引論:我們為您整理了13篇有機化學入門知識范文,供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發您的創作靈感,讓您的文章更具深度。
篇1
1.缺乏足夠的思想準備
有機化學開篇時,一些學生習慣全套照搬學習無機化學的經驗,不能適應有機化學的學習,覺得有機化學內容繁雜,毫無規律,漸漸地失去學習興趣和信心。他們沒有把握有機化學學習的下列特點:
①有機化合物通常用結構簡式表示;
②有機化合物性質與結構的關系密切;
③有機化合物空間構型的認識,需要一定的空間想象能力。
學生學習上難以適應得狀況,如果不能調整過來,后續學習就會產生困難。
2.學習基礎、認知水平障礙
學習有機化學,需要學生本文由收集整理具有豐富的空間想象能力。由于學生的空間立體觀念較差,對于分子的立體結構常常想象不出來。
例如,學習同分異構體概念后,總還有不少學生把
二氯甲烷(ch2cl2)分子(如圖所示)的二個平面結構說成是同分異構體。
3.對官能團的結構特征、主要性質掌握不牢
有些學生對許多官能團的意義理解不透,區分不清。在學習或解題時,若不能辨清相關的官能團,就會出現思維障礙,從而導致錯誤。
例如,阿斯匹林的結構簡式為:
則1mol阿斯匹林跟足量的naoh溶液充分反應,消耗naoh溶液的物質的量為多少?
在解題中,學生知道羧基、酯基能與naoh溶液反應,但忽略了水解產物中有酚,酚也能與naoh溶液反應。
4.逆向思維能力差,系統性不強
練習呆板,常常是"照葫蘆畫瓢",缺乏創造性,抑制了學生思維能力的拓展,對掌握的知識難以深化鞏固。
例如,以乙醇為原料設計合成 ,如果缺乏知識的系統性和有機合成常用的解題方法--逆推法,就難以達到合成的目的,這就是正向思維抑制了逆向思維的發展。
二、解決有機化學學習障礙的對策
1.激發和保持學生的學習興趣
俗話說得好,興趣是最好的老師。要想學生能夠學好有機化學,必須使教學能夠吸引學生,讓學生產生興趣,提高學習效果。在有機化學教學中,我們應精心準備、認真安排教學內容,并穿插一些學生頗感興趣的生活知識,特別是在知識的重難點教學中,挖掘能激發興趣的內容,以保持學生的學習興趣。
例如,在同分異構體的命名與書寫教學中,提出"天干"十字的同時,不妨帶出"地支"十二字,學生對"子、丑、寅、卯......"等字是感興趣的,因為在他們的記憶中,這些字是屬于卜卦先生的,這樣他們就容易接受"天干"十字。還有,在同分異構體的書寫訓練時,不妨讓學生練習"碳架"結構書寫,同時可展示"碳架"結構模型,有條件和學校還可讓每一學生配備一套塑料的分子小模型,以增強教學直觀效果,提高學生學習興趣。
2.循序漸進,平穩過渡
在新課的教學過程中,要對學生的整體水平及特點作充分摸底,消除學生的恐懼心理。對初學者也不宜提過高要求,一般以會考標準為宜,不足之處可在練習或單元復習中彌補。
例如,在《乙醇》教學中,要求學生了解乙醇的組成和主要性質及重要應用,而乙醇的化學性質中,與活潑金屬反應只限于鈉,氧化反應限于催化氧化,脫水反應限于分子內脫水成烯。在習題課中深化要求,如消去反應能否發生、哪些醇能被氧化為醛等。作業的布置應注意難度和梯度。這樣,將難點分散到各個階段環節,循序漸進、各個擊破,最后達到完整認識醇的目的,以利于學習過渡。
此外,加強直觀教學,采用掛圖、模型、演
示實驗和學生分組實驗等手段,培養學生觀察力和想象力,讓抽象的知識形象化,便于學生理解和記憶。
3.總結歸納,掌握學習的一般方法
學生剛接觸到有機化學,興趣很濃。但由于有機化學的顯著特點是:多、雜、亂,其種類繁多、結構復雜、與生產生活聯系密切,使之成為中學化學的難點,會考、高考的熱點,其學習的方法又與無機化學的學習有明顯的不同之處。如果不幫助學生總結有機化學的特點及學習的一般方法,學生將很難入門。
(1)結構決定性質,進行歸納學習
有機化學學習的一般方法是:結構→性質→用途→制法→同類物質。因此,從結構出發,抓住官能團的特性是學好有機化學的關鍵。
例如,醛類物質的官能團為醛基(-cho),由于醛基的特殊結構決定了醛類物質的化學性質為既可以發生還原反應(與h2加成反應)又可以發生氧化反應(銀鏡反應、與新制氫氧化銅的反應)。而含有醛基的物質均可以發生上述反應,如:甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖、麥芽糖等都可以發生銀鏡反應。
(2)加強針對練習,及時總結規律
通過章節學習得來的知識是零散無序的,在一單元或一專題學完之后,幫助學生進行整理,多加強不同類型題的訓練就顯得尤其重要。教師要引導學生在練中找規律,在做中總結經驗,學以致用,觸類旁通,以提高解題速度,培養歸納能力。
①"價鍵守恒"原理即碳四鍵、氧二鍵、氫一鍵,這是推導、書寫結構式的重要依據。
②根據有機物的衍變關系:烴→醇→醛→羧酸→酯,推斷有機物的結構,找出衍變關系中的突破口,然后逐層推導得出結論。
③分子組成為cnh2no的有機物完全燃燒后,生成的二氧化碳和水蒸汽的物質的量相等。
④具有相同最簡式的有機物,無論以何種比例混合,只要總質量恒定,完全燃燒時耗氧量和生成的co2和h2o的量均為定值。
篇2
一、了解學生心理,切實做好學生思想工作,消除學生的恐懼情緒,努力激發學生的學習興趣,這是搞好有機化學教學的前提和基礎。
教學中筆者發現不少學生由于基礎原因對有機化學存在一定的恐懼心理,初中化學和無機化學的失敗在他們心中留下了揮之不去的陰影,一聽課程名稱涉及化學二字就認為自己先天不足、無力學好,還未開始學習就已喪失信心,自暴自棄,未戰先敗。有此類想法的學生不在少數,因此有機化學的第一堂課我總是要先對學生強調這是一門全新的課程,和以前所學的化學聯系不大,無論你以前化學成績的好壞現在大家都處在同一條起跑線上,都是從零開始,沒有基礎好壞之分,并列舉了一些基礎較差而通過努力取得優秀成績同學的實例,指出只要從一開始就踏踏實實、努力進取,以前化學基礎較差的同學同樣可以在有機化學這門課程取得優秀成績,盡可能地消除他們心中的不安和恐懼,重新點燃內心當中沉寂已久的希望之火,使他們在黑夜的迷途中看到光明和希望,從而激發學習熱情和內在潛力。同時在日后的教學中對他們在學習中取得的每一點成績和進步都要及時給予充分肯定,讓他們感到只要努力就會得到老師的認可,使他們長期以來渴望得到尊重和理解的內心需求得到一定程度的滿足,切身體會到學習的快樂,從而對有機化學的學習產生濃厚的興趣。如果有學生在學習中遇到挫折,老師應積極關心疏導,幫助他們尋找原因分析不足,鼓勵他們再接再厲、繼續努力。實踐證明,通過必要的思想工作,部分學生的學習態度和學習風貌發生了很大改變,為老師搞好有機化學教學打下了堅實的思想基礎。
二、講究方法,運用技巧,講練結合,重在理解,把握關鍵,提高效率。
有同學說:“有機化學不像無機化學有很多計算,主要是化學性質、結構命名之類的記憶內容,只要考前多花點時間背背即可。”這種觀點是不正解的,是對有機化學內涵的膚淺認識。事實證明,光靠死記硬背是很難學好有機化學的,且學習效率很低。老師在教學中應講究方法,注重技巧,堅持“授之以魚不如授之以漁”的原則,讓學生掌握學習方法、領悟學習之道,這比死記硬背有用得多,可以達到事半功倍的效果。首先,應重點抓好有機化學入門關。多年的教學使我深深感到有機化學教學之初有兩點最為重要:一是碳的四價即正確書寫烷烴的結構簡式;二是烷烴的命名。和其它課程不同,有機化學中有機物結構簡式的書寫不能有一點差錯,否則就是全錯,和一點不會沒什么兩樣,這就是我經常給學生講的有機化學的“殘酷性”。當前學生在有機物結構簡式的書寫中多氫少氫、多鍵少鍵的現象比較普遍,考試時失分也較多,而書寫的依據就是碳的四價,因此通過強化烷烴結構簡式的書寫練習,幫助學生牢牢建立起碳的四價的概念對今后的學習十分重要。學生只要入了門,以后在學習其他類別有機物的結構簡式的書寫就可以觸類旁通,方便多了。另外和碳的四價一樣,烷烴的命名也十分關鍵,老師要有意識地設計各種類型的例題進行講評,并通過大量練習加深學生對命名規則的理解。如果烷烴的命名學生掌握好了,以后學習其他類別有機物的命名同樣也就容易多了,只需老師到時稍微點撥一下即可。這兩點在有機化學學習的入門階段顯得非常重要,教師應多花時間、多費精力,反復講解,打牢基礎,這是后續學習的根本,否則后面內容的學習學生將困難重重、異常吃力,甚至無從下手。其次,在反應方程式的教學上要避免死記硬背,應重在理解、講究方法。有機化學含有大量化學方程式,無論是從方程式數量還是書寫難度都是無機化學方程式所無法比擬的,如果學生仍沿用以前的學習方法一味死記硬背,不僅效率低下、容易出錯,而且一旦反應物發生變化,將無所適從,特別是醛、酮這一章反應復雜、產物龐大,更是難以記憶。因此老師在教學時應注重方法的引導,仔細講解反應機理,及時總結反應規律,變死記硬背為理解記憶。對于學生容易混肴出錯的地方,老師更應著重強調,比較對照,加深印象。例如我在講解CH2=CHCH3和Cl2的反應時,對反應可能出現的兩種情況進行比較對照:
學生錯誤率大為降低。再次,講練結合,以練促學。有機化學的教學光靠老師課上講解是遠遠不夠的,必須加大練習力度。教學中我發現這樣一個現象,即課上老師所講內容學生均能很好地理解,教學效果很好,可是不出三天便遺忘大半,一到考試即潰不成軍,原因很簡單,高估了職校學生的學習自覺性。那么如何解決這個困局呢?根據艾賓浩斯的遺忘曲線,行之有效的方法就是進行反復練習,強化記憶,以練促學。因此只要有時間課上我都要抽出十五分鐘進行課堂練習,對前幾次課所教內容進行默寫評分,記入平時成績,逼迫學生課后去復習鞏固。每隔一段時間我還會安排一次單元測驗,全面鞏固。實踐證明,效果很好,特別是方程式的記憶效果尤其明顯。最后,適當安排綜合性習題,系統復習已學知識。有機化學物質種類繁多、名稱復雜,反應機理各一,產物眾多,不少學生學后往往是一頭霧水,復習時缺少頭緒。為了幫助學生系統復習所學知識,我常適當安排一些綜合性習題,通過老師講解、學生練習,將其中涉及到的各類知識點加以梳理歸類,使學生由無目的被動記憶轉為有目標的主動理解,既加深了學生對知識的掌握程度,又提高了靈活運用能力。例如在講完羧酸這一章后,我會安排學生練習一道“乙烯乙酸乙酯”的合成題。這是一道綜合性很強的習題,包含了烯烴與水的加成、醇的氧化、酯化反應等諸多知識點。通過練習,學生對上述知識點有了一個全面而系統的復習,邏輯思維也得到了很好的拓展。
三、合理安排實驗,豐富教學手段,激發學習興趣。
有機化學的內涵是豐富的,但也是枯燥抽象的。如果學生上課整天坐在教室里面對結構式、反應式,時間久了再精彩的內容也會覺得索然無味,學習熱情也難持久,更別提激發學習興趣了。俗話說:“興趣是最好的老師?!蹦敲慈绾渭ぐl學生的學習興趣呢?實驗就是有效的方法之一。教師盡可能多地安排實驗,將課堂由教室搬進實驗室,讓學生親自動手觀察現象,不僅豐富了教學手段,激發了學生的求知欲望,同時又提高了學生的實驗技能和動手能力,使所學書本知識通過實驗得以驗證,加深了對理論知識的理解和掌握。往往一次實驗教學所取得的教學效果要比傳統課堂講解好過十倍。
篇3
在人類已知的化合物中,有機化合物占多絕大多數。與生命有關的有機化合物使地球充滿了生機和活力,新合成的數以千萬計的有機物豐富了我們的物質世界,滿足了人們的社會需要,提高了人們對物質及其變化的認識,有機物在我們的生活中無處不在,學習有機化學能激發學生學習化學的興趣,提高學生的科學素養。
有機模塊的課程標準要求:(1)初步掌握有機化合物的組成、結構、性質等方面的基礎知識;(2)認識實驗在有機化合物研究中的重要作用,了解有機化學研究的基本方法,掌握有關實驗的基本技能;(3)認識有機化合物在人類生活和社會經濟發展中的重要意義。
新課程倡導“從學生已有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發,幫助學生認識化學與人類生活的密切關系,關注人類面臨的與化學相關的社會問題,培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力。”“了解化學科學發展的主要線索,理解基本的化學概念和原理,認識化學現象的本質,理解化學變化的基本規律,形成有關化學科學的基本觀念”。依據以上標準有機教材在編排上力求從學生熟悉的有機物入手,通過各種模型、圖片、資料卡片、學生活動、思考與交流、實驗探究等欄目引導學生主動參與多種探究活動,經歷探究的過程,激發學習的興趣,通過生動直觀的表象,建立空間立體感,理解有機化學化學結構和性質及其用途之間的規律,及其現象的本質原因,形成有機化學的基本觀念:分類觀、結構與性質觀、反應觀等,學會觀察、實驗、查閱資料等收集信息的手段,及比較、分類、歸納、概括等方法。尤其是歸納法和演繹法,由典型代表物的性質推測出一類物質的性質,由一類物質的性質分析具體物質的性質。通過有機化學的學習,使學生感受到了有機化學結構上的奇妙與和諧,深刻體驗到了化學對個人和社會的貢獻。
有機化學有與無機化學學習相似的規律,也有其獨有的規律。下面以烷烴為例,探討有機化學的學習規律,認識有機化學結構和性質、用途之間的關系,掌握學習有機化學的方法及實驗技能,認識有機物對人類的重要作用。
烷烴是學習有機化學的基礎,是學習有機化學的門檻,在烷烴的學習中集中有機化學的核心概念――同系物和同分異構體,學習本章目的在于使學生初步了解學習化學的思維方法。
1 樹立結構決定性質的觀念――結構觀
1.1 建立立體結構
(1) 原子的成鍵方式及成鍵特征;
(2) 空間結構及原子的空間環境;
(3) 具體方法――物質結構理論、模型演示、動畫、學生自制模型;
(4) 關于結構的幾種表示方法――分子式、結構式、結構簡式、空間構型
以最簡單的有機物――甲烷為例,從物質結構分析碳原子的原子結構分析其成鍵方式,確定甲烷的分子式、電子式、結構式,分析化學鍵特征,在鍵長、鍵能、鍵角上都相等;再讓學生以碳原子為核心自制球棍模型,探究甲烷的空間結構:平面正四邊形、正四面體結構;用圖片和動畫、球棍模型和比例模型展示甲烷的正四面體結構,并與平面正四邊形進行比較:正四面體結構,鍵角是109?28?,四個氫原子的絕對位置和相對位置相同;若是平面正四邊形,鍵角是90 ?,四個氫原子的絕對位置相同,相對位置不同,C-H鍵成90?,C-H鍵成180?,這樣的區分為甲烷的取代反應生成物二氯甲烷只有一種結構埋下伏筆,從性質驗證反映其結構。后續課程從同分異構體的角度:二氯甲烷不存在同化異構體反證了甲烷的四面體結構,但學生對二氟二氯甲烷的在平面上不同寫法還不能區分,認為是同一種物質,說明學生對甲烷的四面體結構還沒有真正理解,學生對知識的理解是一個漸近的過程。
1.2 抓結構特點
甲烷的結構的典型特點是有C-H,立體結構。分析結構特點就從三個方面來看:(1)看化學鍵;(2)看原子間的連接方式;(3)看連接形狀及空間形狀:鏈和環;立體和平面。這樣從結構相似分析認識有機物的類別。比如烷烴的特點是:C-C,C-H;C-C連接成鏈狀;立體結構:看立體結構,一方面要看原子在空間的位置是平面結構還是立體結構,另一方面要看原子在空間的相對位置,是軸對稱圖形還是中心對稱圖形,哪些原子的空間位置相同,哪些不同。理解C-C單鍵可以旋轉,以C為核心的四個單鍵所成的原子或原子團在空間成立體結構,所以C原子周圍的四個單鍵所連接的原子或原子團可以任意互換。如果學生對這樣的結構認識比較深刻,學生看到物質的結構簡式,就很容易認識烷烴,不會由于在紙面上的位置不同,而誤認為是不同的物質。
1.3 抓結構的典型特征推測可能的斷鍵形式
把結構與化學反應的實質結合起來,學習有機反應,應抓住結構上的典型特點。比如烷烴的性質,主要的斷鍵形式是C-H斷裂,H原子被其它的原子或原子團所代替,發生取代反應。而以后要學的烯烴的性質,結構上的典型特點是C=C鍵,反應時,C=C鍵中一個鍵發生斷裂,在雙鍵兩側的碳原子各加上一個原子或原子團,這就是加成反應。
2 抓典型物質的典型性質――典型觀
2.1 與生活實際相聯系激發學生的學習興趣
有機物中最簡單有機物是甲烷,甲烷是重要的燃燒和化工原料,是重要的能源物質,是我國“西氣東輸”的重要工程,使學生認識到化學就在我們的身邊。提出問題甲烷為什么能做為能源物質和化工原料呢?
2.2 結構預測――可能的斷鍵和成鍵形式、實驗驗證
在分析甲烷結構的基礎上引導學學生探究分析C-H比較穩定,但在一定的條件也可以斷裂,可能的斷鍵形式,共有4個C-H可能斷裂,4個C-H可能一次斷裂或逐次斷裂
2.3 反應類型
穩定性:不與強酸強堿強氧化劑反應;一定條件下反應:燃燒反應――燃燒熱值大,燃燒產物無污染――高效清潔:學生寫熱化學方程式(復習已有的知識),寫化學方程式,與無機反應相區別“”,燃燒產物及應用:作為燃料的原因。在此基礎上引導學生進行元素的定性分析方法:
取代反應:結構預測――可能的斷鍵形式C-H;實驗驗證:甲烷與氯氣在光照條件下反應:探究反應的條件,通過實驗現象推測反應的產物。結合甲烷的空間結構和現象分析甲烷與氯氣的取代反應:斷鍵實質、產物,從而歸納總結取代反應是烷烴的特征反應。斷鍵的實質是C-H鍵發生斷裂,H原子被其它原子或原子團所取代,取代反應的比例關系是n(H):n(X2)=1:1,原子的空間位置保持不變,為鹵代烴的同分異構的思維形成作準備。由于甲烷中有四個H原子,取代反應是逐次進行的,所以取代反應的產物從一鹵代烴到四鹵代烴,產物為混合物,在烷烴的應用上通常不用于鹵代烴的制備,烷烴取代反應的意義更在于讓學生認識引導學生從結構上分析物質的性質,理解取代反應和斷鍵形式的關系,從而拉開有機學習的序幕。掌握學習有機化學的學習方法:結構性質反應用途。
3 抓住核心概念的學習――同系物、同分異構體
同系物和同分異構體的學習是有機化學中重要的核心概念。這兩個概念貫穿有機化學學習的始終,同系物概念的學習是有機物類別學習的重要體現。同分異構的學習,使學生認識到有機物與無機物在結構的典型差別,認識到有機物種類繁多的原因。引導學生建立這兩種概念的學習方式和思維方法,就顯得尤為重要。
從烷烴的甲烷入手,復習甲烷的性質,穩定性,取代反應;理解其結構特點,是一個四面體結構,空間中的四個氫原子的位置,為其氯代物是否有同分異構體作伏筆,也為理解烷烴的立體結構作準備。學習中雖然通過展示了甲烷的球棍模型和比例模型,力求建立空間立體概念,理解其氫原子只有一種,但在判斷二氟二氯甲烷的結構有幾種時,部分學生仍然寫成兩種甚至是更多種,說明學生對甲烷空間的立體結構并沒有真正的理解,在其潛意識里還認為是平面結構,可見學生對知識的理解是一個漸近的過程。在理解鞏固甲烷結構和性質的基礎上,引導學生學習其它的烴,從結構性質進行分析,這些物質在結構上的特點是:從元素組成上分,只有C和H兩種元素;從原子的成鍵方式看:C-C,C-H;從C原子的聯結方式上看,C-C連接成鏈狀;從空間結構上看C-C和C-H在空間連接上成立體結構;從分子組成上看,相差n個CH2原子團,通式相通都是CnH2n+2。從以上分析可知:烷烴在結構上相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團。在分析其性質,學生觀察書上的數據,發現烷烴在物理性質從狀態、密度、熔沸點上都呈現規律性的變化;又從其結構上的相似性推測,其它烷烴的化學性質也相似,都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,都能和鹵素單質發生取代反應。從以上結構和性質兩個方面進行歸納總結,這一類物質的間關系就是同系物關系。類似與無機化學的同主族元素。找出同系物的同和異,同系物一定是同一類物質,通式相同,結構相似,化學性質相似;異:分子式不同,相差n個CH2原子團,物理性質熔沸點一定不同。并與已學過的易混概念相比較:同位素、同素異形體、同種物質相比較,進行概念辨析。同系物的關鍵點在于讓學生理解同系物一定是同一類物質。
同分異構體的學習第一個層次重在理解結構上不同,雖然在紙面上的寫法不同,但卻是同種結構。第二個層次,是學會寫同分異構體,這是以后寫其它類別物質同分異構體的基礎,能寫出主鏈、支鏈,怎樣確定支鏈及支鏈的位置,怎樣找對稱;同分異構體書寫后能從對稱的角度:軸對稱或中心對稱,理解C-C可以旋轉,C原子周圍的四個單鍵不論在紙面上何種寫法,但結構只有一種,理解C原子的種類和H原子種類,為鹵代烴的同化異構體的書寫提供固著點。向學生滲透同分異構體的不同類別:碳干異構和位置異構。烷烴同分異構體的核心是抓住C-C可以旋轉,C原子周圍連接的四個單鍵的原子或原子團的空間位置相同;理解對稱軸和對稱中心。
在變式訓練中,學會抓住辨別同系物、同分異構體、同位素、同種物質、同位素、同素異形體、同種物質之間關鍵要素。同系物是同類物質,C數不同;同分異構體,是分子式相同,結構不同;同位素是同種原子;同種物質只是狀態不同;同素異形體,是同種元素的原子組成物質的原子個數或結構不同。
總之在有機化學入門學習時,抓住烷烴以上方面的學習,能迅速找到有機學習的敲門磚,為順利有效地進行后續有機化學的學習,掌握學習有機化學的思路方法打下扎實的基礎。
參考文獻
[1] 夏軍.淺談蘇教版《有機化學基礎》中科學方法的教育[J].中學生數理化(高中版?學研版),2011年02期.
[2] 劉蕾.中學有機化學知識內容的分析及教學策略研究[D].山東師范大學,2005年.
篇4
文章編號:1671-489X(2013)27-0040-03
1 前言
近年來,隨著國民經濟的迅速發展,生態安全以及環境污染等諸多問題隨之凸顯。高等院校有機化學實驗教學中所生成的污染物質,如果沒有經過處理便直接排放到環境當中,那么日積月累便會嚴重危害到學校乃至周圍地區的環境。所以,如何減少化學藥品及試劑、節約資源、降低污染,已經逐漸成為有機化學實驗教學有待盡快解決的一大問題。而“綠色化”教學理念的引入,則有助于以上問題的解決。所謂“綠色化”教學方法又被稱作“環境友好化學”“環境無害化學”。綠色化學在初始反應階段便采取污染預防的科學手段,以終端與過程實現零污染或者零排放為主要目標,并且著重強調“原子經濟性”的現代化概念,也就是將反應物中的原子充分利用起來,實現既防止污染又充分利用資源的目的。
2 有機化學實驗的概念及其意義
從總體上來看,有機化學是化學不可或缺的分支之一,又被稱為碳化合物的化學,是重點研究有機化合物的制備、性質以及結構的一門學科。對化學的發展而言,有機化學實驗發揮著尤為重要的推動作用,而且對當前化學工業的發展也是非常重要及必要的。
有機化學實驗是我國普通高等院?;?、化學、生物、農學、材料、環境、食品以及藥學等諸多專業本科生的必修課程,通常在有機化學實驗中會使用到有毒性的化學溶劑、化學試劑,有時還會合成有毒性的一些物質,這可以說是化學發展過程中必然會生成的污染。然而,全球均在積極倡導低碳的概念和綠色環保,所以,在化學實驗中所生成的有毒物質勢必會導致公眾反感的產生,主要涉及高腐蝕性的一些催化劑,實驗結束后所生成的廢液、廢渣、廢氣,如果對這些污染物處理不得當,便會對環境產生無法估量的危害及污染。與一般的污染相比,此類污染所帶來的影響會持續更久的時間。所以,如何將有機化學實驗的環境保護性加強,成為有機化學發展過程中的主要研究方向以及新課題;高等院校有機化學的綠色化教學理念如何建立起來,成為一項迫在眉睫的重要問題。
在教學與實驗的過程中,如何將“綠色化學”的概念灌輸給學生,是高校需要首先予以著重考慮及強調的問題,必須真正做到從認識上與觀念上意識到環保的重要性,意識到可持續發展才是真正意義上的根本發展,從源頭上認識到環境的保護與環境的發展,將有機實驗教學質量提高的同時,還要注意到可協調發展。
3 高校有機化學實驗教學現狀
與發達國家相比可知,我國高等院校有機化學發展技術及速度較為滯后,有機化學實驗尚且在最初原有的模式停滯,采取的仍然是以往傳統的教學方式,也就是性質實驗+基礎合成實驗+基本操作實驗。與西方對化學的重視程度相比,我國在有機化學實驗的教育教學中采取的仍然是遵從教材、照本宣科的模式,主動積極的創新與改革缺乏,這是有機化學實驗需要徹底摒棄的思想。而我國高等院校現在的有機化學實驗依舊是基本的、簡單的技能,比如水蒸氣蒸餾、重結晶、分餾、蒸餾、回流、萃取、過濾、攪拌、冷卻、干燥、加熱等。
以上這些基本的提煉、合成實驗均有一系列的弊端存在。一方面,在選擇的材料上,存在對環境污染的、威脅人身的、容易揮發的、毒性較大的物質,并且有些材質還具備相對較高的腐蝕性;另一方面,此類有著較多缺點的化學試劑,還有著很大的使用量和很高的使用頻率,將會有更多的化學廢棄物生成,而普通的肉眼是無法看到的,但是久而久之便會極大地破壞生態環境。除此之外,做過化學實驗的人都知道,這僅僅是一節課,結束課程后均是直接傾倒實驗結果,不會做出任何處理,從而產生相當嚴重的環境污染。并且此類化學實驗往往是經常做、反復做的,是毫無實際意義可言的。在以上分析可以知道,這均是與環境發展原則相背離的,是與綠色化學的基本概念相背離的。這些不僅威脅著人們的身體健康,并且會將一些永久性無法消除的威脅帶給人類。
4 有機化學實驗中綠色化教學的實施途徑
4.1 培養環境保護意識
大學生是有機化學實驗培養的主要對象,是國家未來的棟梁之才,在各個工作崗位上將會發揮出重要作用,因此,培養大學生的環境保護意識就顯得十分必要及重要。在有機化學實驗教學過程當中應當將“綠色化”的觀念灌輸給學生,重視學生可持續發展意識以及環境保護概念的培養,在實驗的始終貫穿綠色化,使學生切身關心與體會化學廢物的處理方法及廢物的產生,同時在今后的工作中保持環境保護責任與環境保護意識,以便于從源頭上防范污染,維護環境與化學的協調發展。
4.2 更新實驗內容
要重視化學實驗內容的更新,將具備環境保護性能的實驗項目開發與篩選出來,最大限度地減少或者避免使用有毒的化學試劑,而使用無污染的、常規的化學試劑來取代,以此減少環境污染。
1)開設多步合成的綜合性實驗,整合實驗內容。絕大多數有機化學實驗基本上均是合成實驗,當前的有機合成實驗內容大多是有著較強獨立性的化學實驗項目,各自對化學反應的一個類型進行考查。大量的實踐充分表明,可以按照教材中的實驗內容,把若干個實驗有效整合成為一組大實驗,僅在第一步實驗中投放該組大實驗所需要的反應物投料,隨后的幾步實驗則均對上一步實驗產品加以繼續利用。正是因為上個實驗產物是下個實驗所使用的原料,因而但凡上步合成實驗失敗,那么便無法進行下個實驗,這便需要充分確保每步合成的成功,只有這樣才能夠將最終期望的目標產物得到。此類多步驟的實驗有著相對較高的要求,更加有助于學生操作技能的訓練,有助于學生細致耐心工作習慣以及認真嚴謹科學態度的培養。
但是,在多步驟的有機合成實驗過程中,由于每個學生每次所做實驗的產量與產率是不盡相同的,必須按照實際合成的產品數量來對下次實驗所需反應物的配比與用量進行確定。所以,學生需要通過對相關資料的查閱,綜合采用所掌握的實驗方法和實驗原理,從而將最佳的反應條件找到,同時將實驗設計方案寫出。此類復雜的化學有機合成實驗,能夠讓學生切實掌握各類官能團間的轉化方法以及有機化學反應的機理,進而對內在的有機化學物關系加以全面掌握。更重要的是多步合成的綜合性實驗還將回收產品量和藥品經費開支減少,進而使得產品對環境所產生的消極影響降低,與綠色化教學的要求相切合。
2)微量、小量和常量實驗有機結合。近20年以來,發展較快的一種全新的化學實驗方法就是“微型化學實驗”,被稱之為“化學實驗的革命”。到目前為止,化學實驗的微型化與小型化已經逐漸成為化學發展的一種必然趨勢。有機化學實驗所使用到的化學試劑基本上是毒性大且容易爆炸、揮發、燃燒的物質,而實現化學實驗微型化以后,化學實驗試劑的使用量將會減少到原來的幾分之一甚至幾十分之一,這樣不僅使得化學試劑得以大大節約,而且促進了有機化學實驗安全系數的提高,化學實驗的反應時間也大大縮短,潛在的環境污染得以明顯減少。但是,絕大多數學生在中學學習階段沒有經歷有機化學實驗訓練,如果直接進行微量實驗,非常容易造成實驗的失敗,使得學生有畏懼情緒產生。考慮到與中學教學的銜接以及學生的起點,再加上今后的實驗特點等,微量、小量和常量的漸進法實驗教學,更加有助于學生循序漸進、由難及易地掌握各種實驗技術以及有機化學實驗技能,能夠將一開始做微型實驗的過大跨度缺陷克服,彌補學生認識常規實驗儀器的不足,使得學生概括性地比較與了解微型實驗,有助于學生嚴謹科學態度的培養,使得動手能力及操作能力更為規范,有助于實驗課程教學質量的提高。微量實驗往往需要很少的化學試劑,對環境所產生的污染非常之小,其低成本與安全性更加適用于開放性、設計性的試驗,與綠色化教學的要求相符。
4.3 強化實驗教學制度管理
按照當前現行的實驗室管理制度規章,與“綠色化”的要求相結合,高等院校的各個化學實驗室均應當在墻上最顯眼的地方貼上制度規章,在有機化學實驗室入門的地方貼上有機化學實驗課程的注意事項、實驗內容和大綱,以此正確引導學生開展實驗,從而實現規范化的實驗教學管理。為了能夠確保安全順利地進行實驗教學,還必須及時將實驗中的各類問題處理好。在實驗教學過程中,至少每個實驗室均應當配備一名值班人員,主要負責課后課前的理性檢查,具體工作為衛生、水電、門窗、實驗儀器、實驗試劑的使用情況及三廢處理、產品回收等,及時在指定的地點存放貼好標簽的廢品固液,然后做好專門的處理。
要構建起考核學生綠色化實驗的一套指標,明確要求學生在實驗課程前均必須將實驗預習做好,全面熟悉實驗操作流程和實驗步驟,關注實驗產物與反應物對環境的危害、潛在毒性和安全性。開始每次實驗之前,指導教師應當詳細認真地檢查學生的實驗預習情況,對有關的環境保護方法和環境保護知識進行闡述。比如,在對溫度計使用的正確方法進行講解時,要注意對汞毒副作用方面的知識進行補充,根據實驗要求在教學中選擇恰當量程和型號的溫度計,盡可能防止使用水銀溫度計,對不慎將溫度計打破后的處理方法和回收方法進行講解。在實驗開始的階段,首先,實驗教師要對實驗操作進行演示,詳細講解具體哪些實驗步驟會有什么樣的污染和反應物損失出現,如何避免及解決。在實驗過程中,要嚴格要求學生注意保持實驗臺面的有序、整潔和干凈,安裝儀器要牢固、合理,適當地控制冷凝水的流速,密切關注學生的各項操作,及時糾正及發現實驗中的錯誤,以便于充分確保實驗的安全。通過這些實驗嘗試,學生便可以在潛移默化中形成好的實驗習慣,環境保護意識也會由此提高。
4.4 建設綠色化學實驗室
應當明確的是,有機化學實驗室是最容易變成污染源的地方,這與綠色化實驗教學的要求是相抵觸的。因此,創設一個良好的有機化學實驗環境,是綠色化教學實施的重要先決條件。高等院校應當提起高度的重視,并且予以大力的支持,安裝通風設備在每間實驗室中,以便于改善換氣通風效果,進而解除師生受到無機酸氣、有機蒸氣等危害的后顧之憂。與此同時,還應當及時更新學生實驗臺,盡可能將木質實驗臺更換為有水斗的中央實驗臺,還要時刻保持實驗室的衛生,從而將安全、清潔的實驗教學環境帶給廣大師生。針對學生隨意丟棄火柴梗、廢棄濾紙和廢玻璃管等不文明行為及習慣,教師應當嚴格教育學生,向學生講解這些行為對周圍環境的危害,提高學生的環境保護意識和素質,讓學生主動積極地打掃實驗室衛生,精心維護實驗室衛生,并且重視廢棄物處理與回收。通過這樣的措施,學生的綠色化學意識不僅能夠得以強化,實驗技能得以提高,同時促使有機化學實驗綠色化的實現。
5 結束語
總之,隨著近年來人們環境保護意識的增強以及經濟的迅猛發展,我國高校應當切實立足于有機化學實驗教學的現狀,結合有機化學實驗污染性高、污染物產物多等一系列特點,積極地響應綠色化教學改革的號召,有針對性地采取科學有效的改進措施,更新實驗教學理念,創新實驗教學方法,在實驗教學中大力倡導綠色化的教學,真正實現整個有機化學實驗教學過程的綠色化,促進學生環境保護意識、環境保護理念的提升,從而為我國環保事業的發展做出不懈的努力。
參考文獻
[1]陳栓虎.有機化學實驗綠色化的探索[J].廣西師范大學學報:自然科學版,2003(1):52-53.
篇5
最先提出“綠色化學”理念的是美國化學會(American Chemical Society),由于順應經濟社會發展的客觀規律,很快即在世界范圍內廣泛流傳。綠色化學,簡單地說,是采用適當的化學原理減少,甚至消除工業生產對于生態環境的污染。
近年來,隨著環境污染事件不斷升級以及人們的環保意識不斷增強,[1]“綠色化學”所倡導的理念已經成為國內外高校關注的熱點。眾多大學化學教材以及高校的教學計劃均納入了綠色化學相關內容,積極向廣大學生推廣該理念,以期未來他們能將其運用在工作中。
一、 “綠色化學”理念在有機化學理論教學中的應用
(一)加強緒論課的教學
緒論課是一門課程的序幕,其教學的目的是使學生明確學習綠色化學的終極目標,啟發他們學習該課程的自覺性,激發學習興趣。因此,緒論課必須具備兩大特性:(1)概念性:緒論課應界定綠色化學的準確定義和涵蓋范圍,將綠色化學的產生、發展融會于化學史的整個進程中介紹給學生,保證化學學習的連續性;(2)方向性:緒論課應指出綠色化學現階段的發展狀況以及未來的發展方向,同時需要指導學生如何進行該方向的學習,需要具備怎樣的知識結構。
因此我們應當首先開場白式地介紹綠色化學的“前世今生”,以著名化學家、化學實驗、化工企業的事例證明綠色化學出現的重要性,從而形象生動地描述其對于化工產業、環境保護乃至全人類發展的偉大意義。在介紹有機化學的發展歷程時,簡單陳述生命力學說、實驗室的獲得、分子組成的確定、有機化合物和有機化學的定義、結構學說的建立等里程碑式的事件。通過這一過程使學生明白:其一,綠色化學的出現符合客觀世界的發展規律;其二,在具有探索精神和社會責任感的學者的努力下,綠色化學正在飛速地發展,并不斷取得里程碑式的成就。
然后向學生介紹國內外該領域的發展現狀。目前很多發達國家已經大范圍普及了綠色化學相關技術,從源頭上遏制了污染的排放量。但國內的工業污染物治理方法還停留在“末端治理技術”階段,因此大幅度增加了社會可持續發展的經濟成本,而且加大了原本已經十分脆弱的生態環境的負擔。
(二)通過實例說明“綠色化學”的好處
在課堂教學中通過對有機合成反應方法的對比,可以說明綠色合成的優點。本文以苯酚的制備反應和炔烴的水合反應為例。
(1)苯酚的制備反應
目前共有三種方法可以獲取苯酚:一是苯磺酸堿熔法,二是芳鹵衍生物水解法,三是異丙苯氧化法。苯磺酸堿熔法是將氫氧化鈉與苯磺酸鈉鹽共熔,即堿熔后便可以得到苯酚鈉,再經酸化,即得到苯酚。該法的優點在于轉化率高、設備簡單、產品純度佳;缺點則是產生廢液多、生產工序多、酸堿消耗量大。芳鹵衍生物水解法是加入大量酸堿,當鹵原子的鄰對位產生強的吸電子基團時進行水解反應。而異丙苯氧化法是一種綠色合成方法,以異丙苯在催化劑紫外線或過氧化物的作用下得到過氧化異丙苯,接著使用稀硫酸將其分解成丙酮和苯酚。該法的優點是可以得到有價值的副產品,每產生一噸的苯酚同時可得到0.6噸的副產品丙酮。顯而易見,從綠色化學的角度,我們應當舍棄苯磺酸堿熔法和芳鹵衍生物水解法,選擇異丙苯氧化法,以節約大量原料,并能減少污染。這個例子充分說明了在課堂上有效傳輸“綠色化學”理念的可行性。
(2)炔烴的水合反應
作為有機合成中官能團轉換的最重要的基礎反應——炔烴水合反應,現在已經有了更綠色的實驗方法。傳統的工業生產是以汞鹽為催化劑,加入炔烴與水反應得到醛和酮。該方法在生產乙醛上得到了廣泛的應用,但由于汞鹽是很難回收處理的,且反應中需要大量的硫酸,該方法已被發達國家淘汰。
在指導學生設計合成反應時,應將污染納入最佳合成路線的考量因素,綜合原料易得性、反應步驟數目、轉化率高低、分離提純難易等各個方面對其進行評估,做到真正無毒無害地實驗。通過這樣的說明,使學生理解“綠色化學”的理念,在未來的職業生涯中能夠利用化學創造更加清潔的環境。
二、“綠色化學”理念在有機化學實驗教學中的應用
(一)實驗教學中使用多媒體輔助教學
多媒體教學融會了聲音、動畫、圖片等,能夠極大程度地優化化學實驗:第一,可以增強實驗的可見度,從而使得實驗的演示效果更加逼真;第二,模擬實驗可以避免污染;第三,可以模擬工業化生產過程。比如學生對于接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸等大多數未見過的實驗,缺乏感性認識,而用計算機等高科技手段能真實表現出所有的生產環節,并可調整視圖大小反復播放,強化記憶;第四,可模擬化學鍵的斷裂和重新組合等肉眼難以看到的化學反應過程。
目前多媒體化學實驗教學資料豐富,為此,筆者建議開展如下教學改革:在總學時不變的基礎上,增加觀看多媒體錄像的課時,利用多元化教學手段,保證學生既能清晰地理解實驗原理,又能明確實驗的規范化操作。引入多媒體使得有機化學的實驗實現教學相長,確保學生能夠有機會了解并研究比較難以實現或者具有污染性的化學反應。
(二)提倡半微量化操作模式,嘗試探索微型化實驗
常量有機化學實驗由于是經過多次實驗的方案,因此通常操作便捷無需另行設計且反應現象非常明顯。但是,時代的進步和人們對于生活環境質量要求的提高使得傳統的常量實驗的缺點凸顯出來,比如試劑消耗量大、廢棄物污染嚴重等;除此之外,常量實驗的目的往往是為了復制、驗證,缺乏創新性、探索性,違背了大學教學的本質目的,不利于培養學生的科學意識。
基于此,許多學者對此進行了一些嘗試性的探索,目的是在減少藥品用量的同時又不影響實驗結果及實驗現象的觀察,半微量化操作模式漸漸在大學教學中流行起來。筆者也進行了半微量化操作模式的教學嘗試,實踐證明這樣不僅可行性較強,還能節省實驗成本和教學時間,給學生更加充分的實踐機會。
此外,筆者也在教學改革中引入了微型實驗這一與“綠色化學”緊密相連的概念。這一概念是由Butcher等[3]美國學者于1985年首次設計提出,經歷了較長發展和修正的時間,已經成為運用較為廣泛的化學實驗模式之一。其與半微量化模式相似,但是在實踐范圍上拓展到了化學實驗的完整過程中,也因此大大節約了成本 (一般節約開支90%[4]),從而也更加有效地減少對環境的污染。
(三)整合教學模塊,改革實驗內容,創新設計綜合實驗
傳統的有機化學實驗教學通常分為三大模塊:基本操作模塊、驗證性實驗模塊和合成實驗模塊?;静僮髂K是指化學實驗的入門操作,比如化學藥品的存放、反應器和容器的加熱蒸餾、計量儀器的使用、玻璃工操作等;驗證性實驗模塊是指各類化合物的性質驗證,比如銀鏡反應、不飽和烴和溴水的反應、酚與三氯化鐵的顯色反應等;合成實驗模塊是指考查學生完成化學實驗的整套流程,以及設計并完成綜合實驗的技能,比如樟腦的合成、間硝基苯酚的合成、八溴醚的合成等。目前這三大模塊在教學安排上較獨立,導致多數學生的實驗技能不夠熟練,常犯低級錯誤,因此也更遑論進一步獨立設計實驗了。另外,由于合成實驗模塊常常由于試劑利用率過低而導致其廢棄后對環境造成較大污染,嚴重有悖于綠色化學的4R原則。如果將這三大模塊有效結合起來,不僅能夠提高教學的質量,還能為環境保護做出貢獻。
先進實驗技術的引進、計算機輔助教學、實驗內容的推陳出新、引導學生選取環境友好型的化學試劑、微型化實驗規模、系列化實驗內容等,構成了有機化學“綠色化”的創新改革方向。只有在實驗教學中,由細節入手,深入對比、研究、探索綠色化學反應,加強綠色化學教育和環保意識,才有可能從根本上切斷污染源。綠色化學是進入成熟期的化學,雖然我們距離“零排放”這個目標很遙遠,與發達國家也存在差距,但是作為化學教學工作者,為環境減少污染是我們教學與科研的共同目標。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 朱文祥.綠色化學與綠色化學教育[J].化學教育, 2000(1):1.
[2] 鮑時安,張家登.化學史教育與教學[J].化學教育,2000(1):44
篇6
一、《涂料學》課程的特點和意義
高分子的主要應用領域集中在涂料、塑料、粘合劑和助劑四方面。進入21世紀以來,我國涂料行業發展迅速,對涂料行業科研技術人才的需求量大大增加[3]。為此,在國內一部分高校中的高分子相關專業開設了涂料相關課程?!锻苛蠈W》課程是建立在高分子化學、有機化學、無機化學、膠體化學、表面化學與表面物理、流變學、材料力學、光學和顏色學科基礎上的一門綜合性學科,但又不是這些學科的簡單加和而有其自身理論。對于高分子專業的學生而言,如何能將其學到的無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識貫穿統一起來,《涂料學》無疑是一個不二選擇。開設涂料課程,一方面使今后從事涂料行業的學生進入工作崗位后,盡快成為行業技術骨干;另一方面對于今后從事非涂料領域的高分子學生而言,課程的學習過程也是對之前學到的化學和材料學基礎知識鞏固、加強和提高的過程。
二、《涂料學》教學的主要內容
涂料學課程的內容多,課時少,教師難以在短時間內將涂料行業所需的內容講深、講透。在課程教學的過程中,教師應該堅持理論結合實際的教學方針,對知識結構優化調整,做到簡單而不淺顯,深奧而不枯燥。在教學內容上,要注重兩方面的統一:一方面注意《涂料學》課程章節間的聯系和統一,這門課程涉及到涂料概述、顏料、溶劑、樹脂等內容,各部分內容既相對獨立,又相互聯系;另一方面,要把握《涂料學》課程與無機化學、有機化學、物理化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識貫穿統一。教師在教學中應該重點介紹以下內容。
1.涂料的基本知識。這部分內容主要介紹涂料概念、組成、類別、功能以及發展概況。結合日常生活所接觸的涂料,使學生掌握涂料的基本概念、分類和作用。讓學生們了解到,現代涂料學的發展是以化學,特別是高分子科學為基礎,結合界面科學和流變學發展起來的。了解涂料的發展背景和面臨的挑戰,懂得涂料的發展趨勢。通過對目前報道較新的,具有特殊功能的涂料的介紹來激發學生對涂料的興趣,并為以后進行涂料的科學研究開好頭。
2.顏料相關理論。顏料和填料是涂料生產不可缺少的成分之一。其作用不僅是色彩和裝飾性,更重要的是改善涂料的物理化學性能,提高涂層的機械強度、附著力、防腐性能、耐光性和耐候性。讓學生了解遮蓋力、著色力和吸油值等基本概念。在授課過程中,這部分知識與物理化學中的雙電層理論聯系緊密,可以對以前的基礎知識鞏固提高。關于顏料的分散是教學的重點。
3.溶劑知識。溶劑是不包括無溶劑涂料在內的,各種液態涂料中所含有的,為使得液態涂料完成施工過程的必要的一類物質。原則上不構成涂膜,也不存留在涂膜中。在授課過程中,這部分知識與有機化學和高分子物理中的極性、溶解力、粘度等相關知識聯系緊密,可以對以前的基礎知識鞏固提高。在教學中,使學生掌握根據溶劑理論選用溶劑和改善涂料性能,了解有機溶劑對環境的危害,開發綠色水性涂料和高固體份涂料是涂料行業的趨勢。
4.樹脂知識。成膜物質是組成涂料的基礎,它具有粘結涂料中其他組分形成涂膜的功能,對涂料和涂膜的性能起到決定性的作用。例如,在丙烯酸樹脂章節中的內容與高分子化學基礎課中自由基聚合和聚合方法的相關知識密切聯系。不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂和聚氨酯章節中內容與高分子化學基礎課中的縮聚和逐步聚合相關內容聯系緊密。因此,授課的過程也是對以前的知識復習,深入體會和提高的過程,將這些基本知識與涂料制備技術相互滲透,相得益彰,這也正是開設《涂料學》課程的特色。
三、教學方法
1.教學與生活、生產相結合,注重理論聯系實際。涂料是一門理論性和應用性都很強的交叉學科。理論知識比較晦澀,但大多數基本理論知識都已經在本科基礎課教學階段涉及,在涂料課程中只是有針對性的學習,必須與實際結合才能使學得的知識深化和牢固,也才能引起學生的興趣。在教學的初期階段,為了使得學生盡快入門,熟悉涂料學,就要將日常生活、生產與涂料結合,介紹生活和生產中涂料的應用,提高學生從心理上對課程的接受程度。眾所周知,涂料學的特點是“入門易、學懂難”。為了提高教學效率,改善教學效果,必須要注重理論聯系實際。這種聯系實際上是基礎知識與涂料學的聯系;涂料學與實際應用的聯系。把涂料學作為有機化學、高分子化學、高分子物理等基礎知識實踐的對象,會使學生對所學過的基礎知識鞏固提高,為今后打下堅實的理論基礎。在涂料學理論實踐過程中,學生可以去涂料生產廠和研究院所參觀學習。學習涂料生產方法和檢測方法,了解生產設備和檢測儀器設備。學生往往很有興致,注意力高度集中,因此將理論知識寓于合適的實際背景中進行講授效果明顯。
2.開設涂料實驗。在高分子化學實驗的基礎上,開設涂料實驗課程[4]。高分子化學實驗中,一般開設甲基丙烯酸甲酯(或苯乙烯)的乳液聚合、聚酯合成實驗等,可以在這些實驗的基礎上,進一步開設丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯與異氰酸酯固化等,并且可以進一步開設乳膠漆的制造、涂料性能檢測等系列實驗,讓學生自己合成樹脂,自己配制涂料,自己對涂料和涂層進行檢測。通過實驗,不但將課堂所學到的理論知識通過實驗鞏固提高,而且訓練學生進行涂料生產和科學研究的方法,培養學生的動手能力,分析和解決問題的能力。
四、結語
總之,筆者對在高分子專業本科教學中開設《涂料學》課程的必要性、優化教學內容、改進教學方法進行了初探,提出開設《涂料學》課程的必要性:一方面,對于處于專業知識學習的學生而言,通過本課程的學習,加強他們對高分子專業基礎知識的鞏固,為今后從事高分子相關專業的工作打好堅實的理論基礎;另一方面,針對今后從事涂料行業的學生,涂料行業快速發展,科技含量越來越高,涂料學課程的開設正好可以滿足涂料行業對大批高層次科研技術人員的需求。
參考文獻:
[1]徐光憲.我對素質教育的認識[J].大學化學,2004,19(3):1-8.
[2]陳立貴,袁新強,李雷權,等.構建符合學校定位的高分子專業人才培養方案的研究[J].科技資訊,2009,(22),161-162.
篇7
The Teaching Research on the Connection between General Chemistry for Food Professional College Students and Chemistry in High School
Kong Lingyan et al.
(College of Food Science and Engineering,Nanjing University of Finance and Economic,Nanjing 210023,China)
Abstract:As a required basis course for food specialty of colleges,General Chemistry was the first chemical course for the university students. So it has played an important role. In this paper,the connection of chemistry teaching between food professional university and senior high school was introduced from the high school chemistry structure and the main points of the various modules under the new curriculum standard. And the influence of the current college entrance examination model to the general chemistry study was analyzed. And suggestions will provide reference for the reasonable arrangement of teaching progress and teaching methods for college teachers.
Key words:New curriculum standard high school chemistry;Food specialty;General chemistry;Current college entrance examination model
普通化學作為高等院校食品類專業的必修基礎課,是學生進入大學階段首先學習到的化學課程,因此處于高中化學與大學化學的銜接點上,具有重要的地位。普通化學作為整個化學學科的導論性課程,所講授內容一方面可以為其他課程如分析化學、有機化學、物理化學、生物化學、食品化學等課程提供必備的理論基礎,同時為學生的學習起著承前啟后的作用。多年普通化學教學實踐表明許多大一新生在剛進入大學時因學習習慣還停留在高中階段的“灌輸式”被動學習模式,不能很快的適應大學的學習節奏,自主學習能力、獨立分析解決問題能力等方面較為欠缺。另外,2003年開始進行的普通高中課程改革,使高中化學課程結構和高中實際教學情況都發生了很大變化。現在高等院系食品類專業招收進來的大一新生,其化學知識貯備情況,高中階段化學知識的覆蓋范圍,可否為大學化學學習提供必要基礎,以及高中化學的知識體系是否能夠成為大學化學課程體系的支撐,這些問題的解決對大學普通化學教學中幫助學生順利實現由中學化學到大學化學的過渡,激發學生學學化學的興趣,提高普通化學的教學質量起著重要作用。而在大學普通化學課程的教學中,教師對目前高中新課標知識體系與普通化學知識框架的銜接以及不斷改革的高考模式下,學生的高中化學基礎并不是很了解,在此,筆者將針對兩者之間的銜接方式,及現行高考模式對大一新生化學知識起點水平的影響展開討論,希望能夠引起相關教育工作者的關注與重視。
1 新課標下高中化學知識體系
目前,我國的基礎教育仍處在新一輪的改革中。高中化學新課程改革開始于2003年,隨著改革的逐步推進,到2010年,這一改革已在全國范圍內普遍推廣。這一改革對大學的化學教學產生了一系列的影響。因此,作為高等院校化學教師,了解高中新教材的知識體系,了解大一新生所具有的化學基礎對于提高普通化學教學質量具有重要意義。
1.1 高中化學課程設置及學習要求 2003年4月,教育部制訂頒布了《普通高中化學課程標準(實驗)》(簡稱新課標),目前新課程已實行了13a,稱之為現行高中課程。依據新課標要求,高中化學課程由若干課程模塊構成,分為必修、選修兩類。其中,必修包括2個模塊,以必修《化學》1和必修《化學》2兩本教材呈現;選修包括6個模塊,以6本選修教材呈現,分別是《化學與生活》《化學與技術》《物質結構與性質》《化學反應原理》《有機化學基礎》和選修《實驗化學》。必修課程為全體高中學生必須學習的內容,選修課程是必修課程的拓展和延伸,并且體現新課標的選擇性,可以為不同學生的個性化發展提供保障。
高中生要達到高中畢業的要求,需學習2個必修模塊內容加一個選修模塊內容。選修課程基本上是由各省市教育主管部門統一為高中生進行了模塊選擇。必修模塊內容一般安排在高一年級,所有高中生共同學習。到了高二文理分科,文科的學生一般選修《化學與社會》模塊內容,理科的學生一般選修《化學反應原理》模塊內容,并完成學業水平考試并達到合格以上,可以達到高中畢業的基本要求。各省市規定基本一致。
高考化學科目的考試內容包括必考內容和選考內容。必考內容涉及必修模塊中的“化學1”“化學2”及選修模塊中的“化學反應原理”的內容。選考內容涵蓋了選修模塊“化學與生活”“化學與技術”“物質結構與性質”“有機化學基礎”的內容,在試卷中匹配了各選修模塊的試題內容,分值相當,考生從中任選一個模塊內容考試。因此如果考生參加化學科目的考試還要繼續選修《物質結構與性質》《有機化學基礎》《化學實驗》等模塊中的1~2個,以達到高考的要求,即總共需要學習4~5個模塊的內容。
1.2 高中化學課程各模塊主要內容 高中化學教材選取的是宋心琦主編,人民教育出版社出版的普通高中化學系列教材[1]。
必修1:引入物質的量的概念,并介紹了相關定性和定量計算的知識,如物質的量濃度的計算;實驗室安全知識和基本的分離、提純操作方法以及溶液配制;物質分類的概念;離子反應、酸堿電離理物質,給出了傳統酸堿鹽的概念和水溶液中酸堿反應的實質;化合價概念,從電子轉移角度介紹氧化還原反應。
必修2:主要包括“物質結構基礎”“化學反應與能量”“有機化合物”和“化學與可持續發展”4個一級內容。通過這一模塊,學生學習了物質結構的初步知識,認識了元素周期表和元素周期律,學習了核外電子分層排布初步、化學鍵的概念;從化學反應基本原理出發,了解化學反應伴隨能量變化的本質,知道化學鍵、化學能與電能的相互轉化,定性了解化學反應速率及其影響因素和化學平衡概念;還學習了有機化學的入門知識。
以上內容充分體現高中化學內容的基礎性,與大學階段的普通化學中化學知識的基本框架性基本相符,基本能夠反映大學階段化學知識的風貌和基本輪廓。
化學與生活:注重化學與人類的關系,主要以日常生活為線索組織素材,貼近學生現實,極具親切感和科普性,體現化學與社會發展的關系以及化學的作用和應用。文科學生主要選修此模塊以達到畢業要求。
化學反應原理:包括“化學反應與能量”“化學反應速率與平衡”“溶液中的離子平衡”3個一級內容。內容上涵蓋了化學反應的基本原理,如焓變、熵變的概念及相關計算,化學平衡的概念及計算,化學反應速率的計算;還包括了溶液中的弱電解質的解離平衡以及原來大學化學的知識沉淀-溶解平衡。這些內容是必修2的延伸和擴展,與大學普通化學內容中的化學熱力學、化學反應基本原理、水溶液化學關系密切。目前各省市高中為理科學生指定選修此模塊,以達到高中畢業要求。
物質結構與性質:主要內容包括原子結構與性質、化學鍵與物質性質、分子間作用力與物質的性質。較為詳細、深入地介紹了原子結構初步知識和化學鍵以及分子間力等基本理論。還涉及了金屬晶體堆積類型的內容。有機化學基礎模塊在大學普通化學內容中未涉及,因此不作介紹。高考中考化學科目的學生一般會從這兩個模塊中選擇1個或2個模塊繼續學習。
化學與技術和實驗化學選修模塊,在目前大部分省市的高中很少會有學生選修,因此此處略去。必修模塊為學生打下了化學學科的共同基礎,是面向全體高中生的,具有基礎性和啟蒙性的價值選修模塊內容是必修模塊內容的延伸和擴展,在內容的深度和廣度上均有所加深[2]。
1.3 普通化學知識體系與高中化學知識的銜接 普通化學教材參考《普通化學》(第6版)(浙江大學普通化學教研組編著,高等教育出版社出版)[3]。主要內容包括化學熱力學初步、化學反應基本原理、物質結構基礎、水溶液化學、電化學基礎、元素化學等。新課標下高中課程設置基本上為大學化學做好了鋪墊,有些知識點是重復的,但是有些知識點之間仍然存在一些銜接問題。需要普通化學教學工作者根據具體的情況區別對待。
有待進一步深入學習的知識點:酸堿理論部分,高中化學只講了酸堿電離理論,給出了傳統酸堿鹽的概念;大學普通化學則是在酸堿電離理論基礎上著重介紹酸堿質子理論,重新定義酸、堿、兩性物質,擴大了酸、堿的范圍和酸堿反應的范圍。大學普通化學在氧化還原反應部分,引入更科學的氧化數概念取代高中化學中的化合價概念?;瘜W反應原理中反應速率部分,高中化學采用平均速率來表示,而普通化學是以瞬時速率來表示,并考慮了反應進度?;瘜W反應焓變的計算,高中化學采用Hess定律通過方程式的疊加間接計算,普標化學相關計算中引入標準摩爾生成焓的概念,并運用Hess定律直接計算反應的標準摩爾焓變。關于電子云的概念,高中化學只給出s、p軌道電子云輪廓圖(界面圖),未給出d軌道的圖;而普通化學通過引入波函數概念,根據波函數對電子云定量分析,得到原子軌道角度分布圖、電子云的角度分布圖、電子云的空間分布圖等3種圖。大學教師在講授這些內容時,應該以高中化學中的知識點為切入點,通過設置引導性、討論性問題的方式組織課堂教學,幫助學生順利實現由高中化學到大學化學的過渡,有利于激發學生的興趣。
普通化學獨有的內容(高中化學不涉及的內容):在大學普通化學內容中,有一部分是高中化學不曾涉及的,如系統和環境;相;化學反應的自發性;吉布斯函數變與化學反應進行的方向;反應級數、反應速率理論和活化能;稀溶液的依數性;緩沖溶液;溶度積的概念和定量計算;配位平衡;配位化合物的定義和命名;電極電勢及影響電極電勢的因素;原電池電動勢與吉布斯函數變的關系;分解電壓;電解的產物;三種分子間作用力的產生和特征;離子極化理論和鍵型的過渡。學生對這部分知識是陌生的,沒有任何知識基礎。大學化學教師在教學中要高度重視,作為難點講解,加深學生對知識點的認識。
2 高考模式對大學普通化學學習的影響
2.1 現行高考模式 自從2003年開始課程改革后,全國高考模式也隨之變化。最突出的特點是各省市可以自主命題,自己確定高考模式。改革到現在,各省市的高考模式一般為“3+X”或“3+文綜/理綜”模式。兩種模式中,“3”都指的是語文、數學、英語科目,為必考科目。在“3+X”模式中,X是指文科學生在政治、歷史、地理中任選1門或2門考試科目,理科學生在物理、化學、生物中任選1門或2門考試科目。例如目前上海市施行的是“3+1”模式,江蘇省施行的是“3+2模式”。“3+文綜/理綜”模式中,文綜考試科目是將政治、歷史、地理3門科目,綜合在一張卷子上,分成三個模塊出現;相應的理綜指的是理科的物理、化學、生物3門科目綜合在一張卷子上,分3個模塊出現。自2013年開始,理綜總分為300分(物理110分,化學100分,生物90分),例如北京市,安徽省,山東省,河南省等地區采用的是“3+文綜/理綜”模式。
施行“3+X”高考模式地區的理科考生來講,除了必考科目,任選科目中可以不選擇化學科目。在學完高中階段要求的化學內容后就不再接觸化學。這就導致目前高等院?;瘜W專業或非化學專業大一新生化學基礎、化學知識儲備有很大的差異。
2.2 現行高考模式對大學普通化學課程學習的影響 “3+X”模式的文科考生及“3+文綜”模式的考生,在高一和高二階段完成了“化學1”“化學2”“化學與社會”3個模塊內容的學習,“3+X”模式中不考化學科目的理科考生,完成了“化學1”“化學2”“化學反應原理”3個模塊內容的學習,均達到高中畢業要求,可以不再繼續學習化學課程。因此具備了3個模塊的化學知識儲備,能夠為普通化學課程的學習提供了一定的基礎。但因為只在高中低年級學習,升入大學后再學習化學相關課程,可能將面臨“從零開始”的困境[4]。
因高考化學科目的考試內容中包括必考和選考內容,所以“3+X”模式中參加化學科目考試的理科考生及“3+理綜”模式的考生,除了完成高中畢業要求的“化學1”“化學2”“化學反應原理”3個模塊內容,一般還需要在高二及高三階段繼續學習化學課程中的選修模塊內容。有的選擇學習了“物質結構與性質”模塊,有的選擇了“有機化學基礎”模塊,有的兩個模塊均選擇。這部分學生經歷了高一到高三持續的化學課程學習、訓練,學習內容上更加深入,因此具有較好的化學基礎,將對大學階段的化學課程學習提供較大的幫助。但因為所選修模塊的差異,學生的基礎不盡相同,僅選修“有機化學基礎”模塊的學生,對后續學習有機化學課程有一定幫助,但物質結構知識方面欠缺;僅選修“物質結構與性質”模塊的學生,學習普通化學課程得心應手,但對學習有機化學課程幫助不大。
2.3 南京財經大學食品類專業學生的化學基礎情況調查 為了解現行高考模式下高等院校入學階段學生的化學知識起點情況,選擇南京財經大學校食品科學與工程學院食品科學與工程、食品安全與質量控制2個專業的13、14、15級學生為調查研究對象,采用調查訪談的方法,主要從生源地、高考模式兩個角度對學生進行了訪談。所得數據結果如下表所示。
分析表中數據可知,近3a來,我校食品科學與工程學院每年所錄取的新生中,“3+理綜”模式及“3+X”模式參加化學科目考試的學生人數較多,在每一級所訪談的學生中所占比例分別為,13級71.25%,14級72.61%,15級為71.60%。并且近3a來的比例變化不大,說明我院生源比較穩定。同時也說明7成多的學生高中起點的化學知識基礎較好。“3+X”模式中未選考化學科目及“3+文綜”模式的學生也占了一定的比例,其中13級為28.75%,14級為27.38%,15級為28.39%。說明每一級都有近30%的學生僅高中低年級階段學習了化學課程,所學內容較淺顯、不系統,同時因為間隔時間較長,因此高中化學基礎知識可能已經遺忘殆盡。
3 總結與展望
綜上所述,現行高中化學課程內容的設置,對于參加化學科目高考的學生而言,高中階段所學習的化學知識基本與大學普通化學知識框架基本符合。而對于不參加化學科目高考的學生而言,其在高中階段只需學習必修2個模塊和選修1個模塊的學習即可達到高中畢業的要求,因此所學化學知識只是具有啟蒙性加基礎性的意義。另外從現行高中化學各模塊知識點與大學普通化學銜接的角度,有些知識點是重復的,有些知識點介紹方式及深度與大學普通化學有所不同,所涉及的范圍也遠不及普通化學廣泛,知識的系統性,也有待學生在大學化學學習中進一步完善、提高。大學教師在教學中應根據普通化學知識點與高中化學知識點的銜接情況,合理安排教學內容,教學進度。對于重復的知識點可以不講或少講,將寶貴的時間放在需要加深和未曾學習過的知識點上。另外,現行的高考模式決定了食品類專業大一新生的化學知識起點參差不齊,有的學生選考了化學科目,有的考生沒有選考化學科目,有的是文科生源。因此我們應關注學生的知識差異和個性差異,依據“因材施教” 的教育原則,在細致、透徹講授知識的同時注重學習方法的引導,促進每一個學生都能發展進步。
參考文獻
[1]宋心琦.高中化學[M].北京:人民教育出版社,2003.
篇8
瓶頸,中文的抽象意義為易生阻礙的關鍵環節。打一個比方就是一個木桶能裝多少水,取決于最短的那塊木板,而不是取決于最高的那塊木板,本來木桶很大,可是由于有一塊木板很短,所以木桶的的容量不能全部被使用,而被最短的木板限定了。最短的這塊木板就可以稱呼為"瓶頸"。凡事疏通了這些“關”、“節”,就會使“瓶頸”前后二者暢通、靈動、開闊起來。學生在復習化學的過程中產生“瓶頸”的主要原因是,化學知識點多,零散難記,加上缺乏了分析、歸納、提煉、遷移、探究等多方面的能力,以及必要的化學學習方法(比如對比法、模型法等)和學科學習思想(比如守恒思想、結構與性質思想等)等。在高三系統復習時,有時就顯得“束手無策”。比如2004年高考理綜第12題:取ag某物質在氧氣中完全燃燒,將其產物跟足量的過氧化鈉固體完全反應,反應后固體的質量恰好也是增加了ag。下列物質中不能滿足上述結果的是()
要解決該題,需要以下能力:
一是分析能力:不管哪種物質完全燃燒后,產物是H2O或CO2或是二者混合物,再通過足量Na2O2放出O2,以H2為例,用方程式表示過程是:
學生分析、提煉到此,選出D就輕而易舉。
而學生往往缺乏這種分析、提煉、遷移能力等。所以只能懵懂地就題論題,解決一個算一個,不能由此披荊斬棘,解決一片類似的題目。筆者把學生在復習中最需要具備的而又缺乏的能力和方法歸納為復習化學的“瓶頸”。
因此疏通學生復習化學 的“瓶頸”的教學策略是教師在教學實踐中要注意培養學生的多方面能力與學習方法,使學生遇到新情景、新信息時能將所學的知識、方法、技能融合起來,順利解決問題。
1“設計實驗裝置能力”的教學策略
所有理科的發展都是從實驗開始的。通過實驗來探索問題或證明命題,是用事實戰勝雄辯的有力手段。設計實驗裝置是化學的一種要求較高的綜合能力,改進和創新實驗就成為考查知識和能力的一種永恒題型。
例1:設計能較長時間保持Fe(OH)2呈白色的制備裝置。
(教師設計情境)①回憶課本中制備Fe(OH)2的裝置;②裝置中滴管的非常規操作的作用是什么?實驗中為什么使用新制的FeSO4溶液和煮沸過的NaOH溶液?③由于學生只觀察到Fe(OH)2的瞬間白色,說明上述措施的局限性。這節課就是請同學們發揮聰明才智設計能較長時間保持Fe(OH)2呈白色的制備裝置。
(意圖說明)逐步引導學生回憶問題的知識歸屬,理解問題的由來和歸納問題的解決方向:是采取措施隔開空氣,就能較長時間地觀察Fe(OH)2的白色。采用分組方式增強組間學生的競爭性,組內學生的協作性,以鼓勵、激發學生的興趣。
(教師媒體展示)結合本校實際,提供儀器和試劑。
化學實驗方案設計的基本要求:科學性、安全性、可行性和簡潔性。
(學生設計)設計實驗方案,繪畫裝置圖。
(學生、生生討論)實驗方案,裝置的可行性。
(師生)到實驗室驗證可行性。
經過學生的努力和教師的引導,各組都設計出了自己的實驗裝置,學生顯得異常興奮。通過這樣練習,學生建構了“設計實驗裝置能力”。
筆者還乘勝引導學生:記錄白色固體變色的時間,比較各個裝置的優劣?,F整理如下:
學生比較分析:
A. b、c、d均起到一定的隔絕O2的作用,值得在課堂上演示;
B.隔絕O2的效果d>b>c,這與固體縫隙最小,O2幾乎無法進入反應體系;由于持續通入H2,體系處于一個動態中,所以隔絕O2的效果是b>c。
2 “有效復習有機物”的教學策略
到高三時,學生學習化學已經五年左右了,知識點可謂多如牛毛,學生要整理知識卻感到千頭萬緒無從入手。所以在備考復習時,如何指引學生“入門”,達到綱舉目張。激發他們學習熱情,最終實現主動、有效地復習是教師要探索研究的問題??v觀2000-2006年的高考試題,CO2是元素化合物專題復習的典型物質。筆者復習時就以CO2展開嘗試。
當學生還沉浸于例舉知識點的興奮中時,繼續下列工作:
(教師追問)將知識點按結構、物性、化性、用途等進行分類;按是否屬于氧化還原反應進行發類。
(分類的意圖)培養學生的收斂思維。也使學生感悟到物質的很多知識點都可以歸屬于結構、物性、化性、用途等,它們之間是決定和反映的關系。學習化性從共性(物質的類型和氧化還原反應分析)和特性入手。圖示如下:
通過這樣的思維訓練,學生不僅歸納了CO2的有關知識,更重要的是學生建構了復習無機化合物的思維方法。學生感覺收效不錯。他們由此可以歸納、整理SO2的有關知識。
3 疏通“有效復習有機物”的教學策略
有機化學知識是高考必考的內容之一,綜觀近幾年的高考試題,有機化學的主要考點是:同分異構體的概念及種類;官能團的性質與鑒別;有機物分子式、結構式的確定;有機化學方程式的書寫;有機反應類型的判斷和有機合成等。要達到有效復習有機化學知識,必須要做到:零星知識條理化、繁雜性質系統化、反應類型規律化、分析問題有序化。更具體的說,有機化學復習要抓住官能團的結構和性質,形成如下的知識體系:
同時將十余種有機物的官能團逐一放入網中,分析處理,然后再找出各類官能團之間的轉化關系,如下圖所示:
烯烴鹵代烴醇醛酸酯
建立官能團的轉化關系,會使我們很容易識別有機物類別,完成有機合成題,有機推斷題或有機框圖題。
4“知識網絡化、系統化”的教學策略
應用概念圖、網絡圖、對比圖等形式對化學知識進行梳理,是學生學習化學的主要策略。概念圖通常是將有關某一主題不同級別的概念或例題置于方框或圓圈中,再將相關的概念或命題用線、箭頭連接,形成關于該主題的概念或命題網絡。比如:
網絡圖是指將相關內容通過某種關系連接起來形成網絡。它和概念圖中各概念之間有層級關系不同,網絡圖中各主題之間沒有上位、下位的關系。例如:氮元素的單質及化合物之間的知識網絡圖為:
對比圖是指將相近、相似或相關概念利用圖表進行對比。例如:同分異構體、同素異形體、同位素、同系物等概念進行對比;電離、電鍍、電解、電泳以及原電池、電解池概念對比等。
5“解答化學問題思路”的教學策略
解答化學問題時,很多同學因為思路不清晰,常常導致無從下手。因此形成解題思路模型,使解答過程模式化、格式化是提高解題過程準確性的重要方法。比如:
為了驗證草酸受熱分解及其產物,用右圖裝置進行實驗,有人認為該裝置不合理。請你根據草酸晶體的某些物理常數和實驗目的,指出該裝置可能存在的不合理因素的主要原因。
解答策略:化學實驗方案設計評價的模式可從下列4個基本要求出發:
一是科學性:指實驗原理、實驗操作程序、實驗方法等。
二是安全性:造成大氣污染、人身傷害。
三是可行性:化學實驗藥品、儀器、設備及方法等在中學現有條件下可實現。
四是簡約性:實驗步驟少、時間短、藥品及裝置簡單、現象明顯。
據此,可得以下參考答案。
篇9
備課過程是根據課程標準的要求,將知識點進行梳理和篩選,結合學生的具體情況選取恰當的教學方法,優化課堂結構,以達到課堂教學效益最優化的目的。反思備課階段主要涉及以下幾方面。
1.教學內容反思
《乙醇》課題內容是以學生初中所學的有機化合物常識為基礎的,提倡從學生的生活經驗出發,在介紹了甲烷、乙烯、苯等烴的基礎上引入的,體現著由淺入深,由簡單到復雜的認知規律。課程標準要求:知道乙醇的組成和主要性質,認識其在日常生活中的應用[2]。教師要從學生生活實際和已有知識出發,從實驗開始組織教學內容,盡力滲透結構分析的觀點。教師需要特別注意的是必修中對有機化合物官能團的學習有所體現,但不能隨意加深。如:乙醇的性質是本節課的重點和難點,教師通過結構分析促進學生理解,但不能推演到醇類的性質,要合理確定教學重點、難點,避免超標增加難度而影響學生學習化學的興趣。
2.班級學情反思
從學生學習能力上看,經過近一個半學期的高中化學學習,學生已經初步學會了分析物質結構與性質的關系。從學生心理情況看,由于本單元知識十分貼近生活,都是生活中經常接觸到的物質,學生的情緒與心理都會處于一種興奮狀態,會產生一種自然的探究欲望。教師把握好上述學生的特點,對培養學生學習化學興趣將會大有幫助。從學生已有的對“乙醇”知識經驗看:知道乙醇的元素組成和化學式,知道乙醇易溶于水,易燃,能做燃料、溶劑。
3.學法教法反思
有機物同無機物相比,在組成、結構、性質等方面有著明顯的差別,因此有機化學知識是高一學生學習的難點之一。由于教學是分別針對某一具體有機物進行的,并且這些有機物的主要性質、典型反應及結構特點等內容有著明顯差異,這些知識間的內在聯系不易被發現或容易忽視[3]。
學生學習過程的主線設計為:從乙醇的組成、結構和性質出發,建立“組成―結構―性質―用途”的有機物學習模式,掌握學習和研究有機物的一般規律,為《有機化學基礎》(選修5)的學習打下堅實的基礎。
教學設計要對知識(教什么)和過程(如何教)做出決策,即要用恰當的方法教最有價值的知識。筆者教學前準備好供全體學生觀看乙醇的大型比例模型和課堂上讓學生自己搭建乙醇的小型球棍模型,化抽象為具體,促進對乙醇分子結構的理解,進而加深對乙醇脫水消去反應和與水對比分別跟鈉反應差異性等性質的牢固掌握。結合本節課課程特點,乙醇教學設計的主線是:詩歌引入小結已知的乙醇用途觀察乙醇物理性質動手搭建乙醇結構模型實驗探究乙醇主要化學性質拓展乙醇用途課后延伸探究。
本節課結束后,筆者發現學生對“結構決定性質”的理解要經歷一個漸進與發展過程。很多學生認為有機物的性質零亂而不系統的,有機反應是通過死記硬背來學習的,這樣造成很大的記憶負擔,覺得有機化合物的學習非常繁雜,學過亦忘記。因此筆者認為:醇羥基官能團是本節課的重難點之所在,要通過“乙醇”學習,建構“結構與組成決定性質,性質決定物質的用途”的學科觀念。
二、反思課堂進程的教學組織,促進有效教學
課堂教學的對象是活潑可愛的學生,因此課堂教學是一個復雜的動態的過程。教學中的反思要求教師全身心投入教學活動,關注所使用的方法和手段以及達到的效果,捕捉教學中的靈感,及時調整設計思路和方法,使課堂教學效果達到最佳。
1.創設情境導入過程的反思
本節課中,由李白《將進酒》:“人生得意須盡歡,莫使金樽空對月”引領學生走進乙醇,通過實物展示多種品牌的酒激發學生的興趣。教師請學生淺嘗葡萄酒,聞高度白酒,觀察乙醇,小結乙醇的物理性質。學生掌握很多關于酒文化的優美詩句,對課上品嘗葡萄酒感覺十分新鮮,學習氣氛很活躍。
但引入的內容不精練,占時過長。教師應力爭用最少的話語、最短的時間,迅速而巧妙地縮短師生間的距離以及學生與教材間的距離,將學生的注意力集中到聽課上來。
2.探究新知建構過程的反思
學習方法的引導要細致。學生進行乙醇催化氧化實驗很是興奮,實驗觀察往往是無序的。結果是實驗場面激動人心,學生描述實驗現象不全面。教師適時加強觀察方法的指導,引導學生從固體、液體、氣體三個方面來觀察和描述,即①固體:銅絲的顏色先后的變化;②液體:銅絲插入乙醇中,乙醇有什么現象;③氣體(或氣味):乙醇的氣味有怎樣變化。學習方法的指導才能更好促進學生的思維品質向更深度發展。同時要引導學生合理安排時間,使整個實驗過程更加緊湊。
教學預設與生成的處理要機智和靈活。學生觀察了乙醇與鈉的實驗,與以前學過的水與鈉進行比較討論。筆者發現討論中凸顯出學生對水的結構不清晰,限制了用類比方法討論的進行。這是課前沒有預設到的,教學時讓兩位學生在黑板上分別寫出乙醇和水的結構式,再鼓勵其他同學給予評判。
要關心學生的個性特點。教師應把自己的角色定位在引導者上,尊重學生的差異和多樣性,把培養學生積極進取、各具特色的個性作為一項重要的教育任務。如:學生討論乙醇與鈉反應機理時,通過有關實驗裝置和獲取的數據,經過合理推算得出:1mol乙醇與足量的鈉反應可得到0.5molH2,那是什么氫原子參加了反應?學生思考有三類氫原子:甲基氫、亞甲基氫和羥基氫,教師適時地從乙醇結構中氫原子的差異與獲得氫氣的比例關系上予啟發、推理。討論過程中教師要允許學生插話,因為課堂插話的學生通常是認真聽課、積極思考、思維敏捷的學生。教師不能為刻意完成教學任務而扼殺學生探究的積極性,可以根據需要適時地調整教學計劃,順應學生探究的需要,即順應學生發展的需要。但如何兼顧學生的發展和課堂時間的緊湊,教師還需要再做深入研討。
要加強知識網絡的構建。學習了乙醇性質,教師幫助學生建立起“乙醇乙醛乙酸”的知識網絡,進一步理解有機物之間的轉化,知道有機反應及有機化合物在生產、科研的重要作用,為后續了解有機合成做鋪墊。課后學生反應終于找到有機物學習入門的感覺,有著恍然大悟之感。
三、反思課后教學的拓展延伸,開展興趣活動
課后教師可以引導學生利用多種資源課后將乙醇內容加以深化,如利用教材“拓展視野”中假酒和交警檢測酒駕知識讓興趣小組學生做課后延伸探究,與課前收集信息設計方案呼應。
篇10
2、性質教學中培養觀察能力。在“乙烯”這一節講解乙烯的物理性質教學時,展示一瓶事先收集好的乙烯氣體。讓學生從顏色、狀態、氣味、溶解性、密度、毒性等幾個方面進行觀察思考,并和課本中的結論進行對照、分析,從而培養觀察能力。
3、結構教學中培養觀察能力。在氯化鈉晶體一節教學中,展示氯化鈉晶體結構模型,讓學生認真觀察Na+、Cl-的位置、晶體的空間構型、一個晶胞中Na+、Cl-的數目、立方體模型中,面、體的中心及對角線、每個Na+周圍距離最近且相等的Cl-數目;每個Na+周圍與它最近且距離的Na+數目……這樣的訓練不但傳授了知識,更重要的是培養了觀察能力。
二、實驗能力的培養
1、分析實驗裝置,培養實驗能力。根據實驗原理,對特定的反應物或生成物應選用哪種量取、混合、反應、加熱、除雜、干燥、檢驗、收集、吸收、緩沖(安全)的儀器?為何選用這些儀器以及之間大小?規格應怎樣協調、搭配?能否進行再調整?為什么?最后為達到良好效果選用的儀器應采取怎樣連接的位置順序?等等。
2、通過實驗操作培養實驗能力。例如在乙醛一節教學中,演示完乙醛的銀鏡反應和乙醛與氫氧化銅的反應后,我就請兩個同學來演示用甲醛代替乙醛的同樣反應,要求其它同學注意觀察并指出其錯誤。在演示完乙醇和鈉的反應實驗后,要求同學做鈉與水的實驗,有的同學竟用大塊的鈉并用手去拔。通過實驗操作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,提高了他們動手能力。
3、在實驗設計中培養實驗能力。例題:水蒸氣通過灼熱的煤產生的混合氣,其主要成分是CO、H2還會有CO2、CO和水蒸汽。請設計一個實驗,確定上述混合氣體中含有CO和H2。
該題通過限定儀器試劑,有目的地設計實驗,將實驗設計思路、裝置連接、實驗現象、物質性質、判斷依據等諸方面結合起來進行訓練,有利于學生實驗能力的提高。
三、思維能力的培養
1、比較思維能力的訓練。在教學過程中,新知識不斷涌現,新概念不斷的引入,這些知識和要領之間既有聯系又有區別。如量筒、移液管、滴定管、容量瓶等都能量出一定體積的液體,學生容易混淆。通過對它們的容量范圍、刻度規格、精確度等方面進行比較,找出各自的特點,學生才能真正理解每一種儀器的用途,才知道在什么情況下,用哪一種儀器。
2、概括思維能力的訓練。在化學課堂教學中,要在很短的時間內完成對各個對象的認識過程,教師要不失時機恰如其分地進行抽象、概括能力的培養。例如,有機化學教學中,銀鏡反應生成物的配平,教學生概括為“一、二、三”,即一水二銀三氨,醇、醛、酸、酯的教學時將各類有機物抽象概括為官能團,通過官能團的性質學習這些物質的性質。在進行有機物燃燒計算教學時,將它們抽象為各燃燒通式,既便于記憶,又培養了概括能力。
3、逆向思維能力的培養。在教學中對學生進行逆向思維訓練,從事物的相反功能去探索、質疑,不僅加深了知識理解,提高思維的靈活性,也有利于突破傳統思維的束縛,甚至會有意想不到的結果。1990年伏特發現了伏特電池,第一次將化學能變成了電能,英國化學家戴維就是善于逆向思維,進行了電化學研究,用電解法制取物質。1907年他選用電解熔融的蘇打和苛性鈉制得了鈉,同年用電解硼酸制出硼。1908年用電解法制備的汞齊加熱制得鈣、鍶、鋇、鎂等堿金屬,他總共發現了七種元素,可謂是逆向思維成功的范例。思維能力有好多種,由于篇幅所限,本文就談這幾種。
四、自學能力的培養
篇11
一、中職藥學專業學生化學學習現狀分析
進入職業學校的學生大部分初中學習能力比較薄弱,知識掌握不夠扎實。尤其是他們在初三才開始學習化學課,一年的化學學習有的學生甚至還沒入門就已經畢業了。面對薄弱的知識基礎,學生在化學課堂上往往聽得云里霧里,不懂的知識點越積越多,最后放棄學習化學。在后續的專業課學習中,由于化學沒學好,也影響其他課程的學習。
二、探尋方法,提高學生的化學學習興趣
針對中職藥學專業學生化學學習現狀,我們進行了一系列嘗試,以達到激發學生學習的積極性和能動性。
1.循序漸進,做好初中到職中的過渡
首先要充分了解學生初中的學習情況,把他們沒學好的知識點進行梳理和總結。在剛開始的新課教授過程中,盡量放慢進度,涉及初中的知識時要進行復習鞏固。例如,在講原子結構時復習前20號元素,在講溶液配制時,復習托盤天平的使用方法等。
2.明確學習目的,激發學習動機
藥學專業涉及的專業學科與化學關系緊密,但通過對班級學生調查,大部分學生對為什么學習化學感到疑惑。針對這種情況,我們開展了“說說我的專業”主題班會活動,邀請專業課老師走進班級,解答學生的疑惑,梳理化學與藥學專業的關系。比如需要用無機化學和有機化學的理論和方法進行藥物合成、了解藥物的構效關系;用分析化學來分析原料藥、藥物中間體及制劑中的有效成分及雜質。用化學的理論來解釋藥理、病理過程。另外在化學課堂上再一次明確學習目的和動機,有效改善了學生對學習化學的迷惘。
3.結合教學,引入與藥學相關案例
在化學教學過程中,對于教學過程中涉及的藥學相關內容,及時引入相關案例,提高學生的學習興趣。如,在講元素化合物知識時,可以介紹含碘的甲狀腺素、含鈷的維生素B12。在講到乙酰水楊酸(阿司匹林)時,可以介紹它在藥學方面的應用價值,是一種歷史悠久的解熱鎮痛藥。在講酯的結構時,舉例局麻藥鹽酸普魯卡因,它含有酯鍵,溫度和pH值都會影響水解速度。從而讓學生明白,一個小小的pH都會影響制劑的穩定性,加強他們對化學學習必要性的認識。
4.成立化學社團,提高積極主動性
在課堂之外成立化學社團,組織學生進行趣味化學相關活動。例如,開展“舌尖上的化學”調研活動,了解我們平時餐桌上的化學世界。開展講座“電影里的化學特技”等吸引學生興趣。另外可以開展一系列化學趣味實驗,如,肥皂的制取、固體酒精的制備、阿司匹林的制備等。通過實驗培養學生基本的實驗素質,同時在實驗中提高學生學習化學的主動性。
5.走進企業,了解專業,加強認識
中職藥學專業的學生今后的就業方向是藥廠生產一線或是藥店,我們組織學生走進企業進行參觀、調研和社會實踐。通過班級進企業活動,學生了解到在實際的工作過程中,我們需要用化學的知識對藥品進行檢測、維護、保存等。在調研過程中,企業很看重就業者是否有與藥學相關的執業證書,例如執業藥師,在執業藥師的考試中藥物化學、藥物分析的知識不少都與化學有關。在實踐過程中,學生切實感受到專業知識的重要性,而學好專業知識的前提是和化學的學習分不開的。通過一系列活動,讓學生深入了解專業,加強學習認識。
綜上所述,我們只有以學生為中心,了解他們的需求,給予正確引導,使學生能認識到化學對他們專業的重要意義。這樣,不僅使化學課堂不再乏味,還提高了學生的學習興趣。
參考文獻:
[1]汪煜華,劉運美,鄭興,等.藥學專業學生實踐教學模式的探討[J].西北醫學教育,2011,19(01):36-37.
篇12
林師講課重思維,常引余等發散思維,一題多解。會興起,便擴展所授知識,增余等見識。一日解有機化學,題目晦澀難懂,余雖盡力而不得其解,遂求助林師。林師以點破面,速解之,令余有撥云見日之感,林師亦興起,隨引甲乙丙丁諸醇與吾相見,又有戊己庚辛之烷前來助興,不覺已過飯時。
余常言于同學曰:“林師不怒則以,怒必驚人。”一日偶見其怒,果應吾言。那日恰逢大休將至,學生浮躁。林師正講課,門外忽有嘈雜聲。林師皺眉,關門復講,不多時聲更響,門外嘈雜不已。林師怒,雙眉豎而怒目睜,忽然站起,拍案而起,桌案似裂,推門大吼,如虎嘯山林:“你們閉嘴,都給我安靜!”門前喧鬧之聲立止,諸生畏,不敢言語,訕訕而去。林師復回身入門,講課如常,氣定神閑,似未曾怒。
嘗聞林師能文善武,一手太極拳出神入化,余以為林師身材高大,輾轉騰挪未必靈動,未信。一日大霧,吾早起而至操場,四下打量,忽見一人影在霧中隱現。視其上下騰飛,雖身材高大而不顯笨拙,且有靈動飄逸之感。不多時,其拳勢愈發凌厲,忽踏地而起,勢若擺尾神龍,翻入霧中不見,待到再見,卻已收拳停步矣。后聞同學言,方知林師卯時練拳,冬夏不斷。
篇13
1.3學生動手機會少,基本操作技能差由于實驗課時較少,學生人數較多,為了保證授課內容,對于稍微復雜的操作,教師一般在課前就把設備、儀器、耗材等實驗用品準備好,學生在實驗中機械的模仿老師的操作即可得出實驗結果,根據不了解其中的原理,而且課后實驗室很少開放,這樣學生的動手機會就很少,基本操作技能不能得到很好的培養。
2實驗教學改革
2.1改革實驗教學內容生物化學與分子生物學理論和實驗技術更新日新月異,實驗課教學也要順應學科發展,結合本校實際情況,跟據生化實驗的教學目的,在強調離心、電泳、比色、含量分析等生化基本操作的基礎上,結合生化學科發展動態以及臨床工作實際的需要,完善生化實驗教學內容,將生物化學實驗項目進行重新篩選,注重結合臨床醫學,減少落后的單純驗證性實驗,加強探索性和綜合性實驗,比如:雞血細胞DNA的提取純化與鑒定,從雞蛋清中提取某種蛋白成分,檢驗幾種市售品牌奶粉的蛋白質含量等。具體做法是將學生分成若干實驗小組,每個小組3~5人,由每個小組自主進行實驗設計,包括實驗目的、材料、儀器設備、實驗流程等,在指導教師審查修改通過后,在老師指導監督下做好實驗各項準備及實驗工作,最后根據實驗結果撰寫完整的實驗報告。這些設計性、綜合性實驗能夠讓學生體會到生物化學實驗的樂趣,理解生物化學實驗的重要作用,激發學生的學習興趣,引導學生全身心投入到生物化學的世界中。此外,在實驗課教學的時間安排上,根據實驗項目靈活地安排課時,充分利用周末和晚上的時間開放實驗室,并配備實驗指導老師,增加學生進行實驗操作的機會。通過這些措施,使學生加深對生化理論的理解,掌握生物化學實驗基本操作技能,培養學生的動手能力、綜合實驗能力和團結協作能力。
2.2改革實驗教學手段方法隨著多媒體教學的推廣應用,將傳統教學與多媒體教學相結合,開展多媒體實驗教學,通過視頻、圖像、聲音和動畫等多種媒介,把復雜抽象的概念、實驗原理和操作方法形象生動的展現出來,對學生的理解掌握大有裨益,從而提高了實驗教學效果。此外,生物化學教研室運用信息技術開發生物化學虛擬實驗平臺,對于不具備條件開展的生物化學實驗以虛擬實驗的形式進行模擬,虛擬實驗不受實驗條件的限制,對實驗教學是非常有益的補充,可以讓學生及時了解生物化學前沿技術,開拓學生的視野。
2.3改革實驗考核方式改變過去單純考核理論內容的做法,將生物化學考核改成兩部分進行,理論考核成績占70%,期末實驗考核成績占30%。實驗考核根據以下三個方面進行評分:實驗課出勤率占10%,實驗報告占30%,基本無機化學是醫學檢驗專業學生的第一門化學基礎課,它在化學學科中處于基礎、母體地位,可以為后續課程如有機化學、分析化學、生物化學及部分檢驗專業課程的教學提供必備的知識基礎。另外,作為入門必修課,無機化學的學習是學生建立專業思想和專業素質的重要階段,不僅能讓學生明確化學和醫學的聯系,而且技能考核(比如:移液管、移液器、離心機、分光光度計的使用等)占30%,綜合實驗能力占30%,其中實驗設計占10分,操作考試占20分,考試前兩周教師規定考試范圍和要求,開放實驗室讓學生動手訓練??己藭r學生當場抽簽,根據題目內容完成從準備到具體操作的整個流程,老師根據學生在實驗各個環節的表現作出評分。