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中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2014)08-0236-01
有机化学是高考考试中必不可少的内容,新课改后有机化学在高考中的比重越来越大,根据近年来高考的命题情况来看,有机化学将会在高考理综试卷中保持稳定,分值20~26,第一卷中的选择题一题占6分,第二卷中的非选择题占14~20分,以有机物的相互转化为重点。
有机化学试题综合性较强,但难度不会太大,主要考查常见官能团的性质及其应用、相互转化。但是在考题中往往是将课本知识置于新的背景下,考查的问题与新背景有一定的关联,重在联系生活实际。试题往往提供一种新的物质,具有比较复杂的结构,往往是多官能团的复合体,试题借以考查官能团的性质以及同系物、同分异构体的判断等。有机推断、合成题、图表分析题、开放性试题区分度大,试题给出有关有机反应的信息,要求考生结合合成某新物质的流程图进行推断,或者设计有机合成路线。
因此在具体的学习过程中,必须掌握适当的方式方法。
一、结构决定性质――贯穿整个有机化学始终
结构决定性质,性质反应结构,在有机化学学习中表现得非常明显,特别是对官能团的学习过程中。因此在具体学习中,要善于利用好这个法宝。这样在学习过程中能触类旁通,达到事半功倍的效果。
例如:烷烃是饱和链烃,分子结构中只有碳碳单键,性质比较稳定,在光照条件下发生取代反应是它的特征反应。烯烃、炔烃分子结构中含有双键、三建,易断键发生化学反应,所以烯烃、炔烃的性质相似,都比较活泼,容易发生化学反应,主要围绕双键、三建的断裂,易被酸性高锰酸钾溶液氧化,易发生加成反应,加聚反应。芳香烃由于苯环的特殊结构,使其具有饱和烃和不饱和烃的性质,烃的衍生物的性质就更复杂了,主要决定于所含官能团的性质,有什么样的官能团,就具有什么样的性质,而且各原子团之间相互影响。
二、准确掌握断键规律
有机化学方程式的书写往往结构复杂,还伴随着副反应的发生,相比无机物而已较难。同学们往往在记忆过程中存在记不住,记不清,记不牢的现象。其实,有机化学方程式只要掌握了其中的断键规律,问题就我迎刃而解,变得轻松多了。例如:以乙醇为例讨论醇的化学性质,取代反应,乙醇能和金属单质钠发生取代反应,乙醇能和浓氢溴酸发生取代反应,虽然都为取代反应,但是断键规律截然不同,前者是断裂羟基中的氢氧键,后者是断裂羟基和所连碳原子之间的碳氢键。在乙醇的脱水反应中,分子间脱水成醚,发生的是取代反应,分子内脱水成烯,发生的是消去反应。
三、学会辩证分析
在有机化学的学习中,我们往往是通过学习一种代表物来学习整类物质的性质,根据结果相似,性质也相似来推导,但是,不同间的事物在质考查普遍联系性的同时,还要认识其发展性和特殊性,这就需要我们运用辩证唯物主义的世界观和方法论去更全面、深刻地认识有机化学物。
(一)相似性与特殊性
有机物种类虽然繁多,但有同系物,而同系物的结构和性质是相似的。因此,在复习有机化学时,只要全面掌握典型代表物的性质,就可以推知具有该官能团的有机物的化学性质,从而把庞大的有机物体系化和规律化。但是不同的物质在性质方面仍然有差异性,所以在复习过程中,特别注意性质不一样的地方。
(二)普遍联系与相互影响
有机物的分子里各原子或原子团之间都是相互联系,相互作用的。复习时要从物质结构的特点关系去认识性质的关系。例如:乙醇、苯酚、乙酸分子中均含有羟基,均能与金属单质钠发生取代反应。但羟基所连基团不同,所以性质有差异,乙醇中羟基氢不能发生电离,溶液呈中性,不能与氢氧化钠溶液反应;苯酚中羟基受苯环的影响变得更活泼,能够微弱的电离出氢离子,使得溶液呈酸性,能与氢氧化钠溶液反应苯酚钠;乙酸中羟基氢最活泼,不仅能与氢氧化钠溶液反应, 还能与碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳气体。
当然,蕴含在有机物中的辩证关系还有很多,关键在学习有机化学时,能对具体问题具体分析,依据物质的内在特征,外部条件综合考虑,对官能团的性质灵活的作出判断,做出处理,养成辩证思维的习惯。
四、掌握常见反应类型、化学反应方程式
5.还原反应 :如:烯、炔及其衍生物加氢;苯环加氢还原;醛加氢还原成醇;
6.水解反应(本质是取代反应):如:酯与油脂的水解; 卤代烃的水解 ;二糖及多糖的水解; 蛋白质的水解 。
7.加聚反应:(1)烯、炔烃及其衍生物生成高分子化合物;(2)甲醛聚合生成聚甲醛;
8.缩聚反应:(1)二元酸与二元醇的酯化缩合;(2)氨基酸的成肽缩合;(3)酚醛缩合。
因此,在具体学习有机化学中,一定要抓住“结构决定性质,性质反应结构”的核心思想,掌握典型物质的结构和性质,熟练写出常见物质的化学反应方程式,建立有机物间相互联系和转化的知识网络,另外,加上适当的练习巩固加深,相信轻松学好有机化学定不会成为难事。
参考文献:
[1]普通高中课程标准实验教科书必修2(有机化学)[M].人民教育出版社,2007.
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2016)03-114-002
《有机化学》一直以来是医学院校的学生感觉比较抽象、难学的一门基础课,那么如何上好第一堂课――绪论课显得尤为重要。其目的无非是让学生了解开设本门课程的内容、学习方法及学习的必要性,并且设法给学生留下一定的悬念,激发其学生学习本门课的兴趣[1、2]和欲望。中学化学的教学相当重视绪论课,称之为目的性教学。医学院校的基础有机化学当然有必要上好绪论课,但是,上好绪论课又并非一件易事。因为任何学科都有它诞生、发展、变化的过程,想在两三节课时内,把它的精华和概貌介绍给学生,无论从学科发展的漫长历史、还是从涉猎的内容来看,难度都是很大的。如果要取得较好的教学效果,达到启迪学生学习热情的目的,就必须认真对待,细心研究。俗话说:万事开头难。良好的开端是成功的一半。要讲好绪论课,首先要求教师要认真钻研教材,在熟悉整个教材内容及相关学科内容的基础上,精心备课,再根据学生的实际情况用心安排绪论课的内容,这是讲好绪论课的基本要求。其次,要求教师在授课过程中,要把本人的情感(热爱教育、热爱科学、热爱学生)与课程内容有机地结合在一起,体现出知识的力量,使绪论课富有感染力,使学生产生亲其师而重其课的思想,这样才起到了讲授绪论课的目的。本文根据作者多年来的教学经验,就医学院校有机化学绪论课的目的及如何讲好绪论课,浅谈一点粗略的教学体会。
一、目的教学法
有人说:讲课是一门艺术,这种艺术体现在讲授中教师表现出来的知识素养,驾驭教材的能力,富于启发、令人信服、流畅的科学论述。这种概述是恰如其分的。纵观国内有机化学教科书,其绪论一章的内容,大多是围绕下列目的编写的。即说明什么是有机化学及为什么要学习有机化学,从而引出本课程的作用及学习的重要性,进而激发学生的学习热情。所以我们在讲解时要紧扣课本,根据本课程的特点及与专业的联系进行适当的取舍。比如与绪论课无关的内容,但对学生今后学习有机化学非常密切的基础知识,如共价键理论、同分异构的一些具体内容,可根据学生的实际情况而定。可以少讲,安排学生自学;如需要细讲,教师可以在绪论课后单独设章讲解。这样安排有利于教师在有限的课时讲清基本内容,有利于把绪论课变得比较精练。避免冗长、繁杂,使学生感到索然无味。因此我认为绪论课比较适宜的讲课内容为:
1.阐明有机化合物与有机化学的涵义及学习有机化学的目的。
2.有机化学发展史(离现代社会较远,课堂讲解枯燥乏味,耽误时间,学生自学)。
3.初步介绍有机化学与医学、生活的联系,激发学生学习兴趣。
4.介绍学习有机化学的学习方法。
二、身边事件引入法
许多与化学有关的事件时刻发生在我们身边。这个对教师知识的更新要求较高,教师要与时俱进,更新知识。随着硫酸毁容事件在人们心中慢慢淡化,新事件仍然层出不穷。如2012年的一个中学事件:强碱毁容仍然值得我们深思。一个男中学生单相思的去喜欢一个女生,由于高考的压力比较大,女生并没有答应男生的追求,高考那天,男生拿了一瓶氢氧化钠的强碱水,趁女生一早下家属楼楼梯时泼向女生,人遇到惊吓时都会大声呼叫,碱水进入胃肠,造成脸部和胃肠道的严重灼伤,无法像正常人一样的生活和饮食。这是情感事件引发的化学事件。通过身边事件的介绍,让学生有身临其境的感觉。
三、密切联系医学法
化学是我们学习医学的基础,我们可以将最基本的化学知识应用到医学上。例如,酸碱中和反应是我们化学课中基本的反应之一,我们可以将此应用到治疗胃酸过多。胃酸的主要成分是盐酸,我们就可以用氢氧化铝为主要成分的药品来抑制胃酸,还有维持我们人体内部血浆酸碱平衡的缓冲对碳酸/碳酸氢钠和磷酸二氢钠/磷酸氢二钠,工作原理也源于基本的酸碱中和反应。另外,为什么输液时要用0.9%的生理盐水,这就和我们在化学课上学到的渗透压的知识有关。因为0.9%的生理盐水的渗透压值和正常人的血浆、组织液都是大致一样的,所以可以用作补液。于是,在奇妙的化学课堂上,我们认识到:原来好多医学上的问题是可以用化学知识来解释的。拿有机化学来说,组成人体的物质除水和一些无机盐以外,绝大部分是有机物,例如构成人体组织的蛋白质,与体内代谢有密切关系的酶、激素和维生素,人体贮藏的养分――糖原、脂肪等。这些有机化合物在体内进行着一系列复杂的变化(也包括化学变化),以维持体内新陈代谢作用的平衡。为了防治疾病,除了研究病因以外,还要了解药物在体内的变化,它们的结构与药效、毒性的关系,这些都与有机化学密切相关。但是,癌症和艾滋病仍令医生们束手无策,这两个重大难题,相信我们未来的接班人一定能够解决的。
四、密切联系生活法。
21世纪的生活对化学的要求和利用会日益加大,人们对衣、食、住、行等各个方面新的需求都与化学紧密相连。基因疗法、转基因食品、干细胞技术、生态环保型服装、智能材料、生物质洁净能源、纳米生物技术等,人们要用化学方法不断创造新的化学产品。
随着生产力的发展,科学技术的进步,化学与人们生活越来越密切。化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。日常生活中,化学给人类带来许多方便,洗衣粉和肥皂是家用去污的好产品,啤酒是人们喜欢的饮料,蒸馒头时放些苏打,馒头蒸得美味又可口等。化学给人类生活带来了变化,有利也有弊,汽车尾气排放,造成大气污染,酸雨在警告我们,臭氧层空洞威胁着我们,环保成了化学给人们生活带来的一个重大问题。
五、多样化学习法[3]
有机化学是一门系统性较强的课程,各章内容互相衔接,前后联系密切,在学习的过程中,一方面,要了解每一章的学习目的和要求,抓住每一章的重点和关键,另一方面必须及时复习,力求融会贯通。否则会导致后面学了,前面忘了,或者对后面课程的内容不能很好的理解,甚至难以继续学习下去。在学习的过程中要重视习题和练习,这对加深理解有机化学的原理、概念及性质,培养学生独立思考和提高分析问题的能力很有帮助,在以后的专业课学习中将有所裨益。此外,有机化学规律性强,每一章的知识就好比项链的一环,要善于总结,把各章知识串成一条项链。只要大家认真的跟着老师的思路走,会把复杂结构式简单化。最后,要重视实验课的教学。综合应用多种学习方法,迎刃而解各种难题。
总之,在绪论课上,学生也会先入为主地对授课教师产生自己的印象和看法,从而影响其以后的听课态度,因此,上好第一节课,让学生了解授课教师的讲课方式和风格,并认同教师的授课效果,有利于提高其对该课程的兴趣。绪论课位于该门课程之前,它的这一特殊地位必须要引起我们的重视。学好《有机化学》是我们学好其它医学课程的基础,让我们能更好的认识身边的事物,更好的避免有毒有害物品对人们的危害。
参考文献:
,各类有机物的性质差异大,学生普遍感觉理解与记忆困难,容易产生枯燥乏味的情绪,逐渐失去对有
机化合物的学习兴趣。本文从自己多年教学经验出发谈谈如何学好高中有机化学。
【关键词】有机化学碳碳双键官能团
有机化学是高中化学的一个重要组成部分,由于其种类繁多、结构复杂、与生产生活联系甚为密切,使
之成为高考的热点。不少同学抱怨有机化学难学,甚至成为化学学习的分化点。基于这种现象,笔者针
对学生学习有机化学的常见困难进行了汇总、分析,并结合自己的教学总结出了一些有机化学的学习方
法,希望对广大同学有所帮助。
一、转变思维定势,入好有机化学之门
俗话说:"好的开始,就是成功的一半。"有机物和无机物是化学领域中相对独立的两大块,不仅理论上
存在较大差异,学习的思维方法也各不相同。有机初学者往往惯于拿以往的学习无机的思维方法来学习
有机物,结果越学越难学,逐渐失去对有机化合物的学习兴趣。因此,对于初学者,必须转变这种思维
定势,明确有机物和无机物的差异,学会正确的有机学习方法,入好有机化学之门。比如:对于无机物
的性质,我们通常是机械地记住就行了,但对于有机物的性质,一定要抓住它的结构特点,理解官能团
的变化才能掌握好它的性质;再如:大多数无机物的组成简单,种类少,记它们的化学式并不难,但是有
机物种类繁多,结构复杂,加上表示的式子多,死记是行不通的,一定要联系有机物名称、官能团以及
碳四键的结构特点来书写有机物结构式或结构简式,并注意结构式、结构简式、分子式、电子式的区别
。例如写乙醇的结构式时,名称中的"乙"表示有2个碳原子,"醇"表示含羟基-OH,先写出2个碳的骨架,
再接上-OH,最后根据碳四键原则补足H。按照这样的方法,其它的有机物(醇类、醛类、羧酸类)等的书
写也迎刃而解了。
二、注重课堂上教师的形象化演示,深刻理解有机反应原理
有机化合物的种类再繁多,都离不开碳四键的基本原则,结构再复杂,也都离不开常见的几种官能团组
成。因此,抓好有机物结构特点和变化规律,理解各种有机反应原理是提高有机物解题能力的关键。由
于有机物结构抽象,教师往往运用实物、模型或多媒体等手段将抽象的内容形象化,学生一定要注重课
堂上教师演示的各种有机物的分子模型(球棍模型和比例模型),记清楚各种有机物的结构特点和官能团
,并通过观察老师的演示深刻理解有机反应原理。我们除了注重多媒体、模型等这些教师常用的演示之
外,还可用"人"来模拟想象有机反应过程,因为人的四肢正如碳的四个键。例如:甲烷的一元取代就好
比人的一只手上的东西换了另一种东西,二元取代就好比双手上东西都换了,三元、四元取代以此类推;
乙烯的加成反应过程也可以用"人"来模拟,如果伸展的四肢代表四个单键的话,那么双手相握就好比容
易断裂的双键,当握着的双手打开后就变成了伸展的四肢,就如双键断开变成了单键。理解了这点后,
加聚反应也就容易理解了:好象无数个人由自己双手相握变成手拉手的过程。我们还可以根据以上的模
拟过程联想其它的有机反应原理:比如消去反应、酯化反应等。
三、善于总结规律,学会学习方法
学习有机物的一般规律:先从代表物的结构性质用途制法,然后类推到一类物质。学生在学习有
机物时要抓住这条规律进行学习,特别是结构与性质的关系--结构决定性质,性质反映结构。这条规律
贯穿所有有机物部分内容,指导有机化合物的学习方法和解题思路。必修课第三章开始进入有机物的学
习,由甲烷牢固的正四面体结构决定它的性质稳定,一般情况下不能跟强酸强碱以及强氧化剂反应,特
定条件下能发生燃烧、取代以及分解反应,然后由性质决定它的用途,最后由甲烷的性质类推到跟它结
构相似的一类烷烃的性质。接着乙烯的学习也是从结构特点出发,乙烯含有一个容易断裂的碳碳双键,
它的化学性质就表现在这个双键上,结构决定性质,其中加成反应、加聚反应、消去反应都涉及双键的
断裂和形成,因此乙烯能发生以上这些反应,最后类推到含有碳碳双键的烯烃,也具有与乙烯相似的化
学性质。在以后的有机物学习中,基本上都按照这条规律进行:结构性质用途制法一类物质。
四、以官能团之间的联系为主线,构建知识框架
将各类物质或官能团的性质分别突破以后,我们会觉得知识有些散乱,此时我们不防以一些重要物质或
官能团为主线,建立它们之间的联系,从而构建有机知识框架,为有机合成和推断提供明确的思路。有
机化学的基础知识是中学化学教学内容的重要组成部分。学生掌握简要而系统的有机化学基础知识,可
以加深和拓宽对化学知识的全面理解。学好有机化学知识可以从以下几个方面加以尝试。1、联系结构,
记清性质2、对比种类,记准性质 3、举一反三,用活性质。
总的来说,有机化学在高考中占有相当的比重。有机化学式和化学方程式的书写、反应原理、官能团之
间的转化关系是高考的重点也是学习的难点。要学好有机化学,突破有机化学难点,学生要从常规课堂
切入:转变学习的思维方法,入好有机化学之门;注重课堂上教师的形象化演示,深刻理解有机反应原
理;善于总结规律,学会学习方法;以官能团之间的联系为主线,构建知识框架。
作为一名化学教师,我经历了新课程改革的全部过程,对比旧版的化学,改革后的化学课程主要有这样几个特点:
一、内容、知识点变化不大,但侧重点有所不同,旧版重视理论,新版更注重生活生产实际。
二、旧版注重知识点的教学,新版更注重能力、情感、态度与价值观的培养。
三、老师的角色由传统的传授者、领导者转变为引导者、合作者。根据我们学生的特点我就新课改下的有机化学教学略表自己一孔之见。
一、学习有机化学的重要性
有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、应用,?以及有关理论的科学。有机化合物与人类的关系非常密切,在人们的衣、食、住、行、医疗保健、工农业生产及能源、材料和科学技术等领域中都起着重要的作用,越来越多的有机物不断地充实着人们的物质、精神生活,促进了经济的发展和社会的进步。有机化学是高考试题中的重要组成部分,如何激发学生学习有机化学的兴趣、指导学生学习方法、提高学生学习有机化学的能力,一直以来是我们每个从事高中化学教学工作的教师不断为之思考、探索、实践的课题。学好有机化学对于每一位要参加化学高考的同学来说都非常重要。
二、新课改下有机化学高考的特点
在内容选择上,积极关注与化学相关的社会问题,力求反映现代化学研究的成果,选材新颖而又贴近学生实际。依托教材,注重基础,考题新而不偏,活而不难,突出化学意识的考查,能力与素质的检验。如近年高考中出现的工业染料“苏丹红1号”、治疗禽流感药物达菲的原料莽草酸等,要求考生关注社会热点,注意用所学知识解释与生活、生产科技等相关的问题,做到理论联系实际。
三、激发学生学习有机化学的兴趣和求知欲
如今有机化合物制品已广泛地渗透到人们的日常生活当中,食品、化妆品、洗涤剂、衣料、医药、农药等,无不和有机化学密切相关。在教学中列举生活中的例子,如:人们用甘油保持皮肤水分,肥皂的制取与使用原理等。神秘的化学原理广泛应用于日常生活中的衣食住行,使学生产生强烈的求知欲,也使学生真实地体会到化学是当今世界无可非议的核心科学,而有机化学则是这一核心科学的重要组成部分。化学故事可以激发学生的学习兴趣。我发现学生对学习有机化学有相当浓厚的兴趣,同时他们还从中学习到化学家们锲而不舍、一丝不苟、实事求是的科研、学习精神。生动有趣的化学实验是产生兴趣的催化剂,变幻莫测的化学实验现象可以满足学生的好奇心与求知欲,如在上银镜反应分组实验时,我鼓励学生做出最光亮的试管作为纪念品,学生实验时兴致极高。为了避免学生动手的盲目性,我因势利导,使学生把单纯的兴趣转化为学习的动力。
四、引导学生探索学习有机化学的方法
“授之以鱼,不如授之以渔”。结束了繁杂的无机化学的学习,学生对有机化学兴趣很浓。同时,所有的学生几乎又回到了同一起点,这是再一次激发学生学习兴趣的好机会,更是指导学生学习方法的最佳时期。
1.顺藤摸瓜学习法
针对有机化学的“面”,我让大家顺藤摸瓜:烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)烃的衍生物(卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯)糖类(单糖、二糖、多糖)油脂(硬脂酸甘油酯、软脂酸甘油酯、油酸甘油酯)蛋白质。针对有机化学的“点”,我总结了一般方法:一个分子式(同分异构)结构(官能团)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。我称之为顺藤摸瓜法。
2.模型教学法
在“乙炔”这一节的教学中,我先给同学们展示炔分子的比例模型,让同学们结合烯烃的知识分析炔的组成,然后由组成讲到化学键类型、分子的极性、空间构型;再展示炔分子的球棍模型得出乙炔的不饱和程度,得出乙炔是分子中含有碳碳三键的不饱和烃。再由此结构推测其物理、化学性质。在苯等教学中,我也使用了模型教学法,同时结合常规教学法,效果较好。
3.组建知识网络
有机化学知识点多,有机物性质各异,学生学习时感到难以掌握和记忆,但各类有机物之间可以相互转化。在教学中我指导学生通过分析比较,寻找前后知识的联系,把分散的知识系统化、条理化、网络化。如以结构—性质—制法的逻辑关系为桥梁,以官能团为主线,建立烃的知识网络图。在学完烃的衍生物以后,我让学生对本章知识进行列表总结。要求以典型代表物的化学式、结构简式、官能团、化学性质、实验室制法为基本框架,寻找知识的联系与区别,以提高学习效率。
五、提高学生学习、分析有机化学问题的能力
1.自学能力
根据有机化学的特点,在传授知识和指导教学方法的同时,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“苯”这一节的教学,通过约15分钟的阅读,同学们自己列提纲,然后复述,重点围绕苯的结构特点、物理性质(展示样品)、化学性质等进行了讨论。通过这样的训练,学生不但强化了阅读搜索信息的能力,更提高了自学能力。
文章编号:1008-0546(2013)07-0086-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.07.034
在中学阶段化学可分为无机化学和有机化学两大块。有机化学中主要包括有机化合物之间的相互转化和联系。有机化合物简称有机物,它主要由碳元素、氢元素、氧元素组成。有机物是生命产生的物质基础。大多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素,此外也常含有氧、氮、硫、卤素、磷等。部分有机物来自植物界,但绝大多数是以石油、天然气、煤等作为原料,通过人工合成的方法制得。同无机物相比,构成有机物的元素不多,但有机物的种类繁多、数目庞大。要想学好这些有机物光靠死记硬背是不行的,需要从官能团的有关性质入手,主要从以下五个方面入手:
一、借助官能团类别,认识有机物的结构、组成及分类
官能团是决定有机物化学性质的原子或原子团。中学阶段常见的官能团有碳碳双键、碳碳叁键、羟基、羧基、醛基、酯基、羰基、醚键等等;确定了官能团的类别,就可以认识有机物的结构;而结构就决定其性质及组成。例如乙醇的分子式为C2H6O,如何确定乙醇官能团的位置与结构,很多学生只是死记硬背其结构简式。其实在教学过程中,可以先让学生写出其可能有的结构,再让学生动手操作其球棍模型观察其不同的结构模型。让大家先形成一种感性的认识,对于分子式C2H6O有两种不同的结构,一种是CH3CH2OH,另一种是CH3OCH3,到底是哪种结构?可以让学生讨论和交流,学生各抒己见。实验是检验其结构的标准。大家动手做金属钠与无水乙醇的实验,观察到实验现象金属钠沉在无水乙醇的底部,在金属钠的表面有气泡均匀冒出;说明金属钠能与无水乙醇发生化学反应。据此实验可以确定乙醇的结构。对于乙醇的结构可以有两种解释;第一种是根据少量的金属钠保存在煤油中,而煤油是烃类的混合物,只含有C和H两种元素,由此说明金属钠与碳元素上连接的氢元素不反应,无水乙醇与金属钠反应只能与羟基上的氢原子反应。从而证明乙醇分子中含有醇羟基;另一种方法是通过实验验证进行定量计算得出结论,取一定量的金属钠与一定体积的无水乙醇反应。这样通过实验验证定量计算发现2mol乙醇和2mol金属钠反应生成1mol氢气。由此确定出乙醇分子的结构中含有一个醇羟基。
二、根据官能团的特点,确定物质的性质
有机物的种类和数目非常繁多,原因之一就是存在许多的同分异构体,它们属于分子式相同,结构不同的化合物。例如分子式为C5H12O,它的同分异构体的数目就很多。如果根据官能团的种类进行分类,以含有相同的醇羟基的同分异构体有六种,结构决定性质。只要具有相同的官能团,不论醇羟基在任何位置其化学性质相似。例如:凡是醇都可以发生燃烧反应生成二氧化碳和水;凡是有机物中含有醇羟基就能跟金属钠、钾等活泼金属反应置换出氢气,不能跟氢氧化钠、碳酸氢钠反应;凡是有机物中含有醇羟基就能跟氢酸(HX)发生取代反应,生成相应的卤代烃;凡是有机物中含有醇羟基就能羧酸发生酯化反应生成相应的酯等等;凡是有机物中含有醇羟基就可以发生分子间脱水 (取代反应)生成相应的醚。一般醇可以发生氧化反应生成相应的醛或酮,只有少数醇不能被氧化生成相应的醛或酮。这是由于官能团的位置不同,当醇羟基的位置连接在末端碳原子上,就都能被氧化成醛;当醇羟基的位置连接在中间碳原子上,并且此碳原子上还必须连接氢原子,就都能被氧化成酮,反之此碳原子上没有连接氢原子就不能被氧化生成相应的醛或酮;同样大多数醇在浓硫酸作催化剂条件下,可以发生消去反应生成相应的烯烃。凡是连有醇羟基的邻位碳原子连有氢原子,就可以发生消去反应生成相应的烯烃,反之连有醇羟基的邻位碳原子没有连有氢原子,就不能发生消去反应生成相应的烯烃。掌握好官能团的特点,就可以确定有机物的性质,这对学好有机化学非常重要。
三、明确反应条件对官能团的影响,做到举一反三,灵活应用
由于官能团相同而反应条件不同时,造成产物不同。因此要记清条件,灵活应用做到举一反三。例如乙醇与氧气反应,在点燃的条件下生成二氧化碳和水;而在铜丝做催化剂加热条件下生成乙醛和水。有时反应温度不同,产物也不同。还是以乙醇为例,乙醇在浓硫酸做催化剂条件下,温度在140℃度时进行分子间脱水,发生取代反应产物是乙醚和水;而在170℃时进行分子内脱水,发生消去反应产物是乙烯和水。因此做乙醇生成乙烯的实验中温度要快速升至170℃,否则就会有副产物生成。同样酯类的水解,在酸性条件下水解不完全,生成相应的酸和醇;而在碱性条件下水解完全,生成相应的盐和醇;因此油脂在碱性条件下水解完全,被称为皂化反应。反应条件不同,产物不同是有机化学学习的一个重点。
四、注重官能团之间联系,研究物质的合成
有机物之间能够相互转化,都是利用官能团的之间联系。目前中学阶段常见的官能团有碳碳双键、碳碳叁键、羟基、羰基、羧基、醛基、酯基等。以乙醇为例合成乙酸乙酯,其合成路线是乙醇中的醇羟基经催化氧化为乙醛,乙醛进一步氧化为乙酸,乙酸中的羧基与乙醇中的羟基在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯,而乙酸乙酯中的酯基又可以发生水解反应生成相应的醇和羧酸。因此凡有关物质的合成的问题,要学会分析合成的有机物属于何种类型,带有什么官能团,与哪些信息有关;还要综合运用有机反应中官能团的衍变规律及有关的提示信息,掌握正确的思维方法,综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线,这是学好有机化学的有一个诀窍。
五、辨别官能团的特性,准确理解反应机理
有机物中不同的物质,化学性质不同,造成它们不同的原因在官能团上。官能团不同,在化学反应中表现的反应机理不同。例如,乙醇与乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应,它们的反应过程是乙醇中的官能团—羟基去氢,乙酸中的官能团—羧基去羟基;醇与酸发生酯化反应机理是:酸去羟基,醇去羟基氢。
官能团的知识至关重要,只有掌握官能团这一知识点,在学中必须加以灵活运用,才能把知识转化为自己的能力,才能学好有机化学。
有机化学是中学化学的重要组成部分。要想学好有机化学,必须要掌握官能团的性质,深刻领会官能团在有机化学中的重要地位是学好有机化学的金钥匙。
总之通过有机化学的学习发现有机化学的规律性比无机化学更强,一旦掌握规律,就会使很多题目迎刃而解。这就需要同学们在以后的学习中用心去记识、去理解、去掌握。
有机化学课程知识点多,结构性质多,反应多且易混淆,概念抽象,反应机理抽象难理解,让学生在学习过程中感觉枯燥,难懂难学,易失去信心,从而产生厌学情绪。此外,地方院校的学生,基础稍显薄弱,在高中阶段部分学生对化学就不感兴趣,进入大学后对化学类学科还残留一些不“感冒”心理。“兴趣是最好的老师”,因此激发学生学习兴趣至关重要。首先,我们在第一次课讲讲生活中的“衣食住行”与有机化学的关联性。如一些食品安全问题都是由于此类化合物滥用引起的,比如“吊白块”、“西瓜膨大增甜剂”、“面粉增白剂”、“反式脂肪酸”、“增塑剂”等[3];讲讲有机化学与药学互相关联的例子,比如磺胺类药物的发现,简述喹诺酮类药物的构效关系等,这些能让学生充分认识到有机化学在生活中的重要性,在药学专业中的重要地位,从而让学生从内心感受到学好有机化学的重要性。其次,可以讲有机化学诺贝尔奖获得者的励志故事,从人文思想上陶冶学生,无形中会增加学生对有机化学的兴趣与重视程度。最后,老师第一次上课在形象、教学内容、激发方式上要根据学生特点进行精心琢磨。比如,我院药学专业学生化学基础普遍相对薄弱,对有机化学有愄具心理,第一次上课适时鼓励他们就显得相当重要。现在的大学生平时学习积极性不高,普遍课前不预习,课后不复习,这样容易造成知识点越积越多,学习越来越吃力,慢慢产生“放纵式”学习,这种现象值得我们深究。我们平时把学生分成几个学习小组,多布置团体作业给他们,这样无形中可增加团队协作精神和能力,无形中促进他们要学习,不能拖团队的后腿,从而保持学习积极性。此外,我们组织学生在课余时间进行有机化学学习交流会,由高年级学生分享学习有机化学的心得,谈谈没有学好有机化学导致以后在学习药物化学、天然药物化学等专业课程时的困境,“前车之鉴”有一定的鞭策作用。提高积极性的方法还很多,根据实际情况灵活运用,会有不错效果。
2改革教学内容,教学手段多元化
有机化学教学内容稍显陈旧,这就要求我们对教学内容进行一些改革,以适应教学发展和创新药学人才需要。首先,我们根据自身院校办学特色并结合学生整体情况,对教学内容进行精讲、略讲与自学等不同层次进行分类。比如波谱解析的知识和糖、氨基酸、蛋白质等内容作调整。其次,对教学内容进行整合,如李霞[4]、刘玉梅[5]等人对有机化学教学内容的整合很有借鉴意义。我们借鉴前人的教学经验,加以改进形成一套适合自身院校的教学内容。此外,在教学过程中紧紧围绕药学专业培养体系的特点,把药物化学、天然药物化学、药物分析等专业课程知识与有机化学紧密结合,比如:讲酚这一章时,讲酚羟基性质,可以联系药物化学有酚羟基的药物,让学生课后去寻找归纳总结,然后再课堂讨论总结,这样既能丰富有机化学视野,又可让学生体会基础学科的重要性,从而提高教学效果。有机化学教学手段不断发展,形成很多不同特色的教学方法。我们在教学中根据不同章节加以应用,形成多元化特色。如我们可以用案例教学法讲马氏规则,亲核加成反应等;可以用启发式教学法[6]讲化合物的命名、性质等;采用多媒体,把一些抽象知识形象化,提高学生的认知效果;当然,传统的板书教学方法也必不可少,特别是机理解释,习题讲解时,板书的现场推理,能更好地让学生对知识点的理解掌握。当然,有机化学教学手段还很多,根据自身教学特色,创新性地结合应用,不断提高教学质量。
3调查总结学生学习情况,科学建立试题库
有机化学课程内容多,很多知识点易混淆,如果课后不复习,很容易学了后面的忘了前面的,达不到好的学习效果。为了平衡考察学生对知识的掌握情况,提高教学效果,我们建立试题库。这样方便学生课后利用试题对知识点深入了解,同时期末还可用来作考察学生的试题,这样可以达到每届平衡科学考察学生。我们建立试题库,根据自身院校特色与学生综合情况,调查总结学生学习情况,精心钻研,每年不断改进。首先,根据每届期末考试试卷分析情况,对试题难易程度、得失分情况、题型变化、知识点掌握等作个汇总,逐步建立题型多样的试题库。其次,通过发放问卷调查,调查学生对知识点的理解,掌握情况,对某些知识点讲解所用教学方法,容易混淆的知识点等作个汇总,根据教学大纲要求科学平衡建立试题。再次,让学生参与建立试题库,根据他们在学习过程中容易混淆,容易忘记,难于理解的知识来出题,然后老师筛选出一套试题库,这套试题库用于学生以练题促进对部分知识点的理解掌握。通过学生出题,可以提升他们的学习能力。
4创新实验教学,优化考核方法
有机化学是理论和实践很强的一门课程,通过实验教学不但可丰富理论知识,还可提高学生动手能力和思考、发现、解决问题的能力,因此实验教学在有机化学教学中起着重要作用。但如果学生做实验按照实验指导书按部就班进行,实验效果并不好,学生的积极性和主动性普遍不高。为适应药学人才培养发展需求,提高实验课教学质量,我们对实验教学进行试探性改革。首先,精选实验内容,改编部分教学内容。有些实验内容陈旧,我们根据药学专业,把部分有机化学实验进行改编。其次,安排综合性实验,开设创新性实验。有机化学与其他课程有交叉渗透,我们会开设综合性实验,指导学生完成。最后,为进一步提升实验教学质量,丰富教学内容,鼓励教师对实验内容和方法进行改革。我们有机化学考核分为平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末成绩。我们可以科学创新改革,建立多元化考核体系。首先,可以在平时成绩这一块增加比重和考核类别。如课题讨论、课后习题、小组讨论、团队作业(PPT形式)、调查总结报告等,这样不断促进他们学习,慢慢提高学习积极性。其次实验成绩,我们对平时的动手操作和实验结果很重视,把它作为实验成绩考核的一部分,这样无形中让学生平时增加对实验的重视程度,起到好的实验效果。期末时,我们会组织实验操作考核,这样可以培养学生平时实验动手能力的培养。期中成绩,我们在教学中段进行期中考试,作为阶段性考察学生学习情况。现在的学生较懒散,有中段考核,在一定程度上能让他们保持学习积极性。有机化学随着药学专业学科建设的发展而不断发展,为适应社会发展需要,培养创新药学人才,我们必须对有机化学教学不断创新改革。在教学中,根据不同院校办学特色与学生综合情况,不断总结教学经验和理念,不断丰富课堂文化,在改革探索中形成特色教学体系。如何更好地促进有机化学教学发展和改革创新从而提高教学质量,培养创新人才,需要教学工作者进行长期深入研究。
作者:谢华松 林大都 黄思涵 张声源 单位:嘉应学院
参考文献:
[1]伍国云,申,肖腊梅,等.高职院校药学专业有机化学教学改革探讨[J].广东化工,2015,42(16):256-257.
[2]周建波,曾明,陈文.药学专业有机化学教学经验总结[J].当代教育实践与教学研究,2015,06:180.
[3]裴强.食品安全问题在有机化学教学中的应用探讨[J].广东化工,2011,39(20):151-153.
有机化学是药学专业的一门重要的专业基础课程,对于生物化学、药物化学、药物分析、化学制药技术等后续课程的学习具有重要作用。我院药学专业的学生,他们大多数高中学的是文科,所以对于中学所学的有机化学的知识已经所剩无几,故他们的理解能力就比较差,基础知识也很薄弱,这给学生的学习带来一定的难度,容易导致学生失去学习兴趣。那么,怎样调动他们的学习积极性,将这些基础课程真正学扎实,就成为我们教师的主要任务。通过几年来讲授有机化学课程,我深刻认识到,培养学生对所学课程的兴趣是教学中的一个重要环节,也是学生学好本门课程的关键。
为此,我在这方面进行了一些尝试,并取得了一定的成效。爱因斯坦曾经说过“对于一切来说,只有兴趣才是最好的教师”。如果学生对所学的内容产生了兴趣,他就会以积极、科学的态度,顽强的毅力,克服一切困难,去主动地学习和掌握知识,并且会从中感到愉快、喜悦和满足。然而,兴趣并不是先天就有的,更重要的是靠后天的引导、教育和培养。我努力从以下两个方面注意培养学生学习有机化学的兴趣。
1.直接兴趣的培养:
直接兴趣,指学习活动本身吸引人,学生对有机化学有一个全面系统的认识,是激发学习兴趣的前提。有机化学可以从基本概念、有机化学与药物的关系等方面让学生全面了解掌握学科的理论体系和发展脉络,深入展现有机化学自身蕴含的美,通过审美而培养兴趣。
1.1深入浅出的讲授基本概念
人的思维形式分为概念(人脑反映事物本质的思维形式)、判断(确定概念与概念之间的关系)、推理(从一个或几个已知的判断出发推出另一个新判断)。概念是思维的基本单位,所以要建构成完整的知识体系必须以概念为基石。有机化学的概念有的是高度抽象出来的。如有机化学绪论部分有许多基本的概念,如共价键类型中的σ建、π键;同分异构现象、有机化合物的反应类型中的均裂、异裂、亲电反应、亲核反应、重排反应等。如在讲解共价键类型中的σ建、π键时,不仅让学生了解σ建、π键的定义,还应让学生知道σ建、π键这两种共价键是有机化合物结构中的主要化学键,对有机物的化学性质起着至关重要的决定性作用,所以必须要区分清楚二者成键时原子轨道的重叠方式。学生只有较好地掌握有机化学基本概念之后,才可以通过分析、综合、抽象、慨括、分类、类比等心智操作构建完整的理论体系,才可能进行判断、推理,从而迸发学习兴趣。
1.2有机化学与药物的关系
药物是用于治疗、预防和诊断疾病所用化学物质的总称。目前临床上使用的药物主要是化学药物,而化学药物绝大多数是化学合成的,有些来源于天然物或微生物的药物,现在也可以用化学合成的方法制得,如在讲解绪论中有机化学与药物的关系时,我就特意向学生讲解了临床上用到的吗啡、可卡因、奎宁、阿托品等虽然最初都是从天然植物中分离出来的有效成分,但通过对它们有效成分的研究可以精确地测定其理化性质和化学结构,从而可以大量进行化学合成制备。在这些化学药物中有机化合物所占比例很大,而且多半是一些结构复杂的有机化合物,还向学生讲到对这些化学药物的认识就离不开有机化学的知识。例如,一个中草药有效成分的研究,要经过提取、纯化、结构测定、人工合成等步骤,所有这些程序都需要有机化学的知识;化学药品合成路线选择更是离不开有机化合物的反应,只有熟悉了有机化学反应的特点,经过相互的比较,才能选择出合理的路线。此外的后续专业课程中将进行的药物的鉴定、药物的保存、药物的制剂生产等,都必须通晓药物的理化性质。学生只有了解了有机化学与药物的关系后,要想学好后续的专业课,就必须先学好有机化学,这样就能激发学生浓厚的学习兴趣。
2.间接兴趣的培养
间接兴趣是与学习的结果密切关联的,也就是说当学生对学习内容本身并不感兴趣,但他又意识到学习的结果对他具有重要意义的时候,他就会自觉地坚持学习。直接兴趣和间接兴趣在活动中可以相互转化的。教师可以从有机化学学习的结构着手,从培养学生间接兴趣出发培养学生的直接兴趣。
2.1重点讲授有机物的结构和性质
有机物的理化性质是由其结构决定的。有机物结构往往很复杂,种类繁多,学生不容易掌握,易产生厌学情绪。在教学过程中应以有机物的化学结构为中心来展开教学,要求学生掌握有机物的结构特点即找出有机物的官能团,以结构为中心: ①讲解命名 ②根据结构中的官能团讲解其理化性质 ③讲解其在药物保存及合成中的应用。如羰基化合物的命名,醛、酮都属于羰基化合物,虽然它们都含有羰基官能团,但醛类化合物中的羰基碳一端必须连接氢原子称为醛基,而酮类化合物中的羰基碳两端都必须连接烃基称为酮基,所以在命名含羰基的化合物时要先判断结构中的特征官能团是醛基还是酮基,这样才能正确的命名。而且醛、酮结构中虽都是羰基但由于其特征官能团不同,它们的理化性质有不同之处。特征官能团不仅决定有机化合物的性质,在药物中也决定药物的理化性质,决定药物的鉴定、药物的存放、配伍等,如羧酸衍生物中的碳酸衍生物,碳酸衍生物包括脲、丙二酰脲、胍。其中丙二酰脲具有双缩脲的结构(-CONHCONHCO-),我就提到了镇静催眠药巴比妥类药物也具有丙二酰脲结构,所以巴比妥类药物易水解,在水溶液中存在酮式-烯醇式互变异构,故显弱酸性,临床上常用其钠盐,其水溶性的钠盐可与银等重金属离子形成难溶盐,与吡啶-硫酸铜溶液作用生成紫色络合物,同样这一结构特征决定了其钠盐水溶液显碱性,在临床使用中是不能与酸性药物配伍使用的。根据有机物的化学结构,找到合适的切入点,串联成知识链,再结合后续专业课程中将要涉及到的知识点,进行讲解,有助于学生很好的掌握有机物的骨架,同时也对后续药物化学中有关药物的结构有了一定的了解,对学好有机化学起到了关键作用。
2.2及时真诚地赞赏学生
根据教育心理学家分析:凡在一定情境中引起满意之感的动作会和该情景发生联系,结果是再遇到此情景时这一动作会更易出现。在学习中,学生获得赞赏就会产生愉快的心情。这种情景反复发生,学习和愉快的情绪就会建立起稳定的联结,也就会形成越学越有兴趣,越有兴趣就越想学良性循环。我在有机化学的教学中就经常刻意去发现学生学习中所取得的些许成绩,并及时的给予表扬和认可,渐渐地,这些学生为了得到社会的承认和赞赏就会专心致志地学习,并把学习看着是一种乐趣。为此,作为一名教师,在教学工作中首先要真诚、真实地理解学生。教师不能高高在上,要到学生中去,要善于发现学生的出色之处,尽可能地给他们提供成功的机会,对他们的点滴进步给与激励。学生在与课程的接触中,时刻用他们特有的眼光去理解和体验课程,并经常创造出鲜活的、出人意料的想法,对此教师要给予真诚、真实的赞赏,以激发学生的学习兴趣。从信息论和控制论角度看,没有及时的反馈就不能激发成就需要。学生学习的情况需要教师及时地给予恰当评价,以强化学生学习的兴趣,并及时矫正学习中出现的偏差。教师既要注意课堂上及时赞赏评价,也要注意及时对平时的作业、测试、试验等情况给予赞赏评价。使赞赏与评价、指导相结合,从分发挥信息反馈的诊断、指导和激励作用。在这种和谐的教学氛围中,教师可以敏感地意识到学生的进步和不足,教与学相互沟通,课堂气氛火活跃、学习兴趣浓厚。
有机化学是药学专业的一门专业基础课程,也是学习难度较大的一门课程。教师在教学中注意培养学生对有机化学的学习兴趣,激发他们的学习热情,让学习和兴趣相交融,这将对学生理解和掌握这门课程起到积极的作用,也为后续有关专业课程学习铺平了道路。
参考文献
2浓缩教材,合理安排教授内容,教学中突出重点和难点
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。
高中有机化学的教学问题是结构与性质的相互依托关系,结构决定性质,性质反映结构,如何把握结构与性质的关系是学好有高中机化学的基础.因此在复习过程中要牢牢抓住一些官能团的特点,抓住一些常见官能团所具有的化学性质以及能发生的相关反应,构成官能团相互转化网络体系,便于复习和理解.
例如甲酸虽然属于羧酸类,具有羧基,羧酸的一切所有性质,但是从结构上看甲酸除了羧基以外还有醛基,因此甲酸具有醛基和羧基的双重化学性质,是一种比较特殊的羧酸.因此我们在掌握该有机物具有的性质的时候,不是看所属的类别,更重要的是根据该有机物具有什么样的官能团,然后再去推测其具有的化学性质.我们的学生不要感觉该有机物的结构复杂繁琐而感到胆怯,其实再复杂的有机物都是由一些我们熟悉的官能团所组成,要透过现象的表面看透该结构中真正所含有的官能团,理清转化过程中的一系列的变化和区别,而其性质也就变得清晰了很多.
二、理透机理,环比迁移,发散解题新思维.
在有机化学方程式的记忆中,一些学生往往不是靠死记硬背,就是照搬照抄,其实不然,学习的关键在于理解,牢牢掌握发生有机化学反应的过程(即反应机理)是最为关键.何处断键?何处成键?反应条件是什么?官能团如何转化?反应类型是什么?性质有何改变等等.只有通过真正理解有机反应转化之机理,然后运用类比迁移模拟等一系列的思维方法来分析解决问题.如乙醇和乙酸的酯化反应.酯基的形成在于乙酸和乙醇的如何断键,通过对同位素的标记,其实质就是酸脱羟基醇脱氢的反应.理清究竟哪里实现酯基的构成,以及酯形成的反应条件等等.下次碰到同样类似问题也就简单了许多,例如硝酸与甘油形成三硝酸甘油酯的反应,其实也就是如何形成酯的过程.掌握了化学反应规律和转化的机理,解题能力也会相应提高,复习的效率也就随之大幅度的上升,在有机化学复习的过程中做到能触类旁通,举一反三之效果.
三、养成归纳,理解相互转化的习惯,沉淀记忆.
有机化学中非常重要的一块就是物质间的相互转化,而在高考中常见的题型就是有机推断与合成.因此我们学生要在充分理解有机物官能团相互转化关系的基础上,实现对有机物的有效转化.譬如我们要想合成一种聚合物,就要以寻找该聚合物单体为目标,依据该单体的结构特点进行分析递变.一般官能团转化的路线为烯烃卤代烃醇醛酸酯,只要我们的学生能真正理解这些官能团相互间的转化,有机物间的物质转化也就变得得心应手了.因此,我们在有机化学复习的教学中最为关键的一步就要求学生记忆官能团转化的一般路线并加以一定的灵活应变,达到对知识的融会贯通之目的,也对我们解决有机题大大提供了捷径.在有机化学学习到一定程度,必然要再进行归纳与总结,比较与记忆,最后一些重要有机物的性质和常见转化要不断沉淀.在此基础上还可借鉴一些有机巧记法,如:高中有机化学知识“四项基本原则”、四类平面结构、四类取代反应.运用多种方式帮助学生记忆和分析,寓知识记忆于趣味之中,也让学生感觉到有机化学的学习其实并不辛苦.
四、讲练结合,学会前后对照比较的思想.
在有机化学题中合成推断是一种比较常见的题型,我们学生往往感到较为头疼或无从下手,从而导致失分较多.其实要解决好这类问题,减少失分的关键在于我们学生在练习的过程中一定要以对照比较为宗旨,仔细观察两者有机物在转化前后中的区别,变的是什么不变的是什么,抓住本质,这个官能团的变化是如何实现的,利用我们的现有的有机基础知识充分解决内在的关系.由难变易,由繁变简,充分培养学生的解题应答能力,从而实现课堂的高效率.
五、有效针对训练,寻找突破,实现自主学习.
理想课堂的主题在于我们教师要将课堂还给学生,将被动学习回归到自主学习.如果我们的教师一味的追求高分,从而忽视了学生能力的培养,必将导致教学的悲哀.所以学生可以根据自己的掌握情况来自主分配,有针对性的进行专项训练,以练带讲,以学生为主体,以教师为主导,寻求学习有机化学教学的捷径,在课堂上提倡学生在自主学习过程中要勤观察,勤思考,勤比较,勤记忆,寻求突破口.摆脱以往的“题海战术”、“填鸭式”,其实也是对我们教学的负责任.既要重视知识深度和体系广度,又要注重对知识掌握的“全”、“细”程度,更要追求学生综合能力的培养;对于训练试题的选择性上既有典型性、针对性、层次性,又要具有启发性、时代性,力求做到答一疑会一类,明一知百,练一题习一法,举一反三.
例药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得:
下列有关叙述正确的是().
A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3 溶液反应
2转换教师角色,发挥教师的主导作用
古语有云,“授人以鱼不如授人以渔”。教师的角色不应该仅仅是知识的传授者,教师更应该是学生学习的组织者、合作者和引导者。组织学生有激情、有效率的学习,一起讨论相关的有机化学热点或难点问题,引导学生运用有机化学知识去思考并解决问题,比如,以偶氮染料“对位红”的合成为例,以苯胺为起始原料,其合成主要有3步:①对硝基苯胺的制备②重氮化反应③偶合反应。合成路线如下:从上面的合成路线中,我们可以引导学生去思考:①由苯胺合成对硝基苯胺为什么不直接硝化?由此引入官能团为什么要保护、如何保护的问题,启发学生总结有机化学中其他官能团(酚羟基、醛羰基等)保护的方法;②为什么偶氮化合物会有颜色?由此补充有机化合物分子结构与颜色的关系,并可以安排学生自己去查阅资料,了解偶氮染料的发展和应用情况。这样不仅可以激发学生的学习兴趣,培养学生的学习能力,也能加强学生对本专业的认识,了解有机化学的重要性。
3有机化学理论课程的实施
在理论课程教学当中,最重要的两方面是:一、结合专业特点,精选教学内容;二、选择合适的教学方法,激发学生学习兴趣。课堂教学内容的选择一定要体现以学生为主体的指导思想。明确所授学生的专业培养目标,理解轻化专业学生学习有机化学的目的和要求。教学过程中不要追求面面俱到,而应有所侧重和取舍,重点讲解与本专业相关的知识点和难点,对于本专业涉及较少或涉及不到的、以及很容易的知识点可以不讲或让学生作为课后知识自学。课堂教学方法的选择应以能激发学生学习兴趣、培养学生创新思维能力、提高学习效率为依据。可以从以下3个方面进行探讨:①在教学过程中可以结合启发式、讨论式、研究式等教学方法,使教师与学生在愉快、和谐的气氛中讨论,这能充分调动学生的学习积极性,挖掘学生的学习潜能,培养学生可持续发展的学习能力;②将多媒体教学与板书相结合,可以大大提高教学效果。比如对一些反应的过程和机理的动画效果采用多媒体的方式等,更能吸引学生的注意力,并易于学生理解。但不能过分依赖于多媒体,庞大的信息量会使学生产生疲劳感,也不利于做好课堂笔记。要根据讲授内容,适时地结合板书讲解,放慢节奏,增加师生之间的互动。
4有机化学实验课程的实施
化学是一门实践性科学,有机化学实验是有机化学学习的重要组成部分。通过有机化学实验的学习,有助于激发学生的学习兴趣;提高学生的实验操作技能,巩固对有机化学理论知识的掌握和运用;启迪学生的科学思维;培养学生的科学态度和价值观;全面提高学生的科学素养,对有机化学理论课程的教学也能起到很好的促进作用。我校轻化工程专业在后续课程中设置了助剂和染料合成等有机合成实验,更能帮助学生理解有机化学理论知识和掌握基本实验技能。在有机化学实验课程中,逐步实施绿色化的实验教学模式,让学生在做实验过程中自觉养成绿色化的环保意识。
近年来,随着高校的大规模扩招,升学率大为提高,在校生人数出现了跳跃式增长。而医用化学作为面向非化学专业医学医药类本科生的公共基础课,也遇到了前所未有的挑战,如学生的综合素质有所下降而教学大纲的要求并没有下降,甚至在要求不变的情况下课时数大为减少[1,2],如何在有限的课时内让学生掌握知识,真正做到保证教学质量是一个严峻的挑战;其次每个授课班级的人数也由扩招前的50~60人增加到了目前的100~200多人的大班教学中[3],在班级开展互动教学比较费力,如果课堂组织不好会出现课堂秩序混乱等问题。因此如何在大班教学中既调动学生的学习积极性,又能保证教学质量,就成为每个讲授大学公共基础课的老师需要思考的问题。我们经过几年的探索,掌握了一套行之有效的医用有机化学的教学方法,使学生的学习兴趣增强,掌握的知识量增加。
1 上好第一次课
大多数学生甚至授课教师对第一次课不是很重视,原因在于他们把第一次课认为只是上绪论课而已,而绪论则主要是介绍该学科的发展简史及一些基本概念,而这部分内容在期末考试中所占比例不大。但笔者认为必须重视第一次课教学,因为良好的开端是成功的一半。第一次课除了要讲授绪论中的一些必讲内容之外,还要强调以下两方面问题:首先是把有机化学课的特点、对学生学习的具体要求以及自己授课的方法、计划等给学生作简单的介绍,使学生对该课程体系与结构框架有一个大概了解,其次让学生明白该以何种态度、采取哪些措施学习该课程。比如,在无机化学考试中不及格的学生,可能会认为自己在化学方面学不好,担心有机化学很难学好。我们可以告诉他们有机化学与无机化学教学中的联系并不紧密,主要用到部分物质结构知识,并且会在绪论课中进行复习,所以对无机化学课程学得不够理想的学生在有机化学课程学习中影响不是太大。通过这样的说明让这些学生消除对有机化学课程学习的恐惧心理,帮助他们树立起学习的信心。在第一次课中,告诉学生授课老师的办公地点、联系方式、答疑的具体时间和地点,每个学生都可以在答疑时间向老师请教学习过程中遇到的各种难题,也可以请教学习方法和做人的道理。
该方法能缩短教师和学生之间的距离,给学生一种亲近感,从而激发学生的学习兴趣与动力。其次是介绍有机化学与相关专业的关系,使学生了解有机化学对其专业学习的重要性,引起学生对有机化学的高度重视。如:医学医药类科学与有机化学有着十分密切的关系,该课是学好后续课程如生物化学等必修课程的基础;而且学习和研究医学科学,必须运用有机化学的理论、知识及研究方法,深入探讨构成生物体、药物等的各种有机化合物的结构、性质及其在生物体内运动和变化的规律,从而达到控制这些过程的目的。对第一次课进行这样的处理,往往第一节课就能成功地吸引学生的注意,激发学生对有机化学的学习兴趣,为整个学期教学奠定良好的基础。
2 精心设计教学内容和讲授过程,做好备课工作
在备课过程中,教师必须刻苦钻研教材,精心设计教学过程,使知识变得浅显易懂、生动有趣。现在的有机化学教材有许多版本,教师对不同教材的侧重点应心中有数,虽然非化学专业对化学知识的要求不如化学专业深,但作为教师,备课时最好能多参考一些相关的教材,进行分析比较、归纳总结,这样才能避免片面偏颇。在解释同一问题时,不同的教材有不同的角度,对教材的提炼可以将知识转化为条理清晰的脉络,把文字转化为生动的语言,有利于学生的理解和记忆。也可以通过总结规律来整理教材,如:物质的结构与其化学性质之间有着必然的联系,从其化学键的性质及官能团的性质可以推测其可能发生的化学反应;再如:烷烃的取代反应、苯的取代反应和卤代烃的取代反应,虽然都是取代反应,但由于这些化合物的结构不同,导致不同的反应历程,即:①烷烃(非极性C—C键,弱极性C—H键)易均裂自由基反应(光照下或高温反应);②苯(稳定的、富电子芳环,极性C—H键)易异裂亲电取代反应(铁或铁盐催化);③卤代烃(极性C—X键,C原子带部分正电荷,X易离去)亲核取代反应。用对比方法讲解上述反应,使其不同之处凸现出来。
在讲课过程中,应采取精讲,突出重点。精讲部分是学生必须掌握的基础知识及书上的重点、难点等。讲课时,一定要讲清思路。教师的思路往往成为学生学习的模式,因此教师首先应将思路理顺。讲课时也不必完全按照教材的顺序,如何讲解学生容易接受?教师应从心理学角度去考虑,这在备课阶段就应事先设计好。如:对较难理解的共轭效应,应采取由浅入深的方法,从回顾l,3-共轭二烯开始,讲共轭双键的电子云分布及轨道重叠情况,由于形成共轭而电子离域,键长、电子云密度分布平均化,电子效应导致其能发生1,4-加成;由l,3-共轭二烯再引伸至含较多共轭?键的卤代烯分子,讲共轭效应对其的影响;之后讲含有羰基的共轭体系,电子云密度的改变按交替方式传递至共轭链的另一端;最后讲苯环上共轭效应的传递情况,而不是象教材那样只讲卤代烯的共轭。这样学生较易理解,问题也讨论得全面深入。这对后续知识的学习很有帮助,一方面帮助学生理清思路,突出重点;另一方面反复提及又可加深印象,帮助记忆。如讲述单糖的构象时,先复习烷烃的构象与环己烷的构象,再讲单糖的构象。这种承前启后的方法不但有利于学生对新知识的理解,也有利于对以前学习内容的记忆,所用时间不多,但收效显著。
有机化学的最大特点是化学反应方程式多,学生普遍反映记不住,认为有机化学繁而杂,系统性、规律性不强。针对这种情况,在讨论各类有机化合物的基本结构与性质时老师应强调规律性和内在联系,明确“结构——性质”的关系。在授课时注意用相似类比的方法增强知识的前后联系,增加一些重要的基本理论和反应方程式在教学中出现的次数,这样有利于理解和记忆,学生觉得多次见面,反复运用,自然就容易记住了。例如,在讨论羰基化合物时将>C=O和>C=CC=O发生亲核加成,>C=CC=CC=O的亲核加成相互混淆。此外,讲完每一节每一章都进行概括总结,课后则对全书进行系统的总结,使学生对所学的知识有清晰系统的了解,从而达到书本知识从厚到薄的学习效果。
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3 充分利用课前课间课后十分钟,加强师生的沟通交流
第一,扩招、大班教学,学生人数激增,教师在课堂中根本无暇顾及学生,也难以开展课堂中的师生互动[4]。教师在课堂中很难认识学生,更谈不上师生相互交流和沟通。教师对学生的生活学习情况不了解,学生对教师的学术水平,人品等都是一无所知。
第二,随着高科技的迅速发展,多媒体教学也逐渐步入课堂。多媒体的介入,确实对传统的教与学起到了补充、发展和优化的作用。但同时那一幅屏幕也成为师生之间交流的一道屏障,昔日的那种曾以为自豪的抑扬顿挫的声音以及那种督促与被督促,教与学的和谐,似乎已经远离了教学课堂。
教师应当充分利用课前课间课后10min的时间主动走到学生中,与学生面对面交谈,认识学生同时也让学生了解老师,和他们交朋友,了解他们的学习、生活等多方面情况,倾听他们的心声,帮助学生解决学习上的难题和思想上的困惑,了解他们对教师在教学等方面的要求等等。这样对于加强师生沟通和交流,融洽师生关系,提高学生的学习兴趣,以至提高教学效果都有着积极的意义。
4 利用问题设计教学调动学生的学习思维,扩大学生学习知识渠道
问题设计的形式是调动学生课堂思维的有力武器。在化学教学中,一个深奥的理论往往令学生望而生畏,但如果把它拆解并设计为更简单而又具有联系的几个问题,就会使之变得既易懂又有利于思维训练。如在杂化轨道理论一节中,为了讨论原子杂化情况,我们设计了一系列的问题:原子轨道在什么时候杂化? 轨道为什么要杂化?哪些轨道可以相互杂化?杂化后轨道形状和电子云形状有什么变化?sp、sp2、sp3杂化轨道有哪些不同,如何区别?又如在绪论中,我们将论述设计为:化学的定义是什么,为什么它被誉为“21世纪的中心科学”?医学生为什么要学“有机化学”?它涵盖哪些内容?它仅是后续课程的基础吗?其独特的思维能否供医学所借鉴呢?怎样才能学好有机化学?
有机化学作为公共基础课能给医学生打下一定的理论基础。基于学习时间的限制等因素,很多的有机化学学习内容是不可能在课堂教学中解决的。医学生真正要弄懂有机化学并把它运用于医学研究中,还需更深入地学习。但怎样才能正确地引导他们自学呢?笔者认为,教师的目光仍应落在问题设计上,即可以在每章的结尾有意地摆出些与刚刚所教的理论不太一致的实验事实造成悬念,引起学生的疑问和思索。每章没有讲的内容也可以设计为问题去诱使同学们课后自学,如原子结构一章我们仅介绍了价键理论,但这一理论却解释不了顺磁性。我们就启发学生“分子轨道理论能说明这个问题吗?”,鼓励他们进一步学习探讨。
总之,问题设计是医学化学课堂教学改革的重要环节,甚至说是突破口,抓住了它,就能发挥医学生的学习主动性,也可为他们创新与理科素质的培养打下良好的基础。
参考文献
[1] 朱梅英,李献锐,倪瑞星.关于医用化学教学改革的探索[J].河北医科大学学报,2005,26(6):632-633.
一、结构决定性质
有机化学涉及的化合物很多,而且每一个化合物中的官能团也很多,有的是一个,二个,三个乃至更多,各种反应千差万别。许多同学对于有机化学的学习不知道如何入手?有些同学单纯的去记反应,这样记忆力在好的学生也不能把有机化学中的几百个甚至几千个反应都记住。即使记住了,还有搞混淆的情况存在!在讲授每一类化合物(这类分子里只有一个官能团)的化学性质时,首先对它的结构进行分析:让学生学会对某一类化合物的结构进行分析,从而得知该类化合物具有哪些化学性质。例如在讲到醛酮的化学性质时我们首先来分析它的结构:羰基氧上有孤对电子可以与质子结合,所以它有弱碱性;羰基碳由于氧的电负性比碳大使得羰基碳具有电正性,因而可以与亲电试剂结合,发生亲核取代反应;醛氢由于直接与羰基相连可以被氧化,发生氧化反应;α-氢由于羰基的吸电子诱导效应使得α-氢具有弱酸性,可以被碱夺去形成碳负离子,进而作为亲核试剂发生反应。这样学生就可以把醛酮可能发生的反应记住了,而不用单纯的去背反应了。单一官能团的性质讲清楚了,当讲到含有多官能团化合物时,单一官能团所引发的反应就不用再讲了,只要将两个官能团结合在一起所引起的新的反应讲一下就可以了。这也就是说学生学习时只要刻意的去记住某些化合物的某些特殊反应和特殊性质就可以了,这样学起有机化学就轻松多了。
二、通过提问式教学来引发学生的思维
让学生深刻理解教学内容由于有机化学内容涉及面相当广泛,对每一问题要求学生理解,单靠任课教师的讲解学生未必理解得很透彻。采用提问式教学可以引发学生的学习的积极主动性,让他们主动思考,从而加深对知识的理解。首先给出对学生一些实验事实,让学生从事实中发现问题,进而有教师提出问题,让学生动脑思考来解决。如烯烃与卤素加成反应的亲电加成反应历程。
CCHHHHBr2,H2O,NaClH2CCH2BrBr+CH2H2CBrOHH2
CCH2BrCl+H2O,