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河南焦作师范高等专科学校 程敏敏
【摘 要】通过教学实践,提出给学生建立有机化学理论体系的重要性,指出突出理论教学,引进原版英文教材,实行双语授课,利用网络资源,加强与科研、生活的联系等几个方面有利于提高有机化学的教学效果。
关键词 基础理论;双语教学;有机化学;教学效果
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)05-0092-01
基金项目:本文系2010年度河南理工大学精品课程建设和重点课程建设资助项目“2010年重点建设课程—有机化学”(编号:201002)的研究成果。
有机化学是应用化学、化学专业的一门重要专业基础课, 也是材料化工、资源环境、生命科学等学科的基础课。有机化学涉及范围广,理论性强,就课程本身来说它有三个主要的特点:其一,有机化合物和有机反应种类繁多;其二,有机反应受反应条件的影响极大,虽有规律可循,但例外情况也比较常见;其三,化合物性质对结构,有机反应对机理的依赖性强。学生在学习过程中容易出现轻逻辑推理,重机械记忆的错误认识。导致出现知识点混淆、易忘记,一些重点和难点内容难以理解,面对实际问题无从下手等学习困难,很容易产生厌烦情绪,从而失去学习兴趣。如何在课堂教学中为学生建立起有机化学的理论框架,使学生从繁重的记忆任务中解脱出来,提高学习信心与积极性,就成为有机化学教师必须思考的重要问题。
一、重视有机化学的基本概念、基础理论,以及化合物的结构和立体化学教学,建立有机化学的理论体系
建立起正确的有机化学理论体系,对于学好有机化学有非常重要的作用。许多学生在学习有机化学过程中,不重视有机化学的基本理论,认为有机化学主要靠机械记忆就能学好,这是非常错误的认识。需要从下面几个方面着手来指导学生掌握有机化学的理论体系。
1.首先建立起结构(Structure)、性质(Property)、机理(Mechanism)和反应(Reaction)四者之间相互联系的逻辑关系。在这个关系中,结构和机理是基础,性质和反应是衍生。首先要让学生掌握化合物的结构特点,理解结构与性质的相互关系;掌握反应的机理,用反应来验证机理,用机理来推测反应。只有从根本上理解每类化合物的结构,才能掌握其性质;只有从根本上理解每类反应的机理,才能掌握各种化学反应。
2.掌握并理解有机化学中常用的基本概念。有机化学基本概念是有机化学基础知识的重要组成部分,是系统学习有机化学理论的基础。有机化学基本概念与其他学科有着广泛的联系,特别是无机化学。从教学实践来看,大多数学困生都不理解常见的概念性问题。
3.掌握常用的基本理论。如价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论、共振论、微观可逆性原理等。这些理论有的抽象,如分子轨道理论,虽然不要求理解分子轨道理论的数理基础,但是对分子轨道具体成键的特征必须掌握,像分子轨道对称性的特点,节点变化的规律,成键轨道、反键轨道和非键轨道数目的确定等,有些理论比较具体,如共振论,就不仅仅是理解的问题,而是必须熟练的掌握,这样才能更好理解反应机理和一些特殊的反应现象。
4.正确书写有机化学中常见的表达式。如Lewis结构式、共振式和反应机理等。必须强调有机化学中常用表达式的书写规则,特别是最基本的Lewis结构式的正确书写。否则学生无法判断共振式书写的对错,也无法比较共振杂化体的稳定性和推导正确的反应机理。
5.重视绪论的教学,对有机化学课程的整体框架及相关内容做适当的调整。通常在教学中安排绪论章节来学习有机化学的预备知识,作为随后按官能团分类学习有机化学的基础。在有机化学绪论课上,不仅要告诉学生有机化学的目的和任务,还要联系实际讲述有机化学和其他学科的关系和重要性,激发学生的学习热情。
二、实行双语教学,引进英文原版教材,提高学生自主学习的能力
1.实行双语教学,引进英文原版教材的必要性。双语教学有助于学生更深入的掌握有机化学知识点,了解有机化学学科的前沿动态。由于近代化学学科发源于西方,而绝大多数重要的化学类期刊(包括我国化学期刊)使用的语言都是英语,为使学生更准确的把握有机化学的知识脉络,理解化学家的思维模式,通过中英双语教学,引入英文原版教材,就显得非常必要。
由于使用英语课件授课,学生在课堂上接受知识的难度增大,为了更好地在课堂上理解教师所讲的内容,学生就必须提前预习所学课程,以求对教师即将讲授的知识有初步的了解。这样就在客观上提高了学生的自主学习的积极性,使得学生能够锻炼独立思考问题、解决问题的能力,为以后的工作和学习打下良好的基础。
2.实行双语教学的可接受性。有机化学适合双语教学。双语教学的最大难点是需要掌握大量的专业词汇,但是对于有机化学而言,这些词汇都可以利用简单的、已经学过的单词通过构词法快速掌握。例如,有机化合物的命名问题,只要掌握常见的十几种碳链的命名和各类官能团化合物的词尾(头),便能快速识别出这些专业词汇的意思。
在有机化学的教学过程中,仍然采用以前的中文教材,但必须是加入专业英语内容的双语课件,课件与所采用的中文教材保持内容的一致性,但把每一章节的大小标题、人名反应、常见的专业术语和化合物的名字都采用双语标记的办法,缓解学习者的语言压力,减轻紧张感,增强学习热情和信心,长此下去,学生通过课后进行中英文的对照、复习,经过一个循序渐进的过程,可逐渐熟悉和接受英文的教授,从而达到双语教学的目的。
三、有效利用网络资源,快速搜索自己需要的知识,提高学生获得化学知识的能力
网络上的有机化学资源十分丰富。目前,国内很多有机化学精品课程网站和世界上重点大学的有机化学课件,如哈佛大学等都在官网免费公开,介绍学生上网搜索,观摩学习。
四、与生活、科研相结合,提高学生的学习兴趣,不断更新课件内容
化学是理论与实践相结合的学科。在平时的授课中要把生活中常用的有机化学品或生产活动与化合物和有机反应原理的学习相结合,使学生充分认识到有机化学的重要性,切实感受到有机化学的魅力,激发学习有机化学的热情。
总之,一方面要加强有机化学基本概念和基础理论教学,引入双语授课,指导学生阅读原版教材,使学生掌握正确的学习方法;另一方面, 可以根据教学内容, 综合运用各种教学资源,提高学生获得化学知识和自主学习的能力,认识有机化学对社会生活的重要性,激发学习有机化学的热情和创造性的学习能力,再加上教师的丰富教学手段,就一定能提高有机化学的教学效果。
参考文献:
[1]郑彧,等.高校有机化学双语教学探索与实践[J].辽宁中医药大学学报,2012,14(8):153-154.
[2]陈博,等.有机化学双语教学网络资源分类介绍[J].化学教育,2009,30(5):47-48.
关键词:有机化学;绿色化;实验;教学模式
前言:要想实现有机化学实验的绿色化必须是从思想上抓起,从人们的思想意识上改变,从每个化学老师的思想开始。对整个化学实验的过程严格把关,在材质上采用安全、无污染的材料,催化剂的使用也要注意安全性,对于一定会产生污染的实验要注意污染的处理。从自身坐做起,为学生做好榜样。
1.有机化学实验的含义及意义
有机化学是化学中极为重要的一门分支,又称为碳化合物的化学,是研究有机化合物的结构、性质、制备的学科。
有机化学实验对化学的发展起着至关重要的作用,对化学工业的发展也是相当的重要,有机化学实验是现在的普通高校化学、化工、材料、药学、食品、生物、环境、农学等专业以及相近专业本科生一门必修课。在有机化学实验过程中经常会用到有毒性的试剂,溶剂,有的时候也会合成一些有毒性的物质,这是化学发展中必然会产生的污染,但是现在全世界都在提倡绿色环保,低碳的概念,因此化学实验中的这些有毒物体就必然引起公众的反感,包括一些具有高腐蚀性的催化剂,实验后产生的废弃、废渣、废液处理不当对环境也会造成很大的污染,这种影响比一般的污染所持续的时间也会更久。因此,如何实现有机化学实验的环保性,这是有机化学的发展中一个新的课题,一个主要的研究方向,高校如何构建有机化学的绿色实验化成为迫在眉睫的问题,在试验中和教学中,如何向学生灌输“绿色化学”的概念是现在高校教师首要考虑的问题,必须做到学生从观念和认识上意识到环境保护,可持续发展才是根本的发展。从根源上认识到环境的发展和环境的保护,提高实验教学的质量同时也要注意可协调发展的重要。
2.我国有机化学实验教学的现状
我国的有机化学发展的相较于西方来说,发展的速度和技术都相对来说是落后的,我国的有机化学实验也停留在最初的模式上,采用的是传统的教学模式,我国传统的有机化学实验采用的是基本操作实验+基础合成实验+性质实验。相较于西方对化学的重视,我国在教学上仍然采用的是照本宣科,遵从教材,缺少积极主动的改革和创新,这是化学实验要不得的思想,现在的高校教学实验仍是简单的基本技能,蒸馏、分馏、回流、水蒸气蒸馏、干燥、过滤、加热、冷却、搅拌、萃取、重结晶等。这些基本的合成、提炼实验都存在着诸多的弊端,首先,材料的选择上存在着对人身的威胁以及对环境的污染,毒性较大,易挥发,而且部分材质还存在着高腐蚀性的缺点;其次,这种具有诸多缺点的试剂的使用量还很大,将会产生很多的废弃物,普通人用眼看不到,但是长此以往,环境将会被破坏;再次,我们做过实验的人都知道,这只是一堂课,课堂结束后我们的实验结果都是直接的倾倒,不会经过任何的处理,这对环境的污染是相当的严重的,而且这种基本的实验反复的做,是没有实际意义的。从这些分析中不难看出这都是违背环境发展原则的,违背了绿色化学的基本概念,这些在威胁我们这一代身体健康的同时也会为人类带来无法消除的永久性威胁。面对这种情况,改变是必须的,而且是迫在眉睫的。
3.有机化学实验绿色化教学模式及实施方案
3.1 新型教学模式
有机化学实验绿色化教学模式就是从化学实验的每一步去改变,达到实验从头到尾无污染,是有机化学实验发展的目标。这种教学模式相较于传统的模式,更加符合我国发展的要求和环境可持续发展的要求。新的模式从原料的选取到试剂的使用以及用量都是有一定的标准的,在教学手段上也运用了先进的现代化媒体,在试验的方法方式上注重环保的概念,三者的配合促成了新型的有机化学实验绿色教学模式的发展。
3.2 具体的实施方案
当设计好实验的方式后,具体实施的时候要注意每个环节的把关,在有机化学实验的课程中,包括很大一部分基本的实验,传统的基本实验采用的都是有毒性的物质或者高度挥发的对环境有污染的材质,只要在不违背教学意义的基础上,基础实验是可以采用简单的无污染的试剂达到教学的目的,训练学生的操作技能以及让学生掌握实验的基本目的。这种做法在达到环保的同时也达到了教学的目的。教学目的的实践中还包括合成实验的操作,合成实验教学目的是让学生充分了解化合物的制备方法,并且对基本实验掌握的更加纯熟,新的教学模式本着绿色教学的目的对合成实验进行了改革,包括题目的选择以及相关科研结果的使用,甚至包括多步骤的实验,多步骤的实验相对于单步骤的实验产生的废弃物变少,变废为宝,是环境发展的根本要求。而且在部分高校中还出现了设计型实验,也就是学生和老师共同发挥想象,创造新的实验,这种实验的要求是本着绿色化的理念,所运用的材料也要求安全、无污染,这在提升学生创意空间的同时也对有机化学的发展做出了贡献,是一举双得的好事,值得提倡。
在进行实验过程中,我们都选用了低污染或者无污染的材质,但是不能保证合成过程中不会产生废气物,不会对环境造成污染,因此,对实验的方法、过程要严格把关,保证每一步的实验安全且稳定,产生的污染要尽可能的降低,实验的每一步都要有相关污染的处理环节。在部分条件好的高校,采用了世界先进的技术和设备,相对产生的废弃物就少,但是对条件相对较差的学校就要注意实验的步骤,以及对每一步的废弃物有回收利用和清理的程序。从实验的手段到实验的过程都需要严格密切的注意,不论是运用传统的方式还是现代化的方式都要注意培养学生的环保意识。
关键词:有机化学;学习策略;学习方法
由于有机物比起无机物在组成、结构、性质等方面有着明显的差别,有一套新的符号系统,而其种类和有机化学的内容又繁多,所以很多学生觉得有机化学难学,以至于高中三年下来有机化学就是学不好。其实,只要按照科学的学习策略和方法,抓住要领、学习得法,学通乃至学好有机化学,并不难做到。
一、分清主次,明确目标,夯实基础
1.重点抓住主干知识
这部分知识包括:各代表物的组成、结构、化学性质、用途和其代表的各类有机物的组成、结构(官能团)、化学性质及它们间的相互转化关系,七类有机反应类型的具体类别、反应物、反应机理、反应条件,有机合成,同分异构体判断和书写,简单有机物的命名等。对这部分内容必须要掌握、学会,能弄清记住、融会贯通、综合应用。
2.重视以下七个方面
(1)一些基本概念。如:有机物本身和各类有机物、各种基团、各类有机反应、同分异构体、同系物、高聚物的有关概念。(2)官能团及其特性。(3)有机反应类型尤其是机理。(4)有机物结构式、结构简式、化学方程式等化学用语,并会运用模型和图示。(5)有机化学反应方程式。(6)同分异构体判断、书写。(7)部分有机实验。
3.兼顾了解其他次要内容
如,有机物的研究方法,有机物组成测算和结构的确定,天然气、石油液化气、汽油的组成和应用及煤、石油的综合利用,高分子材料的性能和应用。
二、贯穿几个基本原理和思想意识
1.碳原子有特殊的成键能力以及“碳四价”原则
碳原子结构及由此决定的其成键能力和“碳四价”是有机物分子结构、性质、化学反应乃至构成有机物的基础,也是有机物种类繁多、数目庞大的原因之一,可以讲它是有机物一切问题的根源,但这一点往往被忽视。我们在判断或书写有机物结构式中某个C原子连接的H原子时就必须依据“碳四价”原则。
2.结构决定性质
有机物的性质决定于它的分子结构,而分子结构中的官能团又起着关键的作用。各类有机物的特性反应主要决定于它的官能团。所以弄清和把握住有机物的分子结构和官能团是学好有机化学的中心和关键。
3.有机分子中基团之间存在相互影响
这一点先由苯的同系物、乙醇、苯酚的性质及与相关物质的性质比较得出认识,以后在了解和研究有机物的由某一结构决定的性质时就要考虑周围的其他基团对它的影响,而不只是孤立地去考虑。
4.条件对有机反应尤其重要
关键词:有机化学及实验;精品资源共享课;建设;共享;协同创新
“有机化学及实验”课程从2003年国家精品课程建设开始[1],经过有机化学教学团队近十年的建设,顺利实现转型升级[2],入选国家级精品资源共享课立项项目,上线接受社会的评价。总结近十年的建设体会主要包括下面三方面。
一、深化精品资源建设是关键
建设精品资源共享课的关键是结合课程的特点建设精品资源。包括深化教学内容和改革课程体系,研究教学方法,探索考核方式和考核内容,研制课程教学的新资源。
1.深化教学内容建设
(1)引入学科发展的新内容。“有机化学及实验”是技术基础课,在引进学科发展新内容时要有选择,既要保证课程的基础性,又不能增加课程的教学学时数。
有机化学课程引进了下述新内容:①有机化合物旋光性的螺旋理论――结构与旋光性的关系。国内外的有机化学教材中都没有解决有机化合物产生旋光性的原因,我国化学工作者提出有机化合物分子的螺旋结构使分子产生旋光性[3]。将这一观点引入教学,填补了有机化合物结构与旋光性的空白。②邻基参与反应――某些反应分子构型保持。邻基参与反应是1942年提出[4]、近年被有机化学工作者所共识,把这个反应引入教学,纠正了对某些反应的构型、构型保持的错误解释。③LDA低温反应――实现羰基化合物交叉缩合反应。一直认为两种羰基化合物交叉缩合是没有合成意义的,近年发现强碱LDA在低温下先与一种羰基化合物反应,然后加入第二种羰基化合物,实现了两种羰基化合物选择性地交叉缩合[5],变成了一种重要的合成方法。④科研新成果――酚羟基快速醚化。笔者科研专利成果,酚羟基在适当的溶剂中,可以在室温下,高转化率、高选择性、快速地被醚化[6],增添了教学新案例。⑤室温离子液体――多用途的新化合物。室温离子液体的概念很早就被提出来,一直没有引起化学工作者的注意,近年来其合成、反应、应用都发展很快,是有机化学教学的新案例。⑥有机氟化合物――有特殊性能的卤化物。有机氟化合物是近年有机化学研究的热点领域[7],其性能特殊,有特殊用途,引进教学拓展了卤烃的性质。⑦双氧水――绿色氧化剂。随着绿色化学的发展,发现双氧水能氧化多种官能团化合物,有的已实现工业应用。因此引入用双氧水替代污染严重的重铬酸钾作为氧化剂的教学案例。诸如这些内容的引入保持了教学内容鲜活性,又没有增加学时数。
(2)全面介绍有机化合物的内容。有机化学一直重视石油加工及其化学,而忽视煤、生物质加工及其化学。我国煤储量多于石油,近年来,煤加工生产有机化学品发展很快;生物质是绿色化学品来源,生物质炼制工程包括生物柴油、天然有机化合物的转化等。增加这两方面的内容,体现了《21世纪有机化学发展战略》所提出的有机化学的定义[8],也体现了有机化学发展方向。
(3)引入反应控制的基本概念。动力学控制/热力学控制是高等有机化学的内容,将这一概念引入有机化学,既提升了教学内容,又简化了一些繁琐的解释,如共轭二烯的1,2-加成与1,4-加成、芳烃的定位规律、迈克尔加成反应规律等的解释。
(4)数字化模拟分子模型的使用。过去用鲍林提出的抽象的共振杂化体表示离域体系,如烯醇负离子的结构和性质,学生很难理解;现在使用可视化的数字化模拟分子模型表示,很容易理解离域体系的稳定性和反应性。
(5)简化一些叙述性的内容。如各类官能团化合物的物理性质不再讲解,而是让学生自己去查找资料,不仅加深了对物理性质的理解,还培养了学生自学的能力。
2.研究课程新体系
新体系把有机化学课程分成三部分,基础知识(或称概论)篇,主干内容篇,前沿交叉知识运用篇。
将分散在整个课程的各章节的化合物的结构与基本性质、命名、同分异构体、结构表征(四大谱)等内容集中,构成课程的基础知识篇。好处是提高了课程的基础,为后续课程内容学习做铺垫,节省学时,集成了知识模块。饱和烃、不饱和烃、芳香烃、卤代烃、含氧化合物、含氮化合物构成有机化学的主干篇,主要介绍各类官能团化合物的结构与反应。其中通过(2n+2)个π电子规律将具有芳香性的芳烃和杂环化合物组合成一章,由加成-消除反应机理将羧酸及羧酸衍生物融合成一章,卤烃/金属有机、含氧/含硫化合物、含氮/含磷化合物分别组合成一章,天然化合物分散到相应的章节中。组合结果强化了课程内涵联系,缩减了篇幅,节省了学时。糖、氨基酸蛋白质、类脂核酸、有机合成基础为前沿交叉知识应用篇,改用反应原理为主线组织课程,知识连贯顺畅,内容容易理解,前两篇的基本理论和基本反应得到了巩固、应用和深化。
改革后的课程体系,体现有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用及有关理论和方法的科学。课程的起点提高,内容深化,学时减少,体现课程的基础性,符合认知规律,为自主学习留有空间。
3.研究式教学方法的探索与实践
研究式教学方法起源于问题式教学的方法(PBL),是以学生为本的教学方法。笔者认为只要是实现以教师为中心向以学生为中心转变,以课堂单一教学形式向以图书馆、实验室、科学实践多种教学形式转变,以灌输的方法向以启发、引导、研究等多种方法转变,以“一次成才”为目标向培养“终身学习能力”为目标转变的教学都属于研究式教学方法范畴。不同的课程会衍生出多种形式,有机化学教学团队探索实践了多种教学模式,其中包括:
(1)研究式讨论课。基本做法分六个步骤:教学设计、提炼问题、公布问题、集中讨论、教师总结和提炼新问题等。多数学生对研究式教学模式是积极参与和支持的,学生由知识的被动接受者变为知识的主动构建者,教师由知识的传授者变为知识构建的引导者。不仅训练学生解决技术问题的能力,还要培养学生适应环境、与人沟通合作及协调各方面关系的综合能力。
(2)对比迁移式教学方法。对比迁移式教学方法是引导学生将已学的知识在变化的情景中对比分析并加以运用,以实现掌握新知识的教学方法。这一方法特别适合有机化学课程,例如:以反应规律为主线将烯烃的知识迁移到二烯、炔、小环烷烃,芳烃的知识迁移到杂环化合物、酚、芳胺、芳酸等,卤烃的知识迁移到醇、醚、环氧化合物,醛酮的知识迁移到羧酸及其衍生物,醇醛酮的知识迁移到糖等。每组前面的内容精讲、细学、讨论深透,后面的内容粗讲、引导讨论,给学生充分的自主学习空间。探索出“重点讲解-对比讨论-提高终身学习、知识应用能力”的有机化学教学新路子。
4.探索与教学模式相适应的考核方式和考核内容
依据课程体系的特点和当代大学生学习的特点,本课程实施大课化小课的考核方式,采用闭卷和开卷两种考核形式。大课化小课考核也可以期中考核50分,期末考核50分,考过的内容不再特意考核,促使学生把精力放在平时知识积累上,减轻学生的负担。闭卷考核增加主观题目,引导学生自主学习主动思考,展示知识运用能力,帮助学生弄清概念,从课程整体高度掌握知识体系。开卷式考核是一个包含所学过大部分内容的合成题目,给学生较长的时间,查阅资料,相互讨论,写出报告,完成考核。组织集中交流典型的试卷,相互借鉴,是一次复习深化过程。
5.研制课程教学新资源
配合研究式教学,有机化学教学团队研制出版了一批体现现代信息技术和教学手段的教材和教学辅助资料。
(1)在高等教育出版社出版四套立体化教材:“十一五”国家规划有机化学立体化教材(《有机化学》第2版、《有机化学学习指导》、《有机化学课堂教学软件》2.0版和《有机化学电子讲义》,共四部),其中《有机化学》第2版被评为2008年精品教材、“十二五”规划教材;“十一五”国家规划有机化学实验立体化教材(《有机化学实验》第4版、《有机化学实验助教性课件》2.0版、《有机化学实验助学性课件》附在书后,共三部),其中《有机化学实验》第4版获得大连市优秀科技著作一等奖;双语教学示范课用书立体化教材(Organic Chemistry、Organic Chemistry Experiments,共二部);校际联合编写工科基础化学系列课教材中有机化学立体化教材(《有机化学简明教程》、《有机化学简明教程学习指南》、《有机化学简明教程电子教案》,共三部)。
(2)研制新世纪“有机化学网络课程”,获国家优秀网络课程荣誉称号。这是精品课程之前的工作,“有机化学网络课程”是一种新的教学模式,又是一种新的教学手段,也是精品课程顺利转型升级为精品资源共享课的基础。
二、共享是精品资源共享课的特点
1.建设精品资源共享课,教学队伍是关键
有机化学及实验现有教学师资队伍包括六名教授、四名副教授、两名讲师和实验室工作人员。其中一人为高等学校教学名师奖获奖者,两人为辽宁省教学名师;一人在国外教学进修过一年,负责电子资源建设和网上传输技术处理;一人负责国家双语示范课教学;五人在教育部高等学校教师网络培训中心授过课,直接学习的有机化学教师上千人,录制了一批授课实况。优秀的教学队伍保证了课程能够实现共享。
2.基本资源系统丰富,适合网络传播
课程介绍、教学日历、教学大纲、课程结构、重点难点解析、习题作业、课程总结、试卷、重要参考资料(网络链接,纸质资料目录)、讲课录像等资料齐全,网上传输流畅。除此之外,还提供了有机化学及实验课程特有的基本资源:实验教学录像,实验整体安排要求讲课录像(在高校教师网络培训中心授课录像),数字化模拟分子模型的制备与应用授课录像(在高校教师网络培训中心授课录像),有机化学双语教学部分录像(在高校教师网络培训中心授课录像),2005年、2008年二次出版的电子讲义(高教出版社免费赠送)和开放实验教学等资源介绍。
三、协同创新建设教学资源
协同创新是指按照精品资源共享课的要求,研制拓展资源。有机化学教学团队研制了下述新资源。
1.研制数字化模拟分子模型库
研制了有机化学教学常用的近500个化合物的数字化模拟分子模型,每个化合物有8种分子模型,并用于教学,既是教学新内容又是教学新手段。在国外,数字化模拟分子模型用于教材编写仅限于近十年几本流行的优秀教科书,用于教学也仅是几所名校。将静电势能图模型的彩色标改成黑白色标,用于纸质教材可降低印刷成本。
2.研制模拟计算实验
随着教育教学信息化技术的发展,现代化学教育发展趋势是从单纯动手实验转向动手实验和模拟计算实验两方面培养学生解决实际问题的能力和创新研究能力。为此,有机化学教学团队研制了一批模拟计算实验,经少数学生试用效果较好。
3.校际联合编写工科基础化学系列教材
参考“化工类工程教育专业认证标准”(试用)和“化学工程与工艺专业指导性培养规范”(草案)的要求,大连理工大学(有机化学)、天津大学(无机化学)、浙江大学(分析化学)和北京化工大学(物理化学)联合研究编写了工科基础化学系列教材。高等教育出版社出版后,经过2年使用,反映很好。有机化学教学团队负责编写有机化学立体化教材(共三部)。其中《有机化学简明教程》是按精品课程研究的新课程体系编写(学时数为60左右),数字化模拟分子模型贯穿全书。
参考资料:
[1] 教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知[Z]. 教高[2003]1号.
[2] 教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见[Z]. 教高[2011]8号.
[3] 尹玉英,刘春蕴. 有机化合物分子旋光性的螺旋理论[M]. 北京:化学工业出版社,2000.
[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.
[6] 高占先等. ZL 2007 1 0158795.9(2008),申请号201110097447.1(2011),申请号201110233332.0(2012)[Z].
中学化学由两个大的板快组成:无机化学和有机化学,对于无机化学学生普遍觉得比较容易一些,而对于有机化学的学习,一直以来许多同学的难点,首先分子式复杂记不住,其次是有机的思维模式不容易建立起来,最后就是心理上惧怕有机化学。针对此状,我想谈一些有机化学的复习构想和建议。以减少我们在复习中的盲目性和无针对性。
1.学生情况调查分析
在进入有机化学复习之前,我们可以通过师生谈话,问卷调查,或者考试摸底等方式,得到第一手的信息,了解学生的现状,知道他们差在什么地方?为什么差?哪些地方是他们认为的难点。这样方便我们制定有效合理的复习方案。我通过这三种途径收集到了学生在复习之初的有机化学的认知水平:其一:学生对有机化学许多的基本概念理解模糊。其二:对各类有机反应能够发生的条件,以及各类有机反应的含义似是而非。其三:对于许多有代表性的有机物结构不清,性质不熟。造成做题时的艰难。其四:这也是有机化学中的高层次要求了,使得其对这类题的解答一筹莫展,这从而暴露了学生在知识的综合运用方面还十分欠缺。
2.对考纲的分析和对考试情况的分析
有机化学的复习不能复习太浅,也不能复习得太深,得有一个依据,这个依据就是我们的教材和我们的考试说明任何超越这个基础上的复习都是没有意议,费力不讨好的。纵观近几年的全国各地的理科综合考试在有机化学这方面的考核不论是考查的内容还是考查的方式以及考查的分值基本趋于稳定,大多数是以选择题,推断题的形出现:但不管怎么考都是围绕着 基本知识展开。对于有机推断就常以醇,醛,羧酸,以及酯展开。
3.有机化学的复习建议
对于高三化学的复习,不能再像以前上新课那样的上法。不能每个知识点都讲得细讲得慢,这样做一来时间不够三来都是学生学过的旧知识学生会听得没劲,老师虽然花了许多时间但学生的收效却很小。所以高三这一年的时间要把三年的内容复习完,如果没有计划,没有方法那么是很难达到有效的复习的。加之高考不仅考查了学生对学科知识的理解程度,更重要的是检测了学生的综合分析能力以及思维能力。因此这就为高三的复习提出了更高的要求,如何有效的将学生以往的零散知识联系起来形成一个有机的整体?这『是我们复习中必须思考解决的,一个问题。对于有机化学也是一样,我们可以把有机化学看作一个独立的部分,将其知识编制成一个网络。其实有机化学的规律性比无机化学规律性强,有机化学知识间的牵连大而广,如果从烃出发能够得到卤代烷可以通过一些反应得到醇类,醇类在氧化就能引出醛和酮,在氧化就能引出羧酸,在由羧酸和醇能得到酯(油脂),这其中还能引出许多有机反应类型。各个知识之间交连在一起,所以我们要有一套适合自己学生的有效的复习方法,才能将看似复杂的有机化学形成知识网络,才能真正将书本中的知识装入自己的头脑中化为己有。其实学生常常感到有机化学不难,可就是学不好,考不好。他们普遍感到知识琐碎,零乱,规律多而杂,因而不得要领。
3.1有机化学的系统复习要有“点”有“实”
有机化学系统复习的点就是知识点,能力点,实际点(联系工农业生产,环境保护等社会实际)在系统的复习中要将这三点融入其中。对于考点,知识点的把握通过教学大纲和考试说明能够抓住。通过许多方法使学生掌握不同层次的知识,比如对于易错的知识点,重点,难点教师可以设计成一个一个专题帮助学生突破,比如有机合成是个难点我们就可以将其设为一个专题。也可以让学生自己团结互助相互之间帮助掌握知识点,再此基础上将这些知识点运用起来分析问题解决问题。化学本身就和工农业生产以及环保等社会实际联系密切,这就要引导同学们留心身边的化学,运用已有知识解决实际问题。这里的“实”指得是落到实处。
3.2有机化学的系统复习要“有效”
在这里的效是指高效而且成绩显著,争取在短时间内,复习更多的东西。有机化学包括三个大的内容:烃类、烃的衍生物、以及糖类,油脂,蛋白质。这些内容 占了高二的大部分,如果教师在复习的过程中担心学生的知识点什么都遗忘完了,而采取按照教材的体系新课式的复习,这样内容多,可能复习不完,而且整个复习的过程中教师累,学生也不苦不堪言,更关键的是效果甚微。所以教师就应该有目的的、有重要点的复习,找出有机化学中的重点难点,以及学生的盲点,有计划有步步骤的帮助学生理清楚。
关键词:有机化学;教学;改革;创新
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0122-02
有机化学(Organic Chemistry)是化学的一个重要组成部分,它是研究有机化合物的来源、组成、结构、制备、性质、功能、应用以及相关理论和方法学的科学。有机化合物与人类的日常生活密切相关,因而有机化学是许多学科的重要基础,有机化学课程是化学、化工、环境、轻工、生物、农学、林学、制药、动物科学、临床医学等学科专业的一门重要基础课程,是构成理、工、农、医类大学生基础知识链的重要组成部分,对学生素质的培养和教学质量的提高起着至关重要的作用。作为综合性大学的广西大学,每年为化学类、化工类、轻工与食品类、农学类、林学类、生命科学类、动物科学类、环境类、材料类等20多个专业共1600多学生开设有机化学课程。按理科、工科和农科三种模式进行课程设计和教学,理、工、农的理论教学学时分别为114、57、60,实验教学学时分别为126、42、30,总学时分别为240、99、90。每年学习有机化学课程的理科类学生约110人,工科类学生约750人,农科类学生约760人。近年来,在“211工程建设”和“中西部高校提升综合实力计划”的推动下,我们加大了对有机化学课程教学的改革与创新力度,在师资队伍建设、教学手段和教学方法改革、实验教学改革与教材建设、教学改革研究等方面做了很多工作,取得了一些成绩,进一步提高了教学质量,使这门广西高校省级精品课程一直焕发出生机与活力。
一、师资队伍建设
师资队伍是课程建设的根本。近年来,采取引进与培养相结合、学历培养与教学实践相结合、教学与实践相结合、教学与科研相结合、青年教师导师制等多种方式,加强师资队伍建设,加强青年教师的培养,建立了一支年龄、职称、学历结构合理、教学与科研相结合的高素质教师队伍。目前有机化学课程组有教师16人,其中教授6人,副教授8人,博士生导师2人,硕士生导师11人,博士11人。
二、教学手段和教学方法改革
为了配合有机化学精品课程建设,课程组于2005年自制了三套分别与理、工、农科教学模式及其教材相符合的多媒体教学课件,并全面推广使用,在使用中不断改进和完善。多媒体的使用改变了传统的“黑板+粉笔”的教学方式,大大减轻了教师的教学负担,增加了教学信息量,使教学内容更加直观、生动,易于理解和掌握,改善了教学效果,进一步提高了教学质量。此外,在教学过程中注意合理使用教学模型,使有机化学中的某些抽象概念和空间结构形象化。
多年来,课程组从国内外购买了足够的有机化学教学模型。实践证明,教学模型在分子结构、立体化学的课堂讲解中取得了积极的教学效果,丰富了有机化学教学内容,活跃了课堂气氛,培养了学生的形象思维能力,同时也加深了学生对结构知识的理解。此外,还建立了具有自身特色的《有机化学》课程专用网页,将课程简介、师资队伍、教学大纲、教学课件、教学视频等课程教学资源放在网上,使师生逐步学会了使用网络信息技术辅助教学,使学生能够最大限度地提高学习效率和学习兴趣。
在教学方法方面主要做了以下改革:(1)善于应用启发式教学法,用问答串联教学过程,增强教学互动,活跃课堂气氛,使学生集中注意力,并激发学生的学习热情。(2)教学中强调化合物的结构与性质、反应与机理以及反应与合成等的关系,引导学生学会归纳和总结,教会学生用机理串联和记忆有机化学内容,避免死记硬背有机化学知识,从根本上理解并掌握有机化学的精髓,提高学习效率。(3)全面实施课程改革,以考核方式的改革带动教学方法的改革,将平时成绩的比例由30%提高到40%~50%,增加讨论课和期中考试,提高学生的学习主动性,促进教学质量的提升。
三、实验教学改革与教材建设
有机化学实验也采用理科、工科、农科三种模式,理科实验为独立设课,有规范的评分法,按模块给分。实验安排既注重基本技能的训练,又强调学生创新能力的培养,采取分级进行、逐步提高的原则。一级是基本操作技能训练和验证性实验(理、工、农均开课),二级是综合性、设计性实验(理科开课),三级是开放实验、创新实验,使学生的认识和实践能力得到逐步提高。尤其是设计性实验,允许学生在教师的指导下通过查阅资料独立设计实验方案并独立完成实验,学生对此非常感兴趣,收到了良好的教学改革效果。
在多年使用兰州大学、复旦大学主编的《有机化学实验》和周科衍、高占先主编的《有机化学实验》的基础上,总结多年来在有机化学实验方面的教学改革成果,并结合本课程多模式教学的特点,课程组组织编写了《有机化学实验》[1]教材,2005年由华东理工大学出版社出版并投入使用,取得了很好的教学效果,深受师生欢迎。该教材获得第二届(2006年)广西高校优秀教材二等奖,现正在修订,准备出版第二版。理论教学方面,理科选用获国家教委优秀教材一等奖的胡宏纹院士主编的《有机化学》(上、下册)(已是第四版)。工科长期使用徐寿昌教授主编的《有机化学》;农科在长期使用宋光泉教授主编的《新编有机化学》的基础上,针对工科和农科类学生学习有机化学课程的需要,研究和吸纳国内外经典教材的优点,并结合教师们多年来积累的教学经验和取得的教改成果,2009年课程组组织编写了工科与农科通用的《有机化学》教材,并于2010年7月由化学工业出版社出版发行,已于2010年9月开始在本科教学中使用,效果良好。2016年3月已出版第二版[2]。
四、教学改革研究
有机化学课程于2004年成为广西大学校级重点课程,2006年成为广西大学校级精品课程,2007年获得广西高校省级精品课程,且多年来坚持开展教学改革研究,发表相关教学研究论文30余篇。2008年获得广西大学优秀教学成果三等奖(有机化学精品课程建设的探索与实践);2010年获得年广西大学实验室建设与实验教学改革成果二等奖(基础有机化学实验教学改革初探);2012年获得广西大学“课改示范课程”和“资源共享课程”的立项;2012年《有机化学》(第二版)教材建设获得广西大学“十二五”第一批教材建设的重点立项;2014年主持完成广西高等教育教学改革工程项目(在研究生助教协助下的有机化学基础课程的改革与实践);2016年获得广西高等教育本科教学改革工程项目(PBL与LBL相结合的教学模式在有机化学课程改革中的探索与实践)。
五、其他
多年来,我们还在有机化学教学过程中作了如下尝试,取得了良好的效果:(1)在教学中适当补充一些有机化学的新反应、新发现和前沿内容,使学生能及时了解有机化学发展的最新动态,扩大知识面。(2)在教学中引入适当的英文知识,如化合物的英文名称、一些重要的基本概念和化学反应的英文表达,为双语教学打下基础。(3)将自己的科研成果适当融入到相关的教学内容中,提高学生的学习兴趣,加强理论与实际相结合,如段文贵教授将其科研团队多年来在天然产物生物活性化合物的合成研究方面取得的一些成果[3-6]应用于有机化学教学中,得到了学生的良好评价。(4)将一些著名高校和科研院所历年的《有机化学》研究生入学考试试题引入到每章的课内练习中,为学生的考研打下基础,并起到引领学生考研的作用。(5)鼓励学生积极参加国家级和省级“大学生创新创业训练计划”,走进教师的科研室从事项目研究,开阔视野,提高动手能力。
参考文献:
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[2]段文贵.有机化学[M].第2版.北京:化学工业出版社,2016.
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参照国内各级各类院校环境科学专业的基础化学课程内容体系及多所院校的教学计划,考虑环境科学专业后续环境化学、环境监测、环境工程学等专业课程的内容,结合我校实际情况,我们将环境科学专业的基础化学类课程分设为现代化学基础及分析化学两门课程。现代化学基础分两个学期完成,理论课时共计136学时。课程的学科内容包括现代无机化学、物理化学、有机化学等。通过对化学热力学、化学动力学、化学平衡、化学反应的基本规律、物质结构理论、胶体和表面化学、环境科学相关的重要元素及其化合物、有机化合物等基础知识的学习,学生可以了解现代化学的基本概念、基本原理、基本技能;学生学习后能以化学的观点、思维方法和研究方法,激发创新意识,在未来实际工作中以化学观点观察物质变化的现象,对一些涉及环境科学及生活、社会实际的化学问题,具有一定的分析、解决和创新的能力。
分析化学单独设课,其一,是因为分析化学素有“科学的眼睛”之称,是环境科学甚至其他任何与化学相关的学科进行科学研究的基础,学生打下扎实牢固的分析化学基础是非常重要而必需的。其二,分析化学的课程特色主要是“量”,与其他基础化学相比较,更强调“量”的概念,以及相应的思维方式和理念。系统学习这门课程可促使学生掌握分析化学的基础知识和基本理论,结合实验牢固树立准确“量”的理念,并掌握获得准确“量”的正确操作技术。这是环境科学专业的学生进行专业科学研究以及未来的工作中必不可少的基础。其三,分析化学也是学生学习后续的专业课程环境化学、环境监测的重要基础。采用上述课程结构体系,避免了教学内容的无谓重复,节约了大量的教学课时。同时也使一些环境科学专业非常需要的化学知识如胶体化学、表面化学、电化学、分析化学等得到了加强。
二、教材改革
教材是教学内容的载体,一本好的教材能使学生提高学习的兴趣,便于理解和掌握知识。但目前国内还没有完全与我们的现代化学基础课程教学体系相配套的教材。针对上述情况,在教学过程中,根据环境科学专业的人才培养目标及特点,结合本校的课程结构体系,我们对选用的教材内容进行了适当地删减和补充,采取了教材为主,补充讲义为辅的使用方式。目前选用胡忠鲠主编的《现代化学基础》作为主教材。但其中元素化学,有机化学两部分教学内容则结合环境科学专业的特点,编写补充讲义。元素化学部分侧重于讲授常见重要元素、重要污染元素及其化合物的性质,有机化学部分则系统地介绍各类有机化合物的物理性质及化学性质。对于有机合成则不作要求。通过上述调整后,课程教学内容的针对性和实用性得到了提高。考虑到现代环境监测方法中经常需要使用仪器分析和检测的特点,我们选用了华东理工大学及四川大学化工学院编写的《分析化学》(第五版)作为教材。这本教材具有如下特点:一是教学内容包括了化学分析和仪器分析两部分,与我们的课程结构体系相吻合;二是该课程教学内容的编写注重应用,简化了某些公式的推导,加强了数据处理和仪器分析的内容,能满足环境科学专业的需要。
三、教学内容改革
目前,国内一些非化学化工专业的基础化学课程虽然在结构体系方面与化学专业相比具有自己的特点,但由于教材编写者基本都是纯化学专业出身,缺乏对相应学科的专业知识与背景的深入认识和了解,因此教学内容的设置基本沿用化学专业的内容,只是在深度和难度上作些调整,没有结合专业特点,脱离生产实际,学生认识不到化学知识在本专业中的应用前景与重要性,难以激发学习兴趣。针对上述情况,我们对环境科学专业的基础化学课程在教学内容方面进行了如下的改革:
(一)夯实基础,注重“双基”扎实牢固的化学基础知识是与化学相关专业的学生学习化学知识进而将其应用于认识解决本专业问题的重要基础。因此,我们在教学中始终不渝地坚持为学生打下牢固的化学基础,注重基础知识、基本概念和基本原理的教学和应用。为达到此目的,我们有针对性地精选了近1500道与课程内容相关的习题,编写成课后练习集,让学生通过习题练习来巩固所学知识。
(二)结合专业,偏重应用在重视基础知识、基本概念、基本原理的同时,我们注重选用大量环境科学中的实例来作为知识应用的案例,培养学生用化学原理和知识解决环境问题的能力。如表面化学、氧化还原与电化学、电解质溶液、化学动力学等章节的教学案例都选用了大量环境科学中的例子。又如元素化学部分,重点讲述若干和环境科学密切相关的元素,P区元素主要讲了Al,Si,Pb,N,P,As,O,S等常见或与环境科学密切联系的元素及其化合物的性质;过渡元素部分则着重介绍了Cd,Hg,Cr等污染元素,以及Fe,Mn等常见元素及其化合物的性质。再如,有机化学部分讲到苯基型卤代烃的性质时,以多氯联苯、二噁英等持久性有机污染物为例来讲,使教学内容变得结合实际、生动有趣。又如分析化学中的应用实例也都选用环境科学中的应用来讲,如高锰酸盐指数、溶解氧的测定、COD的测定、总磷的测定等。
一、有机化学多媒体实验室的建设
(一)多媒体实验室基本配置
在传统实验室的基础上,加装一套多媒体投影设备,基本由以下几部分组成:一是电脑一台,用来放映CAI课件,课件制作由带教教师在其他电脑完成。二是高清投影机一台附带屏幕。三是展示台一个,用来实验示教,展示实验过程、实验现象。
(二)建立有机化学实验资料库
采用多媒体技术,要按照实验教学的要求,建立完整的有机化学实验教学资料库。将化学现象通过多媒体技术与声音、动画等多种信息结合,使枯燥的实验内容变得生动、形象、逼真、直观、便于学生理解和掌握。
二、多媒体技术应用于有机化学实验教学的优势
(一)多媒体技术的应用能激发学生主动学习的积极性
医学院校有机化学实验课的主要内容是要求学生验证体会变化的过程。但对于学生来讲,有时往往不能很好地理解,难以建立或形成全面的实验知识结构。因此,如果把实验内容制作成图、文、声、像一体化的多媒体CAI课件,并通过大屏幕展现在学生面前,首先能极大地激发学生的学习积极性和主动性,改变以往学生只能被动接受知识的局面。按认知学习理论的观点,人的认知是外界刺激与人的内部心理过程相互作用的结果,只有充分发挥人的学习主动性和积极性,才能获得有效的认知。多媒体技术为学生学习的主动参与创造了良好的条件,能真正体现学生的认知主体作用。
(二)多媒体技术的应用提高了教学效率
教师应用多媒体技术制作的CAI课件所提供的知识信息是作用于多种感官的综合刺激,传统的教学方法是教师在讲台上讲解,并且给学生演示,但由于大多数学生都是第一次做实验,且实验室的人较多,后面同学看不清楚,所以在具体实验的时候学生们往往手忙脚乱,实验教师必须对学生进行逐个指导,满堂课围着学生转,实验教学效果差。应用多媒体技术可有效地解决这些问题:首先,教师把有关实验准备的视频加入到自制的CAI课件中,教师在利用CAI课件讲述实验操作过程后,学生单独进行实验时,反复播放CAI课件,学生哪一步骤不知道,就反复地对照着看,直到完全明白为止,这样就使得全班同学大部分掌握了实验过程,使全体学生的实验技能得到提高,教师也能轻松地检测出实验教学的效果和学生对知识的掌握程度,从而大大提高了教学效率。
(三)多媒体技术的应用扩展了实验教学内容
多媒体CAI课件的使用不仅可以极大地扩展实验教学内容,提高单位时间的学习效率,也可有效地解决高效扩招与课程结构调整带来的难题。只有使用多媒体实验教学,才能在缩短时间内通过课件的演示,完成尽可能多的实验教学内容,而且教学效果也好。
三、多媒体技术应用于实验教学的效果
从笔者调查的结果来看,学生对多媒体实验教学的认识和态度较为积极,具有较强的自主学习意识和探索精神,并希望自己的实践能力和综合素质得到较好的培养,对多媒体实验教学的总体评价高。
四、多媒体技术应用于实验教学中的注意事项
由于有机化学实验教学主要是验证化学变化实验过程,是图片、挂图和多媒体教学所不能替代的,实验教学的操作是对学生动手能力的培养,是其他任何方式都不能取代的。所以,在实验教学中教师应该注意引导,避免学生过分依赖多媒体而忽视自己动手能力的培养,只有把多媒体技术与传统教学有机结合,才能更好地提高教学质量和效果。
关键词:应用型;培养模式;有机化学;教学改革
1学情分析
本课程的授课对象是大一学生,在大一第二个学期开设。虽然第一学期学习了无机化学,但大部分学生正处于从中学的学习方式向大学学习方式的转变过程中,仍然习惯于中学的学习模式,还没有完全适应大学的学习方式。而且学生来自全国各地,中学时期所学的化学知识存在差异,基础知识参差不齐,所以教学须从方法和内容上与中学化学加强联系,在课堂上多采用启发式和讨论式等教学模式,注重基础,重在引导,防止满堂灌,强调理解记忆,多采用与人类生活有密切联系的实例进行教学,提高学生学习兴趣,加深对所学知识的印象。具体从以下四个方面进行教学引导:(1)根据实际情况,先易后难,深入浅出传授给学生课程知识,理论联系实践,穿插一些与人类生产、生活相关的知识,补充一些相关的知名化学家学习、生活、工作方面的趣事,勉励学生勇攀科学高峰,引入一些有机化学最新研究成果,提高学生的学习兴趣。(2)要让学生尽快适应大学的学习环境,尽快适应大学老师上课的方式方法,传授给学生适用的学习方法,提高学习效率。(3)强化学生的专业思想,增加一些典型有机化合物工业生产的方法,使学生尽快形成学以致用的思维方式,提高学习能力。(4)采用线上线下联动的教学模式,要求学生充分利用我校有机化学精品视频开放课程进行课前预习,并完成相应的任务点。
2课程教学目标
2.1“情感态度与价值观”目标
激发学生自主学习的热情,并培养他们的科学思维和严谨求实的态度,能够在今后的生活、工作中应用所学知识分析问题、解决问题并提出创新想法;结合有机化学的特点,加强对学生进行辩证唯物主义和爱国主义教育,增强保护自然环境和服务社会的责任感。
2.2知识目标
掌握各类有机化合物的命名法、同分异构,结构和性质、重要合成方法以及它们之间的相互关系;应用价键理论的基本内容,理解典型有机化合物的基本结构;通过乙烯、丁二烯和苯等物质的结构理论,定性了解分子轨道理论的基本内容;掌握诱导效应和共轭效应,并能运用解释某些有机反应机理;了解过渡态理论;掌握碳正离子、碳游离基、碳烯等活性中间体及其在有机反应中的作用;重点掌握亲核取代、亲电取代、亲电加成、亲核加成和游离基反应的历程;了解氧化、还原、缺电子重排历程和周环反应并能用以解释相应的化学反应及在合成上的应用;掌握立体化学的基本知识和基本理论;掌握各类重要有机物的来源,工业制法及其主要用途;熟悉金属有机化合物在有机合成上的应用;掌握重要的有机人名反应机理。
2.3能力与素质目标
提高自我学习能力;提高创新能力、创新意识和思想政治素质;提高理论联系实际和整理归纳能力;提高逻辑推理能力。能进行目标产物的设计、合成与检测,具有一定分析和解决问题的能力、方案设计与开发能力。明确有机化学研究的一般思路与方法;能够合理的进行官能团引入、转化和保护;具有利用所学知识解释典型反应历程的能力;具有分析、比较、选择合理合成路线的能力。
3注重课程教学内容设计
本课程的基本内容有:有机化合物的结构、命名方法、同分异构、物理性质、化学性质、制备方法、重要基本理论、典型反应机理、特定结构的有机化合物的制备及应用。线上教学根据实际需要建设有机化学各知识点网格,将有机化学中的知识点碎片化再重新编排,使经碎片化重排后的有机化学知识更体系化,不同学生可根据实际需要,个性化挑选学习内容。基于学科特点和发展趋势设计线上学习任务、课堂教学讨论话题和练习题,使教学内容与实际生产、生活相结合,提高学生学习兴趣和应用知识的能力;将实验操作视频引入线上资源,达到理论与实践相融合,激发学生学习热情,提高动手能力。线下教学要求学生掌握有机化学的基本概念、基本理论、典型反应,掌握不同有机化合物结构特征;引导学生设计一些简单的与食品、药品、化工相关的化合物合成路线,激发学生的心理效能感;联系生产生活,引入案例分析。及时补充有机化学最新研究成果和发展趋势,不断将任课老师的科研成果充实到教学内容中,开拓视野,培养学生的创新能力和创新意识,为提高学生科研兴趣和科研能力打下坚定的基础。将有机化学相关科学家的先进事迹和科研成果引入到教学过程中,鼓励学生学好本领,勇攀科学高峰。通过采用问题导向、任务驱动、学生展示、案例式教学方法,充分应用线上教学平台和富媒体教学资源,提高学生学习的积极性和主动性,达到预期教学效果,达到预定的知识目标、能力目标、情感价值目标。
4优化课程考核方法
课程考核设计思路是通过考核发现学生的潜能,有效提高学习兴趣和学习主动性,培养学生分析问题和解决问题的能力,提高创新能力和思想政治素质。考核覆盖整个学习过程,采取过程成绩和期末考试(闭卷)成绩相结合,对学生综合成绩进行客观全面科学合理的评价。考试题型设置要合理,应包括命名题、填空题(完成反应)、选择题(含排序题)、简答题、鉴别题、推断题、合成题等有机化学典型题型,各题型分值分布要合理,题目难度要适当,要能够有效反应学生对所学知识的掌握程度。过程成绩包括线上预习和线上交流、线下课堂回答问题和讨论问题的积极性、课堂考勤、课后作业。线下课堂教学问题设置根据每个章节的自身特点,为了及时掌握学生的学习情况,通过学习通教学平台采取抢答和随机挑人的方式进行,充分调动学生的学习积极性,活跃了课堂气氛,提高教学效果。
5课程思政建设
在“立德树人”根本宗旨的指导下,对有机化学教学大纲进行了修订,重新定位人才培养目标,以培养德才兼备、高素质的应用型人才为目标。培养学生良好的职业道德、团队合作与奉献精神、实事求是的科学态度,培养学生“敬业、爱岗、专注、创新”的工匠精神,增强学生对中华民族的文化自信与爱国主义情怀,让学生在学习过程中树立积极正确的人生观和价值观,成为实现中华民族伟大复兴中国梦的建设者。在课堂教学过程中,涉及到与我国有机化学家有关的知识点时,向学生介绍科学家求学经历、刻苦钻研、勇攀高峰的高尚品格及强烈的爱国主义情怀。如学习醛酮相关知识时,引入邢其毅关于醛酮在有机化学知识理论体系及实际应用中的地位论述,介绍邢其毅对有机化学发展所做出的杰出贡献,激发学生的学习热情。介绍有机化学教材中唯一以中国人名字命名的反应“黄鸣龙还原法”,该法与沃尔夫法相比,易于操作、原料廉价易得、产品收率高、经济效益好,这是让我们中国人引以自豪的成就,培植学生爱国主义热情,提高学生民族自豪感,增强文化自信。在学习氨基酸相关知识前,介绍1965年世界上第一个人工合成的蛋白质———结晶牛胰岛素,为人类揭开生命奥秘做出的重要贡献,这一成就标志着我国在蛋白质的研究领域已经处于世界前列。在讲解有机天然产物化学时,介绍第一位获得诺贝尔生理医学奖的华人科学家屠呦呦,屠呦呦具有强烈的事业心和责任感,在并不好的科研条件下,通过数十年的执着奋斗与努力,永不言败,以身试药,成功提取青蒿素,明显降低了疟疾患者的死亡率,并对天然提取的青蒿素进行了结构修饰,她也因此入选2016年时代周刊年度“最具影响力人物”。这些例子可以培养学生埋头苦干,锲而不舍的科研态度。有机化学是化学、化工、制药及相关专业的重要专业基础课程,是学习其他专业课程的基础,要适应社会发展对人才需求特点,不断改革和创新教学方法,优化设计教学内容,完善教学手段,建立科学有效的评价体系,为培养应用型人才做出应有的贡献。
参考文献
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