前言:本站為你精心整理了有機(jī)化學(xué)中學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培育范文,希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值,我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文,歡迎咨詢。
在《有機(jī)合成化學(xué)》的教學(xué)中,更應(yīng)該注重有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)和生產(chǎn)生活實(shí)際的聯(lián)系,從一些重要的日用化學(xué)品出發(fā),探討合成相關(guān)結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物的思路,甚至可以設(shè)計(jì)某日用品的生產(chǎn)流程與設(shè)備要求,使有機(jī)合成理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來。學(xué)生對于生活中的實(shí)際問題的關(guān)注遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)理論本身,這也是符合人類認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的。如果能夠長期堅(jiān)持理論和實(shí)踐相結(jié)合,學(xué)以致用,溫故而知新,相信學(xué)生的化學(xué)興趣會(huì)越來越濃,他們的探究能力也會(huì)隨之提高。
運(yùn)用直觀模型加以引導(dǎo),逐步培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力
理解掌握各類有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)《有機(jī)化學(xué)》課程的一個(gè)最基本的要求,在此基礎(chǔ)上方能更好地理解掌握各類化合物的性質(zhì)及用途,這是一個(gè)復(fù)雜的抽象思維過程。微觀的分子結(jié)構(gòu)對學(xué)生總是不容易理解的,運(yùn)用模型能幫助學(xué)生建立正確的分子結(jié)構(gòu)形象,進(jìn)而培養(yǎng)他們的抽象思維能力。比如,在講授碳原子的sp3、sp2、sp三種雜化狀態(tài)時(shí),同時(shí)展示它們的雜化軌道模型;在講授甲烷、乙烯、乙炔、苯的結(jié)構(gòu)和時(shí),展示甲烷、乙烯、乙炔、苯的分子結(jié)構(gòu)模型;在講授乙烷、丁烷和環(huán)己烷的構(gòu)象時(shí),配合展示乙烷、丁烷和環(huán)己烷的分子結(jié)構(gòu)模型,使學(xué)生的腦海中建立這些簡單分子結(jié)構(gòu)的具體形象。如果條件允許也可以讓學(xué)生自己準(zhǔn)備模型,學(xué)生則對通過親身實(shí)踐獲得的典型有機(jī)化合物分子的直觀形象產(chǎn)生濃厚的興趣和深刻的印象。在后續(xù)的學(xué)習(xí)中,他們就能夠在這些已建立的簡單分子結(jié)構(gòu)形象的基礎(chǔ)上理解掌握更復(fù)雜化合物的分子的結(jié)構(gòu)。在《高等有機(jī)化學(xué)》教學(xué)中,對有機(jī)反應(yīng)的理解和掌握也是教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。采用計(jì)算機(jī)模擬模型,通過多媒體手段演示反應(yīng)的進(jìn)程,直觀生動(dòng)而形象的展示,可以激發(fā)學(xué)生的空間想象力,增強(qiáng)對抽象的反應(yīng)機(jī)理的理解。在《有機(jī)合成化學(xué)》的教學(xué)中,將某些經(jīng)典的合成反應(yīng),用壘積木的形式表示出來,比如講解Mannich反應(yīng)時(shí),采用3個(gè)基礎(chǔ)的積木模塊,當(dāng)?shù)孜锷贤瑫r(shí)含有兩個(gè)反應(yīng)中心時(shí),可以通過拼接產(chǎn)生新的模型,演示雙Mannich反應(yīng)過程,再放大可以得到含多環(huán)的Mannich堿結(jié)構(gòu)。這是一種創(chuàng)意,也是幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣,通過空間想象加深理解有機(jī)合成反應(yīng)理論的有效方法。
創(chuàng)設(shè)問題情景,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力
目前,許多高校有機(jī)化學(xué)及相關(guān)課程所采用的仍舊是以講授為主的結(jié)構(gòu)模式。這種缺乏自主性的學(xué)習(xí),阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力的發(fā)展,影響知識(shí)的掌握和創(chuàng)造性的培養(yǎng)。美國教育家杜威倡導(dǎo)問題教學(xué)法,提倡在教學(xué)中以問題設(shè)計(jì)和解決為核心,它有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性,激發(fā)研究未知問題的動(dòng)機(jī)和興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。國外知名大學(xué)的化學(xué)教育在課堂教學(xué)中多倡導(dǎo)學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。對于結(jié)構(gòu)類似的化合物,通過對比分子結(jié)構(gòu)特征可以推導(dǎo)出性質(zhì)的差異,使學(xué)生加深對所學(xué)知識(shí)的理解、掌握程度,可收到較好的教學(xué)效果。比如,在講授酚的性質(zhì)時(shí),事先向?qū)W生提出問題:與芳烴和醇相比,酚分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)呢?當(dāng)然是既含羥基又含芳環(huán),那么它們的性質(zhì)應(yīng)該是有相似之處的,進(jìn)而提出酚的性質(zhì)具體表現(xiàn)在哪些方面呢?如何由結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)推測酚的特性呢?接著讓學(xué)生帶著問題去自學(xué),然后再詳細(xì)分析酚的分子結(jié)構(gòu)、總結(jié)酚的化學(xué)性質(zhì)。如酚分子中由于氧原子直接與苯環(huán)相連,氧原子上的未共用電子對可發(fā)生離域與苯環(huán)構(gòu)成共軛體系,使苯環(huán)和氧之間的碳-氧鍵連結(jié)牢固,不易斷裂,而氧-氫鍵則削弱而易于斷裂表出弱酸性。共軛效應(yīng)結(jié)果的另一方面則是羥基使苯環(huán)上電子云密度增加,特別在鄰對位增加的程度更大,從而使其更容易發(fā)生親電取代反應(yīng),且主要發(fā)生在羥基的鄰、對位上。又如,在講醛(或酮)的性質(zhì)時(shí),可提出這樣的問題:羰基化合物和前面學(xué)過的哪類化合物的結(jié)構(gòu)有相似之處呢?啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想到烯烴,它們均含有雙鍵,那么它們的性質(zhì)也應(yīng)有相似之處,例如均能發(fā)生加成反應(yīng)。但二者之間也有較大差異,比如烯烴通常表現(xiàn)為親電加成,醛(酮)則通常進(jìn)行親核加成,再問這是什么原因呢?此時(shí)引入羰基的極性進(jìn)行解釋,學(xué)生肯定容易接受。接著進(jìn)一步提出問題:為什么醛(或酮)的a-H更活潑一些呢?誘導(dǎo)學(xué)生從羰基的碳和氧原子電負(fù)性的差別,使羰基表現(xiàn)出吸電子作用使醛(酮)分子中與羰基相連的碳原子的a-H有變?yōu)橘|(zhì)子的趨勢。此時(shí),明確地向?qū)W生指出,醛(酮)、烯烴能起加成反應(yīng)及它們的a-H具有活潑性的共性是由于它們具有相似的結(jié)構(gòu),而加成試劑不同以及a-H活潑程度不同則是由雙鍵所連原子不同導(dǎo)致電子云分布不同所引起的。通過這樣的設(shè)問、對比,學(xué)生既鞏固了以前學(xué)過的烯烴的知識(shí),又能對醛(酮)的性質(zhì)性質(zhì)產(chǎn)生深刻的印象。帶著問題學(xué)習(xí),既發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,又能突出學(xué)生的主體地位,改變傳統(tǒng)教學(xué)中單向傳授的局面,把教師的講授與學(xué)生的思維結(jié)合起來,很適合有機(jī)化學(xué)教學(xué)。
適時(shí)運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段,提升教學(xué)效果
多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)具有信息容量大,再現(xiàn)圖、文、聲并茂的教學(xué)環(huán)境,方便靈活多樣化的人機(jī)雙向交流等特點(diǎn)。充分利用計(jì)算機(jī)多媒體的優(yōu)勢,全方位、多角度展現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)容,并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng),以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)所進(jìn)行的立體化教學(xué)。有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理也是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中的一大難點(diǎn)。對于一個(gè)連續(xù)的化學(xué)反應(yīng),采用一般的分子模型無法進(jìn)行反應(yīng)過程的動(dòng)態(tài)描述,也無法反映反應(yīng)過程中化學(xué)鍵的斷裂與生成、分子結(jié)構(gòu)的變化以及反應(yīng)中間體的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化過程。此時(shí),采用三維動(dòng)畫的形式展示分子的立體結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)象異構(gòu)體轉(zhuǎn)化以及有機(jī)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的動(dòng)態(tài)過程,形態(tài)逼真、直觀,能使整個(gè)教學(xué)過程變得輕松愉快。例如,在講授鹵代烷的雙分子親核取代(SN2)反應(yīng)機(jī)理時(shí),把反應(yīng)物分子做成立體的球棒模型,再把整個(gè)反應(yīng)歷程做成球棒模型動(dòng)畫演示,學(xué)生耳目一新,頗有興致,看完之后就自然而然地得出以下兩點(diǎn)結(jié)論:在SN2反應(yīng)中新鍵的形成和舊鍵的斷裂是同時(shí)進(jìn)行、一步完成的;親核試劑從離去基團(tuán)的背面進(jìn)攻中心碳原子,產(chǎn)物發(fā)生了構(gòu)型轉(zhuǎn)化。學(xué)生對這種通過自己感性認(rèn)知而得出的結(jié)論會(huì)記憶得更加深刻更加長久。
與化學(xué)史實(shí)相結(jié)合,加強(qiáng)思想品
德和心理素質(zhì)教育多年來的教學(xué)實(shí)踐表明,在有機(jī)化學(xué)及相關(guān)學(xué)科的課堂教學(xué)中結(jié)合化學(xué)史教學(xué),可以使學(xué)生了解前人在有機(jī)化合物及其應(yīng)用方面的成就,同時(shí)也看到我國在有機(jī)化學(xué)研究方面和國外的差距。向?qū)W生介紹百年來諾貝爾獎(jiǎng)與有機(jī)化學(xué)等方面內(nèi)容,使學(xué)生對有機(jī)化學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高中所占有的重要地位,特別是在提高人類健康水平方面所具有的重要作用有了新的認(rèn)識(shí)。同時(shí)也要指出,有機(jī)化學(xué)工業(yè)在為人類造福的同時(shí),使人類的生存環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞,由此引入綠色化學(xué)的概念,引導(dǎo)他們認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的重要性,激起他們的責(zé)任感和使命感。例如,《對映異構(gòu)》一章既是有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)又是教學(xué)重點(diǎn),學(xué)生學(xué)習(xí)起來往往感覺比較抽象。我們從介紹1848年P(guān)asteur對外消旋酒石酸的研究入手,接著介紹1873年Wislicenus研究乳酸的功績,1874年Van’tHoff和LeBel兩位青年物理學(xué)家分別提出碳四面體構(gòu)型學(xué)說,從而找到了產(chǎn)生對映異構(gòu)的結(jié)構(gòu)上的原因,為立體化學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。但是他們提出這個(gè)理論的初期,卻遭到了德國權(quán)威化學(xué)家Kolbe的強(qiáng)烈反對,兩位科學(xué)家沒有退卻,用光衍射法證實(shí)了四面體的碳原子結(jié)構(gòu)。面對權(quán)威強(qiáng)大的壓力,他們保持冷靜、自信和寬容的心理素質(zhì)。這樣以來,把抽象的立體概念按歷史的線索生動(dòng)具體地表達(dá)出來,使學(xué)生從二維結(jié)構(gòu)隨著對前人思維的回溯逐步進(jìn)入三維空間,活躍了氣氛,同時(shí)還能使學(xué)生從中學(xué)習(xí)到偉人們實(shí)事求是、鍥而不舍的科研精神,培養(yǎng)學(xué)生的心理素質(zhì),真正做到教書育人。
教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、科研相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)
在有機(jī)化學(xué)及相關(guān)學(xué)科的教學(xué)中,不僅要讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí),開拓思維,更要增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)和探索意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。有機(jī)化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),通過有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生加深對基本理論的理解,掌握實(shí)驗(yàn)操作技能,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和踏實(shí)的工作作風(fēng),以及運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的工作能力。此外,將科學(xué)研究與課堂教學(xué)緊密地結(jié)合起來,適當(dāng)?shù)叵驅(qū)W生介紹與所學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科研新成果,可豐富充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,擴(kuò)大學(xué)生的視野,進(jìn)而激發(fā)他們的探索意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。近幾年來,我們將科研中收集到的本學(xué)科研究的新成果和新理論充實(shí)到課堂教學(xué)之中,獲得了良好的教學(xué)效果。此外,還可以向?qū)W生簡單介紹一些自己研究工作中遇到的困惑,以及通過廣泛查閱資料、在借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上獲得成功的故事,使學(xué)生簡要了解科研工作的進(jìn)展過程,增強(qiáng)科研意識(shí)。實(shí)踐證明,在科研與教學(xué)相結(jié)合的課堂教學(xué)中,學(xué)生表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣,可以誘發(fā)他們進(jìn)行科學(xué)研究的思想意識(shí),為日后的學(xué)習(xí)與工作奠定了良好的基礎(chǔ)。以上是筆者從事有機(jī)化學(xué)及相關(guān)學(xué)科教學(xué)工作中的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)積累。當(dāng)然,提高課堂教學(xué)效果的方法還有很多,值得強(qiáng)調(diào)的是,任何一種方法都必須緊密圍繞著教學(xué)內(nèi)容來進(jìn)行,離開教學(xué)內(nèi)容而一味地追求活躍課堂氣氛,那就背離了我們的教學(xué)要求。我們應(yīng)該采用多種形式的教學(xué)方法,在傳授基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。
作者:劉巧茹臘明彭勤龍郝成君單位:平頂山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院
有機(jī)化學(xué) 有機(jī)化學(xué)論文 有機(jī)化學(xué)研究 有機(jī)農(nóng)業(yè)論文 有機(jī)合成設(shè)計(jì) 有機(jī)化學(xué)常識(shí) 有機(jī)物化學(xué)知識(shí) 有機(jī)合成知識(shí) 有機(jī)農(nóng)業(yè) 有機(jī)廢氣治理 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀