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有机化学的基本概念范文1
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
有机化学的基本概念范文2
【关键词】比较教学法 概念 有机化学 研究性学习 教学设计
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)11-0173-02
一 前言
何为有机化学的比较法教学?简言之,就是将两种或两种以上的化合物结合在一起进行教学,找出其分子结构中的相同点和不同点,通过比较、鉴别,使学生掌握知识的一种教学方法。比较思维是一种创造性思维活动中常见且行之有效的思维方法。采用比较法进行教学,其目的就是注重培养和发展学生的比较思维能力,让学生学会将所接触到的看似孤立的知识协调起来,并进一步加工处理,从而构建逻辑化、系统化的知识结构。有机化学主要研究有机化合物的结构、性质、合成及相互联系的变化规律等。而有机物的种类多,性质复杂,结构上的微小差别,在性质上的表现会大相径庭,有机化学最重要的规律是“结构决定性质”。
对于药学系列专业的学生来说,有机化学对于后续课程的学习、对于专业能力的培养有着非常重要的地位。因其是专业课药物化学、药剂学、药物商品学等后续课程的基础,专业的综合知识与素质又要求学生具备根据药物的分子式分析处方是否存在不合理的用药配伍。所以,对于“结构决定性质,性质反映结构”的有机化学核心思想必须内化在他们的知识系统中。
二 在基本概念上的教学
所谓概念,就是反映客观事物的本质属性的思维形式,把同类事物的本质共性集中起来,加以概括形成的。在教学过程中,灵活运用比较思维法,诱导学生辨析貌似不同实有联系的问题,可促使学生准确地掌握概念的本质,且印象深刻,事半功倍,不容易遗忘。
三 对官能团结构进行分析
所谓官能团是指能决定一类有机化合物的化学特性的原子或原子团。有机化学理论认为,有什么样的官能团就有什么样的性质。那么,在学习药物化学的过程中,我们只要分析化合物的结构特点,就可以知道它们的性质,以及避开那些不合理的药物配伍了。也就是说,如果能够理解“结构决定性质”这一有机化学的核心思想,那么在后续课程的学习中,知识的迁移会变得较为容易。
我们仍以碳碳单键、双键、三键为例,通过它们在结构上的比较来分析理解官能团的结构如何影响化合物的性质。
六 利用比较法指导学生进行研究性学习
比较教学法的目的在于从引导学生发现问题、分析问题入手,着重培养他们的思维能力;研究性学习的目的也主要是培养人的思维与逻辑能力,两者有着共性;对于药学系列专业,后续课程药物化学、分析化学等,在一定程度上可以看做是有机化学的延伸。所以,我们可以通过课堂练习与课后习题,对不同类别的药物,在有机化学的教学平台上进行研究,既可加深对有机化学知识的理解,也可培养学生解决实际问题的职业能力。
七 结束语
在教学过程中,应根据教材的内容、教学目标和学生的认知水平与特点,灵活运用对比教学法,循序渐进,以便使学生能够更好地认识事物的现象和本质,达到相应的教学目的。以下是进行比较教学时应该注意的几个方面:
第一,比较的目的要非常明确,每组比较的对象及内容不宜太多,否则学生很容易对所讲述的各对象和内容产生混淆,从而造成识记障碍。
第二,要考虑教学内容之间有无可比性,勿生搬硬套。一般而言,在同类物之间进行比较,简单明了,也容易达到预期效果,但是进行迁移比较时,因为是进行不同类之间的比较,抽象性较强,所以在教学过程中,如果不将它们之间的某一相同的属性或特征清楚地提取出来,并加以强调,则会让学生感到不知所云,甚至会造成思维混乱。
第三,在详细分析比较之后,应引导学生进行必要且有效的归纳总结,使其概括思维能力和抽象思维能力得到充分发展,否则就不可能达到理想的教学效果,甚至会增加学生的学习负担。
第四,运用比较教学法要讲究科学性,不应追求形式。在运用比较法进行教学时,应认真且合理地进行教学设计,这样才会真正有助于学生认知、识记及思维能力的培养。
有机化学的基本概念范文3
作者曾从事过化学史这门课程的教学,因此在有机化学的授课过程中,自然而然就把相关的历史和涉及到的科学家的生动故事引入课堂,使课堂气氛变枯燥为活跃,提高了学生的学习积极性,并可以加深对相关知识点的印象。而且这些科学家的伟大成就的背后无不是辛勤的汗水、顽强的努力以及他们创造性的思维方式,就像著名的物理化学家和化学教育家傅鹰(1902-1979)曾说过的那样:“化学可以给人以知识,化学史可以给人以智慧。”在授课过程中同学们会潜移默化的受到感染,由敬佩之情转变为个人奋发向上的动力,由此产生的效果远比干巴巴的说教要好。
1 通过有机化学发展史增强对有机化学的兴趣
一门课程的第一次课通常都是绪论,其中并不涉及课程的主要内容,但是讲好绪论的重要性却绝对不容我们忽视。提高课堂的教学质量,关键是要提高学生学习的主观能动性。而第一次课绪论的讲解,会直接影响学生对有机化学的兴趣。如果学生先入为主认为有机化学枯燥无味,在后面的教学中再想提起学生的兴趣和积极性就比较难了。
而如何才能讲好绪论呢?仅仅依靠课本内容是不行的。课本中绪论主要涉及无机化学中已经讲过的轨道理论、酸碱理论,以及有机化学和有机化合物的基本概念,仅仅讲解这些是相当枯燥的。但是如果我们是从有机化学的发展史引出有机化学和有机化合物的概念,那效果就完全不同了。从最早的有机物醋、酒、蔗糖等“生命力学说”:有机物只能由有生命的动植物体中才能得到维勒在实验室中由无机物氰酸铵制得尿素打破“生命力学说”的束缚进入有机化学迅猛发展的合成时代:到目前为止,有机化学相关的Nobel化学奖个数仍然是所有化学学科的半数以上引出有机化学和有机化合物的基本概念。在讲解的过程中穿插一些生动的图片或小视频,更加生动形象,使同学们比较容易接受,并且认识到有机化学并不是什么高大上的学科,而是与我们的生活密切相关的,克服对这门课的心理恐惧感。其间还可以简要介绍几个有机化学相关的Nobel化学奖的例子,激发同学们的学习积极性。
2 通过背景介绍加深对化学反应及原理的认识
有机化学的主要特点是理论性强、内容零碎繁多。如果仅仅照本宣科地介绍理论或化学反应是相当无趣的[4]。但是如果我们在介绍这些原理或化学反应时适度地引入一些相关的背景故事,会使整个课程变得丰满起来,更能吸引学生,还可以加深学生对课程内容的记忆。这里简单举几个例子,比如:Wolff-Kishner-黄鸣龙反应,这个反应的产生纯属偶然。黄鸣龙在美国做访问学者期间跟随费塞(LouiseFieser)做研究。费塞让黄鸣龙做一个Wolff-Kishner实验,此反应需要连续回流50h,但开始反应后黄鸣龙临时有事要去纽约,临行前让隔壁一个黎巴嫩籍的同学帮忙照看。但是,黄鸣龙走后,处在回流中的烧瓶软木塞逐渐松动,开了个口子。黎巴嫩同学因为只答应照看反应,从而没有帮忙把软木塞扶正。其结果是反应物中的肼和生成的水全跑光了。黄鸣龙回来一看非常意外,反应非但没有失败而且产率还很高。后来他又经过反复的实验摸索出了新的反应条件,使回流所需时间从50h缩短至3h,产率从40%提高到90%,以后迅速成为标准方法。于是Wolff-Kishner-黄鸣龙反应就这样诞生了,这也是唯一一个以中国人的名字命名的有机反应。除此之外,还有苯的结构,从法拉第第一次从照明气中分离得到苯凯库勒做梦得到苯的六元环结构(可介绍凯库勒的生平,如何由建筑学转入化学)分子轨道理论,前后经历了一个世纪,终于得到苯的最准确真实的结构:正六边形,碳碳键键长平均化,环形离域大π键分布在分子平面的上下方。烯烃亲电加成反应的马氏规则(又称马尔科夫尼科夫规则),从最初提出时由于相关辅助实验做得太少而不被认可,到半个世纪后美国著名化学家鲍林由共振论解释清楚,马氏规则经过了大约60年才被广泛认同,等等。这样将知识点融入故事中,充分调动起了学生的学习兴趣,课堂气氛轻松,学生容易接受且印象深刻。
3 通过相关科学家的科研经历培养学生坚韧的品质
爱因斯坦说过:“优秀的性格和钢铁般的意志比智慧和博学更为重要――智力上的成就在很大程度上依赖于性格的伟大。这一点往往超出人们通常的认识。”社会大力提倡素质教育,事实上在有机化学的教学过程中也可以潜移默化的进行。
比如,在“卤代烃”这一章中涉及的“格利雅试剂”,介绍反应的同时,不妨讲一下“格利雅――浪子回头金不换”的故事,教大家在遭遇失败和挫折时该如何面对,是该自暴自弃,还是该发奋图强。家庭的溺爱使很多孩子缺乏面对失败的承受力,而人生不如意十之八九,这种承受能力是一个人在社会上立身做事所必备的能力,如果缺乏这种能力,当面对生活的种种波折时便会心神不宁,影响正常的学习生活和工作。这些科学家的故事则可以为同学们树立良好的榜样,对提高同学们的挫折承受力具有良好的引导作用。
再比如,“单环芳烃”这一章中的“共振论”,它是由美国著名化学家,量子化学和结构生物学的先驱者之一莱纳斯?卡尔?鲍林(LinusCarlPauling,1901-1994)提出的。鲍林于1954年和1962年分别获得诺贝尔化学奖和诺贝尔和平奖,是唯一一位单独获得两次诺贝尔奖的科学家。但是,就是这么一位伟大的科学家,在晚年由于提出了维生素作用的新观点,尤其是主张超大剂量服用维生素C,而饱受讥讽。路透社在报道鲍林逝世的消息时曾说,他是“20世纪最受尊敬和最受嘲弄的科学家之一”。直到鲍林去世之后,其观点才被逐(下转第页)(上接第页)步认可。在维生素C作用与剂量的这场大论战中,鲍林几乎是“孤军作战”地与全球众多医学权威机构和权威人士论争,他为此而受到的嘲弄和轻蔑是一位著名学者,也是一般人难以忍受的。可鲍林在长长的20多年时间里,义无反顾地奋起捍卫自己的观点,这种勇气和探索精神令人深深敬仰。美国19世纪著名的演说家罗伯特?英格索曾说过:“勇气的最大考验是承受失败却不失去信心。”鲍林对待科学的探求精神非常值得我们学习,同学们了解这些故事将受益匪浅。
有机化学的基本概念范文4
关键词 绿色化教学;污染;有机化学实验
中图分类号:G642.423 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2013)27-0040-03
1 前言
近年来,随着国民经济的迅速发展,生态安全以及环境污染等诸多问题随之凸显。高等院校有机化学实验教学中所生成的污染物质,如果没有经过处理便直接排放到环境当中,那么日积月累便会严重危害到学校乃至周围地区的环境。所以,如何减少化学药品及试剂、节约资源、降低污染,已经逐渐成为有机化学实验教学有待尽快解决的一大问题。而“绿色化”教学理念的引入,则有助于以上问题的解决。所谓“绿色化”教学方法又被称作“环境友好化学”“环境无害化学”。绿色化学在初始反应阶段便采取污染预防的科学手段,以终端与过程实现零污染或者零排放为主要目标,并且着重强调“原子经济性”的现代化概念,也就是将反应物中的原子充分利用起来,实现既防止污染又充分利用资源的目的。
2 有机化学实验的概念及其意义
从总体上来看,有机化学是化学不可或缺的分支之一,又被称为碳化合物的化学,是重点研究有机化合物的制备、性质以及结构的一门学科。对化学的发展而言,有机化学实验发挥着尤为重要的推动作用,而且对当前化学工业的发展也是非常重要及必要的。
有机化学实验是我国普通高等院校化工、化学、生物、农学、材料、环境、食品以及药学等诸多专业本科生的必修课程,通常在有机化学实验中会使用到有毒性的化学溶剂、化学试剂,有时还会合成有毒性的一些物质,这可以说是化学发展过程中必然会生成的污染。然而,全球均在积极倡导低碳的概念和绿色环保,所以,在化学实验中所生成的有毒物质势必会导致公众反感的产生,主要涉及高腐蚀性的一些催化剂,实验结束后所生成的废液、废渣、废气,如果对这些污染物处理不得当,便会对环境产生无法估量的危害及污染。与一般的污染相比,此类污染所带来的影响会持续更久的时间。所以,如何将有机化学实验的环境保护性加强,成为有机化学发展过程中的主要研究方向以及新课题;高等院校有机化学的绿色化教学理念如何建立起来,成为一项迫在眉睫的重要问题。
在教学与实验的过程中,如何将“绿色化学”的概念灌输给学生,是高校需要首先予以着重考虑及强调的问题,必须真正做到从认识上与观念上意识到环保的重要性,意识到可持续发展才是真正意义上的根本发展,从源头上认识到环境的保护与环境的发展,将有机实验教学质量提高的同时,还要注意到可协调发展。
3 高校有机化学实验教学现状
与发达国家相比可知,我国高等院校有机化学发展技术及速度较为滞后,有机化学实验尚且在最初原有的模式停滞,采取的仍然是以往传统的教学方式,也就是性质实验+基础合成实验+基本操作实验。与西方对化学的重视程度相比,我国在有机化学实验的教育教学中采取的仍然是遵从教材、照本宣科的模式,主动积极的创新与改革缺乏,这是有机化学实验需要彻底摒弃的思想。而我国高等院校现在的有机化学实验依旧是基本的、简单的技能,比如水蒸气蒸馏、重结晶、分馏、蒸馏、回流、萃取、过滤、搅拌、冷却、干燥、加热等。
以上这些基本的提炼、合成实验均有一系列的弊端存在。一方面,在选择的材料上,存在对环境污染的、威胁人身的、容易挥发的、毒性较大的物质,并且有些材质还具备相对较高的腐蚀性;另一方面,此类有着较多缺点的化学试剂,还有着很大的使用量和很高的使用频率,将会有更多的化学废弃物生成,而普通的肉眼是无法看到的,但是久而久之便会极大地破坏生态环境。除此之外,做过化学实验的人都知道,这仅仅是一节课,结束课程后均是直接倾倒实验结果,不会做出任何处理,从而产生相当严重的环境污染。并且此类化学实验往往是经常做、反复做的,是毫无实际意义可言的。在以上分析可以知道,这均是与环境发展原则相背离的,是与绿色化学的基本概念相背离的。这些不仅威胁着人们的身体健康,并且会将一些永久性无法消除的威胁带给人类。
4 有机化学实验中绿色化教学的实施途径
4.1 培养环境保护意识
大学生是有机化学实验培养的主要对象,是国家未来的栋梁之才,在各个工作岗位上将会发挥出重要作用,因此,培养大学生的环境保护意识就显得十分必要及重要。在有机化学实验教学过程当中应当将“绿色化”的观念灌输给学生,重视学生可持续发展意识以及环境保护概念的培养,在实验的始终贯穿绿色化,使学生切身关心与体会化学废物的处理方法及废物的产生,同时在今后的工作中保持环境保护责任与环境保护意识,以便于从源头上防范污染,维护环境与化学的协调发展。
4.2 更新实验内容
要重视化学实验内容的更新,将具备环境保护性能的实验项目开发与筛选出来,最大限度地减少或者避免使用有毒的化学试剂,而使用无污染的、常规的化学试剂来取代,以此减少环境污染。
1)开设多步合成的综合性实验,整合实验内容。绝大多数有机化学实验基本上均是合成实验,当前的有机合成实验内容大多是有着较强独立性的化学实验项目,各自对化学反应的一个类型进行考查。大量的实践充分表明,可以按照教材中的实验内容,把若干个实验有效整合成为一组大实验,仅在第一步实验中投放该组大实验所需要的反应物投料,随后的几步实验则均对上一步实验产品加以继续利用。正是因为上个实验产物是下个实验所使用的原料,因而但凡上步合成实验失败,那么便无法进行下个实验,这便需要充分确保每步合成的成功,只有这样才能够将最终期望的目标产物得到。此类多步骤的实验有着相对较高的要求,更加有助于学生操作技能的训练,有助于学生细致耐心工作习惯以及认真严谨科学态度的培养。
但是,在多步骤的有机合成实验过程中,由于每个学生每次所做实验的产量与产率是不尽相同的,必须按照实际合成的产品数量来对下次实验所需反应物的配比与用量进行确定。所以,学生需要通过对相关资料的查阅,综合采用所掌握的实验方法和实验原理,从而将最佳的反应条件找到,同时将实验设计方案写出。此类复杂的化学有机合成实验,能够让学生切实掌握各类官能团间的转化方法以及有机化学反应的机理,进而对内在的有机化学物关系加以全面掌握。更重要的是多步合成的综合性实验还将回收产品量和药品经费开支减少,进而使得产品对环境所产生的消极影响降低,与绿色化教学的要求相切合。
2)微量、小量和常量实验有机结合。近20年以来,发展较快的一种全新的化学实验方法就是“微型化学实验”,被称之为“化学实验的革命”。到目前为止,化学实验的微型化与小型化已经逐渐成为化学发展的一种必然趋势。有机化学实验所使用到的化学试剂基本上是毒性大且容易爆炸、挥发、燃烧的物质,而实现化学实验微型化以后,化学实验试剂的使用量将会减少到原来的几分之一甚至几十分之一,这样不仅使得化学试剂得以大大节约,而且促进了有机化学实验安全系数的提高,化学实验的反应时间也大大缩短,潜在的环境污染得以明显减少。但是,绝大多数学生在中学学习阶段没有经历有机化学实验训练,如果直接进行微量实验,非常容易造成实验的失败,使得学生有畏惧情绪产生。考虑到与中学教学的衔接以及学生的起点,再加上今后的实验特点等,微量、小量和常量的渐进法实验教学,更加有助于学生循序渐进、由难及易地掌握各种实验技术以及有机化学实验技能,能够将一开始做微型实验的过大跨度缺陷克服,弥补学生认识常规实验仪器的不足,使得学生概括性地比较与了解微型实验,有助于学生严谨科学态度的培养,使得动手能力及操作能力更为规范,有助于实验课程教学质量的提高。微量实验往往需要很少的化学试剂,对环境所产生的污染非常之小,其低成本与安全性更加适用于开放性、设计性的试验,与绿色化教学的要求相符。
4.3 强化实验教学制度管理
按照当前现行的实验室管理制度规章,与“绿色化”的要求相结合,高等院校的各个化学实验室均应当在墙上最显眼的地方贴上制度规章,在有机化学实验室入门的地方贴上有机化学实验课程的注意事项、实验内容和大纲,以此正确引导学生开展实验,从而实现规范化的实验教学管理。为了能够确保安全顺利地进行实验教学,还必须及时将实验中的各类问题处理好。在实验教学过程中,至少每个实验室均应当配备一名值班人员,主要负责课后课前的理性检查,具体工作为卫生、水电、门窗、实验仪器、实验试剂的使用情况及三废处理、产品回收等,及时在指定的地点存放贴好标签的废品固液,然后做好专门的处理。
要构建起考核学生绿色化实验的一套指标,明确要求学生在实验课程前均必须将实验预习做好,全面熟悉实验操作流程和实验步骤,关注实验产物与反应物对环境的危害、潜在毒性和安全性。开始每次实验之前,指导教师应当详细认真地检查学生的实验预习情况,对有关的环境保护方法和环境保护知识进行阐述。比如,在对温度计使用的正确方法进行讲解时,要注意对汞毒副作用方面的知识进行补充,根据实验要求在教学中选择恰当量程和型号的温度计,尽可能防止使用水银温度计,对不慎将温度计打破后的处理方法和回收方法进行讲解。在实验开始的阶段,首先,实验教师要对实验操作进行演示,详细讲解具体哪些实验步骤会有什么样的污染和反应物损失出现,如何避免及解决。在实验过程中,要严格要求学生注意保持实验台面的有序、整洁和干净,安装仪器要牢固、合理,适当地控制冷凝水的流速,密切关注学生的各项操作,及时纠正及发现实验中的错误,以便于充分确保实验的安全。通过这些实验尝试,学生便可以在潜移默化中形成好的实验习惯,环境保护意识也会由此提高。
4.4 建设绿色化学实验室
应当明确的是,有机化学实验室是最容易变成污染源的地方,这与绿色化实验教学的要求是相抵触的。因此,创设一个良好的有机化学实验环境,是绿色化教学实施的重要先决条件。高等院校应当提起高度的重视,并且予以大力的支持,安装通风设备在每间实验室中,以便于改善换气通风效果,进而解除师生受到无机酸气、有机蒸气等危害的后顾之忧。与此同时,还应当及时更新学生实验台,尽可能将木质实验台更换为有水斗的中央实验台,还要时刻保持实验室的卫生,从而将安全、清洁的实验教学环境带给广大师生。针对学生随意丢弃火柴梗、废弃滤纸和废玻璃管等不文明行为及习惯,教师应当严格教育学生,向学生讲解这些行为对周围环境的危害,提高学生的环境保护意识和素质,让学生主动积极地打扫实验室卫生,精心维护实验室卫生,并且重视废弃物处理与回收。通过这样的措施,学生的绿色化学意识不仅能够得以强化,实验技能得以提高,同时促使有机化学实验绿色化的实现。
5 结束语
总之,随着近年来人们环境保护意识的增强以及经济的迅猛发展,我国高校应当切实立足于有机化学实验教学的现状,结合有机化学实验污染性高、污染物产物多等一系列特点,积极地响应绿色化教学改革的号召,有针对性地采取科学有效的改进措施,更新实验教学理念,创新实验教学方法,在实验教学中大力倡导绿色化的教学,真正实现整个有机化学实验教学过程的绿色化,促进学生环境保护意识、环境保护理念的提升,从而为我国环保事业的发展做出不懈的努力。
参考文献
[1]陈栓虎.有机化学实验绿色化的探索[J].广西师范大学学报:自然科学版,2003(1):52-53.
[2]杨国玉,徐翠莲.有机化学实验绿色化教学的改革与实践[J].实验室科学,2010(4):85-86.
有机化学的基本概念范文5
参照国内各级各类院校环境科学专业的基础化学课程内容体系及多所院校的教学计划,考虑环境科学专业后续环境化学、环境监测、环境工程学等专业课程的内容,结合我校实际情况,我们将环境科学专业的基础化学类课程分设为现代化学基础及分析化学两门课程。现代化学基础分两个学期完成,理论课时共计136学时。课程的学科内容包括现代无机化学、物理化学、有机化学等。通过对化学热力学、化学动力学、化学平衡、化学反应的基本规律、物质结构理论、胶体和表面化学、环境科学相关的重要元素及其化合物、有机化合物等基础知识的学习,学生可以了解现代化学的基本概念、基本原理、基本技能;学生学习后能以化学的观点、思维方法和研究方法,激发创新意识,在未来实际工作中以化学观点观察物质变化的现象,对一些涉及环境科学及生活、社会实际的化学问题,具有一定的分析、解决和创新的能力。
分析化学单独设课,其一,是因为分析化学素有“科学的眼睛”之称,是环境科学甚至其他任何与化学相关的学科进行科学研究的基础,学生打下扎实牢固的分析化学基础是非常重要而必需的。其二,分析化学的课程特色主要是“量”,与其他基础化学相比较,更强调“量”的概念,以及相应的思维方式和理念。系统学习这门课程可促使学生掌握分析化学的基础知识和基本理论,结合实验牢固树立准确“量”的理念,并掌握获得准确“量”的正确操作技术。这是环境科学专业的学生进行专业科学研究以及未来的工作中必不可少的基础。其三,分析化学也是学生学习后续的专业课程环境化学、环境监测的重要基础。采用上述课程结构体系,避免了教学内容的无谓重复,节约了大量的教学课时。同时也使一些环境科学专业非常需要的化学知识如胶体化学、表面化学、电化学、分析化学等得到了加强。
二、教材改革
教材是教学内容的载体,一本好的教材能使学生提高学习的兴趣,便于理解和掌握知识。但目前国内还没有完全与我们的现代化学基础课程教学体系相配套的教材。针对上述情况,在教学过程中,根据环境科学专业的人才培养目标及特点,结合本校的课程结构体系,我们对选用的教材内容进行了适当地删减和补充,采取了教材为主,补充讲义为辅的使用方式。目前选用胡忠鲠主编的《现代化学基础》作为主教材。但其中元素化学,有机化学两部分教学内容则结合环境科学专业的特点,编写补充讲义。元素化学部分侧重于讲授常见重要元素、重要污染元素及其化合物的性质,有机化学部分则系统地介绍各类有机化合物的物理性质及化学性质。对于有机合成则不作要求。通过上述调整后,课程教学内容的针对性和实用性得到了提高。考虑到现代环境监测方法中经常需要使用仪器分析和检测的特点,我们选用了华东理工大学及四川大学化工学院编写的《分析化学》(第五版)作为教材。这本教材具有如下特点:一是教学内容包括了化学分析和仪器分析两部分,与我们的课程结构体系相吻合;二是该课程教学内容的编写注重应用,简化了某些公式的推导,加强了数据处理和仪器分析的内容,能满足环境科学专业的需要。
三、教学内容改革
目前,国内一些非化学化工专业的基础化学课程虽然在结构体系方面与化学专业相比具有自己的特点,但由于教材编写者基本都是纯化学专业出身,缺乏对相应学科的专业知识与背景的深入认识和了解,因此教学内容的设置基本沿用化学专业的内容,只是在深度和难度上作些调整,没有结合专业特点,脱离生产实际,学生认识不到化学知识在本专业中的应用前景与重要性,难以激发学习兴趣。针对上述情况,我们对环境科学专业的基础化学课程在教学内容方面进行了如下的改革:
(一)夯实基础,注重“双基”扎实牢固的化学基础知识是与化学相关专业的学生学习化学知识进而将其应用于认识解决本专业问题的重要基础。因此,我们在教学中始终不渝地坚持为学生打下牢固的化学基础,注重基础知识、基本概念和基本原理的教学和应用。为达到此目的,我们有针对性地精选了近1500道与课程内容相关的习题,编写成课后练习集,让学生通过习题练习来巩固所学知识。
(二)结合专业,偏重应用在重视基础知识、基本概念、基本原理的同时,我们注重选用大量环境科学中的实例来作为知识应用的案例,培养学生用化学原理和知识解决环境问题的能力。如表面化学、氧化还原与电化学、电解质溶液、化学动力学等章节的教学案例都选用了大量环境科学中的例子。又如元素化学部分,重点讲述若干和环境科学密切相关的元素,P区元素主要讲了Al,Si,Pb,N,P,As,O,S等常见或与环境科学密切联系的元素及其化合物的性质;过渡元素部分则着重介绍了Cd,Hg,Cr等污染元素,以及Fe,Mn等常见元素及其化合物的性质。再如,有机化学部分讲到苯基型卤代烃的性质时,以多氯联苯、二噁英等持久性有机污染物为例来讲,使教学内容变得结合实际、生动有趣。又如分析化学中的应用实例也都选用环境科学中的应用来讲,如高锰酸盐指数、溶解氧的测定、COD的测定、总磷的测定等。
有机化学的基本概念范文6
关键词:有机化学;试卷;统计分析
中图分类号:G642.47 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2013)21-0251-02
有机化学是生物系生物科学、生物技术及其他相关专业的重要的专业基础课之一,课程考试是检查学生学习和教师教学效果的重要途径,也是检查和评定学生对知识和技能的掌握情况,促进学生智能发展的重要手段。本文评价与分析了我校生物2011级四年制生物技术专业本科学生有机化学期末考试试卷,为改进教学方法和构建有机化学题库提供科学依据。
一、对象与方法
研究对象是本校2011~2012学年第二学期生物技术专业本科学生《有机化学》期末考试试卷56份,皆为本科应届生,无往届重修生试卷。试卷组成:考试试卷分为六种题型,共44题,满分100分,各题型数量及所占比例见表1。方法:运用教育测量学和教育统计学原理,应用Excel2000和SPSS统计软件对本次考试试卷成绩建立数据库后,计算出平均成绩、标准差、每道试题的难度、区分度。对试题的难度、区分度、信度、效度进行分析,并对考试成绩进行了分布分析、正态性检验。
二、结果
1.试卷成绩分析。卷面成绩分析:试卷满分为100分,试卷56份,平均成绩为73.03分,标准差为8.33分,最低分为55分,最高分为90分,极差为35分,中位数为72.5分。学生成绩频数分布为:
2.试卷质量分析。试卷质量分析的定量指标:试卷定量分析常用的统计指标是“四度”,即难度、区分度、信度和效度[3]。用SPSS11.5统计软件对本试卷考试成绩进行计算,结果见表2。由表3可见,试卷的平均难度值(P)为0.70,区分度(D)为0.73,试卷试题难度适中,有较好的区分性;信度(A)=0.76,效度(E)=0.87,说明考试结果可信、有效。第五和第三题失分较多,难度系数分别为0.62和0.63,其他类型题难度值在0.73~0.88之间,说明试题难度适中。从试题的区分度看,各类型题均有较好的区分度(区分度系数均大于0.4),能将高分与低分学生区分开。
三、讨论
《有机化学》是一门比较抽象,具有一定难度的学科,学生普遍反映电子效应、反应历程、立体化学等基本概念难于理解和掌握,重要化合物的名称和结构和反应式难于记忆。本次考试中,学生考试成绩服从正态分布,小于70分的学生占37.5%,高于80分的占25.06%,反映出在学生掌握知识的能力上还有薄弱环节,也说明学习好的学生与学困生成绩有悬殊,提示教师在今后的教学过程中兼顾两部分学生的学习情况。通过调查发现,有的学生在高中后期没有学习《有机化学》,因此与选择学习《有机化学》参加高考的同学间有差距,这种化学基础学习的差距影响到大学里《有机化学》的学习。因为《有机化学》是接下来学习有机化学的基础,所以教师在以后教学中要特别关照这部分同学,加强基础知识的学习。对试题的难度和区分度分析发现:此次试卷的平均难度适中,平均难度为0.71,各题的难度及相应区分度对应的关系基本合理。难度最低的是第一题命名和写出结构式,说明学生对基础知识的掌握及对细节把握很准确。试卷失分最多的是第四题完成反应题,本题共14小题,30空,涉及到本课程每一章的内容,虽然不是综合题但是涉及内容较多,知识点较多,学生掌握程度不一,所以多数失分。同时完成反应题尽管难度较大,但是对于学生间的有很好的区分度,所以在以后的考试中,这样的题应该继续保留并深化。本次考试试卷的总体信度为0.78,试卷的效度为0.88,可以认为试卷成绩是稳定、可靠的,较好地考察了学生掌握知识的情况。
综上,今后教学过程中应在加强学生对知识综合理解和运用培养的同时,在考题设计中应增加综合分析试题数量,使试题科学合理,更能反映出学生的综合素质。
参考文献:
[1]谢庆松,张晋军.考试研究文集[M].北京:经济科学出版社,2006:58-60.