(xué)基本理論知識,其中電子效應(yīng)和立體效應(yīng)是重點,是貫穿各個章節(jié)的主線;各類有機化合物部分則介紹各類有機化合物的結(jié)構(gòu)、命名、性質(zhì)、制備和有關(guān)反應(yīng)歷程等。在具體教學(xué)過程中,考慮學(xué)生的基礎(chǔ)和接受能力,對教學(xué)內(nèi)容的講授順序進行調(diào)整,如將“立體化學(xué)基礎(chǔ)”這一章的內(nèi)容分散到不同章節(jié)中講解,構(gòu)象異構(gòu)在講烷烴和環(huán)烷烴時介紹,順反異構(gòu)放在烯烴講解,對映異構(gòu)放在芳香烴后獨立一章講解,這樣把復(fù)雜難理解的知識點分散開,避免學(xué)生學(xué)習(xí)起來吃力,厭學(xué)。另外,重點講授與中藥化學(xué)關(guān)系密切的糖類、含氮化合物和雜環(huán)化合物3章內(nèi)容。簡要介紹一些天然化合物的基本結(jié)構(gòu),如甾體的母核、萜類、蒽醌等,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
二、聯(lián)系專業(yè)知識,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
課堂教學(xué)是學(xué)生獲得知識的主要途徑之一,是影響教育教學(xué)效果的主要因素之一[4]。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)多是注重知識的理論性和邏輯性,忽視了課程知識與實際生活、生產(chǎn)實踐的緊密聯(lián)系,使學(xué)生學(xué)習(xí)而不會用。在講授有機化學(xué)課程的各個環(huán)節(jié),聯(lián)系專業(yè)特點,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。例如,在緒論的講解,首先采用回憶復(fù)習(xí)法,提問學(xué)生“你還記得哪些學(xué)過的有機化學(xué)知識?”,根據(jù)學(xué)生的回答,教師將內(nèi)容分類分塊寫在黑板上,在此基礎(chǔ)上總結(jié)有機化學(xué)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,這樣就使學(xué)生對有機化學(xué)的一些基本知識、結(jié)構(gòu)框架有所了解。向?qū)W生說明有機化學(xué)的特點,學(xué)習(xí)方法,減輕學(xué)生對有機化學(xué)學(xué)習(xí)的恐懼,使學(xué)生“樂學(xué)”。其次,引導(dǎo)學(xué)生思考“有機化學(xué)的研究對象是什么?日常生活中與有機化學(xué)相關(guān)的事物?對于自己的專業(yè)有多少了解?”等,通過提問與總結(jié),使學(xué)生了解學(xué)習(xí)有機化學(xué)課程的必要性和重要性,從而“想學(xué)”。在授課過程中根據(jù)不同知識點融入專業(yè)知識,使學(xué)生了解有機化學(xué)知識在專業(yè)學(xué)習(xí)中的地位,知識點也由淺到深,由簡到難。如對于環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生在講解酚時會留給學(xué)生作業(yè)“污染水中酚的測定及處理”,講授胺類物質(zhì)前,讓學(xué)生查閱“為什么嬰幼兒奶粉會摻加三聚氰胺?”等,而對中藥學(xué)和食品科學(xué)專業(yè)學(xué)生的教學(xué)過程中介紹“酚的成酯反應(yīng)時,以解熱鎮(zhèn)痛藥阿司匹林的合成為例;在講羧酸的酸性時,聯(lián)系酸性天然產(chǎn)物一般先用堿水液提取,再加強酸使有機酸性物質(zhì)游離出來”等,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,其自主學(xué)習(xí)能力會逐漸提高。
三、突出重點,使知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化
要使學(xué)生在有限課時內(nèi)掌握紛繁復(fù)雜的有機化學(xué)眾多知識點,教師必須熟悉教材,善于歸納總結(jié),抓住重點,將知識點串聯(lián)進行分析,使知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化。對于基本概念和基礎(chǔ)理論,教師要在課堂上反復(fù)強調(diào),反復(fù)應(yīng)用;而對于一般性知識如化合物的命名和分類等,只需作簡要講解。教師要善于運用立體化學(xué)、電子效應(yīng)這條主線,對各類有機化合物作結(jié)構(gòu)分析,進而指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)。這樣使學(xué)生能清晰了解有機化學(xué)反應(yīng)中的規(guī)律,進而輕松掌握各章節(jié)內(nèi)容,也培養(yǎng)了學(xué)生歸納總結(jié)和舉一反三的能力。
四、合理布置作業(yè),使學(xué)生學(xué)會分析解決問題
有機化學(xué)課程要講授的內(nèi)容多,學(xué)生往往是聽課時明白了,而課下很快又忘記,因此教師在講解過程中要多舉例子。有機化學(xué)課程學(xué)時少,因此課后要精心布置作業(yè),使學(xué)生在完成作業(yè)的過程中鍛煉如何運用有機化學(xué)知識,同時也逐漸學(xué)會如何記憶和掌握有機化學(xué)知識,漸漸學(xué)會自學(xué)。對于所留習(xí)題無時間講解的,教師將分析、解答過程及結(jié)果給學(xué)生參考,并且建立課程網(wǎng)站和聯(lián)系群等與學(xué)生交流。
五、改進教學(xué)方法與手段,提高教學(xué)質(zhì)量
有機化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜,理解時比較抽象,但是系統(tǒng)性很強。所以在教學(xué)過程中一定要充分運用類比法、歸納式、啟發(fā)式、邏輯推理法等教學(xué)方法[5]。在教學(xué)中減少大課精講細教的時間,留給學(xué)生足夠的探索空間和時間。
采取板書、模型演示、多媒體等教學(xué)手段有機結(jié)合,提高課堂效率。板書可以使學(xué)生掌握復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和有機反應(yīng)機理的寫法,對于來龍去脈更清楚。多媒體教學(xué)通過圖形、文字、動畫等使有機分子的結(jié)構(gòu)形象、直觀,不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,也可加強其感性認識,同時也使教師有更多時間專注于知識講解和與學(xué)生間互動交流。如將銀鏡反應(yīng)、糖的顯色反應(yīng)等一些特殊反應(yīng)現(xiàn)象的實驗影像放在課件中,使枯燥的化學(xué)反應(yīng)變得生動。搜集和篩選與課程有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀教學(xué)資源,以及教師根據(jù)本校學(xué)生特點制作的課件、教學(xué)錄像等資源放置在有機化學(xué)的精品課程網(wǎng)站上,或者將信息獲得和使用方法交給學(xué)生,讓學(xué)生根據(jù)自己的情況自由去選擇學(xué)習(xí),做到因材施教。
六、改革考評方式,體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)結(jié)果
將有機化學(xué)課程考核分為三部分,一是平時成績占20%,平時主要考察學(xué)生出勤、課堂討論、課外作業(yè)、課堂測驗等,以調(diào)動學(xué)生認真對待課堂;二是期中考試占30%,在課程中期采用開卷考試,學(xué)生可以帶教材,也可以帶參考資料,既檢驗了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度,也使學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)情況有一個認識,做出評價,從而思考自己的學(xué)習(xí)方法是否合適,以便在后面的學(xué)習(xí)中進行合理調(diào)整;三是期末考試占50%,采用閉卷考試,考察學(xué)生對知識的理解和掌握。通過多元考核方式使學(xué)生逐步掌握有機化學(xué)的基本知識和技能,體現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的結(jié)果,也培養(yǎng)和提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
總之,大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是一個日積月累的復(fù)雜過程,需要教師在教學(xué)過程中要不斷探索,多角度、深層次的研究大學(xué)生自主學(xué)習(xí)與教育模式之間的關(guān)系,在教學(xué)實踐中為學(xué)生營造出良好的學(xué)習(xí)氛圍,因材施教,幫助學(xué)生正確定位。這一切需要教師付出更多的時間和精力,教師要真正做到愛教育事業(yè)、愛學(xué)生、尊重學(xué)生、接納學(xué)生,一切為了學(xué)生。
參考文獻:
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Study on Organic Chemistry Teaching Based on Students' Self Regulated Learning
ZHAO Shu-Jie,LI Ming-tang,HONG Bo,ZHU He
1.反應(yīng)速度比較慢
無機物反應(yīng)往往是迅速的,例如鹵離子和銀離子相遇時,立刻會形成難溶解的鹵化銀.而有機物的反應(yīng)往往是緩慢的,需要一定的時間.例如,很多有機鹵化物與銀離子不容易發(fā)生反應(yīng),首先需要把有機分子破壞,使鹵素變成離子型,才能與銀離子生成沉淀.有些有機反應(yīng)也可進行得相當快,例如有機炸藥的爆炸.但有些有機反應(yīng)則需要幾十小時或幾十天甚至更長的時間才能完成,因此在實驗室進行有機反應(yīng)時,我們常采用加熱、加催化劑或用光照射等手段,以加速反應(yīng).
2.在有機化學(xué)反應(yīng)進行時,常伴隨有副反應(yīng)發(fā)生.
有機物的分子是由較多的原子結(jié)合而成的一個復(fù)雜分子,所以當它和一種試劑發(fā)生反應(yīng)時,分子的各部分可能都受影響,也就是說,當反應(yīng)時,并不限定在分子某一特定部位發(fā)生反應(yīng),因此在反應(yīng)后,時常產(chǎn)生復(fù)雜的混合物(個別的還難以分離),使主要的產(chǎn)物的產(chǎn)率大大地降低.因此,與一般無機化學(xué)反應(yīng)不同,有機反應(yīng)往往并不是按照某一反應(yīng)式定量地進行的,但我們可以通過控制反應(yīng)條件,使用不同的試劑,選擇最有利反應(yīng),以提高目的產(chǎn)物的生成率.
3.條件控制要求嚴格
每一個化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生都要在一定的條件下進行,反應(yīng)條件的變更往往會導(dǎo)致完全不同的產(chǎn)物,對有機化學(xué)反應(yīng)來說這一點更為突出,因而有機化學(xué)反應(yīng)的條件控制要求十分嚴格.所以,要掌握一個有機化學(xué)反應(yīng),只注意反應(yīng)物結(jié)構(gòu)中起反應(yīng)部位的變化是不夠的,還需特別注意反應(yīng)發(fā)生時的外部條件,比如溫度的控制、反應(yīng)介質(zhì)的控制等等.
二、高中有機化學(xué)實驗的教學(xué)策略
1.引導(dǎo)學(xué)生密切注意反應(yīng)條件,培養(yǎng)學(xué)生控制實驗條件的意識
控制實驗條件是中學(xué)有機化學(xué)實驗較為突出的一個特點,因此教師應(yīng)注意發(fā)展學(xué)生控制實驗條件的能力.教師可以在有機物化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生密切注意有機化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)條件,再將其過渡到有機化學(xué)實驗的條件控制上,從而培養(yǎng)學(xué)生控制實驗條件的意識.例如,在學(xué)習(xí)乙醇在濃硫酸催化下脫水生成乙烯的反應(yīng)時,教師首先引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注該反應(yīng)的溫度條件即 160~170℃,提醒學(xué)生如果溫度在 130~140℃時,就會生成乙醚而不是乙烯,當學(xué)生了解該反應(yīng)的溫度條件之后,教師再將該認識過渡到乙烯制備實驗的條件控制上,學(xué)生自然會明白該實驗要將溫度迅速升高到 170℃的道理.
2.通過具體教學(xué)示例以及具體的實驗探究活動,發(fā)展學(xué)生控制實驗條件的能力
教師可以通過具體的教學(xué)示例,使學(xué)生體會控制實驗條件的重要性.教學(xué)示例的使用要盡可能調(diào)動學(xué)生的積極性,使學(xué)生通過討論、交流等自主性學(xué)習(xí)活動,來分析哪些實驗條件影響實驗結(jié)果,是如何影響的,科學(xué)家是如何對這些實驗條件進行控制的,使學(xué)生在具體的討論、交流活動中體會控制實驗條件的重要性.教師還可以通過具體的實驗探究活動,使學(xué)生親身經(jīng)歷控制實驗條件的過程.學(xué)生控制實驗條件意識的發(fā)展,不僅體現(xiàn)在觀念層面、理論層面,還要落實到實踐活動中,讓學(xué)生學(xué)習(xí)和運用控制實驗條件的方法.學(xué)習(xí)和運用實驗條件的控制方法,不能脫離具體的實驗探究活動,應(yīng)緊密結(jié)合具體的化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容來進行.學(xué)生只有親身經(jīng)歷了控制實驗條件的過程,才能增強控制實驗條件的意識,才能發(fā)展他們的實驗探究能力.
2有機化學(xué)教材引進概況
隨著越來越多的國外優(yōu)秀有機化學(xué)教材被引入國內(nèi)課堂,為基礎(chǔ)有機化學(xué)教材的改革提供了更多更豐富的素材,也為我們提供了了解國外優(yōu)秀有機化學(xué)教材編寫模式的視角。我們調(diào)查了北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、南開大學(xué)、蘭州大學(xué)、中山大學(xué)、吉林大學(xué)等9所國內(nèi)化學(xué)學(xué)科發(fā)展較好的學(xué)校,搜尋了各校圖書館2001至2010年國外有機化學(xué)教材引進情況(不含電子資源)。近10年來,北京大學(xué)引進有機化學(xué)教材數(shù)最多,達30套,南開大學(xué)、吉林大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)各達20余套、清華大學(xué)引進12套,其他大學(xué)則不足10套。從時間上看,2008年以來,北京大學(xué)、吉林大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)明顯加快了引進國外教材的步伐。從引進書目看,各大學(xué)引進的國外教材很接近,集中于McMurry、Wade、Carey、Solomons、Vollhardt、Bruice、Smith、Brown等編著的有機化學(xué)教材,具體情況見表1。從表1信息可以看出,引進L.G.Wade編著的有機化學(xué)教材的學(xué)校最多,所調(diào)查的9所大學(xué)全部引進,其次是FrancisA.Carey編著的有機化學(xué)教材,有7所大學(xué)引進。國外有機化學(xué)教材的翻譯本則只有McMurry、Wade、Morrison、Vollhardt等編著的少數(shù)幾種有機化學(xué)教材,而且原版出版時間都是2006年及2006年之前的。顯然,國外教材的翻譯工作遠遠落后于國外教材的再版速度,因此國外教材的翻譯工作已迫在眉睫。
3引進版有機化學(xué)教材的利用情況
目前國內(nèi)大學(xué)的國外教材利用情況,僅限于圖書館引進、教師當做參考書的范疇,離廣泛用作學(xué)生的參考書還很遙遠。各個大學(xué)雖然加快了引進有機化學(xué)教材的步伐,但是引進的數(shù)量很有限,一般都是1~2本館藏,僅夠1~2位教師作參考書。從教師對有機化學(xué)課程的安排看,給學(xué)生指定的教材中,國外教材所占比例不多。表2列出了9所大學(xué)指定的有機化學(xué)課程教材和參考書。從表2可以看出,只有清華大學(xué)將Solomon的《有機化學(xué)》列為教材,其他學(xué)校都將國外教材列為參考書,浙江大學(xué)沒有分教材和參考書。從表2信息還可注意到,授課教師和圖書館的聯(lián)系不夠密切,有時不能及時地了解到新版教材信息,給學(xué)生指定的教材基本停留在20世紀90年代的版本,新世紀的參考書也停留在2005年以前的版本。與內(nèi)容改進日新月異的國外教材相比,學(xué)生從授課教師那里得到的教材和參考書信息都滯后,這不利于學(xué)生從最便捷的渠道了解最新知識及開闊眼界。
4主要引進版有機化學(xué)教材與國內(nèi)教材特點對比分析我們所調(diào)查的9所大學(xué)全部引進了L.G.Wade編著的有機化學(xué)教材,這本書是L.G.Wade編寫的OrganicChemistry(第6版,2005年)的改編版,是根據(jù)教育部關(guān)于高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量工程要重視雙語教學(xué)的文件精神,選擇國外優(yōu)秀英文原版有機化學(xué)教材,結(jié)合雙語教學(xué)的實踐經(jīng)驗改編而成的雙語教材。國內(nèi)各大學(xué)教師指定的有機化學(xué)教材及參考書的特點是:教材基本上選用本校自編教材,參考書則選擇外校編的有機化學(xué)教材。各大學(xué)選擇最多的參考書是邢其毅等編著的《基礎(chǔ)有機化學(xué)》(第2版)。下面就L.G.Wade編著的英文原版[2]《有機化學(xué)》(第6版)和邢其毅等編著的《基礎(chǔ)有機化學(xué)》(第2版)在內(nèi)容構(gòu)架上的特點以及雙語版[3]有機化學(xué)教材的改編特點進行分析。
4.1美國原版教材的內(nèi)容構(gòu)架與國內(nèi)教材的對比L.G.Wade編著的《有機化學(xué)》(第6版)與邢其毅等編著的《基礎(chǔ)有機化學(xué)》(第2版)在內(nèi)容構(gòu)架上有不同的特點,表3列出了兩本書的目錄。從表3可以看出,L.G.Wade編著的有機化學(xué)(第6版)分為三大部分。第一部分是前5章,介紹有機化學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法,有機化合物的基本結(jié)構(gòu)及靜態(tài)立體化學(xué)中的相關(guān)知識,突出了美國教材注重基礎(chǔ)理論的特點;第二部分是第6章至第17章,對于各官能團化合物,先由一章介紹結(jié)構(gòu)與制備,再由另一章介紹反應(yīng),循序漸進、由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)基礎(chǔ)知識;第三部分是第18章至最后,每章一個官能團,集中介紹結(jié)構(gòu)、命名、制備、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生運用前17章所學(xué)的基礎(chǔ)知識,分析推測新官能團的結(jié)構(gòu)、性質(zhì),激發(fā)學(xué)生的參與性與主動性,敦促學(xué)生積極思考、認真分析官能團的結(jié)構(gòu)特點與反應(yīng)的關(guān)系。教材的這種結(jié)構(gòu)特點符合學(xué)生認知順序和心理發(fā)展順序,有利于學(xué)生最大限度地理解教學(xué)內(nèi)容、把握有機化學(xué)的規(guī)律、提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。邢其毅等編《基礎(chǔ)有機化學(xué)》(第2版)的結(jié)構(gòu)特點是每種官能團化合物自成一章,相關(guān)的命名、結(jié)構(gòu)、機理、運用等在該章中統(tǒng)一介紹,全書內(nèi)容整齊、規(guī)整,但重點不夠突出,尤其是有關(guān)基礎(chǔ)理論、機理和立體化學(xué)部分沒有國外教材內(nèi)容豐富。L.G.Wade編著的有機化學(xué)教材,從每章的內(nèi)容構(gòu)架上顯示出了作者的獨具匠心。例如烯烴的反應(yīng)一章,首先講述碳碳雙鍵的反應(yīng)性,概括出加成反應(yīng)、消除反應(yīng)、取代反應(yīng),再分別講述這3種反應(yīng)的機理及應(yīng)用,于章末給出解題要點,最后附上本章小結(jié)。全書基本上沿用了這種先概括、后展開、提要點、再歸納這樣的結(jié)構(gòu)安排,非常有利于整章內(nèi)容的貫穿以及建立綜合題解的思路,有利于對內(nèi)容紛繁復(fù)雜的有機化學(xué)反應(yīng)進行歸納、整理和記憶。邢其毅等編《基礎(chǔ)有機化學(xué)》(第2版),全書每章基本上遵循了結(jié)構(gòu)、命名、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)(反應(yīng))、制備這樣的結(jié)構(gòu)順序,體現(xiàn)了教材結(jié)構(gòu)的整體性和規(guī)律性,但在內(nèi)容的歸納和整理方面優(yōu)勢不明顯。
4.2改編版教材的內(nèi)容和特點由王梅、姜文鳳改編的Wade《有機化學(xué)》(第6版)是有機化學(xué)雙語教材,對英文原版教材只做章節(jié)順序的調(diào)整和內(nèi)容的刪減,未增加新的英文內(nèi)容,目的是使改編的雙語教材保持英文版教材的“原汁原味”,保持原版教材的學(xué)術(shù)思想。為了使改編教材的章節(jié)編排遵循有機化學(xué)雙語教學(xué)的特點,該教材將有機化合物的命名部分從各章中抽出來,合并為新的一章,作為第3章“BriefIntroductionandNomenclatureofOrganicCompounds”,并對部分有機化學(xué)專業(yè)詞匯、術(shù)語及化合物名稱給出中文注釋,在書后增加了專業(yè)詞匯中英文對照表,以便于學(xué)生自學(xué)和查閱。改編教材適當調(diào)整了章節(jié)順序,例如,將原版教材第15章“ConjugatedSystems,OrbitalSymmetry,andUltravioletSpectroscopy”調(diào)換為第11章,緊隨介紹烯烴(第9章)和炔烴(第10章)的章節(jié)之后;并將第15章中紫外光譜的內(nèi)容抽出來與紅外光譜合并作為第12章,將質(zhì)譜與核磁共振譜合并作為第13章;同時,在每章末增加中文概要,以利于學(xué)生對教學(xué)重點的理解和掌握。改編后的雙語教材的內(nèi)容符合國內(nèi)的教學(xué)特點,便于國內(nèi)教師進行雙語教學(xué)時使用。
5對引進與利用國外教材的建議
有機化學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科。有機化學(xué)實驗課能夠幫助學(xué)生從理論上升到實踐來理解和掌握有機化學(xué)中的基本理論和基本反應(yīng),是幫助學(xué)生學(xué)好有機化學(xué)理論知識的必要環(huán)節(jié)和有效途徑。有機化學(xué)實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生掌握有機化學(xué)實驗基本操作、基本技能的必經(jīng)手段。良好的實驗教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)和探索激情。
一、大學(xué)有機化學(xué)和實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與存在的問題
1.教學(xué)中演示不直觀
有機化學(xué)實驗教學(xué)中,反應(yīng)方程式和機理數(shù)目繁多,書寫費時費力,并且很不直觀。尤其對于講解中的重點和難點,如有些有機分子的立體結(jié)構(gòu)和立體化學(xué)問題感到困難。在黑板上畫出具體的立體異構(gòu)時,很是費時,并且不具備規(guī)范性的比例關(guān)系。即使利用掛圖和自制分子模型也不能很好地顯示出實際分子的立體化學(xué)。而有機化學(xué)中的大分子和高分子的結(jié)構(gòu),如淀粉、糖類和蛋白質(zhì)等,都不能很好地給學(xué)生進行演示,只能根據(jù)書本中的內(nèi)容作簡單介紹?,F(xiàn)在的課程一方面強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,一方面大力壓縮課時。故而,教師在課堂上只能進行精簡的講解,自學(xué)多練大都依賴學(xué)生的自覺行為。如果要系統(tǒng)地闡述某些問題,時間上不允許。但是部分學(xué)生反映自學(xué)時難度很大,這樣,就產(chǎn)生了一個矛盾。我們主動積極地進行了網(wǎng)絡(luò)自學(xué)課件的開發(fā),利用網(wǎng)絡(luò)CAI課件從很大程度上緩解了由于課時縮短、教學(xué)內(nèi)容難以系統(tǒng)講解的困難。
2.實驗內(nèi)容零散,重點不突出
傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗與理論課程的進程不協(xié)調(diào),實驗的重點內(nèi)容限于物質(zhì)性質(zhì)的驗證性實驗和一些簡單的制備實驗,教學(xué)方法側(cè)重“依瓢畫葫蘆”式的照方抓藥操作,而且整個實驗室所有的學(xué)生的實驗內(nèi)容和方式都一樣,缺乏創(chuàng)造性的激勵等弊端。因此,學(xué)生對有機化學(xué)實驗沒有多大興趣,把做實驗當作完成任務(wù),將學(xué)習(xí)有機化學(xué)的重點放在記憶一些理論有機化學(xué)中的基本理論、基本概念和一些反應(yīng)以應(yīng)付考試,不能理論聯(lián)系實驗深刻理解有機化學(xué)中的精華。
二、大學(xué)有機化學(xué)實驗教學(xué)模式改革
1.運用多媒體實驗教學(xué),加強學(xué)生學(xué)習(xí)的能動性
在有機實驗中積極引入多媒體教學(xué)軟件,視聽教材、錄像、Powerpoint課件。在基礎(chǔ)理論課上運用多媒體電教室對基本實驗儀器,基礎(chǔ)操作進行演示和講解。每次實驗前,在對將要做的實驗進行講解后,在電腦中演示三維操作動畫,先將整個操作流程播放一遍,然后操作步驟進行回放和停頓,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)需要特別注意的,并對學(xué)生提出問題,學(xué)生在思考討論后,抽查一位同學(xué)進行示范和講解實驗操作鼓勵其他同學(xué)提出問題,并討論操作是否正確和規(guī)范。最后由老師進行點評和操作示范,學(xué)生按照操作順序和要點再練習(xí)獨立操作,并由老師逐一進行檢查評估,指導(dǎo)并及時對存在的問題加以糾正。
2. 精心選擇有機物合成實驗
在有機物制備實驗中,本著學(xué)習(xí)控制實驗條件以及鞏固基本操作訓(xùn)練的原則,選擇了一些產(chǎn)率較高的比較經(jīng)典的有機合成實驗,盡量保證每個合成實驗都能有針對性地訓(xùn)練學(xué)生的實驗操作基本技能。在實驗中,注意培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,思維能力與實驗動手能力。教育學(xué)生不放過實驗中的異?,F(xiàn)象,不輕易茍同書本或文獻的說法,允許學(xué)生在一定范圍內(nèi)探索實驗,在保證安全性的前提下對實驗裝置進行改進,同時培養(yǎng)學(xué)生的良好實驗習(xí)慣:操作快速、規(guī)范,臺面整潔有序,裝置美觀、穩(wěn)固,并且要求學(xué)生精確控制反應(yīng)條件,力求達到較高的產(chǎn)率,得到純凈的產(chǎn)品。由于選擇的反應(yīng)屬于經(jīng)典反應(yīng),實驗條件易于控制,只要按照規(guī)定的要求進行規(guī)范操作,一般都可以達到滿意的效果。
3.開設(shè)設(shè)計性實驗
設(shè)計性實驗,需要學(xué)生結(jié)合理論課和實驗課知識,進行合成路線的設(shè)計,實驗條件的控制,實驗方法與實驗裝置的選擇,產(chǎn)物的提純與純度的鑒別的設(shè)計,還需要學(xué)生在實驗過程中探索最佳的反應(yīng)條件,根據(jù)實驗中出現(xiàn)的問題認真分析討論,進行綜合,反復(fù)修改實驗設(shè)計方案,直至達到最佳實驗方案與結(jié)果。這種研究性的實驗給學(xué)生提供了獨立動腦、動手的機會,使他們自覺地去查閱相關(guān)文獻,綜合應(yīng)用所學(xué)的理論知識與實踐技能,選擇實驗方法,制定實驗步驟,使學(xué)生在實驗過程中處于完全主動的地位,充分發(fā)揮他們的想象力與創(chuàng)造力,對培養(yǎng)他們獨立進行科學(xué)研究的能力有著非常重要的作用。
有機化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、動手操作能力、觀察能力、設(shè)計實驗的能力、提出實驗中遇到的問題并設(shè)計方案來解決問題的能力、以實驗為基礎(chǔ)理解化學(xué)的能力為重點,特別是要以培養(yǎng)具有基礎(chǔ)科研能力的人才為教學(xué)目標。
參考文獻
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)39-0067-03
有機化學(xué)是研究有機化合物的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)、變化和應(yīng)用的科學(xué)。有機化學(xué)學(xué)科自身特定的語言系統(tǒng)、價值觀念、思維、行為方式,形成了獨特的理論體系和研究方法,擁有自己穩(wěn)定的范疇體系。有機化學(xué)學(xué)科文化中的價值標準、哲學(xué)思想、思維模式、語言系統(tǒng)等不僅影響著該學(xué)科的發(fā)展趨勢也影響著其他學(xué)科包括人的發(fā)展。
思維是人對客觀事物和現(xiàn)象的一種本質(zhì)上的概括和間接的認識,是人的心理活動中最高級、最復(fù)雜的反映形式。在有機化學(xué)學(xué)習(xí)中,通過閱讀、聽課、觀察、實驗、練習(xí)等活動得到的感性材料,需要經(jīng)過大腦的思維活動進行加工、改造、升華,最終變成理性認識,轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的成果?;瘜W(xué)中的基本思維方法主要包括抽象思維和形象思維兩大類,并內(nèi)含科學(xué)抽象、邏輯方法、觀察聯(lián)想、想象創(chuàng)新等豐富內(nèi)容。
有機化學(xué)是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程,內(nèi)容廣泛,知識點多。如果在有限的課時內(nèi)為完成教學(xué)任務(wù)而采取滿堂灌的方法,學(xué)生就會在教學(xué)過程中處于十分被動的地位,能力培養(yǎng)更無從談起。為了打破這種沉悶的教學(xué)局面,活躍課堂氣氛,應(yīng)該對有機化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行不斷探索,形成有自己特色的較為完整的有機化學(xué)教學(xué)及教學(xué)改革思路。以下就筆者在有機化學(xué)教學(xué)中貫穿對學(xué)生化學(xué)思維方法的訓(xùn)練談?wù)勛龇ê腕w會。
一、化學(xué)思維方法與基本理論、基本知識的辯證關(guān)系
化學(xué)思維是從事化學(xué)教學(xué)與研究的基本手段和工具,既有自然科學(xué)的一般思維方法的共性又有個性。當前,隨著現(xiàn)代化學(xué)的迅猛發(fā)展,在校學(xué)生不可能完全掌握化學(xué)的所有知識,這在客觀上要求我們把化學(xué)思維方法充實到實際的教學(xué)中,給學(xué)生較為系統(tǒng)的訓(xùn)練和指導(dǎo),使他們學(xué)到最有用最基本的化學(xué)思維方法,以便能夠自主、獨立、能動、持續(xù)地獲取化學(xué)知識,成為一個具有創(chuàng)造活力的化學(xué)工作者。
有機化學(xué)課程大綱的一般要求是“使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握有機化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能”,而對化學(xué)思維方法的訓(xùn)練缺乏足夠的認識。事實上化學(xué)思維的訓(xùn)練與有機化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能的掌握有著科學(xué)的辯證關(guān)系,基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能的掌握是具備化學(xué)思維方法的基礎(chǔ)和前提,反之有良好的化學(xué)思維方法能促進對化學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能的掌握,既表現(xiàn)了對化學(xué)知識量的積累的加速也加深了對知識的理解,提高了對知識的概括和運用能力。
二、在有機化學(xué)課堂教學(xué)中,注意培養(yǎng)良好的化學(xué)思維方法
注意將化學(xué)思維方法引入自己的課堂教學(xué)中,例如在講解環(huán)己烷的構(gòu)象時,可以采用模型,學(xué)生看到用球棍模型連成的環(huán)己烷,發(fā)現(xiàn)環(huán)己烷的所有鍵的鍵角都符合四面體的要求,說明環(huán)己烷是一個無角張力的環(huán),而且隨鍵的轉(zhuǎn)動環(huán)己烷不只有一種構(gòu)象。隨后引導(dǎo)學(xué)生注意環(huán)己烷的兩種典型的構(gòu)象,比較兩者在能量上的不同。根據(jù)直觀模型學(xué)生很快可以比較出椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定,因為船式構(gòu)象原子之間比較擁擠,斥力大,在此基礎(chǔ)上進一步引導(dǎo)學(xué)生利用已經(jīng)學(xué)過的乙烷構(gòu)象知識從另一個角度來說明為什么椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定。通過觀察學(xué)生比較容易比較出椅式構(gòu)象相當于乙烷的交叉式構(gòu)象而船式構(gòu)象相當于乙烷的重疊式構(gòu)象,所以椅式構(gòu)象比船式構(gòu)象穩(wěn)定,通過對環(huán)己烷的構(gòu)象分析學(xué)生很快能夠?qū)ζ渌h(huán)烷烴的構(gòu)象穩(wěn)定性做出判斷。再如,在教學(xué)中以“穩(wěn)定性”原理作為貫穿有機化學(xué)全局的主線,將有機化合物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性能的關(guān)系辯證地統(tǒng)一起來,將穩(wěn)定性大小、體系能量高低、結(jié)構(gòu)因素、反應(yīng)活性以及反應(yīng)規(guī)律連成有機化學(xué)教學(xué)的一條主線,這樣講授的結(jié)果可以取得前呼后應(yīng)、貫穿始終、深入淺出、舉一反三的效果。學(xué)生如果掌握了“穩(wěn)定性”原理這一思維方法就會對有機化學(xué)中的結(jié)構(gòu)問題、反應(yīng)歷程、反應(yīng)活性問題以及反應(yīng)方向問題有深刻的理解,從而達到事半功倍的作用。
三、將化學(xué)思維方法用于解釋人的社會行為和社會現(xiàn)象
筆者在有機化學(xué)的課堂教學(xué)中經(jīng)常將“雜化軌道”理論、“誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)”理論、“動力學(xué)控制與熱力學(xué)控制”、“非鍵原子之間的作用力”、“空間位阻效應(yīng)”等等用來解釋人在社會中的行為活動,雖然有些例子也許還不是十分恰當,但這樣結(jié)合和擴展的結(jié)果增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也使學(xué)生認識到知識和原理都是彼此有內(nèi)在聯(lián)系和相通的,化學(xué)思維方法既體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科自身的特點也有自然科學(xué)和社會科學(xué)一般思維方法的共性。這樣做的結(jié)果學(xué)生既感到有機化學(xué)有很好的規(guī)律性可循也增加了有機化學(xué)這門經(jīng)典學(xué)科的魅力,加深了對所學(xué)知識和原理的認識。例如,空間位阻效應(yīng)又稱立體效應(yīng),主要是指分子中某些原子或基團彼此接近而引起的空間阻礙和偏離正常鍵角而引起的分子內(nèi)的張力,空間阻礙一般會降低反應(yīng)速率,例如,在溴代烷的雙分子親核取代反應(yīng)中,由于烷基體積的增大,引起空間阻礙,使反應(yīng)速率變小。然而在有些反應(yīng)中,立體效應(yīng)有可能增加反應(yīng)速率,例如,在單分子親核取代反應(yīng)中,三烷基取代鹵代烷的烷基增大時,由于取代基之間的空間斥力,引起碳鹵鍵的異裂,導(dǎo)致碳正離子的形成,從而提高了反應(yīng)速率。空間位阻效應(yīng)緣于非鍵原子或基團之間在其距離小于范德華半徑是產(chǎn)生的排斥力是體系能量升高,而避免這種排斥力從而降低體系的能量是分子體系在靜態(tài)和動態(tài)時的必然要求。根據(jù)這一原理就不難理解人們在處理各種人與人之間的關(guān)系時需要保持適當距離,距離太近會產(chǎn)生排斥,太遠則不構(gòu)成作用力,所以人們在交談時,身體應(yīng)該保持一個適當距離,朋友關(guān)系、戀人關(guān)系也是這樣,即所謂的“度”?!昂镭i原理”其實也是該原理的具體體現(xiàn),用以上化學(xué)原理來解釋是空間位阻效應(yīng)的使然。
四、有機化合物結(jié)構(gòu)測定方法原理對于分析處理事物的指導(dǎo)意義
分析綜合與綜合分析這一哲學(xué)思想在確定有機化合物的結(jié)構(gòu)時是普遍遵守的一種方法原理。在進行天然有機化合物的結(jié)構(gòu)分析時,首先要從大量的天然有機物中提純、分離出各種不同組分的純物質(zhì)或有效成分,然后再根據(jù)各種譜學(xué)方法所提供的不同角度的信息,經(jīng)分析、綜合、推理、判斷,常能做出合乎邏輯的結(jié)構(gòu)鑒定,因此把這種從分析到綜合的思想方法,叫作分析綜合法。要想對最初化合物的結(jié)構(gòu)弄清楚,必須分析在前、綜合在后,而只有分析徹底、才能綜合得體。所謂分析,則必經(jīng)前期對物質(zhì)客體進行精細的分離提純,然后通過多種現(xiàn)代物理測試手段進行分析表征,從中收集各種不同的資料信息。所謂綜合,就是作為主體的人對紛繁實驗數(shù)據(jù)現(xiàn)象進行去粗存精、去偽存真、由此及彼、由表及里的全方位思考,同時通過篩選、邏輯推理,最終達到準確判斷。不言而喻,綜合并非簡單加和或機械加工,而是一個主客體對話、認識飛躍的創(chuàng)新過程,所以綜合比分析在認識層次上更高級更復(fù)雜,在思維運作上更抽象更精彩。無數(shù)事實也說明,客觀事物的抽象性程度愈高,對物質(zhì)運動的認識就愈深刻。也由此領(lǐng)會到有機化學(xué)研究的方法在于努力借助現(xiàn)代手段、珍惜客觀反映信息,又重視抽象而辯證的思想方法、力促本體規(guī)律的真實體現(xiàn),這樣才能達到合乎邏輯的結(jié)構(gòu)鑒定的效果。進行結(jié)構(gòu)測定的目的,在于掌握性能與結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系,從而找出設(shè)計合成及應(yīng)用領(lǐng)域的內(nèi)在規(guī)律。
五、引導(dǎo)學(xué)生用辯證唯物主義觀點認識問題解決問題,加強化學(xué)思維方法訓(xùn)練
使學(xué)生正確認識理論與實驗的關(guān)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)有機化學(xué)時容易形成重理論輕實驗的現(xiàn)象,為了糾正這種想法,可以講一些有關(guān)有機化學(xué)實驗的化學(xué)史。如韋勒在實驗室用無機物合成尿素,成為打破傳統(tǒng)的生命力學(xué)說的開端,為人工合成有機物提供了例證。另外,格林試劑的由來,伍德沃德合成,扎依切夫規(guī)則和霍夫曼規(guī)則等都是在實驗基礎(chǔ)上成功的。這些事例使學(xué)生們體會到了化學(xué)確實是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),絕不能重理論輕實驗。
化學(xué)家們的很多偶然發(fā)現(xiàn),如:黃鳴龍對Wolff―Kishner還原方法的改進、費歇爾糖的發(fā)現(xiàn)、D?L甘油醛構(gòu)型的確立,阿柯糖的意外得到等,這些看似偶然的發(fā)現(xiàn),其實存在有一定的必然性,揭示了事物內(nèi)部的客觀發(fā)展規(guī)律。如果苯肼與碳基沒有親核加成反應(yīng),費歇爾不可能意外地得到糖,沒有費歇爾的嘔心瀝血,這些偶然也不可能發(fā)生在他身上。
六、發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性
在新的科學(xué)技術(shù)革命的浪潮中基礎(chǔ)課程要反映當代科學(xué)的新成就,如現(xiàn)在的有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中增加有關(guān)富勒烯、相轉(zhuǎn)移催化、均相催化、超分子化學(xué)、色-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的內(nèi)容等。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使知識不斷更新,這就要求學(xué)生有較強的自學(xué)能力以適應(yīng)畢業(yè)后工作的需要,這也對教師提出了更高的要求。圍繞整個課程的主干內(nèi)容,緊密圍繞“穩(wěn)定性原理”這條主線由淺入深地將最基本的東西教給學(xué)生,使學(xué)生能舉一反三掌握住一把打開本學(xué)科知識的鑰匙。講課過程中可留下問題,指定參考資料,布置思考題,讓學(xué)生自己去學(xué)習(xí)思考,引導(dǎo)學(xué)生多思多想,發(fā)現(xiàn)更多的疑點,提出更多的問題,掌握有機化學(xué)學(xué)科體系的思維方法。若將學(xué)生的積極性調(diào)動起來,他們就會主動地查閱參考資料,增進知識,從而鍛煉自己的思維能力,這樣的學(xué)習(xí)效果才會得到保證。放寬有機化學(xué)知識口徑,調(diào)整課程內(nèi)容,明確課程目標和要求,在切實加強“三基本”的前提下,精選教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合國內(nèi)外最新研究成果和動態(tài),注意把新的知識引入課堂。解決好四個矛盾,即課時少與內(nèi)容多的矛盾;經(jīng)典理論與現(xiàn)論的矛盾;理論與應(yīng)用的矛盾;課程體系與相關(guān)學(xué)科之間融合、滲透與交叉之間的矛盾。還應(yīng)活躍課堂教學(xué)氣氛,鼓勵學(xué)生與教師平等地討論問題,爭論問題。創(chuàng)造尊師愛生,在學(xué)術(shù)問題上平等的良好學(xué)風(fēng),這將有利于教師和學(xué)生知識的更新和水平的提高,完成人才培養(yǎng)的目標。
有機化學(xué)正伴隨著人類科學(xué)技術(shù)的巨大進步而迅猛發(fā)展,有機化學(xué)研究領(lǐng)域不斷擴張,有機化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其作用機理揭示了豐富的哲學(xué)思想,并向世人展示出一幅物質(zhì)世界普遍聯(lián)系的壯美景象,啟迪著人們的心智,也為人類探索有機物質(zhì)世界的本質(zhì)提供可遵循的思路。因此,學(xué)習(xí)有機化學(xué)基本知識的目的不在于為知識而知識,更在于了解和學(xué)習(xí)化學(xué)的思維方法,從有機化學(xué)學(xué)習(xí)的角度掌握辯證唯物主義的世界觀和方法論,啟迪科學(xué)思維,培養(yǎng)科學(xué)方法,提高科學(xué)素養(yǎng),為真正成為具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。
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1綠色化有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的意義
1.1降低實驗過程中有毒化學(xué)試劑造成的嚴重污染高校有機化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化教學(xué)改革是一個多層面、全方位的實踐操作環(huán)節(jié),需要從教學(xué)目標至高校學(xué)生專業(yè)技能的全面培養(yǎng),從有機化學(xué)實驗教學(xué)的基本內(nèi)容至教學(xué)理念,從課程結(jié)構(gòu)至教改模式評價等方面進行全面性的改革.綠色化學(xué)是高?;瘜W(xué)專業(yè)近年來興起的一門學(xué)科,其實質(zhì)是采用相應(yīng)的化學(xué)理論知識和專業(yè)技能,從根本上解決由于有機化學(xué)實驗所引發(fā)的環(huán)境污染問題.綠色化教學(xué)改革模式提倡,在有機化學(xué)實驗中使用化學(xué)試劑時,應(yīng)嚴格遵守5個基本原則,稱為“5R”原則,即不進行危險化學(xué)物品的使用(Reject),減少化學(xué)試劑在實驗過程中的使用劑量(Reduce),通過有效的策略促使化學(xué)試劑循環(huán)應(yīng)用(Recycle),化學(xué)品采取科學(xué)的措施回收再利用(Reuse),促使化學(xué)物品再生(Regeneration)[1-2].高校實施有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的本質(zhì)是促使學(xué)生的專業(yè)技能、實踐精神和創(chuàng)新能力得到全面提升.但是,整個有機化學(xué)實驗操作過程中,由于有毒試劑所造成的自然環(huán)境污染現(xiàn)狀較為嚴重,需要通過綠色化教學(xué)改革對此進行調(diào)整與改善.
1.2綠色化有機化學(xué)實驗教學(xué)改革的作用
實行綠色化高校有機化學(xué)實驗教學(xué)改革是我國高校化學(xué)實驗改革的全新環(huán)節(jié)和創(chuàng)新階段.有機化學(xué)實驗在具體操作過程中,有毒化學(xué)試劑會形成巨大的毒性,這些毒性散播到空氣中,將會對自然環(huán)境造成嚴重的危害,所形成的廢氣、廢液將會引發(fā)一系列環(huán)境污染問題的產(chǎn)生[3].就我國當前的技術(shù)水平而言,未能有效對整個實驗操作環(huán)節(jié)實行全綠色化教學(xué)模式改革,但可以通過當前已有的實驗條件和設(shè)施,科學(xué)地針對高校有機化學(xué)實驗的基本特征,對實驗過程中的有毒試劑實行可行性的綠色化改進.促使化學(xué)物品通過科學(xué)性的策略能夠再利用,從而促使學(xué)生有機化學(xué)實驗操作技能得到全面增強,同時也合理地降低有機化學(xué)實驗過程中由于廢物排放所引發(fā)的環(huán)境污染.高校有機化學(xué)實驗課程中,實行綠色化學(xué)教學(xué)模式,按照綠色化學(xué)的基本思想,在整個有機化學(xué)實驗操作中,化學(xué)物品的使用操作嚴格依照“5R”的實驗原則,以此有效降低由于化學(xué)實驗造成的自然環(huán)境危害[4].
2創(chuàng)設(shè)科學(xué)、完整的有機化學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系
高校有機化學(xué)實驗結(jié)構(gòu)體系對于高校學(xué)生化學(xué)實驗興趣的培養(yǎng)、實驗知識的掌握以及實驗操作技能的提升具有促進作用.但是,傳統(tǒng)模式中的有機化學(xué)實驗課程存在一定的弊端.在實驗過程中,一些化學(xué)試劑或有毒化合物對環(huán)境造成嚴重破壞,并且學(xué)生無法對化學(xué)實驗進行全面、深入的掌握與認識.此外,在整個有機化學(xué)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中,大部分學(xué)生會將諸多的時間與精力放置在實驗結(jié)果中,而忽視了實驗過程.與此同時,諸多高校學(xué)生在有機化學(xué)實驗操作過程中,不能按照科學(xué)的標準進行規(guī)范性操作,學(xué)生的專業(yè)技能與科學(xué)素養(yǎng)無法得到有效提升.因此,需要創(chuàng)設(shè)科學(xué)、完整的有機化學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系.
2.1全面重視實驗操作過程
在保障有機化學(xué)實驗操作的前提下,需要將綠色有機化學(xué)理念引入到實驗過程中,確保實驗操作不會對環(huán)境造成嚴重危害,提倡高校學(xué)生對整個實驗操作過程的基本操作流程進行合理化的改革.采取創(chuàng)新方式,由學(xué)生自主確定并實施實驗方案,這樣可以降低化學(xué)試劑所造成的毒性,促使學(xué)生形成良好的實驗操作習(xí)慣.使學(xué)生對實驗?zāi)苷w把握,提高學(xué)生運用有機化學(xué)理論知識的能力和獨立思考的能力,進而使學(xué)生對有機化學(xué)實驗操作過程能夠全面重視[5].
2.2注意實驗課的教學(xué)方式
諸多高校教師依舊采用傳統(tǒng)方式的化學(xué)實驗操作,未能有效與學(xué)生進行及時溝通與互動,對于學(xué)生知識的掌握情況無法及時掌握,一部分學(xué)生對實驗基本操作不能有效地理解與掌握.這些問題主要是由于在實驗操作過程中照本宣科的傳統(tǒng)模式導(dǎo)致的.因此,從綠色和節(jié)約成本的目的出發(fā),提出改革建議:(1)改變現(xiàn)有的陳舊教學(xué)方式,有效利用“互聯(lián)網(wǎng)+”,建立新型的慕課關(guān)系,注重學(xué)生創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)主動性,慕課不僅能夠提煉教學(xué)內(nèi)容,還能提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率[6];(2)提倡實驗教學(xué)的微量化,縮短實驗進程,降低實驗經(jīng)費.然而減少投料量就可能導(dǎo)致實驗失敗,所以微量化在體現(xiàn)“綠色化”的同時,又對學(xué)生的實驗操作能力提出更高的技能要求[7].
3基于綠色化教學(xué)的高校有機化學(xué)實驗的實施
3.1實驗教學(xué)適當與信息技術(shù)相結(jié)合
化合物性質(zhì)的實驗是高校有機化學(xué)實驗的重要內(nèi)容,涉及諸多種類的化學(xué)試劑,可以有效強化學(xué)生對實驗理論知識、實驗思想的全面理解,促使學(xué)生通過實驗提升對化合物的鑒別能力.若在高校化學(xué)實驗中,按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式,在實驗過程中2個學(xué)生為一組進行實驗操作,需要將所有的實驗內(nèi)容全部完成.這種情況下,將會用到諸多種類的化學(xué)試劑,且試劑的使用量較多,花費時間長,整個實驗將會給環(huán)境造成嚴重的破壞.為了對該現(xiàn)狀進行合理解決,需要采取科學(xué)可行的策略,即將此實驗教學(xué)內(nèi)容通過一次教學(xué)過程進行有效的操作.對于造成嚴重性的環(huán)境破壞、毒性巨大的實驗(如苯的硝化反應(yīng)),以我國目前的科技水平而言,無法對其污染情況進行綠色化改進.針對此情況,可以利用信息技術(shù)將實驗過程進行模擬.近幾年,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益完善與發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)中模擬化學(xué)實驗的視頻資源十分豐富,將高校有機化學(xué)實驗教學(xué)適當?shù)嘏c信息技術(shù)手段有機結(jié)合,能夠有效降低由于化學(xué)實驗造成的環(huán)境破壞[8].
3.2整合實驗內(nèi)容,設(shè)置綜合性實驗
傳統(tǒng)模式下的高校有機化學(xué)實驗包括3個基本部分的實驗操作內(nèi)容:第一部分,化學(xué)實驗基礎(chǔ).如化合物的萃取等操作.第二部分,實驗部分.此環(huán)節(jié)中的實驗是驗證性的有機化學(xué)實驗操作,主要是對每一類化合物的基本性質(zhì),通過實驗的方式進行全面的檢驗與證明,進而能夠有效促使學(xué)生對化合物基本知識與理論的深入掌握,并確保學(xué)生對化學(xué)實驗內(nèi)容進行全面吸收.第三部分,合成實驗.此部分主要是對學(xué)生的綜合化學(xué)實驗操作技能進行全面性的考查.一般情況下,高校有機化學(xué)實驗中的合成實驗,僅僅是通過化合物的合成反應(yīng)進行設(shè)計,這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式導(dǎo)致了有機化學(xué)中的部分實驗具有一定的鼓勵性,一部分學(xué)生在實驗操作過程中,單一地對實驗結(jié)果進行重視,忽略了實驗的基本操作過程,多數(shù)學(xué)生對于化合物合成實驗的基本理念與思想沒有掌握.由此可見,傳統(tǒng)的有機化學(xué)實驗操作造成學(xué)生無法對化學(xué)實驗進行全面性、深入化的掌握與認識,忽視了化學(xué)實驗內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性.這就造成一部分學(xué)生在進行有機化學(xué)實驗操作時,存在到了后面環(huán)節(jié)卻忘記了學(xué)過的理論知識.另外,合成實驗部分通常會安排在實驗教學(xué)的后期,實驗之后所回收的諸多化學(xué)物品不能采取科學(xué)可行的措施對其再用,進而給自然環(huán)境帶來嚴重性的破壞,這種操作方式嚴重違背了綠色化教學(xué)模式與教學(xué)理念.由此可見,為了在實驗操作過程中全面提升化學(xué)試劑的使用效率,促使學(xué)生對有機化學(xué)實驗進行深入掌握.同時,實驗過程中所涉及到的化學(xué)試劑采用科學(xué)化的方式,避免其對環(huán)境造成一定的負面影響,將高校有機化學(xué)實驗中的一部分內(nèi)容進行有效整合,在其中設(shè)置一些綜合性的實驗.
4結(jié)束語
通過有機化學(xué)實驗教學(xué)改革,有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題,培養(yǎng)了學(xué)生的實驗動手能力、創(chuàng)造能力和科研能力,教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)都得到了提高.有機化學(xué)實驗綠色化教學(xué)改革的順利進行,必須從實際出發(fā),進一步完善教學(xué)內(nèi)容,探索行之有效的實驗操作模式,不可盲目實施.此外,實驗綠色化教學(xué)改革還可以將微波反應(yīng)技術(shù)、仿真實驗運用于其中,既可以緩解設(shè)備不足的壓力,也能減少有機化學(xué)實驗造成的環(huán)境污染和對實驗人員的健康損害.
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