有机化学的重要性范文

时间:2023-11-01 17:45:25

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有机化学的重要性

篇1

【关键词】无机及分析化学;有效数字;运算规则;修约规则

【Abstract】Based on the importance of significant digit in inorganic and analytical chemistry, This paper introduces the concept of significant digit and the correct method of analyzing the data record, rule of operation and rules for rounding about the significant digit.

【Key words】Inorganic and analytical chemistry; Significant digit; Rule of operation;Rules for rounding

无机及分析化学是我校化工、制药、应化、环境、海洋、食品、环工、生物、高分子及材料类等专业大一学生必修的重要基础课程之一。它是一门实践性很强的学科。在国民经济的许多部门如资源勘探、生产控制、产品检验、环境监测等方面应用非常广泛。在分析工作的理论研究和实验测定中,如何正确地运用有效数字对分析数据作正确记录、处理、计算及结果表示等具有十分重要的意义。

1 有效数字定义

在科学实验中,需要记录很多测量数据,一般允许最后一位是估计的,虽不太准确,但不是随意的,它们全是有效的,所以称为有效数字。有效数字即指实际工作中能够测量到的数字,包括最后一位估计的不确定的数字[1-2]。记录数据和计算结果时,究竟应该保留几位数字,应根据所用的测定方法和所用仪器的准确程度来决定,并且在记录数据和计算实验结果时,所保留的有效数字中,只允许最后一位是可疑的数字。有效数字保留几位是根据测量仪器的准确度来确定的,因此对于各种分析仪器的准确度应十分清楚, 比如滴定分析中消耗滴定剂的体积由终读数减初读数得到:24.05-0.02=24.03(mL)为4位有效数字。又如台秤称量某称量瓶为20.8g,因为台秤只能准确地称到0.1g,所以该称量瓶质量可表示为20.8g,它的有效数字是3位。如果将该称量瓶在分析天平上称量,得到结果是20.8126g,由于分析天平能准确地称量到0.0001g,所以它的有效数字是6位。100 mL容量瓶表示为100.0mL;250mL容量瓶表示为250.0mL;25 mL移液管表示为25.00mL。

对于数字“0”来说, 可以是有效数字,也可以不是有效数字。当用其表示与测量精度有关的数值大小时,为有效数据, 而仅仅用来指示小数点位置时, 则是非有效数字。在一个数中, 确定数字“0”是否是有效数字的方法是, 左边第一个非零数字之前的所有“0”都是非有效数字, 仅仅作为标定小数点位置而已;而位于右边的最后一个非零数字之后的那些“0”都是有效数字。有效数字末尾的“0”表示可疑数字的位置,随意增减会人为地夸大测量的准确度或测量误差! 不得在测量数据的末尾随意添加或删减数字。

2 有效数字的修约规则

记录和表示计算结果时要按照确定了的有效数字将多余的数字予以修约。弃去多余的或无意义的数字一律按“四舍六入五考虑”原则取舍。其取舍方法是:凡末位有效数字的后面第一位数字(即尾数)大于等于“6”(指 6、7、8或9)以及“5”后面还有任何非零数字时,则在末位有效数字上增加1。尾数小于等于“4”(指4、3、2、1或0)时,则舍去不计。尾数恰为“5”时(“5”后没有数字或全为0时), 这时要看“5”之前的数字即末位有效数字是奇数还是偶数而定,若为奇数,则在末位有效数字位上增加1;是偶数,则舍去不计。尾数为“5”(“5”后面还有任何非零数字时),则在末位有效数字上增加1。不论舍去多少位,必须一次修完毕。

例如,将下列测量数据修约为四位有效数字时:

尾数≤4时舍:0.726535- - - - - - - 0.7265

尾数≥6时入:12.1585- - - - - - - 12.16

尾数=5 时, 若后面数为0或没数时,舍5成偶:15.51500- - 15.52,415.45- -415.4

若尾数5后面还有不为0的任何数全进:512.0500100- - - - - - - 512.1

3 有效数字的运算规则

实验中不仅要正确记录数据,而且还要进行数据的计算。由于任何测量都存在误差,只能是近似值,所以数据记录和计算结果反映了近似值的大小,这在某种程度上表明了误差。因此,数据处理运算也是重要环节。

3.1 加减运算

结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数(计算结果的小数点后面的位数与各数中小数点后面位数最少者一致)。一般计算方法:先计算, 后修约。

例如:5.0416+57.45+0.756=63.247563.25

3.2 乘除运算

结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应。(即与有效数字位数最少的一致。当有效数字位数最少的那个因数首位有效数字是8或9,则积或商的有效数字的位数可以比这个因数多取一位。)

例如:1.0256×7.566×0.21567=16.73532216.74

例如:6.23863×0.8964 +0.30=5 .5923 +0.30=5.89

3.3 乘方或开方运算

乘方与开方相似于有效数字位数相同的数乘除,可用乘除运算法则进行运算,故结果的有效数字与其底或被开方数有效数字位数一致。

例如:6.542=42.8

3.4 对数和反对数运算

计算时,所取对数的小数点后的位数(不包括首数)应与真数的有效位数一致。最常用的是pH与氢离子浓度的换算。

例如:[H+]=6.3×10-12 mol・L-1,pH=11.20

尾数0.20与真数都为二位有效数字,而不是四位有效数字。

3.5 计算过程中其它注意点

遇到倍数、分数关系,因其不是测量所得,可视为无限多位有效数字;常数亦可看成具有无限多位数,如π、e 。

误差和偏差一般只需保留1~2位。

4 结束语

有效数字是无机及分析化学基础课的教学内容之一,使学生理解有效数字的本质含义,掌握有效数字修约规则和运算规则,使其树立准确的“量”的概念,在实际测量和计算中具有重要的现实意义。

【参考文献】

篇2

关键词:环境工程;有机;化学;应用

引言

当前,有机化学已经成为环境工程方面的重要技术,可在提升资源利用效率的基础上,对生态环境展开综合防护与治理。文章结合自身对有机化学的了解,对有机化学在环境工程中的有利应用与有害应用进行探讨,并提出在环境工程中正确合理应用有机化学的策略。

1有机化学的介绍

有机化学是一种碳化合物的化学,研究的内容主要是有机化合物的结构、组成、制备、应用以及性质等的科学。有机化学涉及的内容可划分为两个方面,一是有机合成方面,可以借助见到的元素或化合物,通过一系列化合反应合成特定的有机化合物的过程;二是天然有机化学,也就是天然有机化合物的性能、组成、结构、合成等内容。截至今日,世界上大概有2000多万的化合物,而有机化合物占绝大部分。有机化学可以为相关联的学科如环境工程、材料科学等专业学科带来技术、材料以及理论等支撑,是一系列相关工程的应用基础,尤其是环境工程。在环境工程方面,有机污染物在环境中的泛滥、超微量与微量有机污染物的检测等都是有机化学在环境工程中的研究与应用方向。有机化学有利于保证环境的可持续发展,在改善生态环境、提升居民生活质量等方面均具有巨大作用。

2有机化学在环境工程中的应用分析

有机化学属于创新型的应用学科,有效推动了现代科技与农业生产的发展与进步。一方面,通过有机化学研究出了许多新型的食品添加剂、农药、药物等,改善了衣食住行各个方面。同时,在环境工程方面,有机化学研制出了许多新型的材料,包括许多具有电磁、声、电、光等多种性能结合的化合物等,有助于保护与治理环境。现实生活中,大多数有机化合材料相比普通材料更具有优势,因其环保、低耗、干净等优势受到大家的喜爱。例如氟塑料,它不仅具有良好的绝缘性、导热性、机械性等性能,还具有高抗污能力,是屋顶建筑的绿色、环保、理想型材料。与此同时,有机化学在环境监测、污染防治等方面的作用也越发明显。我们可以借助有机化学知识对环境进行精准地监测,例如监测水污染,需要借助有机化学知识对水中的重金属、有害物质等含量进行监测,并借助有机化学知识展开分析。另外,有机化学的应用伴随着机遇的还有极大的挑战,未来我们应积极创新,挖掘更多先进的有机化学合成方法,研制出越来越多先进的事物来帮助我们改善人类生态环境,达到经济与生态的可持续发展。例如科学家们可设想将广泛应用的煤借助有机化合反应转化为清洁燃料,将煤中的元素转化为有益的有机产物,从而进一步减少燃料燃烧产生的废气,甚至可以实现零污染。但它的应用也在一定程度上加剧了环境污染问题。例如通过有机化学研制出的新型食品添加剂、农药等,虽然改善了我们的生活,可是这些农药等有机化合物的滥用也直接导致了严重的环境污染问题。例如在农业生产中,传统的肥料已经不能满足我们日益增长的农作物生长需求,农业生产效率与产量比较低。随着有机化学的出现与发展,化肥出现了,它极大地增加了农作物的产量与收成,大幅度改善了农民的生活水平。但是,以此同时,长期的使用化肥会在一定程度上造成农田板结,也会对土壤环境造成污染。还有就是农药,农药的产生虽然降低了农作物的杂草与虫害等不利影响,可是对居民的饮食安全却造成不良影响。抛开农业生产方面不谈,有机化学还为建筑装修与家具家电等带来许多便利,为房屋装修添上许多炫丽的新色彩。可是这也带来了许多健康隐患,例如甲醛、油漆等有机化合物材料,在居民的家电与家具上会残留很久,对空气造成污染,同时对我们的身体造成非常不利的影响,包括癌变、白血病等。此外,在居民出行方面,汽车的广泛普及,便利了我们的交通出行,可是其汽车尾气的排放会直接导致地球大气层的臭氧分解,对我们的环境造成极大地破坏。综合上述分析可知,有机化学在环境工程方面的应用既有利也有弊,它为我们创造了丰富多彩的组织生活,提升了我们的生活质量,改善了环境污染问题。可是如何去更好地规避有机化学带来的环境污染,更好地利用有机化学来实现地球环境的保护与防治,这需要引起我们的深思。

3有机化学在环境工程中的应用策略探析

在环境工程中有效、正确地应用有机化学,需要协调好各个方面的内容,包括有机化学的应用种类、有机化学的应用时效、大力发展绿色有机化学等,尽可能规避有机化学在环境工程应用中的环境污染问题,实现有机化学的应用价值。

3.1科学选择有机化学的应用种类

自改革开放以来,国内将经济发展放在了重点,但是却忽视了环境保护的重要性,这使得许多经济的发展是以环境牺牲为代价的,从而导致酸雨、雾霾等问题频发。为有效解决这一问题,相关人员在拟定环境工程的各项保护与防治措施时,需要对所应用的有机化学物展开深入、科学地分析,尽可能发挥出有机化学的应用价值。另外,环境工程人员还需要对污染源展开动态分析与观察,对环境污染的相关数据展开深入调查,科学选取有机化学物,进而针对性地解决有机化学滥用导致的环境污染问题。环境工程技术人员还需要对实验机制展开创新,并且深化对有机化学的研究与了解,进而更好地促进有机化学在环境工程中的有效应用。这样才能有效控制有机化学滥用导致的环境污染等各类危害,从源头解决有机化学在环境工程中不合理应用引发的各种问题。

3.2精准掌握有机化学的应用时效

为改善有机化学导致的环境污染问题,我们应精准掌握有机化学的应用时效,对有机化学产生的各种污染物、废水等进行处理,从而有效控制有机化学产生的环境污染问题。相关的技术人员需要对各个地区实际污染情况展开调研,并且比对污染问题的恶化情况,从而掌握环境污染情况,方便后续针对性地处理。在确保污染处理成效可以满足相应标准要求的基础上,相关技术人员需要针对生态环境污染问题拟定科学规范化的应用措施,从而对有机化学在环境工程中的应用时效展开控制。环境科学部门要借助实验方式展开科学的实验组合,通过实验得出有效的结论,进而准确掌握有机化学在各地的应用时效,更好地应用有机化学。

3.3大力发展绿色有机化学

基于环境工程的长远可持续发展,绿色有机化学是有机化学应用的有效突破,可最大限度地提升环境质量。绿色有机化学可以有效利用与处理社会生产中产生的各种污染物,找出更多可以重复回收利用的资源,从而有效控制有机化学应用导致的废弃物数量,改善污染物毒害问题。从专业与技术角度来看,绿色有机化学的合理应用可以有效控制环境污染问题,优化环境质量,从而推动社会长远发展。近些年我国绿色有机化学的发展比较快,许多研究人员应当从绿色化学技术的实际应用出发,将重点放在实用性较高的绿色有机化学的推广与应用中,借助大面积地推广应用,实现良好的环境保护与防治效应。

篇3

关键词:教学内容;有机化学;学习兴趣;教学质量

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)44-0105-02

一、引言

有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学。作为化学学科重要的专业基础课之一的有机化学,其内容渗透至各个学科,是理工科院校化学、制药、化工、应有化学、高分子、生物、材料、冶金环境等专业的必修的主要基础理论课程,为后续理论课程、毕业论文、科研工作、生产实践打下必要的基础,因此其重要性是不容置疑的。笔者近年一直从事有机化学的教学与科研工作,认为提高有机化学教学质量和水平关键在于提高学生学习兴趣。本文结合近年在有机化学教学的探索与实践,就兴趣缺失的原因及如何在课堂教学中将教学内容与社会生活、企业生产、化学史、学科前沿结合,谈谈体会和实践。

二、学生学习有机化学兴趣缺失的原因

美国心理学家和教育学家布卢姆说:“学习的最大动力,是对学习材料的兴趣。”“有志必有趣,有趣必有志,趣从志生,志能生趣。”对有机化学兴趣的缺失不仅影响学生对知识的掌握、能力的培养,甚至影响学生情感品质的培养。可见提高学生学习有机化学兴趣,是理工科化学类有机化学教学重中之重。目前部分学生对有机化学学习兴趣缺失的原因主要有以下几点。

1.有机化学学科的原因。有机化学学科本身具有“多”、“杂”、“抽”、“偏”等特点,因而学生难以对有机化学产生兴趣。有机化学种类繁多,体系庞大,结构复杂,物理、化学性质多样,学生不易理清线索,不易构建出完整的知识体系;有机化学存在大量抽象概念、理论,如原子、分子、晶体结构、电子云、化学键、活化能、立体化学、反应机理等,学生不易形成形象思维和抽象思维,不易发展化学思维和创新能力;有机化学普遍性中存在特殊性,一般规律中有特例,学生不易把握区分点,不易熏陶化学情感,难以激发终身从事有机化学工作的志向。

2.学生的原因。学习目的不明确,动力不足造成兴趣缺乏。部分化学类的学生对化学类专业并不了解,不感兴趣;部分学生对自己的未来缺乏理想、没有目标、没有动力;部分学生虽目的明确,但带有强烈的功利色彩,没有真正在学习过程中提高自己的专业技能;部分学生学习态度不端正,意志不足,不能培养学习兴趣。对于内容抽象、思维跳跃较大、理论性较强、趣味性较少的有机化学的学习更需要学生自主钻研,但有的学生缺乏吃苦精神和深入钻研的精神;有的学生享乐主义、功利主义思想严重;有的学生因学习成绩不理想而自暴自弃等;有的学生学习方法和大学学习要求不适应、专业学习与业余兴趣间存在矛盾及心理上的不适应进一步制约了大学生对学习有机化学兴趣的培养。

3.教师素质因素。教师的品行修养、专业素质、学术背景和科研成果、授课水平及教学研究也影响学生的学习兴趣的培养与提高。

三、丰富教学内容,激发大学生学习有机化学的兴趣

在充分考虑本校理工融合的应用型人才培养的实际和教学要求,本文结合近年在有机化学教学、科研工作的实践,就如何提高化学专业学生的学习兴趣的问题,谈一些教学内容上的体会和尝试。

1.与日常生活紧密联系。有机化学是一门应用性很强的科学,与日常生活息息相关。教学的目的不仅是要求学生掌握有机化学知识及技能,学会观察、分析生活中的化学现象,而且要会自觉运用所学知识解决生活中的问题。故在教学中,首先,引导学生让他们明确有机化学在日常生活中的重要性,密切关注有机化学与日常生活的紧密联系。其次,引导学生用学到的有机化学知识为生产生活服务,学以致用。如在烷烃自由基反应中,联系到重大疾病的预防、材料抗老化,引起学生的思考;烷烃的应用中,联系到汽油的质量,再拓展到军事武器的装备与国防事业,唤起学生的社会责任感及使命感;介绍烯烃时,引入水果、鲜花的催熟,再联系水果、鲜花的保鲜;烯烃的聚合反应讲解结束后,让学生从感受所穿衣服的外观稳定性、坚牢耐用性、穿着舒适性等,再拓展到材料性质、应用;介绍醇的磺化反应时,引入表面活性剂及其在洗涤、化妆品等日化、药品、石油开采及选矿等行业中的应用;讲解醇与磷酸反应时联系现代农药,引入现代解决粮食问题的措施;讲解醛与亚硫酸氢钠的反应、含氮化合物与亚硝酸钠的反应,使学生关注食品安全问题等。将日常生活与教学内容紧密结合,让学生体会到有机化学无所不在,学习有机化学有广泛的用武之地,促进学生以积极的态度、振奋的精神投入有机化学的学习中,感觉到学习有机化学其乐无穷,增强学好化学的自信心,激发学生的化学学习兴趣。

2.与社会实际紧密结合,关注社会问题。有机化学在推动科技发展、社会进步,提高人类的生活质量,改善人类的生存环境的努力中,已经并将继续显示出它的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。在有机化学教学中,应将理论联系实践,引导学生关注人类生存、社会经济发展、国防计划、人的自身发展等重大社会问题。如介绍卤代烃时,介绍含卤素的及其在医药中的应用,介绍氟利昂,提到臭氧空洞的形成及危害,让学生意识到科学技术是一柄双刃剑,既能造福人类,又能给人类带来灾难。讲解Williamson合成醚的反应时,在讲解反应机理的基础上,以既能提高汽油抗震性又能无铅化、不造成环境污染的添加剂甲基叔丁基醚为例,介绍了工业上原子利用率为100%的甲基叔丁基醚的绿色合成方法,让学生意识到工艺的先进性对生产重要;苯甲醚的制备,介绍书本上的甲基化试剂硫酸二甲酯后,介绍现在工业上用无毒碳酸二甲酯使反应变得绿色经济环保。介绍羧酸与醇反应生成酯,广泛应用在药物、食品添加剂、塑料生产中,但最典型的催化剂是强酸,腐蚀设备的同时又污染环境。有机化学正视这个现实,不断用有机化学理论和知识去寻找绿色的、原子经济性的生产工艺,提高收率,成功地解决了污染问题。在含氮化合物及其反应的学习中即引入这些化合物在医药、染料、食品的应用,也讲解这些化合物的滥用,比如事件、食品安全事件、瘦肉精事件,让学生明白,科学提供知识,技术提供应用知识的方法,而价值观念则指导我们如何对待科学和技术。将社会实际与教学内容紧密结合,让学生体会到有机化学具有高度开创性和解决重大社会问题的能力,有机化学家负有重大的责任,而且可以大有作为。培养学生的社会责任感和创新精神,培养学生的辩证思维能力,进一步增强学生学好有机化学的信心和兴趣,使学生的有机化学素养和科技素质在教学中得以不断提高。

3.与科研工作结合,介绍有机化学前沿知识。随着科学技术的发展,有机化学从实验方法到基础理论都有了巨大的发展,显示出蓬勃发展的强劲势头和活力。我们结合教学内容,选择适当的科研实例进入课堂,将学术研究的最新成果转化为教学内容,让学生感受到所学的知识并不是抽象的理论、生硬的概念,而是身边活生生的现实,从而激发学生的学习热情,巩固其学习兴趣。如在讲完杂环芳香化合物和金属有机化合物后,笔者扩展到了近年来从事的荧光染料领域,介绍其发光机理及其在生物分析、能源、仿生催化、荧光探针、光电材料、医药方面的应用,这样既复习了前面的知识,又抓住时机,介绍了1905年诺贝尔化学奖得主拜耳在有机染料方面的研究,实现了他母亲所希望的“使我们这个世界更加多姿多彩”的愿望,促进了有机化学与化学工业的发展;介绍了2008年诺贝尔化学奖得主下村修、马丁·查尔菲、钱永健发现和研究的绿色荧光蛋白让科学家们就好像在细胞内装上了“摄像头”,得以实时监测各种病毒“为非作歹”的过程。讲完碳水化合物(糖、淀粉、纤维素)的性质后,将知识扩展本学院生物质能源研究所的研究的可再生资源转化:生物质能源的前体成分之一——生物质基多元醇,可以通过生物质水解,比如纤维素水解生成葡萄糖,然后加氢转化为山梨醇(六元醇)、乙醇、丙酮、丁醇或从植物或动物的油脂中富含的脂肪酸甘油酯水解中获得甘油(三元醇),它们进一步转化为燃料和化学原料。这些内容渗透到教学内容中,构建学生的知识网络体系,拓宽学生的知识视野,使学生深切感受到科学技术的飞速发展给社会带来的巨大变革,有助于激发学生学习有机化学的热情与兴趣,使其迸发出创新的火花。

4.与化学史结合。著名化学家傅鹰曾说过:“化学可以给人以知识,化学史可以给人以智慧。”有机化学学科的发展历史中蕴含着丰富的教学素材。我们在教学中将有机化学重要理论及重要的反应从它的孕育、产生和发展甚至扩展到蕴含的科学、人文精神及社会贡献去解读这些知识,将书本上静态、抽象理论和反应变成动态的、生动的、发展的知识。如范特霍夫和勒贝尔的碳四面体的结构理论、凯库勒梦中的苯环结构式、伍德沃德和霍夫曼的分子轨道对称守恒原理、布朗硼氢化反应、狄尔斯和阿尔德的D-A反应、格氏试剂的由来、黄鸣龙反应的偶然发现等。尽管这部分所占的教学比重非常小,但通过引入化学史,不仅能使学生从发展的高度,以开阔的视野,全面深刻地理解有机化学知识,把握有机化学发展的规律,而且能用发展的眼光去看有机化学的今天和未来,激起补充完善和发展化学科学的兴趣和动机,从而活跃思维,培养科学探索和创新精神,形成健全的人格,积极乐观的生活态度。

5.与哲学紧密联系。有机化学学科从诞生之日就与哲学密切联系。一方面,有机化学中蕴含着丰富的哲学思想,有机化学家在哲学的指导中不断成熟;另一方面有机化学的发展为哲学提供了事实依据,哲学观点在有机化学成果的推动下不断进步。我们在教学中注意将哲学观点融入教学:用唯物辩证法的观点,全面、联系地看待所讲内容,注意知识之间的前后衔接,使学生形成完整、系统的知识体系。例如让学生在烷烃同系物的状态、醇的溶解性、羧酸衍生物化学性质中体会质量互变规律;在卤代烃亲核取代反应、消除反应、芳环上取代基定位效应中感受对立统一规律;在烯炔还原、醛酮亲核加成、杂环芳香化合物酸碱领会共性和个性;在常温下、高温下烯烃与氢卤酸的不同生成物,炔在Lindlar条件下与碱金属在液氨发生还原得到顺式或反式产物,醇的分子内、分子间的脱水感受内因和外因的作用、现象和本质;由烷、烯、炔、卤代烃、醇、醛酮、羧酸、羧酸的衍生物相互转化中体会世界是普遍联系的;在杂化轨道理论、构象理论、共轭理论中进一步感悟到社会及人与人之间也需要相互配合、相互制约,才能有更好的发展等。教学中渗透着哲学思想,以简明的哲理突破抽象的有机化学问题,有助于学生掌握知识和技能,从而激发其兴趣,增强求知欲;有助于学生学会分析问题和解决问题的方法。

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由于医用有机化学理论课内容比较多,且授课内容中涉及许多反应机理,反应规律,学生在学习过程中,无论对授课内容的理解还是记忆都面临诸多困难。近些年来,作者结合教学实践,对医用有机化学教学方法进行了许多有益的尝试和改革,取得良好的教学效果。

一、立足于理论教学,培养学生兴趣

兴趣是人们力求认识某种事物和从事某项活动的意识倾向。对学生而言,兴趣会促使其进行深入和创造性的学习,并且产生积极的,使得学生对其所学课程感兴趣,激发他们的热情和创造性的思维,进而提高学习效率和成绩。

在国内的各个高等院校里,医用有机化学是医药类学生的必修课程之一,一般设在第一学年的第二学期。许多刚入学的学生对有机化学不太了解,并且还要同时学习其它的基础课及专业课,导致许多学生对有机化学的重视度不够,缺乏学习兴趣。

21世纪科技快速发展,现代医学进入了分子生物学时代,化学成为从分子水平认识疾病和治疗疾病的最佳方式,使现代医学与有机化学联系更加紧密。在安排课程时,应当根据学生接受能力的实际情况,选择与医学知识关系紧密的基础知识、基本理论和创新点进行讲解,这样既可以提高学生学习医用有机化学的兴趣与激情,也便于学生加深对知识的理解,也有助于以后与其它专业课更好的衔接。比如讲解羧基官能团时,学生学习了阿司匹林的结构及其合成方法,如果进一步讲解阿司匹林的一些药理作用及体内代谢过程等知识,不但做到有机化学和临床医学结合,增加了学生的学习兴趣,还可以提高学生追求知识的渴望。

对于初学有机化学的学生来说,为了激发他们学习的兴趣,讲课时可以试着讲解一些有机化学历史及其与医学相关联的知识。例如,近年来与生命科学有关的化学诺贝尔奖有十几项,并且化学为人类基因工程测序工作做出了突出贡献。这些实例能使学生科学认识化学与人的生理过程以及疾病的预防、诊断和治疗有着密不可分的联系。再如讲解醇与醛等内容时,提出交警如何判断驾驶员是否属于酒后驾驶等现实问题,告诉学生醉酒者血液中的乙醇能被重铬酸钾酸性溶液氧化,使橙色的试剂转变为绿色,从而实现乙醇的检测。这样做到理论联系实际,并且使有机化学与医学结合在一起,突出了医学理论,又提高了学生的学习兴趣。

二、改革教学方法,提高教学质量

在医用有机化学课堂教学中,要根据实际情况和教学内容选择适合本阶段学生的教学方式,要使学生打开思维、充分想象,不断提高自己的思维和探索能力,避免“满堂灌”“填鸭式”的教学方法,真正做到“传道、授业、解惑”。具体做法如下:一是针对不同的内容,采用演示法、比较法、讨论法以及归纳法,使其相辅相成,以提高课堂教学的效果。例如,讲授卤代烃时,将亲电取代和亲核取代利用比较法进行对比,同时,亲核取代中的SN1 机理和SN2两个典型的反应机理也可以采用对比法进行讲解。二是采用多元化教学方式,导学式(教师提出问题,学生通过自学回答)和学导式(学生提出问题,老师通过辅导启发学生思维,调动学生思考问题积极性)以及讲授式相结合,从以教师为重心进而转为以学生学习为重心的教学过程,逐步提高学生独立思考的能力。同时引导学生在课下及时总结重点和难点,提高学习的效率。三是针对医用有机化学中结构式繁多,并且空间构象、分子轨道等都特别复杂,要采用传统教学与多媒体教学结合的手段,提高学生学习化学的兴趣,并且多媒体课件的应用有助于培养学生的空间思维能力,加深对立体化学的理解。

三、注重学生创新能力的培养

在众多科目的教学中,实验课都是最能发展学生智力、培养学生创新精神和科学思维方法的重要环节,医用有机化学也不例外。学生通过学量的基础知识,为自己奠定了坚实的理论基础,但只有理论联系实际,才能实现理论知识的整体价值。因此,我们根据医用有机化学的教学大纲和学生的实际情况,改革实验内容,增加应用性实验,在现有条件的基础上,让学生自己动手设计许多化合物的合成路线,并且在课余时间能够自己动手去完成所设计的实验,这样既锻炼了学生的基本操作技巧,又培养了学生的认知和创新能力。例如,己二酸制备这个综合设计性实验,此实验综合了反应仪器的组装、多种反应原料的添加及重结晶、抽滤、干燥等几项基本操作技能。在实验过程中,同学们思维活跃,查阅了大量文献,同时设计了多种方法。学生不仅是在完成实验任务,同时也是解决实际问题,从而使学生的创造思维和科研能力得到了极大程度的提高,也为学生自身以后的就业与专业发展打下了坚实基础。实验结束后,要求学生认真回顾,分析自己实验中出现的问题,并对实验结果进行认真的思考和讨论,使他们逐渐培养起独立分析与解决实际问题的能力。

总之,医用有机化学必须改变传统的教学模式,充分利用现有的条件抓好教学的各个环节,在教学中联系医学实际,使学生充分认识有机化学的重要性,调动学生的积极性,将理论教学和实验教学高度协调,把学生培养成具有创新意识和竞争力强的高级医学人才。

参考文献:

[1]洪丽雅.浅谈有机化学实验教学[J].中国现代教育装备,2007,52 (4):79-80.

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关键词:有机化学 课程 教学 化工

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-164-02

有机化学作为中职学校化工学生的必修课,其教学质量的好坏直接影响后续基础课的学习。提高有机化学的教学质量,对于培养高素质化工人才具有重要意义。近几年,地区各部门对化工行业的投入在与日俱增,化工行业在地区越来越受到了重视。在这样一片大好前景下,我校根据就业市场的需求不断的对教学及课程上进行改良和创新,希望能培养出更多符合化工企业要求的合格人才。我校在2004年就已经着手进行一系列的程创新和教学改革。其中,有机化学是化工分析专业一门必修的化学基础课程。化工专业学生学好有机化学对于后续专业课的学习具有非常重要的意义,现将教学过程中一些经验与体会总结如下,希望能对以后的工作有所促进:

1学习有机化学课程的目的

在接触本课程之前,我校化工分析专业三年制中专学生已经系统的学习了《基础化学》、《无机化学》等重要的化学基础课程,对于化学学科的理论体系已经有了初步认识。针对化工分析专业的专业实用性特点,后续的有机化学作为一门理论与实验并重的课程,使学生在学习无机化学的基础上,比较系统地获得有机化学的基本理论、基本知识、基本实验技能及学习有机化学的基本思想和方法,为进一步学好后续专业课程打下坚实基础,也使学生能根据今后工作的需要,进一步学习和钻研与化工分析专业发展密切相关的有机化学方面知识。 尤其是学生在完成一系列实验内容的过程中既可以不断提高自身的创新意识和操作技能,又能够进一步巩固本课程理论知识,在理论与实践相结合的基础上努力做到融会贯通。

我国中职学校人才培养目标由服务型人才正在向创新型人才转变,对于化工专业的学生来讲,有机化学是一门重要的基础专业课程,它是后两年开设的专业课知识体系的基础,我校在有机化学教学中注重灵活运用所学知识、提高分析和解决问题能力的培养,达到进一步提高综合运用知识能力的目的,让学生用思维来分析、判断,依靠自己的推理得到结论提高学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题、创新能力的培养起着重要作用。

2课程设置结构

按职业教育的要求,理论教学要遵循“必需、够用”原则,要加强学生动手能力的培养,加强实践性环节的教学。我校有机化学总学时数为128学时,每周8学时,理论学时80学时,实验学时48学时,理论课时和实践性环节的课时比例达到5:3。在课程结束时还设有专门的实验操作考试。学生的总成绩由每次实验报告成绩、操作考试成绩以及理论考试成绩按比例总合而成。本课程设置的实验内容包括:苯和甲苯的性质、醛和酮的性质与鉴别、己二酸的制取等。

3该课程的教学效果

我在有机化学的教学实践中不断探索与实践,发现学生经过系统学习,他们的逻辑思维能力有明显的提高。具体可以表现在:

例如有机同系物的教学,为学生树立物质的量变引起质变的观点,提供了极好的条件。因为,有机物的每一个同系列中,每两个化合物在分子组成上相差一个或若干个CH2,随着CH2数目的增加,碳链逐渐增长,同系列中各物质的性质和状态也发生着有规律的递变。各类有机物间相互转化的知识,有助于学生进一步树立物质间联系、运动与发展的观点。而且同分异构体的推导,有机物的命名、合成、鉴别、推断等对学生的逻辑思维能力的培养有积极的作用。

其次,有机化学实验的准备过程也是思维能力的训练。做实验前一星期,我会提前将本次实验的具体内容告诉给学生。在进行每次实验之前学生都有充足的时间预习本次实验的内容以及操作步骤。对于实验中涉及的理论知识,学生可以有针对性的查找相对应的理论教材,这种预习过程也是对以往所学知识的巩固与加强。常使学生感到新鲜和有趣,势必能起到激发他们的求知欲望和学习兴趣的作用此外,在每次实验开始时,任课教师都会对实验中的重点内容和注意事项作提醒,帮助学生更好的掌握实验中应该出现的现象及可能出现的问题。

本课程实验中的使用的大部分仪器设备是建立在学生已经完成的《基础化学》、《无机化学》及等课程彼此联系的知识点上,所以通过有机化学的实验课,学生们经历的是一个温故而知新的过程,对他们原有知识的融会贯通会有很大的帮助。此外,在有机化学的理论考试中,我们也会考察学生对于实验中的一些知识点以及注意事项的掌握情况,促使一些对实验原理不求甚解的学生能认真复习,也可以使学习态度认真的同学脱颖而出。对于能认真完成实验内容,独立写出实验报告的同学而言,他们并不需要再花费许多时间复习准备理论考试也能顺利通过考核,通过有机化学的课程学习,学生逐步获得必需的有机化学基本理论、基本知识和基本技能,这对我校化工分析专业学生以后课程的学习及工作打下良好的基础。

4对有机化学课程所做改革

(1)树立教学目标,优化教学课堂:明确教学目标是教学成功的前提,它直接影响教学效率,只有教与学的目标明确,教学才能成为双方自觉地追求,教学双方才能有效地配合,使学生能真正融入有机化学教学中。有机化学内容复杂,只有选好教材,研究比较各类教材的特点,博采众长,取其精华,按照学科逻辑和特点,精心组织教学内容,才可化解这一矛盾,提高教学质量,同时给学生指定参考书,对每一种参考书的特点加以介绍,以便于生根据个人实际情况选用。此外必须改革教学方法和手段,采用新型、灵活多样的教学方式,提高学生的学习兴趣和积极性,开拓学生的视野和扩大学生的知识面。

(2)加大实验投入:由于有机化学、分析化学等化学课程是工业分析与检验专业学生重要的基础课程,学校在教学实验中心化学实验室设备的投入上非常支持。除了更新大批旧设备,学校近几年还投入了大量资金支持实验室购买药品和新型的实验仪器。例如:电子天平、原子吸收光谱仪等。这些设备使用方便、记录数据准确,大大提高了仪器的使用效率,也提高了学生的学习积极性;此外加大学生对实验室知识的培训,实验室全天向学生开放,让学生可以随时到实验室做实验,增强实际操作能力,加深对有机化学知识的理解,同时让学生参与管理实验室,使学生既有实验任务,也有管理责任,让实验室成为知识运用、知识融合、知识创新的基地。

(3)改进传统的考试方法:原有的考试重分数、轻能力,不能适应当前素质教育的形势,只注重了抓结果、重一时,而放弃了对学生学习有机化学漫长过程的监控、管理和引导,不利于技术应用型人才的培养,因此,我减少了以再现书本知识为主的考试内容,加强了对学生理解知识,应用知识,特别是综合、创造性地应用知识能力的考核。这样的考试,可使学生思维活跃,更易激发学生的创新意识,培养学生综合运用知识的能力,避免学生死记硬背、考时抄袭等不良行为的发生,承认学生的个性差异,尊重学生的天性与特长,因材施教,使学生在学习内容和要求上有选择的余地,能充分发挥每名学生的潜能,从而让学生不再把有机化学课程的学习考试当作一个沉重的负担。

(4)制作多媒体课程教学课件:有机化学课程内容多、难点多、抽象、灵活,学习难度大,为了深化教学改革,提高教学质量和教学效率,我们对实验的原理、实验的操作演示部分制作出多媒体教学课件,帮助学生能更为直观的理解和掌握实验中的重点问题。此外利用多媒体的交互性和图文声像并茂的媒体特点,将抽象的概念和理论以形象的、易于接受的形式展现给学生。激发学生的学习兴趣和学习积极性,增强理解和记忆,突破难点、突出重点,提高教学效率。

(5)精选教材,优化教学内容:教学内容直接反映了教学目的和人才培养目标,是教育创新的核心。教材是教学内容的载体,好的教材是教学质量的基本保证。有机化学内容丰富、理论深刻、实践性强,必须根据不同专业、不同层次的教学要求自编教材,在强化基础知识的同时,及时引入与现代科学关系密切的有机化学新成果、新技术、新方法。将有机化学经典理论与学科前沿发展相结合,保证教学内容的科学性和先进性。

(6)密切联系生产生活实际,扩大学生的知识面:有机化学与人类生产生活关系密切。广泛运用周围的实际事例,有助于学生建立概念。我们还把身边的化学物质、生活中的化学引入课堂,例如瘦肉精对人体的危害、中毒后的症状和处理措施;通过不断地将新知识和生活中的化学引人有机课堂教学,开阔了学生视野,使他们觉得化学就在自己身边,课堂的知识与自身息息相关,从而对所学内容留下了深刻的印象,提高了学生的科学素养,为日后成为合格化工技术人员奠定了基础,为了顺应社会发展的需要,我们要用与时俱进的态度不断完善有机化学课程的内容,帮助学生提高自身的综合竞争能力,从而更好地培养出对化工企业能做出贡献的优良人才。

(7)提高学生积极性,增强学习自主性:爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”,兴趣是学生学好有机化学的直接动力之一,首先结合本学科前沿动态和发展方向,展现有机化学在化工技术领域中研究与应用的前景,这样可以帮助学生树立良好的学习动机;此外把课程制作成多媒体,图文并茂的讲课,就可以使教学内容变得生动形象,灵活运用各种教学法.要运用启发式教育理论为指导,采用启发式、讨论式教学方法,不光可以帮助老师从重复性的劳动中解放出来,而且对同学听讲也是一种吸引;同时也可以介绍有机化合物在生产、生活中的广泛应用,以及它对生产、生活起着重要作用,同时通过大量生动形象的图片、事例来反映有机化学世界的奇妙,先引起学生的关注,激发学生的求知欲,让学生带着问题学习,带着兴趣学习,自然激发学习需求和兴趣,形成“教与学”的和谐发展,使学生学会求知,学会创新。

5结语

有机化学作为化工专业的基础课程具有重要作用,本文对有机化学教学实践中的一些经验和体会进行了总结,说明了灵活运用各种教学方法,借助现代化的教学手段,提高学生学习有机化学的积极性,必定可以大大加深学生对教学内容的理解,改善课堂效果,提高教学质量。实践表明,这套教改方案突出了基础性、实践性和创新性, 使学生能系统掌握有机化学知识体系,通过将有机化学机理与具体反应结合起来,增强学生对有机化学的学习兴趣,全面提高学生的综合素质,有利于学生的个性发展。

参考文献:

[1]王添惠等编.有机化学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2008年10月.

[2]黄时海,汪晟,白先放,卢洁,李湘萍. 计算机辅助教学在仪器分析课教学中的应用[J]. 中国科教创新导刊, 2009,(35).

[3]黄艳仙,黄敏,揭永文.有机化学教学的探讨与实践[J]. 科技资讯, 2009,(01).

篇6

关键词:电负性;有机化学;教学方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)06-0192-02

在大学有机化学的教学中,有机化学反应机理的内容繁杂、抽象、易懂难记,更难以应用,因此往往成为学生在学习过程中的主要难点[1]。为了使学生能够真正理解各类有机反应发生的原因、反应历程及相关规律,笔者在教学实践中一直在努力寻找一种行之有效的教学方法,帮助学生更好地掌握有机化学反应机理。通过长时间的教学实践,笔者发现,学生能够很好地理解元素电负性的意义,并以它作为一种有力的工具灵活地运用这一概念去进一步学习和理解有机化学的其他理论知识,在学习中往往能够取得较好的学习效果。

电负性概念最早由Pauling(鲍林)在1930年提出,定义为“分子中原子将电子吸引向它自身的能力”[2]。在随后的几十年里,化学家对电负性的研究经久不衰,至今已提出几十种电负性标度[3-7]。在基础有机化学的教学中,对有机物分子中原子及基团电负性的讨论贯穿于整个教学过程的始终。下面笔者将结合自身的教学实践,对电负性在大学基础有机化学教学中的重要性进行探讨,并提出自身在教学过程中的一些体会,希望与同行进行交流。

一、电负性是学生建立有机化学思维方法的基础

学生在大学阶段学习有机化学时,会明显感到与中学化学的学习存在比较大的区别,中学有机化学教材的编写基本上沿用的是实验感知式和事实陈述式的叙事方法,主要是基于表象和经验的归纳与概括,鲜有对结构与性质关系的深入探究[8],因此很多学生会沿用这种思维习惯,认为大学有机化学的学习主要也是靠对各类有机物化学性质及其反应式的死记硬背。在这种情况下,应从开始学习有机化学时就要向学生强化“结构决定性质,性质反映结构”这一思想。为了使学生不会对结构与机理问题产生畏难心理,在学习本课程的最初阶段,从一个学生并不陌生并且容易理解的角度开始分析有机化学问题是非常重要的。元素的电负性正是学生开始试着去分析有机化学问题的一个合适的开端。在介绍电负性这个概念时,笔者会向学生强调,电负性的本质是原子核对核外电子的吸引能力(主要是价电子)。对于学生来说,以学生已有的物理与化学的知识储备,对这个概念的理解并不困难。以此为出发点,学生会继续学习共价键的极性、分子的极性、共价键的断裂方式、有机化学反应类型等内容。在这一过程中,教师实际上在潜移默化地训练学生运用有机结构理论去分析有机化学问题,这为学生接下来的学习奠定了基础。

二、电负性是学生理解有机化学规律的突破口

电负性作为一个基础性的概念,贯穿于有机化学教学的整个过程。教师从这一概念出发,层层推进,由浅入深地向学生介绍取代基的电子效应、有机化合物的酸碱性、亲核取代反应机理、亲核加成反应机理等重要内容。在教学过程中,每次运用这一概念时,笔者总会先向学生提问:“电负性的本质是什么?”从教学效果来看,运用电负性的概念的确能够帮助学生更好地理解有机化学理论中的其他概念与规律。

在学生学习有机化学反应机理时,经常会有学生提出这样的疑问:“为什么进攻试剂进攻的是底物的这个位置,而不是其他的位置?为什么是这个键断开,而不是那个键断开?”如果在课堂教学中,没有及时地将学生的种种疑问解释清楚,学生会不愿意继续学习,直接影响学习效果。所以在讲授有机化学反应机理时,笔者会和学生一起思考、分析这样的问题,在学生接受了反应的原因后,再继续学习下面的内容。例如,在讲授“亲核取代反应机理”时,笔者会先对卤代烷发生亲核取代反应的原因进行分析。在卤代烷分子中,由于卤原子的电负性比碳原子大,所以碳卤键的共用电子偏向于卤原子,使α-C带有部分正电荷,容易受到具有给电子能力的亲核试剂的进攻,从而导致碳卤键发生异裂,卤原子带着一对电子,以卤负离子的形式离开。因此,该反应是一个受到亲核试剂进攻,导致旧键断裂,底物中的卤素原子最终被亲核性基团所取代的反应,这也是这一反应类型名称的由来。到这里,学生已经能够理解卤代烷进行亲核取代反应的原因了,教师将继续介绍亲核取代反应具体的两种反应历程及相关规律。

此外,在不同版本的有机化学教材中,对内容的组织不尽相同。有的教材将反应机理从具体的化合物类型中分离出来,集中讨论。但笔者认为,这么做可能会导致学生在阅读或听课时,引起一些不必要的疑问。以“亲核取代反应机理”为例,如果将该机理放在卤代烷这部分讲授,那么教师会在讲授亲核取代反应机理前,先对卤代烷的结构特点进行详细的分析,在此基础上,再学习亲核取代反应,学生会有较强的代入感,不会觉得内容突兀,也比较容易接受;反之,脱离具体类型的化合物,仅就反应机理进行先行学习,学生会觉得抽象,不容易理解。但在继续学习醇和醚等内容时,还会接触到这一反应类型,这时教师就要有意识地引导学生打破依据官能团对化合物分类的习惯性思维方式,指出这些化合物在进行相关反应时,在反应本质上的一致性,使学生做到对知识点的融会贯通,这是学习有机化学反应基本理论过程中非常重要的一个思考方式的转变过程。

三、结语

综上说述,利用元素的电负性这一基本概念,既可以在学生初学有机化学时引导学生从结构的角度分析有机化学问题;又能够在学生学习其他有机化学重要概念和规律时,成为分析与解决问题的突破口。像元素电负性这样的重要概念,在有机化学中还有很多,比如极化、电子效应、空间位阻效应等,对这些概念的深刻理解对于学生建立有机化学的思维方式,掌握有机化学的学习方法,具有重要的意义。因此,在教学过程中,教师应充分重视这些基本概念,使其成为学生学习有机化学的“金钥匙”,获得理想的教学效果。

参考文献:

[1][美]韦德.有机化学[M].第5版.万有志,译.北京工业出版社,2005:175-223.

[2]Pauling L. The nature of the chemical bond IV. The energy of single bonds and the relative eletronegativity of atoms[J]. Journal of the American Society,1932,(54):3570-3582.

[3]Sanderson R. T. Principles of electronegativity Part I. General nature[J]. Journal of Chemical Education,1988,(65):112-118.

[4]Sanderson R. T. Principles of electronegativity Part II. Applications[J]. Journal of Chemical Education,1988,(65):227-231.

[5]Bratsch S G. Electronegativity equalization with Pauling units[J]. Journal of Chemical Education,1984,(61):588-589.

[6]Smith E. W. A new method of estimating atomic charges by electronegativity equilibration[J]. Journal of Chemical Education,1990,67(7):559.

篇7

关键词:高职院校;有机化学实验

高等职业教育是以就业为导向,以服务为宗旨,培养的是面向生产和服务第一线的高素质技能型专门人才。因而,高职教育更多强调的是以能力为本的教育,不再追求理论的大而全,关注的焦点在于知识的实用性和学生的实际操作技能,这就要求学生在具备一定的专业知识的基础上,重点掌握从事本行业实际工作的技能,为面向社会打下坚实基础。有机化学实验作为化工类、食品类、生化类等专业的一门专业基础实验课,应用有机化学的理论知识作为实验设计的基本原理,进而经过实验来验证有机化学的基本理论和物质性质,在完成实验教学目的的同时,提高了学生的学习热情和动手能力,强化了学生对有机化学理论知识的理解与认识。

1高职有机化学实验教学中存在的问题

1.1学生学习积极性缺乏。进入高职院校学习的学生,多是在高考中成绩不理想的学生,学生普遍的基础较差,学习自觉性与积极性不高。此外,重理论轻实践的教学模式,加之有机化学实验过程中多数试剂具有刺激的挥发性及一定的腐蚀性,学生对有机实验课程缺乏热情,敷衍了事。1.2实验教学效果较差。目前,有机化学实验的教学模式仍是采取老师先讲解,学生跟着做,教学模式单一。实验时,老师先对实验目的、原理及过程进行讲解,演示实验装置的构建过程,学生只是依葫芦画瓢,照抄课本进行实验,教学过程中学生缺乏主观的思考,限制了学生的创造思维及创造能力的发展,教学效果较差。

2高职有机化学实验教学的改革措施

2.1转变观念,正确认识有机化学实验重要性。长期以来,高职有机化学实验常常被认为是有机化学理论课的附属品[1],得不到学生的重视,有机化学实验成绩也只占有机化学的30%。学生实验时只是照抄板书,模仿操作,大多数并不真正理解实验为何如此操作。因此,需要转变观念,使学生正确认识到有机化学实验的重要性。首先,应当教育学生,就业岗位对其专业操作技能有很高的要求,而扎实的操作技能及职业素质需要通过平时刻苦的实验操作训练获得,使学生在认识上重视实验课程。其次,在课程设置上,应当提高有机化学实验课程的比重,随着实验课程地位的提高,学生会自觉正确对待实验课程。2.2有机化学实验绿色化。有机试剂大都易挥发且有毒,在高职有机化学实验教学过程中,也常常会遇到刺激的挥发性试剂,这些试剂不仅会对环境造成污染,更会对学生的心理造成一定的影响,致使他们对实验缺乏兴趣,不敢进行实际操作。针对此问题,必须尽快将有机化学实验绿色化,例如,课程设置时挑选对环境污染小的实验,改变合成的方法及试剂的绿色化,实验试剂的减量操作等等。这样既降低了实验成本,减少了资源消耗,改善了环境的污染,又有利于师生身心健康及提高学生的环保意识。2.3转变教学方式,提高学生创新能力。目前,对于实验课,大多仍是按照老师先讲解,学生听完后“照方抓药”机械的重复,由于高职院校学生学习的积极性不高,学习缺乏思考性和主动性,如此这般的教学方式,学生的印象不深刻,不能达到有机化学实验教学能力培养的目标[2]。因此,在实验前要求学生认真书写预习报告,预习能够使学生了解该实验项目的具体内容,课前有一个初步认识,上课就会更有针对性。为了监督学生的预习效果和提高教学效果,在实验讲解及演示过程中,不断向学生提问,与学生形成互动,加深学生对内容的理解,考察他们的预习效果,根据反馈信息即时调整教学内容和进度。此外,在提高教学效果的基础上,需更加重视学生创新能力的培养。若按照“照方抓药”方式进行实验教学,虽然能够保证实验的顺利完成,但不利于培养、启发学生的创新意识及创新能力。久而久之,学生自然养成了对老师的依赖性,从而退化了他们想问题、找办法的主动性。因此,在实际的实验教学中,教师应进行启发式教育,有意识地向学生提出问题,引导、启发他们进行思、分析,寻找解决问题的方法,从而提高学生的创新能力[3]。2.4强化实验操作技能。高职院校学生的培养目标强调了学生的技能型,更加注重学生能力的培养,将必需的基础知识和应用技能进行有机结合,力求淡化理论,就化工类学生而言,实验的基本操作是其应用能力的基石,因此,在实验项目的选择中,需先对学生进行有机化学实验基本操作的训练,例如,蒸馏、回流、萃取和重结晶等,在此基础上,进行有机化合物的合成、定性分析等实验,使学生学会系统地运用化学实验方法,掌握实验室中一些常用仪器的操作和使用[4]。2.5建立完善的考核机制。由于有机化学实验的复杂性,实验通常情况下需要2、3个同学一组合作完成,这就导致有的学生在实验过程中不认真实验,只等待同组人做出实验结果,而后照抄完成实验报告。因此,需要建立完善的考核机制,强化实验操作过程的比重。有机化学实验的考核方法可根据预习报告10%,出勤情况10%,实验操作50%及实验报告30%来执行,这样能够使学生更加重视实际操作过程,减少实验结果抄袭的情况,从而提高了学生的实际操作能力。

3结语

高等职业院校培养的是面向生产服务一线的高素质应用型人才,而实验课程作为培养学生实际操作能力的重要手段,课程的教学改革已迫在眉睫。今后我们将继续转变有机化学课程改革的观念,不断改进教学方法,更加突出学生在学习中的主体地位,注重培养学生的创新能力和环保意识。

参考文献:

[1]强,刘中阳,郑丙利.高职有机化学实验教学改革研究[J].科技信息,2009,13:522-523

[2]章结兵,任秀彬,汪广恒,等.高等学校基础有机化学实验教学方法的探索与思考[J].山东化工,2014,43(5):179-180

篇8

    一、理论联系实际,提高学生兴趣

    根据环境工程专业学科特点,很容易把有机化学课程的教学与要专业背景联系起来,理论联系实际,能很好地激发学生学习有机化学知识的兴趣,并使学生认识到有机知识对其专业有着非常重要的意义。在有机化学教学中,渗透一些环境污染方面的知识,既能增加课堂的趣味性,又能提高学生的环保意识。例如河北发生的“红豆水”、云南曲靖镉污染、工业废水废物的排放导致长江江豚的大量减少等事件的频发带来的环境问题;假酒、三聚氰氨、瘦肉精等对人体的危害,中毒后的症状和处理措施;地沟油、瘦肉精、增塑剂等食品安全事件的频频爆发。将这些事件渗透到有机化学的教学中,能增加学生对有机化学课程的重视。另外,结合环境工程专业,在教学中实现有机化学与环境工程专业的对接,突出环境工程特色,注意把理论知识与环境工程实际有机结合起来,体现了有机化学来源于生活,服务于生活,让学生亲身感受到有机化学知识并不陌生也不抽象,而是存在于我们的日常生活中,极大地激发了学生学习热情。

    二、丰富教学内容,调动学生兴趣

    为适应环境专业的发展要求,合理利用有限的教学时间来提高教学质量,为将来培养合格的高素质应用型人才,我尝试在教学内容方面进行大胆的改革。教学过程中突出专业特点,在内容上尽量少而精。抓住有机知识内容特点,以“结构决定性质”为主线,把有机物的性质和能发生的化学反应串联起来,精简课程并举一反三;把各类有机化合物对环境的影响列成表格,根据实际教学情况不断补充或选用表中内容;关注当前学科发展的新进展、新方法和新成果,将最新的信息传达给学生;在教学过程中根据章节内容及时增加一些内容,如在讲授顺反异构体时,介绍顺-二氯二胺合铂的抗癌性能,这样增加学生对抽象知识的理解,也改变了学习的枯燥味;在讲授苯的结构时讲述凯库勒发现苯结构经过的故事;在醛酮性质及制备的教学过程中,介绍乌尔夫一凯席纳一黄鸣龙还原法的发展过程,使学生了解化学家们的伟大功绩和重要史实,学习他们锲而不舍的科学精神。通过丰富有机化学课堂内容,让课堂就会充满活力,从而激发起学生学习有机化学的兴趣,充分调动其学习积极性和主动性,使教学质量不断提高。

    三、引入现代化教学手段,激发学生兴趣

    现代化教学手段如多媒体等具有能将文、像、图、动画有机组合在一起,文字清晰、易于接受的特点,能有效地解决环境工程专业有机化学教学存在的课时少、内容多的问题。因此我们在主讲有机化学课程时,根据教学内容制作了有机化学多媒体课件,并应用与教学过程中。理论教学中的多媒体演示把一些复杂的结构,如分子的空间构型等,通过三维动画、视频图象等手段形象地展现出来,使学生的多种感官受到刺激,从而全方位地获取信息,有利于学生理解的有机化学的反应机理、空间结果及反应历程,这样节约教学时间的同时充分调动了学生学习的积极性。在实验过程中,基本操作实验通过多媒体反复演示,为学生提供感性材料,达到使他们的操作规范化;在综合、设计性实验,结合多媒体教学对实验原理、方法等进行集中讲解使实验过程更加形象、直观。这种多媒体直观形象教学法不仅提高了教学质量,而且培养了学生的创新能力。对于那些易于接受新鲜事物却有缺乏学习积极性的低分学生来说,多媒体课件的应用更能调动他们的学习积极性,从而提高他们的学习兴趣。

    四、注重实验教学,培养学生兴趣

篇9

关键词:微型有机化学实验;传统有机化学实验;科研能力;培养;本科生

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)51-0243-02

科教兴国战略已经成为当前高等院校教育改革的一个重要目标。有机化学实验是化学化工专业本科生的一门专业必修课程,目的是让学生熟练掌握有机化学实验基本操作技能,培养学生发现、分析和解决问题的实践能力,使其具有良好的科研素质。当前化学实验特别是有机化学实验已经成为高校新的污染源,随着高校招生规模的不断扩大,导致有机化学实验药品的用量急剧增加,化学实验教学成本不断上升。因此,对于本科生科研能力的培养和对有机化学实验课程的改革已经刻不容缓。

一、传统有机化学实验课程存在着以下不足之处

1.实验教学手段的过于陈旧,阻碍了本科生创新能力的培养。传统有机化学实验是预先将实验目标、基本原理和操作步骤以及注意事项设计好,学生只需要按照上述规定的方法进行操作即可。这种实践教学的培养模式只是让学生对现有实验方法的一种验证,但由于学生在整个实践过程中都处于被动地位,因此不利于学生的主动思考与自由探索。

2.实验过程中会造成对环境的污染,违背了绿色化学的发展要求。常量性质实验和制备实验是传统有机化学实验的主要核心内容,易挥发性溶剂和毒性试剂的使用偏多,实验过程中大量的废气、废液、废渣的产生是不可避免的,因此容易造成环境的污染和资源的浪费。

3.传统有机化学实验主要以验证性实验内容为主,学生只要按照实验教材所写的实验方法进行操作即可,不利于提高学生科研思维的培养以及分析问题、解决问题能力的提高。

科教兴国战略与质量工程建设的实施对高校人才实践能力的培养提出了更高的要求。微型有机化学实验作为一种经济、安全、高效、低污染的新型实验技术手段,其社会效益和经济效益都是显而易见的,在大力倡导建设节约型社会的今天,对微型有机化学实验的重点推广尤为重要,因为它符合“绿色化学”的发展要求的同时,也为本科生科研能力的培养提供了有力保障。微型制备实验把合成产物的数量控制在不超过后续测试的需用量作为一项原则。在满足实验所需获取的化学信息要求的同时,尽可能地使原料试剂的用量大幅度地降低,减少了化学反应对环境的污染。这种微型制备方法,非常规化学实验的简单缩小,大部分是近代科研方法的模拟,将合成与鉴定结合在一起。通过由常规到微型实验方式的演变,使学生体会到如何利用有机化学反应基本原理来重新设计、改造、组合各种仪器装置,以满足不同的实验要求。

二、与传统实验课程相比,微型有机化学实验课程教学具有如下特色

1.微型有机化学实验课程坚持以人为本的原则,塑造绿色化学的环保理念。实验内容上秉承传统方法与实践创新知识相结合,在保留基本实验技能培养和经典有机合成实验内容的同时,将不断发展中的有机化学新技术、新理论、新方法以及最新的科研成果引入实验教学课程体系中,扩充了基础实验、综合实验、设计实验和创新型实验等相关内容。

2.拓宽了学生的知识面,加强了对实践课程教学最新进展的及时掌握。微型有机化学实验不仅缩短了反应时间,而且还能够充分发挥环境资源的效能,使学生全面地了解研究对象的性质和规律。还有益于师生身心健康的培养,学生环保意识加强以及绿色化学理念的建立。

3.由于微型有机化学实验试剂用量较少,能够有效避免传统有机化学实验过程中存在因试剂使用量大、原料价格昂贵、溶剂处理危险等问题,使得实验课程教学内容能够顺利开展,加强了学生动手能力的培养。

三、微型有机化学实验课程素质的培养主要体现在以下几个方面

1.有利于本科生科研意识的培养。科研意识的培养主要考查学生对科研信息的全面收集、综合分析、正确判断以及积极实施的能力。微型有机化学实验是有效途径。要求学生做好实验预习工作是培养学生科研意识、提高实验教学质量的关键。实验预习报告除了包括基本原理、操作步骤、实验装置图以及实验可能出现的现象和结果、实验操作要求学生充分地利用校园网图书馆的丰富资源,认真查阅相关资料,了解反应物、产物、溶剂等相关的理化性质、毒性以及注意事项,使学生养成主动掌握化合物性质的习惯。

2.有利于本科生实验技能的提高。微型有机化学实验是巩固基础有机化学实验基本操作单元,培养他们分析问题、解决问题的综合能力以及科技文献的查阅能力。改变学生实验过程中完全依靠老师的不良现象,更多地为学生提供独立设计和完成实验的机会。充分发挥学生的想象力和创造力,进一步提高学生的科研实践能力,以满足现代科技社会对化学专业创新性人才的需要。

3.有利于本科生创新能力的培养。传统的化学实验教学,学生往往是“按部就班”,由于有机化学实验条件的限制,学生独立完成化学实验的机会很少,通常由多人合作完成。微型有机化学实验的正确引入,使得实验仪器和实验试剂进一步微量化,为实验方案的重新设计和修订提供了一个更加广阔的空间。这对激发本科生的创造欲望和培养学生的创新能力具有重要意义。

4.有利于本科生绿色化学理念的建立。对于有机化学反应,尽量减少或避免使用产生有害物质的化学药品是绿色化学的核心内涵。它对化学药品的基本原则是不用危害品,减少用量,回收并循环利用。微型有机化学实验降低了化学试剂和药品用量,节约了化学实验教学经费的支出,具有良好的经济效益;同时减少了实验过程中“三废”的产生,降低了对实验室环境污染和易燃、易爆、有毒物质的排放。因此,在有机化学实验的教学过程中,给学生灌输预防化学污染的思想观念,有利于培养本科生绿色化学理念的形成。

5.有利于培养本科生严肃认真的科学态度。微型有机化学实验是对常规化学实验的重新设计和再实验,通过使用微量试剂获取尽可能多的化学信息,所以说微型有机化学实验并不是常规化学实验的简单缩小。因此,微型有机化学实验要根据具体实验内容进行精心的设计,由于试剂用量少,实验装置的尺寸相对较小,实验过程中容易引起反应物和产物的损失,这对反应产率的高低产生较大的影响。这就要求本科生必须具有扎实的实验操作技能和细心、严谨、认真的工作作风,使学生养成严肃认真、实事求是的科学态度。

6.有利于培养学生的团队合作精神。利用一些综合性很强的微型有机化学实验,例如多安排一些合作性较强的实验,带有研究性、探究性的实验以及综合趣味性的实验,这些实验单凭个人力量很难完成,需多人参与完成,让学生体会到团队协作的重要性。培养学生的团结意识和协作能力。通过取长补短,互相学习,充分发挥集体的智慧和力量取得成功。这不仅有助于调动学生的参与意识与表现欲望,而且有利于培养学生积极向上的心理素质。通过对实验中所遇到的问题的共同分析、思考与合作,建立起与他人良好的人际关系,增强了学生团体合作的精神,提高学生团队协作完成任务的能力。

四、微型有机化学实验存在的问题及措施

微型有机化学实验还处于起步阶段,需要摸索和探求,微型实验产品量少,做实验需要小心谨慎,特别仔细、认真,对称量仪器精度自然要求会比较高;微型实验操作难度较大,需要更细心、更高的实验技能和技巧,开始不容易掌握要求很精细的操作,需要用常规实验启发或者引导;此外,微型制备实验相对损耗大,易造成产率偏低,与生产实际偏离较大。所以在积极推广微型有机化学实验的过程中,要正确看待常规有机化学实验对本科生科研能力培养的积极作用。正确认识微型有机实验与常规有机实验的关系,合理安排两者比例。常规实验与微型实验各有所长亦各有所短,如何合理安排是关键所在。基于以上分析,我们认为微型化学实验和常规实验是相辅相成、相互补充、取长补短的关系,两者只有相互配合才能更好地提高有机化学实验教学质量,增强学生的科研能力水平。

总之,微型有机化学实验课程是将学生作为实验教学的主体,既注重实验理论知识和基本实验技能的强化,也重视学生科研能力和创新思维的培养,在实验教学中提高培养学生的创新意识,全面培养学生的科研综合素质。微型化学实验在教学实践中仍存在一些实际问题需要进一步解决。相信通过我们广大教育工作者的不断努力,一定能够使微型有机合成实验在基础化学实验教学中得到进一步推广,从而提高本科生的科研能力和创新意识。

参考文献:

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篇10

关键词:学习方法;自学能力;观察能力;动手能力

中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2015)12-0354-01

在教学中如何发展学生的智力、培养学生的能力。是当前国际上共同关心的教育理论问题之一。教学过程中到底教会学生什么?是"鱼"还是"渔"?是教学生还是教学生学?在有机化学部分的教学中,越来越明显地感觉到方法与能力培养的重要性。

1.教学过程与学习方法的培养

中学阶段,化学可分为有机与无机两大块,结束无机化学的学习,同学刚接触到有机化学,兴趣很浓。这时候,是再一次激发学生学习兴趣的最佳时期。也是进行学习方法与学习能力培养的最佳时期。在教完甲烷、乙烯、乙炔之后,我就总结出有机化学学习的一般规律与方法:结构性质(物理性质、化学性质)用途制法(工业制法、实验室制法)一类物质。

比如"乙烯"这一节的教学,我就打破书本上的顺序,先讲乙烯的分子结构。介绍乙烯分子的结构时,先由分子组成讲到化学键类型、分子的极性、空间构型;据碳原子结合的氢原子数少于烷烃分子中碳所结合的氢原子数引出不饱和烃的概念,得出乙烯是分子中含有碳碳双键的不饱和烃。再由其结构看其物理、化学性质,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、毒性等几个方面来思考;根据乙烯结构中化学键的特征――双键容易断裂讲乙烯的特征化学反应――加成反应、加聚反应,根据绝大部分有机物易燃烧的性质讲乙烯的氧化反应(补充讲乙烯能跟强氧化剂发生氧化反应)。再由乙烯的物理、化学性质来讲其用途并结合实际生活中的事例。如作有机溶剂(物理性质)、制造塑料和纤维(化学性质)等。最后对这一类含有碳碳双键的烃。介绍其物理、化学性质的相似性和递变性。

以后几节的教学,我都反复强调这样的学习方法:结构性质用途制法一类物质。到了讲烃的衍生物,我请同学自己站起来阐述这样的研究方法,我顺着这样的思路一点一点地讲下去,很清晰。学生自己掌握,复习时也就感觉到有规律可循、有方法可用。有机化学其实很好学,重要的是要培养学生学习方法,时时提醒学生。以后就是进入高一级学校,有机化学的学习与研究也采用的是同样的方法,这在一定程度上也激发了他们学习与探索的兴趣。

2.教学过程与能力培养

2.1 自学能力的培养。适应于有机化学的特点,在教学学习方法和知识的同时,我还加强了学生自学能力的培养。在学生基本上都掌握了有机化学的一般学习方法的基础上,我让学生自己阅读教材。自己总结。比如"乙醛"这一节,通过约20min的阅读,我就请同学自己列提纲,然后复述,重点围绕"乙醛的组成和结构是什么?有哪些物理性质(展示样品)、化学性质?由这样的物理、化学性质决定了它有哪些重要用途?工业上如何制取?这类物质(如甲醛)有哪些物理、化学性质?"进行教学,通过这样的训练,我觉得学生不但强化了方法,更培养了能力,特别是自学能力。

2.2 观察能力的培养。化学是一门以实验为基础的学科,在有机实验的过程中,我时时提醒同学要细致、全面,而且要有思维。比如实验室制取乙烯时,加药品的过程,温度计的摆放,实验中烧瓶、集气瓶内的变化,为什么要加石棉网、碎瓷片等等都应特别重视,不但要知其然,还要知其所以然。

2.3 动手能力的培养。在强调观察、思维能力培养的同时,我还特别注重动手能力的培养。比如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,要求其他同学注意观察并指出其错误。在演示完乙醇与钠的反应实验后,要求同学做钠与水反应的实验。有的同学竟用大块的钠并用手去拨。通过这些课堂实验,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,也很规范。提高了他们的动手能力。

2.4 记忆能力的培养。人类没有记忆就没有智力活动可言,"不记则思不起",没有记忆,思维、想象、创造就失去了基础化学是半记忆性学科,同样的教,同样的学,有的同学就是学得好,究其原因,其中一个主要的原因就是记得牢。因此在有机化学教学与复习中。我就重视记忆方法、记忆能力的培养。如:银镜反应生成物的配平。我就教学生"一二三"记忆法,即一水二银三氨;醇、醛、酸、酯的教学与记忆,我就提醒同学根据分子中官能团的异同对比记忆其化学性质:我还提醒同学根据实验现象进行记忆,如乙醛与氢氧化铜的实验有红色沉淀物(Cu2O)生成以帮助记忆这个反应。

3.解题技巧的培养