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有機化學概念樣例十一篇

時間:2023-11-29 11:03:15

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有機化學概念

篇1

受一位朋友之托,用六天的時間給他的侄子講講競賽化學的內容。我也覺得是個挑戰,所以稍有猶豫之后,接受了這個任務。接受任務還有一個重要原因,那就是在從事多年化學競賽培訓之后,我覺得確實應該重新反思一下過去:化學競賽到底是培養了學生的記憶能力,還是分析解決問題的能力;是造就了一只完美的知識容器,還是激發學生潛力,培訓學科的科學素養。

正是基于這種想法,準備的過程成為一件十分痛苦的事情,尤其是看到厚厚的兩大本《基礎有機化學(邢其毅版)》,而只有六個小時,這種壓力尤其讓我感到痛苦。在壓力和責任面前,促使我在不斷地自我否定和肯定中,艱難地尋找著有效的教學方法。當然我要做的第一件事是明確常態的競賽有機化學是怎么教的,學生是如何學的。

一、常態的競賽有機化學教學方法

教學后的反思讓我充滿了恐懼,我真的把學生當成知識的容器了嗎?我從來不關心學生高中化學對他們學習的作用嗎?我不在乎學生在課堂上的興趣嗎?

在競賽課上,當教師拿了一本一本的教科書發給學生,學生買了一本又一本的化學練習冊去做,這些行為背后已經把常態的競賽課堂的教學生態以最原始的方式暴露出來了,即陳述性知識、程序性知識的記、背、算等簡單認識能力的訓練。新的知識是通過大量機械訓練得到的,知識的存儲是呈點狀、線狀的。

從教學過程來看,“查缺補漏”教學法是不過分的。如羰基化合物性質的教學,通常在呈現完紛繁復雜的各種類型的反應之后,教師就開始“賣關子”了,為什么會有這些性質呢?這個時間就是老師講誘導效應,講共軛效應,講親核試劑的時候了。似乎很完美,不過學生真的學到了什么?學生在這個過程中化學的認識能力真的提高了嗎?

過去的問題就是我們太在意教給學生“是什么”“怎么做”的問題,而過于忽視學生解決問題的策略和能力的訓練,而這正是競賽化學要幫助學生學會的。

在評價方面,通過卷子檢查學生這些知識記住了沒有,記準確了沒有。但競賽的最終目標是學生解決化學問題的能力提高了沒有,這種通過簡單的陳述性知識的記憶程序的檢測幾乎是無效的,也就是說這種高一級的認知能力一定要通過對學生的思維進行測量,外顯學生的思維過程,了解學生思維能力的發展情況。

因此,要讓化學競賽能成為撬動學生發展潛力的杠桿,改進教學方法勢在必行。近五年的有機化學試題,內容可謂豐富至極,物質涉及烯烴、芳香烴,醇、醛和酮、羧酸和羧酸衍生物、含氮有機化合物等,反應類型包括親電加成反應、親核取代反應、親核加成反應等,還考過命名、異構……基礎有機里所涉及的內容幾乎都出現在了競賽考試中。當看到這些,也就明白了為什么各種各樣的培訓機構組織的培訓都會找到各類名氣十足的大學教授了――高中老師確實有點搞不定呀。

不是反對教授這些內容,但是這些真是競賽有機的核心化學知識嗎?核心化學知識是如何體現在各類物質、各種反應類型中的呢?基于對這些問題的反思,我提出了基于核心概念應用的有機化學教學方法。

二、基于核心概念應用的競賽有機化學教學方法

基于核心概念的教學方法,力圖改變傳統的培訓過程重知識、忽視解決問題能力的傾向,強調對學生認知結構的重構和高級認知能力的培養,重視對學生認知過程外顯化評價方式的開發,讓學生的知識和能力螺旋式上升。

1.競賽有機化學中的核心概念

對24屆、25屆、26屆化學競賽中有機化學內容進行統計分析,提煉出有機化學中的核心知識和方法:

(1)電子效應;

(2)常見的中間體產生,以及穩定性,各類有機物的活化位置;

(3)親電試劑、親核試劑的特征,親電反應、親核反應的實質。

2.教學流程的設計

教學流程的設計總是起源于學情的分析的,由于篇幅的原因,我們假設學生已完全掌握高中化學之物質結構課程標準的內容。從元素周期律、電負性、共軛等高中基本概念出發,按照從原子到分子,從熟悉到陌生的原則挑選素材,通過三個核心內容之間層次遞進的關系,讓學生以漸進的方式使用所學的知識,在學習“說題”的過程中外顯學生的思維過程,分析知識、方法、技能上的問題,并及時進行補救性教學。

教學流程的設計主要體現以下幾個特點:

(1)例子由淺到深,弱化定義性概念,核心過程的推進呈現螺旋上升的特點

弱化定義性概念的學習,是為了減少陳述性知識的記憶,而突出對概念實質的理解,也避免為了概念的嚴謹性而偏離教學的主軌道。例如,共軛效應的教學,以乙烯中的p-p共軛為基礎引入,從結構上分析產生共軛的原因,共軛的結果,進而引出p-π、π-π、σ-p等各種類型的軛,結合原子電負性談及+C和-C;例子也由乙烯到苯酚,乙烯醛,叔丁基碳正離子,由淺入深,由熟悉到陌生,但始終圍繞著電子云流動、平均化,以及額外的穩定性為主線。學生學的不是共軛概念的言上之意,而是共軛的言下之意,是在學習知識結構之后,通過反復地使用結構去應用新的素材,在應用的過程中掌握核心概念。

(2)在做中學,通過“說題”外顯思維過程,根據思維過程缺陷,及時進行補救教學

通過對已有知識結構的重構,強調在不斷地使用新的知識的過程中學習,這也是基于核心概念應用教學方法中“應用”二字的含義。在“做中學”,一是形成內容豐富知識“庫”,二是要促進知識“庫”的結構化。因此,強調兩個重要的過程,一是對期望未果的解釋,二是編排索引。

學生錯了,不知道是怎么錯的――由于知識、方法,甚至思維習慣的問題,都會出現這種情況,因此,及時對學生進行結果評價是很重要的它是引起學生反思、建構的導火索。對錯誤的分析,是老師講的,還是學生自己發現的,對于學生能真正地發現自己的問題也是重要的。我提倡學生獨立鉆研,這將有利于學生進一步重建認知結構,學生的認知能力也只能在這樣的過程中得到完善。

三、基于核心概念應用的教學方法心理學假設:從結構中“發現學習”

1.“教”結構

學科基本結構具有以下重要性:(1)它能使學科更容易理解;(2)不易遺忘;(3)保證訓練的充分遷移;(4)縮小“高級”知識和“低級”知識之間的間隙。因此,突出有機核心概念的教學,是為學生理解、分析復雜問題服務的。但是絕對不能忽視學生的主動性,只把學生當成被動的知識接受者,而應該讓學生自覺、主動地參與到知識的建構,掌握知識的整體和事物普遍性的聯系。

因此,教應該是廣義上的教的過程,即教和學,在強調教師的引導作用時,同時也注重學生的主動建構。

2.“用”結構

“用”有遷移、轉換之意,也就是指將知識處理成適應新任務的過程。從過程的角度上來看,用的過程包括以下幾個方面的特征:

(1)用科學家的視角去探索,實現“再發現”。

(2)科學、動態編排檢索,促進正遷移。

(3)根據評價,反思、重構。

篇2

初中九年級化學教材中大約有70個概念,第一章至第四章出現的化學方程式近30個,第八章概括了重要的酸、堿、鹽、氧化物的性質及它們相互反應規律,這些都是學習的重要環節。如果能把這些包括物質組成、結構、性質、變化、化學量和化學用語等基本概念弄清,并能準確地運用概念,那么學習效率就會大大提高。由此可見基本概念教學是至關重要的。但學生往往對概念理解不深不透,造成學習上的困難,失去學習信心。針對這些情況,我在教學別注重概念的教學。具體做法如下:

一、化抽象為具體,幫助學生正確理解概念

1.通過化學實驗導出概念

如在形成“催化劑”和“催化作用”概念時,做好氯酸鉀加熱分解的幾個對比實驗。學生觀察到加熱氯酸鉀時放出氧氣速率較慢;加熱二氧化錳時不放出氧氣;加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物時,放出氧氣的速率很快。這時再把加熱氯酸鉀和二氧化錳后的剩余物進行分離,把黑色的二氧化錳烘干、稱量。又把干燥的二氧化錳和氯酸鉀一起加熱,放出氧氣速率仍很快。這樣學生不僅建立了催化劑的概念,即“一改變”“二不變”,而且掌握了獲得概念的方法。又如在“質量守恒定律”概念教學中,在提出“物質發生化學變化時,參加反應的各物質的質量總和與反應后生成的各物質的質量總和是否相等?”后,教師先做磷在密閉容器中燃燒的實驗,然后讓學生分組做氫氧化鈉和硫酸銅的反應、氯化鈉和硝酸銀的反應、氯化鋇和稀硫酸的反應等實驗,這樣學生就基本能歸納出概念,達到理解概念的目的。

2.加強教學的直觀性

例如,“元素”這一概念,學生對“總稱”不理解,更不理解“元素”只有種類而無數目的意義。我就用比喻:元素和人類,原子和一個個人聯系起來,問題就簡單化了。學生已知道:白人、黑人……都是人,總稱“人類”,只能表示種類,沒有個數的意義,這跟元素的意義是相似的;而一個個具體的人又有白種人、黑種人、黃種人之別,因此既有種類又有個數的意義,這跟“原子”的意義也是相似的。這就激發了學生興趣和積極性,而且加深對概念的理解。

二、強化理解和類比,幫助學生真正掌握概念

1.在比較中加深對概念的理解

如在講“氧化物”概念時,為了避免學生發生“含氧物就是氧化物”的錯誤觀點,在教學中有意列出三類化學式:

O2 O3

CO2 SO2 Fe3O4 MnO2 H2O MgO

H2SO4 KClO3 KMnO4 Fe(OH)3

問:每類物質各由幾種元素組成?哪一類是氧化物?接著提出一個問題:“氧化物一定是含氧的化合物,那么含氧的化合物是否一定就是氧化物呢?為什么?”這樣,可以啟發學生發散思維,反復推敲,從而引導學生學會抓住概念中關鍵的詞句“由兩種元素組成”來分析,由此加深對氧化物概念的理解,避免概念的模糊不清,也對今后的學習打下良好的基礎。

2.講清概念的內涵和外延

內涵是指概念所反映的客觀事物的本質屬性的總和。而外延則是概念的范圍對象。講清概念的內涵外延的做法,應該啟發學生抓住定義表述中關鍵性的字、詞、詞組。例如:講分子的概念r應強調“化學性質”這一詞組和“一種”兩字。試想,如果將分子概念中的“化學性質”簡化為“性質”?;騽h去“一種”二字,分子的概念不是面目全非就是范圍對象大了。經常這樣訓練學生,能提高其記憶概念的興趣,養成善于推敲、分析的習慣。

3.明確概念的使用前提條件

概念往往是在一定條件下形成的,都有其前提條件。如不明確概念的使用條件,在使用中就難免出差錯。如“溶解度”概念一直是初中化學的一大難點,不僅定義的句子比較長,而且涉及的知識也較多,學生往往難于理解。“溶解度”概念中的“一定溫度、100克溶劑、 飽和狀態、溶解的克數”都是使用溶解度這概念和前提條件。因此,在講解過程中,若將組成溶解度的四句話剖析開來,效果就大不一樣了。其一,強調要在一定溫度的條件下;其二,指明溶劑的量為100g;其三,一定要達到飽和狀態;其四,指出在滿足上述各條件時,溶質所溶解的克數。這四個限制性句式構成了溶解度的定義,缺一不可。如說硝酸鉀的溶解度是29.9克,不指明是在什么溫度下是沒有意義的。由其可見,使用概念要注意其使用條件,弄清概念是在什么條件下提出的,適用范圍如何,如不重視這一點,就講不深,學不透。

4.加強新舊概念的聯系、深化舊概念的理解

第三章定義“燃燒是可燃物跟空氣中的氧氣發生的一種發熱發光的劇烈氧化反應”,而在第二章學習過“鈉在氯氣中燃燒”之后把燃燒定義為:任何劇烈的發光發熱的化學反應,叫燃燒。這時為了區別它們本質的不同,可提出:燃燒是否一定要有氧氣參加?電燈通電后發光發熱是否為燃燒?讓學生討論。溫故而知新,可使知識得到升華。

三、精心設計問題,提高學生靈活運用概念的能力

在實際運用中加深對概念的理解,主要通過各種不同類型的習題來鞏固、加深學生對概念的理解和記憶,增強運用概念解決實際問題的能力。

(1)關鍵詞語填空題。此類題故意將定義中的關鍵性字、詞留空,作為填空題讓學生練習。例如,對分子的概念:分子是( )的( )微粒。

(2)選擇題。把一些容易混淆的概念或似是而非的說法作成若干條文,按題意選擇答案。例如:對溶液,下列說法正確的是( )

A、均一的、穩定的、無色透明的化合物

B、均一的、穩定的、無色透明液體

C、均一的、穩定的混合物

D、均一的、穩定的化合物

(3)判斷改錯題。此類題目既可以檢查學生對概念的理解和掌握程度,又可以鍛煉其文字表達能力。例如,下列說法是否正確,不正確的加以改正:

A、物質和氧氣的反應叫氧化反應

B、由同種元素組成的物質叫單質

這樣,通過練習,學生對概念就理解深透、記憶就牢固,運用就不會出差錯了。

四、注意概念的發展變化,防止絕對化

人們對客觀事物的認識是由淺到深,由少到多,循序漸進的。況且客觀事物也是在變化中,人們必須在實踐中不斷完善自己的思維。為了避免教學上前后矛盾,防止絕對化,必須注意概念的階段性及其發展變化。例如,對于燃燒,九年級化學第三章指出“可燃物跟空氣里的氧氣發生的一種發熱發光的劇烈的氧化反應”,第二章“金屬鈉在氯氣中燃燒”實驗中又進一步深化為“任何發熱、發光的劇烈的化學反應,都可以叫燃燒”。如果我們把燃燒概念局限在第一章范圍,就會使人誤認為只有氧氣才能支持燃燒。所以講概念時要注意概念的嚴密性,也要注意特殊性、又要防止絕對化。

總之,在化學基本概念教學過程中,要依據九年學生認知特點和思維能力,盡可能做到通俗易懂。通過對實驗和事實進行分析形成概念,并引導學生在學習過程中不斷的理解和加強記憶,再把基本概念運用到解題和生活實踐中,這樣就能不斷加深對概念的理解,提高運用化學知識的能力。

參考文獻:

[1]肖紅梅.從課標要求看新課程下的初中化學概念教學[J].中學化學教學參考,2007(9):22-25

篇3

科學概念往往具有高度的概括性和抽象性,學生在研究中,如果不能真正把握其含義,并使用知識,往往會產生一些思維障礙及各種各樣的錯誤。因此,教師在教學中巧妙地進行實驗設計,將對學生認識、掌握科學概念起到事半功倍的效果。本文試圖通過一些例子來解釋如何在科學教學中利用實驗教學來優化概念。

一、用實驗“隱喻”,讓抽象概念可視化

有些知識是不容易理解的,但如果我們能找到一個恰當的比喻,往往會收到意想不到的效果。實驗可以很好地發揮這個“隱喻”作用,讓學生了解新知識,新概念和新規律,充分發揮正遷移作用。

二、利用實驗消除之前的錯誤,使學生理解正確的概念

學生的知識和經驗是有限的,往往被事物的表象所迷惑,不能看到它的本質,容易形成一些錯誤的認識。教學大氣壓強時,我們總會讓學生吸飲料,然后飲料迅速進入口中。這個實驗希望學生了解吸管內空氣壓強減小,飲料是在大氣壓力下作用下進嘴里的,但許多學生會認為飲料是被吸入口中的。

我們可從學生形成錯誤概念的原因入手設計一個實驗,實驗過程如下:圖1將一個吸管(質地要軟)放入燒杯中,用止水夾在液面處夾緊吸管;圖2是人用力吸后吸管變扁了,這說明人在用力吸時能將管內的空氣吸走;圖3是吸管扁了以后在吸管上方用止水夾夾緊,這時可以讓學生猜想,當我把下邊的止水夾松開后會出現怎樣的現象;圖4是松開下面的止水夾后,液面上升,吸管恢復原來形狀,液面上升至止水夾。通過實驗證明了吸管中的水是由于吸管內的氣壓小于外界大氣壓,而在大氣壓的作用下被壓上來的,有力地破除前概念對新概念的負遷移。

三、利用實驗突破難點,讓學生理解更加深入

難點是教學的“攔路虎”,如果不及時解決,將直接影響學生對新知識的理解和掌握。教學難點時,選擇適當的教學方式、方法、技術,有效突破學習障礙,是提高教學質量的重要保證,是教師必須掌握的基本教學技能。

如在“浮力”中的V排就是學生理解中的一個難點。我們用浙江省杭州市的一個中考試題來分析。

例題:重100 N的水可以產生的最大浮力為( )

A.一定小于100 N B.一定大于100 N

C.一定等于100 N D.可以大于100 N

分析:考點是F=ρ液gV排,用等于100 N的水來,包裹這個物體時,該物體的體積的大小是可以趨于無限大的,因此,水產生的最大浮力也趨向于無窮大,所以選擇B。然而,學生往往會回答C,錯誤的原因在哪里?

錯誤分析:我們認為學生是把排開水的體積和排出水的體積混淆了,認為物體排開水的體積就是物體排出水的體積,所以,把物體放在100 N的水中,最多能排出水的重力就是100 N,所以,最大浮力就是100 N。

因此,為使學生了解排開水的體積與排出水的體積之間的本質區別,必須使用一個實驗來證明,這樣才能讓學生透徹理解它是什么。

實驗方案如下:

(一)實驗器材:燒杯,彈簧秤、細線、量筒、集氣瓶

(二)實驗設計

1.學生實驗探索

實驗過程:

①取一定量的水(加紅墨水),記為V1.

②用彈簧測力計測量集氣瓶,記G

③在燒杯中放入集氣瓶,將水沿著間隙倒入燒杯中,直到燒杯中的集氣瓶浮起來。

④將量筒中余下的水測得體積V2.

⑤計算倒入水的重力G水=ρ水g(V1-V2)。因為漂浮時,F浮=G,所以當G>G水時,說明水對浸在其中的物體能產生比自身重力更大的浮力。

2、學生討論

①根據阿基米德原理分析:杯中水的體積(V水)和物體排開水的體積(V排)哪個大?

②指出V排是圖中哪一部分(打斜杠)?

③物體放在1 N的水中,最多能排開水的體積是多少?

3.反饋

例:首先,找一個底面為S1 m2,而高度盡量高的圓柱體容器,然后在其內部放入一個底面積為S2 m2(S1 m2>S2 m2),重為G N的圓柱體木塊。然后往圓柱體容器中緩緩地注入水,直到木塊剛剛浮起來,容器內注入水深度h= m.

答案:h=G/ρ水gS2m

我們通過這個實驗,很具體直觀地證明了水可以產生無限大的浮力,使學生更好地理解了阿基米德定理的內容。

篇4

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)06-0192-02

在大學有機化學的教學中,有機化學反應機理的內容繁雜、抽象、易懂難記,更難以應用,因此往往成為學生在學習過程中的主要難點[1]。為了使學生能夠真正理解各類有機反應發生的原因、反應歷程及相關規律,筆者在教學實踐中一直在努力尋找一種行之有效的教學方法,幫助學生更好地掌握有機化學反應機理。通過長時間的教學實踐,筆者發現,學生能夠很好地理解元素電負性的意義,并以它作為一種有力的工具靈活地運用這一概念去進一步學習和理解有機化學的其他理論知識,在學習中往往能夠取得較好的學習效果。

電負性概念最早由Pauling(鮑林)在1930年提出,定義為“分子中原子將電子吸引向它自身的能力”[2]。在隨后的幾十年里,化學家對電負性的研究經久不衰,至今已提出幾十種電負性標度[3-7]。在基礎有機化學的教學中,對有機物分子中原子及基團電負性的討論貫穿于整個教學過程的始終。下面筆者將結合自身的教學實踐,對電負性在大學基礎有機化學教學中的重要性進行探討,并提出自身在教學過程中的一些體會,希望與同行進行交流。

一、電負性是學生建立有機化學思維方法的基礎

學生在大學階段學習有機化學時,會明顯感到與中學化學的學習存在比較大的區別,中學有機化學教材的編寫基本上沿用的是實驗感知式和事實陳述式的敘事方法,主要是基于表象和經驗的歸納與概括,鮮有對結構與性質關系的深入探究[8],因此很多學生會沿用這種思維習慣,認為大學有機化學的學習主要也是靠對各類有機物化學性質及其反應式的死記硬背。在這種情況下,應從開始學習有機化學時就要向學生強化“結構決定性質,性質反映結構”這一思想。為了使學生不會對結構與機理問題產生畏難心理,在學習本課程的最初階段,從一個學生并不陌生并且容易理解的角度開始分析有機化學問題是非常重要的。元素的電負性正是學生開始試著去分析有機化學問題的一個合適的開端。在介紹電負性這個概念時,筆者會向學生強調,電負性的本質是原子核對核外電子的吸引能力(主要是價電子)。對于學生來說,以學生已有的物理與化學的知識儲備,對這個概念的理解并不困難。以此為出發點,學生會繼續學習共價鍵的極性、分子的極性、共價鍵的斷裂方式、有機化學反應類型等內容。在這一過程中,教師實際上在潛移默化地訓練學生運用有機結構理論去分析有機化學問題,這為學生接下來的學習奠定了基礎。

二、電負性是學生理解有機化學規律的突破口

電負性作為一個基礎性的概念,貫穿于有機化學教學的整個過程。教師從這一概念出發,層層推進,由淺入深地向學生介紹取代基的電子效應、有機化合物的酸堿性、親核取代反應機理、親核加成反應機理等重要內容。在教學過程中,每次運用這一概念時,筆者總會先向學生提問:“電負性的本質是什么?”從教學效果來看,運用電負性的概念的確能夠幫助學生更好地理解有機化學理論中的其他概念與規律。

在學生學習有機化學反應機理時,經常會有學生提出這樣的疑問:“為什么進攻試劑進攻的是底物的這個位置,而不是其他的位置?為什么是這個鍵斷開,而不是那個鍵斷開?”如果在課堂教學中,沒有及時地將學生的種種疑問解釋清楚,學生會不愿意繼續學習,直接影響學習效果。所以在講授有機化學反應機理時,筆者會和學生一起思考、分析這樣的問題,在學生接受了反應的原因后,再繼續學習下面的內容。例如,在講授“親核取代反應機理”時,筆者會先對鹵代烷發生親核取代反應的原因進行分析。在鹵代烷分子中,由于鹵原子的電負性比碳原子大,所以碳鹵鍵的共用電子偏向于鹵原子,使α-C帶有部分正電荷,容易受到具有給電子能力的親核試劑的進攻,從而導致碳鹵鍵發生異裂,鹵原子帶著一對電子,以鹵負離子的形式離開。因此,該反應是一個受到親核試劑進攻,導致舊鍵斷裂,底物中的鹵素原子最終被親核性基團所取代的反應,這也是這一反應類型名稱的由來。到這里,學生已經能夠理解鹵代烷進行親核取代反應的原因了,教師將繼續介紹親核取代反應具體的兩種反應歷程及相關規律。

此外,在不同版本的有機化學教材中,對內容的組織不盡相同。有的教材將反應機理從具體的化合物類型中分離出來,集中討論。但筆者認為,這么做可能會導致學生在閱讀或聽課時,引起一些不必要的疑問。以“親核取代反應機理”為例,如果將該機理放在鹵代烷這部分講授,那么教師會在講授親核取代反應機理前,先對鹵代烷的結構特點進行詳細的分析,在此基礎上,再學習親核取代反應,學生會有較強的代入感,不會覺得內容突兀,也比較容易接受;反之,脫離具體類型的化合物,僅就反應機理進行先行學習,學生會覺得抽象,不容易理解。但在繼續學習醇和醚等內容時,還會接觸到這一反應類型,這時教師就要有意識地引導學生打破依據官能團對化合物分類的習慣性思維方式,指出這些化合物在進行相關反應時,在反應本質上的一致性,使學生做到對知識點的融會貫通,這是學習有機化學反應基本理論過程中非常重要的一個思考方式的轉變過程。

三、結語

綜上說述,利用元素的電負性這一基本概念,既可以在學生初學有機化學時引導學生從結構的角度分析有機化學問題;又能夠在學生學習其他有機化學重要概念和規律時,成為分析與解決問題的突破口。像元素電負性這樣的重要概念,在有機化學中還有很多,比如極化、電子效應、空間位阻效應等,對這些概念的深刻理解對于學生建立有機化學的思維方式,掌握有機化學的學習方法,具有重要的意義。因此,在教學過程中,教師應充分重視這些基本概念,使其成為學生學習有機化學的“金鑰匙”,獲得理想的教學效果。

參考文獻:

[1][美]韋德.有機化學[M].第5版.萬有志,譯.北京工業出版社,2005:175-223.

[2]Pauling L. The nature of the chemical bond IV. The energy of single bonds and the relative eletronegativity of atoms[J]. Journal of the American Society,1932,(54):3570-3582.

[3]Sanderson R. T. Principles of electronegativity Part I. General nature[J]. Journal of Chemical Education,1988,(65):112-118.

[4]Sanderson R. T. Principles of electronegativity Part II. Applications[J]. Journal of Chemical Education,1988,(65):227-231.

[5]Bratsch S G. Electronegativity equalization with Pauling units[J]. Journal of Chemical Education,1984,(61):588-589.

篇5

有機化學是高等教育中非常重要的一門專業基礎課[1],是化學、化工、藥學[2-4]、醫學、食品[5]等眾多專業的專業基礎課,涉及的專業面和學生面都很廣。如何上好有機化學課,如何在有限的時間內提高學生的有機化學素養是有機化學教師面臨的一個重要問題。有機化學是一門博大精深的課程,涉及眾多有機化合物的性質和大量的有機反應,并且有機反應的變化非常豐富、應用及其靈活。在有限的課程時間內,如何通過學習有機化學這門課程使學生具有較好的有機化學的思維和素養,對有機化學教師而言是極具挑戰的。通過多年的有機化學教學實踐,筆者認為在有機化學課程中必須抓住主線,利用有機反應中的電子理論[6,7]把眾多復雜的有機反應進行整合,如親電加成、親電取代、親核取代、親核加成等。反復利用電子理論對這些反應進行系統的講解,使學生在本質上理解反應的為什么發生、如何發生及其反應結果。同時在課堂教學中引入相關化學史的知識提高學生的學習興趣和他們的全面素質,以及在課程中加強安全意識的教育都不容忽視。

1在有機反應中引入電子理論進行教學

在講解有機反應過程和反應活性等知識內容時,引入電子理論教學,引入較為合理的邏輯概念,有利于學生對有機反應本質的理解和反應活性之間的差別。有機電子理論是用正負電荷吸引的性質,來說明化學反應的發生方式,即發生的位置和順序,發生的難易程度。因此,它把分子中電子攜帶的電荷分布情況,也就是以電子密度作為基礎概念來思考化學反應。電子密度的大小、增量已被量子中的理論計算和物理測定所證實,并獲得化學界的承認。化學家中把這種電子密度當做類推的基本概念,廣泛用于說明和理解各種化學現象。電子理論認為,分子中,電子(攜帶負電荷聚集的位置,即電子密度大的位置),容易與攜帶正電荷的試劑(親電試劑具有吸引電子的性質)發生化學反應。反之,電子密度小的位置容易與攜帶負電荷的試劑(親核試劑,具有排斥電子性質的一方)發生化學反應。利用電子理論能夠輕而易舉的解釋有機反應中的離子型反應,而我們大學有機化學的教學當中,大部分反應是離子型反應,如親電加成反應、親核取代反應、親電取代反應、親核加成反應等。當然電子理論的理解有一個過程,學生在剛開始接觸的時候很難理解電子密度的概念。在教學過程中需要逐步為學生打下一定的物理基礎,如電子-電子云-電子密度等概念,使學生能夠從微觀的角度、物理的角度去理解有機分子、有機原子,同時強化電負性、誘導效應、立體效應、共軛效應等概念,讓學生從高中學習化學的思維中轉變過來,使用一種全新的有機化學微觀思維方式來理解反應為什么發生、為什么在這個位點最容易發生、反應活性變化等現象。從而從本質上理解反應,在以后的學習和工作中能夠舉一反山,真正達到學習有機化學的目的。

2在課堂中引入化學史教學

在有機化學中有大量的人名反應,每個重要反應的發現過程都是一個傳奇,里面閃耀著人性的光輝,科學家對真理的孜孜不倦的追求。比如第一堂緒論課中講解有機化學的發展史,介紹維勒偉大的工作-尿素的人工合成,以及維勒和伯者里之間的故事,他們的書信往來-關于尿素人工合成的探討,展現了維勒治學嚴謹、堅持科學真理的品質。在講解鹵代烴這一章時,一定會介紹格式試劑,介紹法國化學家格利雅的生平,向學生介紹他突然發奮圖強,并在幾年后在科學界做出了巨大的貢獻,因此一個人無論什么時候努力都不晚。鼓勵學生,特別是高考發揮失常的學生,一定要振作,調整心態,大學不是人生的結束,而是人生的開始,只要在大學期間認真為了自己的理想,不斷努力,一定會取得很好的成績。在學習芳烴這一章節中,講解F-K反應時,引入法國化學家傅里德里和美國化學家克拉夫次之間國際合作研究以及科研工作無窮的魅力,激發學生對科學的熱愛,對真理的崇敬和追求。在講解硝基化合物這一章節時,可介紹諾貝爾的事跡,他那種無畏的追求真理的精神和崇高的人格??傊?,在有機化學各個章節中,傳插介紹有機化學史的內容有助于提高學生的綜合素質,鼓勵、激發學生對科學知識的學習熱情,對真理的追求,學習化學家們各方面的優秀品質。

3在課堂中引入安全概念

很多有機化合物性質活潑,在處理它們的時候需要特別注意。安全在有機化學課堂中非常重要。很多學生聽說有機化學具有一定的危險性,但是理解的不深刻。對于學完一門有機化學課程的學生來說,他必須建立一定的安全意識,知道它們的危險性并能夠正確的處理,這是有機化學素質的一個重要表現。因此,筆者認為有機化學教師在有機化學課程上,要不失時機地介紹化合物安全性方面的知識,使學生能夠建立安全意識,也有助于他們以后走上工作崗位之后能夠正確合理的處理一些突況。比如,在講解正丁基和叔丁基的性質不同時,可介紹兩種化合物,正丁基鋰(n-BuLi)和叔丁基鋰(t-BuLi),介紹它們的性質差別,正丁基鋰很活潑,不能接觸空氣,需要惰性氣體保存,在使用的時候也有特殊的要求;但是叔丁基鋰更加活潑,它遇到空氣直接燃燒,處理時要非常小心。在講解醇時,醇能夠與金屬鈉發生反應生成氫氣,反應溫和,但金屬鈉與水的反應非常劇烈,因此可以提問,如果實驗室當中有過量的金屬鈉需要處理,我們該怎么辦?可以用水處理嗎?可以倒入垃圾桶嗎?該怎么辦呢?最后給出合理的方案,可以在空曠的水泥地上,讓金屬鈉與過量乙醇發生反應,反應溫和。大多數有機化合物容易燃燒,易燃易爆,因此要避免火源,在學生的頭腦中不斷的灌輸這樣的理念。

4板書與計算機教學相結合

使用計算機(ppt)進行教學的時候,信息量大,對教師來說比較方便,但是也存在一定弊端。比如反應方程式放的太快,并不適合有機反應方程的學習,以及有機化學機理的講解,反應過程的講解。在我們有機化學教學實踐中發現對反應過程、反應機理的講解還是使用傳統的板書教學較為合適,板書教學靈活,細致,可以把教師需要講解給學生的每一個細節步驟都表現出來,板書的過程就是教師教學的思路過程,速度相對緩慢,學生通過看教師板書,記筆記等方式跟上老師的思路和教師步驟,相對而言更容易掌握復雜的化學過程和反應機理,教學效果較好。

5結束語

在有機化學課程上,通過這樣的課程設計和教學方法改革,學生通過理解而不是死記硬背掌握眾多的有機反應,從本質上理解反應,從而在以后的學習工作中能夠舉一反三,達到真正學習的目的。同時化學史有助于提高學生的學習興趣,并從化學家們的身上學到更多寶貴的品質,引導他們去閱讀更多化學家的傳記,拓展學習內容,提高綜合素質。安全意識教育在有機化學中非常重要,在有機化學課程中不可忽視。

參考文獻

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前言:要想實現有機化學實驗的綠色化必須是從思想上抓起,從人們的思想意識上改變,從每個化學老師的思想開始。對整個化學實驗的過程嚴格把關,在材質上采用安全、無污染的材料,催化劑的使用也要注意安全性,對于一定會產生污染的實驗要注意污染的處理。從自身坐做起,為學生做好榜樣。

1.有機化學實驗的含義及意義

有機化學是化學中極為重要的一門分支,又稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的結構、性質、制備的學科。

有機化學實驗對化學的發展起著至關重要的作用,對化學工業的發展也是相當的重要,有機化學實驗是現在的普通高?;瘜W、化工、材料、藥學、食品、生物、環境、農學等專業以及相近專業本科生一門必修課。在有機化學實驗過程中經常會用到有毒性的試劑,溶劑,有的時候也會合成一些有毒性的物質,這是化學發展中必然會產生的污染,但是現在全世界都在提倡綠色環保,低碳的概念,因此化學實驗中的這些有毒物體就必然引起公眾的反感,包括一些具有高腐蝕性的催化劑,實驗后產生的廢棄、廢渣、廢液處理不當對環境也會造成很大的污染,這種影響比一般的污染所持續的時間也會更久。因此,如何實現有機化學實驗的環保性,這是有機化學的發展中一個新的課題,一個主要的研究方向,高校如何構建有機化學的綠色實驗化成為迫在眉睫的問題,在試驗中和教學中,如何向學生灌輸“綠色化學”的概念是現在高校教師首要考慮的問題,必須做到學生從觀念和認識上意識到環境保護,可持續發展才是根本的發展。從根源上認識到環境的發展和環境的保護,提高實驗教學的質量同時也要注意可協調發展的重要。

2.我國有機化學實驗教學的現狀

我國的有機化學發展的相較于西方來說,發展的速度和技術都相對來說是落后的,我國的有機化學實驗也停留在最初的模式上,采用的是傳統的教學模式,我國傳統的有機化學實驗采用的是基本操作實驗+基礎合成實驗+性質實驗。相較于西方對化學的重視,我國在教學上仍然采用的是照本宣科,遵從教材,缺少積極主動的改革和創新,這是化學實驗要不得的思想,現在的高校教學實驗仍是簡單的基本技能,蒸餾、分餾、回流、水蒸氣蒸餾、干燥、過濾、加熱、冷卻、攪拌、萃取、重結晶等。這些基本的合成、提煉實驗都存在著諸多的弊端,首先,材料的選擇上存在著對人身的威脅以及對環境的污染,毒性較大,易揮發,而且部分材質還存在著高腐蝕性的缺點;其次,這種具有諸多缺點的試劑的使用量還很大,將會產生很多的廢棄物,普通人用眼看不到,但是長此以往,環境將會被破壞;再次,我們做過實驗的人都知道,這只是一堂課,課堂結束后我們的實驗結果都是直接的傾倒,不會經過任何的處理,這對環境的污染是相當的嚴重的,而且這種基本的實驗反復的做,是沒有實際意義的。從這些分析中不難看出這都是違背環境發展原則的,違背了綠色化學的基本概念,這些在威脅我們這一代身體健康的同時也會為人類帶來無法消除的永久性威脅。面對這種情況,改變是必須的,而且是迫在眉睫的。

3.有機化學實驗綠色化教學模式及實施方案

3.1 新型教學模式

有機化學實驗綠色化教學模式就是從化學實驗的每一步去改變,達到實驗從頭到尾無污染,是有機化學實驗發展的目標。這種教學模式相較于傳統的模式,更加符合我國發展的要求和環境可持續發展的要求。新的模式從原料的選取到試劑的使用以及用量都是有一定的標準的,在教學手段上也運用了先進的現代化媒體,在試驗的方法方式上注重環保的概念,三者的配合促成了新型的有機化學實驗綠色教學模式的發展。

3.2 具體的實施方案

當設計好實驗的方式后,具體實施的時候要注意每個環節的把關,在有機化學實驗的課程中,包括很大一部分基本的實驗,傳統的基本實驗采用的都是有毒性的物質或者高度揮發的對環境有污染的材質,只要在不違背教學意義的基礎上,基礎實驗是可以采用簡單的無污染的試劑達到教學的目的,訓練學生的操作技能以及讓學生掌握實驗的基本目的。這種做法在達到環保的同時也達到了教學的目的。教學目的的實踐中還包括合成實驗的操作,合成實驗教學目的是讓學生充分了解化合物的制備方法,并且對基本實驗掌握的更加純熟,新的教學模式本著綠色教學的目的對合成實驗進行了改革,包括題目的選擇以及相關科研結果的使用,甚至包括多步驟的實驗,多步驟的實驗相對于單步驟的實驗產生的廢棄物變少,變廢為寶,是環境發展的根本要求。而且在部分高校中還出現了設計型實驗,也就是學生和老師共同發揮想象,創造新的實驗,這種實驗的要求是本著綠色化的理念,所運用的材料也要求安全、無污染,這在提升學生創意空間的同時也對有機化學的發展做出了貢獻,是一舉雙得的好事,值得提倡。

篇7

2科學觀念為基礎的大學有機化學教學策略分析

2.1教師應該掌握有機化學知識結構,完善學生認識

大學有機化學教師要首先掌握好知識結構,因為這是培養學生具有有機化學科學觀念的基礎。在實際有機化學學習的過程中,只有堅持科學的觀念,并加上學以致用的理念,才能夠真正教會學生解決問題的方法。其次大學有機化學的知識結構主要是以官能團為主線進行展開的,所以教師在教學的過程中應該引導學生一方面領會和掌握這一知識脈絡,同時還要讓學生強化“物質的結構決定性質,性質決定用途”的教學觀念。在實際教學的過程中,教師要幫助學生創建具體的有機化學學習情景,幫助學生實現同化學習,更新現代有機化學知識結構。

2.2重視教學和知識發生過程的科學性,結合有機化學歷史進行教學

有機化學的生命力就在于不斷的沖破化學研究的進去,建立了相對完善和立體的化學理論以及原子架構理論。大學教師在有機化學教學的過程中,可以把現行的有機化學知識與有機化學的發展歷史相互結合起來。培養學生的科學思維的方法與模式,使得學生能夠認識到有機化學學科的科學本質,形成比較良好的科學態度與價值觀。大學有機化學的教學內容主要來源于近代有機化學,所以教師在講解的過程中應該以歷史上的化學科學家的判斷取舍過程為示范,不斷引導和加強學生對有機化學學習的興趣,全面提高學生的科學素養。

2.3教師深刻挖掘有機化學中的科學觀念知識體系

在現行的大學有機化學教材中,很多科學觀念是相對比較隱性的,在教學的過程中就需要教師進行深入挖掘,將其中所隱含的意義充分表達給學生,從而在一定程度上影響到學生的學習態度和行為。首先應該從比較枯燥的化學概念中提出簡單的化學觀念,并作為教學的主導思想教授給學生;其次教師還要充分落實好教學觀念,克服知識本位的教學模式和觀念。

2.4設計合理的教學方法,不斷增加教學體驗

只有學生不斷地加入到學生的學習過程,才能夠實現有所發現的教學模式,不斷地培養學生的科學觀念??茖W的探究性學習在培養學生的科學觀念的形成是具有不可替代的作用。只有在實驗教學的過程中才能夠體驗到有機化學反應的復雜和多邊性,在學生課堂的學習過程中,不斷的倡導探究性學習模式,在實驗課堂學習的過程中,只有通過對有機化學反應實驗條件的控制以及化學反應生成物的分析,才能夠使得學生擺脫相對狹隘的物質轉化觀點。

2.5不斷拓展學習渠道,綜合運用各種教學資源

隨著現代互聯網媒體的不斷發展,在有機化學的教學過程中可以將網絡資源中將有機化學知識轉換為具體的生產生活情景之中。網路資源的存在可以為有機化學的研究提供一些條件,先進的科學技術將抽象的知識變為形象的實驗,打破教學課堂的空間和時間限制;其次有機化學與學生的實際生活聯系比較緊密,教師在教學的過程中可以將具體的知識與實際社會生活情境很好地結合起來。

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中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2016)33-0183-02

DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.33.120

教與學是一個有機的系統工程,教師不只是教給學生課本知識,更應該讓學生掌握一套好的學習方法。這樣學生在學習中的各種難題便也不攻自破,我們的教學目標才能夠真正落實。

必修模塊《化學2》中的有機化學內容,是以典型有機物為切入點,讓學生在初中有機物常識的基礎上,能進一步從結構的角度,加深對有機物和有機化學的整體認識。必修模塊中的有機化學內容沒有完全考慮有機化學本身內在邏輯體系,主要是選取典型代表物,介紹其基本的結構、主要性質以及在生產、生活中的應用。烴介紹的是甲烷、乙烯和苯,烴的衍生物介紹的是乙酸、乙醇、乙酸乙酯,還有油脂、糖類和蛋白質;而對烷烴、醇類、羧酸等概念并未過多闡述,其目的就是為學生學習《有機化學基礎》模塊提供基礎。

根據教材設計的這一思路,我認為應充分利用學生對生活中具體有機化合物的感性認識,發揮他們的學習主動性??赏ㄟ^展示有機化合物實物、使用視頻等直觀手段讓學生了解有機化學是許多新興研究領域的重要基礎學科之一,了解研究有機化學的方法和工具,認識有機反應機理等方面的內容。

一、重視基本概念的教學

有一部分教師不是特別注重緒論部分的講解,只是籠統地介紹下有機化學的發展之后就一帶而過。但是這是完全不夠的,要在介紹的同時把授課目標以及要求告知學生,讓學生除了初步認識有機化學這門學科之外,還對自身的學習要求有一個明確認識,知道自己應該學什么,怎么去學。除此之外,在教學中,應注意概念的科學性,并且注意概念形成的階段性。要特別注意循循善誘、由淺入深的原則。對于某些概念不能一次就透徹揭示其涵義,也不應把一些初步的概念絕對化了,并在教學中盡可能通俗易懂,通過對實驗現象事實的分析、比較、抽象、概括,使學生形成要領并注意引導學生在學習、生活和勞動中應用學過的概念,以便不斷加深對概念的理解和提高運用化學知識的能力。在給學生講有機物的性質,制備及用途時,要確保學生了解有機物結構中的官能團的特點,官能團決定了物質的性質,性質又決定了用途,所以說官能團與有機物性質之間存在著非常重要的聯系。通過這種系統的教學,可以更好更快地讓學生吸收課堂上的知識,并在課下復習預習時有自學自檢的能力。這種框架式的教學也會讓學生心里對有機化學有更好的層次感,容易產生更加濃厚的學習興趣。

二、加強化學用語的這一重點,著重表示有機化合物的組成及變化的化學用語

在教學中,使學生通過理論聯系實際,結合化學用語聯想相應的實物和化學實驗。這樣有利于學生的記憶,又有利于加深他們對化學用語涵義的理解。有機化學的特點或者說是難點之一就是知識點密集且瑣碎,在學生初期接觸過程中很容易產生畏難情緒。有機物繁復的結構式以及龐大的知識架構很是讓學生煩惱。這時候就需要教師有足夠的能力將知識分類歸納總結,并且更重要的是將這種能力傳授給學生。其實每個部分的知識點都呈現一個套路:分類、命名、結構、特殊性質、典型化合物。這些內容都是有著緊密聯系的。比如炔烴因為含有碳碳三鍵官能團,鍵能非常低,所以鍵斷裂所需的能量非常低,這就是為什么炔烴更容易發生加成反應的原因。這也印證了上面關于官能團對于有機物化學性質的特殊影響的觀點。隨著對知識點的總結及學習的深入,這些縱向的知識點還可以橫向地互相比較,就像炔烴比烯烴更好發生加成反應一樣。由點成線、由線成面,最后再由面組合成一個完善的知識架構整體。

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高職和大學的教育存大著一定的差別,其表現主要有兩點分別是: 在培養的標準上,高職主要培養技術型人才; 在培養的形式上,高職以社會的需求為目的,以適用的能力為主設計相對應的培養方案,以學生的應用能力為重點進行培養人才。有機化學屬于藥學專業一門比較重要基礎性課程,可以直接稱其為藥學的核心。在經過對有機化學的學習后能讓學生更好的學習藥物的組成結構及其性質合成,了解藥物的結構及藥效的相互聯系。為以后的藥物生產,藥物質量的檢測及新藥的研發打下堅實的基礎。在高職,有機化學教育的改革實踐中出現了很多非常出色的教育工作人員。針對教育方法他們提出了很多觀點。從總的方面來看,所有高職院校的有機化學課的學習還沒有更有效的方法。本文以高職院校學生學習水平差課時少有機化學知識應用廣的一些主要特點,提出了在有機化學的教學中著重關注的問題,為培養合格的藥學專業人才盡一份力。

1有機化學與藥學的關系

藥學和有機化學的是同時存在的,他們一同走過了極為久遠的歷史路程。有機化學是在19世紀初其出現的,有機化學當時注重的是關于有機體的問題,針對的目標大多數是,從有機體中經過分離純化的有機化合物。藥學的持續發展,也在帶動著有機化學的進步。我們堅信藥學和有機化學在將來的社會發展中它們依舊會相互緊密結合,共同促進發展。因此學生們如果能把有機化學學好可以為藥學專業起到非常大的作用。

2有機化學的課程特點

有機化學所研究的是有機化合物這一門科學。研究其結構,理化性質、合成方法、應用及命名,以及有機化合物相互間的轉變所遵照的規律等。針對有機化學的課程來說,最主要的特點是其整體性特別強,大多數教學內容都遵照各官能團化合物來給章節順序排列,但它們沒有被孤立也不是零散個體,他們都有著很強的聯系。因此把握好有機化學教學的結構,對于學好這門學科是比較有益的。

3有機化學在高職藥學專業中,探討內容整合、編排方式及教學方法

在選擇教材的,高職醫藥類專業大都選擇用劉斌主編《有機化學》,內容主要以官能團教授各有機化合物的相關的主要化合物,著重講述構效關系有機化學原理。在結合高職教材的基礎理論問題,以基礎知識和基本理論為重點介紹,讓學生可以從整體上理解并運用有有機化學的相關知識,避免針對性的理論知識講述,應盡可能的采用藥學普遍的化合物及化學現象的案例,增強實際應用性。在有機化學的教學經驗中了解到,如一程不變的按原來的課本的順序拿過來應用,在學習的過程中教學人員與學生都會感到自如,但當把教材的內容學完后大多數的學生都會感覺有機化學的知識太過復雜,各種化合物品種眾多,需要硬背的知識太多。在這樣一種問題上,依照大學的有機化學課本,對高職的教學內容進行一定的編排和調整,全部的課程分為三個部分。第一部分有緒論、命名和異構 ,這一部分是講述,有機化學的歷史、基本理論概念這些基礎性的內容。學習有機化學這類學科的內容,對于高職學生來說并沒有什么自信心。如果在學習的初期學生對學習就沒產生興,讓學生對這一學科失去自信心的話,那么在以后的教學中,對老師和學生都會是一種折磨。因此開始對基礎內容的理解程度,對于學生和老師來說非常重要的。這就使教師用簡潔易懂、有趣的方法把有機化學的內容在藥學中的作用,展現給學生。用易懂的形式把有機化學的理論知識解釋給同學,讓學生深入理解,讓學生樹立學好有機化學的信心。第二部分,幾章化合物的相關內容。這幾種化合物比較簡單,主要的難點就是對學生清楚講述基礎的有機化學中的基礎概念及術語,講述的目的是讓學生深入的理解。教師在教學過程中要注重引導學生自主的學習提高學習的水平。第三部分,講從醇到藥用,高分子材料的內容。這一章節化合物的理化性質有些雜亂不好理解,如果我們仔細分析便會察覺,其化合物的理化性質是由其自身的結構特點位判定的。因此本章的重要學習內容是在了解各化合物的性質結構及其變化的基礎上,深入清楚并分析各類化合物其結構特征和理化性質之間的聯系,主要是各類化合物電子效應,只要掌握其分析的方法,推測其自身的理化性質就容易多了。并且是高職學生對有機化學學習的主要目的。第四部分,有機合成的簡介,在有機化學中,最難學習的部分便是有機合成,其主要是熟悉和掌握各類化合物的理化性質和相互轉化反應的基礎上,建立適合的逆合成分析思路。使學習者對整體內容關于化合物性質歸類匯總,在其思想中形成一套完整的體系,然后經過多多的練習來設計形成思路。對于高職的學生這章的內容難度較大。

4結束語

在我們的教學中,首先必須要跟學生說明有機化學這門學科,其在藥學專業中的地位是不可替代,不可動搖的。在引導學生對學習產生興趣的基礎上,再把有機化學這一學科的基本特征展現給學生,循序漸進的進入到主題的內容上。此種方式的學習經進實際的實踐,得到了很好的效果。但是,教學沒有固定的模式和方法法,教師的教學方式與方法也應隨著目標人才培養、學生自身的能力發生改變。

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中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2013)27-0040-03

1 前言

近年來,隨著國民經濟的迅速發展,生態安全以及環境污染等諸多問題隨之凸顯。高等院校有機化學實驗教學中所生成的污染物質,如果沒有經過處理便直接排放到環境當中,那么日積月累便會嚴重危害到學校乃至周圍地區的環境。所以,如何減少化學藥品及試劑、節約資源、降低污染,已經逐漸成為有機化學實驗教學有待盡快解決的一大問題。而“綠色化”教學理念的引入,則有助于以上問題的解決。所謂“綠色化”教學方法又被稱作“環境友好化學”“環境無害化學”。綠色化學在初始反應階段便采取污染預防的科學手段,以終端與過程實現零污染或者零排放為主要目標,并且著重強調“原子經濟性”的現代化概念,也就是將反應物中的原子充分利用起來,實現既防止污染又充分利用資源的目的。

2 有機化學實驗的概念及其意義

從總體上來看,有機化學是化學不可或缺的分支之一,又被稱為碳化合物的化學,是重點研究有機化合物的制備、性質以及結構的一門學科。對化學的發展而言,有機化學實驗發揮著尤為重要的推動作用,而且對當前化學工業的發展也是非常重要及必要的。

有機化學實驗是我國普通高等院?;?、化學、生物、農學、材料、環境、食品以及藥學等諸多專業本科生的必修課程,通常在有機化學實驗中會使用到有毒性的化學溶劑、化學試劑,有時還會合成有毒性的一些物質,這可以說是化學發展過程中必然會生成的污染。然而,全球均在積極倡導低碳的概念和綠色環保,所以,在化學實驗中所生成的有毒物質勢必會導致公眾反感的產生,主要涉及高腐蝕性的一些催化劑,實驗結束后所生成的廢液、廢渣、廢氣,如果對這些污染物處理不得當,便會對環境產生無法估量的危害及污染。與一般的污染相比,此類污染所帶來的影響會持續更久的時間。所以,如何將有機化學實驗的環境保護性加強,成為有機化學發展過程中的主要研究方向以及新課題;高等院校有機化學的綠色化教學理念如何建立起來,成為一項迫在眉睫的重要問題。

在教學與實驗的過程中,如何將“綠色化學”的概念灌輸給學生,是高校需要首先予以著重考慮及強調的問題,必須真正做到從認識上與觀念上意識到環保的重要性,意識到可持續發展才是真正意義上的根本發展,從源頭上認識到環境的保護與環境的發展,將有機實驗教學質量提高的同時,還要注意到可協調發展。

3 高校有機化學實驗教學現狀

與發達國家相比可知,我國高等院校有機化學發展技術及速度較為滯后,有機化學實驗尚且在最初原有的模式停滯,采取的仍然是以往傳統的教學方式,也就是性質實驗+基礎合成實驗+基本操作實驗。與西方對化學的重視程度相比,我國在有機化學實驗的教育教學中采取的仍然是遵從教材、照本宣科的模式,主動積極的創新與改革缺乏,這是有機化學實驗需要徹底摒棄的思想。而我國高等院?,F在的有機化學實驗依舊是基本的、簡單的技能,比如水蒸氣蒸餾、重結晶、分餾、蒸餾、回流、萃取、過濾、攪拌、冷卻、干燥、加熱等。

以上這些基本的提煉、合成實驗均有一系列的弊端存在。一方面,在選擇的材料上,存在對環境污染的、威脅人身的、容易揮發的、毒性較大的物質,并且有些材質還具備相對較高的腐蝕性;另一方面,此類有著較多缺點的化學試劑,還有著很大的使用量和很高的使用頻率,將會有更多的化學廢棄物生成,而普通的肉眼是無法看到的,但是久而久之便會極大地破壞生態環境。除此之外,做過化學實驗的人都知道,這僅僅是一節課,結束課程后均是直接傾倒實驗結果,不會做出任何處理,從而產生相當嚴重的環境污染。并且此類化學實驗往往是經常做、反復做的,是毫無實際意義可言的。在以上分析可以知道,這均是與環境發展原則相背離的,是與綠色化學的基本概念相背離的。這些不僅威脅著人們的身體健康,并且會將一些永久性無法消除的威脅帶給人類。

4 有機化學實驗中綠色化教學的實施途徑

4.1 培養環境保護意識

大學生是有機化學實驗培養的主要對象,是國家未來的棟梁之才,在各個工作崗位上將會發揮出重要作用,因此,培養大學生的環境保護意識就顯得十分必要及重要。在有機化學實驗教學過程當中應當將“綠色化”的觀念灌輸給學生,重視學生可持續發展意識以及環境保護概念的培養,在實驗的始終貫穿綠色化,使學生切身關心與體會化學廢物的處理方法及廢物的產生,同時在今后的工作中保持環境保護責任與環境保護意識,以便于從源頭上防范污染,維護環境與化學的協調發展。

4.2 更新實驗內容

要重視化學實驗內容的更新,將具備環境保護性能的實驗項目開發與篩選出來,最大限度地減少或者避免使用有毒的化學試劑,而使用無污染的、常規的化學試劑來取代,以此減少環境污染。

1)開設多步合成的綜合性實驗,整合實驗內容。絕大多數有機化學實驗基本上均是合成實驗,當前的有機合成實驗內容大多是有著較強獨立性的化學實驗項目,各自對化學反應的一個類型進行考查。大量的實踐充分表明,可以按照教材中的實驗內容,把若干個實驗有效整合成為一組大實驗,僅在第一步實驗中投放該組大實驗所需要的反應物投料,隨后的幾步實驗則均對上一步實驗產品加以繼續利用。正是因為上個實驗產物是下個實驗所使用的原料,因而但凡上步合成實驗失敗,那么便無法進行下個實驗,這便需要充分確保每步合成的成功,只有這樣才能夠將最終期望的目標產物得到。此類多步驟的實驗有著相對較高的要求,更加有助于學生操作技能的訓練,有助于學生細致耐心工作習慣以及認真嚴謹科學態度的培養。

但是,在多步驟的有機合成實驗過程中,由于每個學生每次所做實驗的產量與產率是不盡相同的,必須按照實際合成的產品數量來對下次實驗所需反應物的配比與用量進行確定。所以,學生需要通過對相關資料的查閱,綜合采用所掌握的實驗方法和實驗原理,從而將最佳的反應條件找到,同時將實驗設計方案寫出。此類復雜的化學有機合成實驗,能夠讓學生切實掌握各類官能團間的轉化方法以及有機化學反應的機理,進而對內在的有機化學物關系加以全面掌握。更重要的是多步合成的綜合性實驗還將回收產品量和藥品經費開支減少,進而使得產品對環境所產生的消極影響降低,與綠色化教學的要求相切合。

2)微量、小量和常量實驗有機結合。近20年以來,發展較快的一種全新的化學實驗方法就是“微型化學實驗”,被稱之為“化學實驗的革命”。到目前為止,化學實驗的微型化與小型化已經逐漸成為化學發展的一種必然趨勢。有機化學實驗所使用到的化學試劑基本上是毒性大且容易爆炸、揮發、燃燒的物質,而實現化學實驗微型化以后,化學實驗試劑的使用量將會減少到原來的幾分之一甚至幾十分之一,這樣不僅使得化學試劑得以大大節約,而且促進了有機化學實驗安全系數的提高,化學實驗的反應時間也大大縮短,潛在的環境污染得以明顯減少。但是,絕大多數學生在中學學習階段沒有經歷有機化學實驗訓練,如果直接進行微量實驗,非常容易造成實驗的失敗,使得學生有畏懼情緒產生??紤]到與中學教學的銜接以及學生的起點,再加上今后的實驗特點等,微量、小量和常量的漸進法實驗教學,更加有助于學生循序漸進、由難及易地掌握各種實驗技術以及有機化學實驗技能,能夠將一開始做微型實驗的過大跨度缺陷克服,彌補學生認識常規實驗儀器的不足,使得學生概括性地比較與了解微型實驗,有助于學生嚴謹科學態度的培養,使得動手能力及操作能力更為規范,有助于實驗課程教學質量的提高。微量實驗往往需要很少的化學試劑,對環境所產生的污染非常之小,其低成本與安全性更加適用于開放性、設計性的試驗,與綠色化教學的要求相符。

4.3 強化實驗教學制度管理

按照當前現行的實驗室管理制度規章,與“綠色化”的要求相結合,高等院校的各個化學實驗室均應當在墻上最顯眼的地方貼上制度規章,在有機化學實驗室入門的地方貼上有機化學實驗課程的注意事項、實驗內容和大綱,以此正確引導學生開展實驗,從而實現規范化的實驗教學管理。為了能夠確保安全順利地進行實驗教學,還必須及時將實驗中的各類問題處理好。在實驗教學過程中,至少每個實驗室均應當配備一名值班人員,主要負責課后課前的理性檢查,具體工作為衛生、水電、門窗、實驗儀器、實驗試劑的使用情況及三廢處理、產品回收等,及時在指定的地點存放貼好標簽的廢品固液,然后做好專門的處理。

要構建起考核學生綠色化實驗的一套指標,明確要求學生在實驗課程前均必須將實驗預習做好,全面熟悉實驗操作流程和實驗步驟,關注實驗產物與反應物對環境的危害、潛在毒性和安全性。開始每次實驗之前,指導教師應當詳細認真地檢查學生的實驗預習情況,對有關的環境保護方法和環境保護知識進行闡述。比如,在對溫度計使用的正確方法進行講解時,要注意對汞毒副作用方面的知識進行補充,根據實驗要求在教學中選擇恰當量程和型號的溫度計,盡可能防止使用水銀溫度計,對不慎將溫度計打破后的處理方法和回收方法進行講解。在實驗開始的階段,首先,實驗教師要對實驗操作進行演示,詳細講解具體哪些實驗步驟會有什么樣的污染和反應物損失出現,如何避免及解決。在實驗過程中,要嚴格要求學生注意保持實驗臺面的有序、整潔和干凈,安裝儀器要牢固、合理,適當地控制冷凝水的流速,密切關注學生的各項操作,及時糾正及發現實驗中的錯誤,以便于充分確保實驗的安全。通過這些實驗嘗試,學生便可以在潛移默化中形成好的實驗習慣,環境保護意識也會由此提高。

4.4 建設綠色化學實驗室

應當明確的是,有機化學實驗室是最容易變成污染源的地方,這與綠色化實驗教學的要求是相抵觸的。因此,創設一個良好的有機化學實驗環境,是綠色化教學實施的重要先決條件。高等院校應當提起高度的重視,并且予以大力的支持,安裝通風設備在每間實驗室中,以便于改善換氣通風效果,進而解除師生受到無機酸氣、有機蒸氣等危害的后顧之憂。與此同時,還應當及時更新學生實驗臺,盡可能將木質實驗臺更換為有水斗的中央實驗臺,還要時刻保持實驗室的衛生,從而將安全、清潔的實驗教學環境帶給廣大師生。針對學生隨意丟棄火柴梗、廢棄濾紙和廢玻璃管等不文明行為及習慣,教師應當嚴格教育學生,向學生講解這些行為對周圍環境的危害,提高學生的環境保護意識和素質,讓學生主動積極地打掃實驗室衛生,精心維護實驗室衛生,并且重視廢棄物處理與回收。通過這樣的措施,學生的綠色化學意識不僅能夠得以強化,實驗技能得以提高,同時促使有機化學實驗綠色化的實現。

5 結束語

總之,隨著近年來人們環境保護意識的增強以及經濟的迅猛發展,我國高校應當切實立足于有機化學實驗教學的現狀,結合有機化學實驗污染性高、污染物產物多等一系列特點,積極地響應綠色化教學改革的號召,有針對性地采取科學有效的改進措施,更新實驗教學理念,創新實驗教學方法,在實驗教學中大力倡導綠色化的教學,真正實現整個有機化學實驗教學過程的綠色化,促進學生環境保護意識、環境保護理念的提升,從而為我國環保事業的發展做出不懈的努力。

參考文獻

[1]陳栓虎.有機化學實驗綠色化的探索[J].廣西師范大學學報:自然科學版,2003(1):52-53.

篇11

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)10-0177-01

課堂教學屬于學校最根本、最重要的教育任務,是培育人才進行當中的關鍵流程。課堂教育是完成人才培育目的的方式之一,教學質量直接關系到人才培育品質的關鍵因子。有機化學是應用化學專業里的一門關鍵根本課,利用學習有機化學的基礎知識與定義,鑒于此,本文對應用化學專業有機化學課堂教學進行分析與探究具有較為深遠的意義。

1.化學專業有機化學課堂教學存在的問題

當前,我國的高等教育正處在深層次探討教育改革、提升教育品質的時期,在教學過程中怎樣真實實現“以學生為主體、教師為主導”的教學理念,培育學生的創新觀念與水平,提升教學質量,是這些年全國各大相關院校有機化學教學團隊中不斷在探究的主要課題。然而,在應用化學專業有機化學教學改革取得了一定得成績,但是仍然存在如下三個問題:缺乏具有批判性的有機化學課本;教學大綱跟人才培育方式不協調;教學知識老舊,缺乏專業特色,不能滿足學生需求和發展。

2.應用化學專業有機化學課堂教學的有效對策

2.1加強應用化學專業有機化學教材的建設

課本是教育內容的載體,好的教材是優良教育品質的根本保障。當前,專門適用于應用化學專業的有機化學課本較為有限,大多數高校應化專業應用的有機化學課本僅僅停留在滿足化學專業的一些基本有機化學。所以,加強應用化學專業的教材建設是必須的,也非常緊要。此外,隨著有機化學知識的廣泛應用概念已經慢慢滲入至跟其緊密相關的生物學、醫學、藥學、制藥、材料、食品等學科里,因此,應用化學專業的學生在有機化學課堂上應該學習跟這些交叉學科相關的有機化學知識,來適應社會的發展和需求。但是,現有教材較少涉及跟交叉學科有關的有機化學概念。所以,加強應用化學專業的教材建設是必需的,也非常緊要。

2.2創建學生為主體,老師為主導的教學模式

現代教育理論覺得,老師于教學活動里屬于組織人、指引人;學生是學習的真實主體,教學的好壞一般是由學生是否參加學習的積極性來決定。有機化學教學目標是在教授有機化學根本理論的另外,不停提升與培育學生的專一素養。要想實現這個目標,就需要轉變教學模式,培養學生自主學習,老師教授關鍵、難點為輕的教育方式。例如老師能夠選用新反應不多的取代酸、雜環等篇章,引導學生運用圖書館資源,自主查資料,歸納總結。在老師的指導下,編寫課程教案,讓學生扮演老師的角色進行教授,然后將學生分小組探討的課堂教育行為,提升教育結果。也能夠提前安排內容使學生在查尋文獻信息的根本中,最終用論壇或報告的形式完成匯報溝通。

2.3引入新理論、前沿知識,提高學生學習積極性

在實際教學過程中,學生學習的積極性是教師教授課程的動力源泉。因此,教師如何吸引學生走進知識的殿堂,主動參與到教學活動之中,顯得非常重要。教師可以在教學內容的安排中,根據學生的實際狀況,選取課本中的與社會實際結合緊密的知識內容作為切入點,適當地引入跟社會實際結合緊密的案例來充實教學內容,提高教學內容的新穎性。例如,在有機化學中的酯化反應與付-克烷基化反應,課本中使用硫酸、路易斯酸等作為催化劑,然而在實際工業生產中,酸性物質的使用對儀器設備腐蝕、污染環境、造成提純過程繁雜?,F有新型的催化劑如固體雜多酸、活性生物酶等具有環境友好和原子經濟的優勢,已被普遍應用。在講解苯酚的酯化反應時,可以引入阿司匹林-乙酰水楊酸,這一藥物的發現歷程,用途以及在戰爭中的地位。

3.結語

綜上所述,本文通過對應用化學專業有機化學課堂教學存在問題進行分析,從教材的建設,教學模式的轉變以及新理論,前沿知識的引入方式三個主要方面,進行深入的探討,并提出了相應的對策。這些將在某程度上,對提高應用化學專業有機化學課堂教學質量具有一定的參考價值。但是,提高教學質量是一項較為系統的工作,不能一蹴而就,需要從多方面完善,比如增強應用化學專業有機化學課本構建。進一步為應用化學專業有機化學課堂的發展奠定尤為堅實的基礎。

參考文獻:

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