时间:2022-05-05 21:04:46
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇有机化学基础范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
基础有机化学实验是一门实验性很强的基础学科,对创新型人才的培养起到了非常重要的作用。安徽师范大学化学与材料科学学院十分重视化学实验教学改革,不断优化化学实验内容,调整教学方法,努力探索在实验过程中提高学生的动手技能和创新能力,把对学生能力的培养贯穿于实验教学的每一个环节。基础有机化学实验教学改革正逐步走向完善。
一、目前安徽师范大学基础有机化学实验教学状况
1.强化学生课前预习,不打无准备之仗。
实验前预习是做好化学实验的前提条件之一,实验前预习包括认真阅读实验教材、掌握实验原理、掌握实验操作步骤、了解所用到的实验仪器使用方法及相关药品的物理和化学性质,掌握化学实验成败的关键点。并且写出预习报告,课前接受教师的检查和提问。预习报告内容包括:实验目的、实验原理、主要试剂和仪器、反应装置图等。通过实验前预习,学生在做实验前能深刻理解掌握实验原理和步骤,避免在实验中出现“按方抓药”的现象,从而保证实验效果[1]。
2.精选实验内容,节省实验时间,取得良好的教学效果。
通过安徽师范大学几代教育工作者共同努力,通过实验教学实践,基础有机化学实验课内容已经初步形成,具体见表1。原来有机物合成实验比较多,比如苯甲酸的制备,肉桂醛的提取和鉴定等,现行实验已经做了更改。作为基础有机化学实验,我们增加了基本操作性实验,减少了有机合成实验。所谓万丈高楼平地起,作为省属重点师范大学,我们很重视基础知识的掌握和基本操作的练习,这为学生以后的综合有机化学实验的学习和将来的科学研究和创新奠定了良好基础。
表1 基础有机化学实验课程安排表[6]
3.优化教学方法,培养学生创新思维能力。
首先,运用多媒体进行教学以适应社会发展的需要。将多媒体运用到教学中展现出了较以往黑版式书写教学更多的优点,尤其对实验教学更加体现出良好的效果。它能将文字转变为图形,生动地体现实验操作过程,使学生能及时注意到实验操作中容易出现的纰漏点,降低学生在具体实验操作过程中出现错误的几率,增强实验效果。其次,加强了对学生实验过程的指导,指导教师一直坚守在实验室,及时和学生进行交流,为学生解答实验中所遇到的疑惑。在实验即将结束时,对学生的实验结果进行检查,对于产率低、产品纯度差等由操作失误引起的问题进行分析,让学生彻底领悟实验要点和掌握实验技能,这是实验教学改革的目的,同时让学生自己找出其他可行性实验方案,并进行对比,找出优缺点。此举极大地了开发了学生的创新能力。
4.完善了实验教学考核体系。
我们改变了以往只通过实验考试和实验报告考察(各占50%)的考核体系,现在的考核模式在以往基础上,更加侧重于平时的实验技能的考察:包括学生的实验预备情况、实验过程中操作能力、实验结果的分析和实验结束后学生整理台面、处理污染物的方法和能力。新的考核体系实验考试占30%,实验预习占30%,平时实验室实际操作能力占40%。此举不仅避免了单一的考核体系对学生实验成绩考核的误差,而且使学生实验更加规范化,避免了学生平时实验课出现不认真的现象。[2]
二、基础有机化学实验教学改革的探索
1.绿色化学改革。
绿色化学已成为当今社会化学研究的前沿区域,全球化学污染比较严重,严重影响居民生活和生命安全。[3—4]随着工业生产批量化,人类对环保要求越来越高。要有效地控制污染,必须从源头上加以遏制。虽然每次化学实验排放污染物的量很少,但是多批次的学生实验会使排放的污染物的累积量惊人。控制好化学实验室污染物的排放对于环境保护有重大意义。以下对有效控制实验室污染物的排放进行分析:
(1)减少实验反应物物质的量并将有机物循环利用。
要控制污染物的排放,必须从源头着手。在化学实验中,有效减少反应物物质的量势在必行。对于有机物合成实验,必须改变原来将大量药品用于实验的模式,代之以微量进行实验。将有机物循环利用也是减少化学污染排放的良好措施,表一中实验(3)和实验(8)的药品可以循环利用,在对乙酰苯胺进行制备后,保存多余的乙酰苯胺,待下一年度有机物重结晶进行再次利用。加强有机物的循环利用既能节省药品,又能保护环境。
(2)尽量使用易处理、无毒性药品代替管制、毒性比较大的药品。
目前,国家对药品进行控制和管理。尤其是对剧毒、易制毒、易燃易爆性药品限制性出售,一般市面上这类药品已经销声匿迹,需要采购的单位必须经过公安部门的审批。使用易处理、无毒性药品已是大势所趋。使用危害小的化学试剂,提高了实验教学安全性,且有利于社会治安。在实验(4)中,我们可以选择乙酸乙酯代替乙醚萃取冰醋酸和水的混合液中的醋酸。乙醚属于易制毒药品,并且具有麻醉性,用乙酸乙酯代替乙醚,既能达到萃取醋酸的目的,又易于购买,对环境污染小。
(3)对反应产生的污染物进行后续处理,严禁向下水道倾倒。
有机化学实验很难避免化学反应产生的污染物,尤其是有机合成实验,为防止这类化学污染物危害生活环境,对反应产生的污染物进行后续处理已经迫在眉睫。化学污染物的处理有两种方式,一是实验室人员对污染物进行处理,二是采购污染物处理设备。针对基础有机化学实验,污染物主要来源于实验(8)和实验(9),一般采取方式一进行解决。乙酸乙酯的合成实验中,可以在合成装置后面接上尾气吸收装置。这样既能使废气得到处理,又能增强学生的环保意识。在乙酰苯胺熔点测定实验中,实验结束后,我们可以将装有乙酰苯胺的熔点管收集起来,放置于空气中自然冷却,经过研碎、溶解、过滤,重新收集乙酰苯胺。少量的废弃物排放对环境污染小,但是周而复始的有机化学实验教学会使这种污染物积少成多,为防止污染,我们不得不引起足够重视。
2.适当增加应用型实验和开放性实验。
为了提高学生对基础有机化学实验的学习兴趣,缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距,增强学生社会竞争力,可在实验教学内容上增加应用型实验和开放性实验。阿司匹林学名乙酰水杨酸,具有解热止痛和治疗感冒的作用。增加阿司匹林的合成实验,不仅巩固了重结晶提纯法操作,而且对于应用型人才培养起到了举足轻重的作用。设置开放性实验必须根据学校实验室自身条件和学生总体素质水平展开。开放性实验项目可包括现代有机分析仪器的操作实验、与科研相结合的开放性实验、[5]与校企合作项目相结合的开放性实验。开放性实验让学生接触到平常很少或者几乎没见过的大型仪器,极大地提高了学习积极性,很快参与到全开放实验教学的全过程中。开放性实验教学为学生提供了一个展示自我能力的机会和平台,与我校的人才培养目标紧密结合。过去的实验教学目的是培养学生的基本操作技能,验证理论的正确性,培养学生实事求是的科学素养,这固然重要,但忽略了学生的主动性和创新性。通过增加应用型实验和开放性实验,能拓宽学生视野,增强学生科研创新能力,激起学生的求知欲,同时为学生学习后续专业课程打下坚实基础。
3.开设化学实验室安全教育课,增强师生安全意识。
随着我国高等教育的不断发展,化学实验室教科研活动日趋平凡,各种实验室安全问题日益凸显,强化实验室安全管理,建设教科研不断运行及不断创新的实验室是高校师生不可忽视的一项重要工作。长期以来,化学实验室安全教育一直以来没有得到足够重视,一般只是在学生上实验课之前由授课老师简单提一下,并没有做系统、全面的讲解。学生掌握的只是支离破碎的安全教育相关知识。在此境况下,开设化学实验室安全教育课已不可或缺。化学实验室安全教育课内容包括:①化学实验室规则和注意事项;②各种常见的强酸、强碱、易燃、易爆、易制毒、剧毒药品的使用方法和预防;③常见灭火器分类和使用方法;④实验室废液的处理;⑤外伤、化学腐蚀的预防和处理;⑥安全用电。[6]对学生实施系统性、全面性实验室安全教育,不仅能大大提高实验室的利用率,减少人为灾害带来的损失,而且能强化学实验教学效果。
三、结语
我们在现有化学实验教学框架下进行了改革,优化了实验教学体系,学生的综合素质得到了提高。他们基础扎实、动手能力强,并且具有一定的开拓创新能力,得到了社会各界一致好评。在进行有机化学实验改革的同时,还要着力促进教师团结合作,提高教师业务水平。基础有机化学实验改革还需继续探索,为培养出与现实接轨、社会满意的新型人才作出贡献。
参考文献:
[1]杨宇婴,王月欣,高静.基础有机化学实验教学改革的探索和实践[J].广东化工,2011,38(10):165.
[2]汪婕.有机化学实验教学改革探索——以安庆师范学院为例[J].考试周刊,2010(13):10-11.
[3]王敏,蒋炳英等.有机化学实验微型法教学改革的探索[J].实验室科学,2012,15(3):12-14.
[4]宋明芝等.有机化学实验绿色化教学改革与实践[J].广东化工,2012,39(2):227-228.
【文章编号】0450-9889(2013)07B-0017-03
高中《有机化学基础》内容繁多,知识点零散,部分学生觉得所学知识就像一盘散沙,难记、难学。另外,该选修教材中部分内容涉及大学知识,如杂化轨道知识、手性分子等,空间想象力稍差的学生学习起来感到吃力。在大学阶段,很多学生刚开始学习有机化学时觉得很难适应,大多数大学教师也并不了解学生原有的知识水平以及高中有机化学知识的深度和广度,主要根据以往的教学经验进行教学,导致教与学的脱节。基于以上原因,本文将高中《有机化学基础》(人教版,2007)与大学《有机化学》(曾琼主编.高等教育出版社.2009)的知识点进行归纳、比较,以供中学、大学教师和教学管理者参考。
一、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识点对比
由上表可见,大学与高中知识点的衔接和延伸主要表现为以下几个方面:
(1)对有机化合物的分类和命名,大学要求更高。如第一章有机物的分类中,大学增加了杂化化合物、硝基化合物、胺、偶氮化合物、重氮化合物、硫醇、硫酚、磺酸;第三章对醇的学习,大学增加了醇的命名等。
(2)对有机物化学性质的学习,大学要求更细。如第二章烷烃的化性(氧化、热裂、卤代)、炔烃的化性(亲电加成、水化、氧化、炔化物的生成及还原),第三章醇的性质(与活泼金属反应,亲核取代,与卤化磷、硫酸、硝酸、磷酸等反应,脱水,氧化,催化脱氢),第四章氨基酸的性质(两性,等电点,氨基酰基化、烷基化,羧基反应,与茚三酮反应)等。
(3)大学对有机物结构特点的学习更复杂,如第一章对碳原子成键特点的学习,大学结合轨道重叠图例、轨道波函数、氢分子轨道能级图更详细地介绍共价键的成键特点、饱和性和方向性,甲烷的SP3杂化等。
二、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识衔接的特点
从以上分析得知,高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识衔接点较多,其衔接方式主要有以下几种:
1.沉没式。在高中教材简单介绍而大学教材未涉及的知识的衔接方式可称为沉没式。《有机化学基础》的内容编写注重与实际生活的联系,在资料卡片、科学视野、科学史话等板块会补充一些生活中与化学相关的内容,这不仅增加了教材的趣味性,也使教材更有广度。如在科学史话中介绍碳价四面体学说的创建过程,在实践活动中介绍用粉笔分离菠菜叶中的色素的方法,介绍“西气东输”工程的重要性等。这些内容考试不作要求,学生浅尝即可,却能拓宽知识面。
2.接近式。高中有些知识点在理论解释上已接近大学水平,但在练习上大学要求更高,这些知识的衔接方式称为接近式。《有机化学基础》作为选修教材,是对必修教材内容的补充和深化,如烷烃、烯烃、炔烃的命名,甲烷的正四面体结构,碳原子的SP3、SP2、SP杂化等,其难度已接近大学程度,将这些内容提前放在高中学习,让学生更早了解,为大学阶段的学习打下基础。
3.生长式。在高中的基础上进一步扩大知识点的外延,增加其内涵,使学生更全面地认识事物各方面的属性,或进一步抽象出更为本质的属性,这种知识衔接方式称为生长式。如在高中通过碳原子的成键特点来介绍共价键的形成,而在大学则是结合轨道重叠图例、轨道波函数、氢分子轨道能级图更详细地介绍共价键的成键特点、饱和性和方向性;在苯的同系物命名时,高中简单介绍二甲苯的“邻”“间”“对”的习惯命名和系统命名,大学则拓展到三甲苯的“连”“偏”“均”的习惯命名和系统命名。这样可以使学生由分散学习上升到系统地理解所学知识的实质,以便在各种情境下都能够灵活运用。
4.跳跃式。在大学《有机化学》教学中,有些内容是高中未曾涉及的,这些知识的衔接方式称为跳跃式。如有机物的构象、构型,烷烃卤代反应和烯烃反应的历程及其规则,红外光谱、核磁共振氢谱及质谱的解析等。这些内容使学生学得更深、更广、更扎实。
三、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》衔接教学的对策
1.联系实际,激活沉没式知识。沉没式知识在高中教材中所占比例少,涉及的内容只作补充性材料,对后续学习并无深远影响,因此这部分知识在教学过程中要求很低。而大学教材缺少与生活紧密联系的内容,学习起来稍显枯燥,在教学过程中我们可以联系学生的生活实际,适当补充一些趣味性知识,激活高中所学知识,以利于学生理解记忆。
2.练习巩固,强化接近式知识。接近式知识在高中教材已作详细介绍,但涉及的练习难度不大。在大学阶段,对于接近式知识的教学,教师可采用提出问题让学生自行复习、创设情境引导学生回忆等方法,并逐渐加大练习的难度,强化所学知识,加深理解。如学习烯烃命名时,可先让学生回忆烯烃的命名方法,完成一些简单的烯烃的命名,然后着重学烯烃的命名,使学生的知识在原有基础上得到进一步发展。
3.注重本质,整合生长式知识。生长式知识在高中阶段已有一定的介绍,但受到认知能力和思维特点的限制,高中学生对这些知识还不能全面理解。在大学化学教学中,教师要了解学生已有的知识水平,以学生原有的知识经验为生长点,融入新知识,并通过列举各种不同的实例,从不同侧面进行解释,抽象出这些知识的本质属性,整合所学知识,形成新的知识体系。如学习单烯烃时,学生通过分析单烯烃官能团(双键)的形状及其电子云分布特点,知道烯烃容易给出电子,也就是容易被缺电子(如卤素、路易斯酸)的物质进攻而发生亲电加成反应,反应取向符合马尔科夫尼科夫规则;但有过氧化物存在时,氢溴酸与不对称烯烃起加成反应时,反应取向是反马尔科夫尼科夫规则。通过这样的对比学习,可以更全面地理解烯烃的本质。
这一模块常考知识点有:①有机反应类型(取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、聚合反应)②官能团的名称③有机物的性质判断④有机物的结构简式⑤重点有机方程式的书写(如醇的催化氧化、醇的消去反应、酯化反应等)⑥同分异构体的书写和种类的判断⑦简单有机物绿色合成路线的设计和评价。
基础决定能力,基础决定成败。近几年高考命题特点是回归基础,回归课本。课本是高考命题的依据,许多试题都能在课本中找到原型或“影子”。无论高考题怎么出,大部分都会落到基础知识的考查上,那些在高考中创造奇迹的的学生,无一例外的都是基础知识牢固、熟练、全面、扎实的学生。所以,在复习中要把主要精力投放到基础知识、基本题型的夯实,熟练上,决不能好高骛远,喜欢偏难怪新,浪费时间、精力、体力。“九层之台,起于垒土”,基础知识既是解决问题的本源,又是能力提高的根基。
二、学会归纳,使有机化学知识系统化和条理化,形成立体的网状知识结构
有机化学知识的脉络非常清楚,在复习中要注意学会自己归纳,形成属于自己的知识系统,使有机化学知识系统化和条理化。
1.以结构为主线,突出知识的内在联系,将零散知识系统化
《有机化学基础》涉及的有机物多,知识点多,记忆的内容多,但有机化学又有很好的内在联系和规律,如贯穿《有机化学基础》的一条主线是“具有相同官能团的一类有机物的性质相似”,只要我们掌握了这一规律就能“以一知十”。这就要求在复习中注意自己总结,做到事半功倍。所以第一轮复习,以官能团为主线,把有机化学知识按“脂肪烃(烷、烯、炔)芳香烃卤代烃醇(酚)醛羧酸酯油脂糖类蛋白质高分子化合物”的顺序,将各类物质的物理性质、代表物的分子式和结构简式、主要化学性质、制取方法、来源和用途进行一次全面彻底的梳理;第二轮复习则要根据有机化学知识重点和考试热点可以设置“物理性质与用途”、“同分异构体”、“有机反应及类型”、“有机物推断”、“有机实验”、“有机物计算”等大专题,再下设“燃烧规律及其应用”、“能与氢气、氢氧化钠溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液、银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液反应的物质小结”“有机反应类型”、“高分子与单体”、“脱水方式归纳”等小专题。
打破章节之间、无机与有机之间的限制,进行学科内综合复习,将知识系统化、条理化。有机化学知识点较多,在复习中通过分析对比、前后联系、综合归纳,把分散的知识系统化、条理化、网络化。
2.归纳零星知识,将分散的知识条理化
一些有机物的物理性质,一些有机实验知识在讲评练习时组织讨论,总结出易理解易记忆的一些经验规律,可帮助学生记忆。利用有机反应类型为专题将知识系统化,归纳出何种有机物能发生相关反应,并且写出典型的化学反应方程式等。
三、突破信息,加强推断题训练
在有机化学复习中,特别要重视对高考有机化学信息题进行专题研究,学会对题给信息进行吸收处理的能力。通过典型例题,理解和掌握信息加工的要点,能自如地进行吸收处理,去伪求真、去繁求简、去辅求主,使问题得到解决,达到训练和发展思维的目的。要重视对有机化学推断题进行研究,在“如何选准突破口”、“如何推理,找出头绪”、“如何顺藤摸瓜”等方面进行训练,学会把握题给“四类信息”(反应信息、结构信息、数据信息和隐含信息),去伪求真、去繁求简,做到整理信息、逻辑论证、得出结论、正确表达。加强思维能力的训练,强化信息的整理,提高逻辑推理能力,最后达到快速准确地解题。
推断题的解题思路为:认真读题,审清题意,采集信息,积极思考。抓住特征条件,从中找出突破口,再从突破口向外发散,通过顺推法、逆推法、顺逆综合法、假设法、知识迁移法得出结论,最后作全面检查,验证结论是否符合题意,概括起来就是“审、破、推、答”四个字。同时在复习过程中要适度关注新科技成果及日常生活实际中化学问题,将最新的科研成果作为命题素材,考查课本基础知识和基本技能,是高考命题常见的形式。
有机化学是化学四大基础课之一,在大学化学课程中占据重要地位。有机化学课程的特点是各章的知识点既具有一定的关联度,又有相对的独立性。高等院校开设有机化学的学时是有限的,而课程的内容却在日益膨胀,学生在学习过程中普遍感觉到内容繁杂,难以完全掌握。教师既要完成教学计划、保证教学质量,又要重视学生素质的培养和创新能力的提高,因此教师要不断更新教学理念,在教学手段与方法等方面进行大胆的改革与创新,切实发挥教师在教学中的主导作用。笔者结合教学工作,从四个方面探讨了有机化学教学中的新理念和相应的实践方案:
一、学会学习
一般院校开设有机化学都在64―72学时之间,最多也就128学时。每次教学都非常紧张:教师不停地讲,学生不停地记笔记。有机化学课程体系庞大,教师本人尚且需要不断地学习、补充和更新,常感到学无止境,更不可能在有限的课时内教会学生所有的知识点。笔者在教学中贯彻这样一个理念:以有机化学课本为载体,教会学生学习有机化学的方法,学会学习。
艾宾浩斯提出的遗忘规律告诉我们:在学习识记完某一知识后,遗忘就开始发生,尤其在起始阶段遗忘的速度较快。这就要求在学习完某项内容后应及时复习,在未等记忆的内容遗忘掉之前就再次复习,这样只需要花费很少的时间就能复习巩固一次。如果等所学的内容全忘了之后才去复习,就等于重新学习一次,此时所花费的时间就比较多,学习的效率就比较低。从课程开设之初,笔者就告诉学生这条遗忘规律,让学生及时复习,做到事半功倍。
针对知识点多的特点,笔者要求学生在学完每一章内容后,将其中的主要内容和重点难点总结成为一页纸,这样在复习时只需看一页纸,花费时间比翻阅几十页的课本要大大减少,学生复习时的兴趣高,有耐心进行多次复习。这种把书读薄的“纸效应”能将十几章的厚厚的一本书变为十几页纸,极大地提高学习效率。
二、实践反哺教学
在有机化学教学过程中,教师若仅仅根据书本讲授知识点,不仅课堂气氛会比较沉闷,学生对化学反应方程式也只能肤浅认知,枯燥记忆。教师若能紧密结合教学内容,提出一些与生产生活实际密切关联的化学问题,或者结合自己的科研实践,积极创设开放的教学情景,将会诱发学生的探索研究动机,调动学生积极地将理论知识运用于实践的激情,从而进一步加强学习效果。
笔者在讲授“氯仿的毒性”时,让学生回忆电影《金刚》中的强壮的大猩猩如何被捕获;在讲授“醚键在酸性条件下断裂”时,举例让学生思考“采用氯亚甲基化反应制备9,10-二氯亚甲基蒽时,1,4-二氧六环是良好的溶剂,但为什么反应后溶剂无法回收”;在讲述“含碳碳双键共轭体系的有机分子在材料领域的应用”时,笔者拿出刚从实验室合成的具有超强蓝绿色荧光材料以及发表的关于非线性激光材料的论文;在讲授“Vilsmier反应制备芳香醛”时,以自己曾经实验失败长达半个月的亲身经历告诉学生其中的碱中和步骤要注意的一些操作细节。
这些来源于教师亲身实践的知识让学生能真切地感受到所学知识离自己不远,所讲解的知识点不再是空洞的文字或图表,会让学生记忆更深刻,理解更透彻。如果教师的科研实践经历足够丰富,学生还会从简单崇拜转变为努力学习。
三、课堂PK
课堂教学一般都是教师站在讲台上讲,学生在下面听。大学课堂每堂课知识容量大,学生要非常集中注意力,紧跟教师的思维和节奏,才能掌握尽可能多的知识点。但对于那些自控能力差、注意力难以持久的学生来说,在课堂上听课的兴趣不强,积极性不高,难免就会上课时处理杂事,教学效果差。如果此时采取一些生动活泼的方式来激发学生的学习兴趣,抓住学生的注意力,吸引到课堂的学习上来,就会大大提高教学质量。笔者在课堂上经常开展“课堂大PK”,把一些需要讲述的知识点提前糅合成一道综合习题,让学生带着问题去自学,然后在课堂上选出男女学生代表各一名,在黑板上展示自己的答案,其他男生女生可以作为亲友团,在规定的时间内帮助自己的代表完善答案,最后由教师当嘉宾评委、学生做观众评委来评判胜负。这样的活动不仅可以全民参与,带动整体学习兴趣,还可以让教师了解学生的知识点掌握情况及综合运用能力。如在讲授“羧酸的合成”之前,笔者让学生设计由苯合成苯甲酸,得到越多的合理的方案者胜出,结果得到了图一所示的20多种合成路线。这次课堂PK不仅使得教师可以免讲此节内容,而且学生课堂知识的掌握程度也好。
四、绘制有机八卦图
有机化学知识点繁多,官能团之间的相互转化是教学的重点,也是学生学习的难点。在教学中发现很多学生在理解合成路线时,如果顺着路线方向讲解,每一个步骤都能很好地理解,但是在逆推路线图时,对于选择什么样反应原料和反应条件,以及经过什么样的中间产物时很是迷茫,往往不知如何下手,特别对于一个需要采用较多步骤来合成的目标分子,常常会手足无措。针对这种情况,笔者在上课时教导学生思考一个有机物如何制备,如何衍变成新化合物,学会经常思考“从哪里来,到哪里去”,久之学生的路线设计水平有了一个“顿悟”式的提高。笔者设计了一个“有机八卦图”的模型(见图二)来帮助学生较快地掌握:将有机官能团之间的相互转化用一个八卦的形象表示出来,让学生在平时的学习中积累相互转变的反应方程式,用数字标在相应的箭头上,并将之作为一个“卦相”来阐述,这样在以后的设计路线中就可以利用这些卦相来推演了。学生们对于编制自己的“有机八卦图”兴趣很高,有的学生还在积极地将之用电脑编程,以便日后可以快速检索。
结语
通过将这些教育理念和方法贯彻到平时的教学中,学生学习有机化学的积极性普遍提高,知识的综合运用能力增强,创新思维得到了良好训练。五年来学生的教学满意度都在90%以上,教学实践取得了良好效果。
参考文献:
[1]陈琦.教育心理学[M].高等教育出版社,2005.
一、有机化学接触的时间短
从初中三年级开始学习化学以来,除了在必修二中有一个单元的有机教学内容外,学生学习的都是无机的内容,对于无机化学的学习的基本思路、方法都已经习惯了。打个比方,无机化学就像是一熟人,哪怕换了件衣服或发型,见了自然熟悉亲切;而有机化学则是一陌生人,来自另一个星球,学生心理上会有些排斥。
二、有机化学学习的时间紧,大多内容复杂繁多
有机化学基础是普通高中化学的选修模块,在人教版教材中有以下内容:
引言
第一章 认识有机化合物
第二章 烃和卤代烃
第三章 烃的含氧衍生物
第四章 生命中的基础有机化学物质
第五章 进入有机合成高分子化合物的时代
结束语 有机化学与可持续发展
首先,物质种类多。就烃这一部分就涉及烷烃、烯烃、芳香烃。其次,概念、反应类型、有机物实验方法以及物理上的光谱分析较复杂。在一个学期的时间里要学习内容繁多的一本教材确实不太容易。
三、必修2有机部分的教材编排不够合理
个人认为,必修2有机部分应该是选5的一个铺垫和预热。但必修2第3章里有机内容基本上是以常识性知识和典型物质为主,编排过于单薄而且不成系统,没有涉及类的思想。物质之间也难以连成线、形成面,缺乏对有机物学习思想的渗透,学生只能死记硬背,弱化了铺垫和启下的这种功能。
那么,怎样使学生喜欢上有机化学基础且学得轻松呢?笔者认为应该从两个方面着手。学习是教师的导和学生的学和谐共生的一种活动。
(一)教得得法,教得有趣
兴趣是最好的老师。哪怕学生有畏惧情绪,只要教师能激发学生的兴趣,学生自然能够迎难而上,问题自然迎刃而解了。
1.整合教材,合理利用化学实验
有机化学基础中设计了大量的教学实验,都有非常明显的现象,对提升学生的兴趣有很好的帮助。
2.教材里的资料卡片、科学探究、科学视野可以通过学生自学、小组讨论、小组活动等不同形式完成,并对学生的表现做出及时的评价和鼓励
3.人文思想的渗透让有机化学更有生机活力
有机化学基础中有大量的化学史和化学趣事,在教学中巧妙地运用可谓是一举数得。如苯的结构的发现等。
4.精确把握教材的深广度
传统的化学教学观念是“严格按课标要求,不越雷池半步”“不越位,不拔高”“只用减法,不用加法”。教师在实施具体的教学时应把教学侧重点从对知识点的深挖、迁移和拓展层面,转移到通过化学基本知识的学习,使学生体验科学研究的过程,不增加学习难度。
5.教给学生学习方法
有机化学强调从典型到一般,结构决定性质,迁移发散的思想。
(二)学得巧妙,学得高效
1.掌握学习有机的基本方法
有机物种类繁多,在学习的过程中依据每类有机物的结构、性质以及结构与性质间的关系,分类归纳每类有机物的通式和通性。如在“烃的衍生物”一章中,知识是以官能团为主线展开的,所以在学习衍生物时,要首先抓住官能团的结构特点去推断衍生物的特性,再由性质进一步验证其结构,充分认识到结构决定性质的辩证关系。联系结构,记清性质。对比种类,记准性质。举一反三,用活性质。其次通过实验加深对这一类有机物性质的理解。
2.后续知识要及时与前面相关知识联系,使内容结构化
学会对知识进行总结整理是高效学习必不可少的重要环节。比如,使酸性KMnO4溶液褪色的有机物种类有哪些?等质量或等物质的量烃燃烧耗氧量问题,水浴加热的实验有哪些?温度计使用等。要不时总结汇编以提高学习效率。
人本主义学习理论指导下高校有机化学实验教学中“小组合作”与“问题探究”模式人本主义学习理论强调人在学习中的自主地位,强调学习中的情感因素,并试图将情感和认知因素在学习中结合起来。因此,在教学中应充分考虑学习者的主体地位,调动其主动参与学习过程的积极性。[6]
有机化学实验教学“小组合作”模式目前,有机化学实验开始前由学生预习,书写预习报告,教师检查,大部分学生只是对书本内容进行摘抄没有思考,有的学生甚至并不预习。为了让学生真正做到在做中学,学会自主学习,我们可以尝试小组讨论的方法进行实验预习。合作学习是指学生为了完成共同的任务,有明确的责任分工的互学习。合作学习鼓励学生为集体的利益和个人的利益而一起工作,在完成共同任务的过程中实现自己的理想。[7]首先,根据学生的性格特点与学生特长对班级进行分组,每组成员明确分工,形成合作小组。其次,实验前,由教师将实验任务包括实验目标,实验参考资料,提供的药品、仪器,实验地点、时间等通知学生小组组长,由组长带领组员进行资料查阅进行讨论,完成预习报告,预习报告应包括实验步骤,每一步预期目标以及实验装置图。完成后交给教师,由教师审阅弥补不足。再次,实验课过程,教师进行指导包括:实验流程、药品用量规定以及产物检查回收要求,实验中可能出现的问题、危险等。一小组为一排进行实验,允许过程中讨论,教师对学生的实验操作进行个别点拨,及时纠正错误。教师对于实验成功的小组,检查产品并给予评价;对于实验失败的小组找出失败原因并给予纠正。最后,实验结束后,小组成员独立完成实验报告以后,进行小组讨论完成实验反思,反思内容包括实验收获,实验中遇到的问题困惑。教师集中学生对实验操作,实验反思进行评价。有机化学实验教学采用“小组讨论”的模式,可以有效的提高有机化学实验学生的自主性与主动性。充分发挥学生主观能动性,有利于学生理解有机化学原理,培养学生对于知识的运用能力,激发学生创造性,让学生在实验中收获成就感与自信心。
有机化学实验教学“探究”模式当今世界科技迅猛发展,有机化学作为化学学科中最活跃的领域,发展非常迅速,在这样的背景下,学生一味拘泥于实验课本中的实验内容是非常不利于学生创造性发展的。学生步入社会或者进入更高领域学习就会发现,课本中的内容远远不能满足现实的要求。因此,启发学生的创造性,提前让学生体验研发或者科研过程是非常有必要的。基础教育课程改革中探究式教学模式颇具借鉴作用。探究式教学是在教师的启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探索、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。[8]在有机化学实验教学过程中,以一学期为一个活动周期,学生以小组申报与生活有关并且以有机化学方法来解决的课题以及申请理由,教师对学生的课题意义及可行性进行评价和修改,每周定时开放实验室,由学生小组进行实验探究,教师可以提供咨询和帮助。教师定期对小组研究进程进行跟踪评价。学期末,以小组为单位进行汇报,总结与评价。这种探究学习模式,有助于学生主体性的发挥,同时让学生在本科阶段就能体验到科研的成就感与乐趣。
中图分类号:G633文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)08-0023-03
美国未来学家阿布文.托夫勒曾经说过:“未来的文盲不是目不识丁的人,而是不知道如何学习的人”。可见,学会学习是每一个现代公民必备的基本素质之一。目前,我们的基础教育正在进行新一轮的课程改革,新的学习方式的核心就是自主学习、合作学习和探究学习。要提倡素质教育就必须倡导和培养学生自主学习的能力,而课堂教学是实施素质教育的主阵地,那么,怎样结合学科教学培养学生的自主学习能力呢?下面谈谈本人在有机化学基础教学中的一些做法。
一、搜集信息能力的培养
一个人的时间和精力是有限的,一个人的知识储备量也是有限的。因此,在当今这个信息迅猛发展的时代,教师要培养学生自主学习的能力,先得培养学生搜集信息的能力。
1.培养学生勤查字典
有机化学基础是高中化学课程的一个重要模块,在学习过程中总会碰到一些生字,如果一带而过,不认识的字会越来越多,不理解的内容也会越来越多。怎么办呢?在开学时就要求学生准备一本精巧的笔记本,专门收集生字,把平时碰到的生字逐一记录在里面,有时间的话当场查字典,没有时间的话先记录下来,等到以后有时间再补查。欠而欠之,偶而翻翻,你会发现你不认识的字却越来越少。下面是学习有机化学基础时安排学生查的字:
(1)烃tīng:有机化学上碳氢化合物的总称
烷wán:有机化学中,分子式可以用CnH2n+2表示的一类化合物
烯xī: 有机化学中,分子式可以用CnH2n表示的一类化合物
炔quē: 有机化学中,分子式可以用CnH2n-2表示的一类化合物
(2)衍生物(yǎnshēngwù):较简单的化合物中的原子或原子团被其他原子或原子团置换而生成的较复杂的化合物
羟基(qiǎngjī):就是氢氧基(-OH)
羧(suō):有机化合物中含碳、氢、氧(-COOH)的基叫羧基
羰(tāng):羰基,有机化合物中含碳和氧的基,也叫碳氧基
(3)醛(quán):有机化合物的一类,通式R-CHO
醚(mí):有机化合物的一类,通式R-O-R’
酮(tòng):有机化合物的一类,通式R-CO-R’
(4)酯(zhǐ): 有机化合物的一类,通式R-COO-R’
脂(zhī):动物体内或油料植物种子内的油质
(5)磷(lí):一种非金属元素,符号P,常见的有两种:红磷和白磷(也叫黄磷)
膦(lì):磷化氢(PH3)分子中的氢原子,部分或全部被烃基取代而形成的有机化合物的总称
(6)氰(qíng):一种碳和氮的化合物,分子式为(CN)2,无色的气体,有杏仁味。性很毒,燃烧时发红紫色火焰
腈(jīng): 有机化合物的一类,通式R-CN,无色的液体或固体,有特殊的气味,遇酸或碱就分解
(7)氨(ān):一种无机化合物,分子式NH3,是无色而有剧臭的气体
铵(ǎn):铵根,化学中一种阳性复根,以NH4+表示,在化合物中的地位相当于金属离子
胺(àn):有机化学中,氨的氢原子被烃基代替所成的化合物,通式是R-NH2
(8)戍(shù):军队防守
戌(xū):地支的第十一位
戊(wù):天干的第五位,用做顺序的第五
(9)己(jǐ):自己,对人称本身;天干的第六位
巳(sì):地支的第六位
已(yǐ):止,罢了;已经,已然;后来,表过去
以上这些字,如果不去认真地查查字典,不去认真地记忆和理解,不要说学生有些不会念,会念的也念错了;就是在平时很多的县市级教研活动中,都有很多开课老师念错了。比如:把酯念成脂、氰与腈念成青、铵与胺念成氨等等。实际上要求学生查字典的过程,就是一次小小的自主学习的过程。
2.培养学生学会查阅资料
普通高中化学课程理念指出:“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切联系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感,参与意识和决策能力”。遵循这一理念,每上完一个专题就布置几个相关的研究性学习课题,每个同学选择一个课题,选择相同课题的同学组成一个小组协同研究。比如当学生做到下面这道题时:吗啡和海洛因都是严格禁止的,吗啡分子含碳71.58%、氢6.67%、氮4.91%,其余为氧元素。已知吗啡的相对分子质量不超过300,吗啡的二乙酸酯就是海洛因。试求:
吗啡的相对分子质量_______________吗啡的化学式_______________
海洛因的相对分子质量_____________海洛因的化学式_____________
学过有机物化学式的确定方法以后,学生解答这样的问题是轻而易举的。但老师的任务不仅仅是教给学生知识,还要培养学生各方面的能力,更要教会学生如何做人?目前,禁毒是全社会都应关心的工作,预防孩子吸毒是天下家长、社会的一个关注点。据此拟就一个小专题《认识、远离》,让课题组组长把该组分成四小组,每组分发事先准备好的问题 :(1)的种类有哪些?从颜色、状态、俗名、化学式、结构简式、可能有的化学性质认识这些。(2)对人体的健康有什么危害?对社会又有什么影响?(3)了解我国吸毒人员的年龄分布(4)目前常用的戒毒方法有哪些?要求该组学生利用一星期的课余时间跑图书馆、上网查阅有关资料,然后小组汇总。给出一节静校课的时间,由课题组组长主持,小组代表发言交流。这样学生在不知不觉中学会了调查研究的方法,不仅培养了学生查阅资料的能力,又锻炼了学生独立解决问题和发现问题的能力。
3.培养学生学会做实验
化学离不开实验。化学概念、原理和规律大多是由实验推导和论证的,实验有助于加深学生对化学概念、原理、规律的理解,也有助于培养学生的科学态度和创新精神。实验能力是从事科学探究的基础。每年的高考中都有一道大题目是实验题,因为实验题既能考查学生的自学能力,提取信息的能力,逻辑思维能力,又能考查学生的实践运用能力和创新能力,还能考查科学语言的表述能力。因此,培养学生学会做实验是相当必要的。虽然我们学校化学实验室的硬件设施不是很好,但还能做一些基础的、简单的化学实验。作为化学老师,不能贪图自己方便,把学生的活动与探究实验都设计成上课的讲实验,应该尽可能的为学生创造条件,把学校条件允许、简单易行、现象明显的化学实验安排学生去化学实验室进行分组实验。例如:葡萄糖的银镜反应、油脂的皂化反应、淀粉遇碘变蓝色等等,让学生亲身感受整个实验的过程,这样做的结果是:不仅让学生掌握了知识,了解了物质在工农业生产和日常生活中的用途,提高了实验能力,还大大激发了学生学习化学的兴趣。
二、自学能力的培养
我们先来分析一下2008年高考理综卷,化学部分总分108分,其中有机化学是22分,占20.37%;具体题目如下:
2008年理综第8题(6分):下列各组物质不属于同分异构体的
是()
A.2,2-二甲基丙醇和2-甲基丁醇 B.邻氯甲苯和对氯甲苯
C.2-甲基丁烷和戊烷D.甲基丙烯酸和甲酸丙酯
2008年理综第29题(16分):A、B、C、D、E、F和G都是有机化合物,它们的关系如下:1A在硫酸、加热的条件下生成C和D ;2B在硫酸、加热的条件下生成E和F;3D和F在浓硫酸、加热的条件下 生成G(C7H14O2)
(1)化合物C的分子式是C7H8O,C遇氯化铁溶液显紫色,C与溴水反应生成的一溴代物只有两种,则C的结构简式为_____________
(2)D为一直链化合物,其相对分子质量比化合物C的小20,它能跟碳酸氢钠反应放出二氧化碳,则D分子式为______________,D具有的官能团是____________
(3)反应1的化学方程式是__________________________
(4)芳香化合物B是与A具有相同官能团的A的同分异构体,通过反应2化合物B能生成E和F,F可能的结构简式是____________________
(5)E的结构简式是___________________
面对这两题,如果学生不具备一定的自学能力,是很难得到这22分的。所谓自学能力就是学生在已有知识和技能的基础上,运用科学方法以及它的程序化步骤,获得新的知识和技能中所表现出来的能力。具体包括:独立阅读能力、组织学习能力、搜集资料、复习概括所学知识的能力、对学习自我检查、自我监督能力以及运用知识解决问题的能力等等。培养自学能力,首先要培养学生的阅读能力。学生阅读能力的培养,有赖于平时教学中的形成,在复习中进一步强化和提高。因此,教师在教学过程中,要把足够的时间和空间留给学生,让学生通过阅读课文,能用化学用语来描述物质的性质、用途、制法等,能理解化学概念、原理,能用自己语言来表述并举例说明,能看懂实验图(包括各种图、照片等),能读懂各种表格中的各类数据,能读懂教材中提供的资料、阅读材料、选学等内容,并从中吸收丰富的素质教育的营养元素。
自学能力的培养重点是培养学生处理信息的能力。第一学会正确识别信息,尤其是关键信息,迅速抓住关键信息相关的知识,排除无用信息的干扰;第二是培养学生对信息综合分析的能力,尤其是对隐含在直接信息中的间接信息的处理,要求学生有较强的分析、综合、判断比较、演绎推理能力;第三是培养学生的应用信息能力,培养学生的知识迁移能力,使学生通过比较,概括新旧信息的共同要素,不断进行新旧比较,寻找新的联系,促进应用信息能力的发展。自学能力的培养要充分利用例题教学和讲评。在有机化学的教学中,选择典型的信息题,将题目中的“原型”呈现给学生,让学生寻找题中所提供的信息,联系已有知识,分析解题思路,然后循思设疑、创设情景、展示解题的全过程,在解题目的关键处巧妙点拨,使学生有茅塞顿开之感。自学能力的形成还要加强习题训练。使学生通过练结出解题的一般方法和规律,并能运用所得的规律进行推理和创新。同时通过强化训练,使学生熟悉各种题型的信息题,减少对这类题目的陌生感,不至于遇到类似题目时望而生畏。比如有机物分子的共直线共平面的题目,如果学生掌握了甲烷的正四面体结构,其中最多三个原子共平面;乙烯的六个原子共平面;乙炔的四个原子共直线;苯的十二个原子共平面,四个原子共直线;甲醛的四个原子共平面等知识,那么学生遇到类似的题目,就能应付自如。
三、归纳总结能力的培养
所谓归纳总结,就是对前一阶段工作或学习进行回顾、检查,从中找出经验和教训,获得规律性的认识,以便指导今后实践的一种事务文书。有机化学的知识是进行分散教学的,因此上完所有内容后,完全有必要对这些零星知识、分散知识进行条理化、网络化、系统化。下面是学生整理出来的部分内容:
有机物组成的表示方法:分子式、电子式、结构式、结构简式、最简式(实验式)、碳架式、键线式、楔形式、通式、球棍模型、比例模型
同分异构现象:碳链异构、位置异构、官能团异构、顺反异构、对映异构
官能团:碳碳双键、碳碳叁键、羟基、醛基、羧基、酯基、卤原子
五同:同位素、同素异形体、同系物、同分异构体、同种物质
物理性质:常温下呈气态---C1-4的烃、一氯甲烷、甲醛、新戊烷
有香气味的---苯、甲苯、乙醇、乙酸乙酯
易溶于水的---低级的醇、醛、羧酸
不溶于水比水轻的液态物质---苯、甲苯、乙酸乙酯、液态的烃
不溶于水比水重的液态物质---溴苯、硝基苯、溴乙烷、四氯化碳
有机反应类型:取代反应(卤代、硝化、磺化、水解、酯化)、加成反应、消去反应、氧化反应(燃烧、酸性高锰酸钾溶液褪色、醇氧化为醛或酮、醛氧化为羧酸)、还原反应、加聚反应、缩聚反应、裂化反应、裂解反应
一些重要的化学性质:能使溴水褪色――不饱和烃及其衍生物、苯酚及其同系物、含醛基的有机物、裂化气、裂解气、天然橡胶
能使酸性高锰酸钾溶液褪色――不饱和烃及其衍生物、苯的同系物、含醛基的有机物、还原性糖、酚类、裂化气、裂解气、天然橡胶
能与金属钠反应――醇、酚、羧酸
能与氢氧化钠溶液反应――发生中和反应的酚和羧酸
发生水解反应的卤代烃和酯类
能与碳酸氢钠溶液反应――羧酸
能发生银镜反应――醛、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖
能发生显色反应――苯酚氧化(粉红色)、苯酚遇氯化铁溶液(紫色)、多元醇与新制氢氧化铜(绛蓝色)、浓硝酸与蛋白质(黄色)、淀粉遇碘单质(蓝色)
一些有机实验知识:
物质的制备――乙烯、溴苯、硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、石油蒸馏
操作要领――水浴加热:银镜反应、硝基苯制备、乙酸乙酯水解、蔗糖水解、纤维素水解
温度计水银球位置:制乙烯在反应液中、制硝基苯在水浴中、石油蒸馏在支管口处
导管冷凝回流:制溴苯(冷凝管)、制硝基苯、制乙酸乙酯、石油蒸馏(冷凝管)
防倒吸:制溴苯、制乙酸乙酯
分离提纯方法:萃取、分液、蒸馏、洗气、盐析
鉴别方法:溴水、酸性高锰酸钾溶液、金属钠、新制的氢氧化铜悬浊液、银氨溶液、指示剂、氯化铁溶液、碘水
此外,象有机物间的相互转化、醇醛羧酸连续氧化的三大特点、相对分子质量相等的醇与羧酸所具有的条件等等,学生通过这一系列的归纳总结,加深了学生对所学知识的理解,进一步培养了学生自主学习的能力。
总之,自主学习是一种新的有效的学习方式,重在探索、贵在引导。自主学习为学生创造了一个动手、动脑、探索研究的平台,给了学生展示自我的机会;学生在这一过程中认识自我、发展自我,使自己真正成为学习的主人。充分体现了“教师的‘导’完全为学生的‘学’服务”这一现代教学思想,同时将学生的认知活动与学生的非智力因素(兴趣、情感、动机等)紧紧地联系起来,培养了学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流和合作的能力,不仅有利于提高学生的在校学习成绩,而且是学生终身学习和毕生发展的基础。
参考文献
[1] 吴景环.化学教学中自主学习能力培养的探究.中学化学,2006,(2):4
[2] 陈建华.新课标下化学自主研究性学习-社会化大平台的建构.中学化学教学参考,2006,(6):46-48
(2)、乙酸乙酯的水解
(3)苯的硝化
(4)糖的水解
(5)、酚醛树脂的制取
(6)固体溶解度的测定
凡是在不高于100℃的条件下反应,均可用水浴加热,其优点:温度变化平稳,不会大起大落,有利于反应的进行。
2.需用温度计的实验有:
(1)、实验室制乙烯(170℃)
(2)、蒸馏
(3)、固体溶解度的测定
(4)、乙酸乙酯的水解(70-80℃)
(5)、中和热的测定
(6)制硝基苯(50-60℃)
〔说明〕:
(1)凡需要准确控制温度者均需用温度计。
(2)注意温度计水银球的位置。
3.能与na反应的有机物有:醇、酚、羧酸等--凡含羟基的化合物。
4.能发生银镜反应的物质有:
醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖--凡含醛基的物质。
5.能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有:
(1)含有碳碳双键、碳碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物
(2)含有羟基的化合物如醇和酚类物质
(3)含有醛基的化合物
(4)具有还原性的无机物(如so2、feso4、ki、hcl、h2o2等)
6.能使溴水褪色的物质有:
(1)含有碳碳双键和碳碳叁键的烃和烃的衍生物(加成)
(2)苯酚等酚类物质(取代)
(3)含醛基物质(氧化)
(4)碱性物质(如naoh、na2co3)(氧化还原――歧化反应)
(5)较强的无机还原剂(如so2、ki、feso4等)(氧化)
(6)有机溶剂(如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等,属于萃取,使水层褪色而有机层呈橙红色。)
7.密度比水大的液体有机物有:溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。
8、密度比水小的液体有机物有:烃、大多数酯、一氯烷烃。
9.能发生水解反应的物质有卤代烃、酯(油脂)、二糖、多糖、蛋白质(肽)、盐。
10.不溶于水的有机物有:烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素
11.常温下为气体的有机物有:分子中含有碳原子数小于或等于4的烃(新戊烷例外)、一氯甲烷、甲醛。
12.浓硫酸、加热条件下发生的反应有:
苯及苯的同系物的硝化、磺化、醇的脱水反应、酯化反应、纤维素的水解
13.能被氧化的物质有:
含有碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物(kmno4)、苯的同系物、醇、醛、酚。
大多数有机物都可以燃烧,燃烧都是被氧气氧化。
14.显酸性的有机物有:含有酚羟基和羧基的化合物。
15.能使蛋白质变性的物质有:强酸、强碱、重金属盐、甲醛、苯酚、强氧化剂、浓的酒精、双氧水、碘酒、三氯乙酸等。
16.既能与酸又能与碱反应的有机物:具有酸、碱双官能团的有机物(氨基酸、蛋白质等)
17.能与naoh溶液发生反应的有机物:
(1)酚:
(2)羧酸:
(3)卤代烃(水溶液:水解;醇溶液:消去)
(4)酯:(水解,不加热反应慢,加热反应快)
(5)蛋白质(水解)
18、有明显颜色变化的有机反应:
(1)苯酚与三氯化铁溶液反应呈紫色;
(2)kmno4酸性溶液的褪色;
一、做好化学实验,实施有效教学
学生对化学科目的兴趣直接影响到他们的学习效率。作为一种无形的学习动力,教师应该把提高学生学习化学的兴趣作为化学有效教学的一个重要途径。托尔斯泰曾经说过:“成功的教学,所需的不是强制,而是激发学生学习的兴趣。”作为教师,我们应想方设法将兴趣教学渗透到化学教学中去,让学生既感受到学习的动力又享受学习的快乐。从而实现有效教学,高效课堂。在课堂中,教师充满激情地用生动、形象、幽默的语言进行教学,可点燃学生的兴奋点,使学生对化学知识产生兴趣,增强学习的内在驱动力,可有效提高课堂效率。例如,在对取代反应、加成反应的概念进行讲解时可用“一上一下,有进有出”“只进不出”这样一些词语形象地描述取代反应的特点。这种形象的、富有感染力的语言使得原本枯燥的教学过程变得生动有趣,使得难以理解的概念变得浅显易懂,在活跃课堂气氛的同时又使学生对知识产生浓厚的兴趣,加深了对有机化学概念、规律的理解。
化学是一门以实验为基础的学科。合理的实验教学不仅能激发学生学习的积极性,还能培养和锻炼其思考问题、分析问题和解决问题的能力。对于简单易做的实验在条件许可的情况下,教师应让学生亲自去做(如乙醇、苯等有机物的性质等实验),也可由教师课堂演示;对于较复杂的实验,教师可通过视频呈现(如甲烷的取代反应等实验)。在有机化学教学中的探究性实验有助于学生更好地掌握物质的性质,教师可以根据教学内容的性质和教学目标的需求设计合理的探究性实验来组织课堂教学(如可让学生进行苯酚与浓溴水的实验,看到浓溴水褪色且有白色沉淀现象产生再引出问题:苯酚与浓溴水发生的是加成反应还是取代反应,如何设计实验加以证明?最后通过实验得出结论:酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得更活泼,易被溴取代)。
二、运用现代技术,促进有效教学
传统化学教学中,由于知识点较多且零散、板书多、容量少、课时拖延,使得课堂教学死气沉沉、缺乏活力,导致效率低下。如今,多媒体教学辅助技术的快速发展使得枯燥乏味的讲课转变为将图片、文字、声音等有机组合在一起的授课过程。化学课堂从静态变为了动态,从抽象变 为了具体,更生动、更形象、更直观地从不同方面对学生进行了感官刺激,激发了学生的学习兴趣。同时又在潜移默化中让学生学习到了新的知识,使有机化学知识中一些难以理解的反应机理变得直观易懂。此外,多媒体技术在有机物空间构型、原子的共平面等问题中的用处很多,例如CH1空间构型为正四面体结构,仅从书本、图片、模型中很多同学不一定能看出来,但利用多媒体动画将空间结构中的几个原子连起来,学生一下子就明白了。
分子结构模型在有机化学知识的学习中也有着重要的作用,可以培养学生的空间想象能力。有些立体感很强的有机结构可利用球棍模型帮助学生了解分子的立体结构和原子的相对位置;在同分异构体教学中也可利用模型让学生亲手操作,了解书写同分异构体的一般规律。这种看得到摸得着的直观的教学手段更能激发学生的学习兴趣,提升学习效率。
公办院校的有机化学实验教学内容一般包括有机化学实验基础知识、基本操作、合成实验及性质实验四大部分,用48~64学时完成教学任务[2-3],其中重点院校的综合性实验和设计性实验逐渐受到重视,占总学时比例逐年提高,旨在培养研究性、创新型人才[4]。本校有机化学实验教学时数为24学时,培养目标为应用型人才,且单独开设了岗位需求较为广泛的仪器分析实验,有机化学实验教学重点放在实验操作技能及其综合应用。学生中学阶段化学基础不牢固,对化学知识学习缺乏信心和兴趣。为在有限的学时里保证教学内容取得效果,又能吸引学生兴趣,进而做到启发学生思维,培养学生的创造性思维能力,结合校情对有机化学实验的教学内容做了整合和创新。
1.1改变课时分配整合实验内容强化基础操作训练
过去为保证实验内容丰富多样,安排12次实验,每次2学时完成一个内容的实验。由于实验时间的限制,即使引入微课教学、翻转课堂等教学新方式,留给学生思考和重复操作的时间都十分有限,学生为取得实验结果和数据,往往不注意规范操作的训练,重实验数据而轻操作技能,结果是部分学生对上一周所做实验的装置搭配都不熟练、拿不准。新的课时模式下将实验内容整合为8次,每次3学时,在增加单次实验时间的同时不减少实验内容的学习甚至增加学习的内容。为了保证实验教学内容的落实,教研室自行制作和从网上选择下载了有机化学实验基本操作的微课视频作为重要的教学辅助手段。例如乙酰苯胺制备和重结晶原来为两个单独实验,共4学时,整合成一次实验3学时。看起来实验内容没变学时变少,学生更加缺乏规范操作和动手练习的机会。实践证明,由于实验的相关性强———前期制备的产品质量直接影响重结晶操作的最终结果,又采取了强化预习要求的措施,如在实验课前将分馏操作、重结晶操作和乙酰苯胺制备的微课视频发送到学生易班、班级QQ群和课前检查预习报告,大部分的学生在实验过程中自觉的规范操作。由于减少了教师讲解示范基本操作的时间,学生有机会实验失败了重来,且在规范操作产率高、不规范操作易失败产率低且产品质量差的实验事实面前,学生对规范操作必要性的认识更加深刻。一次课能重复操作多次且有新产品生成,学生对基础操作技能的掌握、实验信心的树立和实验兴趣的培养都效果明显。
1.2改革创新实验内容启发学生创新思维
熔点的测定、简单蒸馏、水蒸气蒸馏等常规实验需依据教材内容开展实验教学,教材的编写有自身要求,学生学习起来比较枯燥,不利于牢固掌握。在实验教学改革中,结合当前新兴的微课视频教学方式对实验的内容进行大胆的创新,实验引入生活中学生熟知的物质,增加实验的综合性和趣味性,给出更多可能的选择以启发学生的思维。例如有机物典型性质和制备的经典之一———酯化反应,采用将乙酸乙酯的制备与萃取相融合,又另行引入酯化反应制备阿司匹林与熔点的测定相融合。以阿司匹林制备与熔点测定实验为例,熔点测定、过滤、冰水浴操作微课视频提前发送给学生;实验提供b形管装置和数字熔点仪分别测熔点;甘油、硅油和教材给定的浓硫酸作为导热液供三选一;阿司匹林粗产品冷却方式有直接置于冰箱、冰水浴和自来水淋外壁三选一;熔点值组内比较不同测试方法的数值,组外选择一组导热液不同组进行对比,要求分析实验结果差异的原因或者说明实验中所做选择的原因。又如水蒸气蒸馏实验,提前告知学生预习水蒸气蒸馏的适用条件和范围并自备自选实验原材料,实验室提供原料预处理。以上学期为例,学生选用原料有橙子皮、油菜花、玫瑰花、生姜、松针等几种,实验材料不再是过去有毒有气味的苯胺,而是生活中多种常见的实物,增加了学生对实验用途的理解和实验的趣味性。这些对实验内容的改革创新,不再是仅由教材或教师规定死实验的内容,而是让学生拥有了一定的自主选择权利,给实验课堂带来活力和乐趣。权利和义务往往是如影随形的,自我做主对学生的吸引使得学生有兴趣自觉的去观看微课视频和查阅资料,使得有限的课堂教学时间实际延伸到了课外,学生的综合实验能力和自主学习能力得到锻炼和提高,也启发了学生的创新思维。
2加强过程考核的考核方式
过去对学生有机化学实验课成绩的评定是按平时成绩占70%,含到课情况、实验过程表现和实验报告完成情况三大项,期末操作考试成绩占30%,合并得到学生的期末总成绩。事实表明这种成绩的评定方式有一定的科学性,但是对于民办高校非化学专业学生来讲,首先思想上不重视,其次自我约束能力差,少部分的学生存在上课混时间、实验报告抄袭的现象,期末操作考试出现操作不规范、装置选配不合理、实验延时等现象。为解决公平评判学生成绩、强化课堂教学效果和学生加强自我管理,在钱学森实验班(注:一年级不分专业)试点考核方式改革。具体考核方式借助了本校的易班平台、班级QQ群和现代化通讯工具手机,将操作技能考核直接放到每一次实验过程中,具体针对某几位学生随机进行(对于学生看来是随机,实为教师提前统筹安排好),该成绩为平时技能考核分,占总成绩70%,另外30%分别为考勤10%和实验报告完成情况20%。本校有机化学实验课堂分8个小组,每组成员2~3人,改革后开设实验次数为8次,要求对每一位学生的平时考核不低于3次。第一次实验来不及开展考核,考核工作在后7个实验过程中随机选择学生进行。以A(成员为A1、A2、A3)、B(成员为B1、B2)两相邻组考核为例,某次实验考核对象为A1,则A组的该次实验操作只由A1来完成,A2负责手机拍摄A1的操作过程,A3该次实验转入B组,B组成员在完成自己实验的同时注意观察A1的操作,并根据手中实验操作评分标准条对A1进行及时评分。以乙酸乙酯制备实验考核评分标准条为例,具体评分标准见表1。为保证学生评分的公正和准确性,评分的准确性也是考核的指标,任课教师课后根据拍摄的视频对评分同学进行评分,实行负分制,扣错和漏扣的分值作为负分加到该生的操作考核总分中作为平时技能考核分,被考核学生考核分为学生考核和教师考核的平均分。参与评分的学生一来需要熟知操作评分标准,二来评分过程中时时将被评同学的操作和自己的操作进行对照,三来评分的准确性将影响自己最终考核成绩,事实上也是一种考核。因此,一次实验课参与考核学生数可占总人数的60%,七次实验课对每个学生能进行三轮考核(一次主操作两次主评分)。这种考核方式下,考核的随机性强化了学生预习实验的动力;学生既是考官也是被考核对象,约束了学生在平时实验中的操作行为,提高了教学效果,考核成绩也更具代表性。