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有机化学方向精选(九篇)

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有机化学方向

第1篇:有机化学方向范文

【关键词】高中生;有机化学;思维障碍;解决策略

引言

对我们高中学生来说,对高中有机化学的认识还比较窄,我们一般运用比较、分析和归纳等思维方式,从而对高中有机化学知识及其问题进行推论和判断,以提高高中生的有机化学知识水平。但是,我们对有机化学思维的形成一般是建立在学生对有机化学知识理解的基础上的,进而提高我们运用有机化学思维解决实际问题的能力。然而,有机化学学生思维在形成的过程中存在很多障碍,这些思维障碍主要是来自教学方式不完善,进而就会影响我们知识结构和思维模式的建立。

1.高中生有机化学思维障碍的形成原因

在高中生形成对有机化学概念的认识过程中,他们一般是先通过已知的知识结构对外界吸收的知识进行信息加工,从而形成一种能够掌握的知识体系,以便高中生能够较好地掌握。这种情况下,已知的知识就会在高中生的思维中发挥积极作用,导致原有的知识结构不断出现分化和进行重组等,使得高中生能够获得新的知识。高中生有机化学思维障碍形成的原因主要包括以下两个方面:第一,在高中有机化学教学的过程中,高中化学教师一般不根据学生的实际情况进行有机化学思维教学,而是以教师自身的思维模式进行教学过程,这样就会造成学生缺乏能力解决实际的有机化学问题;第二,当新接收的知识与学生已知的知识结构不相符合时,这些新的知识就会受到严重的排斥。因此,一旦教师的教学方式脱离了学生的实际情况,就会造成新旧知识无法形成系统化的统一,从而影响高中生形成较好的有机化学思维。

2.高中生有机化学思维障碍的突破策略

2.1因材施教,培养高中生良好的学习方法

在高中有机化学的教学过程中。高中化学教师应该根据学生的学习情况因材施教,以培养高中生良好的学习方法。尤其是在教师进行新知识的讲解时,教师应该以学生的有机化学基础为中心,认识到学生对有机化学知识认识的差异,以学生的主体意识为主,激发学生的主动学习精神,以培养学生良好的学习方法。同时,教师在进行有机化学教学时应该注重学生学习有机化学兴趣的培养,进而在最大程度上防止学生形成有机化学思维障碍。当然,教学的目标应该针对学生学习的实际情况而制定,使得高中生明确有机化学学习的目标,从而提高高中生学习有机化学的信心。因此,提高高中生的有机化学意识是突破有机化学思维障碍的一个重要环节。

2.2突破高中生的常规思维,消除思维定势

在高中有机化学的教学过程中,教师不仅仅重视有机化学知识的教授,培养高中生的思维能力应该是高中有机化学教学过程中的一个重要组成部分。教师应该主动发现学生的思维问题,突破学生的思维定势,这对突破学生的思维障碍至关重要。同时,为了更好地消除高中生的有机化学思维障碍,教师可以主动与学生进行交流,提前了解学生的产生有机化学思维障碍的原因,从而帮助学生解决有机化学思维定势。当然,有时教师也可以开展一些讨论进行有机化学教学,通过对问题的讨论,正确引导学生形成正规的有机化学思维。通过不断暴露学生的思维问题,以消除消极的有机化学思维定势对学生的影响。当然,教师还积极促进学生进行有机化学思维的培养,旨在培养学生独立思考的能力,发展学生思维的创造性也是帮助学生突破有机化学思维障碍的有效途径。

2.3结合高中有机化学教学的实际,积极渗透诱导

在进行高中有机化学教学时,教师应该结合学生的实际情况进行教育,使得高中有机化学的教学过程能够反映出学生的实际能力。同时,教师还应该根据高中生的有机化学思维问题而改变教学方法,以帮助学生解决其有机化学思维定势问题。尤其是针对一些灌输式的教学方式,教师更加应该结合有机化学教学的实际情况,积极渗透诱导加强突破高中学生的有机化学思维障碍。同时,教师应该重视了解学生的基本情况,这样使得教师在讲解新的知识时能够保证课程的设计能够符合学生的实际情况。按照高中生的有机化学水平,以高中生为主体,培养高中生的有机化学思维。

3.结语

总而言之,随着我国高中教育事业改革的不断进行和发展,对高中有机化学的教学要求也就越来越高了。但是,在加强培养高中学生有机化学思维的培养过程之中,形成了一定的有机化学思维障碍,从而影响了高中有机化学教学的效果。所以,教师应该采取措施帮助学生突破有机化学思维障碍,以便于提高高中有机化学教学的质量。因此,现阶段研究高中生有机化学学习的思维障碍及其解决策略具有非常重大的现实意义。

【参考文献】

[1]张巍.高中生有机化学学习思维障碍的解决策略研究[J].课程探索,2015(06):114

[2]王后雄.论中学生学习化学的难度及其成因[J].化学教育,2013(27):115-116

[3]叶澜主,黄书光.中国基础教育改革的文化使命[J].北京教育科学出版社,2014(16):102

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第2篇:有机化学方向范文

关键词:有机化学实验考核药学专业

引言

药学专业的有机化学实验考核主要是针对学生进行学习的理论以及实验动手能力的考核,是学生在学期间的学习内容的整体汇总评价,实验考核的最终目标是考察学生是否具备了一定的实际操作能力,即对知识掌握能力是否达到了教学的要求,但是当前由于众多的学校只是重视学生的最终考核成绩分数,却对实验考核真正目的进行了选择性忽略,导致当前出现了众多考试过关但是自身能力不合格的学生大范围出现的现象。本文即从有机化学实验的考核改革方向出发,进行改革方式的探讨,希望能够使得有机化学的实验考核更具有现实意义。

1药学专业有机化学实验考核的现状

1.1考核方式简单且实用性较低

当前的药学专业有机化学的实验考核模式存在着较为严重的问题,仍是以单纯的考试为主要的方式,学生针对整个专业的学习的最终目的不是在于自己是否获得了多少重要的知识,而是在于紧张自己是否能够应付于考试,对于学习的内容死记硬背居多,大多数都是在进行考试完毕,获得相应学分之后,所学的知识大部分全部忘记了。所以当前的考核方式造就了一批不精不专,没有太多实用性的学员,这也是当前我国的教育方式存在的严重问题的主要表现之一。

1.2考核方式获取的结果无法反应学员的真实情况

当前的药学专业有机化学实验考核中存在的问题,不单单是从实用上无法真正的掌握学生实际的动手操作能力,对于学生水平无法做出准确的判断,而且由于这种考核模式的长期存在,也导致了当前的学生在进行学习的过程中无法提出更高的热情进行学习,对于学习过程中的实验课的参与性和积极性也无法得到有效的提高,所以,当前我国的重点的工作方向应该放在对于有机化学实验考核的标准上,针对当前的问题做出相应的调整和改革,使得考核变得更具实际意义,对于学生和工作单位来说都有着重要的意义。

2药学专业有机化学实验考核的改革方向

2.1提高对化学实验课的重视

要对于药学专业的有机化学实验考核进行改革,首先要做的就是要增强在平时教学中的对于化学实验课的重视程度。任何的教学都是以理论为基础,以实践操纵能力为目的的教学,学生的动手能力以及实践能力的增长和熟练掌握才是教学的的真正意义。这就要求在平常的教学过程中要做到实现独立开课,并且相应的增加实验课的学时和学分,是学生在学习的过程中提高重视,这样一来,学生不但会增加对于实验课的学习积极性,也会使得学生不得不对于基础理论的学习投入更大的精力。

2.2实现考核方式的多元化

针对之前的考核方式的单一化,进行考核内容的多元化,我们要确定进行学生的有机化学的实验考核是一项技能标准,而不是进行单一的学习能容的重复应用,之前的好多的考核的内容和方式多多相对简单和容易,大都是曾经学生直接接触或是操作过的实验内容,那么针对这一现象,要实现学生的实际操作能力的增长,以及实现实验考核的真正价值,就要进行考核方式的多元化,不是单单的题材准备好就行最终的考试,而是将学生的实验的考核深入到每一次的学习过程中去,摒除“一锤子”通过式的考核方法。从学生开始学习开始做统计,将学生的每一次学习,都做以记录,最后在临毕业之时,将成绩汇总,一方面可以得出学生的最终是否掌握了真正的化学实验的相关知识和技巧,另一方面也能提高学生的积极性,以及对于每个学生的学习能力作出综合评估。

2.3实现考核内容的多样化

对于有机化学实验考核的内容,不应该只是简单的题目的操作,最终决定或是考核学生的动手能力以及基本的知识理论的掌握,对于化学实验的考核内容,应该更为全面化。要体现出考核的最高价值,就要体现其全面化,在学生的学习过程中,不应该只是进行单纯的教育式学习,这就要求要提高学生的问题意识,使得学生在学习的过程中不断的进行问题的提出与解答,这样对于学生的创造性,有着极为重要的影响。所以在进行化学实验的考核内容当中,不单单是进行基本手法和理论的考核,还要包含一部分的创新角度的考核内容。这样对于学生个人的综合的能力的评价将有着一个全新的认识和度量标准,对于优秀学员的提拔和录选有着更为重要的意义。

2.4实现考核体系评价的客观化

当前的考核的内容,更多的具有主观色彩,因为进行考核的方向在基本确定之后,需要考核的不单单是对于学生自己掌握理论知识和实际操作能力,学生的应变能力以及自我调整能力的考核也相对重要,所以,这就要求在进行学生的有机化学实验考核的过程中要做到:第一,教师的安排,为了更能体现评价的客观性,应该挑选不了解学生给你平时成绩的老师进行评判,这样会去除一定的主观意向,给学生的动手能力以相对公正的评价,第二,对于学生的实验内容的考核,要选择临时选取式,学生在既定的考核内容中抽取进行实验操作,这样对于学生的实际能力与水平的要求相当于又有所提高,这样得出来的分数偏高的学生,其真实的水平则具有了相当程度的可参考性。

3总结

药学专业的有机化学的实验考核的改革,还需要不断的实践经验进行探索和总结,务必结合我国的具体国情以及教学现状作出相对合理的模式变更,在这一过程中,最终的考核实际上并不是最终的目的,最终的目的是取得一个较好的方式来进行人才的培养,是相关的教育机构能够更高效率的将专业知识进行有效的传达,是学生的学习的内容能够真正的快速掌握,并运用到实践当中去。

参考文献

[1]胡江虹.突出高职特点的《有机化学》教学改革[J].吕梁教育学院学报,2013年02期

[2]方听.陈之荣,陈建中.有机化学实验模块化教学的探索与实践[J].化工高等教育,2013(3)

第3篇:有机化学方向范文

1我国有机化学的发展现状

1.1我国有机化学所取得的良好成果

首先,经过几十年的发展,我国有机化学领域的人才不断增多,国际有机化学领域已经留有我国有机化学研究者声誉,部分学者已经成为国际著名杂志的编委和副主编,如杨丹教授已经成为有机化学快报副主编,极大的增强了我国有机化学研究者的工作信心[1]。其次,我国很多高校和科研部门已拥有世界先进实验设备,工作条件也与世界发达国家相差无几。再者,有机合成化学与金属有机化学已经走在世界有机化学研究前列,不对称合成研究也取得了喜人成绩,在国际中,我国学者充分展露头角。最后,我国以北京大学为首的诸多高校开始重视有机化学的研究,并在化学期刊上发表了大量具有代表性的论文,其质量也在逐年上升。如北京大学仅在2010年就发表了55篇与有机化学相关的论文。

1.2其中存在的问题

在取得成绩的同时,也存在一定问题,这也是相关研究者需要重视的方面。首先,带有鲜明新颖的系统研究偏少,很多研究涉面较窄,通常以跟踪热点为主,通俗的说就是跟风现象严重,研究缺乏创新性,论文内容万变不离其中。以有机合成化学研究为例,很多论文研究的都是合成方法,并不重视是否真的具有实用性。其次,很少有针对国家建设与社会发展的研究,对于有机化学长远发展的研究更是寥寥无几。再者,有机化学的研究队伍还不够壮大,各项研究都存在研究队伍缩小的情况。最后,在研究上并不注重与其他学科的联系,只是一味在自己领域进行研究,与发达国家相比,我国关于有机化学的研究还是很少,发表的论文质量也不如发达国家,同时,相应的评价机制还有待于提高。

2我国有机化学发展趋势的展望

2.1发展趋势

现阶段,有机化学的发展异常迅猛,研究内容也在不断变化,随着时代的发展,绿色化学被提到日常研究中,受到全世界人民的关注,对其研究也就成为了有机化学的重点研究内容,同时,学科与学科之间的渗透逐渐增多,更是推动了有机化学进一步向前发展[2]。在未来有机化学研究将重视以下内容:首先,重点研究小分子活化与惰性化学键活化,绿色化学对原子提出了新型要求,尤其是不对称催化的研究更是关键,对其研究以便降低污染。其次,注重对化学生物的研究,这项研究主要是将有机化学与生命科学联系在一起,着重两者之间存在的相互作用,并研究有机超分子的设计与合成。最后,研究具备独特生理活性的各种有机分子,同时研究一切与能源开发与利用有关的各种有机化学,以及关注化学信息学的研究,进而充分发挥有机化学的作用。

2.2发展方法

首先,应遵从国家相关部门的领导,注意学科与学科之间的融合,实现优势互补。有机化学是我国重要研究内容,作为有机化学研究者应具有良好的主动性,积极融入到各领域中,尤其是能源领域与环境保护领域,通过研究真正实现绿色化学目标,不断扩宽有机化学研究领域,壮大有机化学研究队伍,有机化学并不是完全独立的学科,它需要与其他学科融合才能不断发展,只有这样才能创新有机化学研究。其次,由于有机化学的分支学科存在明显的缩水情况,作为国家基金委应看到这一点,应加大对有机化各学科的资金投入,为其提供必要的资金支持。对于有机分析等热门学科的研究应突破传统,避免研究流于形式化,创新研究内容。同时,为其创设良好的评价机制,根据研究方向与内容的不同,设定不同的资助方式。最后,要突破研究传统,进入新型研究领域最重要的就是具有创新思维与能力,根据国家现阶段所重视的内容展开课题研究,对于挑战性较大的研究要做好长期准备。在拟定研究课题时,应将推动国家经济建设、促进社会发展融入其中,尤其是重点研究怎样减少化学污染,真正发挥有机化学的作用。国家基金委应为有机化学研究创设良好的建设研究环境,提供先进的研究设备。整顿剽窃他人论文观点等不正之风,使研究人员树立良好的创新意识。

3结语

第4篇:有机化学方向范文

论文摘要:在有机化学课堂教学实践中,运用形象生动的比喻进行讲解,将较为抽象的有机化学理论通俗化、形象具体化。以深入浅出的形式帮助学生理解有机化学的内客,引起学生的学习兴趁,提高课堂教学质量,达到事半功倍的效果。

有机化学是进入大学后,化学、化工、材料、药学、医学和生物学等相关专业的主干基础课,是后续专业课程的奠基石。该课程具有较强的系统性、理论性和应用性,与许多专业课程(如药物化学和药物分析等)关系密切而又相对成独立体系。其教学质量直接影响后续课程的学习,甚至影响系统专业知识构架和培养人才质量。有机化学其内容相对庞杂,理论抽象,如果按部就班讲述教材,同学们会觉得枯燥无味。教师应注意适当活跃有机化学课堂教学,使教学变得生动、多样、直观,增强学生的学习兴趣。笔者在有机化学课堂教学中有意识的使用一些形象生动的比喻,使抽象的理论内容形象具体化,降低了学生的理解难度,提高学生对于有机化学的兴趣,收到了较好的效果阴。下面笔者简羊介绍在课堂教学中的一些以比喻方法使学生深人理解有机化学知识的实例。

1以形象比喻讲解氯和澳与烷烃取代的选择性

有机化学的教学通常是从烷烃开始讲解。烷烃与卤素发生自由基取代生成卤代烃的反应是十分重要的反应。与烷烃进行取代反应的卤素通常是氯和澳,从反应活性来说,氯更容易与烷烃发生反应,反应总产率高可是主要产物比例比澳低;而从选择性来说,澳的选择性更高,产物中主要产物所占比例更高,副反应少。活性高的氯代主要产物比例反而比活性低的澳代少,这个问题有些同学一时难以理解。

为了使学生更好的理解这个问题,课堂教学中笔者利用CAI课件设计了动画,将其比喻成果农摘树上的果实的过程。把一个含有3个伯氢和2个仲氢的某烷烃分子画为一棵果树,氢原子画为树上的果实,不易反应的伯氢处在较高位置,容易反应的仲氢处在较低位置,向学生讲明我们需要以取代仲氢的卤代烃为主要产物。而进行反应的卤素自由基则画成果农,氯自由基活性高,则身高较高,澳自由基活性低,身高较矮,氯或澳取代氢的过程转变为一个果农摘果实的动作过程。接下来播放动画,当高个果农(氯自由基)经过树下时,他的高度可以将5个果实(伯氢和仲氢)都摘下来;而矮个果农(澳自由基)经过树下时,高度不够,只能摘到较低位置的两个果实(仲氢)。通过动画过程使学生看到,氯的活性高,5个氢原子都可以反应,但取代伸氢的主要产物只占到所有产物的40%;而澳代虽然活性低,只反应了2个氢原子,但取代的都是仲氢,主要产物比例为100%。这样一个形象比喻使该过程一目了然,学生在课堂教学中十分清楚的理解了反应性和选择性为何会不一致的问题。在理解了该问题的基础上,接下来再结合实际,从原料的反应活性、选择性和原料成本等因素综合考虑,介绍工业合成上如何更好的选择反应物的内容,使学生对于有机反应在实际中的使用同样有了更加深人的理解。

2以形象比喻讲解手性分子的R,S构型判断

手性分子在制药工业、催化工业上具有十分重要的应用,手性分子的R,S构型判断同样是有机化学学习中的重点内容。正确判断分子的R,S构型需要掌握两方面的知识,一是正确判断不同原子或取代基的优先顺序,这是判断R,S构型的基础;二是将手性分子摆在正确的观察位置上,再按照判定规则进行判断其构型。一般判断R,S构型按照如下步骤进行:首先排出手性碳原子上所连四个基团或原子的优先顺序,选出优先次序最低的基团/原子;沿着手性碳与该基团/原子所形成的共价键方向看去,使得该基团/原子被挡在手性碳原子后面,该摆放方式即为判断构型时正确的观察位置;最后按照优先次序由高到低观察其他三个基团/原子的排列方向,顺时针则构型为R,逆时针则构型为S。

在实际授课时,为了学生能将上述判断方法形象的加以记忆,笔者将判断手性分子构型的规则以司机开车这件事进行形象比喻。将手性分子比喻成中心向下凹陷的方向盘,那么手性碳和它所连的四个基团都处在方向盘及其转动轴上。手性碳原子处在方向盘与转动轴所连接处,也就是方向盘的凹陷中心,次序最低的基团/原子所处位置是转动轴的最下端,而另外三个基团/原子则均匀分布在方向盘上。这样做比喻后,作为观察者的学生就成了司机,司机坐在驾驶位上,俯视方向盘的方向恰好就是判断构型时正确的观察方向。这样一来,由高到低方向盘顺时针转就是R构型,逆时针转就是S构型。这样一个容易理解且形象的比喻很好的引起了学生的学习兴趣,使判断构型的过程变得简单明了。

笔者在课堂做比喻讲解判断构型时,一些思维敏捷的学生即意会到笔者比喻的含义,而先于笔者说出该比喻是如何进行判断的。而大多数学生也在笔者做比喻后后很快理解和掌握了如何判断构型的规则。

3以形象比喻讲解小环烷烃易开环加成的性质

小环烷烃,尤其是三元环和四元环烷烃,具有类似于烯烃的性质,容易发生开玮的加成反应。这主要是由于三、四元环由于形状的原因,碳碳键键角与正常键角相差较大,使得环内部潜在有较大的角张力,因此容易开环。笔者在介绍三、四元环的开环的性质时,将其形象比作是用刚性很大的弹簧弯折而形成的环,弯折的边数越少,其内角角度越小,则弹簧内部产生的弹力越大,越容易弹开,三元环像绷的最紧的弹簧,也最容易弹开,发生开环反应的条件也越容易,而四元环相对的内部张力比三元环要小,开环趋势没有三元环那么大,所以开环条件相应要比三元环高一些。而到了五元环、六元环,其碳碳键角已经接近或等于正常键角,随着环的边数逐渐增多,弹簧张力逐渐变小了,因此五、六元环以及更大的环烷烃不容易发生开环反应。学生通过将小环烷烃想象成弹簧,很好的了解了其容易开环的性质。

此外,在教学时还有其他一些用比喻加深理解的例子,如在介绍SN1和SN2取代时,笔者将其与公车上让座进行联系,介绍SN2反应的中心碳原子构型翻转时,将其比喻成下雨时雨伞被风吹翻过去的现象等等,不一而足。这些比喻都有效的提高了学生理解知识的效果。

第5篇:有机化学方向范文

[关键词] 高职院校;药学专业;有机化学;虚拟实验室

[中图分类号] G423 [文献标识码] C [文章编号] 1673-7210(2012)05(c)-0163-03

虚拟实验室是一种基于Web技术、虚拟仿真技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统,是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化[1-2]。虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。学生通过点击具体实验,可直观了解该实验的内容、过程及其相关有机化学基础知识。虚拟实验室是未来实验室建设的发展方向。

1 虚拟实验室的概念及其研究背景

虚拟实验室的概念最早由美国弗吉尼亚大学(University of Virginia)的教授威廉·沃尔夫(William Wolf)于1989年首先提出的,它描述了计算机网络化的虚拟实验室环境,在这个环境里,用户可以非常有效地利用世界上分布的各种数据、信息、仪器设备及人力等资源。

虚拟实验室概念的提出至今仅十余年,但因其诱人的应用前景,各国均在大力开发,己经取得了一些进展[3]。目前,虚拟实验室的建设在发达国家己十分普及。美国作为当今的科技强国,继续保持其在该领域的领先地位。国外的一些大学己组建了远程虚拟实验室。德国的汉诺威大学建立了虚拟自动化工作平台;意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室;新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验。

在国内,虚拟实验室的建设起步较晚,但也得到了应用上的重视。目前,已有部分高校初步建立了虚拟实验室。例如:清华大学利用虚拟实验仪器构建了汽车发动机检测系统;华中理工大学机械学院工程测试实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示,供远程教育使用;四川联合大学基于虚拟仪器的设计思路,研制了航空电台二线综合测试仪,将八台仪器集成于一体,组成虚拟仪器系统;北方交通大学的网上电工电子教学实验系统;中国农大的虚拟土壤-作物系统实验室。复旦大学、上海交通大学、广州暨南大学等一批高校也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。这些尝试为虚拟实验室在教学中的应用提供了初步的经验和可供参考的模式[4]。

本文结合药学专业有机化学虚拟实验室构建和河南省十二五规划课题的实施,探索了构建有机化学虚拟实验室的必要性和可能性、构建方法、实施措施以及实施效果,为虚拟实验室在各学科实验教学中的应用提供可借鉴的经验[5]。

2 构建药学专业有机化学虚拟实验室的必要性和可能性

高等职业院校培养目标的突出特点就是其实践性和技术性,培养技术型实用型人才,这是我们国家已经明确了的高职高专院校培养人才的方向。实验或实训是高等职业教育教学活动中最重要的教学环节,实验或实训对于培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力是至关重要的,学生的大部分实践能力都是通过实验或实训课程得到的,学生只有通过足够的实验或实训和实习,才能具备理解和掌握该专业的理论知识,才能获得足够的实践技能和动手能力。但是,随着学生数量和实验或实训任务量的不断增大,实验或实训设备的数量已经远远不能满足要求。虚拟实验或实训室是改变这一现状最有效的途径。

现代信息技术的飞速发展和校园网络的建设使虚拟实验或实训室的构建成为可能,并赋予虚拟实验或实训室的智能化特征,无论是学生还是教师,都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验或实训室,进行各种实验或实训练习。

有机化学实验在药学教育中占有非常重要的地位,它是对学生进行素质教育的一个重要环节。实验教学不仅是传授知识和教会操作,更重要的是传授获取知识的方法和思想,培养学生的创新意识和科学品质,使学生具有潜在的发展能力和基础。虚拟实验是实验教学的一个必要的有益补充,既能节约大量的教学经费,也使实验在时间和空间上得到有效的延伸。它在教育、科研等领域中具有广阔的应用前景,是实验教学的一个新的发展方向。因此,虚拟实验室的构建具有重要的现实意义,是改善传统实验或实训教学条件不足的一种良好手段和一大趋势。

3 药学专业有机化学虚拟实验室的特点

虚拟实验或实训室具有传统实验或实训室无法比拟的功能特点,资源共享性、交互性、开放性、先进性、安全性等特点决定了它在科研和教育教学中的美好应用前景[6]。

3.1 资源共享性

网络技术的迅猛发展,校园网的建立,使教学信息资源共享成为可能。建立虚拟实验或实训室的目的之一就是为了资源共享。不管是教师还是学生,无论何时何地只要网络存在,都可以通过输入给定的密码进入虚拟实验或实训室进行学习,不受时间地点条件的限制。

3.2 开放性

虚拟实验或实训室提供在线教学视频、在线实验动画演示等全方位立体化学习模式,保证了教师和学生在任何时间、任何地点都能得到实时指导,从而更好地完成实验实训项目,也可以自由地进入或退出实验系统,毫无限制地进行基本操作练习,仪器组装等,实现实验教学的开放性。

3.3 交互性

虚拟实验或实训室以现有校园网络硬件设备为基础,有机化学虚拟实验学习网站为平台,仅仅通过鼠标点击或拖拽就能完成实验装置的组装、实验基本操作、仪器使用的练习;通过按钮控制实现实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据的处理,具有学习的交互性。交互性是虚拟实验室的显著特点。

3.4 先进性

虚拟实验室使用非常简单,不需要复杂的设置与安装,资源也可以随着技术的发展,不断充实完善,随时为学生提供更多、更新、更好的仪器,具有良好的可维护性、扩展性和先进性。

3.5 安全性

化学实验试剂大多数具有易燃、易暴、剧毒、强腐蚀性,在实际操作过程中即使学生高度认真,也难免因为一时疏忽致事故发生。虚拟实验室的构建可以为学生提供一个虚拟的实践空间,可以无限制地重复练习,可以放心地去做各种危险的或危害人体的实验,避免真实实验或操作所带来的各种危险。

4 药学专业有机化学虚拟实验室构建

4.1 构建药学专业有机化学虚拟实验室的方法

采用Web技术,使用图形设计软件Adobe Photoshop或Fireworks或Corel DRAW或Illustrator图像处理,动画设计软件Macromedia Flash MX或Ulead GIF Animator或Image Ready或3D Max进行Flash虚拟实验动画制作,网页设计软件Macromedia Dreamweaver MX或Microsoft Front Page在本地磁盘上创建站点并编辑网页,然后上传到校园网Web服务器上,供全校师生使用[3]。

4.2 药学专业有机化学虚拟实验室的设计思想

根据职业教育的国家整体培养目标和药学专业培养目标,体现职业教育的特色,树立以技能带动理论的思想,设计开发实用、交互、开放型的药学专业有机化学虚拟实验室教学平台。因此,以基本操作实验为核心,以药物有效成分的提取实验为重点,以有机化学性质实验为补充。构建基本操作虚拟实验室、有效成分的提取虚拟实验室和有机化学性质验证实验虚拟实验室,体现虚拟实验室学习平台的“高交互性、高参与性、实用性强”的特点。

4.3 构建药学专业有机化学虚拟实验室的创新点

药学专业有机化学虚拟实验室以动画为核心,通过鼠标拖拽完成实验装置的组装、仪器使用的练习;通过按钮控制,实现实验目的、实验原理、实验步骤、实验数据的处理等交互性学习,交互性、参与性和简单实用性成为药学专业有机化学虚拟实验室教学平台的特色。

4.4 药学专业有机化学虚拟实验室学习平台的设计与内容

有机化学虚拟实验室学习平台网站设计包括:界面设计、动画设计、文字排版与网页制作。操作界面要求美观简洁、重点突出、操作便利、能适应各种不同的分辨率,目录导航、各种按钮和主窗口位置在整体界面中的比例协调美观大方。

药学专业有机化学虚拟实验室教学平台内容由文字材料、实验视频、虚拟实验三大模块组成:①文字材料包括化学有机化学实验课程标准、有机化学实验常用仪器用途使用方法和注意事项、实验基本操作、有机化学实验基本操作技术、有机化学实验讲义、有机化学实验装置组装练习;②实验视频的作用是,通过教师的讲解与示范,提供给学生正确的操作过程,并指出基本操作需注意的关键点,使学生对于基本操作有完整的认识;③虚拟实验以Flas为主,包括基本操作虚拟实验、有效成分的提取虚拟实验和有机化学性质验证实验虚拟实验。其中,虚拟实验是虚拟实验室教学系统的重点,仪器基本操作虚拟实验,主要是以动画仿真的形式演示实验装置组装或仪器使用的基本操作过程及要点,强化感知,增强学生的动手能力。该模块主要由过滤、萃取、固液提取、热滤、抽滤、重结晶、干燥、蒸馏、减压蒸馏、分馏、水蒸气蒸馏、回流、熔点测定、沸点测定、纸色谱、柱色谱、薄层色谱基本操作单元组成。有效成分的提取虚拟实验由实验原理、实验装置、实验步骤、实验演示、模拟实验、注意事项等组成一个完整的实验项目,它是多个基本操作单元的有机组合的整体。通过提取虚拟实验的训练,能进一步加深对实验原理的再认识,强化实验基本操作的能力。既是对基本操作实验所获得的知识和能力的综合检验,亦是培养综合实验技能和应用能力的重要途径。该模块由蒸馏实验、分馏实验、重结晶提纯实验、茶叶中咖啡因的提取、八角茴香油的提取、植物色素柱层析分离等组成。

有机化学性质验证实验在药学专业有机化学实验中占有相当的份量,它对于丰富学生的感性认识以及巩固理论课的知识内容有重要的作用。该模块由醇的化学性质、醛酮化学性质、烯醇的性质、有机化合物溶解性比较组成。

4.5 药学专业有机化学虚拟实验室学习平台

药学专业有机化学虚拟实验室教学平台最大的特点在于与Web技术的结合,依托校园网服务器可以随时到校园网上。亦可刻录成光盘,在任何安装有光驱的计算机上脱机使用。

5 药学专业有机化学虚拟实验室实施效果

基于校园网络的有机化学虚拟实验室建立,为学生提供一种崭新的不受时间、地点、空间、仪器、试剂、师资、经费等条件限制的自由学习模式,缓解仪器缺乏、师资不足,学生动手操作机会少的普遍矛盾,学生可以随时进入虚拟实验室,进行各种实验练习。实践证明,经过虚拟实验室的训练,学生正式实验时,实验的自主性显著增强、目的更加明确,实验进度明显加快;实验一次性成功率有很大提高;仪器损坏率和试剂消耗率明显下降;实验操作熟练程度显著提高。

因此有机化学虚拟实验室的建立,在创新人才培养和教学质量提高中发挥重要作用,学生实验动手能力和实践能力会有效提高,学生的创新意识、创新精神和创新能力得到明显提升,从而对提高学校办学实力、办学水平和教学质量起到有力的推动作用。

6 小结

有机化学实验网络虚拟学习系统——有机化学虚拟实验室,并不能完全代替学生动手做实验,它只是一种辅助的教学手段,只有将其与课堂教学或实验教学有机地结合起来,找好切入点,才能最大程度地发挥作用,从而达到提高实验教学效率的目的。

[参考文献]

[1] 刘延华,桂万云.虚拟实验室在高校实验教学中的应用前景[J].洛阳师范学院学报,2006,5(2):94-96.

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第6篇:有机化学方向范文

结合教学实践,针对医学专业有机化学的特点,提出抓好几个重要教学环节的具体方法,灵活运用各种教学手段,取得良好的教学效果。

【关键词】 有机化学; 医学 教学

20世纪下半叶,生命科学迅速发展的标志是分子生物学的兴起。从分子水平上理解生物体和生命过程,实际上也就是从化学的观点去从事现代生命科学的研究。这种发展趋势不仅对有机化学提出了新的挑战,也使得医用有机化学在高等医学院校公共基础课中提到了更高的战略地位。医用有机化学所涉及的内容广泛,概念比较抽象,分子结构复杂,化学反应多,但是由于课时的限制,不能深入展开讲解,学生普遍感到难于理解,难于掌握。因此,作为授课教师,如何达到预期教学目的,取得良好的教学效果是笔者经常思索的问题。笔者近年来在承担该门课的教学工作中,积累了一些经验,认为如果能根据学生的实际水平,把握医用有机课程的特点,处理好教学中的几个重要环节,灵活运用各种教学手段,将会取得事半功倍的效果。

1 精心设计绪论课教学,激发学生学习兴趣

在高等医学院校,一般将《医用有机化学》放在大学一年级第二学期,与《医用有机化学》同时开设的还有《解剖学》等专业基础课程。许多学生只重视专业课,对学习化学兴趣不大。针对这种现状,笔者认为必须重视绪论课的教学,要认真钻研教材,精心备课,用心安排好绪论课的内容,要使学生充分认识到医学离不开化学,化学是医学发展的基础,学不好化学不可能成为一名合格的医务工作者,更无法攀登医学科技的高峰,激发学生学习有机化学的热情。

为此,笔者认为在绪论课上除了介绍有机化学的发展简史外,还要讲授以下两个方面内容:一是有机化学新的成就和贡献以及有机化学与生命科学的关系。这就要求我们不能局限于教材,备课时应该查阅文献,了解有机化学的前沿,激发学生学习兴趣。例如,可以通过列举上世纪80年代以来诺贝尔化学奖的主要工作来分析化学的发展方向。因为通常诺贝尔化学奖所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的,但是这一评选则是以现代科学发展的眼光来进行的,一定程度上反映了对化学发展趋势和方向的看法。[1]值得注意的是直接与生命科学有关的化学诺贝尔奖至少有10项之多。近年来,随着人类的约80000条基因测序工作的完成,接下来的后基因工作就是寻找相应的小分子去调控这80000条基因,包括天然产物和它们的类似物去调控基因的表达过程或直接作用于基因本身。这些实例能够激发学生科学地认识到化学在生理过程、疾病的防治、诊断、治疗中的重要作用。人类全面揭开遗传、变异繁殖、疾病、死亡等生命的奥秘必须依靠化学、医学、分子生物学家们共同努力。二是有机化学学科的特点、自己对学生的具体要求、以及授课计划等。使学生对教材知识结构有一个大概的了解,并且让学生明白应如何学习该课程。有机化学教材一般是按有机化合物的官能团体系划分章节,在每一章节,先学习命名,然后对其中一种或几种典型物质进行结构、性质、应用等内容的学习,并掌握它们同系物的相似性和规律性,有很强的系统性。医学专业学生要通过学习简单有机分子的反应,掌握有机化学的普遍原理,并初步具备联系体内复杂反应的能力。例如,醛与醇的亲核加成反应是糖的环状结构形成以及成苷反应的基础;含氮化合物的性质是蛋白质和核酸中涉及的一些反应的基础。这就要求我们要授予学生有机反应历程的理论知识,而不是孤立地陈述一个个具体的反应。因此绪论课上有必要介绍有机化学反应几大类型,使学生初步接触自由基、亲核试剂、亲电试剂等概念,对有机化学反应过程形成初步认识。

2 以“性质结构”作为教学主线,提高学生学习效率

笔者在历年的教学中发现学生在学习有机化学时觉得有机化学内容太多,头绪太乱,难记难学。其实有机化学课程的中心内容就是有机化合物的结构和性质,因此学习有机化学的重点应该放在认识化学结构上,结构决定性质,性质反映结构,“结构性质”就是掌握有机化学的“金钥匙”。

在各章的教学中, 讲解化学性质之前, 以“结构决定性质”为出发点, 对各类官能团的结构特征, 反应特性作全面的剖析, 使学生在接触具体性质之前, 对结构这一内因对化学性质的决定性影响先有一个轮廓认识。有了这种理论对实际的指导作用, 学生就会摆脱“不知其所以然”、“规律难寻”的状况。以《醛酮》一章的教学为例。醛、酮的分子中都含有官能团羰基,羰基碳原子为sp2杂化,碳氧双键由于碳氧的电负性不同而呈现较强的极性,电子云偏向氧原子一方,使氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷,亲核试剂首先进攻碳原子,发生亲核加成反应。由于羰基吸电子诱导效应的影响,使α氢活泼,能发生一系列反应。由于醛羰基的极性比酮羰基的极性大,空间阻碍也较小,因而在相同条件下醛比酮一般较易起反应。醛、酮的反应与结构关系一般描述如下:

这样, 学生在学习醛酮的亲核加成、氧化、碘仿、羟醛缩合等反应时, 不仅不会有凌乱无序的感觉, 反而产生了刨根问底的求知欲,带着浓厚的兴趣,更加牢固地掌握繁琐的有机化学反应。

转贴于

在讲授有机物性质和结构的过程中,还应注意引导学生运用有机结构理论,从空间位阻效应和电子效应等方面综合分析有机物结构特征,以及由此引起的化学性质的微妙差异。引导学生从更高层次上理解结构和性质的辩证关系,从而更加全面深刻地把握整个学科体系。例如, 在讲不对称烯烃与不对称试剂的亲电加成时, 如果不从电子效应来分析, 学生即使记住了马氏规则, 遇到下列情况时, 做错了题也不知为什么。CH3CH=CH2+HCl;CCl3CH=CH2+HCl;ClCH=CH2+HCl这三个反应都是单烯烃的加成反应,但是加成方式是一样还是不一样呢?影响上述加成反应的结果是共轭效应还是诱导效应?这时学生就可能就老师的提问,根据所学知识而给出种种可能的解释。再经教师指导性释疑,他们就会茅塞顿开,既明白了何种情况下是诱导效应或共轭效应在起作用,又提高了学生分析判断问题的能力。

3 突出重点,分散难点,运用多种教学手段教好立体化学

立体化学是有机化学的一个重要组成部分,是有机化学课程教学中的一个难点,但立体化学知识对于医学院校学生充分了解酶促反应、药物疗效等知识有着重大的基础作用,不仅要讲,还要把基本概念和关键问题讲深讲透。

适用医学专业的有机化学教科书一般都设有专章进行讨论,差异在于把这一章放在全书中的哪一部分,是否在其他章节提前介绍基本概念和理论。目前我们选用的是卫生部规划教材吕以仙主编的《有机化学》,在讨论烃类化合物之后便安排立体化学这一章,并且在烃的各章中就开始介绍一些有关的立体概念,例如烷烃和环烷烃的构象分析,烯烃和环烷烃的顺反异构现象以及烯烃加成反应的立体化学等[2]。这种安排有利于教学,使学生在开始接触简单有机物的分子时就树立一个正确的立体概念。在立体化学专章中是以旋光异构现象为重点,对这方面的基础知识不仅要系统介绍,还要注意同其他章节或其他课程的配合。对已经学过的有关内容,可以扼要地再提一下,加深学生对这些基本概念和基本原理的印象;对需要留待以后章节中才讨论的内容,有些也需要及时地予以指出,为后面的讲授埋下一条伏线。例如在引出本章重点内容旋光异构现象之前扼要地小结一下烷烃、环烷烃及烯烃的构象及构型问题,就会有利于全面了解立体异构现象的概况,对问题的提出也感到比较自然,有利于引导学生进一步认识分子立体结构的重要性。

为了使医学生能学好立体化学知识,我们使用了大量的分子模型,使学生能比较直观地学习,同时我们充分利用多媒体教学手段,把化学结构绘图软件Chemwin与Powerpoint结合起来,将立体感极强的分子立体图形展示给学生。通过这些手段,我们使学生较快较好地掌握了立体化学的基础知识。我们在基础课教学中主要使用球棍式模型(Kekule模型),这种模型代表价键的小棍可适当选择其长度,便于观察分子中各原子在空间的相对位置,学生可以获得立体异构体的清晰表象,认识到立体异构体分子中各基团在空间的排列本质。但这种模型构成的分子与真实分子的形象相差甚大,因此在适当时机还需要用Stuart模型做一些典型化合物的分子结构进行示范和比较,使两种模型取长补短,更有利于帮助学生认识分子结构的立体形象[3]。

理解概念力求准确,这是学好立体异构的关键。对于概念的模糊或误解往往会导致错误的判断。例如:“旋转”和“翻转”这两个概念,顺反异构体产生的条件之一是“分子中存在不能自由旋转的因素”,如果误解为“翻转”,分子中各基团在空间的相对位置无任何变化,不能产生产生顺反异构体。旋光异构体的费歇尔投影式不能离开纸平面“翻转”,只能在纸平面上“旋转”偶数倍构型保持不变。如果“翻转”,使得费歇尔投影式表示旋光异构体的基团前后位置交换,其实质是改变了旋光异构体的构型,恰好变成它的对映体,所以不能“翻转”。由此看来,准确理解概念至关重要,来不得半点马虎。此外,本章中还要注意结构和构造、构型和构象、手性和手性碳、顺/反和Z/E、D/L 和R/S等概念的区别和联系。

诚然,在医用有机化学的教学过程中,有许多方面的问题值得我们探索、研究、解决。而每位教师因各自的教学方式不同,对上述问题可能有不同的理解。因此在这里提出的几个问题仅仅是笔者通过几年的教学实践总结出来的,供大家商讨,它对提高学生的学习兴趣,增强其学习主动性,改善教学效果均有一定作用。

【参考文献】

1 吴毓林,陈耀全.化学迈向辉煌的新世纪.化学通报,1999,62(1):3~9.

2 吕以仙,主编.有机化学.人民卫生出版社,2004,18~104.

第7篇:有机化学方向范文

关键词:有机化学实验;三废;绿色化;微量化

有机化学实验是理工类高等院校化工、材料、纺织、生物、食品相关专业的重要基础实验课程之一。有机化学实验使用的药品大多带有毒性,我院做有机化学实验每年的班级数大约在30~40个,每个班按照30人算,每人每次实验用量按照30g算,那么每年每个实验药品的用量将在27~36kg之间,所有实验都加到一起所产生的“三废”,简直是一个天文数字,对环境的污染不可估量。因此,如何使有机化学实验绿色化、微量化是目前急需解决的问题,是环境保护的大势所趋。

一、有机化学实验的绿色化

1.实验教材的绿色化。要想从源头上降低有机化学实验药品对环境的污染,那么就必须编制出对环境污染相对较小的实验,只有学生使用的实验教材绿色化[1],才能从根本上解决实验对环境造成的污染问题。传统实验教材中,有的实验含有Pb2+或CrO42+等重金属。我校自2010年出版了新编的《基础化学实验》[2]教材,对有机化学实验进行了重大改革,药品中含有重金属的实验均已被污染较小、更贴近生活的实验所代替,例如:从茶叶中提取咖啡因,从菠菜中提取叶绿色等实验。2.提前进行预习实验,减少药品的浪费。有机化学实验,实验过程很长,如果不在做实验之前进行预习,那么实验出错率是很高的。从前,学生主要是通过实验教材来进行预习。随着多媒体教学手段的引入[3],实验教师购买了虚拟实验软件,学生只要先预习一下实验教材当中的实验内容,然后在网上进行虚拟实验操作,就能基本掌握即将要做的实验的全部过程。这让学生既透彻地预习了实验,又像实际操作一样,温习了一遍实验过程。等真正开始做实验的时候,就可以起到事半功倍的效果。学生做虚拟实验有如下优点:首先,降低了学生在实际实验操作过程中出现的错误;其次,减少了做实验时对实验药品的无谓消耗;最后,降低了对环境的污染,可谓一举多得。3.实验过程中的绿色化。(1)引入多媒体进行辅助教学。传统的化学实验教学,指导教师在实验开始前只采用板书对实验进行讲解,既枯燥又不利于学生的理解。随着计算机技术的不断进步,现代有机化学实验采用多媒体进行实验授课。实验教师利用动画技术,生动地描述了整个实验的操作过程,加深了学生的直观认识(见图1)。采用多媒体和实际操作相结合的教学方法,降低了学生实验操作的出错率,大大提高了学生的学习积极性。(2)实验设备精密化,降低实验误差和危险。实验仪器精密度提高,不仅可以降低由于仪器造成的实验误差,还能够提高目标产物的收率,从而避免由于实验数据不理想需重做实验,而造成药品的浪费,以及对环境的又一次污染。随着科技的进步,电子天平的精确度也在不断提高,我校购买用于有机化学实验的电子天平,一般精确到小数点后三位到后四位,且有专门用于称量的地方,每次用完电子天平也都有专人进行打扫,避免由于仪器不准而造成的称量误差。传统有机化学实验,用酒精灯进行加热,容易引起火灾或者是爆炸。随着科技的进步,酒精灯被电加热套所取代。我校学生现在进行有机化学实验均采用电加热套,避免了明火实验带来的危险。4.实验产物处理绿色化。我校轻化工类的学生每一届要做9个有机化学实验,实验内容见表1。其中有7个实验的产物都或多或少带有一些毒性,由于班级多,人数多,这些在实验过程中产生的有毒“三废”该如何处理,是必须要解决的问题。首先,所有的有机实验尽量都在有通风橱的实验室当中进行,如果不能保证每台实验装置都设置在通风橱内,那么在做实验的过程中必须保证开门开窗,保持通风良好。其次,对于实验产物统一放置在固定的废物回收瓶当中,然后由专门的部门进行回收。最后,让学生养成环保意识[3],药品不要随便往水池里面倾倒,要统一放到废液瓶当中。能用多少药品就称取多少药品,不将多余的药品放在实验台或者是玻璃容器当中。

二、有机化学实验的微量化

常量有机化学实验所产生的“三废”每年都有很多,随着环保意识的增强,如何减少“三废”的产生,将是大家不得不重视的问题。因此,有机化学实验微量化将是未来的发展趋势。我校已经有几个有机化学实验采用了微量化,如乙酰苯胺的制备等。由于资金、实验条件等原因,我校还未将所有有机化学实验改成微量化。目前,正处于仪器、设备使用的探索期,但有机化学实验均采用微量化指日可待。随着科技的进步,人类文明的发展,解决有机化学实验对环境造成的污染,已经是迫在眉睫的问题。有机化学实验的绿色化、微量化是未来高校有机化学课程内容设置的发展方向,也是环境保护的必然趋势。

参考文献:

[1]张勃.高校基础化学实验绿色化教学与实践探索[J].新西部:理论版,2016,(19):134-135.

[2]翟滨,王岩.基础化学实验[M].北京:化学工业出版社,2010.

第8篇:有机化学方向范文

关键词:有机化学实验;教学效果;教学改革;优势学科

中图分类号:G642.4 ?摇文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)19-0217-02

提高工科学生的综合素质、实践能力和创新能力是目前高等学校教育改革中最根本的指导思想,实验教学是高校实践教学中最重要的环节之一,是对理论教学内容的验证,加深学生对理论知识的理解。有机化学是一门实践性和应用性很强的学科,是化学、化学工程与工艺、材料科学等众多学科的非常重要的基础理论课程,由于有机化合物种类多和有机反应变化多的原因,有机化学实验的实验教学显得尤为重要,而且化合物的结构直接影响和决定有机反应方向。常州大学每年工科专业招生的本科生和研究生(如化学工程和技术、高分子材料、环境工程、轻化工、制药工程、生物工程和应用化学等)达一千多人,人数和班级多,而实验学时相对较少,如何充分使用现有学时培养学生的实验动手操作能力和应用创新能力等问题逐一突显,为了解决这一难题,常州大学基础化学实验中心依托江苏省首批基础课实验教学示范中心和省高校优势学科的建设,对有机化学实验的设置、安排和管理进行了相应的改革,实施开设综合性实验,为培养具卓越工程技术人才打下坚实的基础。

一、开设有机化学综合性实验的必要性

随着经济的发展和社会的进步,现代科学技术的快速发展使得各学科相互渗透、广泛交叉,不断产生新兴学科、交叉学科和边缘学科,学科之间的界限也越来越被消除。现代科学技术综合性和整体化发展的趋势越来越强,传统的基础化学实验教学已经无法满足现代科技的快速发展,因此,一些相对陈旧的实验内容、较传统的实验教学方法等传统的实验教学已经无法满足现代学生的需要,也无法进一步提高学生的研究意识、应用能力和创新能力,因为基础化学教学方法和内容的改革迫在眉睫。而有机化学由于其本身的独特性,如化合物种类和反应多且复杂,反应机制复杂等。培养出具有综合科研能力和工程能力的高素质和应用创新型人才,如何设置有机化学的实验内容和改革实验教学方法显得尤为重要。随着目前高校素质教育和卓越工程技术人才培养的战略措施的实施,我校工科学生在保障其基本实验知识和操作技能熟练的条件下,强化学生有机化学综合性实验才能培养出具高素质和应用创新能力的学生,培养学生如何发现、分析和解决问题的能力。

二、有机综合性实验的教学内容至关重要

有机化学综合性实验与其他实验的区别在于它的综合性、应用性和相对独立性。其综合性表现在能体现出2至3个知识点,可以让学生站在较高的位置去思考和探索各个知识点之间的有机结合,有助于学生对知识的理解,有机化学反应原理能够在实验中得到印证,实验教学与理论教学相衔接,培养学生在实验中运用综合知识的能力。应用性主要表现在综合性实验内容主要来自我校教师的科研项目和工厂生产,通过有机化学的综合训练熟练掌握了含酚环己烷的提纯、1-溴丁烷的合成、正丁基苯和苯甲酸正丁酯的合成、苯甲酸的精制及熔点测定、乙酰苯胺的合成、肉桂酸的制备和阿司匹林的合成等等。通过有机化学综合性实验的开展使学生,特别是研究生掌握了基本的化学文献检索、资料查询的基本方法、掌握现代仪器分析方法(如红外、HPLC、GC、HPLC-MS和核磁共振)等,具有较高的科学素养,具备最基本的运用所学理论和实验技能进行研发和经营管理能力。国际化学界的绿色5R原则,作为有机化学绿色化和综合化实验改革的指导思想。基于上述考虑,有机化学实验教学引入了多个综合性和设计性实验,并由学生自由选择和设计,由多名有经验的教师指导学生设计实验,进行实验可行性分析。此外,每年我校还定期举行基础化学实验技能大赛、设计实验竞赛,多方面、多层次培养和引导学生以主人翁的身份参加科学研究,培养学生的创新能力和科研能力。另外为了使课堂所授有机化学反应原理能够在实验中得到印证,实验教学与理论教学相衔接,石油化工学院、基础化学验中心组织有机化学教研室教学名师和经验丰富的老教师,从实际出发,结合我校学生的特点和具体要求,结合我校石油化工大工程观和科研特色,精编实验内容,编写适合我校理工科学生使用的教材《有机化学实验指导》(化学工业出版社出版)。

三、改进教学方式和方法提高实验教学效率

传统的教学是以实验教师为核心主导实验课程的进展。有机化学综合性实验是以学生为主体,教师为辅的方式,这样可以充分发挥学生的积极主动性,又可以发挥教师的引导作用。在正式进行实验课程之前,必需考察学生所学的理论知识和对该实验的理解,让学生提前做好各方面的准备,让他们在实验过程中去思考问题、解决问题和分析问题,通过这种自主学习,极大地提高学生的实验主动性和积极性,同时又收到事半功倍的效果。综合性实验教学方式主要分两大类型:启发式教学模式和开放式教学模式。

另外,多媒体技术和网络发展十分迅速,目前已经广泛应用在实验教学上。我校自制的有机化学CAI课件和网络教学可以对有机化学反应过程进行微观的模拟,表现内容和方式不仅非常丰富,而且将有机化学课堂教学中非常抽象的原理、反应等表现更加直观、易懂,简化复杂的有机化学反应和原理,所以有机化学实验网络教学和CAI课件可以将复杂、抽象的有机化学原理和和反应、有机化学实验中难操作、有一定危险性的实验过程,以更加直观、易懂的方式呈现在学生眼前,让学生在做实验之前对这些有一定的了解,在实验过程中更加容易控制实验时间,达到预期的实验效果。另外,网络教学和多媒体课件可以在实验教学过程中增加学生的信息量,并且可以针对部分学生的需要,对部分实验内容进行动态的修改,而不是以一成不变的实验内容和方式去培训学生,根据学生的需求进行定做实验,大大提高有机化学实验教学的效果,达到培养创新型应用型理工人才的目的。

通过以上教学方法、教学内容等几方面的改革,能够最大程度上调动学生学习的兴趣,我校工科专业的毕业生受益非浅,近5年来就业率一直达100%,我校化工相关专业工科学生考研录取率稳步上升,并在历届江苏省大学生化学实验技能竞赛中均获得优秀成绩。全校多届理工科学生在毕业论文(设计)环节和在以后的社会工作岗位上的表现,毕业论文指导教师反映学生的动手能力和实验设计能力都比较好,用人单位反馈我们理工科毕业生在工作岗位上工作能力、动手操作能力都很强。由此可见开设有机化学综合性实验的必要性和重要性,我们要以江苏省化学工程与技术优势学科建设为契机,对提高有机化学综合性实验,提高学生应用和创新能力进行较全面、系统的探索与改革,有效的提高有机化学实验课堂教学效果,为培养面向21世纪高素质的具创新能力的应用型人才打下坚实的基础。

参考文献:

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第9篇:有机化学方向范文

[关键词]有机化学;哲学原理;运用

有机化合物是含碳的化合物(碳本身和简单的碳化合物除外)。有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律的科学。早在远古时代,人们就开始接触和使用有机化合物。在漫长的历史长河中,人类逐渐发现并制备出大量新的有机化合物,积累了浩如烟海的有机化学知识,其中无不处处闪烁着哲学的光芒。如果我们在学习和研究有机化学的过程中,能从哲学的角度来思考,会给我们的学习和研究带来意想不到的收获,收到事半功倍的效果。

一、对立统一规律在有机化学学习中的运用

唯物辩证法认为,矛盾存在于一切事物中并贯穿于事物发展的始终,矛盾的双方既对立又统一,相互依存,互为条件,共同处于事物的统一体中,并依据一定的条件各自向相反的方面转化。事物的发展变化主要是其内部矛盾发展变化的结果。对立统一规律是唯物辩证法的精髓。

(一)同一性和斗争性

同一性和斗争性是矛盾同时具有的两种重要特性,相互联系又不可分离,共同处于一个统一体中。同一性离不开斗争性,斗争性寓于同一性之中,是同一性的基础,没有斗争性也就没有同一性。

在有机化学中,两种异构体在室温下能相互转变并达成平衡的现象称互变异构现象,具有互变异构现象的两个异构体称为互变异构体。互变异构体之间的关系就是对立统一的关系。如酮与烯醇、对亚硝基苯酚对苯醌肟、硝基烷烃与酸式硝基烃、烯胺与亚胺等均为互变异构体,它们之间能相互转变并在一定的条件下达成平衡,往往很难分离出某个纯的异构体。互变异构体的分子具有不同的结构,是不同种类的化合物,表现为相互对立的关系。但是,双方之间又相互依存,任何一方都不能脱离对方而孤立存在。并且,二者在一定的条件下可相互转化,形成你中有我、我中有你的局面,表现了矛盾双方相互渗透的特性。当然,它们之间的依存和转换是有一定条件的,这就是矛盾同一性的相对性。

(二)矛盾是事物发展的动力

1 内因与外因

内因是事物内部诸要素之间的对立统一。外因是该事物与其他事物之间的对立统一。在推动事物发展的过程中,内因与外因是相互联系、不可分割、缺一不可的。但二者在事物发展中的地位和作用是不同的。内因是事物发展变化的根据,外因是事物发展变化的条件,外因通过内因起作用,内因在外因的作用下发挥作用。

我们在学习醇的性质时,知道醇既有一定的弱酸性,又呈弱碱性;既可发生亲核取代反应,又可发生消除反应,还可发生α-氢的脱氢和氧化反应,这都是由其分子内部结构决定的。至于到底发生何种反应,体现何种性质,则需视外部条件而定。当醇与活性金属作用时,表现出弱酸性,而与强酸作用时则体现出弱碱性;与氢卤酸、无机酸酰卤或含氧酸在温热条件下发生亲核取代反应,而与含氧强酸在较高温度下则发生消除反应;与氧化剂作用则易发生氧化反应。这些反应都是外因通过内因起作用的。具有α-氢的烯烃与溴到底是发生双键上的加成反应,还发生α-氢的取代反应;卤代烃究竟发生亲核取代反应,抑或是发生消除反应,同样要视外部条件而定。

此外,具有不同官能团的化合物的化学性质往往不同,聚集二烯烃、共轭二烯烃和孤立二烯烃,卤乙烯型卤代烯烃、烯丙基型卤代烯烃和隔离型卤代烯烃以及芳卤型卤代芳烃、苄基型卤代芳烃和隔离型卤代芳烃化学性质间的差异,均是由其内部分子结构的不同而决定。

2 矛盾是事物发展的源泉和动力

唯物辩证法认为,矛盾是事物发展的原因与动力,事物发展是矛盾同一性与斗争性紧密结合、共同推动的结果。

不对称烯烃与质子酸的加成反应,氢离子有可能加在双键两个碳原子的任何一个上,产生两种加成方向,从而形成两种不同的加成产物。这两种加成方向是相互竞争的,究竟以哪个加成方向为主,这就是矛盾同一性和斗争性相互作用的结果。这两种不同的加成方向,会形成两种不同的碳正离子中间体,但它们的稳定性存在很大差异。若氢离子加在含氢比较多的双键碳原子上,形成的中间体更加稳定,由此生成的产物也就是主要产物。反之,得到的产物就是次要产物。这就是马氏加成规则的实质。从矛盾的观点看,这一反应实际就是矛盾双方地位、作用不断转化的结果。同理,当具有两种以上β-氢原子的卤代烃或醇发生消除反应生成烯烃时,究竟是以札依采夫取向的产物还是以霍夫曼取向的产物为主,也是矛盾斗争性作用的结果。

(三)矛盾的普遍性和特殊性

唯物辩证法指出,矛盾的普遍性即矛盾的共性、一般,矛盾的特殊性即矛盾的个性、个别。一般寓于个别之中,共性存在于个性之中;另一方面,个别、特殊又同一般、普遍联系着。任何一般都是个别的一部分,或一方面,或本质。任何事物都是普遍性和特殊性、共性和个性、一般和个别、绝对和相对的辩证统一。

据美国化学文摘统计,截至20世纪90年代初,有机化合物的数目已愈1000万种。要对数目如此庞大的有机化合物逐一学习和研究是不可能的,也是完全没有必要的。我们可根据有机化合物中所含的官能团的不同,将它分成不同的种类。具有同种官能团的化合物,往往具有相似的化学性质。由于某一类化合物所具有的普遍性质寓于各个具体的化合物之中,因此,我们对同类化合物中有代表性个体的性质进行研究后,就可以归纳、抽象出同类化合物具有的普遍性质,也就无需对同类的个体进行逐一研究。

众所周知,不对称与溴化氢加成时,根据马氏加成规则,氢将加在含氢较多的双键碳原子上。这是一个普遍适用的规律。但如果反应体系中存在过氧化物,或是当烯烃分子中存在较强的吸电子基团时,则加成的方向恰恰相反,这是马氏加成规则的一个特例,也是一事物区别于他事物的特殊本质。因此,我们在分析问题时必须做到具体事物具体分析,不能生搬硬套。

二、质量互变规律在有机化学学习中的运用

(一)质、量和度

质是一事物成为其自身并区别于他事物的内在规定性。量是表示事物存在和发展的规模、程度、速度等的数量的规定性。任何事物都有其质的规定性和量的规定性,是质和量的统一。度是事物自己质的量的幅度、限度和范围,是与事物的质相统一的数量界限。丙烯与氯反应,在低于200℃时,主要发生的双键加成反应,生成1,2-二氯丙烷;若高于300℃时,主要发生α-氢的氯代反应,生成3-氯丙烯。低于200℃,就是发生加成反应的度。在低于200℃这个量的范围内,发生加成反应的质不变;高于200℃这个量的范围(尤其是超过300℃时),这个反应就会失去自身的质,而发生

α-氢的氯代反应。在度中,质与量这两种不同的规定性达到了高度的统一。

(二)质量互变规律

量变和质变是事物变化的两种形式或状态,量变引起质变,而质变巩固着量变的成果,又引起新的量变,如此循环往复,以至无穷,推动着事物的不断发展。质量互变的具体实现形式是复杂多变的,表现为二者之间的相互渗透、相互包含,量变中有质变,质变中包含了量变。

在有机化学中,有关质量互变规律的例子比比皆是,最典型的例子莫过于同系物的物理性质的变化了。正构烷烃的沸点、熔点随着相对分子质量增加而有规律地升高,折射率随着碳链长度的增加而增大;烯烃、芳香烃、卤代烃、醇、醚等同系物的沸点、熔点随着分子量的增加而升高的现象;在卤代烷中的亲核取代反应中,其活性顺序为:氟代烷酰胺,莫不都是量变引起质变的例子。

醇类随着分子中羟基数目的增多,沸点升高、相对密度增加、酸性变强。酰胺分子中氮原子上连一个酰基,呈中性;而酰亚胺类化合物由于氮原子上相连的二个酰基的作用,呈弱酸性。在碳原子的sp3、sp2和sp三种杂化形式中,由于杂化轨道所含的s和p成分的不同,使得杂化轨道的空间形状和性质不同,均表明量变是质变的必要准备,质变是量变的必然结果。

三、否定之否定规律在有机化学学习中的运用

唯物辩证法认为,世界上任何事物的内部都包含着肯定与否定两个方面、两类因素和两种力量。肯定是事物中维持自身存在的方面,否定是事物中促使自身趋向灭亡并转化为他物的方面。自1883年合成出含三元环和四元环的碳环化合物后,人们发现三元环的化学活性比四元环大,而四元环的活性又要大于五元环。为了解释这一实验事实,1885年德国化学家拜尔(Baeyer A von)提出了“张力学说”,认为环烷烃中构成环的碳原子是处于同一平面内,排列成正多边形,其Z_CCC的键角与碳四面体正常键角109度28分的偏差将产生“角张力”,张力愈大,环就愈不稳定。这一理论较好地解释了三元环、四元环和五元环的稳定性,这是该理论的肯定方面。但由于其假设成环碳原子共面的观点与实际不合,这是其内部孕育的否定方面,因无法解释六元环的稳定性而被近代杂化理论所否定。这样,对于环烷烃稳定性解释的理论就从一个阶段发展到另一阶段。当然,这种否定是“扬弃”。

在有机化学发展史上,由于从动植物体内得到的这些化合物有许多共同的性质,明显地不同于当时从矿物来源的无机化合物。当时的化学家把有机物和无机物绝对划分开。1806年瑞典化学大师贝采利乌斯(Berzelius J J)把有机化合物和有机化学定义为“从有生命的动植物体内得到的化合物称为有机化合物,研究这些化合物的化学称作有机化学”,并认为“在动植物体内的生命力影响下才能形成有机化合物,在实验室内是无法合成有机化合物的”。这种学说被称为“生命力”学说,曾一度牢固地统治着有机化学界,使人们放弃了用人工合成有机物的想法。

直到1828年德国青年化学家维勒(w・hler F)发现无机物氰酸铵加热很容易转变为有机物尿素。他把这一重要发现告诉了贝采利乌斯。他说:“我应当告诉您,我制造出尿素,而且不求助于肾或动物――无论是人或犬。”但是这个重要的发现,并未马上得到贝采利乌斯和其他一些化学家的承认,就是维勒本人也认为这个合成不能算作一个完全的合成,因为氰酸和氨还不能从无机物制备。因此,在它们里面还有一些是属于有机界的东西,是这些物质使尿素的合成得以成功。还有人为了维护“生命力”学说,认为尿素是动物机体的排泄物,而且易于分解为氨和二氧化碳,因此可以把尿素看作是有机物和矿物质之间的联系环节,尽管这种处于分界线的物质可以人工制成,但要人工制备结构较为复杂的有机物质还是无能为力。