引論:我們?yōu)槟砹?3篇有機化學入門知識范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)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(jīng)驗,不能適應(yīng)有機化學的學習,覺得有機化學內(nèi)容繁雜,毫無規(guī)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(jié)構(gòu)簡式表示;
②有機化合物性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系密切;
③有機化合物空間構(gòu)型的認識,需要一定的空間想象能力。
學生學習上難以適應(yīng)得狀況,如果不能調(diào)整過來,后續(xù)學習就會產(chǎn)生困難。
2.學習基礎(chǔ)、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(jié)構(gòu)常常想象不出來。
例如,學習同分異構(gòu)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(jié)構(gòu)說成是同分異構(gòu)體。
3.對官能團的結(jié)構(gòu)特征、主要性質(zhì)掌握不牢
有些學生對許多官能團的意義理解不透,區(qū)分不清。在學習或解題時,若不能辨清相關(guān)的官能團,就會出現(xiàn)思維障礙,從而導致錯誤。
例如,阿斯匹林的結(jié)構(gòu)簡式為:
則1mol阿斯匹林跟足量的naoh溶液充分反應(yīng),消耗naoh溶液的物質(zhì)的量為多少?
在解題中,學生知道羧基、酯基能與naoh溶液反應(yīng),但忽略了水解產(chǎn)物中有酚,酚也能與naoh溶液反應(yīng)。
4.逆向思維能力差,系統(tǒng)性不強
練習呆板,常常是"照葫蘆畫瓢",缺乏創(chuàng)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(shè)計合成 ,如果缺乏知識的系統(tǒng)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(fā)展。
二、解決有機化學學習障礙的對策
1.激發(fā)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?qū)W好有機化學,必須使教學能夠吸引學生,讓學生產(chǎn)生興趣,提高學習效果。在有機化學教學中,我們應(yīng)精心準備、認真安排教學內(nèi)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(fā)興趣的內(nèi)容,以保持學生的學習興趣。
例如,在同分異構(gòu)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(gòu)體的書寫訓練時,不妨讓學生練習"碳架"結(jié)構(gòu)書寫,同時可展示"碳架"結(jié)構(gòu)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(wěn)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(zhì)及重要應(yīng)用,而乙醇的化學性質(zhì)中,與活潑金屬反應(yīng)只限于鈉,氧化反應(yīng)限于催化氧化,脫水反應(yīng)限于分子內(nèi)脫水成烯。在習題課中深化要求,如消去反應(yīng)能否發(fā)生、哪些醇能被氧化為醛等。作業(yè)的布置應(yīng)注意難度和梯度。這樣,將難點分散到各個階段環(huán)節(jié),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(yǎng)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(jié)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(jié)構(gòu)復雜、與生產(chǎn)生活聯(lián)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(jié)有機化學的特點及學習的一般方法,學生將很難入門。
(1)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),進行歸納學習
有機化學學習的一般方法是:結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途→制法→同類物質(zhì)。因此,從結(jié)構(gòu)出發(fā),抓住官能團的特性是學好有機化學的關(guān)鍵。
例如,醛類物質(zhì)的官能團為醛基(-cho),由于醛基的特殊結(jié)構(gòu)決定了醛類物質(zhì)的化學性質(zhì)為既可以發(fā)生還原反應(yīng)(與h2加成反應(yīng))又可以發(fā)生氧化反應(yīng)(銀鏡反應(yīng)、與新制氫氧化銅的反應(yīng))。而含有醛基的物質(zhì)均可以發(fā)生上述反應(yīng),如:甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖、麥芽糖等都可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)。
(2)加強針對練習,及時總結(jié)規(guī)律
通過章節(jié)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(guī)律,在做中總結(jié)經(jīng)驗,學以致用,觸類旁通,以提高解題速度,培養(yǎng)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(jié)構(gòu)式的重要依據(jù)。
②根據(jù)有機物的衍變關(guān)系:烴→醇→醛→羧酸→酯,推斷有機物的結(jié)構(gòu),找出衍變關(guān)系中的突破口,然后逐層推導得出結(jié)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(zhì)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(zhì)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(fā)學生的學習興趣,這是搞好有機化學教學的前提和基礎(chǔ)。
教學中筆者發(fā)現(xiàn)不少學生由于基礎(chǔ)原因?qū)τ袡C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(zhàn)先敗。有此類想法的學生不在少數(shù),因此有機化學的第一堂課我總是要先對學生強調(diào)這是一門全新的課程,和以前所學的化學聯(lián)系不大,無論你以前化學成績的好壞現(xiàn)在大家都處在同一條起跑線上,都是從零開始,沒有基礎(chǔ)好壞之分,并列舉了一些基礎(chǔ)較差而通過努力取得優(yōu)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(chǔ)較差的同學同樣可以在有機化學這門課程取得優(yōu)秀成績,盡可能地消除他們心中的不安和恐懼,重新點燃內(nèi)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(fā)學習熱情和內(nèi)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(nèi)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(chǎn)生濃厚的興趣。如果有學生在學習中遇到挫折,老師應(yīng)積極關(guān)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(xù)努力。實踐證明,通過必要的思想工作,部分學生的學習態(tài)度和學習風貌發(fā)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(chǔ)。
二、講究方法,運用技巧,講練結(jié)合,重在理解,把握關(guān)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(zhì)、結(jié)構(gòu)命名之類的記憶內(nèi)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(nèi)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(yīng)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(lǐng)悟?qū)W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(yīng)重點抓好有機化學入門關(guān)。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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jīng)常給學生講的有機化學的“殘酷性”。當前學生在有機物結(jié)構(gòu)簡式的書寫中多氫少氫、多鍵少鍵的現(xiàn)象比較普遍,考試時失分也較多,而書寫的依據(jù)就是碳的四價,因此通過強化烷烴結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(guān)鍵,老師要有意識地設(shè)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(guī)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(yīng)多花時間、多費精力,反復講解,打牢基礎(chǔ),這是后續(xù)學習的根本,否則后面內(nèi)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(yīng)方程式的教學上要避免死記硬背,應(yīng)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(shù)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(yīng)物發(fā)生變化,將無所適從,特別是醛、酮這一章反應(yīng)復雜、產(chǎn)物龐大,更是難以記憶。因此老師在教學時應(yīng)注重方法的引導,仔細講解反應(yīng)機理,及時總結(jié)反應(yīng)規(guī)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(yīng)著重強調(diào),比較對照,加深印象。例如我在講解CH2=CHCH3和Cl2的反應(yīng)時,對反應(yīng)可能出現(xiàn)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(jié)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(fā)現(xiàn)這樣一個現(xiàn)象,即課上老師所講內(nèi)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(jù)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(nèi)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(tǒng)復習已學知識。有機化學物質(zhì)種類繁多、名稱復雜,反應(yīng)機理各一,產(chǎn)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(tǒng)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(zhuǎn)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(yīng)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(tǒng)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(fā)學習興趣。
有機化學的內(nèi)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(jié)構(gòu)式、反應(yīng)式,時間久了再精彩的內(nèi)容也會覺得索然無味,學習熱情也難持久,更別提激發(fā)學習興趣了。俗話說:“興趣是最好的老師。”那么如何激發(fā)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(xiàn)象,不僅豐富了教學手段,激發(fā)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(tǒng)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(shù)。與生命有關(guān)的有機化合物使地球充滿了生機和活力,新合成的數(shù)以千萬計的有機物豐富了我們的物質(zhì)世界,滿足了人們的社會需要,提高了人們對物質(zhì)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(fā)學生學習化學的興趣,提高學生的科學素養(yǎng)。
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(jié)構(gòu)、性質(zhì)等方面的基礎(chǔ)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(guān)實驗的基本技能;(3)認識有機化合物在人類生活和社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要意義。
新課程倡導“從學生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā),幫助學生認識化學與人類生活的密切關(guān)系,關(guān)注人類面臨的與化學相關(guān)的社會問題,培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力。”“了解化學科學發(fā)展的主要線索,理解基本的化學概念和原理,認識化學現(xiàn)象的本質(zhì),理解化學變化的基本規(guī)律,形成有關(guān)化學科學的基本觀念”。依據(jù)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(jīng)歷探究的過程,激發(fā)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(jié)構(gòu)和性質(zhì)及其用途之間的規(guī)律,及其現(xiàn)象的本質(zhì)原因,形成有機化學的基本觀念:分類觀、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)觀、反應(yīng)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(zhì)推測出一類物質(zhì)的性質(zhì),由一類物質(zhì)的性質(zhì)分析具體物質(zhì)的性質(zhì)。通過有機化學的學習,使學生感受到了有機化學結(jié)構(gòu)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(guī)律,也有其獨有的規(guī)律。下面以烷烴為例,探討有機化學的學習規(guī)律,認識有機化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、用途之間的關(guān)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(chǔ),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(gòu)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(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念――結(jié)構(gòu)觀
1.1 建立立體結(jié)構(gòu)
(1) 原子的成鍵方式及成鍵特征;
(2) 空間結(jié)構(gòu)及原子的空間環(huán)境;
(3) 具體方法――物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、模型演示、動畫、學生自制模型;
(4) 關(guān)于結(jié)構(gòu)的幾種表示方法――分子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式、空間構(gòu)型
以最簡單的有機物――甲烷為例,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析碳原子的原子結(jié)構(gòu)分析其成鍵方式,確定甲烷的分子式、電子式、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu):平面正四邊形、正四面體結(jié)構(gòu);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(jié)構(gòu),并與平面正四邊形進行比較:正四面體結(jié)構(gòu),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(qū)分為甲烷的取代反應(yīng)生成物二氯甲烷只有一種結(jié)構(gòu)埋下伏筆,從性質(zhì)驗證反映其結(jié)構(gòu)。后續(xù)課程從同分異構(gòu)體的角度:二氯甲烷不存在同化異構(gòu)體反證了甲烷的四面體結(jié)構(gòu),但學生對二氟二氯甲烷的在平面上不同寫法還不能區(qū)分,認為是同一種物質(zhì),說明學生對甲烷的四面體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特點
甲烷的結(jié)構(gòu)的典型特點是有C-H,立體結(jié)構(gòu)。分析結(jié)構(gòu)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(huán);立體和平面。這樣從結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu):看立體結(jié)構(gòu),一方面要看原子在空間的位置是平面結(jié)構(gòu)還是立體結(jié)構(gòu),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(zhuǎn),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(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)認識比較深刻,學生看到物質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(zhì)。
1.3 抓結(jié)構(gòu)的典型特征推測可能的斷鍵形式
把結(jié)構(gòu)與化學反應(yīng)的實質(zhì)結(jié)合起來,學習有機反應(yīng),應(yīng)抓住結(jié)構(gòu)上的典型特點。比如烷烴的性質(zhì),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(fā)生取代反應(yīng)。而以后要學的烯烴的性質(zhì),結(jié)構(gòu)上的典型特點是C=C鍵,反應(yīng)時,C=C鍵中一個鍵發(fā)生斷裂,在雙鍵兩側(cè)的碳原子各加上一個原子或原子團,這就是加成反應(yīng)。
2 抓典型物質(zhì)的典型性質(zhì)――典型觀
2.1 與生活實際相聯(lián)系激發(fā)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(zhì),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(zhì)和化工原料呢?
2.2 結(jié)構(gòu)預(yù)測――可能的斷鍵和成鍵形式、實驗驗證
在分析甲烷結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引導學學生探究分析C-H比較穩(wěn)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(yīng)類型
穩(wěn)定性:不與強酸強堿強氧化劑反應(yīng);一定條件下反應(yīng):燃燒反應(yīng)――燃燒熱值大,燃燒產(chǎn)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(yīng)相區(qū)別“”,燃燒產(chǎn)物及應(yīng)用:作為燃料的原因。在此基礎(chǔ)上引導學生進行元素的定性分析方法:
取代反應(yīng):結(jié)構(gòu)預(yù)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(yīng):探究反應(yīng)的條件,通過實驗現(xiàn)象推測反應(yīng)的產(chǎn)物。結(jié)合甲烷的空間結(jié)構(gòu)和現(xiàn)象分析甲烷與氯氣的取代反應(yīng):斷鍵實質(zhì)、產(chǎn)物,從而歸納總結(jié)取代反應(yīng)是烷烴的特征反應(yīng)。斷鍵的實質(zhì)是C-H鍵發(fā)生斷裂,H原子被其它原子或原子團所取代,取代反應(yīng)的比例關(guān)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(gòu)的思維形成作準備。由于甲烷中有四個H原子,取代反應(yīng)是逐次進行的,所以取代反應(yīng)的產(chǎn)物從一鹵代烴到四鹵代烴,產(chǎn)物為混合物,在烷烴的應(yīng)用上通常不用于鹵代烴的制備,烷烴取代反應(yīng)的意義更在于讓學生認識引導學生從結(jié)構(gòu)上分析物質(zhì)的性質(zhì),理解取代反應(yīng)和斷鍵形式的關(guān)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(jié)構(gòu)性質(zhì)反應(yīng)用途。
3 抓住核心概念的學習――同系物、同分異構(gòu)體
同系物和同分異構(gòu)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(xiàn)。同分異構(gòu)的學習,使學生認識到有機物與無機物在結(jié)構(gòu)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(zhì),穩(wěn)定性,取代反應(yīng);理解其結(jié)構(gòu)特點,是一個四面體結(jié)構(gòu),空間中的四個氫原子的位置,為其氯代物是否有同分異構(gòu)體作伏筆,也為理解烷烴的立體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)并沒有真正的理解,在其潛意識里還認為是平面結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基礎(chǔ)上,引導學生學習其它的烴,從結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行分析,這些物質(zhì)在結(jié)構(gòu)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(lián)結(jié)方式上看,C-C連接成鏈狀;從空間結(jié)構(gòu)上看C-C和C-H在空間連接上成立體結(jié)構(gòu);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(jié)構(gòu)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(zhì),學生觀察書上的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)烷烴在物理性質(zhì)從狀態(tài)、密度、熔沸點上都呈現(xiàn)規(guī)律性的變化;又從其結(jié)構(gòu)上的相似性推測,其它烷烴的化學性質(zhì)也相似,都不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,都能和鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)。從以上結(jié)構(gòu)和性質(zhì)兩個方面進行歸納總結(jié),這一類物質(zhì)的間關(guān)系就是同系物關(guān)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(zhì),通式相同,結(jié)構(gòu)相似,化學性質(zhì)相似;異:分子式不同,相差n個CH2原子團,物理性質(zhì)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(zhì)相比較,進行概念辨析。同系物的關(guān)鍵點在于讓學生理解同系物一定是同一類物質(zhì)。
同分異構(gòu)體的學習第一個層次重在理解結(jié)構(gòu)上不同,雖然在紙面上的寫法不同,但卻是同種結(jié)構(gòu)。第二個層次,是學會寫同分異構(gòu)體,這是以后寫其它類別物質(zhì)同分異構(gòu)體的基礎(chǔ),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(gòu)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(zhuǎn),C原子周圍的四個單鍵不論在紙面上何種寫法,但結(jié)構(gòu)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(gòu)體的書寫提供固著點。向?qū)W生滲透同分異構(gòu)體的不同類別:碳干異構(gòu)和位置異構(gòu)。烷烴同分異構(gòu)體的核心是抓住C-C可以旋轉(zhuǎn),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(gòu)體、同位素、同種物質(zhì)、同位素、同素異形體、同種物質(zhì)之間關(guān)鍵要素。同系物是同類物質(zhì),C數(shù)不同;同分異構(gòu)體,是分子式相同,結(jié)構(gòu)不同;同位素是同種原子;同種物質(zhì)只是狀態(tài)不同;同素異形體,是同種元素的原子組成物質(zhì)的原子個數(shù)或結(jié)構(gòu)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(xù)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(chǔ)。
參考文獻
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篇4
文章編號:1671-489X(2013)27-0040-03
1 前言
近年來,隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,生態(tài)安全以及環(huán)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(zhì),如果沒有經(jīng)過處理便直接排放到環(huán)境當中,那么日積月累便會嚴重危害到學校乃至周圍地區(qū)的環(huán)境。所以,如何減少化學藥品及試劑、節(jié)約資源、降低污染,已經(jīng)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(huán)境友好化學”“環(huán)境無害化學”。綠色化學在初始反應(yīng)階段便采取污染預(yù)防的科學手段,以終端與過程實現(xiàn)零污染或者零排放為主要目標,并且著重強調(diào)“原子經(jīng)濟性”的現(xiàn)代化概念,也就是將反應(yīng)物中的原子充分利用起來,實現(xiàn)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(zhì)以及結(jié)構(gòu)的一門學科。對化學的發(fā)展而言,有機化學實驗發(fā)揮著尤為重要的推動作用,而且對當前化學工業(yè)的發(fā)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校化工、化學、生物、農(nóng)學、材料、環(huán)境、食品以及藥學等諸多專業(yè)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(zhì),這可以說是化學發(fā)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(huán)保,所以,在化學實驗中所生成的有毒物質(zhì)勢必會導致公眾反感的產(chǎn)生,主要涉及高腐蝕性的一些催化劑,實驗結(jié)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(huán)境產(chǎn)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(xù)更久的時間。所以,如何將有機化學實驗的環(huán)境保護性加強,成為有機化學發(fā)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(diào)的問題,必須真正做到從認識上與觀念上意識到環(huán)保的重要性,意識到可持續(xù)發(fā)展才是真正意義上的根本發(fā)展,從源頭上認識到環(huán)境的保護與環(huán)境的發(fā)展,將有機實驗教學質(zhì)量提高的同時,還要注意到可協(xié)調(diào)發(fā)展。
3 高校有機化學實驗教學現(xiàn)狀
與發(fā)達國家相比可知,我國高等院校有機化學發(fā)展技術(shù)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(tǒng)的教學方式,也就是性質(zhì)實驗+基礎(chǔ)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(chuàng)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(xiàn)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(jié)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(huán)境污染的、威脅人身的、容易揮發(fā)的、毒性較大的物質(zhì),并且有些材質(zhì)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(tài)環(huán)境。除此之外,做過化學實驗的人都知道,這僅僅是一節(jié)課,結(jié)束課程后均是直接傾倒實驗結(jié)果,不會做出任何處理,從而產(chǎn)生相當嚴重的環(huán)境污染。并且此類化學實驗往往是經(jīng)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(huán)境發(fā)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(yǎng)環(huán)境保護意識
大學生是有機化學實驗培養(yǎng)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(fā)揮出重要作用,因此,培養(yǎng)大學生的環(huán)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(yīng)當將“綠色化”的觀念灌輸給學生,重視學生可持續(xù)發(fā)展意識以及環(huán)境保護概念的培養(yǎng),在實驗的始終貫穿綠色化,使學生切身關(guān)心與體會化學廢物的處理方法及廢物的產(chǎn)生,同時在今后的工作中保持環(huán)境保護責任與環(huán)境保護意識,以便于從源頭上防范污染,維護環(huán)境與化學的協(xié)調(diào)發(fā)展。
4.2 更新實驗內(nèi)容
要重視化學實驗內(nèi)容的更新,將具備環(huán)境保護性能的實驗項目開發(fā)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(guī)的化學試劑來取代,以此減少環(huán)境污染。
1)開設(shè)多步合成的綜合性實驗,整合實驗內(nèi)容。絕大多數(shù)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(nèi)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(yīng)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(nèi)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(yīng)物投料,隨后的幾步實驗則均對上一步實驗產(chǎn)品加以繼續(xù)利用。正是因為上個實驗產(chǎn)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?qū)⒆罱K期望的目標產(chǎn)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(tài)度的培養(yǎng)。
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(chǎn)量與產(chǎn)率是不盡相同的,必須按照實際合成的產(chǎn)品數(shù)量來對下次實驗所需反應(yīng)物的配比與用量進行確定。所以,學生需要通過對相關(guān)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(yīng)條件找到,同時將實驗設(shè)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(zhuǎn)化方法以及有機化學反應(yīng)的機理,進而對內(nèi)在的有機化學物關(guān)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(chǎn)品量和藥品經(jīng)費開支減少,進而使得產(chǎn)品對環(huán)境所產(chǎn)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(jié)合。近20年以來,發(fā)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(jīng)逐漸成為化學發(fā)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(fā)、燃燒的物質(zhì),而實現(xiàn)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(jié)約,而且促進了有機化學實驗安全系數(shù)的提高,化學實驗的反應(yīng)時間也大大縮短,潛在的環(huán)境污染得以明顯減少。但是,絕大多數(shù)學生在中學學習階段沒有經(jīng)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(chǎn)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(shù)以及有機化學實驗技能,能夠?qū)⒁婚_始做微型實驗的過大跨度缺陷克服,彌補學生認識常規(guī)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(tài)度的培養(yǎng),使得動手能力及操作能力更為規(guī)范,有助于實驗課程教學質(zhì)量的提高。微量實驗往往需要很少的化學試劑,對環(huán)境所產(chǎn)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(shè)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(xiàn)行的實驗室管理制度規(guī)章,與“綠色化”的要求相結(jié)合,高等院校的各個化學實驗室均應(yīng)當在墻上最顯眼的地方貼上制度規(guī)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(nèi)容和大綱,以此正確引導學生開展實驗,從而實現(xiàn)規(guī)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(yīng)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(wèi)生、水電、門窗、實驗儀器、實驗試劑的使用情況及三廢處理、產(chǎn)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(gòu)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(yù)習做好,全面熟悉實驗操作流程和實驗步驟,關(guān)注實驗產(chǎn)物與反應(yīng)物對環(huán)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(yīng)當詳細認真地檢查學生的實驗預(yù)習情況,對有關(guān)的環(huán)境保護方法和環(huán)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(jù)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(yīng)物損失出現(xiàn),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?shù)乜刂评淠牧魉伲芮嘘P(guān)注學生的各項操作,及時糾正及發(fā)現(xiàn)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(huán)境保護意識也會由此提高。
4.4 建設(shè)綠色化學實驗室
應(yīng)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(chuàng)設(shè)一個良好的有機化學實驗環(huán)境,是綠色化教學實施的重要先決條件。高等院校應(yīng)當提起高度的重視,并且予以大力的支持,安裝通風設(shè)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(yīng)當及時更新學生實驗臺,盡可能將木質(zhì)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(wèi)生,從而將安全、清潔的實驗教學環(huán)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(yīng)當嚴格教育學生,向?qū)W生講解這些行為對周圍環(huán)境的危害,提高學生的環(huán)境保護意識和素質(zhì),讓學生主動積極地打掃實驗室衛(wèi)生,精心維護實驗室衛(wèi)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(xiàn)。
5 結(jié)束語
總之,隨著近年來人們環(huán)境保護意識的增強以及經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,我國高校應(yīng)當切實立足于有機化學實驗教學的現(xiàn)狀,結(jié)合有機化學實驗污染性高、污染物產(chǎn)物多等一系列特點,積極地響應(yīng)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(chuàng)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(xiàn)整個有機化學實驗教學過程的綠色化,促進學生環(huán)境保護意識、環(huán)境保護理念的提升,從而為我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展做出不懈的努力。
參考文獻
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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(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀規(guī)律,很快即在世界范圍內(nèi)廣泛流傳。綠色化學,簡單地說,是采用適當?shù)幕瘜W原理減少,甚至消除工業(yè)生產(chǎn)對于生態(tài)環(huán)境的污染。
近年來,隨著環(huán)境污染事件不斷升級以及人們的環(huán)保意識不斷增強,[1]“綠色化學”所倡導的理念已經(jīng)成為國內(nèi)外高校關(guān)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(guān)內(nèi)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(yīng)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(fā)他們學習該課程的自覺性,激發(fā)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(yīng)界定綠色化學的準確定義和涵蓋范圍,將綠色化學的產(chǎn)生、發(fā)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(xù)性;(2)方向性:緒論課應(yīng)指出綠色化學現(xiàn)階段的發(fā)展狀況以及未來的發(fā)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(jié)構(gòu)。
因此我們應(yīng)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(yè)的事例證明綠色化學出現(xiàn)的重要性,從而形象生動地描述其對于化工產(chǎn)業(yè)、環(huán)境保護乃至全人類發(fā)展的偉大意義。在介紹有機化學的發(fā)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(jié)構(gòu)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(xiàn)符合客觀世界的發(fā)展規(guī)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(fā)展,并不斷取得里程碑式的成就。
然后向?qū)W生介紹國內(nèi)外該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。目前很多發(fā)達國家已經(jīng)大范圍普及了綠色化學相關(guān)技術(shù),從源頭上遏制了污染的排放量。但國內(nèi)的工業(yè)污染物治理方法還停留在“末端治理技術(shù)”階段,因此大幅度增加了社會可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟成本,而且加大了原本已經(jīng)十分脆弱的生態(tài)環(huán)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(yīng)方法的對比,可以說明綠色合成的優(yōu)點。本文以苯酚的制備反應(yīng)和炔烴的水合反應(yīng)為例。
(1)苯酚的制備反應(yīng)
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(jīng)酸化,即得到苯酚。該法的優(yōu)點在于轉(zhuǎn)化率高、設(shè)備簡單、產(chǎn)品純度佳;缺點則是產(chǎn)生廢液多、生產(chǎn)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(chǎn)生強的吸電子基團時進行水解反應(yīng)。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(yōu)點是可以得到有價值的副產(chǎn)品,每產(chǎn)生一噸的苯酚同時可得到0.6噸的副產(chǎn)品丙酮。顯而易見,從綠色化學的角度,我們應(yīng)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(jié)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(yīng)
作為有機合成中官能團轉(zhuǎn)換的最重要的基礎(chǔ)反應(yīng)——炔烴水合反應(yīng),現(xiàn)在已經(jīng)有了更綠色的實驗方法。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)是以汞鹽為催化劑,加入炔烴與水反應(yīng)得到醛和酮。該方法在生產(chǎn)乙醛上得到了廣泛的應(yīng)用,但由于汞鹽是很難回收處理的,且反應(yīng)中需要大量的硫酸,該方法已被發(fā)達國家淘汰。
在指導學生設(shè)計合成反應(yīng)時,應(yīng)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(yīng)步驟數(shù)目、轉(zhuǎn)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(yè)生涯中能夠利用化學創(chuàng)造更加清潔的環(huán)境。
二、“綠色化學”理念在有機化學實驗教學中的應(yīng)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(yōu)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(yè)化生產(chǎn)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(shù)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(xiàn)出所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié),并可調(diào)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(yīng)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(chǔ)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(guī)范化操作。引入多媒體使得有機化學的實驗實現(xiàn)教學相長,確保學生能夠有機會了解并研究比較難以實現(xiàn)或者具有污染性的化學反應(yīng)。
(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(jīng)過多次實驗的方案,因此通常操作便捷無需另行設(shè)計且反應(yīng)現(xiàn)象非常明顯。但是,時代的進步和人們對于生活環(huán)境質(zhì)量要求的提高使得傳統(tǒng)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(chuàng)新性、探索性,違背了大學教學的本質(zhì)目的,不利于培養(yǎng)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(jié)果及實驗現(xiàn)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(jié)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(shè)計提出,經(jīng)歷了較長發(fā)展和修正的時間,已經(jīng)成為運用較為廣泛的化學實驗?zāi)J街弧F渑c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(jié)約了成本 (一般節(jié)約開支90%[4]),從而也更加有效地減少對環(huán)境的污染。
(三)整合教學模塊,改革實驗內(nèi)容,創(chuàng)新設(shè)計綜合實驗
傳統(tǒng)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?zāi)K和合成實驗?zāi)K。基本操作模塊是指化學實驗的入門操作,比如化學藥品的存放、反應(yīng)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?zāi)K是指各類化合物的性質(zhì)驗證,比如銀鏡反應(yīng)、不飽和烴和溴水的反應(yīng)、酚與三氯化鐵的顯色反應(yīng)等;合成實驗?zāi)K是指考查學生完成化學實驗的整套流程,以及設(shè)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(shù)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(shè)計實驗了。另外,由于合成實驗?zāi)K常常由于試劑利用率過低而導致其廢棄后對環(huán)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(jié)合起來,不僅能夠提高教學的質(zhì)量,還能為環(huán)境保護做出貢獻。
先進實驗技術(shù)的引進、計算機輔助教學、實驗內(nèi)容的推陳出新、引導學生選取環(huán)境友好型的化學試劑、微型化實驗規(guī)模、系列化實驗內(nèi)容等,構(gòu)成了有機化學“綠色化”的創(chuàng)新改革方向。只有在實驗教學中,由細節(jié)入手,深入對比、研究、探索綠色化學反應(yīng),加強綠色化學教育和環(huán)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(fā)達國家也存在差距,但是作為化學教學工作者,為環(huán)境減少污染是我們教學與科研的共同目標。
[ 參 考 文 獻 ]
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[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(yīng)用領(lǐng)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(yè)發(fā)展迅速,對涂料行業(yè)科研技術(shù)人才的需求量大大增加[3]。為此,在國內(nèi)一部分高校中的高分子相關(guān)專業(yè)開設(shè)了涂料相關(guān)課程。《涂料學》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(chǔ)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(yè)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(chǔ)知識貫穿統(tǒng)一起來,《涂料學》無疑是一個不二選擇。開設(shè)涂料課程,一方面使今后從事涂料行業(yè)的學生進入工作崗位后,盡快成為行業(yè)技術(shù)骨干;另一方面對于今后從事非涂料領(lǐng)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(chǔ)知識鞏固、加強和提高的過程。
二、《涂料學》教學的主要內(nèi)容
涂料學課程的內(nèi)容多,課時少,教師難以在短時間內(nèi)將涂料行業(yè)所需的內(nèi)容講深、講透。在課程教學的過程中,教師應(yīng)該堅持理論結(jié)合實際的教學方針,對知識結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,做到簡單而不淺顯,深奧而不枯燥。在教學內(nèi)容上,要注重兩方面的統(tǒng)一:一方面注意《涂料學》課程章節(jié)間的聯(lián)系和統(tǒng)一,這門課程涉及到涂料概述、顏料、溶劑、樹脂等內(nèi)容,各部分內(nèi)容既相對獨立,又相互聯(lián)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(chǔ)知識貫穿統(tǒng)一。教師在教學中應(yīng)該重點介紹以下內(nèi)容。
1.涂料的基本知識。這部分內(nèi)容主要介紹涂料概念、組成、類別、功能以及發(fā)展概況。結(jié)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(xiàn)代涂料學的發(fā)展是以化學,特別是高分子科學為基礎(chǔ),結(jié)合界面科學和流變學發(fā)展起來的。了解涂料的發(fā)展背景和面臨的挑戰(zhàn),懂得涂料的發(fā)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(fā)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(guān)理論。顏料和填料是涂料生產(chǎn)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(lián)系緊密,可以對以前的基礎(chǔ)知識鞏固提高。關(guān)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(nèi)的,各種液態(tài)涂料中所含有的,為使得液態(tài)涂料完成施工過程的必要的一類物質(zhì)。原則上不構(gòu)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(guān)知識聯(lián)系緊密,可以對以前的基礎(chǔ)知識鞏固提高。在教學中,使學生掌握根據(jù)溶劑理論選用溶劑和改善涂料性能,了解有機溶劑對環(huán)境的危害,開發(fā)綠色水性涂料和高固體份涂料是涂料行業(yè)的趨勢。
4.樹脂知識。成膜物質(zhì)是組成涂料的基礎(chǔ),它具有粘結(jié)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?jīng)Q定性的作用。例如,在丙烯酸樹脂章節(jié)中的內(nèi)容與高分子化學基礎(chǔ)課中自由基聚合和聚合方法的相關(guān)知識密切聯(lián)系。不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂和聚氨酯章節(jié)中內(nèi)容與高分子化學基礎(chǔ)課中的縮聚和逐步聚合相關(guān)內(nèi)容聯(lián)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(shù)相互滲透,相得益彰,這也正是開設(shè)《涂料學》課程的特色。
三、教學方法
1.教學與生活、生產(chǎn)相結(jié)合,注重理論聯(lián)系實際。涂料是一門理論性和應(yīng)用性都很強的交叉學科。理論知識比較晦澀,但大多數(shù)基本理論知識都已經(jīng)在本科基礎(chǔ)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(jié)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(chǎn)與涂料結(jié)合,介紹生活和生產(chǎn)中涂料的應(yīng)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(lián)系實際。這種聯(lián)系實際上是基礎(chǔ)知識與涂料學的聯(lián)系;涂料學與實際應(yīng)用的聯(lián)系。把涂料學作為有機化學、高分子化學、高分子物理等基礎(chǔ)知識實踐的對象,會使學生對所學過的基礎(chǔ)知識鞏固提高,為今后打下堅實的理論基礎(chǔ)。在涂料學理論實踐過程中,學生可以去涂料生產(chǎn)廠和研究院所參觀學習。學習涂料生產(chǎn)方法和檢測方法,了解生產(chǎn)設(shè)備和檢測儀器設(shè)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(shè)涂料實驗。在高分子化學實驗的基礎(chǔ)上,開設(shè)涂料實驗課程[4]。高分子化學實驗中,一般開設(shè)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(chǔ)上,進一步開設(shè)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(shè)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(chǎn)和科學研究的方法,培養(yǎng)學生的動手能力,分析和解決問題的能力。
四、結(jié)語
總之,筆者對在高分子專業(yè)本科教學中開設(shè)《涂料學》課程的必要性、優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學方法進行了初探,提出開設(shè)《涂料學》課程的必要性:一方面,對于處于專業(yè)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(yè)基礎(chǔ)知識的鞏固,為今后從事高分子相關(guān)專業(yè)的工作打好堅實的理論基礎(chǔ);另一方面,針對今后從事涂料行業(yè)的學生,涂料行業(yè)快速發(fā)展,科技含量越來越高,涂料學課程的開設(shè)正好可以滿足涂料行業(yè)對大批高層次科研技術(shù)人員的需求。
參考文獻:
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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(yè)的必修基礎(chǔ)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(nèi)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(chǔ),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?qū)W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(yīng)大學的學習節(jié)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(jié)構(gòu)和高中實際教學情況都發(fā)生了很大變化。現(xiàn)在高等院系食品類專業(yè)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(chǔ),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(xiàn)由中學化學到大學化學的過渡,激發(fā)學生學學化學的興趣,提高普通化學的教學質(zhì)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(chǔ)并不是很了解,在此,筆者將針對兩者之間的銜接方式,及現(xiàn)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(guān)教育工作者的關(guān)注與重視。
1 新課標下高中化學知識體系
目前,我國的基礎(chǔ)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(nèi)普遍推廣。這一改革對大學的化學教學產(chǎn)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(chǔ)對于提高普通化學教學質(zhì)量具有重要意義。
1.1 高中化學課程設(shè)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(xiàn)行高中課程。依據(jù)新課標要求,高中化學課程由若干課程模塊構(gòu)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(xiàn);選修包括6個模塊,以6本選修教材呈現(xiàn),分別是《化學與生活》《化學與技術(shù)》《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》《化學反應(yīng)原理》《有機化學基礎(chǔ)》和選修《實驗化學》。必修課程為全體高中學生必須學習的內(nèi)容,選修課程是必修課程的拓展和延伸,并且體現(xiàn)新課標的選擇性,可以為不同學生的個性化發(fā)展提供保障。
高中生要達到高中畢業(yè)的要求,需學習2個必修模塊內(nèi)容加一個選修模塊內(nèi)容。選修課程基本上是由各省市教育主管部門統(tǒng)一為高中生進行了模塊選擇。必修模塊內(nèi)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(nèi)容,理科的學生一般選修《化學反應(yīng)原理》模塊內(nèi)容,并完成學業(yè)水平考試并達到合格以上,可以達到高中畢業(yè)的基本要求。各省市規(guī)定基本一致。
高考化學科目的考試內(nèi)容包括必考內(nèi)容和選考內(nèi)容。必考內(nèi)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(yīng)原理”的內(nèi)容。選考內(nèi)容涵蓋了選修模塊“化學與生活”“化學與技術(shù)”“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”“有機化學基礎(chǔ)”的內(nèi)容,在試卷中匹配了各選修模塊的試題內(nèi)容,分值相當,考生從中任選一個模塊內(nèi)容考試。因此如果考生參加化學科目的考試還要繼續(xù)選修《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》《有機化學基礎(chǔ)》《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(nèi)容。
1.2 高中化學課程各模塊主要內(nèi)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(zhì)的量的概念,并介紹了相關(guān)定性和定量計算的知識,如物質(zhì)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(zhì)分類的概念;離子反應(yīng)、酸堿電離理物質(zhì),給出了傳統(tǒng)酸堿鹽的概念和水溶液中酸堿反應(yīng)的實質(zhì);化合價概念,從電子轉(zhuǎn)移角度介紹氧化還原反應(yīng)。
必修2:主要包括“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”“化學反應(yīng)與能量”“有機化合物”和“化學與可持續(xù)發(fā)展”4個一級內(nèi)容。通過這一模塊,學生學習了物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(yīng)基本原理出發(fā),了解化學反應(yīng)伴隨能量變化的本質(zhì),知道化學鍵、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化,定性了解化學反應(yīng)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(nèi)容充分體現(xiàn)高中化學內(nèi)容的基礎(chǔ)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(guān)系,主要以日常生活為線索組織素材,貼近學生現(xiàn)實,極具親切感和科普性,體現(xiàn)化學與社會發(fā)展的關(guān)系以及化學的作用和應(yīng)用。文科學生主要選修此模塊以達到畢業(yè)要求。
化學反應(yīng)原理:包括“化學反應(yīng)與能量”“化學反應(yīng)速率與平衡”“溶液中的離子平衡”3個一級內(nèi)容。內(nèi)容上涵蓋了化學反應(yīng)的基本原理,如焓變、熵變的概念及相關(guān)計算,化學平衡的概念及計算,化學反應(yīng)速率的計算;還包括了溶液中的弱電解質(zhì)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(nèi)容是必修2的延伸和擴展,與大學普通化學內(nèi)容中的化學熱力學、化學反應(yīng)基本原理、水溶液化學關(guān)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(yè)要求。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì):主要內(nèi)容包括原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學鍵與物質(zhì)性質(zhì)、分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)。較為詳細、深入地介紹了原子結(jié)構(gòu)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(nèi)容。有機化學基礎(chǔ)模塊在大學普通化學內(nèi)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(xù)學習。
化學與技術(shù)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(chǔ),是面向全體高中生的,具有基礎(chǔ)性和啟蒙性的價值選修模塊內(nèi)容是必修模塊內(nèi)容的延伸和擴展,在內(nèi)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(nèi)容包括化學熱力學初步、化學反應(yīng)基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、水溶液化學、電化學基礎(chǔ)、元素化學等。新課標下高中課程設(shè)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(jù)具體的情況區(qū)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(tǒng)酸堿鹽的概念;大學普通化學則是在酸堿電離理論基礎(chǔ)上著重介紹酸堿質(zhì)子理論,重新定義酸、堿、兩性物質(zhì),擴大了酸、堿的范圍和酸堿反應(yīng)的范圍。大學普通化學在氧化還原反應(yīng)部分,引入更科學的氧化數(shù)概念取代高中化學中的化合價概念。化學反應(yīng)原理中反應(yīng)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(yīng)進度。化學反應(yīng)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(guān)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(yīng)的標準摩爾焓變。關(guān)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(shù)概念,根據(jù)波函數(shù)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(nèi)容時,應(yīng)該以高中化學中的知識點為切入點,通過設(shè)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(xiàn)由高中化學到大學化學的過渡,有利于激發(fā)學生的興趣。
普通化學獨有的內(nèi)容(高中化學不涉及的內(nèi)容):在大學普通化學內(nèi)容中,有一部分是高中化學不曾涉及的,如系統(tǒng)和環(huán)境;相;化學反應(yīng)的自發(fā)性;吉布斯函數(shù)變與化學反應(yīng)進行的方向;反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)速率理論和活化能;稀溶液的依數(shù)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(shù)變的關(guān)系;分解電壓;電解的產(chǎn)物;三種分子間作用力的產(chǎn)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(chǔ)。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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(xiàn);相應(yīng)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(xiàn)。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(qū)采用的是“3+文綜/理綜”模式。
施行“3+X”高考模式地區(qū)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(nèi)容后就不再接觸化學。這就導致目前高等院校化學專業(yè)或非化學專業(yè)大一新生化學基礎(chǔ)、化學知識儲備有很大的差異。
2.2 現(xiàn)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(nèi)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(yīng)原理”3個模塊內(nèi)容的學習,均達到高中畢業(yè)要求,可以不再繼續(xù)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(chǔ)。但因為只在高中低年級學習,升入大學后再學習化學相關(guān)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(nèi)容中包括必考和選考內(nèi)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(yè)要求的“化學1”“化學2”“化學反應(yīng)原理”3個模塊內(nèi)容,一般還需要在高二及高三階段繼續(xù)學習化學課程中的選修模塊內(nèi)容。有的選擇學習了“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊,有的選擇了“有機化學基礎(chǔ)”模塊,有的兩個模塊均選擇。這部分學生經(jīng)歷了高一到高三持續(xù)的化學課程學習、訓練,學習內(nèi)容上更加深入,因此具有較好的化學基礎(chǔ),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(chǔ)不盡相同,僅選修“有機化學基礎(chǔ)”模塊的學生,對后續(xù)學習有機化學課程有一定幫助,但物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識方面欠缺;僅選修“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊的學生,學習普通化學課程得心應(yīng)手,但對學習有機化學課程幫助不大。
2.3 南京財經(jīng)大學食品類專業(yè)學生的化學基礎(chǔ)情況調(diào)查 為了解現(xiàn)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(jīng)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(zhì)量控制2個專業(yè)的13、14、15級學生為調(diào)查研究對象,采用調(diào)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(shù)據(jù)結(jié)果如下表所示。
分析表中數(shù)據(jù)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(shù)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(wěn)定。同時也說明7成多的學生高中起點的化學知識基礎(chǔ)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(nèi)容較淺顯、不系統(tǒng),同時因為間隔時間較長,因此高中化學基礎(chǔ)知識可能已經(jīng)遺忘殆盡。
3 總結(jié)與展望
綜上所述,現(xiàn)行高中化學課程內(nèi)容的設(shè)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(yè)的要求,因此所學化學知識只是具有啟蒙性加基礎(chǔ)性的意義。另外從現(xiàn)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(tǒng)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(yīng)根據(jù)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(nèi)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(xiàn)行的高考模式?jīng)Q定了食品類專業(yè)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(yīng)關(guān)注學生的知識差異和個性差異,依據(jù)“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(fā)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.
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瓶頸,中文的抽象意義為易生阻礙的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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(guān)”、“節(jié)”,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(chǎn)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(jié)構(gòu)與性質(zhì)思想等)等。在高三系統(tǒng)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(zhì)在氧氣中完全燃燒,將其產(chǎn)物跟足量的過氧化鈉固體完全反應(yīng),反應(yīng)后固體的質(zhì)量恰好也是增加了ag。下列物質(zhì)中不能滿足上述結(jié)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(zhì)完全燃燒后,產(chǎn)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(yǎng)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(shè)計實驗裝置能力”的教學策略
所有理科的發(fā)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(zhàn)勝雄辯的有力手段。設(shè)計實驗裝置是化學的一種要求較高的綜合能力,改進和創(chuàng)新實驗就成為考查知識和能力的一種永恒題型。
例1:設(shè)計能較長時間保持Fe(OH)2呈白色的制備裝置。
(教師設(shè)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(guī)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(jié)課就是請同學們發(fā)揮聰明才智設(shè)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(nèi)學生的協(xié)作性,以鼓勵、激發(fā)學生的興趣。
(教師媒體展示)結(jié)合本校實際,提供儀器和試劑。
化學實驗方案設(shè)計的基本要求:科學性、安全性、可行性和簡潔性。
(學生設(shè)計)設(shè)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(jīng)過學生的努力和教師的引導,各組都設(shè)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(gòu)了“設(shè)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(yōu)劣。現(xiàn)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(yīng)體系;由于持續(xù)通入H2,體系處于一個動態(tài)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(jīng)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(fā)他們學習熱情,最終實現(xiàn)主動、有效地復習是教師要探索研究的問題。縱觀2000-2006年的高考試題,CO2是元素化合物專題復習的典型物質(zhì)。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(xù)下列工作:
(教師追問)將知識點按結(jié)構(gòu)、物性、化性、用途等進行分類;按是否屬于氧化還原反應(yīng)進行發(fā)類。
(分類的意圖)培養(yǎng)學生的收斂思維。也使學生感悟到物質(zhì)的很多知識點都可以歸屬于結(jié)構(gòu)、物性、化性、用途等,它們之間是決定和反映的關(guān)系。學習化性從共性(物質(zhì)的類型和氧化還原反應(yīng)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(guān)知識,更重要的是學生建構(gòu)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(guān)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(nèi)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(gòu)體的概念及種類;官能團的性質(zhì)與鑒別;有機物分子式、結(jié)構(gòu)式的確定;有機化學方程式的書寫;有機反應(yīng)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(zhì)系統(tǒng)化、反應(yīng)類型規(guī)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(jié)構(gòu)和性質(zhì),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(wǎng)中,分析處理,然后再找出各類官能團之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,如下圖所示:
烯烴鹵代烴醇醛酸酯
建立官能團的轉(zhuǎn)化關(guān)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(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化”的教學策略
應(yīng)用概念圖、網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(guān)的概念或命題用線、箭頭連接,形成關(guān)于該主題的概念或命題網(wǎng)絡(luò)。比如:
網(wǎng)絡(luò)圖是指將相關(guān)內(nèi)容通過某種關(guān)系連接起來形成網(wǎng)絡(luò)。它和概念圖中各概念之間有層級關(guān)系不同,網(wǎng)絡(luò)圖中各主題之間沒有上位、下位的關(guān)系。例如:氮元素的單質(zhì)及化合物之間的知識網(wǎng)絡(luò)圖為:
對比圖是指將相近、相似或相關(guān)概念利用圖表進行對比。例如:同分異構(gòu)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(chǎn)物,用右圖裝置進行實驗,有人認為該裝置不合理。請你根據(jù)草酸晶體的某些物理常數(shù)和實驗?zāi)康模赋鲈撗b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(shè)計評價的模式可從下列4個基本要求出發(fā):
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(shè)備及方法等在中學現(xiàn)有條件下可實現(xiàn)。
四是簡約性:實驗步驟少、時間短、藥品及裝置簡單、現(xiàn)象明顯。
據(jù)此,可得以下參考答案。
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備課過程是根據(jù)課程標準的要求,將知識點進行梳理和篩選,結(jié)合學生的具體情況選取恰當?shù)慕虒W方法,優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),以達到課堂教學效益最優(yōu)化的目的。反思備課階段主要涉及以下幾方面。
1.教學內(nèi)容反思
《乙醇》課題內(nèi)容是以學生初中所學的有機化合物常識為基礎(chǔ)的,提倡從學生的生活經(jīng)驗出發(fā),在介紹了甲烷、乙烯、苯等烴的基礎(chǔ)上引入的,體現(xiàn)著由淺入深,由簡單到復雜的認知規(guī)律。課程標準要求:知道乙醇的組成和主要性質(zhì),認識其在日常生活中的應(yīng)用[2]。教師要從學生生活實際和已有知識出發(fā),從實驗開始組織教學內(nèi)容,盡力滲透結(jié)構(gòu)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(xiàn),但不能隨意加深。如:乙醇的性質(zhì)是本節(jié)課的重點和難點,教師通過結(jié)構(gòu)分析促進學生理解,但不能推演到醇類的性質(zhì),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(jīng)過近一個半學期的高中化學學習,學生已經(jīng)初步學會了分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)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(jīng)常接觸到的物質(zhì),學生的情緒與心理都會處于一種興奮狀態(tài),會產(chǎn)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(yǎng)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(jīng)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(jié)構(gòu)、性質(zhì)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(zhì)、典型反應(yīng)及結(jié)構(gòu)特點等內(nèi)容有著明顯差異,這些知識間的內(nèi)在聯(lián)系不易被發(fā)現(xiàn)或容易忽視[3]。
學生學習過程的主線設(shè)計為:從乙醇的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)出發(fā),建立“組成―結(jié)構(gòu)―性質(zhì)―用途”的有機物學習模式,掌握學習和研究有機物的一般規(guī)律,為《有機化學基礎(chǔ)》(選修5)的學習打下堅實的基礎(chǔ)。
教學設(shè)計要對知識(教什么)和過程(如何教)做出決策,即要用恰當?shù)姆椒ń套钣袃r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(jié)構(gòu)的理解,進而加深對乙醇脫水消去反應(yīng)和與水對比分別跟鈉反應(yīng)差異性等性質(zhì)的牢固掌握。結(jié)合本節(jié)課課程特點,乙醇教學設(shè)計的主線是:詩歌引入小結(jié)已知的乙醇用途觀察乙醇物理性質(zhì)動手搭建乙醇結(jié)構(gòu)模型實驗探究乙醇主要化學性質(zhì)拓展乙醇用途課后延伸探究。
本節(jié)課結(jié)束后,筆者發(fā)現(xiàn)學生對“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的理解要經(jīng)歷一個漸進與發(fā)展過程。很多學生認為有機物的性質(zhì)零亂而不系統(tǒng)的,有機反應(yīng)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(jié)課的重難點之所在,要通過“乙醇”學習,建構(gòu)“結(jié)構(gòu)與組成決定性質(zhì),性質(zhì)決定物質(zhì)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(tài)的過程。教學中的反思要求教師全身心投入教學活動,關(guān)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(diào)整設(shè)計思路和方法,使課堂教學效果達到最佳。
1.創(chuàng)設(shè)情境導入過程的反思
本節(jié)課中,由李白《將進酒》:“人生得意須盡歡,莫使金樽空對月”引領(lǐng)學生走進乙醇,通過實物展示多種品牌的酒激發(fā)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(jié)乙醇的物理性質(zhì)。學生掌握很多關(guān)于酒文化的優(yōu)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(nèi)容不精練,占時過長。教師應(yīng)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(gòu)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(jié)果是實驗場面激動人心,學生描述實驗現(xiàn)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(xiàn)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(zhì)向更深度發(fā)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(yù)設(shè)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(fā)現(xiàn)討論中凸顯出學生對水的結(jié)構(gòu)不清晰,限制了用類比方法討論的進行。這是課前沒有預(yù)設(shè)到的,教學時讓兩位學生在黑板上分別寫出乙醇和水的結(jié)構(gòu)式,再鼓勵其他同學給予評判。
要關(guān)心學生的個性特點。教師應(yīng)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(yǎng)學生積極進取、各具特色的個性作為一項重要的教育任務(wù)。如:學生討論乙醇與鈉反應(yīng)機理時,通過有關(guān)實驗裝置和獲取的數(shù)據(jù),經(jīng)過合理推算得出:1mol乙醇與足量的鈉反應(yīng)可得到0.5molH2,那是什么氫原子參加了反應(yīng)?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(jié)構(gòu)中氫原子的差異與獲得氫氣的比例關(guān)系上予啟發(fā)、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(wù)而扼殺學生探究的積極性,可以根據(jù)需要適時地調(diào)整教學計劃,順應(yīng)學生探究的需要,即順應(yīng)學生發(fā)展的需要。但如何兼顧學生的發(fā)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(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。學習了乙醇性質(zhì),教師幫助學生建立起“乙醇乙醛乙酸”的知識網(wǎng)絡(luò),進一步理解有機物之間的轉(zhuǎn)化,知道有機反應(yīng)及有機化合物在生產(chǎn)、科研的重要作用,為后續(xù)了解有機合成做鋪墊。課后學生反應(yīng)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(nèi)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(shè)計方案呼應(yīng)。
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2、性質(zhì)教學中培養(yǎng)觀察能力。在“乙烯”這一節(jié)講解乙烯的物理性質(zhì)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(tài)、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(jié)論進行對照、分析,從而培養(yǎng)觀察能力。
3、結(jié)構(gòu)教學中培養(yǎng)觀察能力。在氯化鈉晶體一節(jié)教學中,展示氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)模型,讓學生認真觀察Na+、Cl-的位置、晶體的空間構(gòu)型、一個晶胞中Na+、Cl-的數(shù)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(shù)目;每個Na+周圍與它最近且距離的Na+數(shù)目……這樣的訓練不但傳授了知識,更重要的是培養(yǎng)了觀察能力。
二、實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)
1、分析實驗裝置,培養(yǎng)實驗?zāi)芰Α8鶕?jù)實驗原理,對特定的反應(yīng)物或生成物應(yīng)選用哪種量取、混合、反應(yīng)、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(guī)格應(yīng)怎樣協(xié)調(diào)、搭配?能否進行再調(diào)整?為什么?最后為達到良好效果選用的儀器應(yīng)采取怎樣連接的位置順序?等等。
2、通過實驗操作培養(yǎng)實驗?zāi)芰Α@缭谝胰┮还?jié)教學中,演示完乙醛的銀鏡反應(yīng)和乙醛與氫氧化銅的反應(yīng)后,我就請兩個同學來演示用甲醛代替乙醛的同樣反應(yīng),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(yīng)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(shè)計中培養(yǎng)實驗?zāi)芰Α@}:水蒸氣通過灼熱的煤產(chǎn)生的混合氣,其主要成分是CO、H2還會有CO2、CO和水蒸汽。請設(shè)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(shè)計實驗,將實驗設(shè)計思路、裝置連接、實驗現(xiàn)象、物質(zhì)性質(zhì)、判斷依據(jù)等諸方面結(jié)合起來進行訓練,有利于學生實驗?zāi)芰Φ奶岣摺?/p>
三、思維能力的培養(yǎng)
1、比較思維能力的訓練。在教學過程中,新知識不斷涌現(xiàn),新概念不斷的引入,這些知識和要領(lǐng)之間既有聯(lián)系又有區(qū)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(guī)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(nèi)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(yǎng)。例如,有機化學教學中,銀鏡反應(yīng)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(zhì)學習這些物質(zhì)的性質(zhì)。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(yǎng)了概括能力。
3、逆向思維能力的培養(yǎng)。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(zhì)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(tǒng)思維的束縛,甚至會有意想不到的結(jié)果。1990年伏特發(fā)現(xiàn)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(zhì)。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(fā)現(xiàn)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(yǎng)
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一、中職藥學專業(yè)學生化學學習現(xiàn)狀分析
進入職業(yè)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(jīng)畢業(yè)了。面對薄弱的知識基礎(chǔ),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(xù)的專業(yè)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(yè)學生化學學習現(xiàn)狀,我們進行了一系列嘗試,以達到激發(fā)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(jié)。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(jié)構(gòu)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(fā)學習動機
藥學專業(yè)涉及的專業(yè)學科與化學關(guān)系緊密,但通過對班級學生調(diào)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(yè)”主題班會活動,邀請專業(yè)課老師走進班級,解答學生的疑惑,梳理化學與藥學專業(yè)的關(guān)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(gòu)效關(guān)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(zhì)。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(jié)合教學,引入與藥學相關(guān)案例
在化學教學過程中,對于教學過程中涉及的藥學相關(guān)內(nèi)容,及時引入相關(guān)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(yīng)用價值,是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥。在講酯的結(jié)構(gòu)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(wěn)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(guān)活動。例如,開展“舌尖上的化學”調(diào)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(yǎng)學生基本的實驗素質(zhì),同時在實驗中提高學生學習化學的主動性。
5.走進企業(yè),了解專業(yè),加強認識
中職藥學專業(yè)的學生今后的就業(yè)方向是藥廠生產(chǎn)一線或是藥店,我們組織學生走進企業(yè)進行參觀、調(diào)研和社會實踐。通過班級進企業(yè)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(diào)研過程中,企業(yè)很看重就業(yè)者是否有與藥學相關(guān)的執(zhí)業(yè)證書,例如執(zhí)業(yè)藥師,在執(zhí)業(yè)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(guān)。在實踐過程中,學生切實感受到專業(yè)知識的重要性,而學好專業(yè)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(yè),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(yè)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:
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篇12
林師講課重思維,常引余等發(fā)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(yīng)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(guān)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(zhuǎn)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(xiàn)。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(fā)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(shù)較多,為了保證授課內(nèi)容,對于稍微復雜的操作,教師一般在課前就把設(shè)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(jié)果,根據(jù)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(yǎng)。
2實驗教學改革
2.1改革實驗教學內(nèi)容生物化學與分子生物學理論和實驗技術(shù)更新日新月異,實驗課教學也要順應(yīng)學科發(fā)展,結(jié)合本校實際情況,跟據(jù)生化實驗的教學目的,在強調(diào)離心、電泳、比色、含量分析等生化基本操作的基礎(chǔ)上,結(jié)合生化學科發(fā)展動態(tài)以及臨床工作實際的需要,完善生化實驗教學內(nèi)容,將生物化學實驗項目進行重新篩選,注重結(jié)合臨床醫(yī)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(zhì)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(shè)計,包括實驗?zāi)康摹⒉牧稀x器設(shè)備、實驗流程等,在指導教師審查修改通過后,在老師指導監(jiān)督下做好實驗各項準備及實驗工作,最后根據(jù)實驗結(jié)果撰寫完整的實驗報告。這些設(shè)計性、綜合性實驗?zāi)軌蜃寣W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(fā)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(jù)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(yǎng)學生的動手能力、綜合實驗?zāi)芰蛨F結(jié)協(xié)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(yīng)用,將傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結(jié)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(xiàn)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(shù)開發(fā)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(shù),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(nèi)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(jù)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(yī)學檢驗專業(yè)學生的第一門化學基礎(chǔ)課,它在化學學科中處于基礎(chǔ)、母體地位,可以為后續(xù)課程如有機化學、分析化學、生物化學及部分檢驗專業(yè)課程的教學提供必備的知識基礎(chǔ)。另外,作為入門必修課,無機化學的學習是學生建立專業(yè)思想和專業(yè)素質(zhì)的重要階段,不僅能讓學生明確化學和醫(yī)學的聯(lián)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?zāi)芰φ?0%,其中實驗設(shè)計占10分,操作考試占20分,考試前兩周教師規(guī)定考試范圍和要求,開放實驗室讓學生動手訓練。考核時學生當場抽簽,根據(jù)題目內(nèi)容完成從準備到具體操作的整個流程,老師根據(jù)學生在實驗各個環(huán)節(jié)的表現(xiàn)作出評分。