发布时间:2023-06-25 16:11:19
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的有机化学的性质样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
高中有机化学知识建构在学生已有知识和经验之上.从内容上看,九年级化学出现了煤和石油、天然气、乙醇、蛋白质、糖类、油脂和有机合成材料的相关知识.让学生知道一些基本的常识,了解有机化合物特点,为高中《化学2》中有机化学和《有机化学基础》的学习奠定了基础,符合认知规律,体现了课程标准提出的“认知性学习目标”、“技能性学习目标”、“体验性学习目标”的水平从低到高的要求.有机化合物的组成与结构有机物的结构、分类和命名是学习有机化学的基础.确定有机物的组成和结构时,教材介绍了科学家及现代化学中常用的一些方法.有机物结构的介绍并没有涉及具体的有机化合物,重点放在系统的、较抽象、具有规律性的有机化学基本知识上,如有机物中碳原子的成键方式、有机物结构的表示方法、同分异构体的识别等.有机化合物的性质与反应结构决定性质,有机化学中,官能团决定了有机化合物的类别和化学性质.教材中介绍有机物的性质和反应时,均是通过典型物质的性质来归纳、演绎具有相同官能团的同一类别的物质的性质和反应.也是在学习有机物性质的同时认识了基本的有机反应类型:取代、加成、氧化、加聚、缩聚等.有机化合物的合成与应用教材在介绍完有机物的性质之后,紧接着出现了有机物的合成.从简单的由乙烯合成乙酸乙酯,再到稍微复杂的有机物的合成.对学生而言,合成时要考虑到选料的选择,经历的过程,还要综合考虑需要的条件.当然学生学习有机物的合成和应用还能更直接的体会到有机化学的价值,可以更好的服务和造福人类.
二、高中有机化学的知识体系的特点
组成与结构的复杂性和无机物相比,有机物数目众多,其原因是:①有机物组成丰富.不同的有机物中,碳原子数量可以是1、2个,也可以是几千、几万个.很多有机物不仅含有碳、氢元素,还含有S、O、N、P、Cl、Br等元素.②有机物结构多样性.首先,碳原子的成键方式多样;其次,有机物存在同分异构现象.分类与表征的困难性有机化合物的反应主要是官能团发生变化,官能团是对有机物分类的依据之一.然而,很多有机物拥有两个或两个以上的官能团,此时,对它们进行分类就显得比较复杂.此外,描述有机物可以采用多种方法.有结构式、结构简式、键线式等.有机物还可以直接用分子式、最简式、电子式表示,也用比例模型和球棍模型表示其空间构型.性质与反应的丰富性有机物在发生反应时,分子的各部分可能都受影响,使得有机反应就变得非常复杂.具体体现为:①副反应很多.由于有机物的分子中各部分相互影响,就使得反应并不限定在分子某一特定部位发生,往往并不是按照某一个反应定量进行,常常会多种反应同时进行.②反应条件影响大.反应条件的变更往往会产生完全不同的产物,有机化学反应的条件控制就显得更为重要.③不同官能团之间相互影响.很多有机物往往含有多个官能团,而官能团的不同决定了性质的不同,所以很多有机物在与另一种物质反应时往往会发生多重反应.合成与应用的多样性不同的官能团性质不同,转化的方式也不同,有机物的合成有时就会出现多种选择.比如:由乙烯合成乙酸乙酯,最终是乙醇和乙酸发生酯化反应得到,乙醇来自乙烯先与水的加成,乙酸则可以有多种路线合成:可以先由乙醇催化氧化到乙醛,乙醛再氧化到乙酸;也可以由乙烯氧化到乙醛,乙醛再氧化到乙酸;还可以乙烯直接氧化到乙酸.
三、高中生学习有机化学的能力要求
一、抓住要点,掌握规律,形成研究有机化学的思维方法
有机化学的中心问题是性质与结构的关系问题,把握性质与结构的关系是学好有机化学的基本.首先学习理解化合物的结构,掌握有机化合物的性质特征,包括物质的物理性质和化学性质.结构决定性质是学习有机化学的有力武器.例如烷烃化学性质的稳定性由其单键结构决定,而相应的烷烃的特征反应为取代反应;不饱和烃化学性质比较活泼,因为不饱和烃中的双键、叁键易断裂,相应的其特征反应为加成反应和加聚反应;由于苯环结构的特殊性使苯芳烃具饱和烃和不饱和烃的双重性质,能发生加成和取代反应;烃的衍生物官能团的性质决定其性质,如葡萄糖、乙酸乙酯,尽管它们不属于醛类,但它们含有醛基,因而具有醛的化学性质(如与斐林试剂反应出现砖红色沉淀等),甲酸(H―CO―OH)从结构看,既有―CHO,又有―COOH,所以甲酸具有醛和羧酸的双重性质.由此可见可根据物质官能团种类分析烃衍生物的性质.
有机化学学习的一般方法与规律:结构性质用途制法物质.有机化学学习的基本思想理念――“结构决定性质,性质反映结构”及思维方法――“归纳推理,演绎推理,类比推理”.
二、弄清机理,类比迁移
学习每类有机物时,把握有机物的反应机理是关键,例如:当化学反应发生时,何处断键?何处连键?需要什么样的反应条件?是什么样的反应类型?这些都需要理解记牢.之后利用类比迁移等方法来分析思考问题.例如已知某物质的结构式,则根据其拥有的官能团分析它具备的性质――观察到醇羟基便想到醇的性质,观察到酚羟基便想到酚的性质等等.写化学方程式时按照该类物质的反应机理书写,即常说的照葫芦画瓢.在学习有机化学性质与结构过程中,以抓住官能团结构特征作为分析有机物的起点与终点,进一步全面认识官能团的性质,推导含该官能团的化合物性质,并分析各种官能团之间联系,例如相互关系、性质的影响.弄清机理,类比迁移可谓是学习有机化学中的法宝.
三、经常归纳,沉淀记忆
学习完一章后,及时复习,并把该章的内容按表格形式进行归纳总结.从中找出各类物质的相似与不同,着重记忆不同的知识点.长此以往,在做题时便会清晰明了,不再混淆题目信息.学完有机化学后归纳总结,各章比较记忆,重要的性质不断重复记忆,逐渐形成永久性记忆.此外还可利用巧记法,如:高中有机化学知识“四项基本原则”、顺口溜等等.利用多样的方法帮助学生记忆.例如表1,归纳三者(乙烷,乙醇,溴乙烷)之间的联系.
四、学练结合,活学活用
理科光学不练等于白学.例如部分同学对有机物的性质记得很牢固,背的很熟练,解释起来也头头是道,但是做起题来便
表1乙烷乙醇溴乙烷结构简式CH3CH3CH3CH2OHCH3CH2Br结构特点(官能团)无―OH―Br结构中相同部分烃基部分均为乙基结构中的相同点烃基部分都是饱和的化学
性质取代反应√√√消去反应×√√其他被氧化,与钠反应手足无措,无法将所学灵活运用在做题上,这便是存在知识学与用隔阂的问题.我认为在日常的学习中就应看重知识与典型练习题的结合,做题不仅加深对知识的印象,还有助于做题思路的形成.“题海战术”虽然不提倡,但是要学会做题,做典型例题,自己心里要明白,哪些题是自己不会的,要学会分析自己不会的原因,从课本上找到相对应的知识点,学透,这一类的题就能触类旁通,所学知识点就能很好地运用到做题上,事半功倍,活学活用,同时,也要避免盲目做题,为了做题而去做题,不要只在乎数量,而不求质量,做题的目的是要让我们更好地理解知识点.另外,要做好错题整理与归纳,将自己做错的题整理,归纳,比较,避免以后再犯类似错误.例如:在学习酯的物理性质时,酯不溶于水,且密度比水大,便可向学生提问:水与酯混合现象是怎么的?学生做出回答:出现分层现象,上层液体是水,下层液体是酯.在练习中总结经验,在经验中巩固知识,触类旁通,下一次遇到类似问题的时候就很容易找到切入点,这个过程是最有效的学习方法.
五、掌握联系,融会贯通
在学习有机化学过程中,不仅要掌握好各类有机物的性质、应用,更要掌握有机物之间相互转化的关系,理顺知识间的联系,形成知识网络,是自己对知识的融会贯通.
例如重要烃及烃的衍生物的相互转化关系可表示为:CHCHCH2=CH2CH3CH3 CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
在有机物的相互转化中,要掌握转化过程的反应类型、反应方程式,更要明白转化过程与物质性质、制备、用途的关系.
六、针对训练,迅速突破
一、激活学习兴趣,激发学习动力
做好无机化学和有机化学的有效过渡,让学生充满信心,消除畏惧心理,乐观地面对以后的学习,为有机化学的学习打下坚实的基础。有机化学的学习首先使学生将了解新事物的积极性和好奇心转化为自身学习动力,然后把教学方法的选择和教具的使用与学生的学习方法融合在一起,最终将有机知识体系打造为学生自身知识网络,达到融会贯通的效果。
二、广泛了解学情,促进知识迁移
通过与各层次学生交流,了解他们的学习情况和心理;通过听课请教,获取、分析课堂实录,在个人的教学实践中,不断总结思考。
1.找到一个好的抓手――结构决定性质、性质决定用途,由个别到一般,让学生“有法可依”。无机化学教学中强调“结构决定性质,性质决定用途”的思想,这为各类有机物的学习“有法可依”。在有机化学入门学习阶段,教师要及时给予学生学法指导,在教学中处理好结构与有机物性质之间的关系,结构理论指导性质,性质帮助理解结构,由典型有机物的结构和性质推测出同系物的性质,体现由个别到一般的思想。
2.用生活素材创设学习情境,从生活走进有机化学。“化学与社会生活实际有着广泛而紧密的联系。”化学知识的形成来源于自然,来源于生活。教师在教学中应有所创新,要注意从学生熟悉的身边现象入手,引导他们发现问题,展开探究,以获得有关的知识和经验。要紧密结合学生的生活实际,使他们感受身边的化学物质和化学变化,增强学习化学的兴趣。如:在乙酸教学中创设醋的传说,在乙醇教学中介绍中国的酒文化及酒驾入刑等社会问题,激发学生求知的欲望,并渗透爱国情感和价值观教育。再如选修模块《有机化合物的分类》一节,可事先让学生收集身边的常见药品,查阅它的说明书,从俗名、分子式、结构式、官能团及物质的类别对身边的常见药品进行分析,引导学生了解有机化合物的分类方法,认识一些重要的官能团。
3.利用电教技术,活化教学衔接。多媒体和网络技术被引入课堂教学,在一定程度上代替了粉笔、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微观的思维障碍。如在学习立体结构,再现价键的断裂与形成,扩大了课堂的时间与空间,化抽象为具体,化腐朽为神奇。同时,积极整合传统教学和现代教学,扬长补短,相得益彰,提高了教学的有效性。
4.积极开展校本课程,通过研究性学习,联系无机化学与有机化学,拓宽学生的视野。校本课程的开展为学生研究性学习提供了有力保障,能够发挥学生的个性特长和想象力,培养学生的这些本领和能力,满足他们终身发展的需要。研究性学习打破了传统课堂教学模式,让学生联系课堂的知识去拓展,又应用于课堂,给学生们以研究过程的体验,激发其对科学研究的意识和兴趣。如我校开设的《化学与烹饪》选修课程,探索实施STS教育,使学生通过实践获得直接体验;再如指导学生结合学习工具――修正液,提出“修正液的成分分析及利弊探讨”,也收到了很好的效果。
三、在反思中进步,在实践中成长
有机化学是高等职业技术学校制药专业一门必修的基础课程,在所学的学科中占有及其重要的地位。通过对有机化学的学习,使学生能够掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本技能。对该课程知识内容掌握的好坏,直接影响后继几门课程的学习,如药物化学、药物分析、药理学等。然而,有机化学的教学状况不容乐观,如何搞好制药专业有机化学的教学,使学生即具有一定的理论水平,又具备较强的专业技能,能够适应社会对药学人才的需求,笔者能过对化学理论的学习及教学实践,取得一些经验与体会,为了满足教学的要求,对有机会化学教学方法进行一些探索,以供交流。
一、目前制药、药剂专业有机化学教学存在的一些问题
由于有机化学学科本身具有涉及的概念多、理论性强、分子结构复杂、反应众多、反应机理抽象的特点,因此学习难度较大,难于理解、掌握和应用,再者,存在着教学内容繁多与教学时数一再减少的矛盾,所以学生的有机化学知识不够扎实,在后续课程的学习中,普遍感到有机化学知识不够用,解决后续课程中一系列问题出现困难。而且有机化学与后续课程存在脱节现象,例如在“有机结构与药物性质”方面仍缺乏一定的联系。此外,有机化学中的“药物”实例与中药、药化的联系也不够,如由于学时的限制,在有机药物中有着重要地位的生物碱、杂环化合物、萜类、甾体等都没有得到更多的介绍,至于如蛋白质、核酸、酶等就更少讲授,而酶化合物、蛋白质化合物在药物中有重要地位,也是新药发展的一个方向。
二、有机化学教学的改进建设
1、突出重点,优化教学内容
有机化学作为一门学科有自身的系统性和完整性,因此,在教学中需把握好“重点内容与系统性”,有机化学教材的编排内容通常是各类有机化合物的分类、命名、结构、性质和制备等,侧重于各类化合物系统性介绍,若如此按部就班地讲授,由于教学时数不允许,会出现重点不够突出的情况,学生也会感到单一、乏味。因此,在不违背课程标准的前提下,有必要对现行教材进行合理取舍,制药、药剂专业相对于药学、中药专业来说基础稍有差距,教学内容应以各类有机化合物的结构、主要化学性质为主线,弱化其他内容,选择回避与“药”专业相关性小的内容(如用于有机合成的反应),删去过于抽象、深奥的部分(如重氮甲烷以及卡宾、苯炔中间体等),在教学中从结构特征入手,重点介绍主要的化学性质,分析透彻结构和性质之间的相互联系,注重反应类型和反应机理的归纳,通过循序渐进的学习,使学生最终能通过结构特征分析其主要性质,由性质推测其结构,进行合成和应用,这样,既可突出重点,又保证了有机化学教学的系统性和完整性,使学生既能拓展思维,又打下扎实的理论基础。
2、将现代化多媒体技术应用到有机化学课堂教学中,与传统教学相结合,提高讲授效率
例如:立体化学基础和有机反应机理是有机化学中的一个重点和难点,如果采用传统教学方式,教师只能用二维空间讲述分子的三维结构,即使借助分子模型,也难表现复杂分子的结构。而对于一个连续的化学反应更是无法用动态的方式对反应过程进行描述,借助于现代化多媒体技术,可使复杂的三维立体结构形象化,亦可模拟反应过程中化学键的变化及反应中间体的产生与转化,使学生理解易、掌握快。使用多媒体课件授课,对于有着繁多的反应方程式的有机化学作用尤为明显,既可提高效率,又可增加教学信息量,有利于知识的引伸,拓宽学生的知识面,为学生今后的学习奠定“必需”和“够用”的理论基础。
3、新旧知识建立联系,恰当运用比较法教学
学生的学习过程是一个新、旧知识与技能互相作用的过程,是学生运用已有知识与技能不断获取新知识、获得新技能的过程。在教学过程中要引发学生将头脑中原有的知识经验与新信息、新知识相互作用、相互链接,使学生原有知识得以巩固,并产生新的生长点和能力。比较法是认识对象间异同点的逻辑方法,通过比较各种对象的相同点和不同之处,能加深人们对事物的理解,正确区分事物的类别,掌握事物之间的相互联系和内在规律。有机化学的教材都是按照官能团分类来安排的,在教学中,要充分把新旧知识点联系起来,并运用比较法教学对新旧知识点进行比较,如碳碳双键和碳碳三键、醇和酚、醛和酮等等。通过对前后知识点进行归纳、比较,加深学生的印象,收到事半功倍的效果。
4、紧扣专业知识,打下坚实基础
有机化学课程是药学专业的基础课,这就要求教师在有机化学教学中强调与专业课的紧密联系,结合药物化学、生物化学、药物分析等相关知识讲述,注重知识的融合性,广泛性和实用性。简单举例,苯酚很容易被氧化,无色的苯酚在空气中能逐渐被氧化而显粉红色、红色或暗红色,产物复杂,做药用果导片时,一方面药典规定要检测杂质,另一方面要注意贮存方法;讲解烯烃顺反异构现象时,可以结合维生素A,其可以防治角膜软化症、干眼症、夜盲症、皮肤干燥等,其结构中具有4个双键,全部是反式构型,如果其中出现顺式构型,则生理活性大大降低;讲解旋光异构时,对映体的生理活性不同,为让学生更加透彻的理解此知识点,可以举例,如上世纪60年代一种镇静药沙利度胺(中国在仿制时称作反应停),它不但是良好的镇静药物,而且孕妇服用它之后可以减轻孕妊呕吐反应而被她们乐意使用。很快发现,特别是欧洲,其中一部分生产的婴儿是缺乏上肢,手掌直接连在肩上的畸胎,亦称作为海豹儿。这一现象震惊医学界。后来发现,由于当时使用的药物是消旋化合物造成了畸胎,原因出自代谢转化产物。S-(-)构型体内代谢物可渗入胎盘,干扰胎儿的发育,造成畸胎;而R-(+)构型不会产生相同的代谢物,因而并不致畸,这样解释不仅能激发学生学习热情,并且加深对知识点的理解和印象。
总之,在有机化学教学中,无论是“教”还是“学”,都必须与“药”紧密地结合起来,这样才能显示出有别于其他院校有机化学的特点。
关键词:有机化学 教学方法 兴趣
有机化学是药学专业的一门重要的专业基础课程,对于生物化学、药物化学、药物分析、化学制药技术等后续课程的学习具有重要作用。我院药学专业的学生,他们大多数高中学的是文科,所以对于中学所学的有机化学的知识已经所剩无几,故他们的理解能力就比较差,基础知识也很薄弱,这给学生的学习带来一定的难度,容易导致学生失去学习兴趣。那么,怎样调动他们的学习积极性,将这些基础课程真正学扎实,就成为我们教师的主要任务。通过几年来讲授有机化学课程,我深刻认识到,培养学生对所学课程的兴趣是教学中的一个重要环节,也是学生学好本门课程的关键。
为此,我在这方面进行了一些尝试,并取得了一定的成效。爱因斯坦曾经说过“对于一切来说,只有兴趣才是最好的教师”。如果学生对所学的内容产生了兴趣,他就会以积极、科学的态度,顽强的毅力,克服一切困难,去主动地学习和掌握知识,并且会从中感到愉快、喜悦和满足。然而,兴趣并不是先天就有的,更重要的是靠后天的引导、教育和培养。我努力从以下两个方面注意培养学生学习有机化学的兴趣。
1.直接兴趣的培养:
直接兴趣,指学习活动本身吸引人,学生对有机化学有一个全面系统的认识,是激发学习兴趣的前提。有机化学可以从基本概念、有机化学与药物的关系等方面让学生全面了解掌握学科的理论体系和发展脉络,深入展现有机化学自身蕴含的美,通过审美而培养兴趣。
1.1深入浅出的讲授基本概念
人的思维形式分为概念(人脑反映事物本质的思维形式)、判断(确定概念与概念之间的关系)、推理(从一个或几个已知的判断出发推出另一个新判断)。概念是思维的基本单位,所以要建构成完整的知识体系必须以概念为基石。有机化学的概念有的是高度抽象出来的。如有机化学绪论部分有许多基本的概念,如共价键类型中的σ建、π键;同分异构现象、有机化合物的反应类型中的均裂、异裂、亲电反应、亲核反应、重排反应等。如在讲解共价键类型中的σ建、π键时,不仅让学生了解σ建、π键的定义,还应让学生知道σ建、π键这两种共价键是有机化合物结构中的主要化学键,对有机物的化学性质起着至关重要的决定性作用,所以必须要区分清楚二者成键时原子轨道的重叠方式。学生只有较好地掌握有机化学基本概念之后,才可以通过分析、综合、抽象、慨括、分类、类比等心智操作构建完整的理论体系,才可能进行判断、推理,从而迸发学习兴趣。
1.2有机化学与药物的关系
药物是用于治疗、预防和诊断疾病所用化学物质的总称。目前临床上使用的药物主要是化学药物,而化学药物绝大多数是化学合成的,有些来源于天然物或微生物的药物,现在也可以用化学合成的方法制得,如在讲解绪论中有机化学与药物的关系时,我就特意向学生讲解了临床上用到的吗啡、可卡因、奎宁、阿托品等虽然最初都是从天然植物中分离出来的有效成分,但通过对它们有效成分的研究可以精确地测定其理化性质和化学结构,从而可以大量进行化学合成制备。在这些化学药物中有机化合物所占比例很大,而且多半是一些结构复杂的有机化合物,还向学生讲到对这些化学药物的认识就离不开有机化学的知识。例如,一个中草药有效成分的研究,要经过提取、纯化、结构测定、人工合成等步骤,所有这些程序都需要有机化学的知识;化学药品合成路线选择更是离不开有机化合物的反应,只有熟悉了有机化学反应的特点,经过相互的比较,才能选择出合理的路线。此外的后续专业课程中将进行的药物的鉴定、药物的保存、药物的制剂生产等,都必须通晓药物的理化性质。学生只有了解了有机化学与药物的关系后,要想学好后续的专业课,就必须先学好有机化学,这样就能激发学生浓厚的学习兴趣。
2.间接兴趣的培养
间接兴趣是与学习的结果密切关联的,也就是说当学生对学习内容本身并不感兴趣,但他又意识到学习的结果对他具有重要意义的时候,他就会自觉地坚持学习。直接兴趣和间接兴趣在活动中可以相互转化的。教师可以从有机化学学习的结构着手,从培养学生间接兴趣出发培养学生的直接兴趣。
2.1重点讲授有机物的结构和性质
有机物的理化性质是由其结构决定的。有机物结构往往很复杂,种类繁多,学生不容易掌握,易产生厌学情绪。在教学过程中应以有机物的化学结构为中心来展开教学,要求学生掌握有机物的结构特点即找出有机物的官能团,以结构为中心: ①讲解命名 ②根据结构中的官能团讲解其理化性质 ③讲解其在药物保存及合成中的应用。如羰基化合物的命名,醛、酮都属于羰基化合物,虽然它们都含有羰基官能团,但醛类化合物中的羰基碳一端必须连接氢原子称为醛基,而酮类化合物中的羰基碳两端都必须连接烃基称为酮基,所以在命名含羰基的化合物时要先判断结构中的特征官能团是醛基还是酮基,这样才能正确的命名。而且醛、酮结构中虽都是羰基但由于其特征官能团不同,它们的理化性质有不同之处。特征官能团不仅决定有机化合物的性质,在药物中也决定药物的理化性质,决定药物的鉴定、药物的存放、配伍等,如羧酸衍生物中的碳酸衍生物,碳酸衍生物包括脲、丙二酰脲、胍。其中丙二酰脲具有双缩脲的结构(-CONHCONHCO-),我就提到了镇静催眠药巴比妥类药物也具有丙二酰脲结构,所以巴比妥类药物易水解,在水溶液中存在酮式-烯醇式互变异构,故显弱酸性,临床上常用其钠盐,其水溶性的钠盐可与银等重金属离子形成难溶盐,与吡啶-硫酸铜溶液作用生成紫色络合物,同样这一结构特征决定了其钠盐水溶液显碱性,在临床使用中是不能与酸性药物配伍使用的。根据有机物的化学结构,找到合适的切入点,串联成知识链,再结合后续专业课程中将要涉及到的知识点,进行讲解,有助于学生很好的掌握有机物的骨架,同时也对后续药物化学中有关药物的结构有了一定的了解,对学好有机化学起到了关键作用。
2.2及时真诚地赞赏学生
根据教育心理学家分析:凡在一定情境中引起满意之感的动作会和该情景发生联系,结果是再遇到此情景时这一动作会更易出现。在学习中,学生获得赞赏就会产生愉快的心情。这种情景反复发生,学习和愉快的情绪就会建立起稳定的联结,也就会形成越学越有兴趣,越有兴趣就越想学良性循环。我在有机化学的教学中就经常刻意去发现学生学习中所取得的些许成绩,并及时的给予表扬和认可,渐渐地,这些学生为了得到社会的承认和赞赏就会专心致志地学习,并把学习看着是一种乐趣。为此,作为一名教师,在教学工作中首先要真诚、真实地理解学生。教师不能高高在上,要到学生中去,要善于发现学生的出色之处,尽可能地给他们提供成功的机会,对他们的点滴进步给与激励。学生在与课程的接触中,时刻用他们特有的眼光去理解和体验课程,并经常创造出鲜活的、出人意料的想法,对此教师要给予真诚、真实的赞赏,以激发学生的学习兴趣。从信息论和控制论角度看,没有及时的反馈就不能激发成就需要。学生学习的情况需要教师及时地给予恰当评价,以强化学生学习的兴趣,并及时矫正学习中出现的偏差。教师既要注意课堂上及时赞赏评价,也要注意及时对平时的作业、测试、试验等情况给予赞赏评价。使赞赏与评价、指导相结合,从分发挥信息反馈的诊断、指导和激励作用。在这种和谐的教学氛围中,教师可以敏感地意识到学生的进步和不足,教与学相互沟通,课堂气氛火活跃、学习兴趣浓厚。
有机化学是药学专业的一门专业基础课程,也是学习难度较大的一门课程。教师在教学中注意培养学生对有机化学的学习兴趣,激发他们的学习热情,让学习和兴趣相交融,这将对学生理解和掌握这门课程起到积极的作用,也为后续有关专业课程学习铺平了道路。
参考文献
1.《心理学导论》 黄希庭 北京:人民教育出版社,1991
近年来,随着课程的改革,农科有机化学课时在逐渐减少,已由原来的60-80学时减少为40-50学时(我校理论课只有45学时,理论27学时)。特别是2008年以来,根据教育部统一安排,化学成为全国硕士研究生入学考试农学门类公共基础考试科目之一,化学的教学,特别是有机化学的教学就显得尤其重要。在这种情况下,制定出一套新的教学体系和教学方法,如何在课时减少的情况下,激发学生的兴趣,提高教学质量,是摆在我们面前的一个迫切课题。根据多年的教学经验,本文作者谈谈对农科有机化学的教学的一些体会。
1.加强教材建设
教材是教学内容的主要的载体,教材建设是搞好教学的基础。原有的教材存在教学内容陈旧,缺少现代的新知识和新理论,没有与现代农科知识实现交叉渗透,缺乏特色,难以激发学生学习的兴趣。原有的教材已不能满足现在的教学要求。为此,我们结合3所高等农业院校的骨干教师,修订了有机化学课程的教学大纲,整合和精选教学内容,重新编写一部《有机化学》全国高等农林院校“十二五”重点建设教材[1]。新的《有机化学》教材广泛收集并借鉴了同类教材的优点,结合编者多年的教学经验,并以农林院校《有机化学》教学大纲和教育部考试中心颁布的全国硕士研究生入学统一考试农学门类联考考试大纲为依据编写的。在内容编排方面:①保持系统性的基础上,删除了陈旧内容,增加了新内容;②以结构和性质的关系作为主线,分析结构特点,进行逻辑推理,借以培养学生分析问题、解决问题的能力;③结合本学科的发展趋势与科研动态,增设一些世界发展前沿课题内容,借以扩大学生的知识面和提高学生的学习兴趣;④在每章之后,对重要知识点进行了系统的归纳总结,以便提高学生的学习效率。然而教材的内容是固定的,教师必须不断跟踪社会生活的新动向及相关的新信息,掌握有机化学发展的新动态,同时结合农科有机化学的特点,精心组织,有机化学的教学内容就可得到不断充实。
2.注重绪论教学
绪论是开场白,是学生接触有机化学的第一课,对学生的学习心理、学习态度和学习方法等将有深刻的影响[2]。作者从日常生活中的有机化学常识引出有机化合物的含义,从有机化学发展史,讲到有机化学的重要性,最后讲到如何学习有机化学。在绪论课教学中,通过介绍一些日常生活中的有机化学常识,既可激发学生的学习兴趣,更能使学生体会到有机化学的魅力。例如讲有机化合物的分类时,讲到烷烃,可以给学生讲讲汽油,辛烷值等;讲到卤代烃,可以讲讲塑料,白色污染,加拿大高中生丹尼尔伯德找到塑料克星等;讲到醇,可以谈谈假酒,工业酒精,酒驾,酒精测试等等,这样会大大激发学生的学习兴趣和求知欲望。
其次介绍有机化学与农科专业的关系,使学生了解有机化学对其专业学习的重要性,引起学生对有机化学学习的高度重视。例如:要获得作物优质高产,提高和作物病虫害作斗争的有效性,除了改良品种和进行生物防治外,目前仍离不开农药防治,合成低毒高效与环境友好的新农药离不开有机化学;为了使作物的农艺学形状、果实色泽、果实大小、品质风味、抗逆能力等符合人们的需要,就要对作物的生长发育进行人工调控,所需的植物生长调节剂的研制也离不开有机化学;为了提高农产品的附加值,对农副产品进行的深度加工以及改善食品的色香味等等都与有机化学密切相关;为了提高防治疾病的有效性,药物的研制和开发需要有机化学。
最后特别介绍农科专业的考研状况。介绍化学课目是农学门类公共基础考试科目之一,而且其中有机化学的分值占化学科目总分的一半(总分150分,有机化学75分)。现在很多学生在进入大学就立志考研,因此考研情况的介绍,不但可以帮助学生树立正确学习目标,而且可以进一步说明有机化学的重要性,引起学生高度重视。俗话说,好的开始是成功的一半,讲好绪论课的教学,就可以成功地吸引学生的注意,激发学生对有机化学的学习兴趣,为整个学期有机化学教学奠定良好的基础。
3.灵活采用教学手段
3.1注重传统教学与多媒体教学的结合
随着有机化学内容的增多和学时数的减少,单纯采取传统教学,学生学习任务加重,在短时间内难于熟练掌握所学内容[3]。而单纯采用多媒体教学,多媒体教学节奏太快,部分学生对教学内容来不及思考,影响教学效果。因此,教师在教学过程中应注重传统教学与多媒体教学的结合,取长补短,能调动学生的学习热情,提高教学质量。例如,在讲烷烃的结构和构象异构和Fisher投影式时,我们利用球棍模型给学生展示并操作。这样就把复杂的抽象的空间概念一下子变得通俗易懂、形象直观了。在讲对映异构体的R/S命名、反应机理等理论性较强、较抽象的内容时,可以把相关内容做成多媒体课件,模拟反应的动态机理,使枯燥、抽象、微观的教学内容变得直观、生动、有趣,再结合教师的理论讲解,就能使学生很好地掌握这部分内容。
3.2构建有机化学网络教学平台
传统的答疑方式主要是利用课间时间或者课后时间,由于时间有限,来答疑的学生又多,不能满足学生的需求[4]。为此,我们在校园网上构建《有机化学》网络教学综合平台,在平台中除了提供教案、授课课件和课后习题答案与详解等资料外,最主要的是设立了答疑讨论平台。学生可随时上网就有机化学相关话题进行讨论,也可以提问,任何一个有机化学的任课老师都可以给予及时地指导和帮助。另外,平台中还建有试题库,学生可以进行在线检测。网络教学综合平台的构建,老师和学生就可以在课余时间进行交流互动,开展全方位的立体化教学,在学生中形成了一个很好的学习气氛。
关键词:空间结构 断键 典型物质 同系物和同分异构体
中图分类号:G634 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(b)-0000-02
在人类已知的化合物中,有机化合物占多绝大多数。与生命有关的有机化合物使地球充满了生机和活力,新合成的数以千万计的有机物丰富了我们的物质世界,满足了人们的社会需要,提高了人们对物质及其变化的认识,有机物在我们的生活中无处不在,学习有机化学能激发学生学习化学的兴趣,提高学生的科学素养。
有机模块的课程标准要求:(1)初步掌握有机化合物的组成、结构、性质等方面的基础知识;(2)认识实验在有机化合物研究中的重要作用,了解有机化学研究的基本方法,掌握有关实验的基本技能;(3)认识有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义。
新课程倡导“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”“了解化学科学发展的主要线索,理解基本的化学概念和原理,认识化学现象的本质,理解化学变化的基本规律,形成有关化学科学的基本观念”。依据以上标准有机教材在编排上力求从学生熟悉的有机物入手,通过各种模型、图片、资料卡片、学生活动、思考与交流、实验探究等栏目引导学生主动参与多种探究活动,经历探究的过程,激发学习的兴趣,通过生动直观的表象,建立空间立体感,理解有机化学化学结构和性质及其用途之间的规律,及其现象的本质原因,形成有机化学的基本观念:分类观、结构与性质观、反应观等,学会观察、实验、查阅资料等收集信息的手段,及比较、分类、归纳、概括等方法。尤其是归纳法和演绎法,由典型代表物的性质推测出一类物质的性质,由一类物质的性质分析具体物质的性质。通过有机化学的学习,使学生感受到了有机化学结构上的奇妙与和谐,深刻体验到了化学对个人和社会的贡献。
有机化学有与无机化学学习相似的规律,也有其独有的规律。下面以烷烃为例,探讨有机化学的学习规律,认识有机化学结构和性质、用途之间的关系,掌握学习有机化学的方法及实验技能,认识有机物对人类的重要作用。
烷烃是学习有机化学的基础,是学习有机化学的门槛,在烷烃的学习中集中有机化学的核心概念――同系物和同分异构体,学习本章目的在于使学生初步了解学习化学的思维方法。
1 树立结构决定性质的观念――结构观
1.1 建立立体结构
(1) 原子的成键方式及成键特征;
(2) 空间结构及原子的空间环境;
(3) 具体方法――物质结构理论、模型演示、动画、学生自制模型;
(4) 关于结构的几种表示方法――分子式、结构式、结构简式、空间构型
以最简单的有机物――甲烷为例,从物质结构分析碳原子的原子结构分析其成键方式,确定甲烷的分子式、电子式、结构式,分析化学键特征,在键长、键能、键角上都相等;再让学生以碳原子为核心自制球棍模型,探究甲烷的空间结构:平面正四边形、正四面体结构;用图片和动画、球棍模型和比例模型展示甲烷的正四面体结构,并与平面正四边形进行比较:正四面体结构,键角是109?28?,四个氢原子的绝对位置和相对位置相同;若是平面正四边形,键角是90 ?,四个氢原子的绝对位置相同,相对位置不同,C-H键成90?,C-H键成180?,这样的区分为甲烷的取代反应生成物二氯甲烷只有一种结构埋下伏笔,从性质验证反映其结构。后续课程从同分异构体的角度:二氯甲烷不存在同化异构体反证了甲烷的四面体结构,但学生对二氟二氯甲烷的在平面上不同写法还不能区分,认为是同一种物质,说明学生对甲烷的四面体结构还没有真正理解,学生对知识的理解是一个渐近的过程。
1.2 抓结构特点
甲烷的结构的典型特点是有C-H,立体结构。分析结构特点就从三个方面来看:(1)看化学键;(2)看原子间的连接方式;(3)看连接形状及空间形状:链和环;立体和平面。这样从结构相似分析认识有机物的类别。比如烷烃的特点是:C-C,C-H;C-C连接成链状;立体结构:看立体结构,一方面要看原子在空间的位置是平面结构还是立体结构,另一方面要看原子在空间的相对位置,是轴对称图形还是中心对称图形,哪些原子的空间位置相同,哪些不同。理解C-C单键可以旋转,以C为核心的四个单键所成的原子或原子团在空间成立体结构,所以C原子周围的四个单键所连接的原子或原子团可以任意互换。如果学生对这样的结构认识比较深刻,学生看到物质的结构简式,就很容易认识烷烃,不会由于在纸面上的位置不同,而误认为是不同的物质。
1.3 抓结构的典型特征推测可能的断键形式
把结构与化学反应的实质结合起来,学习有机反应,应抓住结构上的典型特点。比如烷烃的性质,主要的断键形式是C-H断裂,H原子被其它的原子或原子团所代替,发生取代反应。而以后要学的烯烃的性质,结构上的典型特点是C=C键,反应时,C=C键中一个键发生断裂,在双键两侧的碳原子各加上一个原子或原子团,这就是加成反应。
2 抓典型物质的典型性质――典型观
2.1 与生活实际相联系激发学生的学习兴趣
有机物中最简单有机物是甲烷,甲烷是重要的燃烧和化工原料,是重要的能源物质,是我国“西气东输”的重要工程,使学生认识到化学就在我们的身边。提出问题甲烷为什么能做为能源物质和化工原料呢?
2.2 结构预测――可能的断键和成键形式、实验验证
在分析甲烷结构的基础上引导学学生探究分析C-H比较稳定,但在一定的条件也可以断裂,可能的断键形式,共有4个C-H可能断裂,4个C-H可能一次断裂或逐次断裂
2.3 反应类型
稳定性:不与强酸强碱强氧化剂反应;一定条件下反应:燃烧反应――燃烧热值大,燃烧产物无污染――高效清洁:学生写热化学方程式(复习已有的知识),写化学方程式,与无机反应相区别“”,燃烧产物及应用:作为燃料的原因。在此基础上引导学生进行元素的定性分析方法:
取代反应:结构预测――可能的断键形式C-H;实验验证:甲烷与氯气在光照条件下反应:探究反应的条件,通过实验现象推测反应的产物。结合甲烷的空间结构和现象分析甲烷与氯气的取代反应:断键实质、产物,从而归纳总结取代反应是烷烃的特征反应。断键的实质是C-H键发生断裂,H原子被其它原子或原子团所取代,取代反应的比例关系是n(H):n(X2)=1:1,原子的空间位置保持不变,为卤代烃的同分异构的思维形成作准备。由于甲烷中有四个H原子,取代反应是逐次进行的,所以取代反应的产物从一卤代烃到四卤代烃,产物为混合物,在烷烃的应用上通常不用于卤代烃的制备,烷烃取代反应的意义更在于让学生认识引导学生从结构上分析物质的性质,理解取代反应和断键形式的关系,从而拉开有机学习的序幕。掌握学习有机化学的学习方法:结构性质反应用途。
3 抓住核心概念的学习――同系物、同分异构体
同系物和同分异构体的学习是有机化学中重要的核心概念。这两个概念贯穿有机化学学习的始终,同系物概念的学习是有机物类别学习的重要体现。同分异构的学习,使学生认识到有机物与无机物在结构的典型差别,认识到有机物种类繁多的原因。引导学生建立这两种概念的学习方式和思维方法,就显得尤为重要。
从烷烃的甲烷入手,复习甲烷的性质,稳定性,取代反应;理解其结构特点,是一个四面体结构,空间中的四个氢原子的位置,为其氯代物是否有同分异构体作伏笔,也为理解烷烃的立体结构作准备。学习中虽然通过展示了甲烷的球棍模型和比例模型,力求建立空间立体概念,理解其氢原子只有一种,但在判断二氟二氯甲烷的结构有几种时,部分学生仍然写成两种甚至是更多种,说明学生对甲烷空间的立体结构并没有真正的理解,在其潜意识里还认为是平面结构,可见学生对知识的理解是一个渐近的过程。在理解巩固甲烷结构和性质的基础上,引导学生学习其它的烃,从结构性质进行分析,这些物质在结构上的特点是:从元素组成上分,只有C和H两种元素;从原子的成键方式看:C-C,C-H;从C原子的联结方式上看,C-C连接成链状;从空间结构上看C-C和C-H在空间连接上成立体结构;从分子组成上看,相差n个CH2原子团,通式相通都是CnH2n+2。从以上分析可知:烷烃在结构上相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。在分析其性质,学生观察书上的数据,发现烷烃在物理性质从状态、密度、熔沸点上都呈现规律性的变化;又从其结构上的相似性推测,其它烷烃的化学性质也相似,都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,都能和卤素单质发生取代反应。从以上结构和性质两个方面进行归纳总结,这一类物质的间关系就是同系物关系。类似与无机化学的同主族元素。找出同系物的同和异,同系物一定是同一类物质,通式相同,结构相似,化学性质相似;异:分子式不同,相差n个CH2原子团,物理性质熔沸点一定不同。并与已学过的易混概念相比较:同位素、同素异形体、同种物质相比较,进行概念辨析。同系物的关键点在于让学生理解同系物一定是同一类物质。
同分异构体的学习第一个层次重在理解结构上不同,虽然在纸面上的写法不同,但却是同种结构。第二个层次,是学会写同分异构体,这是以后写其它类别物质同分异构体的基础,能写出主链、支链,怎样确定支链及支链的位置,怎样找对称;同分异构体书写后能从对称的角度:轴对称或中心对称,理解C-C可以旋转,C原子周围的四个单键不论在纸面上何种写法,但结构只有一种,理解C原子的种类和H原子种类,为卤代烃的同化异构体的书写提供固着点。向学生渗透同分异构体的不同类别:碳干异构和位置异构。烷烃同分异构体的核心是抓住C-C可以旋转,C原子周围连接的四个单键的原子或原子团的空间位置相同;理解对称轴和对称中心。
在变式训练中,学会抓住辨别同系物、同分异构体、同位素、同种物质、同位素、同素异形体、同种物质之间关键要素。同系物是同类物质,C数不同;同分异构体,是分子式相同,结构不同;同位素是同种原子;同种物质只是状态不同;同素异形体,是同种元素的原子组成物质的原子个数或结构不同。
总之在有机化学入门学习时,抓住烷烃以上方面的学习,能迅速找到有机学习的敲门砖,为顺利有效地进行后续有机化学的学习,掌握学习有机化学的思路方法打下扎实的基础。
参考文献
[1] 夏军.浅谈苏教版《有机化学基础》中科学方法的教育[J].中学生数理化(高中版・学研版),2011年02期.
[2] 刘蕾.中学有机化学知识内容的分析及教学策略研究[D].山东师范大学,2005年.
[3] 刘为基.有关烃的基本概念辨析[J].青苹果,2007年10期.
关键词:有机化学教学有机化学实验环保意识环保教育
现代科技的发展使人类的力量在不断的壮大,推动了社会的进步。然而,随着工业、农业生产的发展需要,化学已经成为人类生活和生产中必不可少的元素,化学的利用就意味着化学污染物的产生,这些污染物对自然环境有着极大的破坏作用。要从根本上培养学生拥有环境保护的意识,注意治理环境污染的问题,这是实现社会经济的可持续发展的要求,而且已成为全世界人民的共识。
1.有机化学实验的危害
1.1 有机化学的定义
有机化合物是指含碳的化合物,因此有机化学又被称为碳化合物的化学,是化学学科中非常重要的一个分支。1806年第一次提到“有机化学”这个词语,是当时的化学家根据“无机化学”的对立名词而命名的。有机化学时研究有机化合物的结构和性质,以及制备等方面的学科。含碳化合物被叫做有机化合物是因为含碳的物质需要由有机体(生物体)才能制造出来。
1.2 有机化学的危害
有机化学实验教学已经形成了单独的教学体系,化学实验的目的也不仅仅是验证和加深学生们在课堂中的理论知识,同时也要培养学生的实验操作能力和解决问题的能力。在有机化学的实验中经常会用到不同的有机物,有些有机物毒性较大,容易发挥,并会对环境产生持久的影响。有机化学的污染物具有种类繁多,污染持续时间长久及毒性极大等特点,其污染物对人体健康产生了极大危害。
2.教师应在教学过程中逐步渗透环保意识
2.1 在课堂上渗透环保意识
环境是化学涉及到的重要内容之一,在教学进程中,教师要利用多样化的教学手段,深层级挖掘教材中涉及环保知识的内容,查找相关信息并作一些适当的补充,从而帮助学生树立环境保护的意识,把化学课堂与环境保护教育有效地结合起来。例如在学习过程中加入“空气质量报告”、“温室效应”、“臭氧层空洞”等与化学有关的内容,让学生们认识到空气的质量影响着人类的生存,还可以列举一些时事的例子如海湾战争、伦敦烟雾等事件,以提高学生的学习热情。
2.2 在课外活动中提倡环保行动
除了课堂上的积极渗透,课外也可以组织学生参加环保活动,让学生们在环保学习和环保实践中了解相关的常识,以提高学生在文化层次和行动上的环保意识。可以把环保实验安排在课外活动中进行,让学生设计环保实验。这样即能激发学生学习化学的兴趣,又能加深学生学习的印象,从而使学生认识到保护环境的意义,树立学生对于环境保护的意识。同时为了引起学生对自身生存环境的关注,也要鼓励学生积极地开发和利用无污染的新能源等问题。
3.在有机化学实验中避免环境污染及相关的措施
实验教学是化学教学中必不可少的一部分。在实验教学中更要重视学生的环保意识的培养,规范化学实验的方法,减少化学品的用量,有效处理实验结束后产生的废弃物,以达到尽量避免污染环境的目的。
3.1 规范有机化学实验的方法
教师应在实验教学中规范学生的实验行为,这样才能达到环保教育的目的。在化学实验中,教师必须教授正确的实验方法,指导学生严格按照实验操作的程序来进行实验,在进入实验室前,首先要明确有机化学实验的目的,提前检查实验用品是否齐全。要求学生在实验中严格遵守实验操作规程,掌握原理和方法,不进行无关的化学实验,以免出现其他问题。利用正确方法来闻气体,用适当的容器来取化学用品等等。对于有毒性、腐蚀性或易燃易爆的化学品,不能直接用手去接触,也不可用鼻子直接闻,更不能品尝化学品的味道。例如在进行有机物气体的实验中,教师要强调学生进行气体装置的气密性检查等。此外也要防止试剂之间的交叉污染,注意用胶头滴管不能交叉使用等等原则性的问题。
3.2 减少实验中有机化学品的用量
在有机化学实验中,要尽量遵循少利用资源,少产生废物的原则,尽量利用新方法和新技术,来预防和减少化学的污染。在有机化学实验中,利用小型的实验仪器,以减少化学试剂的用量来进行实验,达到实验的目的就可以。这样既可以减少实验中产生的废物,也可以节约化学品的用量。化学实验即会达到教会学生知识的目的,同时也节约了实验的材料和实验的时间,更重要的是减少了污染物的排放,起到了环保的作用。实验中药从保护环境人手, 尽量做到化学品投放量最少、反应时间最短、实验效果最好的原则来进行实验。
3.3 正确处理有机化学实验中产生的污染物
有机化学实验会产生的废弃物,这些废弃品如果处理的方法不正确或者不及时而随意的排放,则会对环境造成极大的污染。要培养学生的环保意识,养成良好的实验习惯,就要正确来处理有机化学实验后产生的废液、废渣、废气等。可以统一回收实验产生的废液和废渣,把有利用价值的化学物进行保留并再次利用,也可以通过进一步的化学反应把实验后的有毒物质转化为无毒物质,实验始终要贯彻和加强环境保护的意识,努力做到零排放和零污染,即节约了资源,又可以变害为利。
3.4以身作则,培养学生的良好习惯