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序論:在您撰寫有機化學的知識時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。
論文摘要:基于新形勢下的學生特點,文章對如何提高高等院校有機化學教學質(zhì)量,提出了自己的觀點。
有機化學是生物工程專業(yè)的一門重要基礎課程,具有課程內(nèi)容多、課時少、應用性強的特點。它是學好生理學、生物化學以及其他一些專業(yè)課的基礎。有機化學教學的目的不僅僅是讓學生掌握有機化學的知識,更重要的是培養(yǎng)學生科學思維的方法和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。因此,如何使學生在較少的學時內(nèi)掌握有機化學的精髓、提高化學素質(zhì)是大家共同關注和探討的課題。本文就新形勢下如何提高有機化學教學效果,提出自己的觀點和看法。
一、講究教學方法
傳統(tǒng)的教學方法以灌注式教學為主,基本上遵循“老師講、學生記、考試背筆記,考完就忘記”的規(guī)律。而事實上,課堂教學不僅是知識的灌輸,更重要的是教學生學習的能力和創(chuàng)造性思維的方法,使學生能夠按照化學特點來尋找規(guī)律巧妙的學習。在課堂教學中,注意科學的系統(tǒng)性,抓住有機化學的教學主線——結構、結構與性質(zhì)來啟發(fā)學生的思維,注意培養(yǎng)學生思維的廣度和深度、邏輯性、獨立性、批判性、敏捷性和靈活性,使學生積極接受知識。
二、精心設計教學內(nèi)容和過程,做好備課工作
在備課過程中,教師必須刻苦鉆研教材,精心設計教學過程,使知識變得淺顯易懂、生動有趣。現(xiàn)在的有機化學教材有許多版本,教師對不同教材的側重點應心中有數(shù),雖然非化學專業(yè)對化學知識的要求不如化學專業(yè)深,但作為教師,備課時最好能多參考一些相關的教材,進行分析比較、歸納總結,這樣才能避免片面偏頗。在解釋同一問題時,不同的教材有不同的角度,對教材的提煉可以將知識轉化為條理清晰的脈絡,把文字轉化為生動的語言,有利于學生的理解和記憶。也可以通過總結規(guī)律來整理教材,在講課過程中,應采取精講,突出重點。精講部分是學生必須掌握的基礎知識及書上的重點、難點等。講課時,一定要講清思路。教師的思路往往成為學生學習的模式,因此教師首先應將思路理順。講課時也不必完全按照教材的順序,如何講解學生容易接受?教師應從心理學角度去考慮,這在備課階段就應事先設計好。從而使學生較易理解,問題也討論得全面深入。達到在教學時用時間不多,但收效顯著。
三、抓住主線,以點帶面
有機化學的特點是化合物多、反應式多,反應機理復雜煩瑣。在有限的學時內(nèi),將龐大的有機化學體系學好,難度很大,但只要我們把握其內(nèi)在規(guī)律,重點掌握其核心內(nèi)容,以點帶面,則會使龐大的有機體系大大濃縮。有機化學的精髓就是化合物的結構。美國斯坦福大學著名的有機化學家Paul A.Wender教授說過“有機化學只關心三件事情:結構、結構的變化和新的結構”。因此我們把“結構”作為主線,按“結構—反應機理—有機合成”的線條對教學內(nèi)容進行濃縮、分類,將同一官能團物質(zhì)歸納為一類物質(zhì)講解,不同類物質(zhì)之間通過反應銜接,讓學生能夠同時從橫和縱兩個方向去充分認識化合物結構與性質(zhì)的關系。建立以結構為主線、化學反應為紐帶的點、線、面一體的有機化學知識網(wǎng)絡,使有機化學煩瑣的知識形成為網(wǎng)絡式的知識體系。這樣,學生通過對結構的充分理解,以點帶面,真正全方位系統(tǒng)地掌握有機化學體系,從而提高有機化學的教學效率。例如:對于醇類化合物,首先了解醇的結構特點,得出決定物質(zhì)主要性質(zhì)的是其中的羥基,根據(jù)羥基特點可推出低分子量的醇水溶性強、熔沸點高、易被氧化、取代、酯化、脫水等性質(zhì),通過這些性質(zhì)和反應,將醇和其他類物質(zhì)如醛酮、酯、鹵代烴、烯、醚等物質(zhì)縱向聯(lián)系起來。使學生很好地掌握本章的知識,同時又縱向地將相關章節(jié)內(nèi)容有機銜接起來,這種形式的教學,有利于學生從整體的角度完整地掌握有機化學體系,提高有機化學教學質(zhì)量打下基礎。 轉貼于
四、教學過程與能力培養(yǎng)
1、自學能力的培養(yǎng)
適應于有機化學的特點,在教學學習方法和知識的同時,教師還加要強學生自學能力的培養(yǎng)。在學生基本上都掌握了有機化學的一般學習方法的基礎上,讓學生自己閱讀教材,自己總結。
2、觀察能力的培養(yǎng)
化學是一門以實驗為基礎的學科,在有機實驗的過程中,教師應時時提醒同學要細致、全面,而且要有思維。比如實驗室制取乙烯時,加藥品的過程,溫度計的擺放,實驗中燒瓶、集氣瓶內(nèi)的變化,為什么要加石棉網(wǎng)、碎瓷片等等都應特別重視,不但要知其然,還要知其所以然。
3、動手能力的培養(yǎng)
在強調(diào)觀察、思維能力培養(yǎng)的同時,教師還特別注重動手能力的培養(yǎng)。比如演示完乙醛的銀鏡反應和乙醛與氫氧化銅的反應后,就請兩個同學來演示用甲醛代替乙醛的同樣反應,要求其他同學注意觀察并指出其錯誤。通過這些課堂實驗,課堂上及時糾正錯誤,學生感受頗深,他們自己做實驗時就很動腦筋,也很規(guī)范,提高了他們的動手能力。
4、記憶能力的培養(yǎng)
人類沒有記憶就沒有智力活動可言,“不記則思不起”,沒有記憶,思維、想象、創(chuàng)造就失去了?;A化學是半記憶性學科,同樣的教,同樣的學,有的同學就是學得好,究其原因,其中一個主要的原因就是記得牢。因此在有機化學教學與復習中,教師應重視記憶方法、記憶能力的培養(yǎng)。
5、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
努力開拓實驗教學的新構想,探索設計性實驗教學的新路子。要求學生分組分工合作,利用互聯(lián)網(wǎng)、圖書館獨立查閱資料,獨立制訂實驗方案。在自己認真思考討論的基礎上,提出自己分析、解決問題的設想。研究方案首先要通過指導小組的討論和甄選,確定安全性和可行性,然后在教師的指導下進行實驗操作。學生參與整個實驗的設計,探索,實踐,獨立地逐步解決問題,最后寫出實驗報告。教師只提出研究要求,在必要時加以指導,不限定具體實驗方法和所用儀器。這種教學方法的改革使學生得以多角度,多方位分析和解決問題,有效地訓練學生的發(fā)散思維,培養(yǎng)自主分析解決問題的能力。這種對教學方法手段的改革與創(chuàng)新,使學生從照方抓藥的學習模式中解脫出來,進而真正得以開展自主創(chuàng)造性學習。學生直接參與科研活動,可以提高學習興趣,學到方法和本領,鍛煉思維,真正實現(xiàn)創(chuàng)新教育能力培養(yǎng)的目的。
參考文獻
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關鍵詞:高分子化學;教學研究;有機化學;融通應用
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)33-002-01
有機化學(Organic Chemistry)是一個名詞,由瑞典化學家貝采里烏斯(Berzelius)在1806年提出的。當時是與無機化學相對立而命名的。同時,又被稱為碳化合物的化學,其主要是研究有機化合物的結構、性質(zhì)以及制備的一門學科,是化學中十分重要的一個分支。其中,含碳化合物被稱為有機化合物,這是由于原先的化學家們認為含碳物質(zhì)一定要由生物(有機體)才能制造,然而,1828年德國化學家弗里德里希?維勒(Friedrich Whler),在實驗室中第一次成功合成尿素(一種生物分子),從此以后,有機化學便脫離傳統(tǒng)所定義的范圍,擴大為含碳物質(zhì)的化學。
一、高分子化學
高分子化學主要包括高分子化學、高分子物理和高分子工藝,它是高分子科學的三大領域之一。高分子化學主要就是研究高分子化合物合成、化學反應、物理化學、加工成型以及應用等方面的一門綜合性學科。在內(nèi)容上,高分子化學和有機化學以及物理化學有直接關系,所以,我們必須學好這門學科,這對學生掌握有機化學知識的理解十分有利,同時,又為以后的學習打下一個堅實的基礎。從而,我們要注意將有機化學知識融入到高分子化學的學習中,提高學生的學習興趣,進而對學生的創(chuàng)新思維進行培養(yǎng),學會融會貫通。
二、有機化學分類
對于有機化學我們可以從兩方面進行不同分類。
1、有機化合物的碳原子結合的基本結構不同
(1)鏈狀化合物,主要是其化合物分子中的碳原子連接成鏈狀,最開始是在脂肪中發(fā)現(xiàn)的,因此可成為脂碳環(huán)化合物。
(2)碳環(huán)化合物,主要是其化合物分子中含有碳原子組成的環(huán)狀結構,所以稱之碳環(huán)化合物,其可以分為脂環(huán)族化合物以及芳香族化合物兩大類,前者是和脂肪族化合物相似的碳環(huán)化合物;后者是其分子中還有苯環(huán)、稠苯體系的化合物。
(3)雜環(huán)化合物,在這類化合物中除了碳原子以外,還有其他元素的原子,所以就叫做雜環(huán)化合物。
2、依據(jù)官能團分類
官能團就是決定某一類化合物性質(zhì)的主要原子、原子團。含有相同官能團的化合物,其化合物的基本性質(zhì)相同。如下圖:
三、高分子有機化學的反應
1、聚合反應
由有機小分子(單體)經(jīng)過聚合反應制成的就是高分子化合物。聚合反應主要分為兩類:
(1)縮聚反應
經(jīng)過縮聚反應產(chǎn)生的縮聚物,如滌綸,學名聚對苯二甲酸乙二醇酯,它主要是對苯二甲酸和乙二醇合成的。這些都是官能團單體之間多次縮合小分子而成的。
(2)加聚反應
經(jīng)過加聚反應產(chǎn)生的聚合物,如苯乙烯合成聚苯乙烯等,都是由于烯類單體的雙鍵加成聚合成的。
在有機化學中,我們要通過學習熟練地掌握聚合反應的性質(zhì)、特點。聚合反應中的縮聚反應和加聚反應是不同性質(zhì)的,他們的結構、性能也不盡相同。縮聚是為了平衡反應通過官能團(二個或以上)的單體的縮合反應,并去掉某些小分子而成,這種情況屬于逐步聚合,要有大于98%的高的基團反應程度才能得到高分子化合物并伴有副反應。加聚是烯類單體通過雙鍵斷裂相互加成并且在引發(fā)劑、光照等的作用下的聚合反應,在反應中沒有生成小分子,這種情況屬于連鎖聚合,萬一發(fā)生的話可以很快形成高分子化合物。但必須加快反應的轉化率,同時,所得聚合物多屬于碳鏈聚合物。
2、電子效應與位阻效應
電子效應與位阻效應作為有機化學中的重要內(nèi)容,是高分子化學中的一個非常重要的體現(xiàn),它涉及到化合物的穩(wěn)定性以及反應機理的選擇等多個方面。如單體對聚合機理的選擇性直接影響著分子結構中的電子效應。又因為電子效應中包含著共軛效應以及誘導效應,正因為共軛和誘導作用,可以進行陰、陽離子和自由基聚合。單體中取代基的位阻效應影響著聚合動力學的影響,取代基中的多種效應(共軛效應、極性效應以及位阻效應等)影響了聚合中單體、自由基的活性,但是影響程度并不一樣。
3、合成與改性高分子化合物
作為高分子化學中的教學內(nèi)容,高分子化合物的改性十分重要,它是以高分子材料的性能與引入功能制備新的聚合以及擴大應用范圍為主要目的。通常有共聚化學改性以及聚合物化學改性等改性方法。它融入了很多相關的有機化學知識,使其在高分子化學教學中得到融通實踐。
綜上所述,將有機化學知識融入到高分子化學教學中,不僅使學生的學習興趣提高了,更加有效的保證了教學效果。
參考文獻:
關鍵詞:教學;有機化學;高分子教學
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)34-001-01
高分子化學即研討聚合反應原理以及聚合方式的學科體系,是有關高分子材料的專業(yè)性課程,其與有機化學緊密聯(lián)系,形成統(tǒng)一的高分子教學課程,幫助學生在學習過程中積極探討,增強其學科原理的討論,在有效完善授課質(zhì)量的同時,促進我國化學教學更好的發(fā)展前景。本文將就有機化學在高分子化學教學中的實踐應用,進行深入分析,實現(xiàn)我國科學領域的不斷創(chuàng)新發(fā)展。
一、自由基組合方式
在高分子化學課程中有提到關于自由基聚合的鏈接成長反應堆的內(nèi)容,其自由基分子結構組合中會存在著兩種情況,即頭-尾相接和頭-頭相接,但其主要是以頭-尾相接為主。教學中采用電子效應或者是位阻效應對此類組合進行解析其是不太容易被人接受的。雖然通過長期的學習,學生基本全面了解了詳盡的有機化學知識,但就實踐教學情況分析而言,經(jīng)過一段時間的停滯學習,學生會對之前所接受的知識感覺困惑、迷糊,甚至有可能完全忘記之前所涉及到的化學內(nèi)容,所以定期帶領學生回顧理論知識的學習是很有必要的。對于這種教學方法其實質(zhì)就是喚醒學生過往的學科知識,調(diào)動學生學習興趣,將其從自己所了解的、熟悉的知識體系中過渡到新知識內(nèi)容的學習中來,使新舊知識體系更好的聯(lián)系起來,在學習中實現(xiàn)師生的互動交流,幫助學生加深學科記憶,從而更好的實現(xiàn)課堂教學效果。
立體效應即位阻效應,是單體中的雙鍵兩個端點中的一個連接兩個相同類型的氫原子,對于另外一個端點則應有效連接一個氫原子和一個取代基,這樣可以明顯看出由兩個氫原子構造而成的那一端口位阻較小,所以自由基會優(yōu)先選擇侵入這一端口,幫助其建立頭-尾相連的自由基形式。同時對于電子效應而言,在有機化學課程匯總中所涉及的關于自由基穩(wěn)定性的探討順序具體是叔碳自由基較仲碳自由基穩(wěn)定性較強,而仲碳自由基較伯碳自由基穩(wěn)定性較強。這一系列穩(wěn)定性反應都是受超共軛效應所控制的。在特殊情況下,教學人員會發(fā)現(xiàn)當自由基上的有苯基上有π鍵的取代基時,會在一定程度上發(fā)生p-π共軛效應,幫助自由基實現(xiàn)更強的穩(wěn)定性能。只有有效的加強自由基的穩(wěn)定性,才能更好的促成自由基的形成,實現(xiàn)其從頭到尾的連接方式。通過此類易于讓學生接受的方式教學,可以有效提高學生學習效率,提高其科研質(zhì)量。
二、縮聚的副反應
在化學教程中有關于縮聚和逐步聚合中有提到關于縮聚的副反應,其副反應的作用大體上涵蓋了消除、環(huán)化、鏈交換反應以及化學降解等。詳細論述可以得出:第一,消除反應。在消除反應試驗中,聚合反應的有效開展是受官能團化學作用影響的,其分解頭里作用能在一定程度上阻礙聚合效應,在這之間最具代表性的要屬脫羧反應了。針對于這一部分化學知識的講解可以采用開放式提問法進行課堂教學,幫助學生回憶有關有機羧酸脫羧的課程,運用靈活的提問方式,如何種情況,何種結構會產(chǎn)生自由基脫羧效應。第二,環(huán)化反應。環(huán)化反應阻礙聚合反應的產(chǎn)生,環(huán)化與開環(huán)是兩個不同層面的逆反應,相對而言,五、六元環(huán)化合物質(zhì)是比較而言是相對穩(wěn)定的,容易形成自由基?;瘜W教學中成環(huán)原因是有機化學學習中的重點內(nèi)容,是高分子化學學習中學生應重點把握的。第三,鏈交換反應。在縮聚反應副反應中,鏈交換反應的發(fā)生會在一定程度上縮小聚合物質(zhì)的分散程度,其一般作用與兩個大體分子鏈間的副反應。比如PET和尼龍共同加熱,可以幫助其實現(xiàn)鏈的交換過程,從而形成了銜接式的聚酯一聚酰胺物質(zhì)。第四,化學降解。在高分子鏈接中,其化學降解效應可以降低聚合物質(zhì)聚合程度。比如,在PET和尼龍化化合反應過程中,其具體化合物質(zhì)成分中的PET即酯基或者是尼龍成分即酰胺基相對而言容易與水、羧酸等化合物質(zhì)發(fā)生反應,其實質(zhì)性的理解即在有機化學學習中所遇到的羧酸類進行化合反應后所產(chǎn)生的衍生物質(zhì),具體而言即水的分解反應、醇的分解反應、酸的分解反應以及胺的分解反應等。
在有機化學根本性理論知識體系中,其相關化學知識內(nèi)容有效的反映在高分子化學體制中的各個方面。如果能在高分子化學日常教學過程中,循序善誘,幫助學生更好的回顧有機化學知識要點,通過就的所學知識體系的牢固掌握將其運用到新的化學知識的學習中,實現(xiàn)學生思維的開拓與創(chuàng)新,從而指導學生更好的學習科學知識。
參考文獻:
[1] 陳 靜.侯文華.高分子化學教學中有機化學知識的融通實踐[J].大學化學,2013(3).
首先,有機化學不像數(shù)學那樣具有嚴密的邏輯性與規(guī)律性,又不像物理學科那樣貼近生活并具有完整的系統(tǒng)性,有機化合物種類繁多、反應復雜、副產(chǎn)物多、分子式及結構復雜,再加上中職學生薄弱的化學基礎,使得學生在學習有機化學時,頭緒混亂,并產(chǎn)生“繁雜”、“模糊”的感覺。
其次,高中教學模式和初中有較大差別,有機化學內(nèi)容和初中科學跨度很大,因此很多學生在學習時沒有掌握學習要領,理不清有機化學內(nèi)容的頭緒與脈絡。在學習有機化學性質(zhì)時,對結構與性質(zhì)的對應關系也沒有把握好。
因此,幫助學生理清有機化學知識脈絡,構建起有機化學的知識框架,十分必要。
一、歸納有機化學中的常見官能團,掌握其對應性質(zhì)
有機化合物結構復雜,種類繁多,反應千變?nèi)f化,但歸根結底,有機化合物的性質(zhì)主要取決于其所擁有的官能團。在中職有機化學教材中,最主要的官能團主要有碳-碳雙鍵、三鍵、羥基、羰基、羧基等十幾種,它們的具體性質(zhì)如表1 所示。
在有機化合物的學習過程中,官能團及其性質(zhì)十分重要,只有把官能團及其對應性質(zhì)爛熟于心,才能在有機化學學習中舉一反三,即使遇到一些陌生的有機化合物,也能依據(jù)其所擁有的官能團而大概推測其性質(zhì)。
二、抓重要的有機化學反應類型
有機化合物反應復雜,類型眾多,但最主要、最常用的還是以下六類反應。
1.取代反應
取代反應是有機化合物分子中的某些原子或原子團被其他原子或原子團所代替的反應,取代反應是有機化學反應中最常見的反應,取代主要分為三種類型:親電取代、親核取代和自由基取代。從具體的取代方式上,主要包含以下幾種情況:
(1)一個原子被另外一個原子所替代,如甲烷中的氫被鹵素所取代;
(2)一個原子被另一個原子團所替代,例如醇分子間的脫水反應,事實上就是醇羥基中的氫被烷基所取代;
(3)一個原子團被另外一個原子或原子團所替代,例如酯脫水生成酸和醇的反應等;
(4)幾個原子或原子團被其他一個原子或原子團替代。
2.加成反應
有機物分子里不飽和的碳原子和其他原子或原子團直接結合生成更趨飽和的別的化合物的反應叫加成反應。加成反應從反應機理上說主要有四種:親電加成、親核加成、帶有吸電子基加成、自由基加成。從反應具體形式看,加成反應主要有以下三種情形:
(1)不同分子間的加成反應,如烯烴和鹵素加成生成鹵代烴;
(2)相同分子間的加成反應,如聚乙烯的合成即加聚反應;
(3)分子內(nèi)加成,如葡萄糖中1號碳原子和5號碳原子之間的加成。
3.消去反應
有機化合物在適當?shù)臈l件下,從一個分子脫去一個小分子(如水、鹵化氫等分子),而生成不飽和(雙鍵或三鍵)化合物的反應,叫做消去反應。例如醇類和鹵代烴都能發(fā)生消去反應。消去反應一般有兩種情況,即對稱消除和不對稱消除。發(fā)生消去的前提是和羥基、鹵素相連的碳的相鄰那一個碳必須要有氫。
4.氧化反應
氧化反應很多,例如有機化合物的燃燒就屬于氧化反應。一般來說,加氧或者去氫的反應都是氧化反應。
5.還原反應
加氫或者去氧的反應屬于還原反應,如炔烴加氫生成烯烴、烷烴。
6.聚合反應
高分子材料的合成大都屬于聚合反應,一般有縮聚和加聚兩種類型。
事實上,有機化學中的很多反應都可以歸納到上述六大類反應中。譬如,羧酸衍生物的生成實際上是取代反應,三大高分子材料的合成屬于聚合反應,氨基酸可由羧酸中的氫被氨基取代而得,油脂的硬化屬于加成反應,有機物的燃燒都是氧化反應等。在日常的教學中,如果能有意識地引導學生對反應進行歸類,將有利于學生對整個有機化學教材當中的大部分化學反應形成一個知識框架,有利于學生對各類反應的記憶并深入理解。
三、把握每類有機化合物的知識脈絡
有機化學教材中各章節(jié),各類有機化合物的知識脈絡一般遵循一定規(guī)律。
對于烴類,一般的內(nèi)容安排有如下規(guī)律:
概念結構―通式―同分異構體―分類及命名―物理性質(zhì)―化學性質(zhì)―主要的有機化合物及用途―制法(實驗室及工業(yè)制法)。
對于烴以后的有機化合物的學習,一般按以下規(guī)律進行:
概念―結構―分類及命名―物理性質(zhì)―化學性質(zhì)―主要的有機化合物及用途―制法(實驗室及工業(yè)制法)。
對于物理性質(zhì),主要是顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性、密度、毒性等。
如果在教學過程中,反復強調(diào)這樣的學習順序與方法,引導學生有意識地去進行強化,經(jīng)過一段時間的訓練,學生學習有機化合物時思緒就會比較清晰。
四、理清兩條知識線
在有機化學教材中,有兩條非常重要的知識線。
1.關于烴的知識線
2.關于烴的衍生物的知識線
在中職有機化學的教學中,烴及烴的衍生物是重中之重,兩條知識線的形成,可以幫助學生清晰烴與的衍生物之間的相互關系,形成較為系統(tǒng)的知識脈絡。
五、關注乙烯、醇、苯、羧酸四個中心
乙烯、醇、苯、羧酸是烴及烴的衍生物中非常重要的化合物,以它們?yōu)橹行目梢院铣纱罅康挠袡C化合物,因此,掌握這四個核心化合物,然后以此為中心進行發(fā)散,有助于對烴及其衍生物的學習與理解。
1.以乙烯為中心
乙烯是有機化學合成中非常重要的原料,從乙烯出發(fā),通過不同的途徑,幾乎可以合成極大部分的有機化合物。例如,烯烴加氫還原可以得到烷烴,失去氫可以得到更加不飽和的炔烴,烯烴和鹵素或氫鹵酸加成可以得到鹵代烴,和水加成則得到醇,工業(yè)制取乙醇經(jīng)常用乙烯水合法,乙烯氧化可以制取甲酸,乙烯聚合則可以得到聚乙烯。因此,乙烯是有機合成工業(yè)和石油化學工業(yè)的重要原料,就像鋼鐵產(chǎn)量可以反映一個國家的重工業(yè)水平一樣,世界上以乙烯的產(chǎn)量來衡量一個國家石油化工的生產(chǎn)水平,事實上,以乙烯為原料可以合成很多有機化合物,所以乙烯在有機合成中扮演著非常重要的角色。
2.以苯為中心
苯是芳香族化合物的母體,苯環(huán)特殊的結構及其中的大π鍵,決定了苯獨特的性質(zhì)。苯環(huán)上最主要的反應是取代反應,常見的取代反應有苯硝化生成硝基苯,磺化生成苯磺酸,鹵化則可以得到鹵代苯。苯還可以被烷基化,在苯環(huán)上引入烷基,如常用的洗滌劑里面的主要成分十二烷基苯磺酸納,就可以通過苯環(huán)烷基化得到。重氮鹽、染料中的苯胺、偶氮化合物等也可以通過苯來制得。
事實上,依據(jù)苯環(huán)上取代基定位規(guī)律,苯環(huán)上的氫可以繼續(xù)被其他取代基所取代,從而形成了成千上萬的芳香類化合物。
3.以醇為中心
乙醇是最重要的烴的含氧衍生物,從醇開始可以合成醛、酮、羧酸、醚等含氧衍生物及鹵代烴、硫醇等。例如,乙醇氧化可以得到乙醛,繼續(xù)氧化則得到乙酸;醇和乙酸能進行酯化反應生成酯;乙醇分之間脫水得到乙醚,分之內(nèi)脫水則得到乙烯;醇與盧卡斯試劑反應得到鹵代烴,醇蒸汽與硫化氫混合后反應制得硫醇等。因此,醇是烴的含氧衍生物中最核心的一種,它是連接烴、鹵代烴、烴的含氧衍生物之間的重要紐帶。
4.以羧酸為中心
羧酸是羧酸衍生物的核心,羧酸鹵化可以得到酰鹵,和醇發(fā)生酯化反應可以得到酯,氨化可以制得酰胺,分子間脫水可以得到酸酐。反之,酯、酸酐、酰鹵、酰胺等水解均可以得到羧酸。羧酸及羧酸衍生物之間的關系可以用圖1表示。
總之,有機化學雖然對中職學生來說學起來有一定難度,有機化合物及化學反應雖然復雜且變化無窮,但是有機化學有其內(nèi)在的規(guī)律,如果能幫助學生理清脈絡,構建起有機化學比較完整的知識框架,那么有機化學也將不再那么難學。
(作者單位:浙江省紹興市技工學校)
高職高專教育的特點是以適應社會需要為目標,以培養(yǎng)技術應用能力為主線,強調(diào)理論教學和實踐訓練并重,畢業(yè)生具有直接上崗工作的能力,這就對高職高專學生的實踐技能提出了更高的要求。因此,我們培養(yǎng)的學生應當具有熟練的職業(yè)技能,走上工作崗位后同時應具備持續(xù)發(fā)展的能力。高職高專院校必須本著“以就業(yè)為導向,以服務為宗旨”①的教育目標,重視和強化實踐教學,突出培養(yǎng)學生的技能,培養(yǎng)出技術應用型而非研究性、設計型人才。
世界是由物質(zhì)組成的,化學則是人類用以認識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一,它是一門歷史悠久而又富有活力的學科。有機化學作為化學科學中極重要的一個分支,已經(jīng)廣泛滲透到化工生產(chǎn)的各個領域。然而,目前高職高專有機化學的教育教學職能尚不盡人意,其教學體系就存在理論與實踐相脫節(jié)的矛盾。實踐教學既是理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié),又是訓練學生基本技能、培養(yǎng)工作能力和全面提升素質(zhì)的重要途徑。因此,如何加強有機化學中的實踐教學已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題。
1高職高專有機化學教學的現(xiàn)狀
隨著高職高專院校人才培養(yǎng)方案的逐步轉變,要求高職高專院校傳統(tǒng)教學實踐教學與理論脫節(jié)的現(xiàn)象必須改變。由于長期以來對實踐教學的作用認識不夠,因此在教學的管理、內(nèi)容和方法等諸多方面不能突破傳統(tǒng)教育思想及教育模式的束縛。體現(xiàn)在有機化學實驗教學大綱、教學計劃、考核體系以及實驗課時權重計算等方面,即不重視實踐教學。因此,學生也不重視實驗課,所以動手操作技能很差。實驗與理論間有機聯(lián)系被人為割裂,忽視了實踐對理論形成的推動作用,致使學生按實驗教材操作,操作過程程式化、簡單化,結果分析單調(diào),造成學生缺乏獨立自主的思維。
美國著名教育家Bruner指出:“教學生任何科目,絕不是對學生灌輸固有的知識,而是啟發(fā)學生主動去獲取知識和組織知識,教師不能把學生教成一個活動的書木廚,而是教學生如何思維?!弊鳛榻處煴仨毟淖冞^去以教師傳授為主學生單純接受的教學方法,必須為學生構建開放的學習環(huán)境,提供多渠道獲取知識的途徑和將學到的知識加以綜合應用于實踐的機會,促進學生形成積極的學習態(tài)度,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。
2加強有機化學的實踐教學
2.1教學改革,要培養(yǎng)學生自主探究知識的能力
由于有機化學基礎主要是陳述知識,在教學中容易出現(xiàn)富含探究要素的變化,如果將其演變?yōu)轵炞C性實驗,不僅能幫助學生加深理論知識的理解,提高他們的興趣,同時也加強了他們的探究能力和實踐能力。
在充分認識到實踐教學的重要性前提下,課堂教學情境設定應多樣化,積極推廣啟發(fā)式、互動式、問題式②教學。在增加有機化學實驗課時的同時,應對實驗內(nèi)容進行改革,減少驗證性實驗,增加設計性、探索性實驗的比例。通過增加設計性、探索性實驗,能夠最大程度的調(diào)動學生的積極性,在增強學生動手能力的同時,也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維,這為以后走上工作崗位、解決實際問題打下了一個堅實的基礎。
2.2實驗改革,要促進學生理解的有機理論
化學是一門以實驗為基礎的學科,實踐教學的開設和加強為學生掌握理論和技能提供了更為廣闊的天地。我們可以開放實驗室,開設專門的“綜合有機化學”實驗課程,其中的實驗主要是“綜合-設計型”,實驗項目的綜合性主要體現(xiàn)在實驗技能的綜合和學科甚至專業(yè)的綜合。以基礎實驗為平臺,通過這些實驗讓學生觀察一些未知的現(xiàn)象,運用已經(jīng)學過的理論知識來解釋這些現(xiàn)象,鼓勵運用已掌握的實驗技能和方法來解決實驗中的問題,總結實驗結果,揭示實驗變化規(guī)律,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。開放實驗室不僅能夠提高實驗室的利用率,更能促進學生由被動學習轉為主動求知,培養(yǎng)綜合型科技人才需要開放的實驗平臺。③
我們也可以開設開放式創(chuàng)新實驗項目,讓學生綜合運用多方面的基礎知識和技能,全面鍛煉學生的綜合素質(zhì)。
2.3考核改革,要全面的評價學生
考核是檢驗教學效果的重要手段,科學的考核方法不僅能檢驗學生對有機化學知識的掌握程度和對知識的把握能力,更是提高學生分析和解決問題的能力,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效手段。④
理論考試成績雖然能客觀地反映學生對有機化學與實驗技術基本知識的掌握程度,但對于學生的動手能力卻沒有一個很好的評價。因此可以適當?shù)脑黾訉嶒炚n程在考核中的比例,包括實驗操作過程的熟練程度及操作的規(guī)范性、實驗報告的撰寫及實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)記錄的真實性、實驗后的思考等。鼓勵創(chuàng)新性實驗,對于在實驗過程中發(fā)現(xiàn)并解決新問題的學生,給予適當?shù)募臃帧?/p>
3結語
培養(yǎng)學生獨立思考和解決實際問題的能力是實踐教學的目標,有機化學是一門是實用的學科,日益滲透到生活的各個方面,因此其目的歸根結底是應用于改善現(xiàn)實生活,分析和解決實際問題。
例如在學習有機物中的甲醇時,即可以結合室內(nèi)甲醛來源及假酒案等,提出問題。如何快速檢驗出是否含甲醇以及最有效的除去甲醇?鼓勵學生到圖書館或上網(wǎng)查有關的資料,獨立設計出一套分析方案,安排學生進行實驗或實踐驗證分析方案可行度,查找存在問題及解決方法。這樣,一方面提高了學生學習的興趣及思考能力,更重要的是讓他們認識到有機化學的實用性。
關鍵詞:有機化學實驗;綠色化學;綠色化實驗
《有機化學》是高職環(huán)境治理、工業(yè)分析、石油化工、生物制藥、醫(yī)學類等專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,有機化學實驗是不可缺少的重要組成部分。通過實驗,學生能更好地理解理論教學的內(nèi)容,學會在實驗室里合成、分離、提純有機物的方法和操作技術,培養(yǎng)自身良好的實驗習慣,科學、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及觀察問題、分析問題和解決問題的能力。而有機化學實驗中所使用的試劑大多數(shù)會危害人體健康和污染環(huán)境,有些試劑甚至有劇毒。如何保證有機化學實驗課程既能正常開設,又將其危害和污染降低到最低限度,是擺在廣大化學教育工作者面前長期而又艱巨的任務。為此,在有機化學實驗中,筆者對開展綠色化學實驗和實施綠色化學教學進行了一些探索與嘗試。
在實驗教學中實施綠色化學教學綠色化學起源于有機化學,是有機合成化學家提出的,它的內(nèi)容與有機化學學科密切相關。有機化學實驗中客觀存在著許多有害的廢棄物,在實驗室通風、排污等硬件設施較差的情況下,不僅威脅人體健康,而且直接排放會嚴重污染環(huán)境。特別是近年來學校辦學規(guī)模不斷擴大,實驗排廢量也同步增長,有機化學實驗教學綠色化不得不提到議事日程上來。應采用適合實驗室的廢棄物處理措施,將有機化學實驗對環(huán)境的污染降至最低限度。在實驗教學的全過程中,應引導學生建立對環(huán)境保護和人類可持續(xù)發(fā)展的高度責任心,使綠色化學理念滲透到實驗教學的過程中。例如,在實驗過程中,學生不小心打碎了溫度計,溫度計里面的汞灑到實驗臺上。這時,應該用滴管收集大部分汞并回收到密閉的容器中,對于散落在地上及部分難以收集起來的汞應撒上適量的硫黃粉進行處理,使之生成毒性小的硫化汞然后清除。又如酚類、苯胺類物質(zhì),在驗證其性質(zhì)后,應將廢液集中與漂白粉混合煮沸后再處理,這樣可使酚類、苯胺類物質(zhì)的毒性降低至幾乎為零,大大減少對環(huán)境的污染。通過對有機化學實驗廢棄物的基本處理實踐,可使學生掌握綠色化學知識,形成強烈的環(huán)保意識。
精選實驗內(nèi)容,體現(xiàn)綠色化學的教育思想選擇有機化學實驗教學內(nèi)容時,應根據(jù)高職的教學目標,本著體現(xiàn)綠色化學教育的指導思想,精選實驗項目,突出實驗技能培養(yǎng)。根據(jù)現(xiàn)行教材保留符合或基本符合綠色化學要求的實驗,如基本操作實驗中熔點的測定、蒸餾和沸點的測定、重結晶提純法;性質(zhì)實驗中的碳水化合物、氨基酸和蛋白質(zhì);制備實驗中的從茶葉中提取咖啡因等。在一些重要的合成反應中選擇污染少、廢物易處理的制備項目開展實驗教學,對有毒氣排放的實驗應予以刪除。盡可能少用或不用有毒性的試劑。在實驗教學內(nèi)容的安排上不僅要滿足培養(yǎng)學生實驗技能的需要,同時也要體現(xiàn)綠色化學的教育思想。
改進實驗方案,控制藥品用量有機化學實驗室承擔的教學任務重,消耗化學試劑多。近幾年,我們在逐步實施常量、微量與半微量相結合的實驗方案,不僅體現(xiàn)綠色化學的教育思想,同時廢棄物處理相對容易。例如,在性質(zhì)實驗中,醛、酮與2,4-二硝基苯肼試劑的反應,由于該試劑的毒性很大,實驗就改為在點滴板上進行。于孔穴中滴入兩滴試劑,再依次滴入醛、酮試樣各1滴,現(xiàn)象與常量實驗現(xiàn)象基本一致,而試劑用量大大減少,污染程度大大降低。類似的性質(zhì)實驗均可采用此法,不僅減少了廢棄物的處理量,降低了對環(huán)境的污染,而且可使學生在化學實驗中樹立環(huán)保意識。又如在1-溴丁烷的制備實驗中,試劑用量為常規(guī)用量的十分之一,實驗時間縮短了五分之一,且可以得到較好的實驗效果。再如,在乙酸乙酯的制備中,我們改進了催化劑?,F(xiàn)用教材是用濃硫酸作催化劑,但濃硫酸具有強氧化性、強吸水性、低選擇性,造成反應物氧化、碳化,產(chǎn)品質(zhì)量不高、產(chǎn)率低,產(chǎn)生的廢氣、廢水多,污染環(huán)境,且實際生產(chǎn)中對設備腐蝕嚴重。我們參照目前關于酯化反應的研究成果,用固體超強酸(SiO2/SO42-)代替濃硫酸,即用1.2gSiO2/SO42-代替教材中的3.0ml濃硫酸,其余步驟仍按教材進行,試劑回收率可由使用濃硫酸時的48%提高到93%,并且催化劑可循環(huán)使用6次。這樣改進后的實驗安全性好,對環(huán)境無污染。
采用連續(xù)性實驗,實現(xiàn)資源利用的最大化有機化學實驗中的合成實驗,是純粹的消耗性實驗。一次實驗下來,除原料和試劑的消耗外,生成的產(chǎn)物大部分都是廢棄物,造成對環(huán)境的污染。在實驗教學中,應把相關的單一實驗聯(lián)系起來,使其組成一個系列,使實驗的產(chǎn)品為后一步需要合成的原料完成系列制備。這種教學方法不僅能滲透綠色化學教育的思想,而且也能較好地檢驗學生的操作技能和實驗教學效果,培養(yǎng)和增強學生的環(huán)保意識。例如在基本操作中做“蒸餾”和“分餾”兩個實驗時回收的乙醇可用于“茶葉中提取咖啡因”,提取咖啡因回收的乙醇留待下一屆學生做“蒸餾”實驗用;“柱色譜”實驗所用的洗提溶劑乙醇,由實驗室統(tǒng)一回收,留待下一屆學生做“分餾”實驗用,從而提高了溶劑的利用率。幾年來,在有機實驗室承擔的實驗項目中,凡能循環(huán)利用的實驗資源,我們都將粗品全部回收,經(jīng)處理后繼續(xù)留做他用。另外,應充分利用廢料,如在簡單的玻璃工操作實驗項目中,學生按要求完成各種規(guī)格的彎管、滴管后,利用剩下的短管繼續(xù)拉制熔點管,拉制的熔點管可以在合成實驗中用作沸石。這樣,充分利用實驗材料,不僅可節(jié)約經(jīng)費,而且可使綠色化學教學落到實處。
采用多媒體技術,將部分實驗改為演示對人體危害大和對環(huán)境污染嚴重的實驗,可做成課件給學生演示。如芳烴和鹵代烴的性質(zhì)實驗,這兩個實驗所用藥品均有很大的毒性,對環(huán)境污染嚴重,而且其中有的實驗學生實際操作時實驗現(xiàn)象不明顯,實驗效果不理想。改用計算機模擬教學,既沒有污染,現(xiàn)象又明顯。學生如親臨其境,感到很新穎,興致很高,同時,調(diào)動了學生上網(wǎng)查找資料和自己做課件的積極性,培養(yǎng)了動手能力,取得了很好的教學效果。
近幾年來的實踐證明,將綠色化學教育思想滲透于高職有機化學實驗教學中的做法有利于學生綜合素質(zhì)的提高,有利于學生實驗技能的培養(yǎng)。通過綠色化學教育思想在有機化學實驗教學中的滲透,不少學生尤其是環(huán)境治理專業(yè)的學生反映他們的知識面擴展了,感到基礎課與專業(yè)課能有機融合,提升了對專業(yè)的認識,激發(fā)了學習化學的興趣,實驗技能得到了進一步提高。要在有機化學實驗中完全實現(xiàn)綠色化,還需要化學工作者共同努力,做更加深入的研究工作。
參考文獻
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關鍵詞:高職教育;有機化學;自主學習模式;構建
【中圖分類號】G640
對于新的教學模式進行構建,應該充分的考慮教學的內(nèi)容,教學的目的以及學生的實際情況。教學模式應該符合教學的實踐需求,充分滿足學生的心理狀態(tài)。常言道"授人與魚,不如授人以漁。"在進行教學模式設計過程中,不僅應該考慮老師怎樣給學生傳授各種知識,而且還應該引導學生怎樣通過自主學習,去學習各種新知識和新技能。在整個教學過程中應該創(chuàng)造一種,以學生自主學習為主,老師指導和引導為輔的教學模式。在這個過程中老師確定教學的內(nèi)容,教學的目標以及對于學生的要求,學生進行自學學習,發(fā)現(xiàn)新問題和新知識。通過自身對于知識和技能的了解,形成對于新事物的感知和認識,真正實現(xiàn)學生是學習的主體。本文將對高職有機化學自主學習模式構建的必要性及其方法展開全面的論述,為今后如何在高職教學中構建自主學習模式提供相應的理論基礎和方法。
1高職有機化學自主學習模式構建的必要性
1.1符合高職教育對于專業(yè)基礎課程學習的要求
在高職教育教學計劃中,對于化學這一基礎學習的時間安排為1年,這充分保證了學生進行自主學習的時間。對于高職學生而言,在升學過程中不存在什么壓力,這就要求學生在高職學習過程中不斷的提升自身的綜合能力,以適應今后工作的需要。學生在進行高職教育以前的教學模式就是老師講,學生聽的應試教育模式,這種模式嚴重的制約了學生自主學習能力以及綜合能力的培養(yǎng)。學生對于學習已經(jīng)厭倦了這種一程不變的教學模式,為了能夠使學生不對高職教學失去信心,就應該進行教學方式的改進,以期學生在本階段教學過程匯總能夠使自己的能力得到不斷地提升。在高職有機化學教學過程中存在這樣一種現(xiàn)象,在學習之處學生對于該課程的學習還是充滿興趣的,但是隨著教學的深入,各種反應方程式、反應條件的增加和復雜化,以及老師采用的傳統(tǒng)的教學模式使得學生逐漸對于該門學科的學習失去應有的興趣。對于學習過程中復雜的、瑣碎的知識點缺乏相應的歸納總結的能力,面對復雜繁瑣的知識,學生無所適從,不知道從何處入手進行深入的學習。時間久了學生就主動放棄了對于該學科的深入學習。將自主學習模式引入到高職有機化學教學過程中,老師可以將重點放在學生平時的學習表現(xiàn)上而不是學生最終的成績上,注重學生平時學習過程的評價,注重學生對于知識的掌握情況,注重學生的學習策略和方法,更注重學生綜合能力的提高。自主學習模式能夠讓學生之間進行交流,討論自己學習過程中遇到的問題,每個學生能夠對于自己學習的情況有一個清晰的認識,知道自己學習過程中存在的問題和不足,這樣在進行后續(xù)的老師指導過程中就能夠有針對性的去學。自主學習模式的構建能夠讓學生在學習開始,就能夠讓學生按照自己的興趣制定自己的學習目標,構建自己的學習計劃,不斷搭建自己的知識體系,提升自身的綜合能力。隨著學習的不斷深入,學生的求職欲望和學習興趣不斷增強。
1.2符合高職有機化學課程的特點
高職化學的學習是由簡單的元素,物質(zhì)的學習到復雜的反應,由小分子到大分子,由氧到各種氧化物以及復雜的脂類等,所有這些知識一方面單獨組成體系,另一方面各個知識點之間又相互勾結。每種化學物質(zhì)都有其自身的的分類、化學名稱、組成結構、物理性質(zhì)以及化學性質(zhì)。各種物質(zhì)之間又存在著各種各樣的化學反應,產(chǎn)生特定的化學現(xiàn)象以及生成新的化學物質(zhì)。雖然有機化學的知識點相對比較瑣碎,各知識點的學習存在著相應的難度。但是,將自主學習模式應用到高職有機化學的學習過程中,能夠顯著的改善這一局面。通過在老師的指導下學生學習了中化學物質(zhì),相應的起就可以學習其他同一類型的其他物質(zhì)。例如,學習了一種脂的各種組成、性質(zhì)以及和其他物質(zhì)之間的反應,學生就能夠采用同樣的學習思路和學習步驟對新的物質(zhì)進行深入的學習。有機化學的分類性質(zhì)很好的滿足了學生進行自主學習的需要。
2構建自主學習模式的方法策略
2.1注重學生非智力因素的發(fā)展
所謂的非智力因素是一個廣泛的范圍,包括學生的興趣、動機、情趣和性格等多方面的因素。非智力因素的發(fā)展對于高職學生進行自主學習具有重要的意義,對于學生非智力因素的發(fā)展有利于充分調(diào)動學生自主學習的內(nèi)在動力,激發(fā)學生進行自主學習的興趣以及動機。對學生的非智力因素的發(fā)展,讓學生從自身明白學習的意義和價值,知道對于高職有機化學進行自主學習的重要性。
2.2引導學生自主參與到認知活動
在高職化學的學習過程中,鼓勵學生積極的參與到自主學習和討論的學習中,積極的發(fā)表自己遇到的問題和自己對于學習內(nèi)容的新見解和新觀點。使學生自己能夠從互動的過程中,學習到應有的知識和提高自身的技能水平。在自主討論學習的過程中提高自身的認知能力,使自己能夠從一開始的一無所知到最后對問題的自我分析。在學生參與認知的過程中,老師要對學生的情況進行正確的評價,對于學生正確的觀點給與鼓勵,對于學生理解存在偏差的地方給與及時的糾正。通過積極的引導學生進行自主的參與學習,不斷提升學生的綜合學習能力。
2.3培養(yǎng)學生對問題的質(zhì)疑能力和批判的思想
構建學生自主學習模式的關鍵,就是要培養(yǎng)學生對于問題的質(zhì)疑能力和批判思想。能夠在學生過程中對于書本上的知識進行質(zhì)疑,認真的分析問題的來龍去脈,對于不正確的地方要敢于對課本上被被稱其為權威的知識進行質(zhì)疑。采取批判的思想對問題進行深入淺出的思考,對于正確的東西分析其因果關系,對于存在質(zhì)疑的問題,可以通過實驗或者其他的方式進行驗證,在實踐中檢驗理論的正確性。只有采用對問題進行不斷的質(zhì)疑的方式,以批判的思想對于新知識進行自主學習,才能夠使學生不斷培養(yǎng)縝密的思維,提升自身的綜合能力。
參考文獻
[1]羅宣.高職有機化學教育中的自主學習模式探析.《都市家教(上半月)》.2011年8期