前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的有机化学反应原理主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
总体来看,现行人教版有机化学知识的内容十分注重知识的获取过程和与生活、生产实际的联系,但知识的体系不如以前教材那样有系统性,给实际教学带来不便。对于必修2有机知识教学,仅要求介绍几种有机物的知识,然而遇到了其他一些简单同系物的名称、同分异构体、性质等问题时,也要有基本认知,否则,那些独立的知识点不容易被学生接受。这样一来,教师教学时如果做一些整合,把选修5的部分内容提前讲,效果会更好。由于教学课时有限,这样处理教材时间不允许。那么如何处理这两部分有机化学知识教学的关系,在教学中应该注意什么问题,就自己的教学体会,谈一些看法,欢迎同行指教。
1. 调整选修教材的顺序
在必修2之后就进行选修5的教学,有利于知识体系的构建和形成。我们学校的教材配备顺序是在必修2学完后,马上进行选修4《化学反应原理》的教学,这样的安排,有它的科学性和合理性,但也有一定的弊端。我觉得在必修2学完几种重要的有机物之后,就进行选修5《有机化学基础》的教学,有利于有机化学知识体系的形成,也有利于学生归纳总结、逻辑推理能力的培养和提高。
2. 贯串突出“结构决定性质,性质决定用途”的主线
有机化学强调“结构决定性质,性质决定用途”的思想,学生在学习有机化学的过程中应体会到这种思想,为后续的各类有机物的学习搭建一个理论平台。那么,如何帮助学生搭建这个平台,就是我们在课程教学设计中始终要关注的核心问题。教师在教学中要处理好物质结构与有机化合物性质之间的关系,结构理论指导性质,性质帮助理解结构,由典型有机代表物的结构和性质推测出同系化合物的性质。
例如,在必修2中,学生已经学习了甲烷、乙烯的结构和性质。在“烷烃和烯烃的结构和性质”教学中,教师可先从复习必修2知识入手,通过结构和化学反应类型对比归类,将甲烷、乙烯的结构和性质迁移到烷烃和烯烃,进行甲烷、乙烷和乙烯的结构和性质对比,并以此推广到烷烃和烯烃的结构和性质的相似性、递变性和差异性的对比。通过本节课的学习,使学生意识到“结构决定性质”是今后研究有机化合物的重要方法,知道分析有机物的结构,首先要分析官能团的结构特点,其次要考虑官能团与相邻基团的相互影响,在此基础上,可以推测有机物的性质。
3. 充分利用探究实验,切实做好衔接教学工作
化学是一门以实验为基础的学科,在教学中改变传统的实验授课方式,倡导学生主动参与探究实验教学模式对教学大有裨益。在选修模块教学中,可先从学生在必修模块中学习的典型代表物的相关实验入手,设计实验方案,充分利用实验研究物质的性质与反应,再从结构角度深化认识。 转贴于
例如,以《有机化学基础》第二章第2节——芳香烃中观察苯的溴代或硝化反应、甲苯与酸性高锰酸钾溶液作用的现象为例。
关于“苯的溴代或硝化反应”探究化学反应原理和条件在人教版必修2中已体现,在本章第2节主要体现在对化学反应条件控制方面方案的设计,要引导学生思考从物理性质、化学性质、尾气处理等多方面来思考问题,从而掌握实验设计的要素、理解化学反应条件对化学反应的影响及对反应装置的要求。
关于“甲苯与酸性高锰酸钾溶液作用”的探究活动,利用对比实验原理,从结构决定性质的角度出发,考虑甲基的影响,思考苯的同系物有何通性和特性?做出假说,最后让学生通过设计实验,并比较实验现象验证自已的假设。
4. 巧用信息技术,活化教学衔接
当今社会是信息技术高速发展的社会,个人计算机附加多媒体和网络技术被引入课堂教学领域,一定程度上代替了幻灯、投影、粉笔、黑板等传统媒体,实现了它们无法实现的教育功能。使用微观模拟软件可以帮助学生跨越宏观与微观的思维障碍。例如,在复习甲烷、乙烯的结构和性质——通过计算机课件展示甲烷、乙烯的立体结构模型;通过实验录像再现甲烷、乙烯的燃烧,以及它们与溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液的反应,引导学生讨论甲烷、乙烯的结构和性质的相似点和不同点,过渡到烷烃和烯烃的结构和性质的相似性和差异性。
【关键词】化学;实验教学;有机化学
有机化学是一门实践性很强的学科,有机实验对有机化学的发展起着至关重要的作用。有机化学实验是一门重要的实践性和操作性课程,作为医学检验专业学生必修的一门实验课程,属于医学检验专业学生公共基础课。
有机化学实验其主要目的是:通过实验教学使学生得到基本操作和基本技能的全面训练。实验教学配合课堂教学,加深课堂讲授的基本理论和基本知识,并对课堂知识加以验证和巩固。培养学生观察和操作、分析问题和解决问题的能力,是学生形成实事求是的科学态度,细致严谨的科学作风与良好的实验操作习惯,为以后进一步的学习、工作和科研打下扎实的基础。对于医学检验专业学生理解有机化学知识及应用有着重要的作用,同时对于学生解决实际的化学问题及培养学生学习有机化学兴趣方面有着不可忽视的作用。
实验教学与课堂理论教学紧密配合,能够为学生搭建理论与实际的桥梁。理论与实验相结合,能够使学生有效加深对有机化学基本原理的深入理解与掌握,同时又能使学生掌握有机化学实验的基本方法和相关实验技能,从而使学生学以致用,学会运用所学的知识,去解决现实中遇到的化学问题。
为了提高实验教学质量,充分发挥有机化学实验教学在培养学生创新能力的作用。从课程自身特点与医学检验专业特点综合出发,培养学生创新能力,进行教学内容与教学方法及实验考核体系的探索实践,贯彻基本化学技能教育思想及实践。
在具体的实验教学中,根据医学检验专业有机化学实验课程的特点,有针对性地选择医学检验专业有机化学实验项目,合理设置实验项目,实验项目的安排要注意实验课与理论进度,应该在学习和掌握了理论知识以后,进行实验,避免理论和实验相脱节,影响实验教学效果。注重课程内容设置的系统性与完整性,充分利用有限的实验学时,最大限度的提升学生的综合实验技能。
注重实验基本操作的练习。基本实验操作技能的掌握非常重要,它是学生进行更复杂实验操作及设计的基础。有机化学实验基本操作技能决定了后续课程药物化学实验操作环节。在实验教学中,根据对有机化学实验学习的要求,使学生熟练掌握基本的实验操作,如萃取、蒸馏、回馏、重结晶、化合物熔点及沸点测定等。蒸馏是分离有机化合物经常用到的方法之一,装置的组装是考验学生实验基本技能的重要参考,正确熟练的组装装置是进行化学反应的基础。
培养规范的实验操作习惯。有机化学作为基础公共课,是后续很多课程正常进行教学的基础,规范操作习惯的养成有利于进行其他课程实验。实际教学中,很多学生操作实验不熟练,对于基本的实验原理缺乏深入的思考和理解,规范操作可以避免实验失败,可以更好的避免事故的发生。比如萃取的时候,很多人直接将待分离物质直接倒入分液漏斗中,没有按照规范的实验步骤先检验是否分液漏斗有泄露,最终导致所得样品洒漏,除此之外,萃取的时候,很多学生只开旋钮而不拔开塞子,导致液体流动很慢甚至不流,耗费实验时间,影响实验进度。
注重以学生为本,培养学生自主参与试验设计和讨论。比如在连续多步有机合成实验中,反应前一步产品的收率与纯度,会决定接下来实验的产率,以至于影响到整体合成,具体实验中就要求学生注意这种类型实验的每一个环节。如甲基橙的制备,对氨基苯磺酸重氮盐的制备作为第一步反应,它的顺利与否决定了接下来利用偶联反应制备产物甲基橙,在具体实验操作中,要注意影响反应正常进行的原因,尽可能使实验进行顺利。
注重学生创新能力的培养。很多的有机化学反应有其自身的特点,相同反应采用不同的方法,往往得到的实验结果千差万别。针对这种情况,学生根据具体的化学反应情况,积极查阅相关的化学资料和书籍,分析有可能造成差异的原因,积极提倡进行创新。学生在整个实验过程中,根据具体情况自主灵活运用相关实验仪器,进行合理的实验设计,积极主动参与到实验中,使学生的综合实验能力及创新能力得到一定的提高。
有机化学实验教学的实践证明:通过合理设置实验教学内容和项目,培养学生规范操作习惯,加强基础实验操作技能的练习和掌握,培养学生的创新意识和创新能力,充分调动了教与学的积极性。
在今后的有机化学实验教学中,更加注重体现以学生为主体的教育思想及理念,不断积极探索新的教学模式及方法,不断总结,努力提高有机化学实验教学水平。
【参考文献】
[1]曾昭琼.有机化学实验[M].北京:中国中医药出版社,2012.
[2]刘艳珠,戴延凤,邓峰杰,邓瑞红.在有机化学教学中如何应用启发式教学[J].化工高等教育,2014(6):89-91.
[3]吉卯祉,黄家卫,胡冬华.有机化学实验[M].北京:科学出版社,2015.
[4]朱志超,卢惠娟,彭俊军.有机化学“教法”与“学法”的改进与实践[J].化工高等教育,2014(6):69-71.
关键词:新课改;选修课;物质结构
一、新课改的宗旨
高中化学课程以进一步提高学生的科学素养为宗旨,着眼于学生未来的发展,体现时代性、基础性和选择性,兼顾学生志趣和潜能的差异及发展的需要。为充分体现普通高中化学课程的基础性,设置两个必修模块,注重从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面为学生科学素养的发展和高中阶段后续课程的学习打下必备的基础。
二、选课的依据
1.根据高中阶段学生的要求而定
学生在高中阶段修满6学分,即在学完化学1、化学2之后,再从选修模块中选学一个模块,并获得2个学分,可达到高中化学课程学习的毕业要求。学生可根据自己的实际情况,从6个选修模块中选学一个模块,也可以选学2个或3个模块,以拓宽知识面,提高学生素养。
2.根据学生的发展方向而选
(1)对文科类学生,学完必修1、必修2后,再选修一门选修模块,就可以达到高中化学课程的学习毕业要求。在学习了必修课程的基本技能和方法后,可以从6个选修模块中选择比较简单,理论性不强,接近现实生活的模块进行学习。针对这6个模块而言,《化学与生活》模块相对比较简单,适宜学文科的学生选修。学生在学完必修课程后,已经对化学基础知识有所掌握,在此基础上选修《化学与生活》,能了解日常生活中常见物质的性质、用途以及注意事项等方面的知识,形成合理使用化学品的意识,以及运用化学知识解决相关问题的能力。
(2)对理科学生而言应依据高考的趋向而定。
①根据高考思路有选择性地选课。
宁夏高考内容是两个必修模块和选修3《物质结构与性质》为必考内容,选考内容为《物质结构与性质》《化学与技术》《有机化学基础》三个选修模块中任选一个。
②依据选修课的知识结构来选。
高中化学选修模块中,各模块之间相互独立而又有知识结构的联系。《化学与生活》是以生活中常见物质为基础,了解其性质和用途。《化学与技术》《实验化学》是综合性的知识,用到的一些原理、概念、方法、规律都分散在各模块中,相对比较难学,拓展起来要用到各方面的知识。《物质结构与性质》是了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法,研究物质构成的奥秘,认识物质结构与性质之间的关系,提高分析问题和解决问题的能力。《化学反应原理》是学习化学反应的基本原理,认识化学反应中能量转化的基本规律,了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用。《有机化学基础》探讨有机化合物的组成、结构、性质及应用,学习有机化学研究的基本方法,了解有机化学对现代社会发展和科学进步的贡献。《实验化学》是通过实验探究活动,掌握基本的化学实验技能和方法,进一步体验实验探究的基本过程,认识实验在化学科学研究和化学学习中的重要作用。
我校在高二开设选修课时,依据学生的选课情况,有两个班级选《物质结构与性质》模块,一个班选修《有机化学基础》。我在给没有学《物质结构与性质》的班级上有关甲烷、乙烯、乙炔、苯分子中碳原子的成键情况,及分子的空间构型时,涉及碳原子的轨道杂化理论对分子结构的影响,给学生列举了许多例子,花费了好长时间,其结果学生仍然是懂非懂,教学过程中感到很费力,学生难以接受,教学效果不佳。但是当我在学完一个模块后,两班交换模块后,给学过《物质结构与性质》的班级上这节课的内容时,学生就很容易理解,并且能用杂化轨道理论来解释这几种分子的结构,学生学习兴趣比较高,讨论也比较活跃。
因此,我认为,在选修这三个模块时,应先学《化学反应原理》《物质结构与性质》,再学《有机化学基础》比较好点。另外,有条件的学校也可以选学《化学与技术》,这要根据学校,学生的实际情况就来选课。
总之,在高中化学新课改的教学中,各学校应根据本校的实际情况,引导学生进行选课,使学生尽可能地发挥自己的特点,展示自己的优点,全面发展。
参考文献:
【Abstract】Bioorganic chemistry is a new branch of subject based on interdisciplinarity between organic chemistry and life sciences. Bioorganic chemistry course contents are complex and systematic, which bring many challenges to teachers’ teaching and students’ learning. Aiming to cultivate students’ comprehensive practical ability, we combine scientific frontier development with practical teaching experience, reform bioorganic chemistry course through inquiry teaching model and obtain better teaching efficiency.
【Key words】Bioorganic chemistry; Chemical biology; Inquiry teaching; Teaching reformation
1 ?n程简介
生物有机化学作为有机化学向生命科学渗透过程中形成的一个新的分支学科,已经成为现代生命科学研究中的重要组成部分。为了适应这一趋势,近年来国内外许多一流大学都为有机专业和化学生物学专业的本科生和研究生开设生物有机化学专业课。生物有机化学是一门发展迅速的学科,充分融合了有机化学、生物化学和药物化学,该课程的综合性较强,是化学生物学专业的核心课程。
化学生物学这一概念于20个世纪末提出,是一门将化学小分子作为工具,同时通过化学手段人为干扰或调控生命体系,从而阐明复杂生物体系运行机制的新兴交叉学科。与其他化学分支学科相比,有机化学在与生命科学的交叉方面具有得天独厚的优势,化学家通过合成不同的有机小分子作为化学探针,可以有效地研究复杂的生命体系,因此近年来生物有机化学得到了蓬勃的发展。
2 教学对象与课程目标
生物有机化学是我校化学生物学专业本科学生开设的专业必修课程。根据教学计划的要求,在学生学习完有机化学、生物化学、结构生物学等课程的基础上于大三上学期开设本门课程。学生已具备了一定的理论基础和文献检索能力,尤其是大二期间创新课题的开展,使大部分学生已培养了自主学习和实践的能力。
通过学习这门课程,要求学生掌握如何应用有机化学的结构理论、基团相互作用理论、有机化学反应机制和动力学理论,以及应用有机化学研究方法,在分子水平上研究生物分子的化学变化和反应规律。并且能够通过模拟生物体系的化学变化,建立有机化学研究新体系。培养学生利用所学习的分子识别理论、酶的作用机制等知识,来设计生物活性分子,为进一步学习药物化学、分子生物学、药理学等专业课程奠定理论基础;也为今后的毕业论文、研究生阶段的学术研究,或者从事相关工作做铺垫。
由于生物有机化学内容繁杂、系统性较强,对于生物大分子结构、功能、特点的理解需要较好的空间想象能力,反应机制、反应动力学等问题较难理解需要较强的有机化学功底,致使学生在设定的课程时间内很难兼顾到各方面知识。同时,学生在学习过程中对于理论知识往往感觉枯燥乏味,以至于有的学生对该课程专业知识的学习失去兴趣,学习热情并不高涨,从而影响了教学效果。鉴于生物有机化学课程的重要性,扩充教学内容,改善教学方法,提高教学质量,让学生在有限的课堂时间就能够掌握这门有用的理论课专业知识,是我们亟待解决的问题。我们在这里结合课堂教学实践经验,探讨生物有机化学课程的教学的新思路新方法,解决教学过程中出现的一些问题,以期进一步提高该课程的教学质量。我们以培养学生的综合实践能力为目标,以案例教学和应用为导向,应用探究式教学模式对生物有机化学课程的教学进行改革,并取得了较好的教学效果。
3 教学内容的扩充和改进
生物有机化学是从20世纪80年代开始作为一门理论课程讲授的,其交叉性主要体现在两个方面:一个是通过化学小分子研究生物大分子,另一个是通过理性地设计、改造生物大分子,用于生产复杂结构的功能性化学小分子。其教材除了Hermann Dugas和Christopher Penney最早于1981年出版的Bioorganic Chemistry以外,国内只有高等教育出版社出版、中山大学古练权教授于1992年编写的《生物有机化学》。我们选用的正是古练权教授编写的《生物有机化学》,该教材十分经典,涵盖了多肽、核酸和酶的生物有机化学内容,并介绍了一系列酶促有机化学反应。
考虑到生物有机化学是一门飞速发展的学科,近几年生物有机化学基础研究取得了很多突破性进展,诸多相关成果发表在世界top级别的杂志期刊上,为了紧跟学术前沿,我们在讲授这门课程的时候,对课程内容做了一定的调整更新。在学习核酸的生物有机化学这一章时,对于DNA碱基顺序分析方法这部分内容,我不仅给学生讲解了传统的Sanger、Maxam-Gilbert测序反应原理,还拓展性地介绍了科学前沿的Illumina二代测序技术,各种测序方法均配以直观的动画小视频来模拟其动态过程,使学生一目了然,能准确掌握各种测序方法的特点。在学习酶的生物有机化学这一章时,结合我们所在的药学院的专业特点,着重讲解如何利用酶的结构和催化作用机制来指导药物设计合成。举例介绍降血压药-血管紧张肽转化酶抑制剂captopril的研究历程,并组织学生就药物分子的设计思路展开讨论。此外,生物有机化学在实际生产应用方面开辟了很多新领域。因而我们在学习酶促有机反应时,在介绍了天然酶促有机反应的高效性、专一性、条件温和、无污染等特点后,我们重点讲授有机介质中的酶促反应在医药、化工、食品、能源、环保等领域的应用,以食品添加剂的生产、生物柴油的生产为例,理论联系实际加深学生对知识点的理解。通过教学内容的扩充和改进,课程教学既突出重点,又契合专业方向,还紧跟学科前沿发展,这样才能够激发学生的学习热情,培养学生的学习兴趣,提高科学素养。
4 教学模式的改革
教育家赫尔巴特认为兴趣是引起对物体正确的、全面的认识,它导向有意义的学习,促进知识的长期保持,并为进一步的学习提供动机。我们认为教学过程中具体事物的感性启发可以引起学生的回忆,经过思索、映射,可以调?悠浼且渲械慕萄?内容进行对比,从而更好地掌握课堂知识。所以我们的教学不能是单调的注入式教学,可通过启发式的问题,以实践应用为导向,结合科学发展前沿,选择生动有趣、贴近生活的教学案例,从而提高学生的学习效率。
在教学方式上,我们采用老师讲授、学生分组讨论和课堂展示相结合的方式。老师授课的过程中,运用多媒体教学,将复杂的分子结构和反应机理以简洁明了的幻灯片形式展现给学生,并配以声音、动画等使学生快速掌握知识内容。而每堂课的开头和结尾,都通过板书将重难点归纳概括出来,帮助学生对理清知识点间的逻辑关系,更好地理解教学内容。此外,我们还将相关课件和参考文献上传至学校的网络教学平台供学生下载,建立网络交流群方便答疑解惑和互动交流,将专业学习从课堂延伸到课外。
在教学过程中,我们增强教学内容的横向、纵向对比,将零散的知识点化零为整,便于学生深刻把握其本质原理,全面掌握知识脉络,记忆更加深刻。例如:第二章氨基酸和多肽的生物有机化学的内容是由小分子到大结构纵向深入――从单体氨基酸到多肽链再到更大更复杂的蛋白质层面去介绍相关的有机化学性质和合成方法。在讲完多肽化学合成的类型、特点后,紧接着简要概括在生物体内多肽是怎样由成熟的mRNA翻译组装得到的,并进一步介绍如何运用基因工程技术在体外获得目标的多肽和蛋白质。这样既可以丰富学生的知识,又可以对分子生物学、基因工程等专业课程有一个初步的了解,让学生深刻体会到学习生物有机化学这门课程的价值与意义。
生物有机化学在内容上虽然复杂,但知识点之间的相互联系也算紧密,所以我们在教学时就更应该采用探究式教学模式,通过启发、引导的方式使学生能够独立发现问题的本质、内在联系及规律,从而准确解决问题。鉴于所带课堂学生较少(32人),可对学生进行合理分组,小组合作式开展分组讨论等实践活动,为该课程探究式教学模式的开展和深化提供了良好的条件。例如,我们在第二章和第四章分别介绍了两个抗菌药物――万古霉素和青霉素,二者均是通过破坏细菌细胞壁的合成来实现杀菌效果,但原理上却不相同。我们通过分组讨论的方式,让学生比较两个药物的作用机制的异同点,启发学生的思维,让学生逐渐认识到两个药物的抑菌原理,一个是基于酶与底物的分子识别作用,另一个则是基于酶的竞争性抑制作用。此外,我们还将课题组平时科研中遇到的应用实例在课堂教学中向学生讲授,理论联系实际,激发学生的学习兴趣,培养学生独立思考的能力。
5 存在的不足
药用有机化学是药学专业中的基础课程,通过药用有机化学课程的学习,使药学专业学生能够牢靠掌握关于不同有机物的相关知识,并从这些有机物的结构、性质、用途以及合成方法等方面对其进行分析,为学习药物分析、中药分析、天然药物化学、中药炮制等药学核心课程奠定理论基础。因此,提升学生掌握和运用药用有机化学知识的能力,是当前高校药学专业教育工作者普遍关注的课题之一。
二、精选教材知识,做到经典知识与前沿知识并重
在实际教学中,由于药用有机化学的教材内容比较多,但课时有限,因此,教师应该采取不同教学方式来提高药用有机化学课的教学效率,对药用有机化学课程中每个章节的教材内容进行合理的梳理与编选,进一步提高课堂教学的效率。教材内容精选完成后,教师在实际讲解的过程中应该注意以下几个方面的问题:第一, 根据重要著作形成时间、重要事件发生时间以及代表性科学家,向学生介绍药用有机化学的发展简史;第二, 充分认识药用有机化学课程的特点,向学生讲解药用有机化学的具体学习方法,帮助学生建立起一套适合自己的学习体系;第三, 根据有机分析化学与天然有机化学这两个药用有机化学的分支学科,向学生讲解有机化学与药学学科的关系,让学生深刻感受到学习药用有机化学的重要性,加强学生对有机化学的学习意识。对教材内容进行认真精选,既可以提高药用有机化学课的教学效率,也可以帮助学生快速掌握教材的精髓内容。精选教材的内容,是开展拓展性教学的重要前提,只有保证教材内容富有合理性与科学性,才能够充分展现出药用有机化学知识的魅力。[1]
三、理论联系实际,将传统内容与绿色化学进行充分融合
拓展性教学在药用有机化学课中的运用,首先体现在理论与实践的结合上,因此,在实际教学中,教师应尽量将有机化学反应与药学知识的应用紧密联系在一起,真正显示出药用有机化学课程的基础作用。例如,在给药学专业学生讲解卤代烃SN1型反应的时候,应该结合芳香氮芥一类的抗肿瘤生物烷化剂的实际应用进行举例。教师采用理论与实际相联系的教法,应该从药学专业的角度出发, 举例子时,要尽量将有机化学知识紧密结合于药学应用中,使学生在学习药用有机化学知识的同时,提高对相关药学知识的学习兴趣,从而体现出药用有机化学课程的“药用”内涵。另外,由于有机化学在药学专业的应用发展,必须符合人类社会的可持续发展要求,因此,药用有机化学的学科特点与任务要求学生在学习有机化学知识的同时,还要学习绿色化学的相关知识。例如,在讲解腈类化合物的合成方法时,既要介绍常用的NaCN取代法,也要介绍具有环保效应的绿色化学法,即由醛一步氧化后生成腈。就目前的研究状况而言,酶催化有机化学反应不会对环境造成污染,例如,可以用脂肪酶来催化酯基进行水解得到芳胺类物质;在温和条件下,用面包酵母催化芳香硝基化合物进行还原反应,也可以得到芳胺类的物质,这一类绿色催化法可以适时地介绍给学生。这样有利于培养药学专业学生的绿色环保意识,进而形成自觉保护环境的良好习惯。[2]
四、丰富教学方法,充分运用多媒体手段进行教学
在实际教学中,教师可以利用多种方法开展拓展性教学,多样化教学手段在药用有机化学中的运用,是教学活动得以顺利开展的保证。当前,多媒体技术在教学中的应用已经十分普遍,教师可以借助Photoshop绘图、三维动画设计和VisualBasic程序等软件来制作CAI课件, 将有机分子立体形象、有机化学反应过程以及反应过程中的旧键断裂与新键生成等进行直观、生动的模拟。传统教学中,一般采用黑板板书的方式进行教学,这种教学方式具有灵活方便、即擦即用、不受硬件设施限制等优点。因此,教师在实际教学中,可以将多媒体手段与黑板板书进行结合,例如,将标题内容、重要概念、关键词等写在黑板上,利用多媒体软件制作出的CAI课件,则主要是对板书的内容进行说明、阐述以及举例,并结合学生的学习反馈, 及时调整授课的速度,在课堂教学中努力探求不同教学方法之间的最佳结合点,从而充分调动学生对药用有机化学的学习兴趣。
五、增大课堂信息量,采取总结和对比方法开展教学
在课堂教学中,教师除了要传授教材上的知识以外,还要介绍一些相关的课外知识,增大课堂教学的信息含量是拓展性教学的具体要求,也是拓展学生知识视野的基本要求。因此,教师应在不脱离课堂主题的前提下,适当传授一些课外知识, 摒弃囿于教材、照本宣科的教学观念。在介绍烯烃的化学性质时,教师可以引申介绍2005年获得诺贝尔化学奖的烯烃复分解反应,还可以讲解钌金属络合物催化剂的相关知识;在学习立体化学时,补充介绍关于不对称合成的知识。扩大课堂教学的信息量,不仅能够达到活跃学习气氛的目的,而且还可以陶冶学生的心灵,最终实现培养学生综合素质能力的目的。值得强调的是,药用有机化学的知识点较多,学生在学习的过程中,容易混淆相似的知识点,教师在教学过程中,应该注重前后知识之间的联系性与比较性,例如,教师可以引导学生比较亲核加成反应与亲电加成反应之间的区别;比较SN1与SN2反应、E1与E2 反应之间的区别等。在介绍吡啶化学性质的时候,教师可以结合硝基苯的相关知识进行类比讲解;分析烯烃与芳环产生亲电反应时的能量差异。实践表明,采用这种立体交叉、由此及彼、前后联系的立体教学模式,有利于调动学生的学习积极性,从而达到提高教学效果的目的。药用有机化学课程中的知识点较多,涉及到的课外知识也非常广泛,要想拓展学生的知识视野,获得良好的教学效果,教师必须充分认识药用有机化学的学科特性,并做好备课工作,充分利用总结教学、对比教学等方法来激发学生的学习兴趣,进而提升学生综合运用所学知识的能力,达到教学相长、学以致用的目的。[3]
六、增强教学效果,将课堂讨论与习题精讲充分结合起来
在实际教学中,教师仅作为引导者参与其中,学生则是真正的活动主体,充分发挥出学生的主体性,是提高课堂教学效率的关键。对于药学专业的学生而言,突出主体性应该以药用有机化学的教学作为载体,融合药学学科的内涵,精心设计课堂教学的开展形式,例如,集体讨论、小组活动、个人展示以及反馈信息等,以此达到师生之间的良好互动。在学习苯胺时,传统教学方式是:先介绍苯胺结构,然后介绍苯胺性质,最后分析苯胺的具体应用。通过精心设计后可采用以下这种教学形式:①在苯胺中滴入溴水会出现何种现象;②苯胺与苯分别发生亲电取代反应,哪个更容易;③氨基属于哪种类型的定位基团;④如何通过共振理论对其进行合理解释;⑤含氨基合成药物和天然药物的举例。通过设置问题来传递信息,充分激发学生的主动性与创造性,将被动地接受知识转化为主动地汲取知识,这种教学形式,有利于培养学生主动探究、独立思考的学习能力,为学生提供了“自主思考问题、大胆提出问题、积极寻求方案、独立进行引申”等多个学习空间,在师生的互动过程中,体现出“以学生为主体”的教学观念,让学生充分感受到药用有机化学的魅力。[4]
七、夯实基础技能,利用实验教学提高学生的实践能力
药学专业的学生需要具备扎实的实践技能。教师在指导学生开展实验教学时,应该建立一套符合实际的教学体系,体系内容主要包括:预习报告、实验要领、关键操作、现场指导、评价体系等。预习报告要求学生写出预习体会,这样学生能够对实验有一个大致的了解与把握,预习报告达到要求的学生,才可以开展实验操作。教师在讲解实验要点时,要尽量做到“精辟”。例如,在实验开始前,教师应简要介绍装置中各个部分的名称和作用,重点讲解清楚各部分的主要功能以及装配时的注意事项。最后还要强调装置各接口的连接处应该套紧,要求学生重视实验的安全性,并传授一些常见、有效的问题处理方法。这个过程大致控制在20分钟以内,此后由学生进行自主操作。在整个实验操作过程中,教师应对学生的实践操作进行观察,并适时纠正学生的错误,最终要求学生写出评价性的实验报告。学生的实验报告中,要略写实验的原理与步骤, 重点放在实验结果与实验讨论上。教师根据学生的实验报告情况,选出较为优异的学生,并在下次课堂上给予点名表扬,将激励教学法充分融合于实验教学当中。[5]
[关键词]化学反应;选择规律;官能团键性
[DOI]1013939/jcnkizgsc201615058
化工研究人员一直致力于有机化学反应研究,就是希望能够早日掌握其反应规律,做好化工研究和生产工作。尤其是有机合成设计,能够准确把握其反应规律,使其在特定位置产生特定反应,进而实现化学反应的优化设计,更好地完成目标分子合成。
1有机化学反应选择性规律的内容
反应选择性指的是在特定条件下,同一底物分子在不同位置或是方向上所发生的反应产物往往存着好几种可能性。而当某反应产物的实际生产率较高时,那么它的反应选择性势必也更高。同理可证,反应产物生产率低,反应选择性更低。有机化学反应选择性可概括为化学选择性、官能团键选择性、区域选择性和例题选择性等内容。鉴于立体选择性规律受到诸多因素的影响,在此本文就不多加赘述。结构决定性质可以理解为物质结构决定其性质,这已经是公认的化学选择性规律。本文仅针对有机反应区域性选择及官能团键选择,这两项内容进行分析。
2有机化学反应选择性规律研究
有机反应共价键开裂方式,主要包括:均裂、异裂,而这两种反应所产生的结果也有所不同,但都是离子反应,自由基由均裂产生,正负离子由异裂生成。如若按试剂进行区分又可将离子型反应分为:亲核反应、亲点反应,其中,能够在离子反应中接受电子的试剂则成为亲点试剂或亲电体,在反应过程中给出电子的试剂则被称为亲核体或亲核试剂。实际上离子型反应就是亲核体和亲电体间的相互作用,根据亲电反应实例共同遵循的原则,电性相异作用成键,能够快速发生反应的,电性差一定很大,亲核反应同样如此。
从以上化学反应公式可以看出,同一底物的两个不同基因,能够与同一试剂进行作用,且与不同试剂进行相互反应时得到的产物也不尽相同。
为了验证以上说法的正确性和真实性,笔者做了不同环境下的反应底物也就是上图中的―NH2和―OH所表现出来的亲核性,该反应证实了不同环境下拥有不同基因的一个底物亲核性存在一定的差异。
在吡啶中,吡啶的PKb=88,与三乙胺相比碱性较弱,邻氨基苯酚在吡啶环境中电离性减小,而亲核性较强的氨基与对甲苯磺酞氯反应性增大。因而得出以上结论。我们将亲核性排序为0―>NH2>OH。
而总结上述化学反应公式,我们可以看出,不论是亲电反应还是亲核反应都能够直接与带正电或者负电的底物、试剂相互之间作用成键。所以,笔者将其反应规律总结为:遵循这异电相吸引成键的原理。而该原理验证了有机反应的区域性选择规律,可将其运用到离子型有机反应的考察和分析当中,并作为区域选择性规律进行大面积的广泛推广。
3官能团键性选择规律
在亲电反应、亲核反应及一些氧化还原反应中,我们可以利用异电相吸成键这一规律。但也并不是所有的反应都能够应用异电相吸成键这一规律,也有极性反应,这就不是异电相吸规律能够解释和说明的了。例如LIAIH4、NaBH4等能够实现羰基的还原,但对于的还原却无能为力。如:
我们可以用联亚氨进行还原烯和炔中的物质的还原,但是对于羰基或羚基还原就不适用了。联亚氨是一种极不稳定的化合物,在以肼类化合物为原料的化学反应当中,我们就可以适当添加氧化剂制备,而不经分离直接反应。也就是。我们可以将联亚氨还原烯烃过程如下:
当肼发生氧化反应时会成为联亚氨,而联亚氨又与烯共同构成了一个非极性过渡态的中间体。当氢转移到不饱和键上时,会放出氮气并完成还原反应。
加成为顺式加成,联亚氨本身具有较好选择性,只还原CC和C=C不影响其他易还原的等。比如:
同时以上两个例子还可以看出反式烯比顺式烯易被还原,我们还可作出如下验证:
由上述反应可以看出,1、3位上的双键在作用之下产生了还原反应,2位上的双键则没有被还原,而从位置上我们能够看出,1、3位的双键属于反式烯烃,2位上的烯烃则是顺式烯烃。因此,通过上述众多的反应示例,我们还能够分析出一个反应原理,即:极性试剂与官能团能够进行极性键反应,非极性试剂与官能团能够进行非极性键反应。反式烯比顺式烯更容易被还原,这也进一步说明了联亚氨对极性小的官能团极易进行还原。因为分子的极性是:顺式>反式。而本文则选择性的将官能团键性与试剂键性相结合,则可归纳规律为:键性相匹配。
4结论
通过一系列的实例验证,可以将有机反应选择性规律总结如下,即:区域性选择规律,也就是异电相吸成键规律与官能团键性选择规律二者不仅是实验规律,同时也是真实客观存在的规律。笔者希望通过官能团键性和试剂键性二者相结合的研究,能够为有机反应合成的深入研究提供一点意见和建议。
参考文献:
一、有机化学课程内容和特点
有机化学是研究有机化合物的化学,是-N研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用及其有关理论和方法的科学目,可以使人们从分子水平上探索未知的世界。它既是一门内容丰富,理论性、社会应用性强的课程,又是-f3重视实验、实践性强的课程。其内容主要分为三大部分:第一部分为有机化学基础知识和基本理论,包括有机化合物分子结构基础、立体化学、波谱化学等;第二部分为各类有机化合物的物理性质和化学性质,有机化合物是按其分子中包含的官能团类型分类,官能团对化合物的性质起决定性作用,这一部分是整个有机化学的重点也是难点,要求学生能够运用有机化学基本原理去认识化学反应的规律,掌握各类反应及应用;第三部分为天然有机物化学,包括糖、氨基酸、蛋白质、核酸等内容,也被称为生物有机化学。对于材料科学专业学生来说,需要重点掌握的是第一、二大部分内容,而且,第二大部分中不同类型的有机化合物的重要程度也不同,例如,不饱和烃、芳香烃、醇酚、醛酮等是重中之重。这些重点内容可以归纳为:1个理论(电子理论)、2个效应供轭效应、诱导效应)、2种试剂(亲电试剂、亲核试剂)、3类6大反应(自由基取代、加成反应,亲电取代、加成反应,亲核取代、加成反应)等01。
二、材料学专业有机化学教学改革的必要性
材料科学专业既是本科教学中最为重要的专业之一,同时也是最难学习的专业之一,它要求学生全面地掌握化学、物理、材料学等方面的基础知识。专业课程数量的巨大,使得专业课程的设置课时紧、任务重。对于有机化学这门课程来说,材料科学专业的授课课时由化学专业的大于120学时缩短为小于64学时,实验课时也相应地大大减少,这就容易造成学生对有机化学基础知识掌握肤浅,实验技能相对匮乏,严重影响后续课程的学习。同时,相对于其他专业,材料科学专业有着自身的特点,并不是有机化学中所有的内容都必不可少,即材料科学专业对有机化学教学侧重点需求不同,精选有机化学中针对材料科学专业十分重要的内容,既能完成大纲规定的教学任务,又能保证教学质量。另外,由于招生人数的增加,学生的基础知识水平有下降趋势,并且参差不齐。这些都对材料科学专业教学的正常进行造成严重的影响。所以,材料科学专业有机化学教学改革势在必行。
三、材料学专业有机化学教学改革方法
1.教材的改革。教材是教学内容的载体,优秀的教材是高教学质量的保证。由于有机化学的重要性,各类教材数量繁多,内容丰富,但本校材料科学专业特点鲜明,直接沿用现有的有机化学教材无法在有限的学时内使本专业学生完善地掌握其必需的化学方面基础知识。为此,我们根据本校材料科学专业学科特点,参考现有优秀有机化学教材,精选本专业学生必需之基础知识,秉承遵循思维规律组织教学的原则,编写适合本专业有机化学教学的校内讲义。相对于一般的有机化学教材,我们新编的讲义内容精练,篇幅缩减,既加强了对学生素质的培养,又适应了学时较少的需求。主要以上文所述的有机化学教学主要内容的第一、二大部分为主,新编讲义共分为十一章,第~章:结构与性能概论,重点内容为价键理论、共振论、诱导和共轭效应、反应类型和试剂分类、酸碱理论、溶剂化作用等;第二章:立体化学,重点内容为构造、构象、几何、对映4大异构现象;第三章:结构表征化学,重点内容为红外光谱、核磁共振谱、紫外光谱及质谱。以上内容为有机化学基本理论,是以下各章学习的基础。第四章:脂肪烃及其衍生物,包括饱和烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃的物理性质和化学反应;第五章:芳香烃,重点内容为芳烃亲电取代反应;第六章:醇酚,重点内容为醇酚的共性和特性;第七章:醛酮,重点内容为羰基亲核加成反应;第八章:羧酸及其衍生物,包括羧酸、酰氯、酸酐、酯、酰胺的物理和化学性质;第九章:有机含氮化合物,包括硝基化合物、胺、重氮及偶氮化合物、杂环化合物的物理和化学性质。以上内容几乎涵盖全部对本专业后继课程十分重要的有机化合物,知识要点就重避轻侧重点鲜明,为整个讲义的重点内容。第十章:有机合成基础,重点为有机合成路线控制;第十一章:有机化学资源,包括常用软件、期刊检索、网络化学资源等。以上为选学内容。用以开拓学生视野,加深学生学习兴趣。新编有机化学讲义在内容上精练有序,既涵盖了与材料科学专业息息相关的基础理论,也包括了有益于后续课程学习的几大类重要有机化合物。主线清晰,内容展开层次感强,保证了在少学时的基础上使学生能完整的了解重要的知识,强调对学生素质的培养,着重有机化合物的共性与特性,给学生思考的空间,培养学生分析、解决问题的能力。另外,我们充实了新的内容,使学生了解有机合成的手段和最近研究热点,辅以材料科学研究方向专题的建立,扩宽了学生的知识面,增强了学生的兴趣,适应新时代材料科学专业有机化学教学。
2.课堂教学的改革。教材是教学的根本,而课堂教学则是教学实施的天地。通过课堂教学,不仅要使学生掌握新知识,更重要的是教会学生获取新知识的方法。有机化学理论性强,内容比较抽象,为了使学生尽快地掌握有机化学的学习方法,更好地理解有机化学的内涵,极大地提升学习有机化学的兴趣,我们本着“以学生为主体,以教师为主导”的指导思想,借鉴他人的经验,总结自己的教训,采用丰富的教学手段,提高有机化学课堂教学的效率。
(1)教学方式:多媒体教学。“工欲善其事,必先利其器”。有机化学涉及大量的分子结构式、化学反应式,传统的教学方式即使辅以挂图和模型演示,也无法在有限的学时内完成巨大的教学任务。借助多媒体手段,可以将有机化学中比较抽象的问题生动形象地展示给学生,而且可将图、文、声、像并茂,将“讲”课演变为“演示”课,既扩大了单位学时内的授课内容,又可以节省出学生上课时记笔记的时间,大大地提高了教学效率151。我们根据大纲的要求,以PowerPoint为主要制作工具,辅以Flash(制作动画)、ChemOfice(画有机化合物的结构式及反应方程式)、Photoshop(处理图像)、3DMax(制作立体动画)等软件,开发了侑机化学》CAI课件,使课堂的教学面貌焕然一些,课堂氛围轻松愉快,课堂质量极大提高。
(2)教学方法:运用开放式教学,采取列表比较法、系统归纳法等展开课堂教学。在有机化学的课堂教学中,针对学科及学生的特点选择正确的教学方法,对教学目标的实现至关重要。我们以开放式教学作为贯穿整个课堂教学的基础,不仅要求学生听老师的讲解,还要求学生带着问题去思考,指导学生查阅文献去解决问题,培养学生的创新精神和实践能力。介绍与材料科学专业密切相关的前沿课题,让学生提出自己感兴趣的方向,组织专题讨论,丰富学生相关的知识,做到真正的开放、启发式教学。辅以系统归纳、列表比较等合理的教学方法,取得更好的教学效果。
(3)教学方针:采用“启发、引导”的教学方针,更好地体现老师的“主导”作用。虽然在课堂教学上,老师应主要向学生讲授系统的知识,但学生自己独立思考、创新能力的培养亦尤为重要。课堂教学中老师应充分发挥“主导”的作用,使学生从积极地听从老师的讲授,过渡到独立思考,有所创新。对于学生在思考、创新过程中遇到的问题、困难,老师应给予学生帮助。不仅仅是鼓励和支持,更重要的是给予学生解决问题、困难的知识、经验,通过问题的提出和解决,使学生体会到创新的,从而产生更大的兴趣和热情。
3.实验教学的改革。有机化学是一门实验性较强的课程。实验教学是有机化学教学的组成部分,也是培养学生实践能力和创新精神的重要环节。但一般的材料科学专业对有机化学实验安排的课时较少,甚至不安排,不利于学生动手能力的培养。为了在有限的学时内达到实验教学最大的效果。我们经过探索,采用如下思路和方法:采用阶段性实验教学,首先安排一些趣味性、实用性强的验证实验,例如,结合日常生活实际,安排阿司匹林、染料合成、茶叶提取咖啡因等。既让学生掌握有机化学实验的基本操作方法和技能,又让学生在实践中体会到自己的学习是有用的,提高学习兴趣,激发主观能动性。在此基础上,根据材料科学专业特色,逐步增加综合性、创新型实验。在这一阶段中主要培养学生综合性能力,让学生提出自己感兴趣的课题,指导学生查阅文献一设计实验方案一拟定合成路线一完成产物合成一分析实验结果一提交实验报告。由学生自己设计合成路线,分析、总结合成过程中的收获和不足,可以培养学生独立思考,综合运用所学理论知识和实验技能的能力。另外,我们还安排一些开放性实验,实验室在特定的时间内向学生开放,使得对有机化学实验感兴趣的学生在业余时间可以到实验室做实验。这样,既弥补了实验课时少、学生意犹未尽的不足,又可开拓学生的视野,使学生提前感受到科研的氛围,对学生实验水平的提高起到较大的促进作用。
关键词:近三年化学高考;全国卷II;选择意向调查;选择策略
四川省自2017年起,高考化学试卷使用全国卷II,考试范围和内容分为“必考内容”和“选考内容”,实行的是超量给题、限量做题,给学生较大的选择空间,以充分发挥学生的潜能和个性特长。
一、近三年高考全国卷II选修三和选修五模块考点及所占的比例分析
近几年全国卷,物质结构的相关试题在必考题中出现的很少,选考题相对比较基础,但有个别填空有一定的难度,如晶胞结构的分析和计算,原因分析等,得基础分较为容易,但要拿高分或满分比较困难。有机化学部分考查内容比例较大,在必考题中占有一定的比例,难度都超出了必修教材的要求,但难度中等或简单,同时多模块知识内容融合较为明显,比如一些实验或化学原理的考查是以有机化学反应或有机物的性质为背景进行考查。
二、学生对物质的结构、有机化学的选择倾向调查分析(调查问卷见附录1)
对绵阳中学实验学校现高三5个班的学生进行调查,发放问卷310份,回收276份,有效问卷272份,其中对2017年高考模式了解的学生有202人。对有效问卷进行分析如下:
1.对高三学生在考试中物质结构与有机化学部分得分情况统计如下。
考试中物质结构得分在10分以上占80.8%,大部分学生集中在10-12分之间,有机化学得分在10分以上占50%,大部分学生集中在10分左右。通过比较,在物质结构部分得分相对较高,有机化学部分得分相比较偏低,明显低于物质结构部分的得分。
2.对所有学生在物质结构和有机化学部分难点的统计。
从统计情况看,物质结构部分试题的难点统计,学生选择478次(该题可多选),主要集中在语言描述、化学方程式的书写和有关计算,而有机化学部分的难点统计,学生选择524次(该题可多选),难点主要集中在同分异构体的书写,实验的操作或操作目的的分析,在其它方面也有不同程度的体现。在有机推断过程中,相对更容易失分。
3.学生对物质结构和有机化学试题选择意向的调查统计。
若在考试中分值相同的情况下,物质的结构与性质、有机化学试题只选做一道题,学生更倾向于选择物质结构的试题作答。其中学生选择物质结构部分试题作答占76.6%,选择有机化学部分作答的学生占33.4%,选择物质结构部分试题作答的学生人数远高于选择有机化学部分作答的学生人数,物质结构部分试题得分情况比有机化学部分也要高一些。
三、选择物质结构与有机化学优缺点比较以及应对方案
1.选择物质结构选做题的优点和缺点。
优点:近年高考,物质结构部分的试题考点贴近教材,大部分相对比较基础。对思维逻辑的要求较低,所设置的问题情境相对简单。绝大部分学生对选做物质结构部分的试题更有信心,得基础分也较为容易。
缺点:理论知识抽象,记忆量较大。部分试题要求思维灵活、严谨,对于细节处理要求较高,个别填空有难度。若选择选修三模块,有机化学复习的广度和难度难以把握。
2.选择有机选做题的优点和缺点:
优点:考查方向稳定,便于备考。主要考查的仍然是有机化学反应类型、有机物同分异构体、典型有机物的结构与性质的关系、重要有机物的检验和制备、有机化学方程式的书写等教材中的基础知识、基本实验结合基础知识与信息给予,将知识进行重组和迁移,考查学生解决实际问题的能力。
有机物的性质规律性强。同类有机物具有高度相似的化学性质,便于学生分类总结归纳,相互对比加深理解。选修五教材中实验探究内容丰富,通过形式多样的化学实验教学,不仅可以激发学生的学习兴趣和求知欲,加深学生对知识的理解,还可以培养学生严谨细致的科学态度,获得科学学习的方法,最终实现化学学科综合素质的全面提升。
缺点:同分异构体种数的考查较难,且几乎每年都考。“写”简单,“写全”难,对于大部分学生而言不易得高分或满分。试题新颖,对学生基础知识、推断能力、运用已学知识解决实际问题的综合能力较高。书写的规范性,可能会造成意外失分。
3.根据不同学校学生的基础和学情,提供以下方案供大家参考。
方案一:在整个高三复习中,同时兼顾物质结构和有机化学两个模块,不考虑化学技术模块的内容,其他没有做出特别的调整,平时训练中两个模块的试题都是必做,完善健全的知识体系,提升学生的综合能力,在考试中学生自主选择某一模块作答。
方案二:全年级学生只选择有机化学部分的内容进行复习。根据近三年高考全国卷II的特点,在必做题中从未出现物质结构部分的试题,而有机化学部分的试题占有一定的比例,结合选择有机化学部分试题优缺点,集中精力加强有机化学部分的复习应该是可以达到高考全国卷II的能力要求。
方案三:在学校分层教学的模式下,整个高三复习过程中,火箭班的学生同时兼顾两个模块的学习,考试中学生自主选择某一模块作答;平行班的学生根据近年高考的难度比较,只选择其中一个模块进行学习,集中精力对所选模块进行集中训练。
四川省的化学教师在学生能力培养方面有深厚的积累,在以能力立意的命题总体趋势下,只要坚定地打好基础、培养能力,继续强化原有优势,不盲目不盲从,扎实研究考题内涵和学生的需求,必定能够顺利完成向全国卷的过渡。
参考文献:
关键词:有机化学;教学;能力培养;教学质量
中图分类号:G642.41?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0093-03
《在庆祝清华大学建校100周年大会上的讲话》中提到全面提高高等教育质量,必须大力提升人才培养水平。随着本科教学质量工程的深入进行,高等教育从扩大规模走向了内涵建设。在2012年校长工作报告中,特别提出加强核心课程建设,并把2012年作为核心课程建设年,这是我校落实“十二五”本科教学质量工程精神而进行的一项重要举措。
《有机化学》作为应用化学专业的重要核心课之一,经历了从教学内容到教学体系,从课程设计到学时分布等多方面的改革,使之逐步适应了社会对应用化学人才知识结构的要求。自2010年以来,我校新的人才培养方案出台,进一步完善了人才培养模式和课程体系,本科教学学时不得超过2500学时,《有机化学》课程从原来的180学时压缩到160学时。在新的形势和新的学时要求下,如何利用丰富的教学资源和网络技术,激发学生自主学习的积极性,接触学科前沿,拓宽学生视野,并让学生打好专业知识基本功,能够灵活运用专业知识,提高解决实际问题的能力,仍然是高校教师需要不断探索的课题,也是今后化学教学改革的重要方向之一。结合我们《有机化学》教学团队长期的教学实践,主要有以下几点体会。
一、努力把多样化的教学方法渗透到教学过程
1.启发式教学。激发兴趣是提高课堂教学效果的前提。教学过程要善于采用提问式,防止平铺直叙式地灌输。在教学过程中始终注重启发学生的思维,利用设疑、设问营造一个吸引学生注意力的悬念,让学生带着好奇心跟着老师的思路,当明白了其中的道理后就会获得满足感和喜悦感,对学习的兴趣会越来越强。兴趣是影响学生积极性和自觉性的直接因素,它能激发学生的学习活力,调动学生的积极性,使学生由被动学习变为主动学习,由“要我学”变为“我要学”。
2.讨论式教学。教师需要根据教学内容、对象灵活设置主题开展讨论。特别是利用习题课或课程总结等环节,针对教学目的、教学重难点问题,设置特定主题,提出主题。通过师生共同思考讨论问题,引发学生思考,寻找答案,老师再引导归纳结论。如电子效应、立体化学和反应机理部分是《有机化学》教学中的重点和难点,是从根本上学好《有机化学》的关键所在,部分学生的畏难情绪常与这部分知识点没学好有关,我们就特别布置专题讨论课程作业,让学生查阅参考书和学习资料,整理有关的知识和应用实例总结出自己的学习体会。然后开展课堂讨论,随机挑选学生上台讲解,其他同学补充并展开讨论。整个过程学生始终为主体,教师只是适当引导、总结。这不仅让学生学会了自己查资料,而且理清了思路,理解了概念和原理,强化了归纳总结能力,拓宽了思维方法,学生的积极性和主动性也得到了充分调动,逐渐地自己走入《有机化学》的大门。
3.探究式教学。所谓探究性教学是指在教学过程中有意地创设具有探究性的问题,只有具有较强的探究性的问题才能激发学生的求知欲望,培养学生进行独立思考的能力,产生独特见解,提出新颖的解法,提出新观点、标新立异的问题。有机合成是《有机化学》的重要应用部分,是学生综合应用知识的体现,也是学生学习《有机化学》的瓶颈,教学过程中有意识地将合成内容提前融人各章节,强调正向思维和逆向思维的结合、知识网络的建立和综合应用,要求学生在掌握基本的有机反应前提下,从目标分子的角度去考虑,通过逆推法、切割法等,倒推产物与原料结构的关系,通过典型的反应将二者联系起来。鼓励学生“一题多解”,用多种方法合成目标产物,通过比较得出最佳途径。这种通过学生自己发现规律的学习活动,有利于培养学生创新精神和研究问题的能力。
二、努力培养学生的自主学习能力
前苏联心理学家卡普捷列夫认为:自主性之所以重要,首先不是因为它在生活中有用,而是因为它符合创造的自我发展。离开自主性,就不能获得发展。随着教育改革的不断深入,“以学生为主体”的教学将成为当代教学的基本思想。作为教师要努力激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的求知心理,萌发学好专业知识、掌握过硬本领的愿望,真正成为学习的主体。我们主要从这些方面开展工作:
1.从课后专业着手。传统批改作业的方式确实起到了督促学生学习的作用,但遇到教学班级多、课程任务重,教学科研发生特别冲突时就显得效率低了。如何既让学生自觉认真地完成课后习题并有所收获,又让老师轻松地了解学生掌握知识的情况?我们探索出了一种集体批改习题的做法:学生既是做题者又是批改者!在课后充分准备的基础上,选择代表性的习题让不同的学生上台做,各自讲解解题思路和体会,让其他学生评价对与错,指出问题所在,老师在一旁适时引导。学生要讲出涉及到的基本知识点、原理,其他持不同思路的同学进行补充、讨论。教师只是答疑活动的组织者和引导者。在学生主动参与中,学生自己对整个问题逐渐有了非常清晰的认识,思路更加开阔,也不再把解题作为一种负担。
2.从对各章节总结知识点着手。《有机化学》既有它的系统性,又有化合物多、反应多、涉及面广的特点,各章的知识点既具有一定的关联度,又有相对的独立性。学生在学习过程中总感觉内容繁杂难以完全掌握。针对这个问题,教师在夯实学生基础的同时,要特别注意培养学生总结归纳的能力、灵活运用知识解决实际问题的能力,养成归纳总结的学习习惯对学好《有机化学》非常关键。要求教师对每个章节进行知识的梳理,抓住结构与性质关系的主线,对各类化合物进行从命名、结构分析到反应规律、应用以及制备方法进行系统总结。在掌握各类化合物性质的基础上进一步加强各类物质之间的联系,从而构筑《有机化学》整体知识结构的网络。
3.从设置灵活多样的课后作业着手。现在校园网的建设已经非常完善,要引导、鼓励学生充分、有效地利用校园网资源库。二年级学生尚不知怎样利用这些数据库,若不及早引导等大四开化学信息学时再用,无疑浪费了宝贵的学习机会。因此适当地教会学生学习如何查阅资料,利用化学作图软件都对学生十分有益。我们经常布置一些课外作业如围绕一类反应或一个概念查阅资料做小专题或与内容有关的文献综述,模拟核心期刊论文写作的方法写作课程论文。这种专题式的作业也非常有效地开阔了学生的视野,感受到化学知识的广泛应用和发展前景。
三、实践能力的培养
1.从开展第二课堂着手。低年级的学生刚涉及专业基础课和部分专业课的学习,阅读文献能力、专业实践能力以及独立从事课题研究的能力还较低,这个时候有老师加以引导结合课堂教学和本人兴趣选择一些小项目开展研究显得十分有意义。它不仅是对第一课堂教学的补充,而且是学生的知识向能力转化不可或缺的一个环节。通过组织有效的第二课堂,特别是开展科技创新型、专业实践技能训练型、个性需求特长素质型的活动,对培养拓展学生综合素质、实现应用型人才培养目标无疑是重要途径之一,同时也是改革创新实践教学内容与形式的有效途径。通过参与学校或院里组织的化学竞赛活动,学生的动手能力和求异思维能力大大增强。
2.从大学生创新性实验着手。近年来,我校实施了每年一度的大学生创新性实验项目,虽不能让所有同学都参与但却激发了学生积极利用课余时间进行科研活动的热情。鼓励学生利用课外时间和节假日参与到老师的科研课题中来,让学生得到完整地系统地实践训练,是提高对大学生创新能力和实践能力的有效做法。在各学科的创新计划实施中,化学学科的实验性得到了有效的体现和发挥。一方面让学生在较为复杂的实验操作方面得到了有效的体验和锻炼,另一方面通过对有机化学反应产物的多元化和分离提纯程序的繁杂性实际训练,使学生对有机物质异构概念,有机化学反应的副反应多、反应速度与方向多等特点有了更加深刻的认识,能激发和深化学生对《有机化学》的学习兴趣。
3.考试方法的多元化。针对《有机化学》基础理论知识点多,难以用统一的方法归类总结,以及有机反应具有多元化和不确定性等特点,对《有机化学》的考核方法不能单凭一张试卷一锤定音,而是要重在过程控制,利用多种形式评价学生。增加平时小考,形式也多元化,如课堂回答问题的情况、对某个知识点的归纳、章节概括总结的情况、制作的小课件的情况、课程论文的完成情况都可作为平时成绩纳入考核之中。不但能在教学过程中强化学习密度,提高对《有机化学》知识的学习效果和记忆深度,而且避免了很多学生“平时不努力,最后凭突击”的习惯滋生。
总之,在《有机化学》教学过程中,要始终以培养学生的自主学习能力和提高实践能力为目标,让学生不仅学到了知识,更主要的是学到了方法和本领,锻炼了思维,实现了创新教育能力培养的目的。
参考文献:
[1]宋庆平,高建纲,王芬华,等.有机化学教学改革探索[J].大学化学,2008,23(1):14-16.
[2]张波,李景信.确立学生主体地位,培养学生自主学习能力[J].运城学院学报,2007,25(4):90-92.