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有机化学入门知识实用13篇

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有机化学入门知识

篇1

1.缺乏足够的思想准备

有机化学开篇时,一些学生习惯全套照搬学习无机化学的经验,不能适应有机化学的学习,觉得有机化学内容繁杂,毫无规律,渐渐地失去学习兴趣和信心。他们没有把握有机化学学习的下列特点:

①有机化合物通常用结构简式表示;

②有机化合物性质与结构的关系密切;

③有机化合物空间构型的认识,需要一定的空间想象能力。

学生学习上难以适应得状况,如果不能调整过来,后续学习就会产生困难。

2.学习基础、认知水平障碍

学习有机化学,需要学生本文由收集整理具有丰富的空间想象能力。由于学生的空间立体观念较差,对于分子的立体结构常常想象不出来。

例如,学习同分异构体概念后,总还有不少学生把

二氯甲烷(ch2cl2)分子(如图所示)的二个平面结构说成是同分异构体。

3.对官能团的结构特征、主要性质掌握不牢

有些学生对许多官能团的意义理解不透,区分不清。在学习或解题时,若不能辨清相关的官能团,就会出现思维障碍,从而导致错误。

例如,阿斯匹林的结构简式为:

则1mol阿斯匹林跟足量的naoh溶液充分反应,消耗naoh溶液的物质的量为多少?

在解题中,学生知道羧基、酯基能与naoh溶液反应,但忽略了水解产物中有酚,酚也能与naoh溶液反应。

4.逆向思维能力差,系统性不强

练习呆板,常常是"照葫芦画瓢",缺乏创造性,抑制了学生思维能力的拓展,对掌握的知识难以深化巩固。

例如,以乙醇为原料设计合成 ,如果缺乏知识的系统性和有机合成常用的解题方法--逆推法,就难以达到合成的目的,这就是正向思维抑制了逆向思维的发展。

二、解决有机化学学习障碍的对策

1.激发和保持学生的学习兴趣

俗话说得好,兴趣是最好的老师。要想学生能够学好有机化学,必须使教学能够吸引学生,让学生产生兴趣,提高学习效果。在有机化学教学中,我们应精心准备、认真安排教学内容,并穿插一些学生颇感兴趣的生活知识,特别是在知识的重难点教学中,挖掘能激发兴趣的内容,以保持学生的学习兴趣。

例如,在同分异构体的命名与书写教学中,提出"天干"十字的同时,不妨带出"地支"十二字,学生对"子、丑、寅、卯......"等字是感兴趣的,因为在他们的记忆中,这些字是属于卜卦先生的,这样他们就容易接受"天干"十字。还有,在同分异构体的书写训练时,不妨让学生练习"碳架"结构书写,同时可展示"碳架"结构模型,有条件和学校还可让每一学生配备一套塑料的分子小模型,以增强教学直观效果,提高学生学习兴趣。

2.循序渐进,平稳过渡

在新课的教学过程中,要对学生的整体水平及特点作充分摸底,消除学生的恐惧心理。对初学者也不宜提过高要求,一般以会考标准为宜,不足之处可在练习或单元复习中弥补。

例如,在《乙醇》教学中,要求学生了解乙醇的组成和主要性质及重要应用,而乙醇的化学性质中,与活泼金属反应只限于钠,氧化反应限于催化氧化,脱水反应限于分子内脱水成烯。在习题课中深化要求,如消去反应能否发生、哪些醇能被氧化为醛等。作业的布置应注意难度和梯度。这样,将难点分散到各个阶段环节,循序渐进、各个击破,最后达到完整认识醇的目的,以利于学习过渡。

此外,加强直观教学,采用挂图、模型、演

示实验和学生分组实验等手段,培养学生观察力和想象力,让抽象的知识形象化,便于学生理解和记忆。

3.总结归纳,掌握学习的一般方法

学生刚接触到有机化学,兴趣很浓。但由于有机化学的显著特点是:多、杂、乱,其种类繁多、结构复杂、与生产生活联系密切,使之成为中学化学的难点,会考、高考的热点,其学习的方法又与无机化学的学习有明显的不同之处。如果不帮助学生总结有机化学的特点及学习的一般方法,学生将很难入门

(1)结构决定性质,进行归纳学习

有机化学学习的一般方法是:结构→性质→用途→制法→同类物质。因此,从结构出发,抓住官能团的特性是学好有机化学的关键。

例如,醛类物质的官能团为醛基(-cho),由于醛基的特殊结构决定了醛类物质的化学性质为既可以发生还原反应(与h2加成反应)又可以发生氧化反应(银镜反应、与新制氢氧化铜的反应)。而含有醛基的物质均可以发生上述反应,如:甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等都可以发生银镜反应。

(2)加强针对练习,及时总结规律

通过章节学习得来的知识是零散无序的,在一单元或一专题学完之后,帮助学生进行整理,多加强不同类型题的训练就显得尤其重要。教师要引导学生在练中找规律,在做中总结经验,学以致用,触类旁通,以提高解题速度,培养归纳能力。

①"价键守恒"原理即碳四键、氧二键、氢一键,这是推导、书写结构式的重要依据。

②根据有机物的衍变关系:烃→醇→醛→羧酸→酯,推断有机物的结构,找出衍变关系中的突破口,然后逐层推导得出结论。

③分子组成为cnh2no的有机物完全燃烧后,生成的二氧化碳和水蒸汽的物质的量相等。

④具有相同最简式的有机物,无论以何种比例混合,只要总质量恒定,完全燃烧时耗氧量和生成的co2和h2o的量均为定值。

篇2

一、了解学生心理,切实做好学生思想工作,消除学生的恐惧情绪,努力激发学生的学习兴趣,这是搞好有机化学教学的前提和基础。

教学中笔者发现不少学生由于基础原因对有机化学存在一定的恐惧心理,初中化学和无机化学的失败在他们心中留下了挥之不去的阴影,一听课程名称涉及化学二字就认为自己先天不足、无力学好,还未开始学习就已丧失信心,自暴自弃,未战先败。有此类想法的学生不在少数,因此有机化学的第一堂课我总是要先对学生强调这是一门全新的课程,和以前所学的化学联系不大,无论你以前化学成绩的好坏现在大家都处在同一条起跑线上,都是从零开始,没有基础好坏之分,并列举了一些基础较差而通过努力取得优秀成绩同学的实例,指出只要从一开始就踏踏实实、努力进取,以前化学基础较差的同学同样可以在有机化学这门课程取得优秀成绩,尽可能地消除他们心中的不安和恐惧,重新点燃内心当中沉寂已久的希望之火,使他们在黑夜的迷途中看到光明和希望,从而激发学习热情和内在潜力。同时在日后的教学中对他们在学习中取得的每一点成绩和进步都要及时给予充分肯定,让他们感到只要努力就会得到老师的认可,使他们长期以来渴望得到尊重和理解的内心需求得到一定程度的满足,切身体会到学习的快乐,从而对有机化学的学习产生浓厚的兴趣。如果有学生在学习中遇到挫折,老师应积极关心疏导,帮助他们寻找原因分析不足,鼓励他们再接再厉、继续努力。实践证明,通过必要的思想工作,部分学生的学习态度和学习风貌发生了很大改变,为老师搞好有机化学教学打下了坚实的思想基础。

二、讲究方法,运用技巧,讲练结合,重在理解,把握关键,提高效率。

有同学说:“有机化学不像无机化学有很多计算,主要是化学性质、结构命名之类的记忆内容,只要考前多花点时间背背即可。”这种观点是不正解的,是对有机化学内涵的肤浅认识。事实证明,光靠死记硬背是很难学好有机化学的,且学习效率很低。老师在教学中应讲究方法,注重技巧,坚持“授之以鱼不如授之以渔”的原则,让学生掌握学习方法、领悟学习之道,这比死记硬背有用得多,可以达到事半功倍的效果。首先,应重点抓好有机化学入门关。多年的教学使我深深感到有机化学教学之初有两点最为重要:一是碳的四价即正确书写烷烃的结构简式;二是烷烃的命名。和其它课程不同,有机化学中有机物结构简式的书写不能有一点差错,否则就是全错,和一点不会没什么两样,这就是我经常给学生讲的有机化学的“残酷性”。当前学生在有机物结构简式的书写中多氢少氢、多键少键的现象比较普遍,考试时失分也较多,而书写的依据就是碳的四价,因此通过强化烷烃结构简式的书写练习,帮助学生牢牢建立起碳的四价的概念对今后的学习十分重要。学生只要入了门,以后在学习其他类别有机物的结构简式的书写就可以触类旁通,方便多了。另外和碳的四价一样,烷烃的命名也十分关键,老师要有意识地设计各种类型的例题进行讲评,并通过大量练习加深学生对命名规则的理解。如果烷烃的命名学生掌握好了,以后学习其他类别有机物的命名同样也就容易多了,只需老师到时稍微点拨一下即可。这两点在有机化学学习的入门阶段显得非常重要,教师应多花时间、多费精力,反复讲解,打牢基础,这是后续学习的根本,否则后面内容的学习学生将困难重重、异常吃力,甚至无从下手。其次,在反应方程式的教学上要避免死记硬背,应重在理解、讲究方法。有机化学含有大量化学方程式,无论是从方程式数量还是书写难度都是无机化学方程式所无法比拟的,如果学生仍沿用以前的学习方法一味死记硬背,不仅效率低下、容易出错,而且一旦反应物发生变化,将无所适从,特别是醛、酮这一章反应复杂、产物庞大,更是难以记忆。因此老师在教学时应注重方法的引导,仔细讲解反应机理,及时总结反应规律,变死记硬背为理解记忆。对于学生容易混肴出错的地方,老师更应着重强调,比较对照,加深印象。例如我在讲解CH2=CHCH3和Cl2的反应时,对反应可能出现的两种情况进行比较对照:

学生错误率大为降低。再次,讲练结合,以练促学。有机化学的教学光靠老师课上讲解是远远不够的,必须加大练习力度。教学中我发现这样一个现象,即课上老师所讲内容学生均能很好地理解,教学效果很好,可是不出三天便遗忘大半,一到考试即溃不成军,原因很简单,高估了职校学生的学习自觉性。那么如何解决这个困局呢?根据艾宾浩斯的遗忘曲线,行之有效的方法就是进行反复练习,强化记忆,以练促学。因此只要有时间课上我都要抽出十五分钟进行课堂练习,对前几次课所教内容进行默写评分,记入平时成绩,逼迫学生课后去复习巩固。每隔一段时间我还会安排一次单元测验,全面巩固。实践证明,效果很好,特别是方程式的记忆效果尤其明显。最后,适当安排综合性习题,系统复习已学知识。有机化学物质种类繁多、名称复杂,反应机理各一,产物众多,不少学生学后往往是一头雾水,复习时缺少头绪。为了帮助学生系统复习所学知识,我常适当安排一些综合性习题,通过老师讲解、学生练习,将其中涉及到的各类知识点加以梳理归类,使学生由无目的被动记忆转为有目标的主动理解,既加深了学生对知识的掌握程度,又提高了灵活运用能力。例如在讲完羧酸这一章后,我会安排学生练习一道“乙烯乙酸乙酯”的合成题。这是一道综合性很强的习题,包含了烯烃与水的加成、醇的氧化、酯化反应等诸多知识点。通过练习,学生对上述知识点有了一个全面而系统的复习,逻辑思维也得到了很好的拓展。

三、合理安排实验,丰富教学手段,激发学习兴趣。

有机化学的内涵是丰富的,但也是枯燥抽象的。如果学生上课整天坐在教室里面对结构式、反应式,时间久了再精彩的内容也会觉得索然无味,学习热情也难持久,更别提激发学习兴趣了。俗话说:“兴趣是最好的老师。”那么如何激发学生的学习兴趣呢?实验就是有效的方法之一。教师尽可能多地安排实验,将课堂由教室搬进实验室,让学生亲自动手观察现象,不仅丰富了教学手段,激发了学生的求知欲望,同时又提高了学生的实验技能和动手能力,使所学书本知识通过实验得以验证,加深了对理论知识的理解和掌握。往往一次实验教学所取得的教学效果要比传统课堂讲解好过十倍。

篇3

在人类已知的化合物中,有机化合物占多绝大多数。与生命有关的有机化合物使地球充满了生机和活力,新合成的数以千万计的有机物丰富了我们的物质世界,满足了人们的社会需要,提高了人们对物质及其变化的认识,有机物在我们的生活中无处不在,学习有机化学能激发学生学习化学的兴趣,提高学生的科学素养。

有机模块的课程标准要求:(1)初步掌握有机化合物的组成、结构、性质等方面的基础知识;(2)认识实验在有机化合物研究中的重要作用,了解有机化学研究的基本方法,掌握有关实验的基本技能;(3)认识有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义。

新课程倡导“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关系,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。”“了解化学科学发展的主要线索,理解基本的化学概念和原理,认识化学现象的本质,理解化学变化的基本规律,形成有关化学科学的基本观念”。依据以上标准有机教材在编排上力求从学生熟悉的有机物入手,通过各种模型、图片、资料卡片、学生活动、思考与交流、实验探究等栏目引导学生主动参与多种探究活动,经历探究的过程,激发学习的兴趣,通过生动直观的表象,建立空间立体感,理解有机化学化学结构和性质及其用途之间的规律,及其现象的本质原因,形成有机化学的基本观念:分类观、结构与性质观、反应观等,学会观察、实验、查阅资料等收集信息的手段,及比较、分类、归纳、概括等方法。尤其是归纳法和演绎法,由典型代表物的性质推测出一类物质的性质,由一类物质的性质分析具体物质的性质。通过有机化学的学习,使学生感受到了有机化学结构上的奇妙与和谐,深刻体验到了化学对个人和社会的贡献。

有机化学有与无机化学学习相似的规律,也有其独有的规律。下面以烷烃为例,探讨有机化学的学习规律,认识有机化学结构和性质、用途之间的关系,掌握学习有机化学的方法及实验技能,认识有机物对人类的重要作用。

烷烃是学习有机化学的基础,是学习有机化学的门槛,在烷烃的学习中集中有机化学的核心概念――同系物和同分异构体,学习本章目的在于使学生初步了解学习化学的思维方法。

1 树立结构决定性质的观念――结构观

1.1 建立立体结构

(1) 原子的成键方式及成键特征;

(2) 空间结构及原子的空间环境;

(3) 具体方法――物质结构理论、模型演示、动画、学生自制模型;

(4) 关于结构的几种表示方法――分子式、结构式、结构简式、空间构型

以最简单的有机物――甲烷为例,从物质结构分析碳原子的原子结构分析其成键方式,确定甲烷的分子式、电子式、结构式,分析化学键特征,在键长、键能、键角上都相等;再让学生以碳原子为核心自制球棍模型,探究甲烷的空间结构:平面正四边形、正四面体结构;用图片和动画、球棍模型和比例模型展示甲烷的正四面体结构,并与平面正四边形进行比较:正四面体结构,键角是109?28?,四个氢原子的绝对位置和相对位置相同;若是平面正四边形,键角是90 ?,四个氢原子的绝对位置相同,相对位置不同,C-H键成90?,C-H键成180?,这样的区分为甲烷的取代反应生成物二氯甲烷只有一种结构埋下伏笔,从性质验证反映其结构。后续课程从同分异构体的角度:二氯甲烷不存在同化异构体反证了甲烷的四面体结构,但学生对二氟二氯甲烷的在平面上不同写法还不能区分,认为是同一种物质,说明学生对甲烷的四面体结构还没有真正理解,学生对知识的理解是一个渐近的过程。

1.2 抓结构特点

甲烷的结构的典型特点是有C-H,立体结构。分析结构特点就从三个方面来看:(1)看化学键;(2)看原子间的连接方式;(3)看连接形状及空间形状:链和环;立体和平面。这样从结构相似分析认识有机物的类别。比如烷烃的特点是:C-C,C-H;C-C连接成链状;立体结构:看立体结构,一方面要看原子在空间的位置是平面结构还是立体结构,另一方面要看原子在空间的相对位置,是轴对称图形还是中心对称图形,哪些原子的空间位置相同,哪些不同。理解C-C单键可以旋转,以C为核心的四个单键所成的原子或原子团在空间成立体结构,所以C原子周围的四个单键所连接的原子或原子团可以任意互换。如果学生对这样的结构认识比较深刻,学生看到物质的结构简式,就很容易认识烷烃,不会由于在纸面上的位置不同,而误认为是不同的物质。

1.3 抓结构的典型特征推测可能的断键形式

把结构与化学反应的实质结合起来,学习有机反应,应抓住结构上的典型特点。比如烷烃的性质,主要的断键形式是C-H断裂,H原子被其它的原子或原子团所代替,发生取代反应。而以后要学的烯烃的性质,结构上的典型特点是C=C键,反应时,C=C键中一个键发生断裂,在双键两侧的碳原子各加上一个原子或原子团,这就是加成反应。

2 抓典型物质的典型性质――典型观

2.1 与生活实际相联系激发学生的学习兴趣

有机物中最简单有机物是甲烷,甲烷是重要的燃烧和化工原料,是重要的能源物质,是我国“西气东输”的重要工程,使学生认识到化学就在我们的身边。提出问题甲烷为什么能做为能源物质和化工原料呢?

2.2 结构预测――可能的断键和成键形式、实验验证

在分析甲烷结构的基础上引导学学生探究分析C-H比较稳定,但在一定的条件也可以断裂,可能的断键形式,共有4个C-H可能断裂,4个C-H可能一次断裂或逐次断裂

2.3 反应类型

稳定性:不与强酸强碱强氧化剂反应;一定条件下反应:燃烧反应――燃烧热值大,燃烧产物无污染――高效清洁:学生写热化学方程式(复习已有的知识),写化学方程式,与无机反应相区别“”,燃烧产物及应用:作为燃料的原因。在此基础上引导学生进行元素的定性分析方法:

取代反应:结构预测――可能的断键形式C-H;实验验证:甲烷与氯气在光照条件下反应:探究反应的条件,通过实验现象推测反应的产物。结合甲烷的空间结构和现象分析甲烷与氯气的取代反应:断键实质、产物,从而归纳总结取代反应是烷烃的特征反应。断键的实质是C-H键发生断裂,H原子被其它原子或原子团所取代,取代反应的比例关系是n(H):n(X2)=1:1,原子的空间位置保持不变,为卤代烃的同分异构的思维形成作准备。由于甲烷中有四个H原子,取代反应是逐次进行的,所以取代反应的产物从一卤代烃到四卤代烃,产物为混合物,在烷烃的应用上通常不用于卤代烃的制备,烷烃取代反应的意义更在于让学生认识引导学生从结构上分析物质的性质,理解取代反应和断键形式的关系,从而拉开有机学习的序幕。掌握学习有机化学的学习方法:结构性质反应用途。

3 抓住核心概念的学习――同系物、同分异构体

同系物和同分异构体的学习是有机化学中重要的核心概念。这两个概念贯穿有机化学学习的始终,同系物概念的学习是有机物类别学习的重要体现。同分异构的学习,使学生认识到有机物与无机物在结构的典型差别,认识到有机物种类繁多的原因。引导学生建立这两种概念的学习方式和思维方法,就显得尤为重要。

从烷烃的甲烷入手,复习甲烷的性质,稳定性,取代反应;理解其结构特点,是一个四面体结构,空间中的四个氢原子的位置,为其氯代物是否有同分异构体作伏笔,也为理解烷烃的立体结构作准备。学习中虽然通过展示了甲烷的球棍模型和比例模型,力求建立空间立体概念,理解其氢原子只有一种,但在判断二氟二氯甲烷的结构有几种时,部分学生仍然写成两种甚至是更多种,说明学生对甲烷空间的立体结构并没有真正的理解,在其潜意识里还认为是平面结构,可见学生对知识的理解是一个渐近的过程。在理解巩固甲烷结构和性质的基础上,引导学生学习其它的烃,从结构性质进行分析,这些物质在结构上的特点是:从元素组成上分,只有C和H两种元素;从原子的成键方式看:C-C,C-H;从C原子的联结方式上看,C-C连接成链状;从空间结构上看C-C和C-H在空间连接上成立体结构;从分子组成上看,相差n个CH2原子团,通式相通都是CnH2n+2。从以上分析可知:烷烃在结构上相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。在分析其性质,学生观察书上的数据,发现烷烃在物理性质从状态、密度、熔沸点上都呈现规律性的变化;又从其结构上的相似性推测,其它烷烃的化学性质也相似,都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,都能和卤素单质发生取代反应。从以上结构和性质两个方面进行归纳总结,这一类物质的间关系就是同系物关系。类似与无机化学的同主族元素。找出同系物的同和异,同系物一定是同一类物质,通式相同,结构相似,化学性质相似;异:分子式不同,相差n个CH2原子团,物理性质熔沸点一定不同。并与已学过的易混概念相比较:同位素、同素异形体、同种物质相比较,进行概念辨析。同系物的关键点在于让学生理解同系物一定是同一类物质。

同分异构体的学习第一个层次重在理解结构上不同,虽然在纸面上的写法不同,但却是同种结构。第二个层次,是学会写同分异构体,这是以后写其它类别物质同分异构体的基础,能写出主链、支链,怎样确定支链及支链的位置,怎样找对称;同分异构体书写后能从对称的角度:轴对称或中心对称,理解C-C可以旋转,C原子周围的四个单键不论在纸面上何种写法,但结构只有一种,理解C原子的种类和H原子种类,为卤代烃的同化异构体的书写提供固着点。向学生渗透同分异构体的不同类别:碳干异构和位置异构。烷烃同分异构体的核心是抓住C-C可以旋转,C原子周围连接的四个单键的原子或原子团的空间位置相同;理解对称轴和对称中心。

在变式训练中,学会抓住辨别同系物、同分异构体、同位素、同种物质、同位素、同素异形体、同种物质之间关键要素。同系物是同类物质,C数不同;同分异构体,是分子式相同,结构不同;同位素是同种原子;同种物质只是状态不同;同素异形体,是同种元素的原子组成物质的原子个数或结构不同。

总之在有机化学入门学习时,抓住烷烃以上方面的学习,能迅速找到有机学习的敲门砖,为顺利有效地进行后续有机化学的学习,掌握学习有机化学的思路方法打下扎实的基础。

参考文献

[1] 夏军.浅谈苏教版《有机化学基础》中科学方法的教育[J].中学生数理化(高中版・学研版),2011年02期.

[2] 刘蕾.中学有机化学知识内容的分析及教学策略研究[D].山东师范大学,2005年.

篇4

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.

篇5

最先提出“绿色化学”理念的是美国化学会(American Chemical Society),由于顺应经济社会发展的客观规律,很快即在世界范围内广泛流传。绿色化学,简单地说,是采用适当的化学原理减少,甚至消除工业生产对于生态环境的污染。

近年来,随着环境污染事件不断升级以及人们的环保意识不断增强,[1]“绿色化学”所倡导的理念已经成为国内外高校关注的热点。众多大学化学教材以及高校的教学计划均纳入了绿色化学相关内容,积极向广大学生推广该理念,以期未来他们能将其运用在工作中。

一、 “绿色化学”理念在有机化学理论教学中的应用

(一)加强绪论课的教学

绪论课是一门课程的序幕,其教学的目的是使学生明确学习绿色化学的终极目标,启发他们学习该课程的自觉性,激发学习兴趣。因此,绪论课必须具备两大特性:(1)概念性:绪论课应界定绿色化学的准确定义和涵盖范围,将绿色化学的产生、发展融会于化学史的整个进程中介绍给学生,保证化学学习的连续性;(2)方向性:绪论课应指出绿色化学现阶段的发展状况以及未来的发展方向,同时需要指导学生如何进行该方向的学习,需要具备怎样的知识结构。

因此我们应当首先开场白式地介绍绿色化学的“前世今生”,以著名化学家、化学实验、化工企业的事例证明绿色化学出现的重要性,从而形象生动地描述其对于化工产业、环境保护乃至全人类发展的伟大意义。在介绍有机化学的发展历程时,简单陈述生命力学说、实验室的获得、分子组成的确定、有机化合物和有机化学的定义、结构学说的建立等里程碑式的事件。通过这一过程使学生明白:其一,绿色化学的出现符合客观世界的发展规律;其二,在具有探索精神和社会责任感的学者的努力下,绿色化学正在飞速地发展,并不断取得里程碑式的成就。

然后向学生介绍国内外该领域的发展现状。目前很多发达国家已经大范围普及了绿色化学相关技术,从源头上遏制了污染的排放量。但国内的工业污染物治理方法还停留在“末端治理技术”阶段,因此大幅度增加了社会可持续发展的经济成本,而且加大了原本已经十分脆弱的生态环境的负担。

(二)通过实例说明“绿色化学”的好处

在课堂教学中通过对有机合成反应方法的对比,可以说明绿色合成的优点。本文以苯酚的制备反应和炔烃的水合反应为例。

(1)苯酚的制备反应

目前共有三种方法可以获取苯酚:一是苯磺酸碱熔法,二是芳卤衍生物水解法,三是异丙苯氧化法。苯磺酸碱熔法是将氢氧化钠与苯磺酸钠盐共熔,即碱熔后便可以得到苯酚钠,再经酸化,即得到苯酚。该法的优点在于转化率高、设备简单、产品纯度佳;缺点则是产生废液多、生产工序多、酸碱消耗量大。芳卤衍生物水解法是加入大量酸碱,当卤原子的邻对位产生强的吸电子基团时进行水解反应。而异丙苯氧化法是一种绿色合成方法,以异丙苯在催化剂紫外线或过氧化物的作用下得到过氧化异丙苯,接着使用稀硫酸将其分解成丙酮和苯酚。该法的优点是可以得到有价值的副产品,每产生一吨的苯酚同时可得到0.6吨的副产品丙酮。显而易见,从绿色化学的角度,我们应当舍弃苯磺酸碱熔法和芳卤衍生物水解法,选择异丙苯氧化法,以节约大量原料,并能减少污染。这个例子充分说明了在课堂上有效传输“绿色化学”理念的可行性。

(2)炔烃的水合反应

作为有机合成中官能团转换的最重要的基础反应——炔烃水合反应,现在已经有了更绿色的实验方法。传统的工业生产是以汞盐为催化剂,加入炔烃与水反应得到醛和酮。该方法在生产乙醛上得到了广泛的应用,但由于汞盐是很难回收处理的,且反应中需要大量的硫酸,该方法已被发达国家淘汰。

在指导学生设计合成反应时,应将污染纳入最佳合成路线的考量因素,综合原料易得性、反应步骤数目、转化率高低、分离提纯难易等各个方面对其进行评估,做到真正无毒无害地实验。通过这样的说明,使学生理解“绿色化学”的理念,在未来的职业生涯中能够利用化学创造更加清洁的环境。

二、“绿色化学”理念在有机化学实验教学中的应用

(一)实验教学中使用多媒体辅助教学

多媒体教学融会了声音、动画、图片等,能够极大程度地优化化学实验:第一,可以增强实验的可见度,从而使得实验的演示效果更加逼真;第二,模拟实验可以避免污染;第三,可以模拟工业化生产过程。比如学生对于接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸等大多数未见过的实验,缺乏感性认识,而用计算机等高科技手段能真实表现出所有的生产环节,并可调整视图大小反复播放,强化记忆;第四,可模拟化学键的断裂和重新组合等肉眼难以看到的化学反应过程。

目前多媒体化学实验教学资料丰富,为此,笔者建议开展如下教学改革:在总学时不变的基础上,增加观看多媒体录像的课时,利用多元化教学手段,保证学生既能清晰地理解实验原理,又能明确实验的规范化操作。引入多媒体使得有机化学的实验实现教学相长,确保学生能够有机会了解并研究比较难以实现或者具有污染性的化学反应。

(二)提倡半微量化操作模式,尝试探索微型化实验

常量有机化学实验由于是经过多次实验的方案,因此通常操作便捷无需另行设计且反应现象非常明显。但是,时代的进步和人们对于生活环境质量要求的提高使得传统的常量实验的缺点凸显出来,比如试剂消耗量大、废弃物污染严重等;除此之外,常量实验的目的往往是为了复制、验证,缺乏创新性、探索性,违背了大学教学的本质目的,不利于培养学生的科学意识。

基于此,许多学者对此进行了一些尝试性的探索,目的是在减少药品用量的同时又不影响实验结果及实验现象的观察,半微量化操作模式渐渐在大学教学中流行起来。笔者也进行了半微量化操作模式的教学尝试,实践证明这样不仅可行性较强,还能节省实验成本和教学时间,给学生更加充分的实践机会。

此外,笔者也在教学改革中引入了微型实验这一与“绿色化学”紧密相连的概念。这一概念是由Butcher等[3]美国学者于1985年首次设计提出,经历了较长发展和修正的时间,已经成为运用较为广泛的化学实验模式之一。其与半微量化模式相似,但是在实践范围上拓展到了化学实验的完整过程中,也因此大大节约了成本 (一般节约开支90%[4]),从而也更加有效地减少对环境的污染。

(三)整合教学模块,改革实验内容,创新设计综合实验

传统的有机化学实验教学通常分为三大模块:基本操作模块、验证性实验模块和合成实验模块。基本操作模块是指化学实验的入门操作,比如化学药品的存放、反应器和容器的加热蒸馏、计量仪器的使用、玻璃工操作等;验证性实验模块是指各类化合物的性质验证,比如银镜反应、不饱和烃和溴水的反应、酚与三氯化铁的显色反应等;合成实验模块是指考查学生完成化学实验的整套流程,以及设计并完成综合实验的技能,比如樟脑的合成、间硝基苯酚的合成、八溴醚的合成等。目前这三大模块在教学安排上较独立,导致多数学生的实验技能不够熟练,常犯低级错误,因此也更遑论进一步独立设计实验了。另外,由于合成实验模块常常由于试剂利用率过低而导致其废弃后对环境造成较大污染,严重有悖于绿色化学的4R原则。如果将这三大模块有效结合起来,不仅能够提高教学的质量,还能为环境保护做出贡献。

先进实验技术的引进、计算机辅助教学、实验内容的推陈出新、引导学生选取环境友好型的化学试剂、微型化实验规模、系列化实验内容等,构成了有机化学“绿色化”的创新改革方向。只有在实验教学中,由细节入手,深入对比、研究、探索绿色化学反应,加强绿色化学教育和环保意识,才有可能从根本上切断污染源。绿色化学是进入成熟期的化学,虽然我们距离“零排放”这个目标很遥远,与发达国家也存在差距,但是作为化学教学工作者,为环境减少污染是我们教学与科研的共同目标。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育, 2000(1):1.

[2] 鲍时安,张家登.化学史教育与教学[J].化学教育,2000(1):44

篇6

一、《涂料学》课程的特点和意义

高分子的主要应用领域集中在涂料、塑料、粘合剂和助剂四方面。进入21世纪以来,我国涂料行业发展迅速,对涂料行业科研技术人才的需求量大大增加[3]。为此,在国内一部分高校中的高分子相关专业开设了涂料相关课程。《涂料学》课程是建立在高分子化学、有机化学、无机化学、胶体化学、表面化学与表面物理、流变学、材料力学、光学和颜色学科基础上的一门综合性学科,但又不是这些学科的简单加和而有其自身理论。对于高分子专业的学生而言,如何能将其学到的无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理等基础知识贯穿统一起来,《涂料学》无疑是一个不二选择。开设涂料课程,一方面使今后从事涂料行业的学生进入工作岗位后,尽快成为行业技术骨干;另一方面对于今后从事非涂料领域的高分子学生而言,课程的学习过程也是对之前学到的化学和材料学基础知识巩固、加强和提高的过程。

二、《涂料学》教学的主要内容

涂料学课程的内容多,课时少,教师难以在短时间内将涂料行业所需的内容讲深、讲透。在课程教学的过程中,教师应该坚持理论结合实际的教学方针,对知识结构优化调整,做到简单而不浅显,深奥而不枯燥。在教学内容上,要注重两方面的统一:一方面注意《涂料学》课程章节间的联系和统一,这门课程涉及到涂料概述、颜料、溶剂、树脂等内容,各部分内容既相对独立,又相互联系;另一方面,要把握《涂料学》课程与无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理等基础知识贯穿统一。教师在教学中应该重点介绍以下内容。

1.涂料的基本知识。这部分内容主要介绍涂料概念、组成、类别、功能以及发展概况。结合日常生活所接触的涂料,使学生掌握涂料的基本概念、分类和作用。让学生们了解到,现代涂料学的发展是以化学,特别是高分子科学为基础,结合界面科学和流变学发展起来的。了解涂料的发展背景和面临的挑战,懂得涂料的发展趋势。通过对目前报道较新的,具有特殊功能的涂料的介绍来激发学生对涂料的兴趣,并为以后进行涂料的科学研究开好头。

2.颜料相关理论。颜料和填料是涂料生产不可缺少的成分之一。其作用不仅是色彩和装饰性,更重要的是改善涂料的物理化学性能,提高涂层的机械强度、附着力、防腐性能、耐光性和耐候性。让学生了解遮盖力、着色力和吸油值等基本概念。在授课过程中,这部分知识与物理化学中的双电层理论联系紧密,可以对以前的基础知识巩固提高。关于颜料的分散是教学的重点。

3.溶剂知识。溶剂是不包括无溶剂涂料在内的,各种液态涂料中所含有的,为使得液态涂料完成施工过程的必要的一类物质。原则上不构成涂膜,也不存留在涂膜中。在授课过程中,这部分知识与有机化学和高分子物理中的极性、溶解力、粘度等相关知识联系紧密,可以对以前的基础知识巩固提高。在教学中,使学生掌握根据溶剂理论选用溶剂和改善涂料性能,了解有机溶剂对环境的危害,开发绿色水性涂料和高固体份涂料是涂料行业的趋势。

4.树脂知识。成膜物质是组成涂料的基础,它具有粘结涂料中其他组分形成涂膜的功能,对涂料和涂膜的性能起到决定性的作用。例如,在丙烯酸树脂章节中的内容与高分子化学基础课中自由基聚合和聚合方法的相关知识密切联系。不饱和聚酯树脂、醇酸树脂和聚氨酯章节中内容与高分子化学基础课中的缩聚和逐步聚合相关内容联系紧密。因此,授课的过程也是对以前的知识复习,深入体会和提高的过程,将这些基本知识与涂料制备技术相互渗透,相得益彰,这也正是开设《涂料学》课程的特色。

三、教学方法

1.教学与生活、生产相结合,注重理论联系实际。涂料是一门理论性和应用性都很强的交叉学科。理论知识比较晦涩,但大多数基本理论知识都已经在本科基础课教学阶段涉及,在涂料课程中只是有针对性的学习,必须与实际结合才能使学得的知识深化和牢固,也才能引起学生的兴趣。在教学的初期阶段,为了使得学生尽快入门,熟悉涂料学,就要将日常生活、生产与涂料结合,介绍生活和生产中涂料的应用,提高学生从心理上对课程的接受程度。众所周知,涂料学的特点是“入门易、学懂难”。为了提高教学效率,改善教学效果,必须要注重理论联系实际。这种联系实际上是基础知识与涂料学的联系;涂料学与实际应用的联系。把涂料学作为有机化学、高分子化学、高分子物理等基础知识实践的对象,会使学生对所学过的基础知识巩固提高,为今后打下坚实的理论基础。在涂料学理论实践过程中,学生可以去涂料生产厂和研究院所参观学习。学习涂料生产方法和检测方法,了解生产设备和检测仪器设备。学生往往很有兴致,注意力高度集中,因此将理论知识寓于合适的实际背景中进行讲授效果明显。

2.开设涂料实验。在高分子化学实验的基础上,开设涂料实验课程[4]。高分子化学实验中,一般开设甲基丙烯酸甲酯(或苯乙烯)的乳液聚合、聚酯合成实验等,可以在这些实验的基础上,进一步开设丙烯酸乳液合成、低分子量聚酯合成以及低分子量聚酯与异氰酸酯固化等,并且可以进一步开设乳胶漆的制造、涂料性能检测等系列实验,让学生自己合成树脂,自己配制涂料,自己对涂料和涂层进行检测。通过实验,不但将课堂所学到的理论知识通过实验巩固提高,而且训练学生进行涂料生产和科学研究的方法,培养学生的动手能力,分析和解决问题的能力。

四、结语

总之,笔者对在高分子专业本科教学中开设《涂料学》课程的必要性、优化教学内容、改进教学方法进行了初探,提出开设《涂料学》课程的必要性:一方面,对于处于专业知识学习的学生而言,通过本课程的学习,加强他们对高分子专业基础知识的巩固,为今后从事高分子相关专业的工作打好坚实的理论基础;另一方面,针对今后从事涂料行业的学生,涂料行业快速发展,科技含量越来越高,涂料学课程的开设正好可以满足涂料行业对大批高层次科研技术人员的需求。

参考文献:

[1]徐光宪.我对素质教育的认识[J].大学化学,2004,19(3):1-8.

[2]陈立贵,袁新强,李雷权,等.构建符合学校定位的高分子专业人才培养方案的研究[J].科技资讯,2009,(22),161-162.

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

普通化学作为高等院校食品类专业的必修基础课,是学生进入大学阶段首先学习到的化学课程,因此处于高中化学与大学化学的衔接点上,具有重要的地位。普通化学作为整个化学学科的导论性课程,所讲授内容一方面可以为其他课程如分析化学、有机化学、物理化学、生物化学、食品化学等课程提供必备的理论基础,同时为学生的学习起着承前启后的作用。多年普通化学教学实践表明许多大一新生在刚进入大学时因学习习惯还停留在高中阶段的“灌输式”被动学习模式,不能很快的适应大学的学习节奏,自主学习能力、独立分析解决问题能力等方面较为欠缺。另外,2003年开始进行的普通高中课程改革,使高中化学课程结构和高中实际教学情况都发生了很大变化。现在高等院系食品类专业招收进来的大一新生,其化学知识贮备情况,高中阶段化学知识的覆盖范围,可否为大学化学学习提供必要基础,以及高中化学的知识体系是否能够成为大学化学课程体系的支撑,这些问题的解决对大学普通化学教学中帮助学生顺利实现由中学化学到大学化学的过渡,激发学生学学化学的兴趣,提高普通化学的教学质量起着重要作用。而在大学普通化学课程的教学中,教师对目前高中新课标知识体系与普通化学知识框架的衔接以及不断改革的高考模式下,学生的高中化学基础并不是很了解,在此,笔者将针对两者之间的衔接方式,及现行高考模式对大一新生化学知识起点水平的影响展开讨论,希望能够引起相关教育工作者的关注与重视。

1 新课标下高中化学知识体系

目前,我国的基础教育仍处在新一轮的改革中。高中化学新课程改革开始于2003年,随着改革的逐步推进,到2010年,这一改革已在全国范围内普遍推广。这一改革对大学的化学教学产生了一系列的影响。因此,作为高等院校化学教师,了解高中新教材的知识体系,了解大一新生所具有的化学基础对于提高普通化学教学质量具有重要意义。

1.1 高中化学课程设置及学习要求 2003年4月,教育部制订颁布了《普通高中化学课程标准(实验)》(简称新课标),目前新课程已实行了13a,称之为现行高中课程。依据新课标要求,高中化学课程由若干课程模块构成,分为必修、选修两类。其中,必修包括2个模块,以必修《化学》1和必修《化学》2两本教材呈现;选修包括6个模块,以6本选修教材呈现,分别是《化学与生活》《化学与技术》《物质结构与性质》《化学反应原理》《有机化学基础》和选修《实验化学》。必修课程为全体高中学生必须学习的内容,选修课程是必修课程的拓展和延伸,并且体现新课标的选择性,可以为不同学生的个性化发展提供保障。

高中生要达到高中毕业的要求,需学习2个必修模块内容加一个选修模块内容。选修课程基本上是由各省市教育主管部门统一为高中生进行了模块选择。必修模块内容一般安排在高一年级,所有高中生共同学习。到了高二文理分科,文科的学生一般选修《化学与社会》模块内容,理科的学生一般选修《化学反应原理》模块内容,并完成学业水平考试并达到合格以上,可以达到高中毕业的基本要求。各省市规定基本一致。

高考化学科目的考试内容包括必考内容和选考内容。必考内容涉及必修模块中的“化学1”“化学2”及选修模块中的“化学反应原理”的内容。选考内容涵盖了选修模块“化学与生活”“化学与技术”“物质结构与性质”“有机化学基础”的内容,在试卷中匹配了各选修模块的试题内容,分值相当,考生从中任选一个模块内容考试。因此如果考生参加化学科目的考试还要继续选修《物质结构与性质》《有机化学基础》《化学实验》等模块中的1~2个,以达到高考的要求,即总共需要学习4~5个模块的内容。

1.2 高中化学课程各模块主要内容 高中化学教材选取的是宋心琦主编,人民教育出版社出版的普通高中化学系列教材[1]。

必修1:引入物质的量的概念,并介绍了相关定性和定量计算的知识,如物质的量浓度的计算;实验室安全知识和基本的分离、提纯操作方法以及溶液配制;物质分类的概念;离子反应、酸碱电离理物质,给出了传统酸碱盐的概念和水溶液中酸碱反应的实质;化合价概念,从电子转移角度介绍氧化还原反应。

必修2:主要包括“物质结构基础”“化学反应与能量”“有机化合物”和“化学与可持续发展”4个一级内容。通过这一模块,学生学习了物质结构的初步知识,认识了元素周期表和元素周期律,学习了核外电子分层排布初步、化学键的概念;从化学反应基本原理出发,了解化学反应伴随能量变化的本质,知道化学键、化学能与电能的相互转化,定性了解化学反应速率及其影响因素和化学平衡概念;还学习了有机化学的入门知识。

以上内容充分体现高中化学内容的基础性,与大学阶段的普通化学中化学知识的基本框架性基本相符,基本能够反映大学阶段化学知识的风貌和基本轮廓。

化学与生活:注重化学与人类的关系,主要以日常生活为线索组织素材,贴近学生现实,极具亲切感和科普性,体现化学与社会发展的关系以及化学的作用和应用。文科学生主要选修此模块以达到毕业要求。

化学反应原理:包括“化学反应与能量”“化学反应速率与平衡”“溶液中的离子平衡”3个一级内容。内容上涵盖了化学反应的基本原理,如焓变、熵变的概念及相关计算,化学平衡的概念及计算,化学反应速率的计算;还包括了溶液中的弱电解质的解离平衡以及原来大学化学的知识沉淀-溶解平衡。这些内容是必修2的延伸和扩展,与大学普通化学内容中的化学热力学、化学反应基本原理、水溶液化学关系密切。目前各省市高中为理科学生指定选修此模块,以达到高中毕业要求。

物质结构与性质:主要内容包括原子结构与性质、化学键与物质性质、分子间作用力与物质的性质。较为详细、深入地介绍了原子结构初步知识和化学键以及分子间力等基本理论。还涉及了金属晶体堆积类型的内容。有机化学基础模块在大学普通化学内容中未涉及,因此不作介绍。高考中考化学科目的学生一般会从这两个模块中选择1个或2个模块继续学习。

化学与技术和实验化学选修模块,在目前大部分省市的高中很少会有学生选修,因此此处略去。必修模块为学生打下了化学学科的共同基础,是面向全体高中生的,具有基础性和启蒙性的价值选修模块内容是必修模块内容的延伸和扩展,在内容的深度和广度上均有所加深[2]。

1.3 普通化学知识体系与高中化学知识的衔接 普通化学教材参考《普通化学》(第6版)(浙江大学普通化学教研组编著,高等教育出版社出版)[3]。主要内容包括化学热力学初步、化学反应基本原理、物质结构基础、水溶液化学、电化学基础、元素化学等。新课标下高中课程设置基本上为大学化学做好了铺垫,有些知识点是重复的,但是有些知识点之间仍然存在一些衔接问题。需要普通化学教学工作者根据具体的情况区别对待。

有待进一步深入学习的知识点:酸碱理论部分,高中化学只讲了酸碱电离理论,给出了传统酸碱盐的概念;大学普通化学则是在酸碱电离理论基础上着重介绍酸碱质子理论,重新定义酸、碱、两性物质,扩大了酸、碱的范围和酸碱反应的范围。大学普通化学在氧化还原反应部分,引入更科学的氧化数概念取代高中化学中的化合价概念。化学反应原理中反应速率部分,高中化学采用平均速率来表示,而普通化学是以瞬时速率来表示,并考虑了反应进度。化学反应焓变的计算,高中化学采用Hess定律通过方程式的叠加间接计算,普标化学相关计算中引入标准摩尔生成焓的概念,并运用Hess定律直接计算反应的标准摩尔焓变。关于电子云的概念,高中化学只给出s、p轨道电子云轮廓图(界面图),未给出d轨道的图;而普通化学通过引入波函数概念,根据波函数对电子云定量分析,得到原子轨道角度分布图、电子云的角度分布图、电子云的空间分布图等3种图。大学教师在讲授这些内容时,应该以高中化学中的知识点为切入点,通过设置引导性、讨论性问题的方式组织课堂教学,帮助学生顺利实现由高中化学到大学化学的过渡,有利于激发学生的兴趣。

普通化学独有的内容(高中化学不涉及的内容):在大学普通化学内容中,有一部分是高中化学不曾涉及的,如系统和环境;相;化学反应的自发性;吉布斯函数变与化学反应进行的方向;反应级数、反应速率理论和活化能;稀溶液的依数性;缓冲溶液;溶度积的概念和定量计算;配位平衡;配位化合物的定义和命名;电极电势及影响电极电势的因素;原电池电动势与吉布斯函数变的关系;分解电压;电解的产物;三种分子间作用力的产生和特征;离子极化理论和键型的过渡。学生对这部分知识是陌生的,没有任何知识基础。大学化学教师在教学中要高度重视,作为难点讲解,加深学生对知识点的认识。

2 高考模式对大学普通化学学习的影响

2.1 现行高考模式 自从2003年开始课程改革后,全国高考模式也随之变化。最突出的特点是各省市可以自主命题,自己确定高考模式。改革到现在,各省市的高考模式一般为“3+X”或“3+文综/理综”模式。两种模式中,“3”都指的是语文、数学、英语科目,为必考科目。在“3+X”模式中,X是指文科学生在政治、历史、地理中任选1门或2门考试科目,理科学生在物理、化学、生物中任选1门或2门考试科目。例如目前上海市施行的是“3+1”模式,江苏省施行的是“3+2模式”。“3+文综/理综”模式中,文综考试科目是将政治、历史、地理3门科目,综合在一张卷子上,分成三个模块出现;相应的理综指的是理科的物理、化学、生物3门科目综合在一张卷子上,分3个模块出现。自2013年开始,理综总分为300分(物理110分,化学100分,生物90分),例如北京市,安徽省,山东省,河南省等地区采用的是“3+文综/理综”模式。

施行“3+X”高考模式地区的理科考生来讲,除了必考科目,任选科目中可以不选择化学科目。在学完高中阶段要求的化学内容后就不再接触化学。这就导致目前高等院校化学专业或非化学专业大一新生化学基础、化学知识储备有很大的差异。

2.2 现行高考模式对大学普通化学课程学习的影响 “3+X”模式的文科考生及“3+文综”模式的考生,在高一和高二阶段完成了“化学1”“化学2”“化学与社会”3个模块内容的学习,“3+X”模式中不考化学科目的理科考生,完成了“化学1”“化学2”“化学反应原理”3个模块内容的学习,均达到高中毕业要求,可以不再继续学习化学课程。因此具备了3个模块的化学知识储备,能够为普通化学课程的学习提供了一定的基础。但因为只在高中低年级学习,升入大学后再学习化学相关课程,可能将面临“从零开始”的困境[4]。

因高考化学科目的考试内容中包括必考和选考内容,所以“3+X”模式中参加化学科目考试的理科考生及“3+理综”模式的考生,除了完成高中毕业要求的“化学1”“化学2”“化学反应原理”3个模块内容,一般还需要在高二及高三阶段继续学习化学课程中的选修模块内容。有的选择学习了“物质结构与性质”模块,有的选择了“有机化学基础”模块,有的两个模块均选择。这部分学生经历了高一到高三持续的化学课程学习、训练,学习内容上更加深入,因此具有较好的化学基础,将对大学阶段的化学课程学习提供较大的帮助。但因为所选修模块的差异,学生的基础不尽相同,仅选修“有机化学基础”模块的学生,对后续学习有机化学课程有一定帮助,但物质结构知识方面欠缺;仅选修“物质结构与性质”模块的学生,学习普通化学课程得心应手,但对学习有机化学课程帮助不大。

2.3 南京财经大学食品类专业学生的化学基础情况调查 为了解现行高考模式下高等院校入学阶段学生的化学知识起点情况,选择南京财经大学校食品科学与工程学院食品科学与工程、食品安全与质量控制2个专业的13、14、15级学生为调查研究对象,采用调查访谈的方法,主要从生源地、高考模式两个角度对学生进行了访谈。所得数据结果如下表所示。

分析表中数据可知,近3a来,我校食品科学与工程学院每年所录取的新生中,“3+理综”模式及“3+X”模式参加化学科目考试的学生人数较多,在每一级所访谈的学生中所占比例分别为,13级71.25%,14级72.61%,15级为71.60%。并且近3a来的比例变化不大,说明我院生源比较稳定。同时也说明7成多的学生高中起点的化学知识基础较好。“3+X”模式中未选考化学科目及“3+文综”模式的学生也占了一定的比例,其中13级为28.75%,14级为27.38%,15级为28.39%。说明每一级都有近30%的学生仅高中低年级阶段学习了化学课程,所学内容较浅显、不系统,同时因为间隔时间较长,因此高中化学基础知识可能已经遗忘殆尽。

3 总结与展望

综上所述,现行高中化学课程内容的设置,对于参加化学科目高考的学生而言,高中阶段所学习的化学知识基本与大学普通化学知识框架基本符合。而对于不参加化学科目高考的学生而言,其在高中阶段只需学习必修2个模块和选修1个模块的学习即可达到高中毕业的要求,因此所学化学知识只是具有启蒙性加基础性的意义。另外从现行高中化学各模块知识点与大学普通化学衔接的角度,有些知识点是重复的,有些知识点介绍方式及深度与大学普通化学有所不同,所涉及的范围也远不及普通化学广泛,知识的系统性,也有待学生在大学化学学习中进一步完善、提高。大学教师在教学中应根据普通化学知识点与高中化学知识点的衔接情况,合理安排教学内容,教学进度。对于重复的知识点可以不讲或少讲,将宝贵的时间放在需要加深和未曾学习过的知识点上。另外,现行的高考模式决定了食品类专业大一新生的化学知识起点参差不齐,有的学生选考了化学科目,有的考生没有选考化学科目,有的是文科生源。因此我们应关注学生的知识差异和个性差异,依据“因材施教” 的教育原则,在细致、透彻讲授知识的同时注重学习方法的引导,促进每一个学生都能发展进步。

参考文献

[1]宋心琦.高中化学[M].北京:人民教育出版社,2003.

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瓶颈,中文的抽象意义为易生阻碍的关键环节。打一个比方就是一个木桶能装多少水,取决于最短的那块木板,而不是取决于最高的那块木板,本来木桶很大,可是由于有一块木板很短,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。最短的这块木板就可以称呼为"瓶颈"。凡事疏通了这些“关”、“节”,就会使“瓶颈”前后二者畅通、灵动、开阔起来。学生在复习化学的过程中产生“瓶颈”的主要原因是,化学知识点多,零散难记,加上缺乏了分析、归纳、提炼、迁移、探究等多方面的能力,以及必要的化学学习方法(比如对比法、模型法等)和学科学习思想(比如守恒思想、结构与性质思想等)等。在高三系统复习时,有时就显得“束手无策”。比如2004年高考理综第12题:取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应,反应后固体的质量恰好也是增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是()

要解决该题,需要以下能力:

一是分析能力:不管哪种物质完全燃烧后,产物是H2O或CO2或是二者混合物,再通过足量Na2O2放出O2,以H2为例,用方程式表示过程是:

学生分析、提炼到此,选出D就轻而易举。

而学生往往缺乏这种分析、提炼、迁移能力等。所以只能懵懂地就题论题,解决一个算一个,不能由此披荆斩棘,解决一片类似的题目。笔者把学生在复习中最需要具备的而又缺乏的能力和方法归纳为复习化学的“瓶颈”。

因此疏通学生复习化学 的“瓶颈”的教学策略是教师在教学实践中要注意培养学生的多方面能力与学习方法,使学生遇到新情景、新信息时能将所学的知识、方法、技能融合起来,顺利解决问题。

1“设计实验装置能力”的教学策略

所有理科的发展都是从实验开始的。通过实验来探索问题或证明命题,是用事实战胜雄辩的有力手段。设计实验装置是化学的一种要求较高的综合能力,改进和创新实验就成为考查知识和能力的一种永恒题型。

例1:设计能较长时间保持Fe(OH)2呈白色的制备装置。

(教师设计情境)①回忆课本中制备Fe(OH)2的装置;②装置中滴管的非常规操作的作用是什么?实验中为什么使用新制的FeSO4溶液和煮沸过的NaOH溶液?③由于学生只观察到Fe(OH)2的瞬间白色,说明上述措施的局限性。这节课就是请同学们发挥聪明才智设计能较长时间保持Fe(OH)2呈白色的制备装置。

(意图说明)逐步引导学生回忆问题的知识归属,理解问题的由来和归纳问题的解决方向:是采取措施隔开空气,就能较长时间地观察Fe(OH)2的白色。采用分组方式增强组间学生的竞争性,组内学生的协作性,以鼓励、激发学生的兴趣。

(教师媒体展示)结合本校实际,提供仪器和试剂。

化学实验方案设计的基本要求:科学性、安全性、可行性和简洁性。

(学生设计)设计实验方案,绘画装置图。

(学生、生生讨论)实验方案,装置的可行性。

(师生)到实验室验证可行性。

经过学生的努力和教师的引导,各组都设计出了自己的实验装置,学生显得异常兴奋。通过这样练习,学生建构了“设计实验装置能力”。

笔者还乘胜引导学生:记录白色固体变色的时间,比较各个装置的优劣。现整理如下:

学生比较分析:

A. b、c、d均起到一定的隔绝O2的作用,值得在课堂上演示;

B.隔绝O2的效果d>b>c,这与固体缝隙最小,O2几乎无法进入反应体系;由于持续通入H2,体系处于一个动态中,所以隔绝O2的效果是b>c。

2 “有效复习有机物”的教学策略

到高三时,学生学习化学已经五年左右了,知识点可谓多如牛毛,学生要整理知识却感到千头万绪无从入手。所以在备考复习时,如何指引学生“入门”,达到纲举目张。激发他们学习热情,最终实现主动、有效地复习是教师要探索研究的问题。纵观2000-2006年的高考试题,CO2是元素化合物专题复习的典型物质。笔者复习时就以CO2展开尝试。

当学生还沉浸于例举知识点的兴奋中时,继续下列工作:

(教师追问)将知识点按结构、物性、化性、用途等进行分类;按是否属于氧化还原反应进行发类。

(分类的意图)培养学生的收敛思维。也使学生感悟到物质的很多知识点都可以归属于结构、物性、化性、用途等,它们之间是决定和反映的关系。学习化性从共性(物质的类型和氧化还原反应分析)和特性入手。图示如下:

通过这样的思维训练,学生不仅归纳了CO2的有关知识,更重要的是学生建构了复习无机化合物的思维方法。学生感觉收效不错。他们由此可以归纳、整理SO2的有关知识。

3 疏通“有效复习有机物”的教学策略

有机化学知识是高考必考的内容之一,综观近几年的高考试题,有机化学的主要考点是:同分异构体的概念及种类;官能团的性质与鉴别;有机物分子式、结构式的确定;有机化学方程式的书写;有机反应类型的判断和有机合成等。要达到有效复习有机化学知识,必须要做到:零星知识条理化、繁杂性质系统化、反应类型规律化、分析问题有序化。更具体的说,有机化学复习要抓住官能团的结构和性质,形成如下的知识体系:

同时将十余种有机物的官能团逐一放入网中,分析处理,然后再找出各类官能团之间的转化关系,如下图所示:

烯烃卤代烃醇醛酸酯

建立官能团的转化关系,会使我们很容易识别有机物类别,完成有机合成题,有机推断题或有机框图题。

4“知识网络化、系统化”的教学策略

应用概念图、网络图、对比图等形式对化学知识进行梳理,是学生学习化学的主要策略。概念图通常是将有关某一主题不同级别的概念或例题置于方框或圆圈中,再将相关的概念或命题用线、箭头连接,形成关于该主题的概念或命题网络。比如:

网络图是指将相关内容通过某种关系连接起来形成网络。它和概念图中各概念之间有层级关系不同,网络图中各主题之间没有上位、下位的关系。例如:氮元素的单质及化合物之间的知识网络图为:

对比图是指将相近、相似或相关概念利用图表进行对比。例如:同分异构体、同素异形体、同位素、同系物等概念进行对比;电离、电镀、电解、电泳以及原电池、电解池概念对比等。

5“解答化学问题思路”的教学策略

解答化学问题时,很多同学因为思路不清晰,常常导致无从下手。因此形成解题思路模型,使解答过程模式化、格式化是提高解题过程准确性的重要方法。比如:

为了验证草酸受热分解及其产物,用右图装置进行实验,有人认为该装置不合理。请你根据草酸晶体的某些物理常数和实验目的,指出该装置可能存在的不合理因素的主要原因。

解答策略:化学实验方案设计评价的模式可从下列4个基本要求出发:

一是科学性:指实验原理、实验操作程序、实验方法等。

二是安全性:造成大气污染、人身伤害。

三是可行性:化学实验药品、仪器、设备及方法等在中学现有条件下可实现。

四是简约性:实验步骤少、时间短、药品及装置简单、现象明显。

据此,可得以下参考答案。

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备课过程是根据课程标准的要求,将知识点进行梳理和筛选,结合学生的具体情况选取恰当的教学方法,优化课堂结构,以达到课堂教学效益最优化的目的。反思备课阶段主要涉及以下几方面。

1.教学内容反思

《乙醇》课题内容是以学生初中所学的有机化合物常识为基础的,提倡从学生的生活经验出发,在介绍了甲烷、乙烯、苯等烃的基础上引入的,体现着由浅入深,由简单到复杂的认知规律。课程标准要求:知道乙醇的组成和主要性质,认识其在日常生活中的应用[2]。教师要从学生生活实际和已有知识出发,从实验开始组织教学内容,尽力渗透结构分析的观点。教师需要特别注意的是必修中对有机化合物官能团的学习有所体现,但不能随意加深。如:乙醇的性质是本节课的重点和难点,教师通过结构分析促进学生理解,但不能推演到醇类的性质,要合理确定教学重点、难点,避免超标增加难度而影响学生学习化学的兴趣。

2.班级学情反思

从学生学习能力上看,经过近一个半学期的高中化学学习,学生已经初步学会了分析物质结构与性质的关系。从学生心理情况看,由于本单元知识十分贴近生活,都是生活中经常接触到的物质,学生的情绪与心理都会处于一种兴奋状态,会产生一种自然的探究欲望。教师把握好上述学生的特点,对培养学生学习化学兴趣将会大有帮助。从学生已有的对“乙醇”知识经验看:知道乙醇的元素组成和化学式,知道乙醇易溶于水,易燃,能做燃料、溶剂。

3.学法教法反思

有机物同无机物相比,在组成、结构、性质等方面有着明显的差别,因此有机化学知识是高一学生学习的难点之一。由于教学是分别针对某一具体有机物进行的,并且这些有机物的主要性质、典型反应及结构特点等内容有着明显差异,这些知识间的内在联系不易被发现或容易忽视[3]。

学生学习过程的主线设计为:从乙醇的组成、结构和性质出发,建立“组成―结构―性质―用途”的有机物学习模式,掌握学习和研究有机物的一般规律,为《有机化学基础》(选修5)的学习打下坚实的基础。

教学设计要对知识(教什么)和过程(如何教)做出决策,即要用恰当的方法教最有价值的知识。笔者教学前准备好供全体学生观看乙醇的大型比例模型和课堂上让学生自己搭建乙醇的小型球棍模型,化抽象为具体,促进对乙醇分子结构的理解,进而加深对乙醇脱水消去反应和与水对比分别跟钠反应差异性等性质的牢固掌握。结合本节课课程特点,乙醇教学设计的主线是:诗歌引入小结已知的乙醇用途观察乙醇物理性质动手搭建乙醇结构模型实验探究乙醇主要化学性质拓展乙醇用途课后延伸探究。

本节课结束后,笔者发现学生对“结构决定性质”的理解要经历一个渐进与发展过程。很多学生认为有机物的性质零乱而不系统的,有机反应是通过死记硬背来学习的,这样造成很大的记忆负担,觉得有机化合物的学习非常繁杂,学过亦忘记。因此笔者认为:醇羟基官能团是本节课的重难点之所在,要通过“乙醇”学习,建构“结构与组成决定性质,性质决定物质的用途”的学科观念。

二、反思课堂进程的教学组织,促进有效教学

课堂教学的对象是活泼可爱的学生,因此课堂教学是一个复杂的动态的过程。教学中的反思要求教师全身心投入教学活动,关注所使用的方法和手段以及达到的效果,捕捉教学中的灵感,及时调整设计思路和方法,使课堂教学效果达到最佳。

1.创设情境导入过程的反思

本节课中,由李白《将进酒》:“人生得意须尽欢,莫使金樽空对月”引领学生走进乙醇,通过实物展示多种品牌的酒激发学生的兴趣。教师请学生浅尝葡萄酒,闻高度白酒,观察乙醇,小结乙醇的物理性质。学生掌握很多关于酒文化的优美诗句,对课上品尝葡萄酒感觉十分新鲜,学习气氛很活跃。

但引入的内容不精练,占时过长。教师应力争用最少的话语、最短的时间,迅速而巧妙地缩短师生间的距离以及学生与教材间的距离,将学生的注意力集中到听课上来。

2.探究新知建构过程的反思

学习方法的引导要细致。学生进行乙醇催化氧化实验很是兴奋,实验观察往往是无序的。结果是实验场面激动人心,学生描述实验现象不全面。教师适时加强观察方法的指导,引导学生从固体、液体、气体三个方面来观察和描述,即①固体:铜丝的颜色先后的变化;②液体:铜丝插入乙醇中,乙醇有什么现象;③气体(或气味):乙醇的气味有怎样变化。学习方法的指导才能更好促进学生的思维品质向更深度发展。同时要引导学生合理安排时间,使整个实验过程更加紧凑。

教学预设与生成的处理要机智和灵活。学生观察了乙醇与钠的实验,与以前学过的水与钠进行比较讨论。笔者发现讨论中凸显出学生对水的结构不清晰,限制了用类比方法讨论的进行。这是课前没有预设到的,教学时让两位学生在黑板上分别写出乙醇和水的结构式,再鼓励其他同学给予评判。

要关心学生的个性特点。教师应把自己的角色定位在引导者上,尊重学生的差异和多样性,把培养学生积极进取、各具特色的个性作为一项重要的教育任务。如:学生讨论乙醇与钠反应机理时,通过有关实验装置和获取的数据,经过合理推算得出:1mol乙醇与足量的钠反应可得到0.5molH2,那是什么氢原子参加了反应?学生思考有三类氢原子:甲基氢、亚甲基氢和羟基氢,教师适时地从乙醇结构中氢原子的差异与获得氢气的比例关系上予启发、推理。讨论过程中教师要允许学生插话,因为课堂插话的学生通常是认真听课、积极思考、思维敏捷的学生。教师不能为刻意完成教学任务而扼杀学生探究的积极性,可以根据需要适时地调整教学计划,顺应学生探究的需要,即顺应学生发展的需要。但如何兼顾学生的发展和课堂时间的紧凑,教师还需要再做深入研讨。

要加强知识网络的构建。学习了乙醇性质,教师帮助学生建立起“乙醇乙醛乙酸”的知识网络,进一步理解有机物之间的转化,知道有机反应及有机化合物在生产、科研的重要作用,为后续了解有机合成做铺垫。课后学生反应终于找到有机物学习入门的感觉,有着恍然大悟之感。

三、反思课后教学的拓展延伸,开展兴趣活动

课后教师可以引导学生利用多种资源课后将乙醇内容加以深化,如利用教材“拓展视野”中假酒和交警检测酒驾知识让兴趣小组学生做课后延伸探究,与课前收集信息设计方案呼应。

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2、性质教学中培养观察能力。在“乙烯”这一节讲解乙烯的物理性质教学时,展示一瓶事先收集好的乙烯气体。让学生从颜色、状态、气味、溶解性、密度、毒性等几个方面进行观察思考,并和课本中的结论进行对照、分析,从而培养观察能力。

3、结构教学中培养观察能力。在氯化钠晶体一节教学中,展示氯化钠晶体结构模型,让学生认真观察Na+、Cl-的位置、晶体的空间构型、一个晶胞中Na+、Cl-的数目、立方体模型中,面、体的中心及对角线、每个Na+周围距离最近且相等的Cl-数目;每个Na+周围与它最近且距离的Na+数目……这样的训练不但传授了知识,更重要的是培养了观察能力。

二、实验能力的培养

1、分析实验装置,培养实验能力。根据实验原理,对特定的反应物或生成物应选用哪种量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检验、收集、吸收、缓冲(安全)的仪器?为何选用这些仪器以及之间大小?规格应怎样协调、搭配?能否进行再调整?为什么?最后为达到良好效果选用的仪器应采取怎样连接的位置顺序?等等。

2、通过实验操作培养实验能力。例如在乙醛一节教学中,演示完乙醛的银镜反应和乙醛与氢氧化铜的反应后,我就请两个同学来演示用甲醛代替乙醛的同样反应,要求其它同学注意观察并指出其错误。在演示完乙醇和钠的反应实验后,要求同学做钠与水的实验,有的同学竟用大块的钠并用手去拔。通过实验操作课堂上及时纠正错误,学生感受颇深,他们自己做实验时就很动脑筋,提高了他们动手能力。

3、在实验设计中培养实验能力。例题:水蒸气通过灼热的煤产生的混合气,其主要成分是CO、H2还会有CO2、CO和水蒸汽。请设计一个实验,确定上述混合气体中含有CO和H2。

该题通过限定仪器试剂,有目的地设计实验,将实验设计思路、装置连接、实验现象、物质性质、判断依据等诸方面结合起来进行训练,有利于学生实验能力的提高。

三、思维能力的培养

1、比较思维能力的训练。在教学过程中,新知识不断涌现,新概念不断的引入,这些知识和要领之间既有联系又有区别。如量筒、移液管、滴定管、容量瓶等都能量出一定体积的液体,学生容易混淆。通过对它们的容量范围、刻度规格、精确度等方面进行比较,找出各自的特点,学生才能真正理解每一种仪器的用途,才知道在什么情况下,用哪一种仪器。

2、概括思维能力的训练。在化学课堂教学中,要在很短的时间内完成对各个对象的认识过程,教师要不失时机恰如其分地进行抽象、概括能力的培养。例如,有机化学教学中,银镜反应生成物的配平,教学生概括为“一、二、三”,即一水二银三氨,醇、醛、酸、酯的教学时将各类有机物抽象概括为官能团,通过官能团的性质学习这些物质的性质。在进行有机物燃烧计算教学时,将它们抽象为各燃烧通式,既便于记忆,又培养了概括能力。

3、逆向思维能力的培养。在教学中对学生进行逆向思维训练,从事物的相反功能去探索、质疑,不仅加深了知识理解,提高思维的灵活性,也有利于突破传统思维的束缚,甚至会有意想不到的结果。1990年伏特发现了伏特电池,第一次将化学能变成了电能,英国化学家戴维就是善于逆向思维,进行了电化学研究,用电解法制取物质。1907年他选用电解熔融的苏打和苛性钠制得了钠,同年用电解硼酸制出硼。1908年用电解法制备的汞齐加热制得钙、锶、钡、镁等碱金属,他总共发现了七种元素,可谓是逆向思维成功的范例。思维能力有好多种,由于篇幅所限,本文就谈这几种。

四、自学能力的培养

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一、中职药学专业学生化学学习现状分析

进入职业学校的学生大部分初中学习能力比较薄弱,知识掌握不够扎实。尤其是他们在初三才开始学习化学课,一年的化学学习有的学生甚至还没入门就已经毕业了。面对薄弱的知识基础,学生在化学课堂上往往听得云里雾里,不懂的知识点越积越多,最后放弃学习化学。在后续的专业课学习中,由于化学没学好,也影响其他课程的学习。

二、探寻方法,提高学生的化学学习兴趣

针对中职药学专业学生化学学习现状,我们进行了一系列尝试,以达到激发学生学习的积极性和能动性。

1.循序渐进,做好初中到职中的过渡

首先要充分了解学生初中的学习情况,把他们没学好的知识点进行梳理和总结。在刚开始的新课教授过程中,尽量放慢进度,涉及初中的知识时要进行复习巩固。例如,在讲原子结构时复习前20号元素,在讲溶液配制时,复习托盘天平的使用方法等。

2.明确学习目的,激发学习动机

药学专业涉及的专业学科与化学关系紧密,但通过对班级学生调查,大部分学生对为什么学习化学感到疑惑。针对这种情况,我们开展了“说说我的专业”主题班会活动,邀请专业课老师走进班级,解答学生的疑惑,梳理化学与药学专业的关系。比如需要用无机化学和有机化学的理论和方法进行药物合成、了解药物的构效关系;用分析化学来分析原料药、药物中间体及制剂中的有效成分及杂质。用化学的理论来解释药理、病理过程。另外在化学课堂上再一次明确学习目的和动机,有效改善了学生对学习化学的迷惘。

3.结合教学,引入与药学相关案例

在化学教学过程中,对于教学过程中涉及的药学相关内容,及时引入相关案例,提高学生的学习兴趣。如,在讲元素化合物知识时,可以介绍含碘的甲状腺素、含钴的维生素B12。在讲到乙酰水杨酸(阿司匹林)时,可以介绍它在药学方面的应用价值,是一种历史悠久的解热镇痛药。在讲酯的结构时,举例局麻药盐酸普鲁卡因,它含有酯键,温度和pH值都会影响水解速度。从而让学生明白,一个小小的pH都会影响制剂的稳定性,加强他们对化学学习必要性的认识。

4.成立化学社团,提高积极主动性

在课堂之外成立化学社团,组织学生进行趣味化学相关活动。例如,开展“舌尖上的化学”调研活动,了解我们平时餐桌上的化学世界。开展讲座“电影里的化学特技”等吸引学生兴趣。另外可以开展一系列化学趣味实验,如,肥皂的制取、固体酒精的制备、阿司匹林的制备等。通过实验培养学生基本的实验素质,同时在实验中提高学生学习化学的主动性。

5.走进企业,了解专业,加强认识

中职药学专业的学生今后的就业方向是药厂生产一线或是药店,我们组织学生走进企业进行参观、调研和社会实践。通过班级进企业活动,学生了解到在实际的工作过程中,我们需要用化学的知识对药品进行检测、维护、保存等。在调研过程中,企业很看重就业者是否有与药学相关的执业证书,例如执业药师,在执业药师的考试中药物化学、药物分析的知识不少都与化学有关。在实践过程中,学生切实感受到专业知识的重要性,而学好专业知识的前提是和化学的学习分不开的。通过一系列活动,让学生深入了解专业,加强学习认识。

综上所述,我们只有以学生为中心,了解他们的需求,给予正确引导,使学生能认识到化学对他们专业的重要意义。这样,不仅使化学课堂不再乏味,还提高了学生的学习兴趣。

参考文献:

[1]汪煜华,刘运美,郑兴,等.药学专业学生实践教学模式的探讨[J].西北医学教育,2011,19(01):36-37.

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林师讲课重思维,常引余等发散思维,一题多解。会兴起,便扩展所授知识,增余等见识。一日解有机化学,题目晦涩难懂,余虽尽力而不得其解,遂求助林师。林师以点破面,速解之,令余有拨云见日之感,林师亦兴起,随引甲乙丙丁诸醇与吾相见,又有戊己庚辛之烷前来助兴,不觉已过饭时。

余常言于同学曰:“林师不怒则以,怒必惊人。”一日偶见其怒,果应吾言。那日恰逢大休将至,学生浮躁。林师正讲课,门外忽有嘈杂声。林师皱眉,关门复讲,不多时声更响,门外嘈杂不已。林师怒,双眉竖而怒目睁,忽然站起,拍案而起,桌案似裂,推门大吼,如虎啸山林:“你们闭嘴,都给我安静!”门前喧闹之声立止,诸生畏,不敢言语,讪讪而去。林师复回身入门,讲课如常,气定神闲,似未曾怒。

尝闻林师能文善武,一手太极拳出神入化,余以为林师身材高大,辗转腾挪未必灵动,未信。一日大雾,吾早起而至操场,四下打量,忽见一人影在雾中隐现。视其上下腾飞,虽身材高大而不显笨拙,且有灵动飘逸之感。不多时,其拳势愈发凌厉,忽踏地而起,势若摆尾神龙,翻入雾中不见,待到再见,却已收拳停步矣。后闻同学言,方知林师卯时练拳,冬夏不断。

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1.3学生动手机会少,基本操作技能差由于实验课时较少,学生人数较多,为了保证授课内容,对于稍微复杂的操作,教师一般在课前就把设备、仪器、耗材等实验用品准备好,学生在实验中机械的模仿老师的操作即可得出实验结果,根据不了解其中的原理,而且课后实验室很少开放,这样学生的动手机会就很少,基本操作技能不能得到很好的培养。

2实验教学改革

2.1改革实验教学内容生物化学与分子生物学理论和实验技术更新日新月异,实验课教学也要顺应学科发展,结合本校实际情况,跟据生化实验的教学目的,在强调离心、电泳、比色、含量分析等生化基本操作的基础上,结合生化学科发展动态以及临床工作实际的需要,完善生化实验教学内容,将生物化学实验项目进行重新筛选,注重结合临床医学,减少落后的单纯验证性实验,加强探索性和综合性实验,比如:鸡血细胞DNA的提取纯化与鉴定,从鸡蛋清中提取某种蛋白成分,检验几种市售品牌奶粉的蛋白质含量等。具体做法是将学生分成若干实验小组,每个小组3~5人,由每个小组自主进行实验设计,包括实验目的、材料、仪器设备、实验流程等,在指导教师审查修改通过后,在老师指导监督下做好实验各项准备及实验工作,最后根据实验结果撰写完整的实验报告。这些设计性、综合性实验能够让学生体会到生物化学实验的乐趣,理解生物化学实验的重要作用,激发学生的学习兴趣,引导学生全身心投入到生物化学的世界中。此外,在实验课教学的时间安排上,根据实验项目灵活地安排课时,充分利用周末和晚上的时间开放实验室,并配备实验指导老师,增加学生进行实验操作的机会。通过这些措施,使学生加深对生化理论的理解,掌握生物化学实验基本操作技能,培养学生的动手能力、综合实验能力和团结协作能力。

2.2改革实验教学手段方法随着多媒体教学的推广应用,将传统教学与多媒体教学相结合,开展多媒体实验教学,通过视频、图像、声音和动画等多种媒介,把复杂抽象的概念、实验原理和操作方法形象生动的展现出来,对学生的理解掌握大有裨益,从而提高了实验教学效果。此外,生物化学教研室运用信息技术开发生物化学虚拟实验平台,对于不具备条件开展的生物化学实验以虚拟实验的形式进行模拟,虚拟实验不受实验条件的限制,对实验教学是非常有益的补充,可以让学生及时了解生物化学前沿技术,开拓学生的视野。

2.3改革实验考核方式改变过去单纯考核理论内容的做法,将生物化学考核改成两部分进行,理论考核成绩占70%,期末实验考核成绩占30%。实验考核根据以下三个方面进行评分:实验课出勤率占10%,实验报告占30%,基本无机化学是医学检验专业学生的第一门化学基础课,它在化学学科中处于基础、母体地位,可以为后续课程如有机化学、分析化学、生物化学及部分检验专业课程的教学提供必备的知识基础。另外,作为入门必修课,无机化学的学习是学生建立专业思想和专业素质的重要阶段,不仅能让学生明确化学和医学的联系,而且技能考核(比如:移液管、移液器、离心机、分光光度计的使用等)占30%,综合实验能力占30%,其中实验设计占10分,操作考试占20分,考试前两周教师规定考试范围和要求,开放实验室让学生动手训练。考核时学生当场抽签,根据题目内容完成从准备到具体操作的整个流程,老师根据学生在实验各个环节的表现作出评分。