引论:我们为您整理了13篇有机化学的反应范文,供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源,期望它们能够激发您的创作灵感,让您的文章更具深度。
篇1
常见反应:
(1)无机含氧酸与醇、糖等的酯化反应。如:
CH3CH2OH+HO―NO2(浓)浓硫酸
CH3CH2O―NO2+H2O
[C6H7O2(OH)3]n(纤维素)+3nHO―NO2(浓)浓硫酸[C6H7O2(NO2)3]n+3nH2O
(2)羧酸与醇、糖等的酯化反应.如:
CH3COOH+HOC2H5浓硫酸
CH3COOC2H5+H2O
CH2OH(CHOH)4CHO+5CH3COOH浓硫酸CH3COOCH2(CHOOCCH3)4CHO+5H2O
HOOC―COOH+2C2H5OH浓硫酸
C2H5OOC―COOC2H5+2H2O
浓硫酸
3C17H35COOH+CH―OHCH2―OHCH2―OH浓硫酸
(3)羟基羧酸分子内或分子间的酯化反应.如:
HOCH2CH2CH2COOH浓硫酸
+H2O
HOCH2CH2COOH+HOCH2CH2COOH浓硫酸HOCH2CH2COOCH2CH2COOH+H2O
二、水解反应
常见反应:(1)卤代烃的水解反应.如:
CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
+NaOH催化剂高温、高压+NaCl
(2)酯、油脂的水解反应.如:
CH3COOC2H5+H2O稀H2SO4CH3COOH+C2H5OH
注意:油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应.
(3)双糖、多糖的水解反应.如:
C12H22O11(麦芽糖)+H2O催化剂2C6H12O6(葡萄糖)
C12H22O11(蔗糖)+H2O催化剂C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)
(C6H10O5)n(淀粉或纤维素)+nH2O催化剂nC6H12O6(葡萄糖)
注意:糖类的水解反应常用稀硫酸或酶做催化剂.
(4)蛋白质的水解反应,最终产物是氨基酸.
三、脱水反应
常见反应:(1)醇分子内或分子间的脱水反应.如:
CH3CH2OH浓硫酸170℃CH2CH2+H2O
C2H5OH+HOC2H5饬蛩140℃C2H5OC2H5+H2O
(2)糖的脱水反应.如:
C12H22O11(蔗糖)浓硫酸12C+11H2O
(3)羧酸与醇分子间的脱水反应(酯化反应).如:
CH3COOH+HOCH3浓硫酸CH3COOCH3+H2O
(4)羟基酸分子内或分子间的脱水反应(酯化反应).如:(见上述酯化反应).
(5)氨基酸分子内或分子间的脱水反应.如:
H2NCH2CH2CH2COOH浓硫酸
H2NCH2COOH+H2NCH2COOHH2NCH2CO―HNCH2COOH +H2O
四、加聚反应
常见反应:(1)乙烯型(烯烃及其衍生物)的自聚反应(发生加聚反应的单体只有一种).如:
nCH2CHA催化剂[―CH2―CHA―]n(A= H、R、Cl、CN、COOCH3等)
(2)丁二烯型的自聚反应;如:
nCH2CH―CHCH2催化剂[―CH2―CHCH―CH2―]n
(3)乙烯型的共聚反应(发生加聚反应的单体有两种或两种以上);如:
nCH2CH2+nCH2CHCH3催化剂[―CH2―CH2―CH2―CHCH3―]n
(4)丁二烯型与乙烯型的共聚反应.如:
nCH2CH―CHCH2+nCH2CH催化剂[―CH2CHCHCH2CH2CH―]n
注意:①写加聚反应方程式时,单体的化学计量数与加聚物结构简式的下标n要一致.
②发生加聚反应的单体一般含有碳碳不饱和键;③单体和生成的聚合物化学组成相同;④加聚物的平均相对分子质量=链节的式量×n=单体的相对分子质量×n.
五、缩聚反应
常见反应:(1)酚与醛之间的缩聚反应;如:
n OH+nHCHO催化剂+H[―OH―CH2―]nOH+(nC1)H2O
(2)二元羧酸与二元醇之间的缩聚反应;如:
nHOOC(CH2)4COOH +nHOCH2CH2OH催化剂HO[―CO(CH2)4CO―O(CH2)2O―]nH+(2nC1)H2O
(3)羟基羧酸之间的缩聚反应;如:
nHO(CH2)5COOH催化剂H[―O(CH2)5CO―]nOH+(nC1)H2O
(4)二元羧酸与二元胺之间的缩聚反应;如:
nHOOC(CH2)4COOH+nH2N(CH2)6NH2催化剂
HOCO(CH2)4CO―NH(CH2)6NHnH+(2nC1)H2O
(5)氨基酸之间的缩聚反应.如:
nH2N(CH2)5COOH催化剂 H[―NH(CH2)5CO―]nOH+(nC1)H2O
注意:①写缩聚反应方程式时,除单体的化学计量数与缩聚物结构简式的下标n要一致外,也要注意生成小分子的化学计量数.一般来说,由一种单体进行缩聚反应,生成小分子的化学计量数应为(nC1);由两种单体进行缩聚反应,生成小分子的化学计量数应为(2nC1).②发生缩聚反应的单体一般具有(或经过反应生成)两个或两个以上的官能团;③单体和生成的聚合物化学组成不相同.
篇2
一、非金属有机催化剂在有机化学反应中的应用
纵观现代化学工业的发展历程,催化剂成为一种发展过程中必不可少的必需品。它是一种在化学反应里不改变化学平衡的状态,却能适时的催化反应物的化学反应速率,并且其自身的质量和化学性质均为发生任何改变的物质。非金属有机催化剂被广泛的应用于有机化学反应中,并通过其特有的反应,显现出独特的化学原理。
(一)松香酯化催化剂的应用
作为自然界极为丰富的一种天然树脂,松香主要分为脂松香、木松香和浮油松香三种。松香特有的抗腐蚀、绝缘好、粘合性等特性,被广泛的运用于食品制作行业、电子产业以及胶念剂工业等领域。但是研究发现,松香本身具有着易氧化、热稳定性差等缺点严重妨碍了在各个领域的应用,因此学者通过研究发现可以通过适当的改变松香的性能,来人为的赋予其各种优良的特性,使其更好的服务于各个领域的工作。
(二)环加成反应
环加成反应涉及活化中间体的价电子重组,通过热反应和光反应激发分子来提供所需要的能量,并且不会涉及其他试剂,如果在此过程中,反应物和产物分子对光和热含有敏感的基团,环加成反应则不能得到充分的应用。
(三)氰化氢的反应
非金属有机催化剂的应用过程中,氰化氢对亚胺的不对称加成是一个非常重要的反应,通过水解将会得到具有光活性的氨基酸,在此过程中未产生不对称产物,经过实质性的研究发现,是苯甲醛亚胺中的N原子特有的碱性导致氰化氢过程不发生质子的转移,经过催化剂将咪唑部分与胍基进行转换之后,才取得了具有突破性的进展,因此在特定的温度之下,使得N-二苯甲基亚胺的氢氰化产物α氨基腈有非常高的收率和对映选择性。
二、非金属有机催化剂的未来趋势
工业发达的现代社会,人类对非金属有机化研究希望得到更多的突破,因为太多的科学家看到了非金属有机催化剂在工业上的发展前景。有机催化剂之前也存在着千丝万缕的联系。比如叔膦既是金属有机催化剂的配体又是非金属催化剂。又比如酶的特性和催化机理与有些非金属有机催化剂非常相似。在不对称的合成中,非金属有机催化剂展现出了超高的催化活性,它的这一特点或许会在以后更多的造福于人类。
所以现在越来越多的各国科学家都在开始注重非金属有机催化剂在各类有机反应中的应用,他们或许会在不远的未来,将非金属有机催化剂的优势在化工工业中发挥得淋漓尽致。
综合非金属有机催化剂具有容易操作和一些“绿色的”优点:
1.不一定需要金属来引发,不必担心有毒金傩孤兜交肪常造成环境污染;
2.非金属有机催化剂通常价格非常低廉,容易制备;
3.非金属有机催化剂通常可以在湿溶剂或者空气中进行反应,不必用到苛刻的无水无氧条件;
4.非金属有机催化剂容易从产物中分离和回收(例如:脯氨酸易溶于水,难溶于有机溶剂,利用此特点很容易从反映体系中分离。)
非金属有机催化剂不但有优点,但是也有它的缺点,如何综合所有非金属有机催化剂的优点,避免其缺点,称为今后发展的主要方向。而且,在今后的研究中,非金属有机催化剂的研究也许会成为化工业发展研究中的重中之重。当前研究发现,反应底物决定着大多数非金属有机催化剂反应的效果。底物的改变可以能直接导致的是反应效果大大下降。所以把非金属有机催化剂变得更具有普遍适用性,仍然是化学研究中的重大问题。例如:非金属有机催化反应中,一般非金属有机催化剂使用量较大,反应时间较长,要想提高催化剂的活性和催化剂的再利用率,需要用离子液体为溶剂,将催化剂固载化。所以目前科学家的研究方向是减少非金属有机催化剂的使用量,提高非金属有机催化剂的效率。这将对人类的生态建设,和人类生命健康提供了又一强有力的工具。
三、结语
现代有机合成工业通过不断的发展,随之出现的催化剂种类也不断增多,作为重要的催化剂类型,金属有机催化剂备受关注,而相应存在的非金属有机催化剂更是占有举足轻重的地位。非金属有机催化剂的工艺不断成熟,悄然的掀起了有机化学的重要革命,特别是通过实质性的研究案例发现,非金属有机催化剂拥有良好的催化性能,渐渐成为其他催化剂的替代品,成为化学反应催化剂中的主流,现代科技的蓬勃发展,使越来越多的催化剂应用过程居于现代化学研究领域的前沿。
参考文献:
[1]罗伟宏.非金属有机催化剂及其在有机化学反应中的应用探讨[J].辽宁化工,2016,(07).
篇3
【文章编号】0450-9889(2013)12C-0146-03
在有机化学中,碳正离子的重排反应有重要的作用,但是因为其涉及的反应广泛,在有机化学的学习中人们很难通过单纯的记忆系统地掌握全部的反应。通过对比总结碳正离子重排反应的规律特征,可以加深人们对此类反应的理解和认识,从而更好地进行有机化学的学习和研究。
一、有机化学中常见涉及碳正离子中间体的重排反应
(一)Wanger-Meerwein重排
1.一元醇的重排机理本质。在醇分子中,羟基上的氧原子电负性很强,有两对孤对电子,在酸性条件下,这个氧原子上的孤对电子会从溶液中夺取一个质子H+,形成钅羊 盐,此时,氧原子连有两个氢原子,碳氧键极性增加,碳氧键断裂,氧原子得到了碳原子上的一个电子,以水分子的形式被脱去,剩下一个不稳定的碳正离子中间体,这个碳正离子经重排后得到较稳定的碳正离子中间体,最后经SN2反应或E1反应后得到相应的重排产物,如下图所示:
2.一元醇重排在反应中的应用。以3,3-二甲基-2-丁醇为原料制备烯烃为例,反应历程如下:
3.对比分析一元醇在稀硫酸条件下的脱水反应特征。比较丙醇与2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲-4-甲基戊醇反应的区别:2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲基-4-甲基戊醇在稀硫酸的作用下,反应得到的是重排产物;而丙醇在稀硫酸的作用下,形成的碳正离子,没有经历重排过程即生成了产物。由此得到的结论是:不是所有的醇,在稀硫酸的作用下,反应都经历碳正离子重排的过程。
那么,究竟是什么样的一元醇反应要经历重排过程呢?物质的存在与其自身的稳定性有很大的关系,重排后得到的碳正离子越稳定,重排性越大。在碳正离子中,带正电荷的碳离子核外只有7个电子,是一个缺电子的基团,这样的离子不满足八隅体规则,稳定性很低,但是与其相连的烃基通过超共轭效应,对碳正离子具有供电子的能力(如甲基),从而降低其缺电子的性质,提高了碳正离子的稳定性。结合供电子取代基的供电子能力与空间效应的影响考虑,碳正离子的稳定性由高到低排序为:叔碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子。实验事实表明:任何供电子的共轭效应,如p-π共轭和超共轭效应等,都能使碳正离子的稳定性提高。丙醇重排后的碳正离子还是原来的伯碳正离子,稳定性没有提高,所以这样的碳正离子不会发生重排,2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲基-4-甲基戊醇,初步形成的分别是伯碳正离子,仲碳正离子、经重排后分别生成了更稳定的叔碳正离子。
(二)Pinacol重排
1.邻二醇重排机理本质。同样是含有羟基官能团的邻二醇,这两个官能团中的一个氧原子容易从溶液中获得一个质子,然后脱去一分子水,形成一个叔碳正离子中间体,叔碳正离子重排后以更稳定的羰基正离子的形式存在,同时这样的羰基正离子容易脱去质子,最后得到重排产物。如下图所示:
2.邻二醇重排在反应中的应用。以2,3-二甲基-2,3-丁二醇为例,反应历程如下:
3.对比分析邻二醇在酸条件下的反应特征。比较顺-1,2-环己二醇和反-1,2-环己二醇重排反应。
反应后,顺式邻二醇得到相同碳原子数的环,而反式邻二醇得到的是减少一个碳原子的环。究竟是什么原因导致了反应后两个环的碳原子数不相同呢?仔细观察上面的反应机理,不难发现,反应结束后,迁移基团与离去基团处于反式共平面上,从SN2的反应类型上解释,随着离去基团的离去,亲核试剂从离去基团的背面进攻,因为背面进攻可以最大限度地减少空间位阻效应,降低反应的活化能,环状邻二醇的碳碳单键是固定不动的,反式邻二醇的迁移基团要通过背面进攻,就必须先开环,这样互为顺反结构的邻二醇,具有不同的重排产物。而链状邻二醇的碳碳单键可以自由旋转,没有顺反结构的差异,因此不用考虑这个问题。
二、基团迁移能力探究
(一)基团迁移理论探究
上述两大碳正离子的重排反应,都是通过基团的迁移完成的,在碳正离子重排的反应中,迁移的基团是按怎样的顺序迁移,这是我们讨论碳正离子重排反应的重要问题。通过对以上例题的比较,不难发现,烷基的迁移顺序与其供电子的能力有关。我们已经知道,碳正离子核外只有7个电子,是一个缺电子的基团,具有一个空的p轨道,容易被亲核试剂进攻,我们可以把碳正离子重排的过程,看成是一次亲核反应的发生,这些迁移的基团就必须带有剩余的电子,才能够进攻带正电荷的碳,剩余电子越多,迁移性越高。即基团的供电子能力越强,迁移能力越强。从这一方面考虑,在重排反应中,能够迁移基团就不仅仅是烷基,而是一类可以进攻碳正离子的亲核分子。另一方面,断裂一个化学键是需要一定能量的,在空间位阻上也有一定的影响,这两个因素同样会影响基团的迁移顺序,但是迁移基团的剩余电子性质依然是影响基团迁移的主要原因 。我们可以通过重排后生成的碳正离子的稳定性比较,来判断反应中优先迁移的基团。
(二)重排反应中基团迁移顺序应用及分析
例:请写出ba1、ba2、ba3反应的机理。
ba1:3-甲基-3苯基-2-丁醇在硫酸条件下的反应机理。
解析:因为苯基的电子密度比甲基的高,所以在反应中优先迁移苯基。
ba2:3-甲基-2-丁醇在硫酸条件下的反应机理。
解析:3°C+的稳定性大于2°C+的稳定性,所以发生的是氢负离子的迁移。
ba3:解释反应机理。
解析:迁移的基团有烃基也有氢负离子,为得到稳定的环状产物,反应需要经过多种基团的多次迁移。
三、涉及碳正离子中间体的重排反应的特征
(一)涉及碳正离子中间体的重排反应的特征
上述两大类的重排反应有两大共性:一是首先通过一个亲电加成反应形成不稳定的碳正离子中间体;二是碳正离子通过类似亲核取代反应的过程,重排得到更稳定的碳正离子中间体。知道了这两个关键点,我们可以将碳正离子重排的机理运用在更多的反应上。
(二)涉及碳正离子中间体的重排反应的应用
请写出下列反应的反应机理。
bb1:写出反应 的机理和产物。
解析:通过重氮化得到重氮正离子,重氮正离子容易离去一个氮分子,得到碳正离子中间体,苯基的迁移能力大于甲基,苯基迁移后,正离子最后脱氢得到相应的产物。
bb2:写出反应
的机理。
解析:这是一个烷氧基的重排,首先在反应物的一个氧上发生亲电加成得到正离子,烷氧基正离子离去一个甲醇分子,得到不稳定的碳正离子中间体,氢负离子迁移,甲氧基分散碳上的正电荷,异丙基把电子供给碳离子,使得这个碳正离子的稳定性提高,溶液中的亲核试剂进攻这个正离子,最后脱氢得到产物。
bb3:写出反应
的机理。
第一种重排方式:
第二种重排方式:
解析:这是一个二烯酮酚的重排反应,反应中首先得到一个烯丙基碳正离子,具有二烯分子结构的离子,在共振中得到两种不同的共振离子,这两个离子按照反式共平面迁移的重排方式,经重排脱氢得到产物。
四、归纳
重排反应的反应过程可以归纳如下:反应首先生成一个不稳定的碳正离子,这个不稳定的碳正离子重排得到较稳定的碳正离子,最后稳定的碳正离子脱去一个质子或者是与溶液中的亲核试剂反应,得到相应的产物。所以,涉及碳正离子的反应的关键是碳正离子的稳定性的问题,有时候为了得到最稳定的碳正离子,在重排反应中伴有多种基团的多次迁移,能够分散碳正离子上的正电荷的基团都可以使碳正离子的稳定性提高。
【参考文献】
[1]邢其毅,裴伟伟,徐瑞秋,等.基础有机化学[M].北京:高等教育出版社,2005
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[4]裴伟伟.有机化学核心教程[M].北京: 科学出版社,2008
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[6]H 迈斯利克,H 尼卡姆金,等.有机化学习题精解[M].北京:科学出版社,2002
[7]金圣才.有机化学名校考研真题详解[M].北京:中国水利水电出版社,2010
篇4
一、了解有机化学的发展是抓好教学的前提
抓好高中化学中有机化学的教学一个主要前提那就是要引导高中生对有机化学的发展有比较充分的认识和了解,教师应指导学生明确,有机化学的发展应看作是由三个时期而组成,既提取时期、创立时期及后期发展。提取时期主要注重的是应用和提取,此时期所关注的是人们去充分利用有机化学知识研究药物,从中提取比较重要的有机化合物。例如农民所需要的化肥尿素及医学事业所需的吗啡等。创立时期所指的是化合物的合成及较为典型的理论的创设时期,在这时期,合成了许多重要经典的化合物,诸如应用广泛的乙酸、油脂等化合物。创立了许多比较经典的理论。例如苯的构造方式。后期发展所指的是近时期有机化学的高速发展阶段,在这个阶段里,建立了以量子力学作为基础的现代结构理论体系,合成了难以合成的极其复杂天然物,以及一些有机合成工业的创建等等,这就是有机化学的发展。
二、掌握有机化学的现状是抓好教学的关键
1.掌握有机化学的分类
有机化学已不再是单一的一个学科,已经形成一些较为成熟的分支学科,其中所包含的有机合成化学、天然有机化学、金属与元素有机化学、生物有机化学、物理有机化学和分析有机化学等六大学科内容。在这些学科化学中,天然有机化学是专门针对动植物体内源性生理活性物质的有机化学学科,它所面对的是天然化合物,主要作用于新药的研制,用于医学方面的临床研究,或是为工农业生产所付出的服务性质方面做出的较大贡献。金属与元素有机化学它是我们现代有机化学研究项目中的极为活跃的先头军,是当代化学研究领域的前沿,金属有机化合物的构成、性能、特点的研究是金属与元素有机化学的重要研究内容,是其研究的主要支柱项目。物理有机化学是物理研究与化学研究的有机结合,主要研究途径是经由我们所进行的物理实验研究,关注其理论计算方法及有机分子的结构、特性、功能等内容的探索,钻研有机化学的反应原理、反应途径、反应过程、反应中的细节与重点。而要注重的一点是物理有机化学主要分子所凸显的微环境可调控性反应,主体分子与熔体分子二者之间相互作用是物理有机化学的研究重点内容。
2.了解有机化学的用途
我们所教学的有机化学中有机物的分离及辨别是我们人类认识有机物质世界的主要方式,在我们的有机化学与其他学科的相互作用下,有机物的分离起到了至关重要的作用,通过有机物的分离作用,广泛运用于医学中的药物化学实验、农业农药的化学研究等等,还有工业石油化工产品的专项研究以及农林牧等资源的研究,其用途较为广泛的,作用是非常大的。
三、关注有机化学的教学,辅助学生重视教材中知识内容的挖掘,形成较为系统的有机化学知识体系
1.以教材丰富的栏目为指引,落实有机化学的教学目标
高中化学的有机化学部分都有一些新的丰富的栏目所呈现,为学生学习有机化学提供了指引目标与方向的功效。栏目中有“交流与讨论”“问题解决”“拓展视野”“调查与研究”“活动与探究”等栏目,这些栏目的呈现使我们高中化学这本教材富有鲜活的生命力,充分展现了教师的教与学生的学之间相互互动,为高中化学教师的教学提供了广阔的空间,也为学生创设了多样的学习环境与方式。教学中,我们将采用灵活多样的学习方式引领学生去深度探究课本不同栏目的教学价值。
例如,我们教学时,可以充分利用教材每章节研究专题的“回顾与总结”栏目内容,辅助学生利用栏目中的主题线索探寻知识细节,引领学生进行思维,锻炼学生去进行自我评价,利用“化学史话”栏目对高中生进行人生世界观及价值观的教育等等。在教学的过程中,我们要遵循只要学生自己能够解决完成的内容,化学教师绝不插手,由学生自己独立完成。如果他们真的遇到自己解决不了的问题,教师就积极地为他们创设利于探究的学习情境,引领学生积极解决问题。
2.以课程标准作指南,提升学生探究能力作切入点,协助学生在有机化学的学习中提高高中生的学习能力
(1)引领学生利用好教材中所设置的“活动与探究”栏目,在活动与探究中锻炼学生的能力,提升学生学习有机化学的效果。教材中的栏目“活动与探究”的设置是从高中生的自身实际出发,遵照化学内容的逐步深化,由部分到整体,辅助化学教师在有机化学的教学中增强学生对化学实验技能的培养,全面提高高中生的化学学习能力。
(2)注重有机化学探究价值的挖掘,辅助高中生形成有机化学较为系统的知识体系。
例如,在指导高中生学习卤代烃的性质内容之时,让学生自己通过探究实验溴乙烷在NaOH水溶液中的充分水解,为学生提供一个易于学生探究的问题:“在我们的实验中,如果没有别的试剂,你可不可以依据自己的判断溴乙烷在加热的情况之下,在NaOH水溶液中发生了化学反应吗?为什么?”学生围绕老师的提示问题,从自己刚刚学过的卤代烃的性质内容,再加上自己的事先预习卤代烃水解反应方程式的前提下去探究老师指示的问题内含去深度挖掘卤代烃水解现象,提高高中生的科学素养。
在我们当今这个飞速发展的大科学信息时代,有机化学已与诸多的学科有机地结合在一起,称得上是一门具有较强应用性能类的主要重点学科,最为明显的就是体现在我们的日常生活中的应用十分广泛,极为明显。可以说,有机化学与我们的生活息息相关。
参考文献:
[1]王贵良.小组合作学习在高中有机化学教学中的应用研究[D].内蒙古师范大学,2013.
[2]何瑞.高中化学必修课程与选修课程有机化学知识衔接教学研究[D].内蒙古师范大学,2013.
[3]赵宏.教师对高中有机化学“新增内容”理解情况的调查研究[D].东北师范大学,2011.
[4]肖慧玲.基于科学观念的有机化学教学设计研究[D].天津师范大学,2010.
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2.1教师应该掌握有机化学知识结构,完善学生认识
大学有机化学教师要首先掌握好知识结构,因为这是培养学生具有有机化学科学观念的基础。在实际有机化学学习的过程中,只有坚持科学的观念,并加上学以致用的理念,才能够真正教会学生解决问题的方法。其次大学有机化学的知识结构主要是以官能团为主线进行展开的,所以教师在教学的过程中应该引导学生一方面领会和掌握这一知识脉络,同时还要让学生强化“物质的结构决定性质,性质决定用途”的教学观念。在实际教学的过程中,教师要帮助学生创建具体的有机化学学习情景,帮助学生实现同化学习,更新现代有机化学知识结构。
2.2重视教学和知识发生过程的科学性,结合有机化学历史进行教学
有机化学的生命力就在于不断的冲破化学研究的进去,建立了相对完善和立体的化学理论以及原子架构理论。大学教师在有机化学教学的过程中,可以把现行的有机化学知识与有机化学的发展历史相互结合起来。培养学生的科学思维的方法与模式,使得学生能够认识到有机化学学科的科学本质,形成比较良好的科学态度与价值观。大学有机化学的教学内容主要来源于近代有机化学,所以教师在讲解的过程中应该以历史上的化学科学家的判断取舍过程为示范,不断引导和加强学生对有机化学学习的兴趣,全面提高学生的科学素养。
2.3教师深刻挖掘有机化学中的科学观念知识体系
在现行的大学有机化学教材中,很多科学观念是相对比较隐性的,在教学的过程中就需要教师进行深入挖掘,将其中所隐含的意义充分表达给学生,从而在一定程度上影响到学生的学习态度和行为。首先应该从比较枯燥的化学概念中提出简单的化学观念,并作为教学的主导思想教授给学生;其次教师还要充分落实好教学观念,克服知识本位的教学模式和观念。
2.4设计合理的教学方法,不断增加教学体验
只有学生不断地加入到学生的学习过程,才能够实现有所发现的教学模式,不断地培养学生的科学观念。科学的探究性学习在培养学生的科学观念的形成是具有不可替代的作用。只有在实验教学的过程中才能够体验到有机化学反应的复杂和多边性,在学生课堂的学习过程中,不断的倡导探究性学习模式,在实验课堂学习的过程中,只有通过对有机化学反应实验条件的控制以及化学反应生成物的分析,才能够使得学生摆脱相对狭隘的物质转化观点。
2.5不断拓展学习渠道,综合运用各种教学资源
随着现代互联网媒体的不断发展,在有机化学的教学过程中可以将网络资源中将有机化学知识转换为具体的生产生活情景之中。网路资源的存在可以为有机化学的研究提供一些条件,先进的科学技术将抽象的知识变为形象的实验,打破教学课堂的空间和时间限制;其次有机化学与学生的实际生活联系比较紧密,教师在教学的过程中可以将具体的知识与实际社会生活情境很好地结合起来。
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精致课件,提高有机化学的趣味性
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在实际教学中,由于药用有机化学的教材内容比较多,但课时有限,因此,教师应该采取不同教学方式来提高药用有机化学课的教学效率,对药用有机化学课程中每个章节的教材内容进行合理的梳理与编选,进一步提高课堂教学的效率。教材内容精选完成后,教师在实际讲解的过程中应该注意以下几个方面的问题:第一, 根据重要著作形成时间、重要事件发生时间以及代表性科学家,向学生介绍药用有机化学的发展简史;第二, 充分认识药用有机化学课程的特点,向学生讲解药用有机化学的具体学习方法,帮助学生建立起一套适合自己的学习体系;第三, 根据有机分析化学与天然有机化学这两个药用有机化学的分支学科,向学生讲解有机化学与药学学科的关系,让学生深刻感受到学习药用有机化学的重要性,加强学生对有机化学的学习意识。对教材内容进行认真精选,既可以提高药用有机化学课的教学效率,也可以帮助学生快速掌握教材的精髓内容。精选教材的内容,是开展拓展性教学的重要前提,只有保证教材内容富有合理性与科学性,才能够充分展现出药用有机化学知识的魅力。[1]
三、理论联系实际,将传统内容与绿色化学进行充分融合
拓展性教学在药用有机化学课中的运用,首先体现在理论与实践的结合上,因此,在实际教学中,教师应尽量将有机化学反应与药学知识的应用紧密联系在一起,真正显示出药用有机化学课程的基础作用。例如,在给药学专业学生讲解卤代烃SN1型反应的时候,应该结合芳香氮芥一类的抗肿瘤生物烷化剂的实际应用进行举例。教师采用理论与实际相联系的教法,应该从药学专业的角度出发, 举例子时,要尽量将有机化学知识紧密结合于药学应用中,使学生在学习药用有机化学知识的同时,提高对相关药学知识的学习兴趣,从而体现出药用有机化学课程的“药用”内涵。另外,由于有机化学在药学专业的应用发展,必须符合人类社会的可持续发展要求,因此,药用有机化学的学科特点与任务要求学生在学习有机化学知识的同时,还要学习绿色化学的相关知识。例如,在讲解腈类化合物的合成方法时,既要介绍常用的NaCN取代法,也要介绍具有环保效应的绿色化学法,即由醛一步氧化后生成腈。就目前的研究状况而言,酶催化有机化学反应不会对环境造成污染,例如,可以用脂肪酶来催化酯基进行水解得到芳胺类物质;在温和条件下,用面包酵母催化芳香硝基化合物进行还原反应,也可以得到芳胺类的物质,这一类绿色催化法可以适时地介绍给学生。这样有利于培养药学专业学生的绿色环保意识,进而形成自觉保护环境的良好习惯。[2]
四、丰富教学方法,充分运用多媒体手段进行教学
在实际教学中,教师可以利用多种方法开展拓展性教学,多样化教学手段在药用有机化学中的运用,是教学活动得以顺利开展的保证。当前,多媒体技术在教学中的应用已经十分普遍,教师可以借助Photoshop绘图、三维动画设计和VisualBasic程序等软件来制作CAI课件, 将有机分子立体形象、有机化学反应过程以及反应过程中的旧键断裂与新键生成等进行直观、生动的模拟。传统教学中,一般采用黑板板书的方式进行教学,这种教学方式具有灵活方便、即擦即用、不受硬件设施限制等优点。因此,教师在实际教学中,可以将多媒体手段与黑板板书进行结合,例如,将标题内容、重要概念、关键词等写在黑板上,利用多媒体软件制作出的CAI课件,则主要是对板书的内容进行说明、阐述以及举例,并结合学生的学习反馈, 及时调整授课的速度,在课堂教学中努力探求不同教学方法之间的最佳结合点,从而充分调动学生对药用有机化学的学习兴趣。
五、增大课堂信息量,采取总结和对比方法开展教学
在课堂教学中,教师除了要传授教材上的知识以外,还要介绍一些相关的课外知识,增大课堂教学的信息含量是拓展性教学的具体要求,也是拓展学生知识视野的基本要求。因此,教师应在不脱离课堂主题的前提下,适当传授一些课外知识, 摒弃囿于教材、照本宣科的教学观念。在介绍烯烃的化学性质时,教师可以引申介绍2005年获得诺贝尔化学奖的烯烃复分解反应,还可以讲解钌金属络合物催化剂的相关知识;在学习立体化学时,补充介绍关于不对称合成的知识。扩大课堂教学的信息量,不仅能够达到活跃学习气氛的目的,而且还可以陶冶学生的心灵,最终实现培养学生综合素质能力的目的。值得强调的是,药用有机化学的知识点较多,学生在学习的过程中,容易混淆相似的知识点,教师在教学过程中,应该注重前后知识之间的联系性与比较性,例如,教师可以引导学生比较亲核加成反应与亲电加成反应之间的区别;比较SN1与SN2反应、E1与E2 反应之间的区别等。在介绍吡啶化学性质的时候,教师可以结合硝基苯的相关知识进行类比讲解;分析烯烃与芳环产生亲电反应时的能量差异。实践表明,采用这种立体交叉、由此及彼、前后联系的立体教学模式,有利于调动学生的学习积极性,从而达到提高教学效果的目的。药用有机化学课程中的知识点较多,涉及到的课外知识也非常广泛,要想拓展学生的知识视野,获得良好的教学效果,教师必须充分认识药用有机化学的学科特性,并做好备课工作,充分利用总结教学、对比教学等方法来激发学生的学习兴趣,进而提升学生综合运用所学知识的能力,达到教学相长、学以致用的目的。[3]
六、增强教学效果,将课堂讨论与习题精讲充分结合起来
在实际教学中,教师仅作为引导者参与其中,学生则是真正的活动主体,充分发挥出学生的主体性,是提高课堂教学效率的关键。对于药学专业的学生而言,突出主体性应该以药用有机化学的教学作为载体,融合药学学科的内涵,精心设计课堂教学的开展形式,例如,集体讨论、小组活动、个人展示以及反馈信息等,以此达到师生之间的良好互动。在学习苯胺时,传统教学方式是:先介绍苯胺结构,然后介绍苯胺性质,最后分析苯胺的具体应用。通过精心设计后可采用以下这种教学形式:①在苯胺中滴入溴水会出现何种现象;②苯胺与苯分别发生亲电取代反应,哪个更容易;③氨基属于哪种类型的定位基团;④如何通过共振理论对其进行合理解释;⑤含氨基合成药物和天然药物的举例。通过设置问题来传递信息,充分激发学生的主动性与创造性,将被动地接受知识转化为主动地汲取知识,这种教学形式,有利于培养学生主动探究、独立思考的学习能力,为学生提供了“自主思考问题、大胆提出问题、积极寻求方案、独立进行引申”等多个学习空间,在师生的互动过程中,体现出“以学生为主体”的教学观念,让学生充分感受到药用有机化学的魅力。[4]
七、夯实基础技能,利用实验教学提高学生的实践能力
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具体研究课程:
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20世纪下半叶,生命科学迅速发展的标志是分子生物学的兴起。从分子水平上理解生物体和生命过程,实际上也就是从化学的观点去从事现代生命科学的研究。这种发展趋势不仅对有机化学提出了新的挑战,也使得医用有机化学在高等医学院校公共基础课中提到了更高的战略地位。医用有机化学所涉及的内容广泛,概念比较抽象,分子结构复杂,化学反应多,但是由于课时的限制,不能深入展开讲解,学生普遍感到难于理解,难于掌握。因此,作为授课教师,如何达到预期教学目的,取得良好的教学效果是笔者经常思索的问题。笔者近年来在承担该门课的教学工作中,积累了一些经验,认为如果能根据学生的实际水平,把握医用有机课程的特点,处理好教学中的几个重要环节,灵活运用各种教学手段,将会取得事半功倍的效果。
1 精心设计绪论课教学,激发学生学习兴趣
在高等医学院校,一般将《医用有机化学》放在大学一年级第二学期,与《医用有机化学》同时开设的还有《解剖学》等专业基础课程。许多学生只重视专业课,对学习化学兴趣不大。针对这种现状,笔者认为必须重视绪论课的教学,要认真钻研教材,精心备课,用心安排好绪论课的内容,要使学生充分认识到医学离不开化学,化学是医学发展的基础,学不好化学不可能成为一名合格的医务工作者,更无法攀登医学科技的高峰,激发学生学习有机化学的热情。
为此,笔者认为在绪论课上除了介绍有机化学的发展简史外,还要讲授以下两个方面内容:一是有机化学新的成就和贡献以及有机化学与生命科学的关系。这就要求我们不能局限于教材,备课时应该查阅文献,了解有机化学的前沿,激发学生学习兴趣。例如,可以通过列举上世纪80年代以来诺贝尔化学奖的主要工作来分析化学的发展方向。因为通常诺贝尔化学奖所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的,但是这一评选则是以现代科学发展的眼光来进行的,一定程度上反映了对化学发展趋势和方向的看法。[1]值得注意的是直接与生命科学有关的化学诺贝尔奖至少有10项之多。近年来,随着人类的约80000条基因测序工作的完成,接下来的后基因工作就是寻找相应的小分子去调控这80000条基因,包括天然产物和它们的类似物去调控基因的表达过程或直接作用于基因本身。这些实例能够激发学生科学地认识到化学在生理过程、疾病的防治、诊断、治疗中的重要作用。人类全面揭开遗传、变异繁殖、疾病、死亡等生命的奥秘必须依靠化学、医学、分子生物学家们共同努力。二是有机化学学科的特点、自己对学生的具体要求、以及授课计划等。使学生对教材知识结构有一个大概的了解,并且让学生明白应如何学习该课程。有机化学教材一般是按有机化合物的官能团体系划分章节,在每一章节,先学习命名,然后对其中一种或几种典型物质进行结构、性质、应用等内容的学习,并掌握它们同系物的相似性和规律性,有很强的系统性。医学专业学生要通过学习简单有机分子的反应,掌握有机化学的普遍原理,并初步具备联系体内复杂反应的能力。例如,醛与醇的亲核加成反应是糖的环状结构形成以及成苷反应的基础;含氮化合物的性质是蛋白质和核酸中涉及的一些反应的基础。这就要求我们要授予学生有机反应历程的理论知识,而不是孤立地陈述一个个具体的反应。因此绪论课上有必要介绍有机化学反应几大类型,使学生初步接触自由基、亲核试剂、亲电试剂等概念,对有机化学反应过程形成初步认识。
2 以“性质结构”作为教学主线,提高学生学习效率
笔者在历年的教学中发现学生在学习有机化学时觉得有机化学内容太多,头绪太乱,难记难学。其实有机化学课程的中心内容就是有机化合物的结构和性质,因此学习有机化学的重点应该放在认识化学结构上,结构决定性质,性质反映结构,“结构性质”就是掌握有机化学的“金钥匙”。
在各章的教学中, 讲解化学性质之前, 以“结构决定性质”为出发点, 对各类官能团的结构特征, 反应特性作全面的剖析, 使学生在接触具体性质之前, 对结构这一内因对化学性质的决定性影响先有一个轮廓认识。有了这种理论对实际的指导作用, 学生就会摆脱“不知其所以然”、“规律难寻”的状况。以《醛酮》一章的教学为例。醛、酮的分子中都含有官能团羰基,羰基碳原子为sp2杂化,碳氧双键由于碳氧的电负性不同而呈现较强的极性,电子云偏向氧原子一方,使氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷,亲核试剂首先进攻碳原子,发生亲核加成反应。由于羰基吸电子诱导效应的影响,使α氢活泼,能发生一系列反应。由于醛羰基的极性比酮羰基的极性大,空间阻碍也较小,因而在相同条件下醛比酮一般较易起反应。醛、酮的反应与结构关系一般描述如下:
这样, 学生在学习醛酮的亲核加成、氧化、碘仿、羟醛缩合等反应时, 不仅不会有凌乱无序的感觉, 反而产生了刨根问底的求知欲,带着浓厚的兴趣,更加牢固地掌握繁琐的有机化学反应。
转贴于
在讲授有机物性质和结构的过程中,还应注意引导学生运用有机结构理论,从空间位阻效应和电子效应等方面综合分析有机物结构特征,以及由此引起的化学性质的微妙差异。引导学生从更高层次上理解结构和性质的辩证关系,从而更加全面深刻地把握整个学科体系。例如, 在讲不对称烯烃与不对称试剂的亲电加成时, 如果不从电子效应来分析, 学生即使记住了马氏规则, 遇到下列情况时, 做错了题也不知为什么。CH3CH=CH2+HCl;CCl3CH=CH2+HCl;ClCH=CH2+HCl这三个反应都是单烯烃的加成反应,但是加成方式是一样还是不一样呢?影响上述加成反应的结果是共轭效应还是诱导效应?这时学生就可能就老师的提问,根据所学知识而给出种种可能的解释。再经教师指导性释疑,他们就会茅塞顿开,既明白了何种情况下是诱导效应或共轭效应在起作用,又提高了学生分析判断问题的能力。
3 突出重点,分散难点,运用多种教学手段教好立体化学
立体化学是有机化学的一个重要组成部分,是有机化学课程教学中的一个难点,但立体化学知识对于医学院校学生充分了解酶促反应、药物疗效等知识有着重大的基础作用,不仅要讲,还要把基本概念和关键问题讲深讲透。
适用医学专业的有机化学教科书一般都设有专章进行讨论,差异在于把这一章放在全书中的哪一部分,是否在其他章节提前介绍基本概念和理论。目前我们选用的是卫生部规划教材吕以仙主编的《有机化学》,在讨论烃类化合物之后便安排立体化学这一章,并且在烃的各章中就开始介绍一些有关的立体概念,例如烷烃和环烷烃的构象分析,烯烃和环烷烃的顺反异构现象以及烯烃加成反应的立体化学等[2]。这种安排有利于教学,使学生在开始接触简单有机物的分子时就树立一个正确的立体概念。在立体化学专章中是以旋光异构现象为重点,对这方面的基础知识不仅要系统介绍,还要注意同其他章节或其他课程的配合。对已经学过的有关内容,可以扼要地再提一下,加深学生对这些基本概念和基本原理的印象;对需要留待以后章节中才讨论的内容,有些也需要及时地予以指出,为后面的讲授埋下一条伏线。例如在引出本章重点内容旋光异构现象之前扼要地小结一下烷烃、环烷烃及烯烃的构象及构型问题,就会有利于全面了解立体异构现象的概况,对问题的提出也感到比较自然,有利于引导学生进一步认识分子立体结构的重要性。
为了使医学生能学好立体化学知识,我们使用了大量的分子模型,使学生能比较直观地学习,同时我们充分利用多媒体教学手段,把化学结构绘图软件Chemwin与Powerpoint结合起来,将立体感极强的分子立体图形展示给学生。通过这些手段,我们使学生较快较好地掌握了立体化学的基础知识。我们在基础课教学中主要使用球棍式模型(Kekule模型),这种模型代表价键的小棍可适当选择其长度,便于观察分子中各原子在空间的相对位置,学生可以获得立体异构体的清晰表象,认识到立体异构体分子中各基团在空间的排列本质。但这种模型构成的分子与真实分子的形象相差甚大,因此在适当时机还需要用Stuart模型做一些典型化合物的分子结构进行示范和比较,使两种模型取长补短,更有利于帮助学生认识分子结构的立体形象[3]。
理解概念力求准确,这是学好立体异构的关键。对于概念的模糊或误解往往会导致错误的判断。例如:“旋转”和“翻转”这两个概念,顺反异构体产生的条件之一是“分子中存在不能自由旋转的因素”,如果误解为“翻转”,分子中各基团在空间的相对位置无任何变化,不能产生产生顺反异构体。旋光异构体的费歇尔投影式不能离开纸平面“翻转”,只能在纸平面上“旋转”偶数倍构型保持不变。如果“翻转”,使得费歇尔投影式表示旋光异构体的基团前后位置交换,其实质是改变了旋光异构体的构型,恰好变成它的对映体,所以不能“翻转”。由此看来,准确理解概念至关重要,来不得半点马虎。此外,本章中还要注意结构和构造、构型和构象、手性和手性碳、顺/反和Z/E、D/L 和R/S等概念的区别和联系。
诚然,在医用有机化学的教学过程中,有许多方面的问题值得我们探索、研究、解决。而每位教师因各自的教学方式不同,对上述问题可能有不同的理解。因此在这里提出的几个问题仅仅是笔者通过几年的教学实践总结出来的,供大家商讨,它对提高学生的学习兴趣,增强其学习主动性,改善教学效果均有一定作用。
【参考文献】
1 吴毓林,陈耀全.化学迈向辉煌的新世纪.化学通报,1999,62(1):3~9.
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医用有机化学所涉及的内容广泛,概念比较抽象,分子结构复杂,化学反应多,但是由于课时的限制,不能深人展开讲解,学生普遍感到难于理解,难于掌握。因此,作为授课教师,如何达到预期教学目的,取得良好的教学效果是教师经常思索的问题。笔者近年来在承担该门课的教学工作中,积累了一些经验,认为如果能根据学生的实际水平,把握医用有机课程的特点,处理好教学中的几个重要环节,灵活运用各种教学手段,将会取得事半功倍的效果。
1 精心设计绪论课教学.激发学生学习兴趣
在高等医学院校,一般将《医用有机化学》放在大学一年级第二学期,与《医用有机化学》同时开设的还有《解剖学》专业基础课程。许多学生只重视专业课,对学习化学兴趣不大。针对这种现状,必须重视绪论课的教学,要认真钻研教材,精心备课,用心安排好绪论课的内容,要使学生充分认识到医学离不开化学,激发学生学习有机化学的热情。为此,我认为在绪论课上除了介绍有机化学的发展简史外,还要讲授以下两个方面内容:一是有机化学新的成就和贡献以及有机化学与生命科学的关系。这就要求我们不能局限于教材,备课时应该查阅文献,了解有机化学的前沿,激发学生学习兴趣。例如,可以通过列举上世纪80年代以来诺贝尔化学奖的主要工作来分析化学的发展方向。因为通常诺贝尔化学奖所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的.但是这一评选则是以现代科学发展的眼光来进行的,一定程度上反映了对化学发展趋势和方向的看法[1]。值得注意的是直接与生命科学有关的化学诺贝尔奖至少有10项之多。这些实例能够激发学生科学地认识到化学在生理过程、疾病的防治、诊断、治疗中的重要作用。人类全面揭开遗传、变异繁殖、疾病、死亡等生命的奥秘必须依靠化学、医学、分子生物学家们共同努力..。二是有机化学学科的特点、自己对学生的具体要求,以及授课计划等。使学生对教材知识结构有一个大概的了解,并且让学生明白应如何学习该课程。有机化学教材一般是按有机化合物的官能团体系划分章节,在每一章节,先学习命名,然后对其中一种或几种典型物质进行结构、性质、应用等内容的学习,并掌握它们同系物的相似性和规律性,有很强的系统性。医学专业学生要通过学习简单有机分子的反应,掌握有机化学的普遍原理,并初步具备联等系体内复杂反应的能力。例如,醛与醇的亲核加成反应是糖的环状结构形成以及成苷反应的基础,含氮化台物的性质是蛋白质和核酸中涉及的一些反应的基础。这就要求我们要授予学生有机反应历程的理论知识,而不是孤立地陈述一个个具体的反应。因此绪论课上有必要介绍有机化学反应几大类型,使学生初步接触自由基、亲核试剂、亲电试剂等概念,对有机化学反应过程形成初步认识。
2 传统和现代教学手段相结合,有效提高教学效果
传统的教学手段主要是课堂讲授、板书和实物、模型的展示等。随着多媒体技术的普及,多媒体在教学中也得到了越来越广泛的应用。传统教学手段与多媒体教学的结合,丰富了教学手段,提高了学生学习化学的兴趣。有机化学结构、反应机制、电子效应等教学,因学生缺乏空间结构意识和空间想象力,故而在板书难以引起学生的共鸣。在教学实践中,在一些内容的讲解上采用多媒体教学方法,收到了良好的效果[2]。如卤代烃的亲核取代反应,按SNl历程进行时,碳原子由SP3杂化的四面体构型到SP2杂化的平面构型,亲核试剂有机会从这个平面两边与碳结合,理想状况下得到一个外消旋产物。若按SN2历程进行,则化合物经历一次瓦尔登转化,发生构型翻转。我们用多媒体的三维动画功能直观地表现了这两种不同的历程,使学生很好地理解了反应的详细过程和立体化学变化,学生对内容掌握较好。但是,同其他新技术的应用都具有两面性一样,多媒体教学手段也有其局限性,如果过多地使用,学生会感觉速度过快,来不及深入思考和做笔记等。所以,我们在讲解化合物的基本性质时,仍主要采用板书形式,使师生间保持良好的互动。这样将传统和现代教学手段结合应用,有效地提高了教学效果。
3 以“性质一结构”作为教学主线,提高学生学习效率
在历年的教学中发现学生在学习有机化学时觉得有机化学内容太多,头绪太乱,难记难学。其实有机化学课程的中心内容就是有机化台物的结构和性质,因此学习有机化学的重点应放在认识化学结构上。结构决定性质,性质反映结构,“结构性质”就是掌握有机化学的“金钥匙”。 在各章的教学中,讲解化学性质之前,以“结构决定性质”为出发点,对各类官能团的结构特征,反应特性作全面的剖析,使学生在接触具体性质之前,对结构这一内因对化学性质的决定性影响先有一个轮廓认识。有了这种理论对实际的指导作用,学生就会摆脱“不知其所以然”、“规律难寻”的状况。
4 理论教学与实验教学紧密结合
有机化学课程属于实验性较强的基础课。特别是在目前理论课学时减少的情况下,实验与理论课内容充分结合具有深刻的意义,教学中应高度重视。实验教学是理论教学的重要补充,可验证和巩固有机化学的基本理论和化学性质,而理论又可作为实验的依据。如果某些理论内容也安排了相应的实验,则在理论教学中着重强调基本理论、反应机理,具体的反应条件及影响因素等可以在实验课上结合相应的实验进行详细的讲解。实验课上教师通过提问或与学生讨论将所学的基本理论与相应的实验结合起来,督促学生仔细观察实验现象,并用所学的理论解释实验中每一步操作的目的及出现的问题和实验现象,通过实验达到对理论内容的强化理解,加深印象,同时,也提高了学生做实验的热情,避免只单纯地做实验、敷衍了事、简单应付的现象。另一方面,有机化学实验与其他学科实验一样,对培养学生缜密思考、仔细观察、主动探索问题、操作技能、严谨的科学作风、搞科研的能力等方面有着不可低估的作用,同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。
5 建立多种考核方法
即使课堂讲授,大部分学生可以理解,基本内容都能掌握,但往往是期末考试效果并不理想。主要是有机化学的内容多,前后各章联系密切,学习后面忘记前面,难以做到融会贯通,不能综合运用所学的知识解决问题。为改变一考定乾坤的局面,可以设想采用多种考核的方法,综合、公正、客观地给出成绩:①加强平时成绩的管理。书后习题作业、自学报告等都要进行量化考核,考核成绩按一定比例计入到总成绩中。②分散考核。把整个有机化学分成几个模块,如烷烃、烯烃、炔烃、共轭二烯烃、环烷烃作为一个模块学习后,进行一次小范围的考核,期末考试时,有关内容可以少考或不考,以减轻学生期末复习的负担。这样的模块可以分成几个,如含有苯环的、具有相似性质的化合物等,最后将期末考试与几种考核方法结合起来,综合分析,得出学生的最后成绩。这样能使学生抓紧平时学习的时间,全面地反映出学生的实际水平,避免考试前突击学习,考试后印象不深的局面,为提高学生的素质做出有益的尝试。
有机化学实验教学改革是一项复杂、艰苦、难度大的系列工程。在此只进行了初步探讨,但还不够深入和完善,我们会将此项工程伴随整个化学实验体系教学改革继续开展下去。医学有机化学的课程体系、教学内容、教材建设是一项长期的系统工程,只有不断跟踪科技发展、与时俱进,才能满足高等医学教育不断发展的要求。
【参考文献】
篇11
文章编号:1671-489X(2013)27-0107-02
近年来,民办本科院校得到快速发展。但是,随着办学规模的不断扩大,在教学中出现越来越多的问题。在化学化工、环境工程、生物工程等专业当中,有机化学和有机化学实验是两门必修的基础课。有机化学内容相当丰富,课堂讲授学时相对较少,如何提升这门课程的教学质量,调动学生学习的积极性和兴趣,不断提升学生的基础理论知识和有机化学实验技能,仍然需要同行不断进行创新研究。
在有机化学教学中,让学生系统掌握有机化学的基础理论、基本知识和基本技能,适当了解有机化学领域的新成就、新发展、新理论、新技术、新方法,仍然是每个有机化学教育者不断追求的目标。目前,已有教育者总结了这方面的先进经验[1-5],但是教学同样是一个需要不断创新、改革实践的过程,如何提升民办本科院校有机化学教学质量,仍然是一个研究的挑战。笔者主要对民办本科院校中有机化学教学中存在的问题进行分析,并提出解决的合理对策。
1 民办高等本校院校在有机化学教学中遇到的问题
1.1 学生基础较差,对基础知识的领悟较差
大多数民办本科院校学生的录取分数线较低,生源基础较差,对高中有机化学基础知识掌握不够,对基本有机化学概念不熟悉。大学丰富的有机化学知识使学生更难以掌握,学生对基础知识的灵活应用较差。
1.2 学生学习氛围较差,学生自我控制力差
从高中的封闭式管理到大学的开放式管理,很多大学生一下难以适应,一些学生整天沉溺于网络、游戏当中,导致学习的氛围较差,平时对有机化学的重视程度不够,学习成绩和能力难以提高。
1.3 实验课教学与理论课教学脱节
民办高校研究经费紧张,实验设备较少,实验课开设学时相对较少;实验课教学与理论课教学脱节,导致学生对有机化学知识的掌握处在一个记忆的阶段,动手能力较差,科研创新能力较弱。
1.4 不同专业之间差别较大
在高等有机化学教学中发现,不同专业学生之间的差距很大:化学专业学生对有机化学的学习比较重视,成绩相对较好;而非化学专业尤其生物工程、制药、环境工程等专业学生认为化学非他们的专业课,因此对有机化学学习兴趣不高,成绩相对较差。
2 提高有机化学教学质量应采取的措施
2.1 精心设计教学过程,采用多媒体等现代教学手段
转变观念,转变思想,细心备课,精心设计教学课件,不断转变传统的粉笔板书的讲课方式,结合计算机等多媒体手段进行授课。如在讲授亲核取代反应时,学生对SN2亲核取代反应和SN1亲核取代反应中遇到的立体化学很难理解,教师可以适当做一些动画方案,或结合化学结构教具、模型,让学生对反应过程的立体结构变化有更深入的理解,使这些抽象的化学反应变得通俗易懂。同样,在讲解立体化学判断手型分子R、S构型时,涉及分子的空间结构,对这部分内容,初学有机化学的学生也是不容易理解,教师就可以采用多媒体手段,结合分子的球棒模型来授课,让分子的空间结构变得更加直观,大大提高学生学习的兴趣,从而提高教学质量。
2.2 结合有机化学反应的机理,突破教学的难点
在有机化学教学中,重视反应机理的教学,通过反应机理的讲解,使学生更加容易理解有机化学反应的规律。如在自由基取代反应中,烷烃与溴水在光照下反应,结合自由基取代反应机理,通过自由基的稳定性顺序来决定最终产物。烯烃高温α-H的卤代、芳烃侧链α-H的卤代同样属于这一类型的反应,通过解释自由基的稳定性顺序解释最终的产物,举一反三,提高教学质量。烯烃与溴化氢在过氧化物存在下的自由基加成时,同样决定产物最终结构的为中间体自由基的稳定性。
通过有机化学反应机理教学,不断培养学生的创新思维和意识。在讲到烯烃与不对称试剂发生亲电加成反应时,加成产物符合马氏规则,为什么是这样呢?通过讲解亲电加成反应机理,以中间体碳正离子的稳定性来解释最终的主要产物。同时举一反三,如烯烃、炔烃与水、次卤酸的反应,都主要属于亲电加成反应。
2.3 重视教学的各个环节,培养学生学习的兴趣
兴趣是最好的老师,由此可见学生学习兴趣的重要性。在教学中,要重视教学的各个环节,做好课堂讲授的同时,通过课堂讨论或提问,使更多的学生参与课堂讨论,调动学生学习的积极性和兴趣。同时,每章结束后都布置一定量具有代表性的习题,通过习题的训练,让学生对课堂所学的基本知识点能够进行灵活应用。教师应对作业中出现的问题集中进行课堂讲解。教师每周应抽取至少半天的时间采用固定地点进行答疑,也可采用网络等不同方式进行答疑,解答学生在课后复习中遇到的难点。
教师应融入学生,以微笑的姿态对待每一个学生和每一个问题,不断提高学生学习有机化学的热情。同时介绍一些优秀的课外辅导书,或组织知名的专家教授做学术报告,让学生进一步了解学习书本以外的知识,不断开拓学生的视野。
2.4 重视实验课教学,理论联系实际
在民办高校中,研究经费紧张,实验室和仪器设备简陋,实验课学时相对较少。学校应采取各种措施克服遇到的困难,大力加强实验课教学,培养学生的动手能力和使用所学知识解决实际问题的能力。如在讲授有机化学烷烃、烯烃、炔烃的鉴别、不同卤代烃的鉴别、醇的鉴别及胺的鉴别等内容时,教师可以通过动画演示实验,让学生更好地理解。如条件允许,最好在实验室进行实验,使学生由单纯的记忆实验现象变为自己动手进行操作,提高学生通过实验更加牢固掌握有机化学知识的能力。在实验课教学中加强有机合成实验的教学工作,让学生通过有机合成实验进一步熟悉基本的化学反应和实验操作技能,把所学的理论应用到实际合成中去,培养学生动手进行科研创新的能力。
3 结论
本文对民办院校有机化学教学出现的问题进行分析和总结,并提出四点提高有机化学教学质量应采取的措施。当然,提高有机化学的教学质量还需要不断进行改革和尝试,不断进行教学创新,提升有机化学的教学效率,巩固学生有机化学的理论基础知识,培养学生的创新思维和实验动手能力,为我国培养复合型人才做出贡献。
参考文献
[1]黄继秋.民办高校提高有机化学课堂教学效果的探索和实践[J].创新教育,2009(34):125.
[2]陈鸶,杨英杰.有机化学教学方法改革的研究与实践[J].吉林化工学院学报,2011(12):63-66.
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1.把握有机化学课程的特点
有机化学是整体性、联系性非常强的学科。内容编排由浅入深,前面的内容是后面内容的基础,后面内容是前面内容的提升,在教学过程中前面的知识内容讲解要慢、细、精,打下一个良好的基础以便后面学习。有机化学课程的中心问题是结构与性质的关系的问题,有机化合物的结构特征是有机化学的基础,深刻理解化合物的结构特征,才能更好地理解有机化合物的主要性质特征包括物理的和化学性质。有机化学课程中不同官能团的性质是相互关联的,比如说烯烃与氯化氢加成反应是卤代烃的制备反应,有意穿插反应之间的相互联系,使学生对课程产生整体感。
2.精心设计教学内容,激发学习兴趣
在高职医学院校,学生普遍认为医学课程才是他们学习的主要课程,不重视有机化学的学习,在开课的第一天就要向学生讲明有机化学的重要性,首先我们人体就是一个大的化工厂,每时每刻有成千上万个化学反应在发生,医学就是研究人体的科学,所以要学习有机化学是学习其他课程的基础。其次另外要结合身边的化学物质学习有机化学,如双酚A、苏丹红、三聚氰胺、地沟油、瘦肉精、保鲜膜等,让学生感觉有机化学并不是纸上谈兵,和我们日常生活密切相关。另外在讲解知识的过程中要随时注意有机化学与医学相关内容的联系。如讲解羧酸的成脂、成盐、成酰胺反应时,可以补充有机药物化学修饰的内容,如临床上常用的抗生素药青霉素G,是一种不溶于水的药物,如果在皮下注射时,一方面不易吸收,另一方面会疼痛难忍。将其修饰成盐后,注射时不仅可以减少疼痛而且有利于药物吸收。最后,精心选择教学内容,有机化学作为药学专业的专业基础课程,内容多,课时少。教师很难在64个学时内完成教学任务,因此整合知识体系,提高教学效率非常关键。在教学活动中合理地选择性的精炼教学内容,适当压缩高中已学过的内容,将重点放在新接触的反应类型上,同时将可以将有机化学的前沿动态融入的教学过程中,体现有机化学的活力和生机。
3.改革教学方法,提高教学质量
不同的内容可采用不同的教学方法,经过这几年教学实践,笔者总结了几种教学常用的教学手段和方法,感觉教学效果还比较理想。3.1迁移教学法迁移教学方法可以使学生一方面对有机化学留下整体感,另一方面对于知识间的前后联系有助于学生巩固前面所学知识和学习后面新的知识。比如可以将不饱和烃所学诱导效应内容迁移至卤代烃,由于卤素的电负性较碳元素比较大,所以碳卤键容易断开,并且卤素带负电,碳带正点。同理可以迁移到醇类、醛酮类和羧酸类等。3.2对比教学法在教学中通过对新旧知识内容的比较,找出其中的异同及相互联系,不仅可以培养学生的分析、归纳、概括能力,而且能帮助学生高效地学习新的知识,巩固旧的知识。另外还可以调节活跃课堂气氛,使学生容易接受新的知识,避免知识的混淆,加强记忆。例如可将烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃在通式、结构、命名、性质方面列表对比,另外在学习环烷烃时与烷烃进行对比,醛酮的加成与烯烃的加成进行比等等。3.3演示教学法演示法是一种以直观感为主的教学方法。利用分子模型进行演示可以形象地表示化合物的结构和价键特征,为学生展示从微观的宏观、从平面到立体的直观印象,便于学生接受,培养学生的空间想象力。在讲解烷烃、烯烃和炔烃的结构时,可以用粉笔模拟结构的微观形态及价键特征,烷烃的空间构象用粉笔拼接分子模型,加深对分子结构和构型异构体的理解。3.4归纳教学法引导学生对分散知识的归纳整理,有助于学生构建知识体系,快速抓住重点内容,掌握知识系统的内在联系,避免死记硬背。教学过程中每类物质都要按照通式、结构、命名、性质进行总结,同时还可以专题总结,如加成反应、取代反应等。另外还可以以物质间的相互联系和转化为主线归纳总结。3.5练习法有机化学知识繁多、复杂,只有通过一定的练习才能使学生真正掌握。为了加快学生对知识掌握每章必需附带一定的练习题。
参考文献:
[1]刘玉梅,黎江,廖珍.高职药学专业有机化学教学探索.海峡药学,2015(05)257-258.
[2]谷小珂,邱净英.提高药学专业有机化学教学质量的探索.卫生职业教育,201432卷14期,52-52.
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[4]朱志博.提高医学有机化学教学质量初探.基础医学教育,2014年03期169-171.
[5]田树革,孙芸,马红梅.多种教学方法中药化学课程中应用.新疆中医学,2014年32卷06期,53-55.
篇13
传统的有机化学主要讲授有机物的命名,结构,性质,反应机理及有机波谱分析。在医学有机化学课程教学过程中,教师可以重点讲授物质的结构、命名、性质等基本理论,弱化化学反应机理的解释,同时更要注重联系有关医学药学的实际知识。这样既能使学生掌握基本的知识面,提高学生的学习兴趣,又能使学生时时刻刻意识到有机化学与自身专业息息相关。在教学过程中,应特别注重讲解物质结构、性质与医学药学的联系。教师可以在重点难点知识讲授中引入故事激发学生的学习兴趣。如讲解手性分子的来源和生物作用时介绍[3]。20世纪60年代出现的沙立度胺(Thalidomide)事件,沙立度胺具有镇静催眠作用,还可显著缓解妊娠妇女的呕吐反应,沙利度胺分子结构中含有一个手性中心,从而形成两种光学异构体,其中构型R-(+)-的结构有中枢镇静作用,另一种构型S-(-)-的对映体则有强烈的致畸性,无数妇女服用了消旋药物,减轻了妊娠反应,但随后全球有近万例畸形胎儿出生,沙立度胺事件成为药学史上的沉痛教训。通过事例教学能迅速提高学生的学习兴趣。在讲到硫醇的时候,可以讲授重金属的中毒原理。重金属是指相对原子质量大于65的金属,所以从元素周期表上来看铜以后的金属都是属于重金属。重金属能够使蛋白质的结构发生不可逆的改变,蛋白质的结构改变功能就会丧失,体内的酶就不能够催化化学反应,细胞膜表面的载体就不能运入营养物质、排出代谢废物,肌球蛋白和肌动蛋白就无法完成肌肉收缩等。然后深入到蛋白的中毒原理和解毒原理[4]。最后提到工业的发展,部分土壤中重金属超标,教育学生树立环保意识。
3对知识点进行加工处理,避免平铺直叙
有机化学中描述的内容相当多,教师在教学中如果平铺直叙,面面俱到,学生就会感到枯燥乏味,容易走神睡觉,达不到好的教学效果。教师需要对教材进行深加工处理,根据教学目的对教材内容进行统筹安排,对语言进行加工处理,用通俗易懂的语言讲解深奥的知识点,能最大限度地激发学生的热情和兴趣。电子效应中的诱导效应、共轭效应、超共轭效应等经典理论,在有机化学中应用很广,贯穿于有机化学的始终,利用电子效应可以分析有机化合物的结构,推断有机化合物的性质,判断有机化学反应的产物;对有机化合物反应速度、反应选择性、反应机理等都有着显著影响[5]。在解释有机化学中不对称试剂与不对称烯烃进行加成反应时的加成规律,即著名的“马氏规则”。“马氏规则”的核心是异性相吸。在亲电加成中,一般根据“马氏规则”是“氢多碳原子上(亲)上加氢(亲)”,简称为“氢上加氢”,然后从电荷的分布在讲解原因。这样能使呆板的课堂气氛活跃起来。