时间:2022-08-07 02:08:15
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教学论文范例,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。
二、教学方法
1.学生为中心,理论联系实际对学生的知识掌握程度需要一个衡量标准,教师教学和学生自学为主要学习方法,定期的教学考核很有必要,它可以有效地体现学生的知掌握情况,在有机化学的教学考核中应注意选题的多样性和灵活性,除一些有机结构性、常识性的题目外,其余的应该贴近现实学习过程进行拟题,可以采取多种形式,如课堂中做习题、短时间的试卷测试、实验操作等,鼓励倡导学生对有机化学创新与独特的思维方式。在教学中,对学生平时学习情况的考核指标主要有出勤情况、课堂纪律、完成作业情况、实验课中的操作能力及学习积极性等几个方面。教师结合教学情况做好考核记录,课程结束时进行各章内容总结及每章之间贯穿起来整体总结,结合每位学生的实际情况评定平时成绩。同时对于不同程度的学生应使用不同的考核方法,鼓励学习。
2.充分利用多媒体技术,激发学生学习兴趣蒙药学专业的学生进大学前一直是蒙语授课,蒙语授课和汉语授课转换需要一定的过程。所以教师在多媒体上多做一些学生容易接受的图表,让学生慢慢适应汉语授课。由于学生的基础差,只有通过多媒体慢慢让学生认识到有机化学课的重要性,才能提高学生学好本课程的主动性和自觉性。在教学过程中,适当地加一些与蒙药学专业相联系的知识,在教学中,列举一些与蒙药学的药物结构、药物分析和用途、药物合成等有关的实例,可以激发学生的学习兴趣,还可以将有机化学基础知识联系到蒙药学中去,为将来从事蒙医药学研究的学生打基础。
3.合理使用双语教育对不同专业的学生,有机化学教学大纲的要求不同,课时的多少也不一样,专业侧重点应当有所区别。双语教育对蒙药学专业的学生来说是特别重要的。双语教育是指在学校里使用第二种语言进行各门学科的教学,我国目前开展的双语教学主要是指学校中全部或部分地采用外语(主要是英语)传授非语言学科知识的教学。有机化学教学本身有很多特点,而在少数民族地区进行的有机化学教学又有与众不同的特殊性,尤其是对蒙药学专业的学生来说有特殊含义。汉语、蒙语,英语相结合的有机化学教学对蒙药学专业的未来肯定会带来突破性的进展。
三、教学与蒙药学科研相结合
有机化学是一门实践性较强的学科,要想教好有机化学这门课,一定要积极参与科学实验。有机化学实验是有机化学教学内容的重要组成部分,化学实验可以说是培养发展学生的思维和创新能力的最佳途径,也是化学专业的特色和优势。学生在课堂中获取的知识只有在实践中才能消化、理解和掌握。有机化学基础理论学科教学改革及现代科研是一个系统工程,我们既要发扬蒙药学的专业优势,也要应用现代教学与科研的先进方法和手段。一般来说学生通过化学实验加深对有机化学理论课内容的理解和掌握,提高学生的学习兴趣和动手能力。在有机化学实验教学中,我们引导学生积极主动发现和解决问题,从这个过程中更准确更全面地掌握知识。只有将基础理论教学与实践教学紧密结合并贯穿于整个教学过程才能使学生全面掌握和应用知识。随着我们国家教育系统的完善我们鼓励学生积极参与教师的科研活动,使学生在课题研究实践中不断思考问题、激发创新思维,锻炼能力,培养科研实践能力,这也是促进教学的有效途径。
有机化学教学大都是由教师按照教材所编写的程序讲授,将有机化学课讲授内容停留在有机化学经典领域,而不与学科发展趋势相结合,不但授课内容单一,知识面狭窄,而且授课形式呆板,缺少变化,使学生感到枯燥乏味,甚至出现昏昏欲睡的现象。这样,不利于培养学生对有机化学的学习兴趣及开阔的学科视野。学生没有了学习的兴趣,学习的积极性大打折扣。
1.2传统教学手段被摒弃
现代课堂大都采用多媒体技术进行组织教学,教师既要备课又要做课件,教师的时间和精力又很有限,这样他们的压力也会增大。现在又是知识爆炸的时代,课堂上需要讲授的知识内容量很大。所以课堂教学追求内容多,速度快,而忽略了学生的知识接受能力。同时,几乎全部摒弃了传统的板书教学和模具教学。这样,PPT画面只是一闪而过,学生来不及记笔记,知识很难记牢,学生也很容易产生疲劳,甚至产生抵触心理。这样教学效果和教学质量就受到很大的影响。
1.3实验教学重视不够
长期以来轻实验重理论,将有机化学实验课作为附属课,得不到重视。具体表现在:有机化学实验只开设验证性的简单实验,缺乏综合性、创造性实验;实验课学时数相对不足,学生没有充足的时间完成复杂的实验;教师重视不够,讲完实验后,就让学生自行操作,没有认真观察和指导操作中出现的错误;学生不重视实验预习,讲授期间不注意听讲,已经讲过的内容,提问还是很少有人回答上来,这种情况势必造成实验过程中出现很多操作错误,打碎玻璃仪器等现象出现。
1.4教学评价不完善
过去,学生对教学的评价只是一个形式,教师的教学方法和方式也不怎么改变,没有起到什么效果。教学评价几乎形同虚设。而学生的成绩也大都以理论考试成绩记录。这样很多学生不重视平时的上课,甚至有些同学逃课,只是到最后期末考试前临阵磨枪。这种现象很普遍,最后学生考完试把知识又全部还给了老师。这样的评价体系存在很大的缺陷,不利于教学质量和学生学习能力的提高。
2改革措施
为了提高学生对有机化学的应用能力和创新能力,提高有机化学教学质量。针对上述问题,提出以下一些思路。
2.1调整教学内容,提高学生学习兴趣
有机化学教学,除了教授课本上的知识外,教学内容可涉及到很多方面。比如可将有机化学史引入课堂教学,特别是涉及人名反应的故事,以及有机化学的学科前沿发展研究,保证了教学内容的科学性和先进性。可以活跃课堂气氛,从而吸引他们的注意力,调动学生的学习积极性。还有可以通过列举生活事例,从有机化合物的毒性着手,强调其对环境污染的危害性,增强环境保护意识,提高他们的学习热情和兴趣。
2.2传统教学手段与多媒体教学结合,提高教学质量
随着多媒体技术的快速发展,多媒体技术辅助教学作为一种新的手段越来越广泛地应用于教学。在授课时,可以利用动画、声音、视频、模型等,使抽象的理论变为直观的形象展示给学生,使他们更容易理解知识。此外,由于省去了过去板书的时间,多媒体课件可以讲授较多的内容,信息量会更多。但是,如果授课信息量过大,变换过快,会造成学生对知识的印象不深,教学效果大打折扣。所以,结合板书等传统教学手段,进行多样化教学,可以激发学生的兴趣,营造良好学习氛围,进而提高教学质量。
2.3重视实验教学
有机化学实验教学是化学教育的一个重要组成部分,实验教学是培养学生的创新意识、实践能力和科学素养的重要手段,为了培养学生牢固掌握有机化学的基本技能和提高有机化学教学质量。有机化学实验教学中应注意以下几点:(1)适当开设开放性实验内容,增加设计性、创新性实验,这样可以开拓学生的思维,进一步提高实验水平。(2)学校在做培养方案是就应该合理安排实验次数和学时数,使学生有足够的时间进行实验。(3)任课教师要不断提高自身的教学能力,加强实验教学的研究,提高实验教学质量。(4)要求学生进行课前预习,对实验原理、实验步骤、实验注意事项等有全面的了解。在实验过程中,进行规范操作,如实记录,不准弄虚作假。
2.4完善教学评价方法
首先,学生及同行任课教师对授课教师进行不记名打分评价,针对教师的教学态度、教学手段、教学效果等方面。评价结果直接与教师的课酬挂钩,这样对任课教师也是一个鞭策和监督。其次,学生成绩考核体系直接影响着学生对有机化学课学习的态度和积极性。为了客观、公正地反映出学生的实际水平,我们尝试改革成绩评定制度,将成绩分为:平时成绩和期末成绩。平时成绩包括:课堂参与、笔记、作业练习三部分;期末成绩为理论考试成绩。考核办法中加大平时成绩的权重(增加到40%),让学生更加重视平时的课程学习,养成良好的学风。
一以有机化学实验为起点
培养本科生科研素质从以上参与有机化学实验教学改革的学生中,组建本科学生课外科研兴趣小组,长期指导学生进行课外科研实验、资料查阅、实验设计、学生课题申请、论文撰写、课外学术作品竞赛和考研辅导等一系列的提高学生科研素质为目的的活动。在教师的合理引导下,在笔者所进行教改的2个实验班中,实验组有多达18名同学主动强烈要求进入教师的科研实验室参与课外科研活动。由于学生的课余科研活性以不影响学习为前提,因此笔者随后挑选了14名成绩中等及以上的同学,分成了2组,在一年二期的时候分别进入了两个不同实验室。与笔者以往通过其它途径所带的课外兴趣小组的学生相比,这些学生思想动机总体相对较端正,除了5个学生由于急功近利、功利思想较强等原因而中途流失外,其它学生一直踏踏实实,完成了多个环节的课外科研活性内容,坚持到大四完成毕业论文。在进入实验室初期,这些学生跟着老师或不同研究生学习一些最基本的实验技能,同时也参与研究生的文献检索、实验设计、汇报等工作。经过一个学期的锻炼后,尽管有专业知识的限制,但是由于学生的主动积极进取学习,大部分同学已经掌握了所在实验室的基本实验技能,熟悉了所在实验室专业中文期刊的检索,也初步懂得了简单实验的研究方案、技术路线的设计。经过一年的培养后,在教师的指导下,学生设计并进行了独立的科研实验。在二年二期的时候,利用前期实验结果,指导学生撰写并积极申报省、校级大学生创新科技计划项目。课题完成时指导学生撰写科研学术论文,利用取得的科研成果指导学生参与大学生课外学术作品等竞赛。以上完成的学生科研课题同时可以作为学生的本科毕业论文。由于科研课题在大三基本完成,因此,在大四时学生可以全身心的投入考研或者其它与就业相关的个性化活动中。通过三年多的课外科研活动及组队参与挑战杯作品竞赛,学生的潜力得到了充分的发挥,不仅培养增强了学生进行实验设计、动手操作和论文撰写等方面的科研能力,也锻炼提高了学生的自制力、毅力、团队协作等方面的能力,整体综合素质较高。例如,首先组队的两组学生中先后申请并完成了三项省大学生科技创新活动计划项目和多项校学生科研项目;同时也发表了学生第一作者的论文或会议论文3篇;其中一组学生的作品获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖;由于毕业论文是几年积累的结晶,这些学生的本科毕业论文整体水平较高,避免了目前普遍存在的本科毕业论文来自于教师科研成果的“拿来主义”。其次由于小团队有自己的目标和信念,大部分同学都能够至始至终坚持利用课外时间进行充电,其中有3个同学从大学一年二期到三年二期暑假,每个寒暑假都能留在实验室做实验,每个寒暑假只休息两周时间。再次,在所带教的学生中,学生的学习成绩总体不是特别好,只有一人次拿过一等奖学金,但由于综合素质强,在研究生考试中脱颖而出,有5人考取了硕士研究生,其中有北京大学和浙江大学各一名(整个学院当年考取985学校研究生仅仅3名)。
二小结与重点
院校相比,由于一般院校药学本科学生总体科研素质相比较弱,如何个性化的提高一般院校药学本科生的科研素质是非常重要的课题。笔者通过小范围的以有机化学实验教学为基础/起点培养一般院校药学本科学生的科研素质的探索,能够充分发掘出具有科研潜质的学生,并激发出了学生在科研方面的潜能,学生的综合素质也得到了进一步提升,能够为一般院校药学本科生进行科研“早教”提供一定的参考。
作者:吴建章 单位:温州医科大学药学院
一个学科的基础教学必然与其学科的发展紧密相联。油画学科教育的发展,决定着油画基础教学的方向。
我国的油画教育最早可追溯到19世纪中期的上海土山湾画馆,但真正在社会上产生影响,是从20世纪初的“两江师范学堂”设置油画课程开始,至今油画学科教育发展已有百年历史。我国的油画教育体系源于留学西方的画家接受的法国学院写实主义,以及前苏联现实主义油画教育模式。这个传统的教育体系及教学模式为我国油画事业培养了众多具有扎实造型能力的、杰出的油画家和油画教育家,为我国油画艺术的发展和油画学科建设发挥了积极的决定性作用。
然而,随着经济日益全球化、文化多元化的发展,传统的油画教育体系已经愈来愈显现出其局限性,不适应现代社会文化发展的要求。综观当今世界美术学科教育发展趋势,“大美术”学科已成为必然。作为起源于欧洲的传统油画教育,在西方已日渐式微。绘画观念的改变,绘画媒材的拓展,“自由绘画”教育取代了传统的油画教育,油画仅作为众多绘画媒材中的一种形态而已。文艺复兴以来,几百年油画的辉煌早已不再。
在我国教育改革大潮中,本着拓宽专业口径、淡化专业意识的基本精神,国家教育部在1998年公布的新专业目录中,正式把原有的油画专业、中国画专业、版画专业合并为绘画专业。美术院校也随之逐步进行了调整和改革。各学院相继实行“工作室制”,倡导多元化教学理念,并在学院下设置造型学院,把油画系、版画系、雕塑系纳入其中。造型学院下设基础部,基础课在大学一年级实施学。二年级上学期到各专业系进行专业基础学习,二年级下学期起直至毕业,再到专业工作室学习。近年来,各专业美术院校纷纷从以往的传统教学模式向当代教学模式转型。
二
我国综合院校油画教育发展较晚,大部分都是在教育改革的大潮中新增办的。而这些新增办的绘画专业或美术教育(师范类)专业中的油画教育方向,大都采用专门美术院校传统的油画教学模式设置课程进行教学。然而,综合院校与专门美术院校在教学体制和教学规模存在的差异,致使当前综合院校的油画教学处于两难的境地。
其一,教育部规定综合院校本科教育计划控制在2800学时,而专门美术学院(以中央美院为例)除公共文化课及专业理论课外,其本科的专业必修课和专业选修课计划为2600学时以上。也就是说,综合院校油画教学采用美术院校传统教学模式设置课程,课时量却减少近四分之一。以致有的综合院校油画基础课仅安排48学时。与专门美术院校相比,综合院校油画教学专业学习时间存在不足。
其二,综合院校由于油画教育规模较小,一般师资力量相对薄弱,大都无法采用当今国内外美术院校培养艺术人才通用的“工作室制”教学模式进行教学,在教学的多元化方面显然是一种缺陷。
面对新时代对绘画(油画)专门人才的需求,以及当代艺术观念的影响,在教育改革的大趋势下,有些综合院校的油画教育也相应作出了一些调整和改革。比如有的学校增设“表现型”绘画课程等,无奈处于综合院校统一管理模式,课时量是有限的,根本无法撼动固有的传统,小敲小打的修补显然无济于事,改变不了单一写实的传统培养模式。
总之,综合院校的油画教育及其基础教学当前的这种尴尬现状应引起我们足够的重视。改革当前综合院校油画教育的传统模式势在必行,而基础教学更是改革的关键。怎样建设好综合院校油画基础课程体系,我们应认真加以研究。
三
改革油画基础教学,构建当代综合院校油画基础课程体系,我们首先应明确综合院校油画教育办学指导思想和培养目的。国内外美术学院绘画(或油画)专业采用“工作室制”教学模式,以培养艺术家为宗旨。针对有别于国内外专门美术院校的我国综合院校特点,在党的教育方针指导下,吸取国内外美术院校绘画或油画学科建设经验,更新教师传统写实观念、拓宽其知识结构,并依托综合院校人文学术氛围和多学科资源,夯实专业及人文基础,培养适合当代社会需求的,具有创新精神和全面素质的、以油画为主的绘画人才。构建适合综合院校油画学科教育的基础课程体系,走一条综合院校自己的油画教育发展道路。
改革与建设基础教学必须符合培养具有创新精神的素质型油画人才这个目的。“素质型”,即全面素质,它不仅包括造型能力和以油画为主的绘画技能的专业素质,也包含审美能力和文化素养的人文素质。“创新精神”应该在人文素质中得到滋养,在专业素质中得以展现。
专业素质培养的基础即专业基础。我们在专业基础课程的设置和建设上,以油画为主向多画种基至设计艺术上拓展,以体现“宽口径、厚基础”的教育精神。在教学观念上,要突破单一写实模式,实行多元化教学。除传统的课程素描、色彩、透视、艺用人体解剖、三大构成、油画基础外,增设绘画材料、中国画基础、水彩画基础、壁画基础、书法、陶艺、雕塑、设计基础等课程。传统课程中的素描、色彩须加以改革。
以素描课程为例。一年级素描课程中,我们要求学生掌握造型基本知识(比例、结构、透视、动态)的同时,应培养学生的创造性思维。速写、默写与创作构图安排进素描课程中是必要的。慢写(中、长期素描)、速写、默写过渡到自由创作构图,这是直观视觉感受向创造性思维培养的过程,也是改革传统素描以写生为唯一手段的教学方法。学生在中、长期与快速的写生训练中提高造型能力的同时,通过默写、自由创作构图的锻炼,加强形象思维能力,进而达到创造性思维能力的培养。
色彩课程改革之一,摒弃以水粉画为色彩练习的方法,直接以油画进行色彩训练。学生在高考前就进行过大量的水粉画练习,改以油画训练可避免重复,以减轻综合院校专业课时不足的压力。之二,在写生课程后安排色彩自由创作构图练习,启发学生的主动意识,任其气质、个性的发挥,培养学生的独创精神。
大多数学校尚未涉足,若想使全社会公众形成绿色化学意识,单靠几所高校开课、几个研究所进行研究是远远不够的。若想改变公众缺乏绿色化学意识的状况,只有通过高师毕业生在基础教育当中去开展绿色化学教育,这样才能逐步影响到大众。真正的绿色化学教育的精髓是在绿色化学原则的指导下把绿色化学融合于化学教材改革、化学教学改革、化学实验改革等系列化学教育绿色化的创新过程。
2.各项政策不到位。
建议政府、化学界、环保界,尤其是教育界应根据实际情况设立绿色化学及绿色化学教育奖项,提出各种绿色化学教育的政策法规,建立合理的绿色化学化工教育考核制度。相信有各种政策的保障,各种奖项的颁发,必将会加速全社会绿色化学意识的形成,实现人类社会的可持续发展。
3.教育体系不完善。
教师在课堂教学、实验教学过程中应始终贯彻绿色化学思想,要让学生了解绿色化学,树立起绿色化学意识,培养其从事绿色化学研究与开发的能力。然而,我国目前的高等教育机构还没有形成完备的绿色化学教育体系,更不用说基础教育了。因此应该建立起一系列合理的绿色化学教育体系,以促进绿色化学教育的顺利发展。绿色化学的发展将对环境保护起重大作用,它为人类的可持续发展提供了技术保证。绿色化学进入教育领域,从而进入化学教育,符合时代的呼唤。
二、有机化学教学中开展绿色化学教育的策略
1.在有机化学课堂教学中渗透绿色化学教育。
面对化学学术界悄然进行的绿色革命,广大的化学教育工作者不能无动于衷,尤其是将来作为社会的科技革命主动力的大学生更应该受到绿色化学教育,这就要求我们讲究策略,指行动或行动计划,以及为解决某问题或达到某目标而有意识做出的各种活动。可喜的是,目前已有部分重点大学如中国科技大学开始开设“绿色化学”课程。但是,仍然有不少高校的教师未能意识到将此重要的新信息传递给学生的重要性。另外,虽然有部分高校已开始着手为研究生或高年级本科生开设“绿色化学”课程,但在当前相当多的高校存在教学课时紧张的状况下,又带来了专门的教学时间难以安排的新矛盾。因此,在有机化学教学中进行绿色化学教育的渗透,不失为解决问题的好办法。在有机化学教学中进行绿色化学教育的渗透。具体来说,就是在进行有机化学教学时,对教学内容涉及有关绿色化学知识的方面,给予适时地、适量地介绍,通过这种画龙点睛的教学改革,可使学生在潜移默化中受到绿色化学教育。同时又不对原本非常紧张的教学安排造成新的冲击。
2.在有机化学实验教学中加强绿色化学教育。
化学是一门以实验为基础的学科。有机化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础,是检验化学知识真理性的标准,是提高学生科学素养的重要内容和手段。有机化学实验也是化学教育的最有效的教学形式。除此之外,有机化学实验还具有重要的教育教学功能。从认识角度看,有机化学实验是为学生提供化学教学认识问题的主要途径,它为学生检验有机化学理论、认识有机化学科学知识、验证有机化学假说提供了科学依据。从方法论角度看,有机化学实验是培养学生掌握实验操作过程、实验方法的重要手段。从教学论的角度看,有机化学实验能创设一定教学情景,转变学生学习方式,有效激发学生学习兴趣。学生可以从有机化学实验现象中去认识有机物,并通过自己的操作来培养各种能力,进而促进思维的发展和综合能力的提高。教师将有机化学实验置于一定的化学教学情景下,为实现一定的化学教学目的,而展开的一系列教学活动,就是所谓的“化学实验教学”。有机化学实验教学是有机化学教学的重要组成部分,其对学生的科学思维、动手能力、创新意识的培养起着重要的作用。有机化学实验教学与绿色化学的联系最紧密、最直接,是培养学生“从我做起”的好阵地,也是培养学生绿色化学意识的重要途径。有机化学实验教学能促进学生在知、情、意、行等方面统一协调发展。有机化学实验是有机化学学科的基石和学生可以直接感知的事实,通过有机化学实验教学来培养学生的绿色化学意识是一个最好的切入点。在实验教学中开展绿色化学教育是历史的必然。当然,绿色化学与有机化学有着天然的血肉联系。因此,在有机化学实验教学中渗透绿色化学是最为合适的。学生在做实验的过程中,通过自己亲身体验来理解绿色化实验确实能减少或根本不产生污染,从而形成绿色化学意识。将一些传统实验方法与经过绿色化改进的绿色化实验方法进行比较,以此来说明通过用改进的绿色化实验向学生渗透绿色化学教育是有效的途径。
2有机化学课程的能力目标
为使教学改革符合我院学生,我们走访了与学院联系紧密的医药企业,向企业中有经验的师傅请教,并选派教师在企业顶岗实践,调研了企业中关键岗位对有机化学能力与知识的需求;并与药学专业的老生、专业课教师、兄弟院校有机化学教师等进行了深入交流,学生根据自己的学习与工作经历分享了在学习中的体会及有机化学在后续学习及工作中的应用,各专业课老师对有机化学的教学内容的选取提出了合理的建议。也有院校依然沿用理论加实验的模式,但有的院校进行了尝试,如常州工程职业技术学院的赵辉爽等在《有机化学》课程项目化教学改革过程中,将教学与就业相结合,将理论与实践相结合,探讨教学改革的思路、内容及特色,取得了良好的教学效果。陕西国防工业职业技术学院化学工程系的孙宾宾在《有机化学》课程中进行项目化教学实践后的思考中提到,项目化教学突破传统的封闭式教学模式,将理论与实践结合,激发了学生兴趣,提高了教学效果。根据调研情况,将有机化学课程的能力目标制定如下:
(1)能正确判断有机化合物所属类别,并能正确写出常见的有机化合物的名称和结构式。
(2)能运用有机化合物的物理性质和化学性质进行典型有机化合物的分离纯化;能根据所学有机化合物的化学特性,参照《中国药典》2010版的标准,对给定的各类重要有机化合物进行鉴别;能运用有机化合物的化学性质,进行不同类型有机化合物之间的转化(会简单合成设计)。
(3)通过有机实验单元操作训练,能正确使用有机化学实验常用仪器及设备;熟练进行蒸馏、回流、萃取、洗涤、干燥、重结晶、抽滤、测熔点、测沸点、测旋光度等基本操作技术;根据工作任务,依照《中国药典》2010版的标准,通过查阅文献和组内协作,能正确选择原料、仪器进行实验;并能综合运用所学知识,正确处理操作过程中出现的问题;能规范记录实验现象及实验数据,正确分析实验数据,并能根据实验中得出的结论写出实验报告。
3项目化教学改革探索
结合我院学生特点,我们对药学类专业的有机化学课程进行了包括确定课程目标、改革教学内容、设计课程项目、设计一体化教学过程、设计考核方案等一系列改革。
3.1制定教学项目根据能力目标的要求,设计了八个有机化学课程项目,每个项目都有具体的任务作为支撑。首先明确要达到的目标,根据目标设计教学内容,从而制定出适宜的教学项目。以项目五“以苯胺和醋酐为原料制备乙酰苯胺”为例做一介绍,如图1。本教学项目涵盖了传统教学的羧酸衍生物、胺等理论教学内容,将理论与实践相结合,使教学做能够一体化,整合了丰富的教学资源,能更有效的学习知识,提高能力。
3.2项目实施步骤项目按照项目准备、项目实施、项目评价三个步骤来完成。
3.2.1项目准备(1)提出任务;(2)将学生分组,每组5到8人;(3)学生利用网络、数据库、学院图书馆等查阅并收集资料,了解制备乙酰苯胺所用原料及制备工艺,了解乙酰苯胺的性质、在药学上的用途等;(4)学习以苯胺和醋酐为典型代表的胺类和羧酸衍生物类有机化合物的知识;(5)小组讨论设计制备方案。
3.2.2项目实施(1)按照分组情况,每组将讨论方案整理,陈述制备方案;(2)教师对方案进行指导,确定制备方案;(3)教师强调操作过程要点;(4)教师对学生进行安全教育和环保教育;(5)每组按照方案进行实施,制备乙酰苯胺,检查产品并对产品进行熔点测定。
3.2.3项目评价项目评价采取过程评价与结果评价相结合,学生互评与教师评价相结合的方式进行。(1)教师对每组学生所查阅的资料情况及讨论方案评价。(2)在实施过程中对每组的操作过程评价;(3)教师对每组的产品状态及实验数据评价;(4)小组成员之间互评。(5)项目结束后,每人完成报告,分析项目过程中出现的问题,写出体会。(6)教师归纳总结,结合项目进行知识的升华。
有机化学课程知识点多,结构性质多,反应多且易混淆,概念抽象,反应机理抽象难理解,让学生在学习过程中感觉枯燥,难懂难学,易失去信心,从而产生厌学情绪。此外,地方院校的学生,基础稍显薄弱,在高中阶段部分学生对化学就不感兴趣,进入大学后对化学类学科还残留一些不“感冒”心理。“兴趣是最好的老师”,因此激发学生学习兴趣至关重要。首先,我们在第一次课讲讲生活中的“衣食住行”与有机化学的关联性。如一些食品安全问题都是由于此类化合物滥用引起的,比如“吊白块”、“西瓜膨大增甜剂”、“面粉增白剂”、“反式脂肪酸”、“增塑剂”等[3];讲讲有机化学与药学互相关联的例子,比如磺胺类药物的发现,简述喹诺酮类药物的构效关系等,这些能让学生充分认识到有机化学在生活中的重要性,在药学专业中的重要地位,从而让学生从内心感受到学好有机化学的重要性。其次,可以讲有机化学诺贝尔奖获得者的励志故事,从人文思想上陶冶学生,无形中会增加学生对有机化学的兴趣与重视程度。最后,老师第一次上课在形象、教学内容、激发方式上要根据学生特点进行精心琢磨。比如,我院药学专业学生化学基础普遍相对薄弱,对有机化学有愄具心理,第一次上课适时鼓励他们就显得相当重要。现在的大学生平时学习积极性不高,普遍课前不预习,课后不复习,这样容易造成知识点越积越多,学习越来越吃力,慢慢产生“放纵式”学习,这种现象值得我们深究。我们平时把学生分成几个学习小组,多布置团体作业给他们,这样无形中可增加团队协作精神和能力,无形中促进他们要学习,不能拖团队的后腿,从而保持学习积极性。此外,我们组织学生在课余时间进行有机化学学习交流会,由高年级学生分享学习有机化学的心得,谈谈没有学好有机化学导致以后在学习药物化学、天然药物化学等专业课程时的困境,“前车之鉴”有一定的鞭策作用。提高积极性的方法还很多,根据实际情况灵活运用,会有不错效果。
2改革教学内容,教学手段多元化
有机化学教学内容稍显陈旧,这就要求我们对教学内容进行一些改革,以适应教学发展和创新药学人才需要。首先,我们根据自身院校办学特色并结合学生整体情况,对教学内容进行精讲、略讲与自学等不同层次进行分类。比如波谱解析的知识和糖、氨基酸、蛋白质等内容作调整。其次,对教学内容进行整合,如李霞[4]、刘玉梅[5]等人对有机化学教学内容的整合很有借鉴意义。我们借鉴前人的教学经验,加以改进形成一套适合自身院校的教学内容。此外,在教学过程中紧紧围绕药学专业培养体系的特点,把药物化学、天然药物化学、药物分析等专业课程知识与有机化学紧密结合,比如:讲酚这一章时,讲酚羟基性质,可以联系药物化学有酚羟基的药物,让学生课后去寻找归纳总结,然后再课堂讨论总结,这样既能丰富有机化学视野,又可让学生体会基础学科的重要性,从而提高教学效果。有机化学教学手段不断发展,形成很多不同特色的教学方法。我们在教学中根据不同章节加以应用,形成多元化特色。如我们可以用案例教学法讲马氏规则,亲核加成反应等;可以用启发式教学法[6]讲化合物的命名、性质等;采用多媒体,把一些抽象知识形象化,提高学生的认知效果;当然,传统的板书教学方法也必不可少,特别是机理解释,习题讲解时,板书的现场推理,能更好地让学生对知识点的理解掌握。当然,有机化学教学手段还很多,根据自身教学特色,创新性地结合应用,不断提高教学质量。
3调查总结学生学习情况,科学建立试题库
有机化学课程内容多,很多知识点易混淆,如果课后不复习,很容易学了后面的忘了前面的,达不到好的学习效果。为了平衡考察学生对知识的掌握情况,提高教学效果,我们建立试题库。这样方便学生课后利用试题对知识点深入了解,同时期末还可用来作考察学生的试题,这样可以达到每届平衡科学考察学生。我们建立试题库,根据自身院校特色与学生综合情况,调查总结学生学习情况,精心钻研,每年不断改进。首先,根据每届期末考试试卷分析情况,对试题难易程度、得失分情况、题型变化、知识点掌握等作个汇总,逐步建立题型多样的试题库。其次,通过发放问卷调查,调查学生对知识点的理解,掌握情况,对某些知识点讲解所用教学方法,容易混淆的知识点等作个汇总,根据教学大纲要求科学平衡建立试题。再次,让学生参与建立试题库,根据他们在学习过程中容易混淆,容易忘记,难于理解的知识来出题,然后老师筛选出一套试题库,这套试题库用于学生以练题促进对部分知识点的理解掌握。通过学生出题,可以提升他们的学习能力。
4创新实验教学,优化考核方法
有机化学是理论和实践很强的一门课程,通过实验教学不但可丰富理论知识,还可提高学生动手能力和思考、发现、解决问题的能力,因此实验教学在有机化学教学中起着重要作用。但如果学生做实验按照实验指导书按部就班进行,实验效果并不好,学生的积极性和主动性普遍不高。为适应药学人才培养发展需求,提高实验课教学质量,我们对实验教学进行试探性改革。首先,精选实验内容,改编部分教学内容。有些实验内容陈旧,我们根据药学专业,把部分有机化学实验进行改编。其次,安排综合性实验,开设创新性实验。有机化学与其他课程有交叉渗透,我们会开设综合性实验,指导学生完成。最后,为进一步提升实验教学质量,丰富教学内容,鼓励教师对实验内容和方法进行改革。我们有机化学考核分为平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末成绩。我们可以科学创新改革,建立多元化考核体系。首先,可以在平时成绩这一块增加比重和考核类别。如课题讨论、课后习题、小组讨论、团队作业(PPT形式)、调查总结报告等,这样不断促进他们学习,慢慢提高学习积极性。其次实验成绩,我们对平时的动手操作和实验结果很重视,把它作为实验成绩考核的一部分,这样无形中让学生平时增加对实验的重视程度,起到好的实验效果。期末时,我们会组织实验操作考核,这样可以培养学生平时实验动手能力的培养。期中成绩,我们在教学中段进行期中考试,作为阶段性考察学生学习情况。现在的学生较懒散,有中段考核,在一定程度上能让他们保持学习积极性。有机化学随着药学专业学科建设的发展而不断发展,为适应社会发展需要,培养创新药学人才,我们必须对有机化学教学不断创新改革。在教学中,根据不同院校办学特色与学生综合情况,不断总结教学经验和理念,不断丰富课堂文化,在改革探索中形成特色教学体系。如何更好地促进有机化学教学发展和改革创新从而提高教学质量,培养创新人才,需要教学工作者进行长期深入研究。
作者:谢华松 林大都 黄思涵 张声源 单位:嘉应学院
参考文献:
[1]伍国云,申,肖腊梅,等.高职院校药学专业有机化学教学改革探讨[J].广东化工,2015,42(16):256-257.
[2]周建波,曾明,陈文.药学专业有机化学教学经验总结[J].当代教育实践与教学研究,2015,06:180.
[3]裴强.食品安全问题在有机化学教学中的应用探讨[J].广东化工,2011,39(20):151-153.
二、要激发学生的好奇心
古希腊教育家亚里士多德讲过一句名言:“思维自惊奇和疑问开始”。课堂上教师的提问可以有效地发展学生的思维能力。师生互动可以通过老师提问学生回答来完成,还可以通过学生提问老师回答来完成。这就要求老师在课堂上须巧设疑问。比如讲烯烃的化学性质,老师可以先讲几个实验现象,并把相关的反应方程式写出来,让学生分析一下主要发生了什么反应,再结合前面章节的内容,让学生大致写出反应机理,并把反应机理进行分类,比如是亲电加成还是亲核加成等等。羧酸那章就羧酸同时存在羰基和羟基,老师可以向学生提出如下问题:
1.与醛或酮相比,羧酸中羰基的亲核加成活性如何?
2.羧酸中羟基的氢原子与醇的相比,为什么酸性更强?面对这些问题,学生利用已学过的知识可以一一解答。这样该章的学习就会变得很轻松。学生可以实现由“学会”到“会学”的转变。
三、要引导学生多议
课堂上学生产生疑问怎么办?是由老师一个一个来解决,还是分类汇总后解决,抑或由学生一起讨论来解决?由于课时的限制,最好的办法就是引导学生多议多问,让学生相互之间开展讨论,自己解决发现的问题。老师可以在课堂上提问,然后分组进行讨论,引导学生自己解决问题。比如讲酯的亲核取代和克莱森缩合反应时,老师可以提出问题:以醛酮羰基的亲核加成及羟醛缩合反应为基础,分析一下酯可以发生哪些反应?以小组为单位进行讨论。最后交上来的答案基本上是完整的。当然,问题也不要总是由老师提出,老师还要引导学生自己提出问题。比如讲共轭二烯烃的1,4加成,老师可以先写第一步机理,按照单烯烃的性质先进行第一步,生成一个碳正离子中间体,第二步老师可以直接写出和单烯烃一样的1,2加成产物,然后问学生:有疑问吗?有不同的想法吗?这个例子我们曾经试过,有很多学生举手提出了疑问。学生会问,第一步生成的碳正离子中间体为什么不重排?它是烯丙型的碳正离子,正电应该可以分散到另一个碳上,这样第二步就应该形成1,4产物。学生能这样分析问题就说明他们把前面章节学的知识都掌握了,也能激发出想问题的乐趣。这样,学生课后就会按照课堂上的模式进行提问和讨论,问题也就迎刃而解了。
四、要理论与实践相结合
化学是一门实践性的科学,除了理论学习外,还要与实践相结合。我们选择部分学生特别是毕业后继续读研和从事化学化工类工作的学生,一般在大二开始进入教师课题组,在老师的指导下完成一个课题的研究。比如我们学校的有机化学课都是在大二开的。上课时,教师可以先了解学生的情况,了解有哪些学生打算考研?有哪些学生对化学有兴趣,今后有可能从事与化学有关工作的?又有哪些学生对化学没兴趣,以后不想从事与化学有关的工作?挑出一些想考研的和想从事与化学有关工作的学生参与课题组,一般是占班上人数50%的比例。然后将他们分成四个组,每个组有一个研究课题,课题与所讲的内容有关。让他们从查阅文献、总结文献开始做,由他们自己先提出实验方案,然后老师再指导他们确定最佳的实验方案。实验方案确定后,由学生自己准备药品和仪器,进行实验操作。这样,他们在查阅文献时可以了解化学的发展动态;提出实验方案时可以对所学的反应做个总结和比较;准备药品和仪器时可以了解一些化合物的结构和物理性质及一些仪器的用途。举个例子来讲,当讲到酸与醇的酯化时,教师可以让学生做一个与酯化有关的课题。由于酯化是个可逆反应,不断地有水生成,要使这个反应向右进行,最好是把产物之一水移走。实验时可以让学生做个对比实验,一个是没装分水器的,就是让水留在体系里,一个是装了分水器的,将水通过与有机溶剂共沸带出来。实验后会发现后者的酯化收率较高,这样学生就明白了移走产物之一反应会向右进行,收率会较高。每届参加课题组的学生都会有不少收获,做得好的最后还发表了论文,这些论文可以参与评奖学金,还可以参与保研等等。学生因此积极性特别高。学完了有机化学后,大部分学生还想继续留在课题组做实验。通过理论联系实际,学生不仅用实验验证了学到的理论知识,还可以锻炼动手能力,从实验中发现乐趣,提高学习的兴趣,并且可以为以后的继续深造打下很好的基础。
五、改革考核方式和内容
多年来,笔者在观评课、书刊上发现有机化学教学中存在一些严谨性缺失问题,问题涉及的大多既是中学基础有机化学中的发展性知识,又是大学基本的学术性问题。从当今社会倡导的“科学发展观”、新课程提倡的“以学生发展为本”的理念、学科教学的科学性和学生持续学习认知的衔接性考虑,这些问题都是值得讨论澄清的。
2 问题的讨论
2.1乙炔的不饱和度大于乙烯,所以乙炔使溴水褪色的速率也大于乙烯
这是一个习以为常的模糊认识。乙炔结构上的特点是具有碳碳叁键,它跟烯烃一样能与卤素(如Br2、Cl2)等亲电试剂发生加成反应,反应机理相似,但乙炔同溴水的加成和乙烯相比要困难一些(通过平行对比实验可获得证实),这一实验事实往往使人感到不好理解。因为从成键情况看,乙炔分子中有2个π键,乙烯结构中只有1个π键,由此推测乙炔应该比乙烯活泼,容易起加成反应。其实,这是一种误解,可从二者碳原子成键杂化轨道的不同和键的离解能大小获得解释。根据分子轨道模型,乙炔中的两个碳原子以sp杂化轨道成键,乙炔的sp杂化轨道的s电子成分比乙烯中碳的sp2杂化轨道中s电子成分多,即从乙烯的33.3 %增至50 %,使乙炔分子中2个p轨道电子云重叠程度大于乙烯,碳碳叁键的键长变短(乙烯中C=C键长为134 pm,乙炔中CC键长为120 pm),两个碳原子间电子云密度增大,叁键中电子与碳原子结合得更加紧密,使π键离解能增大。
由于乙炔的π键重叠程度比乙烯中的双键大难以极化,虽然乙炔比乙烯多一个π键,却不容易给出电子与亲电试剂结合,故乙炔等炔烃的亲电加成反比乙烯等烯烃的亲电加成反应慢。还可以通过以下反应来说明:分子中同时存在碳碳双键和碳碳叁键时,滴入溴的四氯化碳溶液,溴首先主要与双键发生加成反应:
CH2=CHCH2CCH+Br2CH2BrCHBrCH2CCH(90 %)
2.2含醛基(-CHO)的物质一定能与新制的Cu(OH) 2悬浊液混合煮沸后生成红色沉淀
通常这一性质实验结论被认为是正确。其实这里有例外的情况。由于苯环和醛基电子效应的影响,或者因为苯甲醛没有α-H,与强碱共热时,一分子作为氢的共体,发生氧化反应;另一分子作为氢的受体,发生还原反应,即迅速发生歧化反应(又称Cannizzaro反应),生成等物质的量的羧酸和醇:
2Ph-CHO+OH- Ph-COO-+Ph-CH2OH
使苯甲醛中的醛基在强碱性环境下还原性减弱,文献[1,2]和对照实验证明,苯甲醛等芳香醛不能还原强碱性环境新制的弱氧化剂 Cu(OH) 2, 从而生成红色的氧化亚铜沉淀。
实验:①取强碱性新配制的试剂 Cu(OH) 2悬浊液约2 mL,滴加0.5 mol・L-1的苯甲醛溶液8~10滴,摇匀,加热至微沸(或沸水浴加热)。未沸腾时即有黑色沉淀产生; 黑色物质的成分主要是Cu(OH)2热分解产生的CuO;②取与实验①相同的碱性试剂Cu(OH)2悬浊液约2 mL,滴加0.5 mol・L-1的乙醛溶液8~10滴,摇匀,亦加热至微沸, 有橘红色或亮红色沉淀。对比实验说明苯甲醛中的醛基不能还原碱性Cu(OH)2。
2.3酯的水解反应不一定是取代反应
该观点从反应机理分析认为酯化反应大多数属于“加成-消去反应”,只有“少数特定的酯”在酸催化下的水解属于取代反应[3],笔者认为这种说法值得商榷。酯的水解历程主要有以下两种断键方式:
(1)(2)
(酰氧键断裂,简写作Ac) (烷氧键断裂,简写作Al)
酯的水解有碱催化的不可逆和酸催化的可逆反应(酯化反应的逆反应)两种,就绝大多数而言发生的是酰氧键断裂。机理有碱性水解的酰氧键断裂的双分子反应(用BAc2表示,B表示碱性条件,2表示双分子反应)。这种机理的水解反应中,首先氢氧负离子进攻酯分子中的羰基氧原子,生成四面体的加成产物;加成产物再脱去烷氧基负离子得到羧酸;由于羧酸的酸性比醇强的多,生成的羧酸迅速与烷氧基负离子进行质子交换,转变为稳定的羧酸根负离子和醇,使水解反应进行到底。若酯分子RCOOR'中的-R'基团能形成稳定的碳正离子时,在弱碱性(或中性)中该类酯的水解则按照烷氧键断裂机理进行,且是单分子历程(用BAe1表示)。
一般的,一元酸与伯醇或仲醇生成的酯在酸催化下的水解都为AAc2 (A表示酸性条件反应)机理,是通过形成它的共轭酸来进行的。步骤如下:反应的第一步是酯羰基上的氧原子接受一个质子形成共轭酸,使羰基氧原子的亲电性增强,容易接受水分子的亲核进攻;第二步是生成加水产物,随后脱去质子,生成反应的中间产物;中间产物烷氧基上的氧原子接受质子,最后分解成质子化的羧酸和醇,反应速率的决定步骤是羰基加水这一步。当酯分子RCOOR'中-R'能形成稳定的碳正离子时,则与BAl1类似,发生酸性水解反应时酯按烷氧键断裂的方式(用AAl1表示)进行。例如, CH3COOC(CH3)3型结构的酯发生酸性水解,因为水解时烷氧键断裂,能生成稳定的叔丁基碳正离子。
酯的以上水解反应的几种主要机理说明,不论用什么催化剂,也不论哪种历程中的断键方式,酯的水解都属于一种取代反应。
问题中的观点实际上是混淆了有机反应的机理和反应类型概念的内涵。反应机理是研究有机反应是怎样发生的,反应类型是对发生什么反应的判断,是从反应物和产物之间相互关系(组成和结构)看的,与历程无关。这里举两个简单熟悉的例子说明:①乙醇在强酸的作用下消除水生成乙烯的历程,第一步是乙醇结合酸提供的质子生成质子化醇(快),然后失去水产生碳正离子(慢);第二步是不稳定的碳正离子从β-碳原子上失去质子生成乙烯和硫酸(快)。我们能不能据此机理称该消除反应为“化合―分解―分解反应”呢?恐怕不会。②羧酸与醇在酸催化下的酯化历程,依次经历质子化、加成(决速步骤)和消除的步骤,人们仍称这一反应为酯化反应或取代反应,而不是按历程称为“加成―加成―消除反应”,类似以上两例在有机化学反应中不胜枚举。很明显,这种机理历程即是反应类型的判断,有悖常理,不能自圆其说。
2.4 卤代烃和醇类一般可以发生消去反应,但只有一个碳原子的或具有下列结构的卤代烃和醇
这种观点被绝大数教师和教学资料认同,在各种类型的考试中也多有涉及,课堂教学中也常听到教师这样耳提面命地告诫学生。其实这是错误的结论。卤代烃与醇脱卤化氢或水的消去反应不只局限β-消除,还有碳正离子重排消除、γ-消除和α-消除反应等方式;机理有单分子消除(E1,常伴有重排)、双分子消除(E2)和单分子共轭碱消除(E1cb)三种历程。如(CH3)3CCH2Br型卤代烃在乙醇存在下起E1反应时,生成的新戊基碳正离子立刻发生重排生成更稳定的叔戊基碳正离子,然后再从碳正离子的β位消去氢,生成稳定的2-甲基-2-丁烯,机理如下[5,6]:
又如,无β-H的醇[如(CH3)3CCH2OH、 (CH3CH2)3 CCH2OH等]在硫酸存在下也能发生E1历程消除,稳定的碳正离子中间体的生成也易于发生重排反应,生成稳定的烯烃。例如,下列醇的消除由于苯基的优先重排,生成正电荷分散于含苯环的稳定中间体中,所以,主要产物是苯的重排产物烯烃:
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在同一个碳原子上消去两个原子或基团产生活性中间体“碳烯“(俗称卡宾)的反应,叫α-消除。卤代甲烷、CH2N2等都能发生这种消除反应。例如,氯仿在强碱作用下消去氯化氢生成二氯卡宾(:CCl2)的机理如下[5~7]:
2.5向乙烯与溴水反应后的溶液中滴加AgNO3, 用观察有没有淡黄色沉淀的方法,探究乙烯与溴水发生的是取代反应还是加成反应
这一问题源于高考模拟卷中的实验探究题,见于教师陈述、引导学生思考回答的探究性课堂教学案例。该设计方案提供的理由是:若乙烯与溴水发生加成反应,反应后生成1,2-二溴乙烷不与AgNO3反应,无沉淀;若发生的是取代反应,生成的HBr可以通过与AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀检出。其实这种设想结论纯属想当然,缺乏科学性依据。乙烯与溴的水溶液加成反应是亲电加成的两步历程,第一步是解离的Br-与乙烯的π电子结合形成含溴的、带正电荷的三元环状中间体,第二步不稳定的中间体受到溴负离子和氢氧负离子从背面的进攻,即加上负性基团得到加成产物:CH2Br-CH2Br和CH2Br-CH2OH,由守恒原理可知,反应后溶液中同时生成与CH2Br-CH2OH等量的HBr,即向加成反应后的溶液中加入AgNO3溶液,也会有AgBr沉淀生成。
实验:将乙烯依次通入浓NaOH、品红试液,然后通入饱和的2.5 mL溴水至褪色,再通乙烯约10 s,再用pH计测pH,滴加AgNO3溶液。除可观察到小试管溶液中有少量油状液珠外,pH约为3.6,加AgNO3溶液生成浅黄色沉淀。pH=3.6说明反应后溶液显较强的酸性,生成AgBr沉淀说明溶液中产生了Br-。
上述实验事实表明发生加成反应的同时生成了HBr,不仅为乙烯与溴水发生加成反应机理的正确性提供了有力的证据,也说明问题中探究性学习方案的设计、操作与结论缺乏应有的严密性、科学性和可靠性。
3 教学反思
“标新立异的处理教材、创造性的设计探究性教学方案” 生成教学资源,对改变化学教学过分依赖教学资料中已有定论、已设计好的教学程序的现状无疑是有好处的,但“标新立异”又绝不能脱离对教材的正确解读和科学性支撑而想当然,不能忽视学生学习的持续发展,否则必将远离基础有机化学教学和新课程提出的探究性教学本身。
参考文献:
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[5]东北师范大学、上海师范大学等合编. 有机化学(第2版)[M]. 北京:高等教育出版社,1984:301,308~309.
课堂教学:教师对于学生交上来的思维导图进行简单的浏览,可以知道学生在哪些知识上理解的较好,哪些知识的问题比较大,在对学生的预习情况有了一定的了解之后,课堂上教师就有侧重点的进行讲解。将学生自己制的思维导图发给学生,学生在课堂上针对自己的情况,对自己的思维导图进行修改、优化,认为是重点的学生自己可以用彩色标注,形成自己脑海里的知识图形。