有机合成步骤范文
时间:2023-11-06 17:58:01
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篇1
[关键字]优势矿产 成矿条件 分布区域 找矿方向
[中图分类号] P577 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-1-97-2
红河州成矿条件优越,具有发现新的大型、超大型资源富集区的优越条件,是云南省最具找矿前景的地区之一。金平龙脖河铜矿、长安金矿、老集寨多金属矿等为近几年新发现的矿集区;现有开采历史悠久的老矿山,其深部、周边仍有发现新矿体和增加资源储量的巨大潜力。
1 优势矿产
根据已查明的矿产资源储量情况、产业基础及矿产品在国内外市场的竞争能力等综合因素,锡铜铅锌镍金银锰煤为红河州的重要和优势矿产。
2 成矿条件、主要分布及找矿方向
2.1 能源(煤)矿产
红河州煤炭资源丰富,煤类齐全,资源总量占全省各地州的第三位,具有举足轻重的地位。区域上主要分布于牛首山古陆以南,川滇古陆东侧,越北古陆北端北、西边缘之间区域内的弥勒、泸西、开远、蒙自一带。蕴藏着晚二叠世、晚三叠世、晚第三纪、第四纪四个成煤时代的煤炭资源,以成因类型特殊适合露天开采的晚第三纪褐煤为主,矿区规模大、煤层较稳定的晚二叠世煤次之,晚三叠世煤零星分布且不稳定,第四纪泥炭分布于坝区河、湖低洼地带,以淤积残留湖沼泽成矿条件最好。
目前州内各类成煤盆地仍是今后的主要找煤方向,根据开发条件及煤炭需求,近期内的勘点区为:圭山煤田、小龙潭煤矿区、弥勒跨竹煤矿区、弥勒竹园-朋普煤矿区、屏边西土依-蒙自水田煤矿区的深部及。
2.2 有色金属矿产
2.2.1 锡矿
主要集中分布于个旧矿区。个旧超大型锡多金属矿床的形成与矿区所处的大地构造环境和强烈的构造-岩浆成矿地质作用密切相关,北东向的五指山复背斜和贾沙复向斜是矿区主要的控岩-控矿构造,亦控制了个旧东、西两大矿区和七大矿田的展布格局。东部矿区是锡多金属矿床的主要分布区,集中了矿区锡多金属矿床探明储量的95%以上,分布有马拉格、松树脚、高松、老厂、卡房五大矿田;西部矿区分布有牛屎坡、陡岩两个矿田。
找矿方向分析:个旧矿区是地质工作和研究工作程度相对较高的地区,并形成了我省重要的锡工业基地。下步找矿力争在老矿山深部及有较大的突破。
2.2.2 铜、镍矿
主要集中分布于金平地区。铜镍矿床处于哀牢山基性岩,超基性岩带,基性岩-超基性岩体既是铜镍硫化物的母岩,又是矿体的直接围岩。矿床类型主要为:(1)产于环形构造与北西向线性构造相交部位,赋存于分异较好的基性-超基性岩体中的岩浆型铜镍硫化物矿床。(2)火山岩型含铜细碧-角斑岩铜矿床。(3)超基性岩体经风化-淋滤作用富集形成的硅酸镍矿。
找矿方向分析:红河州的铜矿床类型主要有:岩浆熔离型铜镍矿床(金平白马寨)、斑(玢)岩型铜矿床(金平龙脖河)等。从成矿条件和矿床规模分析,在一定时期内的铜镍硫化物矿找矿方向主要集中在金平白马寨-营盘街-新安里地区、硅酸镍矿主要在红河西部苏尼都红一带、铜矿为元阳哈播-金平老集寨、金平龙脖河地区。
2.2.3 铅锌银矿
主要分布于红河州中南部的建水、蒙自、红河、绿春、金平。著名的有蒙自白牛厂、建水荒田、红河阿扒、绿春马宗、金平老集寨等矿床。白牛厂铅锌银矿床位于华南褶皱系西部,赋存于白牛厂背斜与薄竹山花岗岩隆起带的交汇部位,控矿因素主要为层控、隐伏花岗岩及花岗斑岩、断裂构造等。荒田铅锌银矿床处于滇东南台褶带与扬子准地台交接区的西端,成矿作用以火山气液为主,矿体与火山岩有成生联系,层位稳定,受层间剥离空间所制。如图一。
找矿方向分析:红河州的铅锌银矿类型主要有:矽卡岩型矿床(蒙自白牛厂),海相火山作用有关的(建水荒田)。主要的找矿远景区有:蒙自白牛厂深部及地区,建水荒田-石屏大冷山,红河阿扒-绿春马宗、阿东-金平老集寨成矿带等。
2.3 贵金属(金)矿产
红河州金矿主要集中于哀牢山成矿带,主要分布于南部的金平、元阳。典型的矿床有金平长安冲金矿,元阳大坪金矿等。
金矿成因类型主要有:基性-超基性岩蚀变热液型、变质热液型、次火山热液型、中酸入岩热液型、河流冲积型、风化型等类型。
区内的主要断裂和褶皱均呈北西向,部分断裂两侧可见宽数十至上百米的糜棱岩化动力变质带,断裂构造斜贯全区。
区内矿床多为由基性火山岩提供成矿物质,在区域动力热流变质作用下,变质热液使金活化、转移,在有利的理化环境和适宜的构造部位成矿;成因类型属变质热液型矿床。如图二。
找矿方向分析:红河州的金矿类型多,分布广泛,但重要的独立原生金矿有哀牢山成矿带产出的构造蚀变岩型金矿,同时与斑岩铜矿中的伴生金也能形成较大的规模。因此,重点找金方向是:哀牢山地区。具体的找矿远景区有:元阳大坪金矿-金平铜厂地区,元阳哈播-绿春牛孔地区。
2.4 黑色金属(锰、铁)
(1)锰:主要分布于红河州中南部的建水、蒙自。著名的有产于中三叠统法郎组碳酸盐岩中的碳酸锰矿床-锰帽型"白显式"锰矿床。如图三。
"白显式"锰矿的成矿全过程是:原始沉积(锰贫矿)区域变质和接触变质叠加改造(只发生某些矿物相的转变)矿床的强烈氧化(锰帽型富锰矿床形成)的成矿模式。
找矿方向分析:①个旧-建水成矿带:建水白显锰矿成矿地质条件优越,通过进一步成矿规律和成矿模式的研究,在老矿山深部及寻找与"白显式"锰矿相类似的隐伏锰矿床。②砚山-蒙自成矿带:在其深部及寻找与"斗南式"锰矿相类似的隐伏锰矿床。
(2)铁:红河州铁矿主要集中于哀牢山变质带内,分布于州境南部的金平、元阳。典型的矿床有棉花地钒钛磁铁矿,成因类型为岩浆分异型。如图四。
找矿方向分析:红河州的铁矿类型主要为哀牢山变质带内岩浆分异型的钒钛磁铁矿,具一定的规模。重点找铁方向是:州南部哀牢山变质带地区。具体的找矿远景区有:金平棉花地一带,包括弯河、大坡、马鞍山3个矿区的深部及。
3 成矿远景区和找矿靶区
3.1 成矿远景区
(1)元阳大坪金矿;(2)金平铜厂-勐拉-元阳哈播金铜成矿带;(3)个旧锡多金属矿区;(4)弥勒大水塘煤矿成矿区;(5)石屏大冷山-建水虾洞铅锌银铁矿成矿区;(6)蒙自白牛厂锡(钨)铅锌银锰矿成矿区;(7)屏边西土依-蒙自水田煤矿成矿区;(8)弥勒竹园-朋普盆地煤矿成矿区;(9)弥勒跨竹煤矿成矿区。
篇2
关键词:催化剂;介质;有机电合成
中图分类号:O621.3 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)08-0-01
目前,绿色合成研究的方向是清洁合成、提高反应的原子利用率、取代化学计量反应试剂、新的溶剂和反应介质、危险性试剂替代品、充分的反应过程、新型的分离技术、改变反应原料、新的安全化学品和材料、减少和最小化反应废弃物的产生等。绿色合成的目标已为有机合成实现绿色合成指明了方向。近年来,实现绿色合成的研究工作在不断进行,几种可行的途径已隐约可见。
一、使用环境友好催化剂,提高原子利用率
有机合成中,减少废物的关键是提高原子利用率,所以在选择合成途径时,除了考虑理论产率外,还应考虑和比较不同途径的原子利用率。
如二联苯的合成,常规方法是以PdC12为催化剂,以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行,但操作过程较为复杂,原子利用率低。若以具有高反应活性的GaP纳米晶为催化剂,就可以直接以苯为原料,一步合成得到二联苯。
再如对硝基苯甲酸乙酯的合成,常规方法是以浓硫酸为催化剂来合成的。这种方法,虽然催化剂(浓硫酸)价廉、活性高,但反应复杂,副产物多,且浓硫酸腐蚀设备、污染环境。如果以价廉易得、性质稳定安全的苯磺酸为催化剂来合成就可以克服这些缺点,且产率可达98.6%。
可见,在有机合成中,选择合适的、环境友好的催化剂,则可以开发新的合成路线,缩短反应步骤,提高原子利用率。
二、使用环境友好介质,改善合成条件
传统的有机合成中,有机溶剂是最常用的反应介质,但是有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。理想的有机合成,可以水为介质进行;可用超临界液体为介质进行;可在无溶剂存在下进行;可以离子液体为介质进行等。
①在有机合成中,用来代替有机溶剂是一条可行的途径。这是因为水是地球上广泛存在的一种天然资源,它价廉、无毒、不危害环境。尽管大多数有机化合物在水中溶解性很差,且易分解,但研究表明有些合成反应不仅可以在水相中进行,而且还具有很高的选择性。最为典型的例子是环戊二烯与甲基乙烯酮发生的D-A环加成反应,在水中进行较之在异辛烷中进行速率快700倍。
②超临界流体是当物质处于其临界温度和临界压力以上所形成的一种特殊状态的流体,是一种介于气态与液态之间的流体状态。这种流体具有液体一样的密度、溶解能力和传热系数,具有气体一样的低粘度和高扩散系数,同时只需改变压力或温度即可控制其溶解能力并影响它为介质的合成速率。在有机合成中,CO2由于其临界温度和临界压力较低、且具有能溶解脂溶性反应物和产物、无毒、阻燃、价廉易得、可循环使用等优点而迅速成为最常用的超临界流体。
③固态化学反应的研究,使有些反应可在无溶剂存在的环境下进行,且比在溶液环境中的反应能耗低、效果更好、选择性更高,又不用考虑废物处理问题,有利于环境保护。例如,手性1,γ联二萘酚的合成,常规方法是由β萘酚与FeC13在液相氧化偶联制得,但会产生醌类副产物。而以FeC13-6H2O为氧化剂反应就可以在固相进行,且可得到产率为95%的联二萘酚。
④离子液体,简单地说就是安全离子组成的液体。目前研究最多的是在室温左右呈液态的含有机正离子的一类物质。例如,含N-烷基咪唑正离子的离子液体等。它们不仅可以作为有机合成的优良溶剂,且具有难挥发等优点,对环境十分友好。
三、采用洁净的有机电合成
电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂,且通常在常温、常压下进行,所以在绿色合成中独具魅力。例如,实现自由基环化反应,常规的方法是使用过量的三丁基锡烷,过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。然而,利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂进行催化反应,可在温和、中性条件下完成。
四、运用高效的多步合成技术
在药物、农用化学品等精细化学品的合成中,往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成,近年来,研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应,使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行,无需分离出中间体,又不产生相应的废弃物,和环境保持友好;后者是涉及至少3种不同原料的反应于同一反应器中进行,而每步反应都是下步反应所必需的,而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中,这是一类高效的合成方法。
五、发展和应用安全的化学品
发展和应用对人和环境无毒、无危险性的试剂和溶剂,以及其他实用化学用品,是实现绿色合成最直接的一环。可以采取适当的手段使某一分子的毒性降低而不影响其功能。例如,腈类化合物的毒性,认为是由于腈类分解而生成氰离子产生的。若将腈的α位进行取代,使其难生成自由基而不产生氰离子,则可使毒性降低,而反应功能不受影响。又如,人们开发的新型化工原料碳酸二甲酯,以其较高的反应活性和低微的毒性,代替了剧毒的光气和硫酸二甲酯,从而被誉为21世纪的“绿色化工原料”。
总之,绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成,但真正发展还需要从观念上、理论上、合成技术上等,对传统的、常规的有机合成进行不断的改革和创新。
参考文献:
篇3
关键词:有机合成;教学设计;高三复习
一、设计理念
高三复习课不是“炒冷饭”而应该是“蛋炒饭”,教师应该让每一位学生不仅从知识上得到发展,更主要的是帮助学生学会从不同的角度对所学知识进行分析,调动学生的积极性,使学生主动参与到复习中来,让学生对以往所学的知识有更深层次的理解。
《有机合成》教学设计主要分为两部分,一是通过“阿司匹林缓释片”合成路线的分解让学生对有机合成的分析方法(逆合成分析)、合成关键(碳骨架的构建、官能团的引入与转化)以及合成路线的选择进行归纳整理;二是通过“阿昔洛韦”中间体的合成让学生对有机合成题中信息的提取、分析、应用进行总结提升,培养并提高学生综合运用题给信息解决实际合成问题的能力。
在实施的过程中,通过对考试说明及近三年高考情况分析,目标引领,激发了学生“我要学”的主动性;通过学生预习案的展示、评析、补充、完善,促进学生积极生成,让学生在宽松的氛围中充分暴露真实问题,突出学生在教学中的主体地位,展现学生“我能学”的主体性;通过学生对试题的分析,给予充分的展示机会,表达自己的所思所想,张扬学生的个性,体现学生“我会学”的开放性;通过学生质疑、释疑,让学生带着问题探究,与学生进行对话解决这些问题,在已有知识上对新的知识进行整合建构,保证课堂活动的有效性和必要性。
二、背景分析
简单有机物的合成路线流程设计是江苏省高考的特色,在近三年高考中均有所涉及,有机合成内容的考题充分考查了学生的信息素养。通过对试题分析,学生对这类题的得分率较低,究其原因,主要有以下几个方面:一、官能团的引入与转化生搬硬套,不能灵活应用;二、对题给的信息不能很好地提取、分析和应用;三、合成思路狭隘,表达不规范。近三年高考考查情况统计如下(表1):
表1 2011年-2013年江苏省高考化学试题中简单有机化合物的合成考查统计表
[年份题号考查的主要问题分值难度201117(5)含苯环有机物的合成,信息提取(碳链增长)5分较难201217(5)含苯环有机物的合成,信息提取(开环加成)5分中等201317(5)环状有机物的合成,信息提取(碳链增长)5分中等]
从近三年统计情况来看,环状化合物的合成,信息提取在高考中重现率100%。
三、知识结构
有机合成是指利用简单易得的原料,通过有机化学反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。通过有机合成的教学能帮助学生有效的复习和巩固有机物的结构和性质,并能通过对综合性问题的分析和解决让学生深刻体会有机化学的学习方法。解答有机合成试题的关键在于熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质及相互衍生关系以及重要官能团的引进和消去等基础知识,选择合理而简单的合成路线。有机合成的考查知识与能力要求如下图(表2)所示:
表2
四、教学设计
(一)教学目标
知识与技能:学会常见的官能团引入与转化的一般方法;能利用不同类型有机化合物之间的转化关系设计合理路线合成简单有机化合物。
过程与方法:通过“阿司匹林缓释片”合成路线的分解培养学生研究有机化学的方法和思想;通过“阿昔洛韦”中间体的合成培养学生的信息素养。
情感态度与价值观:通过生活中实例,让学生感受有机合成与人类生活紧密相连,尤其对制药业的贡献,培养学生科学价值观。
(二)教学重难点
教学重点:掌握键的变化和官能团转换的技巧,学会设计合理的有机合成路线。
教学难点:有机合成中信息的采集、转化及应用。
(三)教学设计
【课前预习案】
常见官能团的引入与转化一般方法
[官能团引入转化(反应类型)>C=C<-X-OH-CHO-COOH]
乙烯是一种重要的化工原料,从乙烯出发,请写出由乙烯合成乙酸(尽可能多)和乙二醇的合成路线图。合成路线流程图示例如下:
由异丁烯合成甲基丙烯酸的过程。
通过预习案的完成,你还有哪些问题,请记录下来。
设计意图:课堂预习案的内容设计旨在为课堂导学案的完成扫清障碍,问题设计都是围绕课堂教学的内容,学生通过预习案的完成,对常见官能团的引入与转化、有机化学的主线即“烃卤代烃醇醛酸”的转化过程有更清晰的认识。
【课堂导学案】
活动单元一:有机合成基础
【例题1】阿司匹林缓释片是一种解热镇痛抗炎药,同时也是一种抗血小板药,其结构如下图所示。
问题1:1mol该物质消耗________molNaOH,合成该物质所需要的最简单的基础有机物质可能是什么?试写出结构简式。
设计意图:从目标产物出发,倒推一步寻找上一步反应的中间体,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物,依次倒推直至基础原料,这就是有机合成的一般思路――逆向合成分析法。
问题2:见预习案2
设计意图:通过乙烯合成乙二醇路线设计让学生体会单官能团转化为双官能团的方法。通过乙烯合成乙酸不同路线设计,投影展示部分同学的预习案,生生交流,师生共同总结,得出有机合成路线评价的一般原则:绿色性、科学性、可行性、简约性等。
问题3:见预习案3
设计意图:通过合成路线评析,让学生体会有机合成的关键是通过有机反应构建目标化合物的分子骨架,并引入或转化所需要的官能团。同时对预习案中常见官能团的引入与转化共同完善,对有机合成的知识整合建构。
问题4:如何由邻甲苯酚来合成水杨酸呢?
【信息提示】目前合成水杨酸的方法之一流程如下:
其中步骤①③的作用_______________
设计意图:由邻甲苯酚来合成水杨酸对于学生来讲有难度,通过信息提示的形式让学生意识到在选择合成路线时需要注意的问题比如:注意官能团相互转化时的保护和还原,官能团引入的顺序等。
活动单元二:以信息为载体的有机合成
【例题2】(2013南通三模节选)莫沙朵林是一种镇痛药,它的合成路线如下:
(5)已知:。化合物是合成抗病毒药阿昔洛韦的中间体,请设计合理方案以为原料合成该化合物。
设计意图:通过典型例题分析(学生分析),让学生意识到有机合成在高考中的考查是以信息为载体的,而信息的摄取主要从两个方面,一是已知信息,二是隐藏在流程中的信息。让学生体会有机信息的处理的一般流程:提取信息分析信息应用信息,而信息的提取与反应机理的分析是解决有机信息问题的关键。
【反思质疑】通过本堂课的学习,你还存在哪些问题,提出来共同解决。
设计意图:通过反思质疑来解决学生在预习和课堂上存在的问题,让学生解决在学习过程中包括预习过程中的存在问题,真正让学生成为课堂的主人。
五、教学反思与评价
反思整个教学过程,个人认为还存在着以下三点不足:一、对第二部分的处理略显仓促,整个课堂留给学生质疑的时间偏少;二、对学生的“放手”程度还不够,比如:例题1中四种基础有机物质的寻找完全可以放手让学生去完成,但是由于我的层层设问,降低了学生对问题思考的难度和深度;三、对整个课堂的把握,驾驭课堂的能力还有待加强,比如:当学生提出有机合成的关键“注意官能团转化时条件对其他官能团带来的影响”,我没有因势利导回到问题2的分析,导致“为整理而整理”,略显脱节。
南通市教研员沈主任这样评价:传统的有机合成复习课从正向合成、逆向合成、向中合成三个角度分析,但是这堂课跳出了这样的条条框框,能从教师的教向学生的学转轨,从教师合成的课向学生合作的课在转变,不但教师设计精妙,而且学生学得精彩,符合学生可持续发展的原则。从教学本质来讲主题的出示,思路的分析,解题的关键的指导到学生在信息上的提取都很好,并且能从高考层面去理解合成原理,和学生一起研究,一起学习,课堂上学生参与度高,发言踊跃,思维饱满,教师点拨充分,教学目标达成度好。总之,站在学生的角度去复习,这样复习效果好,整个课堂符合如东中学提出的“生态・生长”的主题课堂特色。
如皋石庄中学陆校长这样评价:导学案设计合理,特别是预习案的设计让学生对知识有着充分的准备,在教学过程中教师充分调动学生的多种感官,特别是对学生练习的展示,暴露了学生的思维,加深学生的体验,学生学得主动、生动、灵动,在整理归纳过程中,教师与学生情感的交流,思维的碰撞,真正实现了教学相长和共同发展。
[参 考 文 献]
篇4
关键词:信息加工理论;有机合成;信息加工;策略
文章编号:1008-0546(2015)10-0033-06 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.013
《普通高中化学课程标准(实验)》、江苏高考考试说明(化学),江苏省普通高中学业水平测试(选测)都提到重点考查学生的信息获取与加工能力,要求学生具备能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息,并与已有知识整合,在分析评价的基础上应用新信息。[1]高考中,有机合成题以新信息为背景,考查学生信息的获取、加工、整合、迁移应用的能力。题中信息新颖、陌生,是高中有机知识的拓展、延伸,是大学有机知识的下放、改动,是科技生产合成原理的回归、利用,是“08高考方案”的考点、热点。所以,在高三复习教学中,应培养学生整合新信息与元认知结构中经验知识,运用有用、有效信息和知识解决陌生问题的能力。
一、 信息加工(Information Processing简称IP)理论核心
国际化学奥林匹克(IchO)培训大纲中将信息加工列为首项能力并定义信息为“对文字、图形、直接和间接获得的各种感性和理性认识”;加工是指对信息的寻找、选择、整理、储存、重组、应用、预测、评价等。[2]信息加工即IP是认知过程的本质,包括对信息的接受、存储、处理、传递、迁移运用等过程,是人脑加工外界刺激的过程,是指信息提取、转换、重整、精细加工和组织,[3]是知觉、注意、表象、记忆、思维、言语、推理、问题解决等心理过程[4]。通过了解学生的信息加工心理过程,可以了解学生是怎样学习、记忆和使用知识,了解学生是如何整合新旧知识、灵活迁移运用信息。
美国教育心理学家加涅(Rert Mills Gagne)是信息加工理论的代表人物,他根据信息加工过程及心理过程,研究人是如何学习的。他的观点是“学习是学习者所面临的刺激通过一系列内部构造被转化、加工的过程”。要解决学习问题,需要清楚学生的信息加工方式即对信息的心智加工方式。信息加工将新知识与旧知识进行联结,以元认知结构中的先行组织者为基础,进行同化,从而学习新知识,把新知识内化到元认知结构中,达到新旧知识的整合。
二、有机合成真题分析及信息
1. 有机合成真题分析
有机合成综合性强,考查基础知识面宽,重视考查学生的思维能力和整合新旧知识、灵活迁移运用的能力,要求学生要具备较高的信息加工能力。
例:(2015江苏,17)化合物F是一种抗心肌缺血药物的中间体,可以通过以下方法合成:
(1)~(3)略
(4)已知:[RCH2CN[] [H2][催化剂,]RCH2CH2NH2],写出以[HO OH] 为原料制备 [O] [CH2NH2]的流程图。
[分析]仔细审题,加工流程中信息及已知信息,剔除干扰、无用信息,发现解题的突破口是官能团的性质、有机典型反应类型、特定条件。
仔细观察原料和产物的关系,发现目标产物中环中碳原子数和原料中相同,在环外多了1个碳原子和1个氨基,产物中环上有1个氧原子而原料中有2个氧原子。通过逆向思维,利用[RCH2CN[] [H2][催化剂,]RCH2CH2NH2],推知产物的原料是 [O] [CN];根据题中流程发现C到D,氯原子在NaCN条件下被氰基取代,则 [O] [CN]的原料是 [O] [Cl];观察 [O] [Cl]与原料关系, [O] [Cl]可通过[HO OH] [Cl]分子内脱水制得,也可以通过 [O]与HCl加成制得;[HO OH] [Cl]由原料和HCl加成制得; [O]由原料在浓硫酸、加热条件下分子内脱水制得。逆向推断完成后,再正向写出流程,各步骤标出准确的反应条件。
有机合成不仅考查学生已有经验知识,更倾向于考查学生新旧知识的整合能力。题中提供的新信息几乎都能用到,在合成过程中甚至需要到流程中挖掘有用、有效、陌生信息解题。该题型考查学生的基本知识和基本技能、官能团的性质和反应类型、信息加工敏锐性和灵活性、思维的有序性和整体性、综合分析应用能力。
2. 有机合成真题及信息
以2009~2014年有机合成真题为例,分析题中的信息并进行归纳,总结有机合成题考查的旧知识、新知识。
通过2015年有机真题分析、2009―2014年信息统计,发现有机合成重点考查烯烃、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯之间的转化及典型反应(取代、加成、氧化、还原、消去反应等),考查学生信息获取、加工能力,元认知结构知识与新知识的同化能力及迁移运用能力。有机合成重在于感知、编码、输出信息。学习者需要具有条理性、整体化的有机知识,能灵活、敏捷、准确地获取试题所给相关信息,把已有经验知识和新信息进行整合,分析评价信息并应用新信息解题。
三、 信息加工策略
流程中信息较多,需要进行简约、转换、类比、评价,去掉无关、干扰信息,采用有用、有效信息进行有机合成。面对熟悉的官能团陌生的有机物,通过信息加工,把陌生问题情境转化为熟悉的问题情境,新旧对比,处理问题。处理问题过程中不但要建构元认知结构,还要突破学生的认知冲突,即同化旧知与新知。
1.信息“序化、简约”加工
任何体系都是由若干个相互联系、相互作用的要素构成,要素组合有序、恰当、严密。各有机物按照官能团转化关系联系起来,形成有序的知识体系。在有机合成中,观察目标产物与原料的关系,寻找结构和组成的相同点和不同点,根据结构不同点、官能团变化特点、反应条件及类型,采用逆向思维方法,依次有序的往前推原料,一直推到起始原料,在推断过程中,使思维有序,简约信息,删除干扰信息,合理利用已知信息、流程中信息、元认知结构中旧信息。
如:2015江苏高考有机流程中醇羟基在SOCl2作用下被氯原子取代,引入氯原子;该有机合成中也需要引入氯原子,但不是醇羟基被氯原子取代,而是原碳碳双键的碳原子上引入氯原子,即碳碳双键与氯化氢加成引入一个氯原子,所以该题中醇羟基被氯原子取代是干扰信息。
信息“序化”加工,思维有序,使信息条理化、网络化、系统化,便于记忆、利用,达到不重、不漏。信息“简约”加工,突出问题主干,使信息逻辑化、简明化、清晰化,便于识别、提取、运用信息,达到快捷、有效。
2. 信息“编码、转换”加工
记忆分为短时记忆和长时记忆,在外界信息刺激下,信息进入短时记忆,若不及时思考和复述,信息很快从短时记忆中消失。通过编码,信息进入长时记忆,保留较久。编码包含维持性复述(一遍又一遍的背诵)和精致性复述(改变某种方式转换信息)。编码越清晰,分类越明确,记忆越牢固,信息提取越容易。如乙醇分子间脱水成醚的条件是浓硫酸、140℃,分子内脱水成乙烯即消去反应条件是浓硫酸、170℃;二元或多元醇分子内脱水可以成烯烃也可以成醚,与反应条件有关。通过编码,分清条件,能准确判断产物。
面对生疏信息,用熟悉方式描述,就是转换信息。如[RCH2CN[] [H2][催化剂,]RCH2CH2NH2],仔细观察该反应,从加氢去氧角度看,这是还原反应;从碳氮三键变成单键看,这是加成反应。如面对[R-CHO[] [(1)HCN][(2)H3O+]R-CH-COOH] [OH]反应,学生茫然,不知所措。该反应先是碳氧双键与HCN亲核加成(与碳碳双键与HCl加成相似),-CN在酸性条件下转化为羧基。通过转换,问题由陌生到熟悉、复杂到简化、未知到认识、高层到低层。在问题解决过程中,灵活利用转换方式,便于快捷解决问题。
信息“编码”加工,记忆牢固,使信息清晰化、明确化、准确化,便于寻找、选择,达到不乱、不混。信息“转换”加工,描述方式明了,使信息熟悉化、简明化、容易化,便于处理、应用,达到简化、准确。
3. 信息“同化、类比”加工
美国著名的教育心理学家戴维・奥苏贝尔(DavidP.Ausubel)认为有意义学习在于新旧知识的同化,新信息的习得取决于认知结构中已有的相关概念。根据已有知识基础和“最近发展区”,寻找新旧知识的联结点,就能有效实现知识的迁移。
如(2012江苏,17)以[ ]和 [O]为原料制备[ ] [N] [Cl][Cl] ,观察原料和产物的结构、组成,发现产物的苯环上连结氮原子,这与苯的硝化有联系。苯的硝化转化为硝基苯,利用新信息(新旧知识的联结点),进一步进行合成直到最终目标产物。
类比是推出事物之间相似性或相同的一种思维方式。王祖浩教授提出“类比是化学问题解决的思维工具”。面对陌生物质,寻找官能团,与对应熟悉的有机物性质和反应类型类比,深化旧知与新知的理解。
如(2011江苏,17)以苯酚和乙醇为原料制备[OCH2COOCH2CH3] 。仔细观察产物,发现产物中含有酯基,类似于乙酸乙酯,从而推出[OCH2COOCH2CH3] 的原料是乙醇和[ ] [OCH2COOH],而[ ] [OCH2COOH]的性质与乙酸相似,再结合题中信息就能很快进行合成。
信息“同化”加工,新旧联结,激活旧信息,融合新信息,使知识扩大化、网络化。信息“类比”加工,分析比较,是“特殊到一般,一般到特殊”逻辑过程,是信息处理的快捷路径。
4. 信息“迁移、评价”加工
迁移是信息灵活运用的一种能力。迁移的前提是元认知结构的稳定性和清晰性。稳定性为习得新信息提供固着点,清晰性为习得新信息提供方位点,稳定和清晰的知识能实现信息的有效迁移。如各种有机物之间的转化关系、反应条件、反应类型在头脑中稳定而清晰存在,通过同化、类比,实现信息的正迁移。
信息评价是对获取信息的评定并决定是否利用的过程,是从多个信息中寻找出有价值、有效的信息的过程。信息评价综合性强,包含信息的隐显及因果关系的合理性、信息的可靠性、便捷性等。
如(2014江苏,17)以[CH2CHO] 为原料制备[CHCOOH] [CH3]。从原料与产物的结构看,产物比原料多了一个碳原子,醛基变为羧基。在学生已建立的认知结构中:醛基能氧化为羧基,但是这与多一个碳原子没有必然联系。在阅读流程时发现引入氰基能增加一个碳原子,且氰基在酸性下,转化为羧基;氰基引入的方法是溴原子被氰基取代;溴原子引入的方式有烃的溴代、烯烃加成或流程中[ [③]信息;原料是苯乙醛,与氢气加成后是苯乙醇,与C结构不同;经过评价,苯乙醇通过消去反应转化为苯乙烯,苯乙烯再与HBr加成,是该合成中有效引入溴原子的方法。
信息“迁移”加工,灵活运用,提高学生的灵活性、变通性、创新性,发展求异思维和发散思维水平。信息“评价”加工,认知清晰,使思路清晰、简洁,信息合理、可靠。
有机合成特点是信息化,考查学生信息加工能力。在平时复习教学中,通过信息题练习,培养学生感知、获取、加工信息的能力。新信息较多,整合新旧知识,教会学生寻找、选择、重组、预测、评价并迁移运用。
参考文献
[1] 吴成兵.2015年普通高中学业水平测试(选修科目)说明:物理、化学、生物[M].南京:江苏凤凰教育出版社,2014,11:33,36
[2] 吴俊明,王祖浩,刘知新著.化学学习论[M].南宁:广西教育出版社,1999:201
[3] 吴平.高中生有机推断问题解决的信息加工研究[D].上海:华东师范大学理工学院化学系,2009,4:9
篇5
关键词:多媒体 有机化学 实验教学
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(c)-0-01
多媒体技术(Multimedia Technology)是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术。有机化学实验是有机化学教学的重要组成部分,其内容(曾昭琼主编,《有机化学实验》第三版)包括五部分:有机实验一般知识、17个基本操作和实验技术,40个有机化合物的制备及13个性质实验和6个理论实验[1]。
如何利用多媒体辅助实验教学在有限的时间内让同学们掌握较多的有机化学实验的基本操作和实验技术,提高教学质量,是有机化学实验教学应着重探索的一个
问题。
1 有机化学实验存在的弊端
1.1 环境污染严重
有机化学实验不管是基本操作实验,性质实验还是合成实验,都会对实验室造成很大会污染。
实验过程中使用的有机有毒试剂、制备过程中产生有机废气以及合成实验生成的部分中间产物等进入人体,导致身体疲乏无力、头晕头痛、恶心呕吐、心慌气喘、血象变化等,有的有机废气还能引起光化学烟雾,造成二次污染。
实验室产生的“三废”对环境造成的污染,极大的影响了学生进行实验操作的积极性,为此,我们要在实验过程中改进传统实验,一方面,尽可能选用无毒害或毒性小的试剂代替毒性大的试剂,或用天然产物代替试剂来完成实验。另一方面,对毒性较大的实验用多媒体辅助实验教学,制成多媒体课件,给学生进行演示,避免污染源进一步扩大。
1.2 实验时间较长
有机化学的合成实验如苯乙酮的制备(6学时)、1,2-二苯乙烯的制备(8学时)、2-庚酮的制备(12学时)等,耗时相当长,在实验教学中很难在规定的时间内完成,我们可以根据具体实验要求寻找中间产物,直接利用中间产物进行合成,把中间产物的合成过程用多媒体课件进行演示,这样就节约了时间,提高了效率。
1.3 合成产物较少
有机化合物的制备40个实验,根据有机合成原理,利用有机合成基本实验装置,按照实验步骤在实验室进行制备,其产物相当少,只是为工厂进行批量生产提供了理论依据。
2 多媒体技术应用于有机化学实验的优点
2.1 提倡绿色化学,减少环境污染
有机化学实验使用药品种类繁多,普遍具有毒副作用,挥发性强,对环境影响很大,如何降低有机化学实验对环境的影响是一个值得探讨和研究的具体问题。
在教学过程中,根据教学大纲,并不是所有的有机实验都在教学中讲授。我们总是选择具有一定代表性的实验进行讲解,其余实验中对污染较大的一些实验,我们可以做成多媒体课件让学生感知实验操作流程,这样,一方面节约了时间,另一方面也减少使用和产生有害物质,减少污染。
在教学过程中将绿色化学理念作为可持续发展观的重要内容,因为绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学[2],教学中要贯彻绿色化学理念,使学生形成自发的环保意识。
2.2 熟练使用课件,缩短实验时间
目前国内有机化学实验CAI课件已公开发行出版[3],课件主模块(典型化合物制备)收录了周科衍等主编的《有机化学实验》(第三版,高等教育出版社)中的七个典型制备实验:①环己烯的制备;②乙酸正丁酯的制备;③1-溴丁烷的制备;④乙酰苯胺的制备;⑤肉桂酸的制备;⑥3-丁酮酸乙酯的制备;⑦7,7-二氯双环(4.1.0)庚烷的制备。每次实验前,学生自己上机看课件,预习实验内容,通过实验流程、实验注意事项、操作要点的提示、思考题及思考题简答等,对整个实验有一个大致的印象,在做实验过程中就会得心应手,缩短实验时间。
2.3 模拟生产规模,提高理论产量
有机合成实验利用有机合成基本设备和技术,按照有机合成设计方案,完成具有代表性的单元反应、基本操作和多步有机合成实验。
选择具有代表性的合成实验做成课件,在实验教学中进行演示,模拟工业生产规模,合成大量的有机产物,增强可视效果,提高学生实验操作兴趣,提高合成理论产量。
3 多媒体技术在有机化学实验教学的展望
3.1 搭建仿真平台,模拟实验操作
仿真实验平台主要以有机化学实验为基本内容,利用Photoshop、Flash、3DMax等计算机软件制作了仿真仪器库(如表面皿、布氏漏斗、提勒管吸虑瓶等)、典型有机化学实验动画(如溴乙烷的合成、环己烯的合成、正丁醚的合成等)、有机化学实验互动平台,并在此基础上制作了有机实验视频网站。仿真实验平台的搭建,为有机实验的教学提供了一个崭新的窗口。
3.2 开发新型课件,丰富教学资源
可选择自己熟悉的工具软件(如PowerPoint)制作有机化学实验课件。PowerPoint 是一个功能强大、普及的软件,它使用起来简单方便,又具有强大的演示功能,非常适合于各种用途的演示需求,利用PowerPoint可以制作出包含多种媒体的课堂演示文稿[4]。如《水蒸气蒸馏》、《乙酸乙酯的制备》、《对硝基苯胺的合成》等。也可以选用3D Max和Flash等工具软件制作实验动画。
4 结语
多媒体技术应用在有机化学实验教学中,使有机化学实验变得更为直观、生动、不仅激发学生的学习热情,提高传统实验教学质量,改进教学效果,而且增强学生对有机实验的兴趣,提高资源利用率和教学质量。
参考文献
[1] 曾昭琼,曾和平.有机化学实验[M].高等教育出版社,2011.
[2] Anastas P T,Williamson T C.Green chemistry―designing chemistry for the environment,ACS Symoposium Series 626th,Washington D C:American Chemical Society,1996.
篇6
关键词:有机化学 实验 绿色化学教育
一、前言
绿色化学也被称为是清洁化学、环境友好化学或者环境无害化学。它是核心理念就是通过绿色化产品、催化剂、原料等来力争实现环境友好。基于经济的观点来看,绿色化学致力于促进经济可持续发展、降低生产成本、对能源和自然资源进行合理利用;基于环境的观点来看,绿色化学是实现零排放,消除污染;基于科学的观点来看,绿色化学是传统化学科学的继承发展。
而有机化学是一门注重于实验的基础性学科。长期以来,有机化学的实验结果处理、实验过程、实验原理都是建立在传统的有机合成之上,对于培养学生动手能和训练学生基本有机合成单元操作方面较为注重,但是却不太重视处理其实验过程中所产生的“三废”。所以,有机化学实验教学改革的重点就在于要大力开展有机化学实验的绿色化学教育。
二、增加系列实验,提高试剂的使用率
根据有机化学各个实验的内容,将相互之间有联系的实验组合起来,充分利用原料和反应物来组合成系列实验,这种实验教学方法既能够对实验教学效果和学生的操作技能进行较好地检查,同时又能够增强学生的经济意识,渗透绿色化学教育思想。例如,我们可以将苯乙酮制备实验所回收的苯精制后,将其做原料,按照反应步骤来制备一系列的实验,苯硝基苯苯胺乙酰苯胺,由学生自己来合成每一步实验的主原料。为了将有限的原料利用充分,使之能够完成这一系列的实验,学生就必须规范操作,减少药品损耗,树立节约意识,将原料在最大程度上进行利用,这也在无形尚增强了学生绿色化学的意识。
三、重视回收利用实验室三废,减少污染,保护环境
三废处理是有机化学实验中必然存在的问题,同时也是环境保护中的难题。虽然我们还不能将三废问题消除,但是教师可以指导学生去处理、排放吸收三废。在有机化学实验中就要重视回收利用实验室三废,给学生树立起保护环境和绿色化学的意识。例如在制备1-溴丁烷的实验中,教师除了要给学生强调如何提高产率,同时还应该重点强调排放、吸收溴化氢(有毒气体)。可以采用水来吸收溴化氢,而不是碱液,这种方法既可以消除废碱液,又可以将废碱和吸收液一起作用。
处理有机物废液时,切忌不可再如以前直接倒掉,而应该采用回收溶剂的办法来精制回收有机物废液,然后再进行利用。例如,制备三苯甲醇实验中所出现的废液,可以采用蒸馏来进行回收,能够达到溶剂乙醚,将其精制后可循环使用,既提高了试剂的使用率,又减少了污染,还能够节约药品。同时,值得注意的是,分离溴苯与三苯甲醇时采用水蒸气蒸馏法,而不采用石油醚萃取法,这样做的目的在于有机溶剂尽量避免使用,努力做到绿色化学反应。
四、优化性质实验
有机化学实验中的性质实验长期以来都缺乏创新性,只是对理论进行验证,而且性质实验所用试剂耗量大、品种多、废物多,准备工作量大,且很难无害化处理实验后的废物,而学生在性质实验时大多都是机械模仿、照搬。因此,笔者认为可以调整、优化、综合这类实验,对那些易出现象、用时短的性质实验可由操作实验改为演示实验。必做实验则积极推广微量实验或者半微量实验,想办法尽量做到少用化学试剂而能够获得较为准确的化学信息和较为明显的化学现象。例如:我们在有机化学实验中曾经将甲基苯磺酞胺的制备量减少35%,圆底烧瓶也改为50ml(过去为100 ml),反应时间也变为1.5小时(过去为2小时),但是效果却很好,所产生的废物数量也大幅度减少。首先,化学试剂用量减少,也就意味着学生在做实验时能够更加舒畅、更加安全,危险性也降低了;其次,在同样的实验经费和学时的条件下,学生可以做更多的实验;再次,也体现出了有机化学实验的绿色化学教育,可谓一举三得。
五、当选择教辅手段代替实验
对于那些实验条件要求较高、毒性很强的实验(如有毒溶剂燃烧实验、醚的过氧化物爆炸试验等),可以采用实验教学课件、实验教学录相等一系列的多媒体教学辅助手段来代替操作实验,既能够减少废物排放和有害有毒物质的生成,又能够让学生掌握实验内容,仔细地观察实验操作步骤和实验现象。有条件的学校还可以利用互联网建立虚拟的有机化学实验室,让学生通过互联网访问虚拟有机化学实验室,实验前预习实验相关的物理常数、实验装置、单元操作、注意事项、知识背景等,利用计算机来虚拟操作实验及拆装重组仪器,这样一来,既能够减少不安全因素、降低实验污染,又能够将学生的积极性和主观能动性都充分发挥出来。
六、结语
总之,绿色化学是当今国际化学研究的前沿,其核心是利用化学原理从根本上减少或消除化学工业对环境的污染,实现人类社会的可持续发展。有机化学实验的绿色化是一项复杂的系统工程,需要广大教师不断更新知识结构,积极探寻传统有机化学实验与绿色化学思想的联结点。
参考文献
[1] 庾江喜,邝代治,冯泳兰,张复兴,王剑秋,许志锋,彭雁. “绿色化学”理念下有机化学实验教学课件设计原则探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2009(22):113-115.
[2] 宁静恒,李和平. 有机化学实验绿色化教学模式改革的初步研究[J]. 广东化工. 2009(06):134-136.
[3] 王海滔. 有机化学实验在教学管理创新中的“绿色化”探索[J]. 广东化工. 2008(12):124-126.
篇7
一、缺失推理型
试题特征和解题规律:
原料c中间产物用“”和“字母”,表示完整的合成流程图,空缺是需要作答的问题。分析研判题中信息充裕度,选择恰当的推理路径,一般有三种合成路径:正向合成法即原料中间产物产品;逆向合成法即产品中间产物原料;正逆双向合成法即原料中间产物产品。原有知识结构中反应条件、结构信息做突破口,转化关系如图1。
例1(2016年北京高考25题)功能高分子P的合成路线如图2所示。
(1)A的分子式是C7H8,其结构简式是。
(2)试剂a是。
(3)反应③的化学方程式:。
(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团:。
(5)反应④的反应类型是。
(6)反应⑤的化学方程式:。图2
解析若选择A的分子式C7H8作为突破口,不饱和程度高是其特点,考虑有苯环,原料A为甲苯,因试剂a和原料E结构缺失,无法运用正向合成法。调整思路选用逆向合成法,拆解高分子P结构,P是加聚产物而加聚反应只有一种反应物,题目中却有D、G两种反应物,否定加聚反应得到P。P结构中有酯基,还可能是高分子与醇反应得P,从酯基断键可得
CHCH3CHCOOH
和HOCH2NO2,结合⑤的反应条件F+H2OG+C2H5OH是水解反应,G中含羧基则可确定结构为
CHCH3CHCOOH
,D为HOCH2NO2
。通过条件②可知B苯环侧链烃基发生氯代反应,条件③是卤代烃水解条件即NaOH的水溶液,硝基只能是条件①时苯环硝化反应上去的基团,所以试剂a为浓硫酸和浓硝酸,答案为:浓硫酸和浓硝酸。A结构简式CH3,G推得F为
CHCH3CHCOOC2H5
再推得E为CH3CHCHCOOC2H5,E中含有碳碳双键和酯基官能团,反应⑤为酯的水解反应:
CHCH3CHCOOC2H5
+nH2OH+
CHCH3CHCOOH+nC2H5OH反应④为加聚反应。
二、流程书写型
试题特征和解题规律:指定原料和产品,用
A反应试剂反应条件B…反应试剂反应条件目标产物表示转化方式。烃卤代烃醇醛羧酸酯一条线,乙烯辐射一大片的基本合成路线,不是适用一切合成的万能路线,有时采取 “迂回”策略,常采用如下三先三后策略:①先消后加策略:当官能团数量增加、位置变化、不饱和度大幅提升,一般由卤代烃或醇先消去,再与X2或HX加成,再水解或再消去,实现合成目的。②先占后除策略:苯环的基团有定位的功能,为防止引入的基团误入其他位置,先用某些基团占据特定位置,待引入基团进入后,再去除占位基团。③先保后复策略:官能团转化时所加试剂,会连累不需要变化的其它基团,先采取保护措施再将其复原,如碳碳双键易被酸性KMnO4氧化,先用Br2/CCl4加成保护,再用NaOH/醇溶液消去复原。
1.官能团比对以退为进
例2(2016年全国Ⅲ题38(6))写出用2-苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D (CCH)的合成路线。
解析芳香烃的命名母体是苯环,但在含其他官能团有机物中苯环是取代基,根据2-苯基乙醇名称写出结构简式,羟基所连的碳原子是1号碳原子,苯基连在羟基邻位2号碳原子上
CH2CH2OH,对比目标化合物
CCH官能团由羟基变为三键,直接消去只能得到碳碳双键,先消去得CHCH2,再与溴发生加成反应生成CHBrCH2Br,最后在氢氧化钠醇溶液加热条件下,发生消去反应生成CCH。
答案:
CH2CH2OH
浓H2SO4CHCH2Br2/CCl4
CHBrCH2Br1)NaOH2)醇溶液CCH。
2.合成受阻信息帮助
(1)信息隐于流程
例3(2016年全国Ⅰ题38节选)秸秆(含多糖物质)的综合应用具有重要的意义。图3是以秸秆为原料合成聚酯类高分子化合物的路线:(6)参照上述合成路线,以(反,反)-2,4-己二烯和C2H4为原料(无机试剂任选),设计制备对苯二甲酸的合成路线 。
解析通过(反,反)-2,4-己二烯二酸
写出(反,反)-2,4-己二烯
,结合CDE实现链状烃到芳香烃,(反,反)-2,4-己二烯与乙烯发生加成反应生成
CH3CH3,在Pd/C作用下生成H3CCH3,然后用酸性高锰酸钾溶液氧化生成HOOCCOOH,合成路线流程图为:
CH3CH3C2H4加热
CH3CH3Pd/C加热CH3CH3KMnO4/H+加热COOHCOOH。
(2)信息隐于位置
例4(2016年江苏题17节选)题干部分流程图
NO2OCH3H2Pd/C
NH2OCH3(CH3CO)2ONHCOCH3OCH3
ABC
已知:
①苯胺(
NH2)易被氧化
②
CH3酸性KMnO4溶液COOH浓HNO3浓H2SO4,
NO2COOH,请以甲苯和(CH3CO)2O为原料制备
COOHNHCOCH3
,写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)
解析已知条件②中先氧化再硝化,羧基会将硝基定位在其间位,非目标化合物的邻位。分析得甲苯首先发生硝化反应,生成邻-硝基甲苯,CH3NO2面临氧化甲基与还原硝基的先后问题,先氧化甲基再还原硝基,-NH2有还原性和碱性,羧基与氨基会反应,影响产物的纯度。AB说明该条件下-NO2优先苯环还原。综合上述分析,甲苯首先发生硝化反应,生成邻-硝基甲苯,然后发生还原反应生成邻甲基苯胺,与乙酸酐发生取代反应生成CH3NHCOCH3,氧化可生成COOHNHCOCH3。
流程为
CH3浓HNO3浓H2SO4,
CH3NO2
H2Pd/C
CH3NH2
(CH3CO)2O
CH3NHCOCH3酸性KMnO4溶液
COOHNHCOCH3.
(3)信息隐于反应
例5(2016年北京题25(5))已知:2CH3CHOOH-
CH3CHCH2CHOOH
以乙烯为起始原料,选用必要的无机试剂合成E(CH3-CH=CH-COOC2H5),写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
解析产品CH3-CH=CH-COOC2H5逆向推得,上一级反应物CH3-CH=CH-COOH和C2H5OH,乙烯水化得乙醇,原有知识结构中乙醇只能实现2个碳原子的官能团转化,要实现碳链扩增必须借助反应信息,乙醇氧化生成乙醛,乙醛发生已知条件中的反应,使碳链增长生成3-羟基丁醛,3-羟基丁醛消去即可得2-丁烯醛,再氧化醛基为羧基,羧酸和乙醇发生酯化反应,即可得物|E,合成路线为:
H2CCH2H2O一定条件C2H5OHO2,Cu
CH3CHOOH-
CH3CHCH2CHOOH
H+
CH3CHCHCHOO2,催化剂
CH3CHCHCOOHC2H5OH浓H2SO4/
CH3CHCHCOOC2H5
三、解释评价型
试题特征和解题规律:对合成流程的某些步骤,进行科学解释阐述目的,官能团保护和活泼性差异是此类问题的重点,也可以参考流程书写型中的三原则解释。对多种合成流程选择评价, 原料廉价、易得、低毒、低污染;步骤少,产率高;操作简单、条件温和、易于实现;路线原子利用率高。
例6(2016年天津题8(5))已知:RCHOR′OR″H+/H2ORCHO+R′OH+R″OH
以D为主要原料制备己醛(目标化合物),在方框中将合成路线的后半部分补充完整。
HCH3CH2CH2CHOH2CH3OH催化剂
HCH3CH2CH2CHOCH3OCH3H目标化合物
合成路线中第一步反应的目的是 。
解析比对目标化合物和原料,需要保留醛基去除碳碳双键,比对中间产物和原料,甲醇与醛基发生加成反应,醛基暂时消失了,在催化剂条件下消除碳碳双键,再利用已知信息恢复醛基,补全合成路线为
H2/催化剂CHCH3(CH2)4OCH3OCH3H+/H2OCH3(CH2)4CH
篇8
例(2007年江苏连云港市)化学电池在通信、交通和日常生活中有着广泛的应用。但是,废弃电池中含有铅、镍、镉、汞等所带来的环境污染问题也日益突出。为了解决这一问题,江苏移动“绿箱子计划”全新升级,以此呼唤人们在享受手机带来便利的同时,共同关注环保问题。下图是我市新浦海连中路营业厅里放置的回收废手机及电池等配件的“绿箱子”。关于回收废电池的说法,不正确的是( )
A.回收废电池主要是为了利用废电池外壳的金属材料
B.废电池中含有镍、镉、汞等,一旦渗漏出来就会对土壤造成严重污染。
C.回收废电池不仅可以节约金属资源,而且可以减少环境污染,有利于人类健康
D.右侧“绿箱子”上的“ ”是回收标志
解析废旧电池常含有汞、镉、铅等重金属离子,渗漏出来对水和土壤会造成严重污染,回收废旧电池主要是防止环境污染,同时也可以利用废电池外壳的金属材料,但这不是回收废旧电池的主要目的,答案为A。
二、电池与材料
例(2007年安徽)小芳从废干电池中回收有关物质进行探究,请你参与研究。
⑴物质的分类:她将右图电池中各物质进行分类,其中属于氧化物的是、有机合成材料的是、可能回收的金属材料是。
⑵氯化铵的提纯:氯化铵中混有二氧化锰等难溶物,提纯的实验步骤是:溶解、、蒸发等。氯化铵的化学式是,其中N的化合价是。
⑶提取二氧化锰:除去二氧化锰中的碳粉,可用
的方法。
解析(1)对电池标示的物质进行分类,是把初中化学常见物质放在具体环境中,考查学生的应变能力。根据物质的组成属于氧化物的是二氧化锰,属于有机合成材料的是塑料膜,可回收的金属材料是锌皮、铜帽。(2)从废旧电池中提纯氯化铵是从可溶物与难溶物的混合物中分离出可溶物,其步骤是溶解、过滤、蒸发。(3)除去二氧化锰中的碳粉,应遵循除杂原则,可用加热的方法,使碳粉氧化生成气体除去。
三、探究电池成分
例(2007年山东青岛市)下面是某化学兴趣小组探究废旧干电池中白色糊状物成分的过程,请帮助他们完成相应的报告。
提出问题白色糊状物是由什么物质组成的?
资料干电池的白色糊状物中含有铵根离子。
猜想可能含有OH-、CO32-、Cl-、SO42-中的一种或几种,白色糊状物可能是淀粉。
设计方案
小亮首先认为不能存在的离子是,因为铵根离子遇到该离子会生成氨气。
为了验证其他离子的存在情况,兴趣小组设计如下实验,请你完成以上实验报告。
结论干电池内白色糊状物中含有的盐类物质是,在化肥中它属于肥(填“氮”、“磷”、“钾”)。
反思随意丢弃废旧干电池会造成环境污染,而废旧干电池中的许多物质可以回收利用,变废为宝,造福人类。
篇9
关键词: 高职教育;CBE理论;医疗卫生专业有机化学教学
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)16-0263-03
0 引言
在国家大力发展职业教育和高等职业教育办学指导思想不断成熟、培养目标逐步明确的形势下,为适应卫生事业发展改革对医药卫生职业人才的需求,高职医药卫生专业有机化学教学必须体现构建和谐社会对技能型、高素质劳动者的需求、教育部门的培养目标、医药卫生部门的用人需求三者的紧密结合。有机化学又是高职院校医药卫生类药剂、医学检验、护理、药学、中药制药、影像及药品经营与管理等专业一门十分重要的文化基础和专业基础课程。结合宝鸡职业技术学院医学分院实际情况和本人二十多年的教学体会,本文对高职医学专业有机化学教学从以下几个方面分析研究。
1 有机化学是生命科学-医学的支柱
早在十七世纪初,有机化合物被认为是“有生命机能”的神秘物质,随着科学的发展,科学家们在实验室里由无机物成功地合成了有机物。例如1828年德国化学家魏勒用典型的无机物——氰酸钾和氯化铵成功合成尿素。之后,又有醋酸(1845年)和油脂(1854年)等许多有机物合成了。在陆续人工合成的成千上万种有机物的实验事实面前,化学家摆脱了生命力学说的束缚,促进了有机化学发展。如今,许多蛋白质、核酸、激素等大分子的生命物质也都可以人工合成。有机物有了准确定义:碳氢化合物极其衍生物。研究有机化合物结构、性质、合成方法、应用以及它们之间的相互转化和内在联系的科学叫有机化学。有机化学是化学的一个重要分支。
医学的发展和进步离不开有机化学。有机化学是医学的基础,与人体健康息息相关。①医学的研究对象是人体,人体组织是由蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等许多有机物质组成。人体的生命活动如呼吸、消化、循环、排泄及器官的各种生理活动,都是建立在体内的许多有机化学反应基础上的。②医学的目的是预防和治疗疾病,药物是预防、治疗疾病的主要武器。无论中药还是西药,都是有机物。疾病治疗的作用和效果都是建立在药物的化学结构和化学性质的基础之上的。③运用有机化学的原理和方法诊断疾病。医学活动首先始于疾病的诊断,临床上常运用化学原理和方法进行诊断。例如测定有机物血糖、尿糖、血酮体的含量,能够进行糖尿病的诊断;测定血液中有机物转氨酶活性的变化,能反应肝和心肌的功能等。
有机化学的成就在许多方面促进了医学科学的进步,反过来医学科学提出的课题也启示和推动了有机化学的发展。生命现象的物质基础和有机物分子的生物功能是医学研究的主题;有机化学理论和实验的成功,为现代医学的诞生和发展打下坚实基础,20世纪初,有机化合物糖、维生素、血红素等生物小分子研究成功,20世纪50年代有对核酸、蛋白质等生物大分子研究突破,21世纪初,基因组工作框架图组装完成,确定了人体细胞核中遗传性DNA的全部物质。这一切为人类根治疾病、延长寿命展现了光明前景,几乎所有生命科学中的问题都要接受有机化学的挑战。
高职医药卫生专业学生毕业后将一生从事医疗工作,应该学好有机化学课程。美国化学家布莱斯罗指出:“考虑到有机化学在了解生命过程中的重要性和药物对健康的的重要性,在医务人员的正规教育中包括不少有机化学课程一事就不足为奇了…,今天的医生要为化学在人类健康中起着更大作用的明天做好准备。”
2 高职医药卫生专业教学理念及CBE教学模式
2.1 高职医药卫生专业教学理念 职业教育的目的不仅仅是传授学科或专业知识,而是形成学生从事某种职业的能力或职业技能,培养职业能力是职业教育的核心。高职医学专业教学的培养目标定位为:以服务为宗旨、以就业为导向、以岗位需求为标准,培养与我国社会主义建设要求相适应、与就业岗位要求相符合,为医疗卫生事业发展服务的技能型的高素质劳动者。教学过程体现“以就业为导向、以能力为本位、以发展技能为核心”的职业教育理念,理论知识强调“必须、够用”、符合高职卫生职业教育生源的特点和就业的需求;强化技能培养,包括专业技能、就业技能、创业技能;体现统一性与灵活性的结合。教学内容模块化,可根据不同医学专业特点选择和组合教学内容模块以培养特色人才。强调“宽口径、重实用”的思路,优化课程结构,精选教学内容。“宽口径”是指教学内容覆盖面宽,力求使学生医学专业素质的内涵得到拓宽;“重实用”是指教学内容实际、实用,紧密联系医疗卫生工作岗位实际需求和职业资格考试、相关职业考试大纲的要求。
2.2 CBE理论 CBE含意是基于能力的教育或以能力为基础的教育,强调对学生能力特别是职业能力的培养。能力特别是职业能力是不能通过灌输而使学生掌握的,必须通过学生积极而主动的活动来培养。这一套教学方法由以下几个部分组成:
①市场分析方法,通过对人才市场的分析,确定何种职业人才是市场所需要的。
②DACUM方法,将从事该职业所需要的能力逐级分解成若干项综合能力和专项能力。具备若干专项能力则具有或形成一项综合能力,具备所有的综合能力后,就具备了从事该职业的职业能力。
③开发教学内容,即开发学生学习指导书(学习包)。根据各项技能的内容和要求,开发相应的教学内容,即学习指导书。内容包括学习这项技能应了解或掌握的相关理论知识和实践教学内容。学习包才是真正的教学内容。4是教学方法和学生的学习方法。强调学生积极主动地学习,教师只是教学活动指导者、组织者的角色。
高职院校教师主要考虑CBE理论3开发教学内容及4教学方法和学生的学习方法。本文根据中国社会文化的特点、高职院校教育的环境特点、学生学习的特点,借鉴并适当调整CBE理论,探索形成适合我国高职医学专业有机化学课程教学体系。
3 建立高职医疗卫生专业有机化学课程模块体系
3.1 高职医药卫生专业有机化学课程的任务和要求(课程目标)
①学习有机化合物的分类、异构和命名方法。
②掌握有机化合物的重要的化学性质和实验室制备、工业制备方法,并具有较强的实验操作技能和技巧。
③能根据教学大纲和培养目标的要求,运用所学的基本理论、基本知识和基本技能,熟练有机化合物的性质反应、制备方法与合成线路的选择、结构推导等内容。
④培养和发展一定的空间想象和表达能力,了解重要有机化合物的结构特征、空间结构以及反应机理,提高思维能力和自学深造能力。
⑤培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风,培养良好的实验操作技能。
3.2 高职医疗卫生专业有机化学理论知识规划 高职院校基本是中专学校整合升格形成,各校的教材选取上有很大随缘性。一本好的教材在于其专业针对性、教育层面的适用性和培养目标的差异性。我校医学分院选用华中医科大学出版社出版、我参与主编的《有机化学》教材。这本教材依据专业特点精选出与医学培养目标密切相关的、最基本的、最活跃的有机化学内容,把化学知识与生命科学知识有机融合起来。依据这套教材构建的理论教学内容分为有机化学概述、各类有机化合物、立体异构、有机生命化合物及有机合成四大模块。
①第一是有机化学概述模块 就是第一章绪论,属基础有机化学。主要讲有机化合物的价键理论、有机物分子中的电子效应、有机反应机理、有机反应的类型、有机化合物的分类。对于必需的反应机理,从学生已有的结构知识,特别是价电子结构入手分析,有利于学生理解。
②第二是各类有机化合物模块 是有机化学重点之一。包括内容有:链烃、脂环烃、芳香烃、卤代烃;醇酚醚、醛和酮、羧酸及其衍生物、取代酸、有机含氮化合物、萜类和甾族化合物。
这一部分主要学习有机小分子的分类、结构、异构、命名、物理性质、化学性质、制备方法和重要的有机化合物应用等基础知识。首先使学生对各类有机物结构、化学原理和基本反应做必要的纯化学的深入理解,再教会学生把有机化学反应规律渗透到生命科学中去,了解有机物的特殊性及医药学功能,理解生物合成的有机化学过程。例如:取代酸水杨酸本身就有解热镇痛作用,但因对肠胃刺激大,所以不能直接服用。在临床上最早使用其钠盐(即水杨酸钠)作为解热镇痛和抗风湿的药物,却常常引起呕吐甚至胃出血,停止使用。后来将水杨酸合成为乙酰水杨酸(即阿司匹林),其作用要比水杨酸钠持久,还可减轻对胃肠黏膜的损伤。由于科学发展不断显示出含杂原子的N、P、S的有机物在生命体中的重要地位,因此,特别加强了对这3个杂原子形成的有机衍生物-硫醇、硫醚、胺类、酰胺、重氮、偶氮的结构和应用教学。最后,以两类重要天然产物萜类和甾族化合物的的结构和生命作用结束这部分。
③第三是立体异构模块 主要内容包括构象异构、顺反异构体、对映异构。这部分首先掌握相关概念,熟悉旋光异构的表示方法和命名,同时了解顺反异构和旋光异构在性质上的差异及在医药上的应用。理论教学与实际应用相结合,激发学生的学习兴趣。如讲授手性碳原子化合物的对映异构,结合手性药物的生理作用、药效差异很大。例如四环素类抗生素具有抗菌作用,但如果C4上的二甲氨基构型发生改变,生成C4差项异构体,原有的抗菌作用消失,而且对人体具有毒性。又如左旋氯霉素有抗菌作用,而其对映体右旋氯霉素没有此疗效。
④第四是有机生命化合物及有机合成模块 这部分不仅是现代有机化学重要组成,而且还多是前沿性的医学热点。具体内容包括:糖类;氨基酸、蛋白质、核酸;杂环化合物和生物碱;酯类、;药用高分子化合物;有机化合物的合成。
首先学习各类大分子有机化合物的重要化学反应及常用的增长和缩短碳链的方法;各类官能团形成的途径及官能团之间的互相转化规律,并注意官能团的保护和占位。杂环化合物学习放在糖类和酯类之后,把有机小分子和大分子有机物联系起来,为后续蛋白质、核酸学习打下基础。氨基酸、蛋白质、核酸是除糖之外的最重要的生命物质基础,了解编码氨基酸结构和性质,为理解肽和蛋白质的复杂结构和化学性质及揭示生命奥秘、研制新药奠定良好的化学基础。介绍核酸的结构到遗传的携带和传递,体会核酸在生命体的生存和繁衍的主宰地位。
有机合成是有机化学的中心,它不仅要合成自然界含量稀少、使用广泛的有机物及药物,也要合成自然界不存在的、具有重要意义的有机物。应用重要的反应规律,如苯环上取代反应的定位规律、不对称烯烃的马氏加成规则以及卤代烃和醇的扎依采夫消除规则、碳链的增长和缩短方法规则、官能团的转化方法规则、官能团的保护等方法规则,选择有机合成路线。熟悉格林试剂、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等典型试剂在有机合成中的应用。了解一些药物如:盐酸胍法辛、氨酚酸钠、吡洛芬等的化学合成实例。以生产过程为任务,讨论其生产中的反应物性质、反应条件、反应本质等。当一种有机物有几种不同的合成路线时,选择反应步骤少、原料便宜易得、操作简单、副反应少、产率高、三废很少、对环境污染很小的合成路线。
3.3 高职医疗卫生专业有机化学学生实验内容规划 由以下三个模块组成,根据不同专业选择组合下列模块实验内容。
①有机化学实验的基础知识模块。包括有机化学实验室规则、有机化学实验室安全知识(有机化学实验室安全规则、有机化学实验事故的处理)、有机化学实验常用仪器简介、有机化学实验报告的书写等。
这部分采用传统的老师黑板讲解很难面面俱到,应用多媒体技术教学,将抽象的规则要求、仪器用法、实验事故处理等直观、动态的展示出来。改变实验条件如温度、反应物等,会出现不同结果现象。犹如身临其境,弥补实验课不足,教学效果好。
②有机物的性质、制备与基本操作实验模块。包括:熔点的测定及温度计的矫正;蒸馏和沸点的测定;水蒸气蒸馏;减压蒸馏;葡萄糖溶液旋光度的测定;烃与卤代烃的性质;醇、酚、醛、酮的性质;羧酸极其衍生物、取代羧酸的性质;含氮化合物和糖类化合物;乙酸乙酯的制备;乙酰水杨酸(阿司匹林)的制备与纯化;肉桂酸的制备;乙酰苯胺的制备;对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)的制备;从茶叶中提取咖啡因实验教学是从理论到实践再认识再提高的过程,它不是理论知识的简单验证,而是培养学生动手能力,更是培养学生综合运用理论知识解决实际问题能力的重要途径。对于经典的理论与验证基本技能训练实验,对学生有基础和能力解决的问题,采用启发式、提问式。对学生难于理解和容易出现的问题采取讲授法,主要教学目标是双基培养,故主要采取教授法、演示法,并要求学生反复进行操作,达到规范操作、运用灵活的程度。
③有机化学实验设计与考核模块。考核可选下列内容:证明水杨酸结构中有醛基和酚羟基;证明水杨酸结构中有羧基和酚羟基;证明乳酸是α-羟基丙酸;证明乙酰乙酸乙酯中的互变异构现象;证明葡萄糖含有多个相邻的羟基、游离的醛基含量极少。
有机化学实验考核的目的是检测并巩固有机化学实验基本操作技能,运用所学知识和技能,独立完成简单的实验设计及相关实验的操作,提高综合分析问题和解决问题的能力。在所列试验项目中,每个学生根据本人的兴趣选择其中一项,选择同一题目的为一组。设计方案内容包括实验原理、仪器和试剂、实验步骤。经老师审阅修改的实验方案,由学生完成一切步骤,包括试剂配制和样品预处理,并要准确记录。不要求实验结果的一致,重在研究过程,实验完成后对实验结果进行讨论评审。
4 提高高职医疗卫生专业有机化学课程教学质量的途径
4.1 引导学生分析就业形势,加强有机化学与医学的联系,激发学习兴趣 高职医疗卫生专业的学生普遍认为他们毕业后从事医务工作,有机化学是公共基础课,对他们用处不大。另外学生以前接触了无机化学,例如酸、碱、盐、氧化物等多数见过,比较直观,而有机物结构复杂抽象,开始学习没有形成体系,觉得难学后来甚至放弃学有机化学。21世纪所需要的医务工作者,不仅要懂得专业理论知识,更要是懂得医疗保健、延年益寿的高素质、能力强的复合型应用人才。近年来,高职院校医学类毕业生及本科、研究生人数在剧增,高职院校医学类毕业生在县、市级医院就业受到很大冲击,只能到村、乡、镇卫生所工作。而村、乡、镇卫生所的医疗条件不齐全,附近乡民医疗卫生知识缺少,偶然突况多,医务工作很复杂。要求医务工作者不仅要会治病救人,又要组织卫生科技宣传活动,他们必须具备一定的药物结构、性质、来源、药效及副作用知识,像遗传科学及氨基酸、蛋白粉等保健药物的知识更应具备,这些都是有机化合物知识。
4.2 树立“以人为本”的教学理念,灵活运用“提问-答疑”互动教学方法,营造和谐课堂气氛 “以人为本”的教学理念是充分发挥学生自主性和创造性的主体作用,让学生成为学习的真正主人。还要真正解放学生,不用考试、作业等条条框框压迫学生。学生大胆思考,才能提出和教师不同见解,这才是学生主动参与教学,以“教师为中心”转移到“学生为中心”。教学改变满堂灌的方法,教学过程要善于向学生随时提问,同时鼓励学生向老师质疑,教师更要恰当解释疑问,使授课成为提出问题-分析问题-解决问题-又不断提出新问题的过程。例如:学习单糖的性质时,提问学生单糖的结构怎样?醛基、酮基、邻羟基各有什么性质?然后一起归纳多羟基醛或多羟基酮的单糖性质。提问式教学可以使学生把过去所学知识与现在要学的知识联系起来,活跃了课堂气氛,是学生对老师的讲授引起共鸣并达到同步思维。
参考文献:
[1]魏俊杰,刘晓冬.关于21世纪医学专业有机化学课程体系的认识与实践[J].大学化学,2004,(2).
篇10
从培养学生能力的角度出发,改革教学内容,优化实验教学,增加基本操作实验,压缩性质验证实验,开设综合性实验、设计性实验等内容,不断提高教学质量和教学效果。基本操作实验是培养学生动手能力的基础,是进行综合性实验和设计性实验的基础,必须保证合理的课时比例,即可安排集中训练,也可穿插在有机合成实验中进行,如洗涤、蒸馏、萃取、重结晶、常用仪器操作方法、常见有机反应装置安装和使用等等,教师要强化各种基本操作的要点和使用范围,要求学生熟练掌握,必要时可进行考核,实现人人达标。性质验证实验要适当减少,对必要的验证性实验,要尽量与专业性质联系起来,与实际应用结合起来,不断改进,以提高实验的应用性和趣味性,更好的发挥实验教学的作用。如工业分析与检验专业学生做“糖类物质的性质实验”,可把这个实验改成不同糖类物质未知样品的鉴别实验,教师提供未知糖类样品,学生通过实验加以区分鉴别,既验证和巩固了基础理论知识,又从实验结果中获得了成就感,学生对实验越感兴趣,收获就越大。在经过基本操作实验和基本有机合成实验的训练后,可开设综合性实验,就是把物质的制备、分离、提纯、化学性质鉴定、组成确定、有关物理常数的测定等内容结合在一起的实验。这种实验内容多、操作繁琐、所需时间长,要求学生要全面掌握实验过程,合理安排实验时间和各个操作的衔接,对学生的基本操作技能的综合运用能力和动手能力是很好的锻炼。如“乙酰苯胺的制备”实验,通过苯胺和冰醋酸的加热回流反应制备乙酰苯胺,减压过滤后得到粗品,再经重结晶制得纯品,烘干,测定纯品的熔点,计算产品的纯度。通过完成这一综合性实验,学生练习了合成、减压过滤、重结晶、测熔点等基本操作,掌握了苯胺乙酰化反应的原理和乙酰苯胺的制备方法。学生观察、分析、联想思维和归纳总结的能力都得到提高,独立工作能力和分析问题、解决问题的能力也可以上了一个新的台阶[3]。在扎实的理论学习和严格的基本操作训练后,可以有目的、有计划的安排设计性实验,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。教师根据教材或者科研课题的部分内容,选取实验题目,提出具体要求,让学生去查阅相关文献和资料,确定实验方案。实验中仪器、设备的选用及组装,药品选用及配制,实验步骤的组织实施,实验结果的整理、分析、计算,实验报告的完成等一系列的内容,都由学生独立来完成。教师则要对实验方案、实验过程进行监督、把关和指导,以保证实验顺利完成,这是一个比较系统的训练和培养过程。如合成苯甲酸的实验中,就可设计两条合成路线,或选用甲苯为原料,采用高锰酸钾氧化法;或选用苯为原料,采用格氏试剂法,选择哪条合成路线更合理,更简便易行,以及如何进行实验操作,需要在教师的指导下,学生自行完成,实验中得到的经验与教训反过来也可以让学生进行思考。这种实验费事、费力,但是实验效果较好,强化了综合能力的培养,提高学生分析问题和解决问题的能力。
2改革实验教学方法
改革实验教学方式,确立学生在实验教学中的主体地位,充分发挥学生的主观能动性,培养学生的综合能力[4]。改革实验讲授方式,要求学生实验前做好预习工作,查阅资料,撰写预习报告,对实验目的、原理、过程都要做到心中有数。上实验课时,教师或采用问题教学法,就相关实验内容向学生提问,检查学生的预习情况,或采用讨论法,与学生共同讨论实验的原理、实验的关键点和注意事项,加深学生对实验的理解,调动学生学习的积极性。实验过程中,教师要督促学生严格操作规范,注重对实验现象的观察和分析,记录好数据,遇到问题,及时与教师交流讨论,在教师的启发下,立足于独立思考来解决问题,逐步提高学生自主完成实验的能力,逐步培养学生的科学素质和科研能力。将多媒体教学引入实验教学中,配合教师的讲解和操作演示,使得教学效果明显提高。通过多媒体实验演示,可以在学生面前呈现出全面、具体的实验过程,实验演示效果清晰真实,学生可以很好的了解实验步骤、实验所用仪器、操作注意事项等,对实验有了感性认识,有利于学生对实验过程的思考和探索。对于一些在目前条件下不能开设的实验项目,也可以通过多媒体课件演示,了解这些实验的现象和过程,变抽象为形象,增长了见识,开阔了视野,开拓了思路。开放式教学,定期施行实验室对学生开放的制度,鼓励学生或主动参与教师的科研项目,或根据专业特点或兴趣爱好自选课题,通过查阅相关文献,设计实验方案,与教师一起讨论研究后,独立完成实验操作,撰写相关实验报告,对于其中有创新价值的研究成果,可以鼓励学生,充分调动学生的积极性,发挥他们的潜力和创造力。
3改革实验教学评价方式
改革实验教学评价方式,引导学生注重能力培养,全面提高自身素质,成为社会所需的应用型人才。实验教学评价的目的是要考核学生掌握了基础有机化学实验知识、技能的基础上,是否具备分析问题、解决问题的能力,尤其是对综合性实验和设计性实验中所表现出的综合能力的评定,从而引导学生由过去只重视实验技能的熟练程度向重视培养综合能力的方向发展。因而,针对有机化学实验课程特点,为客观真实的反映学生的实验水平与能力,要对学生的实验成绩实行综合评定,加大平时成绩的比例,主要包括实验预习占20%、实验操作及方案设计占30%、实验报告占10%、期末考试由操作考核和笔试考核组成,各占20%,共同组成实验成绩[4-5]。在教学实践过程中发现综合评定的考核方案确实可以客观、真实地反映学生的实验水平。
4结语