時間:2023-08-04 16:47:43
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一、運用廣義知識分類理論對有機化學知識的分析
以認知心理學廣義知識分類的觀點為依據(jù),結(jié)合有機化學學科的特點,將有機化學知識分為陳述性知識與程序性知識兩大類。
陳述性知識又稱“言語信息”,指個人具有有意識的提取線索,因而能直接陳述的知識。如有機物名稱或符號、有機物的簡單命題或事實以及有機物特點規(guī)律等。陳述性知識絕大多數(shù)是可以用語言表達的,同時也可以通過內(nèi)心回憶、再認、以及與其它知識的聯(lián)系等方式表現(xiàn)出來。
程序性知識是個人沒有有意識提取線索,只能借助某種作業(yè)形式間接推論其存在的知識。
二、信息技術(shù)與陳述性有機化學課程整合策略
首先,教師應(yīng)考慮如何幫助學生去掌握這種知識,這是教學設(shè)計的重點。教師在進行教學設(shè)計時,首先應(yīng)確定教學目標是通過回憶知識,學生能口頭或書面陳述學過的知識。在教學中教師要充分利用多媒體工具提供與學生的生存本能的需要或好奇心吻合的內(nèi)容以激發(fā)學生學習的興趣。豐富聯(lián)想的線索,減少機械記憶,增加理解記憶,這樣才能減輕學生的記憶負擔,提高記憶效率。其次,學生對新知識的理解過程是新知識與認知結(jié)構(gòu)中原有的有關(guān)知識建立聯(lián)系并發(fā)生作用的過程。教學設(shè)計時必須考慮信息呈現(xiàn)的方式、直觀教具的使用等。在教學設(shè)計中,教師要多方收集資料,特別是影像資料,以形象直觀的方式呈現(xiàn)。再次,為便于學生記憶、理解陳述性知識,教師應(yīng)盡可能使知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化、條件化、策略化、形象化,并注意記憶規(guī)律的應(yīng)用。這就要求教師在設(shè)計時要給學生提供跨課堂,甚至跨學科的知識,以便對知識進行對比,歸類,整理等。顯然在常規(guī)教學條件下很難完成。
基于上述考慮,筆者查閱大量資料,借鑒其他學科優(yōu)秀整合經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合有機化學知識特點提出以下整合策略。
1.創(chuàng)設(shè)情境,多種感官參與策略
新課程強調(diào)從學生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā),關(guān)注人類面臨的與化學相關(guān)的社會問題,幫助學生認識化學與人類生活的密切關(guān)系,培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力。
多媒體技術(shù)是非常有效的知識表達和信息傳輸?shù)墓ぞ?,在教學中,信息技術(shù)與有機化學整合,通過二維或三維動畫形式,進行信息處理和圖像輸出,在顯示屏幕上,進行微觀放大,宏觀縮小,瞬間變慢,短時間內(nèi)調(diào)動學生多種感官參與活動,使學生獲取動態(tài)圖像信息,從而形成鮮明的感性認識,為進一步形成概念,上升為理性認識奠定基礎(chǔ),并使學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習。通過化靜為動、化動為靜、化大為小、化小為大等,從而提高學生的學習熱情和學習效果。多媒體計算機提供的外部刺激不是單一的刺激,而是多種感官的綜合刺激。設(shè)計教學時應(yīng)充分考慮到學生的注意、情感和思維的心理活動規(guī)律的特點,使學生注意力的聚焦點得到合理調(diào)控和分配。
2.提供背景,情境激勵策略
《化學課程標準》從課程內(nèi)容的選擇上注意從學生已有的經(jīng)驗出發(fā),讓他們在熟悉的生活情景中感受化學的重要性,逐步學會分析和解決與化學有關(guān)的一些簡單的實際問題,生活中有許多熟悉的物質(zhì)與有機化學密切相關(guān)。用源于學生生活經(jīng)驗的素材組織教學,還可以創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)、生活中有意義的化學問題的情境,進而展開實驗探究,增進學生探究問題的愿望。
情境激勵策略,就是通過信息技術(shù)與課程整合,創(chuàng)設(shè)教學情境,開展課堂智力激勵,要求學生對問題情境,積極迅速設(shè)想出解決的各種方案。在教學過程中,學生的情感和非智力因素,在學生的學習過程中起到非常重要的保障作用,可以說學科教學的成功與否,很大程度上取決于學生對本門學科的興趣,首先要解決學生愛學、想學的問題。并通過增進師生的情感交流等有效的手段,激發(fā)學生探索和發(fā)現(xiàn)的熱情,引發(fā)學習動機,學生積極主動參與新知識的學習。有效地培養(yǎng)學生的注意力、觀察力、意志力、記憶力。
3.多角度呈現(xiàn),思維訓(xùn)練策略
信息技術(shù)與課程整合,激發(fā)了學生思考的熱情,有助于教師加強對學生思維的敏捷性、深刻性、靈活性和廣闊性的訓(xùn)練,還有助于對學生思維的創(chuàng)造性(發(fā)散性、逆向性、求異性)等進行有效的培養(yǎng)?!痘瘜W課程標準》始終體現(xiàn)一個鮮明的理念,即培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,鼓勵學生創(chuàng)新,體現(xiàn)出創(chuàng)新性。當前,視屏交互系統(tǒng)、實物投影以及許多教學軟件都可以在思維訓(xùn)練方面提供良好的支持。如仿真化學實驗室可為學生提供自己動手、探索問題的機會;學生還可以使用仿真化學實驗室自己做實驗來發(fā)現(xiàn)、驗證、總結(jié)一些化學現(xiàn)象和規(guī)律。
4.知識點切入,全方位拓展策略
運用現(xiàn)代信息技術(shù)媒體圍繞知識點的闡述揭示、歸納、展開、總結(jié)等環(huán)節(jié),進行有效的教學,有效地開展課程整合。有機化學知識體系的構(gòu)建強調(diào)“從典型到一般”,“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途”的思想,在學習有機化學的過程中應(yīng)使學生深刻體會到這種學科思想,將“學科知識加以組織,使之系統(tǒng)化、簡約化”,
需要指出的是,由于同樣的知識在教學的不同階段應(yīng)作為不同類型來對待,因此整合策略也是動態(tài)的?;谄?,關(guān)于程序性有機化學知識與信息技術(shù)的整合策略本文暫不討論。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準[M].北京:人民教育出版社,2003年:4
隨著人們認識的水平的提高,科學技術(shù)的發(fā)展,無機化學和有機化學的界限已經(jīng)越來越模糊,二者之間的聯(lián)系也慢慢被開發(fā)出來。
1無機化學與有機化學的基本內(nèi)容
無機化學是對所有化學元素及化合物的性質(zhì)和反應(yīng)進行研究。近代的無機化學的發(fā)展主要分三個步驟,一是搜集科學知識,化學最注重的就是實驗,搜集事實就是為實踐做驗證,自然界的現(xiàn)象變化復(fù)雜,通過直接的觀察不能夠得到事物的本質(zhì),而且兩個事物之間在一定的條件作用下有可能發(fā)生反應(yīng),這些現(xiàn)象都必須通過更可靠的實驗進行驗證。只有獲得了正確的事物事實,然后根據(jù)熟練的技術(shù)和科學的儀器來對這些進行檢驗。二是確定定律,定律是通過歸納相似的事實而成,而相似的事實是大量科學的所在,并將這些科學的知識進行比較分析,取其精華。三是學說的建立,化學定律中是互相聯(lián)系的,只有建立一個學說才能夠?qū)⑵渲械穆?lián)系進行總結(jié)。有機化學是研究碳元素的結(jié)構(gòu)和性能,有機化學中都具有碳原子,其中有機化合物的結(jié)構(gòu)是共價鍵,這也是有機化學和無機化學聯(lián)系的關(guān)鍵。通過對有機化學的研究,可以了解到生物的呼吸作用和整個新陳代謝的過程。有機化學的合理應(yīng)用可以對疾病的預(yù)防、控制等起到中間的作用。
2無機化學在有機化學中的應(yīng)用
無機化學中的分子化合物是通過共價鍵聯(lián)合起來的,無機化學中的分子結(jié)構(gòu)不但包括共價鍵,還離不開離子鍵和金屬鍵的發(fā)展。共價鍵也稱電子配對,或者分子軌道,是在分子內(nèi)進行運動。對于無機化學的共價鍵講述的是無機物的形成和發(fā)展的本質(zhì),在充分利用好模型的同時,建立了軌道的空間形象,并對簡單的有機分子構(gòu)成進行了更為科學的描述,為有機化學的分子結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。分子的軌道理論是從分子的運動出發(fā),去研究每個電子的運動狀態(tài)。無機化學中對分子的應(yīng)用主要是通過分子軌道理論進行的,但是卻通過共價鍵的理論解釋的,這些都建立起了有機化學和無機化學間的聯(lián)系。通過對共價鍵的研究,將無機化學中的內(nèi)容進行總結(jié)和整理,再運用到有機化學的分子中去,這兩種理論互為補充,二者共同作用到有機分子中去。比如兩種有機分子是平面結(jié)構(gòu)的共同體系,在定域鍵的作用下,通過共價鍵理論,就構(gòu)成了分子的骨架,有機化學中的碳元素加入到平面結(jié)構(gòu)中構(gòu)成一個垂直的軌道,通過各種平面的組合重疊構(gòu)成一個中心鍵,并在整個骨架中進行反復(fù)的運動,最后可以形成離域鍵。離域鍵的性質(zhì)與有機化合物的性質(zhì)相關(guān)性很大,在一個酸性的離域中加入一些有機化合物可以減輕堿性物質(zhì),穩(wěn)定離域,這樣才能夠?qū)o機化學合理的應(yīng)用到有機化學中。無機化學中無論是共價鍵還是其他鍵都有固定的參數(shù),這個參數(shù)結(jié)合了無機物可以更好的描述分子的空間,參數(shù)的強弱代表著電極的正負,在有機化學中這就是共價鍵的基本屬性。有機物中即使是相同性質(zhì)的鍵也存在著不同的分子變化,因為有機物組成的復(fù)雜性,原子間還會相互影響,這就會導(dǎo)致不同鍵之間的變化。有機分子的應(yīng)用就是通過不同鍵的功能實現(xiàn)的,具體的正負極性是通過鍵來衡量的,而無機化學的分子的正負極性擁有更為詳細的描述,然后再通過空間模型的構(gòu)建消除或者抵消之間的排斥性,為有機化學的發(fā)展打下基礎(chǔ)。共振理論是無機化學應(yīng)用到有機化學中的重要理論基礎(chǔ)。這一理論的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展證明了離域鍵的存在,而且一些化合物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)并不相符,這劇需要利用共振來重新定位。共振理論對有機化學的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的解釋有著重大的作用,在現(xiàn)代的化學體系中也是較為先進的。在無機化學中的分子結(jié)構(gòu)也得到了相關(guān)的應(yīng)用。不同的化學符號結(jié)構(gòu)中的長度不盡相同,通過共振理論能夠?qū)⒎肿咏Y(jié)構(gòu)進行合理的安排。在一些含氧酸的元素中酸性較強,這可以通過共振來進行研究,通過共振理論,可以對無機化學和有機化學進行更多的解釋。
3結(jié)語
無機化學和有機化學都是化學界的基礎(chǔ),構(gòu)成了化學的重要理論,只有將無機化學和有機化學進行良好的結(jié)合,并將無機化學有效的運用到有機化學之中,無論是有機化學還是無機化學,只有將二者結(jié)合起來研究才能夠創(chuàng)造出更好的化學理論和技術(shù),完成更高的目標,只是單一的發(fā)展無機化學或是有機化學,都無法對化學界的發(fā)展進行有效的質(zhì)變。
參考文獻:
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作為一名化學教師,我經(jīng)歷了新課程改革的全部過程,對比舊版的化學,改革后的化學課程主要有這樣幾個特點:
一、內(nèi)容、知識點變化不大,但側(cè)重點有所不同,舊版重視理論,新版更注重生活生產(chǎn)實際。
二、舊版注重知識點的教學,新版更注重能力、情感、態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)。
三、老師的角色由傳統(tǒng)的傳授者、領(lǐng)導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者、合作者。根據(jù)我們學生的特點我就新課改下的有機化學教學略表自己一孔之見。
一、學習有機化學的重要性
有機化學是研究有機化合物的來源、制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用,?以及有關(guān)理論的科學。有機化合物與人類的關(guān)系非常密切,在人們的衣、食、住、行、醫(yī)療保健、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及能源、材料和科學技術(shù)等領(lǐng)域中都起著重要的作用,越來越多的有機物不斷地充實著人們的物質(zhì)、精神生活,促進了經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步。有機化學是高考試題中的重要組成部分,如何激發(fā)學生學習有機化學的興趣、指導(dǎo)學生學習方法、提高學生學習有機化學的能力,一直以來是我們每個從事高中化學教學工作的教師不斷為之思考、探索、實踐的課題。學好有機化學對于每一位要參加化學高考的同學來說都非常重要。
二、新課改下有機化學高考的特點
在內(nèi)容選擇上,積極關(guān)注與化學相關(guān)的社會問題,力求反映現(xiàn)代化學研究的成果,選材新穎而又貼近學生實際。依托教材,注重基礎(chǔ),考題新而不偏,活而不難,突出化學意識的考查,能力與素質(zhì)的檢驗。如近年高考中出現(xiàn)的工業(yè)染料“蘇丹紅1號”、治療禽流感藥物達菲的原料莽草酸等,要求考生關(guān)注社會熱點,注意用所學知識解釋與生活、生產(chǎn)科技等相關(guān)的問題,做到理論聯(lián)系實際。
三、激發(fā)學生學習有機化學的興趣和求知欲
如今有機化合物制品已廣泛地滲透到人們的日常生活當中,食品、化妝品、洗滌劑、衣料、醫(yī)藥、農(nóng)藥等,無不和有機化學密切相關(guān)。在教學中列舉生活中的例子,如:人們用甘油保持皮膚水分,肥皂的制取與使用原理等。神秘的化學原理廣泛應(yīng)用于日常生活中的衣食住行,使學生產(chǎn)生強烈的求知欲,也使學生真實地體會到化學是當今世界無可非議的核心科學,而有機化學則是這一核心科學的重要組成部分。化學故事可以激發(fā)學生的學習興趣。我發(fā)現(xiàn)學生對學習有機化學有相當濃厚的興趣,同時他們還從中學習到化學家們鍥而不舍、一絲不茍、實事求是的科研、學習精神。生動有趣的化學實驗是產(chǎn)生興趣的催化劑,變幻莫測的化學實驗現(xiàn)象可以滿足學生的好奇心與求知欲,如在上銀鏡反應(yīng)分組實驗時,我鼓勵學生做出最光亮的試管作為紀念品,學生實驗時興致極高。為了避免學生動手的盲目性,我因勢利導(dǎo),使學生把單純的興趣轉(zhuǎn)化為學習的動力。
四、引導(dǎo)學生探索學習有機化學的方法
“授之以魚,不如授之以漁”。結(jié)束了繁雜的無機化學的學習,學生對有機化學興趣很濃。同時,所有的學生幾乎又回到了同一起點,這是再一次激發(fā)學生學習興趣的好機會,更是指導(dǎo)學生學習方法的最佳時期。
1.順藤摸瓜學習法
針對有機化學的“面”,我讓大家順藤摸瓜:烴(烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴)烴的衍生物(鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯)糖類(單糖、二糖、多糖)油脂(硬脂酸甘油酯、軟脂酸甘油酯、油酸甘油酯)蛋白質(zhì)。針對有機化學的“點”,我總結(jié)了一般方法:一個分子式(同分異構(gòu))結(jié)構(gòu)(官能團)性質(zhì)(物理性質(zhì)、化學性質(zhì))用途制法(工業(yè)制法、實驗室制法)一類物質(zhì)。我稱之為順藤摸瓜法。
2.模型教學法
在“乙炔”這一節(jié)的教學中,我先給同學們展示炔分子的比例模型,讓同學們結(jié)合烯烴的知識分析炔的組成,然后由組成講到化學鍵類型、分子的極性、空間構(gòu)型;再展示炔分子的球棍模型得出乙炔的不飽和程度,得出乙炔是分子中含有碳碳三鍵的不飽和烴。再由此結(jié)構(gòu)推測其物理、化學性質(zhì)。在苯等教學中,我也使用了模型教學法,同時結(jié)合常規(guī)教學法,效果較好。
3.組建知識網(wǎng)絡(luò)
有機化學知識點多,有機物性質(zhì)各異,學生學習時感到難以掌握和記憶,但各類有機物之間可以相互轉(zhuǎn)化。在教學中我指導(dǎo)學生通過分析比較,尋找前后知識的聯(lián)系,把分散的知識系統(tǒng)化、條理化、網(wǎng)絡(luò)化。如以結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—制法的邏輯關(guān)系為橋梁,以官能團為主線,建立烴的知識網(wǎng)絡(luò)圖。在學完烴的衍生物以后,我讓學生對本章知識進行列表總結(jié)。要求以典型代表物的化學式、結(jié)構(gòu)簡式、官能團、化學性質(zhì)、實驗室制法為基本框架,尋找知識的聯(lián)系與區(qū)別,以提高學習效率。
五、提高學生學習、分析有機化學問題的能力
1.自學能力
根據(jù)有機化學的特點,在傳授知識和指導(dǎo)教學方法的同時,我還加強了學生自學能力的培養(yǎng)。在學生基本上都掌握了有機化學的一般學習方法的基礎(chǔ)上,我讓學生自己閱讀教材,自己總結(jié)。比如“苯”這一節(jié)的教學,通過約15分鐘的閱讀,同學們自己列提綱,然后復(fù)述,重點圍繞苯的結(jié)構(gòu)特點、物理性質(zhì)(展示樣品)、化學性質(zhì)等進行了討論。通過這樣的訓(xùn)練,學生不但強化了閱讀搜索信息的能力,更提高了自學能力。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007—3973(2012)009—183—02
有機化學是醫(yī)學類專業(yè)的一門重要的必修課和基礎(chǔ)課。對于醫(yī)學類專業(yè)的學生而言,學好有機化學這門課程非常重要,它是學好后續(xù)醫(yī)學課程(如藥理學等課程)必要的基礎(chǔ)。有機化學在化學學科中屬于較難學的一門課程,它涉及了大量的有機物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)方程式、有機反應(yīng)機理等等。在學習有機化學物質(zhì)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)時,許多有機物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相近,許多學生易混淆;而在學習有機化學有機反應(yīng)機理時,許多學生往往感覺非常吃力,這是有機化學教學中存在的普遍現(xiàn)象。高職院校生源復(fù)雜,有來自技校、中專和職校的學生,也有來自高中的學生。不同的生源對有機化學的掌握程度相差極大,他們的有機化學基礎(chǔ)參差不齊,這給教學帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。因此,本文對如何在高職醫(yī)學專業(yè)有效開展有機化學教學展開討論。
1 了解學生化學基礎(chǔ),因材施教
如前所述,高職院校生源復(fù)雜,其中來自技校、中專以及職校的學生,其掌握的化學知識停留在初中的水平,對有機化學的認識非常有限;而來自高中的理科學生,其有機化學基礎(chǔ)相對扎實。由于高職醫(yī)學專業(yè)學生的有機化學基礎(chǔ)參差不齊,因此許多教師在有機化學教學過程中往往是厚此薄彼,不能面面俱到。課堂教學傳授的知識太難,基礎(chǔ)較差的學生往往會因為跟不上教師的節(jié)奏而對有機化學學習反感,產(chǎn)生排斥心理;而當課堂教學傳授的知識太簡單時,基礎(chǔ)較好的學生則會對有機化學掉以輕心,同樣學不好有機化學。因此,在高職醫(yī)學專業(yè)中開展有機化學,要兼顧這兩部分學生。筆者認為,在有機化學教學正式開始前,可通過各種形式(如交談、問卷等形式)了解學生的化學基礎(chǔ)。通過對學生情況的了解,設(shè)計針對性的教學方案,做的有的放矢,因材施教。如在講授有機化學時,對于跳躍性比較大的知識點,教師要向?qū)W生簡單地介紹高中化學中相關(guān)的知識點。又比如在每次課堂結(jié)束前,向?qū)W生介紹下堂課中涉及到的高中化學的知識點,讓學生在課前自學相關(guān)知識點。
2 保持高職醫(yī)學專業(yè)學生學習有機化學的興趣
相對于其它化學學科,有機化學相對較難,存在知識點多、易混淆、反應(yīng)機理復(fù)雜難懂等特點。對于化學基礎(chǔ)較差尤其是來自技術(shù)、中專和職校等沒有高中化學基礎(chǔ)的學生而言,學習有機化學是一件非常頭痛的事情。在學習有機化學的過程中,他們?nèi)菀滓驗閺娏业氖「卸W習有機化學的興趣和信心。俗話說,興趣是最好的老師。一旦學生對有機化學產(chǎn)生濃厚的興趣,他們就會克服各種阻力,爭取學好、學精這門課。激發(fā)學生學習有機化學的方法有很多。(1)有機化學是一門與我們的生活息息相關(guān)、實用性非常強的學科,因此可以在課堂教學中通過結(jié)合學生生活中的有機化學,吸引學生的注意力,很容易激發(fā)他們的興趣。如向?qū)W生講述他們生活中常用到的洗滌劑,就是一種有機物,那么洗滌劑擁有什么獨特的結(jié)構(gòu)讓它有洗滌作用,它起洗滌作用的原理又是什么呢?通過這種結(jié)合生活實例的設(shè)問式教學,吸引學生的注意力,勢必激起他們學習有機化學的興趣。(2)強化學生作為一名醫(yī)學專業(yè)學生的神圣感和責任感,強調(diào)有機化學是學好后續(xù)課程的關(guān)鍵。通過大量的實例讓學生明白,學好有機化學的重要性。目前市場上95%的藥物是通過有機合成的有機物。如常用的感冒藥的主要成份為對乙酰氨基酚,具有解熱鎮(zhèn)痛作用,可用于感冒發(fā)燒、關(guān)節(jié)痛、神經(jīng)痛、偏頭痛及手術(shù)后止痛。對這種常用的感冒藥的主要成份就是通過硝基酚鈉還原成對氨基酚,然后再酰化制得的。
3 多媒體技術(shù)在有機化學教學中的應(yīng)用
多媒體教學相對于傳統(tǒng)板書式教學具有許多優(yōu)點:(1)多媒體教學具有無可比擬的直觀性、趣味性。多媒體技術(shù)可以非常直觀地向?qū)W生展示復(fù)雜難懂的有機物結(jié)構(gòu)等。在講到有機化合物的結(jié)構(gòu)時,可以通過多媒體向?qū)W生演示模型。比如講到化合物成鍵時,可以向?qū)W生展示碳、氧、氫和氮等元素是如何互相連結(jié)形成有機化合物的。用紅色帶有四個孔的小球代表碳原子,用綠色帶有三個孔的小球代表氮原子,用藍色帶有兩個孔的小球代表氧原子,用白色帶有一個孔的小球代表氫原子,再用一個圓柱小棍代表鍵。同時,向?qū)W生解釋碳原子、氮原子、氧原子和氫原子分別可以連接四個、三個、兩個和一個鍵,通過棍與球之間的連接,可以非常直觀地向?qū)W生展示有機物的成鍵過程,這就是典型的球棍模型。如講到甲烷的結(jié)構(gòu)時,教師可以事先做好多媒體動畫,先出現(xiàn)一個紅色的小球表示碳原子,然后四根圓棍接在碳原子上表示四個鍵,然后再將四個白色的小球連接在圓棍上,表示形成四個碳—氫鍵,最后就形成甲烷分子。同時,對于復(fù)雜的有機反應(yīng)過程,可以通過動畫分割成多個可見的步驟,讓學生直觀明了地“觀察”反應(yīng)過程。(2)多媒體教學可通過結(jié)合視頻、圖像、聲音和文字等充分調(diào)動學生學習興趣,從而提高學生自主學習的積極性。(3)對于傳統(tǒng)的有機化學教學,教師需要書寫大量的板書,而學生需要在有限的時間內(nèi)記錄老師書寫的筆記用于課后復(fù)習。在傳統(tǒng)課堂經(jīng)常存在學生來不及記筆記現(xiàn)象,這嚴重打擊了學生學習有機化學的熱情,甚至有學生因此而對學習有機化學產(chǎn)生抵觸心理。同時,由于學生在課堂上忙于記筆記,自主思考的時間非常有限。通過多媒體教學,學生只需要適當?shù)赜浌P記,大部分的時間可以跟著教師的思路并做積極的思考。課后學生可以復(fù)制教師上課使用的課件,在課后即可以對相關(guān)知識點進行再學習。
4 適當?shù)亻_展探究性學習
在傳統(tǒng)的有機化學課堂教學中,往往都是教師在講,學生在聽,這種教學方式不利于培養(yǎng)學生自主思考的能力,不利于培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。也正因如此,教育部對我國的教育提出了探究性學習這一要求,而探究性學習對于化學學習來說尤為重要。探究性學習是在教師的引導(dǎo)下,通過對學科中的某一個問題產(chǎn)生懷疑、設(shè)計解決的方案并實施驗證并最后通過交流討論等一系列探究學習的過程。探究性學習徹底改變了傳統(tǒng)教學的模式,讓學生在探究性學習的過程中積極主動思考,發(fā)揮學生的自主性。筆者認為,雖然探究性學習與傳統(tǒng)教學相比具有許多優(yōu)點,但是在高職醫(yī)學類專業(yè)的所有的有機化學課堂均開展探究性學習很不現(xiàn)實。探究性學習的主體不是教師而是學生,因此需要在課堂上預(yù)留大量的時間供學生進行思考和討論,這嚴重影響了課程的進度,對課堂教學進度提出了巨大的挑戰(zhàn)。同時,高職醫(yī)學專業(yè)學生的有機化學基礎(chǔ)總體而言還是相對薄弱,還是要以打基礎(chǔ)為主要目的。因此,筆者認為,在高職醫(yī)學類專業(yè)的有機化學教學可適當?shù)亻_展探究性學習,但是還是應(yīng)以傳統(tǒng)教學為主,為學習后續(xù)醫(yī)學課堂打下牢固的基礎(chǔ)。探究性學習適合在有機化學教學初始階段,用來激發(fā)學生學習有機化學的興趣。同時,探究性學習也適合在難點和疑點較多的章節(jié)開展,因為探究性學習能夠引導(dǎo)學習積極主動思考,有利于學生掌握并吃透這些難點。
5 培養(yǎng)學生學習有機化學的正確思維
對于來自技校、中專以及職校的學生而言,其化學知識水平幾乎是停留在初中化學。有機化學在初中化學中鮮有涉及,其學習的思維模式也不盡相同。初中化學主要是注重學習化學物質(zhì)的性質(zhì),而忽略其結(jié)構(gòu),即化學教學工作者常說的“初中化學重性質(zhì)輕結(jié)構(gòu)”。因此,初中化學可以通過記憶大量的物質(zhì)的性質(zhì)而取得較好的成績。但是,對于有機化學,雖然它也涉及到許多有機物的性質(zhì),但是它更多地關(guān)心有機物質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及有機物質(zhì)之間的反應(yīng)及反應(yīng)前后物質(zhì)的變化。因此,有機化學學習要“重結(jié)構(gòu)輕性質(zhì)”??梢?,有機化學學習與初中化學學習的思維方式是截然不同的。但是,許多來自技校、中專以及職校的學生很容易就會照搬初中化學的學習思維,從而表現(xiàn)為學習有機化學時非常吃力。因此,高職院校醫(yī)學類教師在開展有機化學教學前,要先培養(yǎng)學生學習有機化學的正確思維,從而讓學生做到事半而功倍。同樣地,教師在教學有機化學時,也要更多地從有機物質(zhì)的結(jié)構(gòu)入手,才能達到更好的教學效果。
6 培養(yǎng)學生歸納有機化學知識點的策略
有機化學存在知識點多、易混淆以及反應(yīng)機理復(fù)雜等特點。因此,學生很難僅僅通過課堂教學就可以很好地掌握所學的相關(guān)知識點。即使教師在課堂上對有機化學知識進行詳細講解,且學生已完全明白這些知識點,但是,如果學生課后不及時對這些知識點進行歸納總結(jié),很容易又遺忘或產(chǎn)生混淆。筆者認為,學好有機化學,更多的需要靠學生在課后進行總結(jié)。因此,教師在傳授知識點的同時,要將歸納知識點的方法也傳授給學生。對于有機化學,其歸納方法還是要從有機化學這門學科的本質(zhì)出發(fā)。也就是說,要讓學生明白,要通過有機物的結(jié)構(gòu)(一般是官能團)對比,對相近有機物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)特性進行歸納總結(jié)。比如,從乙烷出發(fā),可以衍生出很多的知識點,如鹵代乙烷、乙醇、乙酸、乙醛及乙酸乙酯等。通過比較,可以非常輕松地記住這些有機物涉及的知識點。
總而言之,在高職醫(yī)學類專業(yè)開展有機化學教學確實存在許多挑戰(zhàn)。因此,這就要求高職院校有機化學課堂教師做到耐心、細心。教學前要準確掌握學生的化學基礎(chǔ),制定合理的教學計劃,因材施教。通過積極地調(diào)動學生學習有機化學的興趣、適當?shù)貞?yīng)用多媒體教學、開展探究性學習、培養(yǎng)學生正確的有機化學學習思維以及歸納有機化學知識點的策略,相信可以有效地在高職醫(yī)學類專業(yè)中開展有機化學教學。
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1 eChem的主要功能
eChem軟件的主要有三個功能: Construct(構(gòu)建)、Visualize(觀察)和Analyze(分析)。Construct(構(gòu)建)即可以方便自主地在工作區(qū)創(chuàng)建有機分子結(jié)構(gòu),軟件自動形成三維的分子空間結(jié)構(gòu)(默認是球棒模型),通過移動鼠標,就可以從不同角度觀察這些空間結(jié)構(gòu)(見圖1)。此時如果點擊Visualize(觀察)菜單,軟件底部的下拉列表就可以方便地對于所構(gòu)建的分子模擬出球棒模型(Ball and Stick)、鍵線式(Wirefram)和比例模型(Space Fill),非常直觀(見圖2)。當按住鼠標的左鍵,就可以自由地全方位旋轉(zhuǎn)窗口中的三維分子模型,觀察到分子的三維空間和各個原子排列狀況。當選擇Analyze(分析)模塊,軟件會提示“Do you want to analyze just some of your molecules,or all of them at once?”(是否立即分析全部或部分分子?)這其中有兩個選項,一個是部分分子(Some molecules),如果選擇了就可以選擇特定的分子進行性質(zhì)比對;如果選擇了所有分子(All molecules),則會把所有已經(jīng)創(chuàng)建的分子進行比對;比對的內(nèi)容是這些分子的參數(shù),如熔點、沸點、分子量、原子數(shù)目、碳原子數(shù)量、偶極距、表面積等,便于分析了解構(gòu)建分子的物理性質(zhì)以及分子組成狀況(見圖3)。在操作中可以通過Choose Property(性質(zhì)選擇)項一個一個地列表出來,如果所選擇的數(shù)據(jù)沒有,就顯示Unknown(未知)。
圖1 eChem的構(gòu)建(Construct)界面
總之,eChem軟件簡潔、小巧、實用,由于該軟件是共享版的,不需要授權(quán)(License),可以免費共享給同學們課后自習和復(fù)習之用,也方便同學們自己來研究探討分子的立體結(jié)構(gòu),提升學習興趣。
2 eChem在有機化學教學中的應(yīng)用
筆者在教學中通過軟件非常方便地顯示三維立體圖形的特點為學生講解和演示了有機分子的空間結(jié)構(gòu),取得了不錯的效果;同時,還可以利用該軟件進行有機分子的物理性質(zhì)和立體化學的分析與講解。
圖2 eChem的觀察(Visualize)界面
圖3 eChem的分析(Analyze)界面
2.1 性質(zhì)列表比較
有機化學結(jié)構(gòu)復(fù)雜,性質(zhì)有一定的差異,通過合適的分析(Analyze)列表對照,可以很好地比較各種有機物的物理性質(zhì)(如:沸點、熔點等),如圖4(右)就分別列舉了乙烷、乙烯和乙炔的熔點、沸點等物理參數(shù)進行對照比較,便于講述烷烯炔的物理性質(zhì)差異;而圖4(左)則列舉了丙烷和乙醇的沸點差異,從而引入氫鍵對沸點的影響的講述。這樣增強了學習者的視覺刺激,幫助學習者對知識點的記憶。
圖4 (左)丙烷、乙醇性質(zhì)列表;(右)乙烷、乙烯、乙炔性質(zhì)列表
2.2 立體化學的空間展示
有機化學的空間展示和立體異構(gòu)一直是一個教學難點,通過eChem軟件,可以幫助教師展示分子的三維空間,更方便地為學生分析分子的空間結(jié)構(gòu)差異。
我院許多學生是文科生,對于空間想像能力不是很強,在講述烯烴的“順反異構(gòu)”時(如圖5所示的1-溴-1-丙烯的一對順反異構(gòu)體),學生會產(chǎn)生疑惑:氫原子和溴原子為什么不能通過雙鍵碳原子的旋轉(zhuǎn)交換位置?不理解含有雙鍵的分子中會出現(xiàn)順反異構(gòu)體?筆者運用多媒體教學,應(yīng)用eChem軟件的立體三維圖形,顯示了氫原子和溴原子的位置是不可交換的,很好地展示了有機分子的空間結(jié)構(gòu),幫助學生很好理解了兩個分子的空間結(jié)構(gòu)的不同性和差異性,成功解釋了順反異構(gòu)體的存在。
同樣,在講述對映異構(gòu)的時候,可以利用eChem軟件顯示對映體之間的三維立體結(jié)構(gòu)上的區(qū)別,通過把R-對映體和S-對映體的對照,并旋轉(zhuǎn)對映體可以清楚的演示出兩個對映體之間是無法完全重疊的,以及它們之間的鏡像關(guān)系(見圖6右),從而幫助學生從立體空間角度更好地理解了對映異構(gòu)的概念,也方便了教師的講解。
圖5 1-溴丙烯的順反異構(gòu)體
圖6 (左) 1-溴丙烯的三維球棒模型;(右)R-對映體和S-對映體的對映關(guān)系
eChem計算機分子建模軟件使得我們能夠借助計算機的多媒體教學系統(tǒng),方便有效地構(gòu)建分子模型及其三維空間,使教師更加簡便地為學生演示分子空間的立體結(jié)構(gòu)以及各種常見的性質(zhì),幫助學生更好地理解碳原子的雜化和化學鍵和有機分子比較真實的立體空間模型,提升了空間想象能力,同時也令學生加深了對微觀世界的認識,而空間想象能力的培養(yǎng)對于學好有機化學是非常重要的。當然eChem也有一些不足之處,譬如軟件自帶數(shù)據(jù)庫里的資源(如分子的分子量、熔點等)過少等,但是,eChem依然是一款有機分子三維空間展示的好軟件,是學生學習和教師教授有機化學的好幫手。
一、有機化學教學研究現(xiàn)狀
1.對有機物內(nèi)在規(guī)律的研究
目前,有些文章總結(jié)了脫水反應(yīng)常見的幾種類型及其存在的規(guī)律;也有一些文章總結(jié)了有機物燃燒存在的規(guī)律及應(yīng)用。例如,潘偉巧妙地將有機化學的反應(yīng)整理成通俗易懂的歌訣,希望能夠提高學生有機化學的學習效率;周利斌指出有機物結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,一定要掌握好有機物的命名,他對有機物的命名作了一些具體分析,希望能夠解決學生學習中存在的困惑。
2.對有機化學實驗的研究
鄺代治等人討論了現(xiàn)代教育技術(shù)以及“綠色化學”的理念,對有機化學實驗開始采用多媒體進行輔助教學,并探討了“綠色化學”理念下,對有機化學實驗教學課件進行創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)遵循哪些原則;馮銀富針對有機化學實驗教學,分別運用了實驗法、問卷調(diào)查法以及訪談法等,進行了調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示學生對比能力、觀察能力和缺乏必要的自我監(jiān)控能力是導(dǎo)致問題出現(xiàn)的主要原因,同時教師自身的問題也對實驗功能的發(fā)揮存在一定的影響,并在此基礎(chǔ)上提出了有機化學實驗教學的相關(guān)策略。
3.對有機化學學習方法的研究
白成娥等指出作為中學化學的一個重要知識點,有機物也是高考的重點,她總結(jié)了加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)、消去反應(yīng)、氧化反應(yīng)以及顯色反應(yīng),希望可以幫助提高學生對有機化學的學習興趣;高志農(nóng)等人指出在有機化學中,取代基效應(yīng)與化合物自身的物理性質(zhì)、反應(yīng)活性、酸堿性以及反應(yīng)的類型、速度等有密切關(guān)系,如果熟知官能團的特性,就可以利用取代基效應(yīng)將一系列有機化合物的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)有機地結(jié)合起來,更加利于學習和掌握。
二、有機化學中的科學觀念
1.實驗觀
1828年,德國著名化學家弗里德里希?維勒經(jīng)過艱辛探索,最終發(fā)表了《論尿素的人工合成》,維勒認為這是借助人力從無機物中制造出有機物的一項成功范例,對當時占據(jù)重要統(tǒng)治地位的“生命力論”產(chǎn)生了重要沖擊,成功動搖了“生命力論”的根基。他指出不論是在氰與氨的反應(yīng)、氰酸與氨的反應(yīng)或氰酸銀與氯化銨的反應(yīng)中,氰酸最終都在實驗室里變成了尿素。維勒合成尿素的成功范例表明探究一切物質(zhì)的性質(zhì)和組成的最科學合理有效方法就是進行實驗。
2.分類觀
化學研究基本觀念之一就是分類的思想,在有機化學的主要研究歷程中,分類的觀念最初體現(xiàn)在“基團”的學說中,基的學說就是物質(zhì)分類觀的具體體現(xiàn),其不僅在一定程度上改變了對復(fù)雜有機化合物的認識,而且簡化了處理方法。如果再深入研究,可以根據(jù)各種原子團之間的異同與親疏關(guān)系,在族與族之間建立起一定的聯(lián)系,這樣就可以把所有的有機化合物建立起井然有序的聯(lián)系。這是一個非常大的進步,有機化學能夠成為具有科學體系的學科,也就是從這時起步的。
3.轉(zhuǎn)化觀
化學實質(zhì)上是一門研究物質(zhì)轉(zhuǎn)化的科學,物質(zhì)的存在并不是靜止不動的,而是彼此之間相互轉(zhuǎn)化的。有機化合物的碳與碳之間是以共價鍵相連的,因此有機合成相對來說比較困難,常常要用加熱、加催化劑、光照、加壓等反應(yīng)條件。19世紀20年代起,化學家不斷合成各種功能各異、性能卓越的有機物,有機合成化學飛速發(fā)展。20世紀70年代以后,有機合成的新領(lǐng)域開始迅速發(fā)展,一些新的方法與理論如反應(yīng)機理、構(gòu)象分析以及各種物理方法等方面的進展,對有機合成化學的發(fā)展起著極大的推動作用。
三、科學觀念為本的有機化學教學策略
1.充分應(yīng)用教材,發(fā)揮知識優(yōu)勢
教師首先要對本學科的知識結(jié)構(gòu)有很好的了解與掌握,知識結(jié)構(gòu)的構(gòu)建是培養(yǎng)學生科學觀念的重要基礎(chǔ),學科知識結(jié)構(gòu)中都隱含著重要的科學觀念。有機化學的學習主線就是官能團及其轉(zhuǎn)化,所以教師在教學時不僅要讓學生很好地領(lǐng)會知識結(jié)構(gòu),還要引申并強化“物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì),物質(zhì)性質(zhì)決定物質(zhì)用途”這一化學觀念。教學過程中,教師把現(xiàn)行的有機化學知識與有機化學發(fā)展史結(jié)合起來,幫助學生理解和掌握有機化學知識,形成良好的科學態(tài)度和科學價值觀等,以達到全面提高學生科學素養(yǎng)的目的。
2.設(shè)計合理教學方式,增加科學體驗活動
在科學觀念的形成過程中,科學探究的學習方式具有不可替代的作用。新課程積極倡導(dǎo)探究學習,重視實驗,只有在實驗中才能讓學生真正體驗到有機化學反應(yīng)的多變性與復(fù)雜性,只有通過對反應(yīng)生成物的分析、實驗條件的控制,才能使學生擺脫真正擺脫“理想實驗”造成的狹隘的物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀,學會綜合分析問題、解決問題的能力。
3.拓寬渠道,用好各種教學資源
現(xiàn)代媒體技術(shù)的飛速發(fā)展,使信息渠道也變得更加通暢,教學中多多借助于網(wǎng)絡(luò)資源,可實現(xiàn)有機化學教學置于生產(chǎn)、生活中,可以變抽象為形象,還可以打破課堂教學的空間與時間限制。此外,有機化學與我們的生活息息相關(guān),教師在教學過程可把具體的化學知識與社會生活相聯(lián)系,為學生創(chuàng)設(shè)一個參與交流與表達的機會,增強對有機化學的學習興趣。
【關(guān)鍵詞】 有機化學; 醫(yī)學 教學
20世紀下半葉,生命科學迅速發(fā)展的標志是分子生物學的興起。從分子水平上理解生物體和生命過程,實際上也就是從化學的觀點去從事現(xiàn)代生命科學的研究。這種發(fā)展趨勢不僅對有機化學提出了新的挑戰(zhàn),也使得醫(yī)用有機化學在高等醫(yī)學院校公共基礎(chǔ)課中提到了更高的戰(zhàn)略地位。醫(yī)用有機化學所涉及的內(nèi)容廣泛,概念比較抽象,分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,化學反應(yīng)多,但是由于課時的限制,不能深入展開講解,學生普遍感到難于理解,難于掌握。因此,作為授課教師,如何達到預(yù)期教學目的,取得良好的教學效果是筆者經(jīng)常思索的問題。筆者近年來在承擔該門課的教學工作中,積累了一些經(jīng)驗,認為如果能根據(jù)學生的實際水平,把握醫(yī)用有機課程的特點,處理好教學中的幾個重要環(huán)節(jié),靈活運用各種教學手段,將會取得事半功倍的效果。
1 精心設(shè)計緒論課教學,激發(fā)學生學習興趣
在高等醫(yī)學院校,一般將《醫(yī)用有機化學》放在大學一年級第二學期,與《醫(yī)用有機化學》同時開設(shè)的還有《解剖學》等專業(yè)基礎(chǔ)課程。許多學生只重視專業(yè)課,對學習化學興趣不大。針對這種現(xiàn)狀,筆者認為必須重視緒論課的教學,要認真鉆研教材,精心備課,用心安排好緒論課的內(nèi)容,要使學生充分認識到醫(yī)學離不開化學,化學是醫(yī)學發(fā)展的基礎(chǔ),學不好化學不可能成為一名合格的醫(yī)務(wù)工作者,更無法攀登醫(yī)學科技的高峰,激發(fā)學生學習有機化學的熱情。
為此,筆者認為在緒論課上除了介紹有機化學的發(fā)展簡史外,還要講授以下兩個方面內(nèi)容:一是有機化學新的成就和貢獻以及有機化學與生命科學的關(guān)系。這就要求我們不能局限于教材,備課時應(yīng)該查閱文獻,了解有機化學的前沿,激發(fā)學生學習興趣。例如,可以通過列舉上世紀80年代以來諾貝爾化學獎的主要工作來分析化學的發(fā)展方向。因為通常諾貝爾化學獎所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的,但是這一評選則是以現(xiàn)代科學發(fā)展的眼光來進行的,一定程度上反映了對化學發(fā)展趨勢和方向的看法。[1]值得注意的是直接與生命科學有關(guān)的化學諾貝爾獎至少有10項之多。近年來,隨著人類的約80000條基因測序工作的完成,接下來的后基因工作就是尋找相應(yīng)的小分子去調(diào)控這80000條基因,包括天然產(chǎn)物和它們的類似物去調(diào)控基因的表達過程或直接作用于基因本身。這些實例能夠激發(fā)學生科學地認識到化學在生理過程、疾病的防治、診斷、治療中的重要作用。人類全面揭開遺傳、變異繁殖、疾病、死亡等生命的奧秘必須依靠化學、醫(yī)學、分子生物學家們共同努力。二是有機化學學科的特點、自己對學生的具體要求、以及授課計劃等。使學生對教材知識結(jié)構(gòu)有一個大概的了解,并且讓學生明白應(yīng)如何學習該課程。有機化學教材一般是按有機化合物的官能團體系劃分章節(jié),在每一章節(jié),先學習命名,然后對其中一種或幾種典型物質(zhì)進行結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用等內(nèi)容的學習,并掌握它們同系物的相似性和規(guī)律性,有很強的系統(tǒng)性。醫(yī)學專業(yè)學生要通過學習簡單有機分子的反應(yīng),掌握有機化學的普遍原理,并初步具備聯(lián)系體內(nèi)復(fù)雜反應(yīng)的能力。例如,醛與醇的親核加成反應(yīng)是糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成以及成苷反應(yīng)的基礎(chǔ);含氮化合物的性質(zhì)是蛋白質(zhì)和核酸中涉及的一些反應(yīng)的基礎(chǔ)。這就要求我們要授予學生有機反應(yīng)歷程的理論知識,而不是孤立地陳述一個個具體的反應(yīng)。因此緒論課上有必要介紹有機化學反應(yīng)幾大類型,使學生初步接觸自由基、親核試劑、親電試劑等概念,對有機化學反應(yīng)過程形成初步認識。
2 以“性質(zhì)結(jié)構(gòu)”作為教學主線,提高學生學習效率
筆者在歷年的教學中發(fā)現(xiàn)學生在學習有機化學時覺得有機化學內(nèi)容太多,頭緒太亂,難記難學。其實有機化學課程的中心內(nèi)容就是有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),因此學習有機化學的重點應(yīng)該放在認識化學結(jié)構(gòu)上,結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu),“結(jié)構(gòu)性質(zhì)”就是掌握有機化學的“金鑰匙”。
在各章的教學中, 講解化學性質(zhì)之前, 以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”為出發(fā)點, 對各類官能團的結(jié)構(gòu)特征, 反應(yīng)特性作全面的剖析, 使學生在接觸具體性質(zhì)之前, 對結(jié)構(gòu)這一內(nèi)因?qū)瘜W性質(zhì)的決定性影響先有一個輪廓認識。有了這種理論對實際的指導(dǎo)作用, 學生就會擺脫“不知其所以然”、“規(guī)律難尋”的狀況。以《醛酮》一章的教學為例。醛、酮的分子中都含有官能團羰基,羰基碳原子為sp2雜化,碳氧雙鍵由于碳氧的電負性不同而呈現(xiàn)較強的極性,電子云偏向氧原子一方,使氧原子上帶部分負電荷,碳原子上帶部分正電荷,親核試劑首先進攻碳原子,發(fā)生親核加成反應(yīng)。由于羰基吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)的影響,使α氫活潑,能發(fā)生一系列反應(yīng)。由于醛羰基的極性比酮羰基的極性大,空間阻礙也較小,因而在相同條件下醛比酮一般較易起反應(yīng)。醛、酮的反應(yīng)與結(jié)構(gòu)關(guān)系一般描述如下:
這樣, 學生在學習醛酮的親核加成、氧化、碘仿、羥醛縮合等反應(yīng)時, 不僅不會有凌亂無序的感覺, 反而產(chǎn)生了刨根問底的求知欲,帶著濃厚的興趣,更加牢固地掌握繁瑣的有機化學反應(yīng)。
轉(zhuǎn)貼于
在講授有機物性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的過程中,還應(yīng)注意引導(dǎo)學生運用有機結(jié)構(gòu)理論,從空間位阻效應(yīng)和電子效應(yīng)等方面綜合分析有機物結(jié)構(gòu)特征,以及由此引起的化學性質(zhì)的微妙差異。引導(dǎo)學生從更高層次上理解結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的辯證關(guān)系,從而更加全面深刻地把握整個學科體系。例如, 在講不對稱烯烴與不對稱試劑的親電加成時, 如果不從電子效應(yīng)來分析, 學生即使記住了馬氏規(guī)則, 遇到下列情況時, 做錯了題也不知為什么。CH3CH=CH2+HCl;CCl3CH=CH2+HCl;ClCH=CH2+HCl這三個反應(yīng)都是單烯烴的加成反應(yīng),但是加成方式是一樣還是不一樣呢?影響上述加成反應(yīng)的結(jié)果是共軛效應(yīng)還是誘導(dǎo)效應(yīng)?這時學生就可能就老師的提問,根據(jù)所學知識而給出種種可能的解釋。再經(jīng)教師指導(dǎo)性釋疑,他們就會茅塞頓開,既明白了何種情況下是誘導(dǎo)效應(yīng)或共軛效應(yīng)在起作用,又提高了學生分析判斷問題的能力。
3 突出重點,分散難點,運用多種教學手段教好立體化學
立體化學是有機化學的一個重要組成部分,是有機化學課程教學中的一個難點,但立體化學知識對于醫(yī)學院校學生充分了解酶促反應(yīng)、藥物療效等知識有著重大的基礎(chǔ)作用,不僅要講,還要把基本概念和關(guān)鍵問題講深講透。
適用醫(yī)學專業(yè)的有機化學教科書一般都設(shè)有專章進行討論,差異在于把這一章放在全書中的哪一部分,是否在其他章節(jié)提前介紹基本概念和理論。目前我們選用的是衛(wèi)生部規(guī)劃教材呂以仙主編的《有機化學》,在討論烴類化合物之后便安排立體化學這一章,并且在烴的各章中就開始介紹一些有關(guān)的立體概念,例如烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象分析,烯烴和環(huán)烷烴的順反異構(gòu)現(xiàn)象以及烯烴加成反應(yīng)的立體化學等[2]。這種安排有利于教學,使學生在開始接觸簡單有機物的分子時就樹立一個正確的立體概念。在立體化學專章中是以旋光異構(gòu)現(xiàn)象為重點,對這方面的基礎(chǔ)知識不僅要系統(tǒng)介紹,還要注意同其他章節(jié)或其他課程的配合。對已經(jīng)學過的有關(guān)內(nèi)容,可以扼要地再提一下,加深學生對這些基本概念和基本原理的印象;對需要留待以后章節(jié)中才討論的內(nèi)容,有些也需要及時地予以指出,為后面的講授埋下一條伏線。例如在引出本章重點內(nèi)容旋光異構(gòu)現(xiàn)象之前扼要地小結(jié)一下烷烴、環(huán)烷烴及烯烴的構(gòu)象及構(gòu)型問題,就會有利于全面了解立體異構(gòu)現(xiàn)象的概況,對問題的提出也感到比較自然,有利于引導(dǎo)學生進一步認識分子立體結(jié)構(gòu)的重要性。
為了使醫(yī)學生能學好立體化學知識,我們使用了大量的分子模型,使學生能比較直觀地學習,同時我們充分利用多媒體教學手段,把化學結(jié)構(gòu)繪圖軟件Chemwin與Powerpoint結(jié)合起來,將立體感極強的分子立體圖形展示給學生。通過這些手段,我們使學生較快較好地掌握了立體化學的基礎(chǔ)知識。我們在基礎(chǔ)課教學中主要使用球棍式模型(Kekule模型),這種模型代表價鍵的小棍可適當選擇其長度,便于觀察分子中各原子在空間的相對位置,學生可以獲得立體異構(gòu)體的清晰表象,認識到立體異構(gòu)體分子中各基團在空間的排列本質(zhì)。但這種模型構(gòu)成的分子與真實分子的形象相差甚大,因此在適當時機還需要用Stuart模型做一些典型化合物的分子結(jié)構(gòu)進行示范和比較,使兩種模型取長補短,更有利于幫助學生認識分子結(jié)構(gòu)的立體形象[3]。
理解概念力求準確,這是學好立體異構(gòu)的關(guān)鍵。對于概念的模糊或誤解往往會導(dǎo)致錯誤的判斷。例如:“旋轉(zhuǎn)”和“翻轉(zhuǎn)”這兩個概念,順反異構(gòu)體產(chǎn)生的條件之一是“分子中存在不能自由旋轉(zhuǎn)的因素”,如果誤解為“翻轉(zhuǎn)”,分子中各基團在空間的相對位置無任何變化,不能產(chǎn)生產(chǎn)生順反異構(gòu)體。旋光異構(gòu)體的費歇爾投影式不能離開紙平面“翻轉(zhuǎn)”,只能在紙平面上“旋轉(zhuǎn)”偶數(shù)倍構(gòu)型保持不變。如果“翻轉(zhuǎn)”,使得費歇爾投影式表示旋光異構(gòu)體的基團前后位置交換,其實質(zhì)是改變了旋光異構(gòu)體的構(gòu)型,恰好變成它的對映體,所以不能“翻轉(zhuǎn)”。由此看來,準確理解概念至關(guān)重要,來不得半點馬虎。此外,本章中還要注意結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、構(gòu)型和構(gòu)象、手性和手性碳、順/反和Z/E、D/L 和R/S等概念的區(qū)別和聯(lián)系。
誠然,在醫(yī)用有機化學的教學過程中,有許多方面的問題值得我們探索、研究、解決。而每位教師因各自的教學方式不同,對上述問題可能有不同的理解。因此在這里提出的幾個問題僅僅是筆者通過幾年的教學實踐總結(jié)出來的,供大家商討,它對提高學生的學習興趣,增強其學習主動性,改善教學效果均有一定作用。
【參考文獻】
1 吳毓林,陳耀全.化學邁向輝煌的新世紀.化學通報,1999,62(1):3~9.
關(guān)鍵詞
少學時;有機化學;教學改革
有機化學課程是化學類相關(guān)專業(yè)非常重要的一門基礎(chǔ)課程。有機化學課程主要研究有機化合物來源、組成、結(jié)構(gòu)、制法、性質(zhì)、用途及其相關(guān)理論等問題,是許多有關(guān)學科的理論基礎(chǔ)或技術(shù)基礎(chǔ)。因此,學好有機化學對學習有關(guān)專業(yè)知識非常重要。
一、課程內(nèi)容的革新
1.注意與高中所學相銜接
有機化學是螺旋式上升的課程,在新的課程標準中高中有機化學主要是讓學習者初步掌握有機化學的基本知識,了解有機化學研究的基本方法,認識有機化學知識在日常生活和社會發(fā)展中的重要作用和意義。然而,本科有機化學則是在高中有機化學的基礎(chǔ)之上進行一定的升華,學生得到一個完整的認識過程,使知識系統(tǒng)化。理論部分是在中學的基礎(chǔ)上加以提高,在理論教學過程中,充分引用生活中常見的與有機化學相關(guān)的現(xiàn)象與實例,擴展和改變學生的思維,將理論與實踐聯(lián)系起來并應(yīng)用于實踐。
2.注意課程內(nèi)容的取舍
有機化學發(fā)展到今天,其內(nèi)容面廣點深,絕不是短時間內(nèi)可以掌握的和了解的,更不可能在如此少的學時內(nèi)完成這一任務(wù),這也要求我們在教學內(nèi)容上采取少而精的原則,突出重點、難點,對于簡單而必須了解和掌握的學生必須學會自學。從內(nèi)容上分為基本理論和知識、主干內(nèi)容(飽和烴、不飽和烴、鹵代烴、醇酚醚、醛酮,羧酸等)?;纠碚摪ňw論里的內(nèi)容(共價鍵的知識、雜化理論),還有命名,異構(gòu)現(xiàn)象,電子效應(yīng)、結(jié)構(gòu)和表征,基本性質(zhì)等。主干內(nèi)容包括各類有機化合物的化學性質(zhì)。每一類化合物中必有一個特征反應(yīng),或是親電取代、或是親電加成,或是親核取代,或是親核加成,這個和官能團的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系,也是這一類化合物首先要掌握的反應(yīng)。其次有的一類化合物還有氧化還原反應(yīng)、α-H的反應(yīng),氧化、還原等等也是必須要學會的反應(yīng)。還有的一類化合物獨有的反應(yīng)必須要著重講明,如鹵代烴和金屬鎂的反應(yīng)。有的還要結(jié)合所講專業(yè)的特點將某個章節(jié)重點突出講解,以達到學習有機化學的目的。有些知識可以略講或留給學生自學,如物理性質(zhì)、聚合反應(yīng),等等。
3.注重教材選擇
教材是學生學習的重要資源,課堂學習的參照,教材的重要性不言而喻。目前,工科類有機化學教材很多,我們選用的是天津大學高鴻賓主編的《有機化學簡明教程》第二版,這本書增加了一些與有機化學相關(guān)的在生產(chǎn)和生活方面有實用價值的內(nèi)容,與專業(yè)相關(guān)性連接緊密。我們學院還自己編寫了習題集《有機化學導(dǎo)學》,這些習題結(jié)合上課內(nèi)容,對學生針對性的聯(lián)系很有幫助,實際效果良好。
二、實驗教學的改進
工科的有機化學實驗課時也較少,所以所做實驗一定要突出有機實驗基本操作、有機化合物合成的基本步驟、提純的方法,為了更好的達到實驗效果,就需要在有機化學實驗教學中滲透創(chuàng)新性能力的培養(yǎng)。我們將實驗教材中提到的知識點逐一加以分析,選擇能夠包含這些知識點的連續(xù)合成實驗代替原有化合物的性質(zhì)操作練習,以合成產(chǎn)物作為下一步合成的原料,此實驗方案解決了長期以來學生對有機化學實驗興趣不高的現(xiàn)實,學生每步的實驗過程都是最終產(chǎn)品的一個重要組成部分,強化了有機實驗過程的邏輯性,使學生主動了解實驗過程,分析實驗成敗與得失,在過程中不僅學習了實驗基本操作,更以系統(tǒng)的觀點掌握有機化學實驗的要點。任課教師要不斷提高自身的教學能力,加強實驗教學的研究,提高實驗教學質(zhì)量。理論課老師兼帶實驗的模式可以跟好地將理論與實踐相結(jié)合,在理論課上講授基本原理,在實驗過程中教師可以引導(dǎo)學生自行設(shè)計更優(yōu)的實驗方法,使學生的創(chuàng)新性思維得以發(fā)展。
三、授課方法的改革
蘇霍姆林斯基說過:“不能使學生參與是教師的最大過失。”這就是說,只有教學過程中多與學生互動,才能引起學生對教學內(nèi)容的高度關(guān)注,才能有興趣去關(guān)心現(xiàn)實問題。在課堂教學中,可以適時向?qū)W生提問,或提出問題與學生共同討論,用啟發(fā)性的語言誘導(dǎo)學生的思維活動,使學生根據(jù)教師講授的線索進行獨立思考,開展積極思維活動,真正成為主體。啟發(fā)式教學是以充分調(diào)動學生的主觀能動性為教學指導(dǎo)思想的教學活動,啟發(fā)式教學方法是現(xiàn)代大學教學方法的主要特征。啟發(fā)式教學強調(diào)教師在教學中最大限度地調(diào)動學生的思維和學習的自覺性,引導(dǎo)學生融會貫通地掌握知識、培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
第一,在每章開始前把該章的教學目的、重點、難點明確告訴學生。在講授時,對重難點講深講透,根據(jù)有機化學的特點辯證施教。學習有機化學需要抓住以下幾點并聯(lián)系起來看問題。一是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反應(yīng)結(jié)構(gòu)。所以知道化合物的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要,也要深入并用自己的語言來理解價鍵理論、雜化軌道理論等重要理論。二是官能團的定義。官能團是活潑的容易發(fā)生反應(yīng)的原子或基團。有機化學課本都是根據(jù)官能團分類的結(jié)果來分配成相關(guān)章節(jié)講解的,所以每一章中官能團首當其沖會發(fā)生反應(yīng)。三是有機化學反應(yīng)就是舊鍵的斷裂和新鍵的生成。一定要看反應(yīng)的部位和有機化合物中主要的碳原子的去向。四是電子效應(yīng)(誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和場效應(yīng))、立體效應(yīng)。這兩個效應(yīng)是以影響有機化合物的結(jié)構(gòu)和有機化學反應(yīng)的重要因素,考慮問題時需要時刻考慮的。五是有機化學穩(wěn)定性原理,從反應(yīng)物到中間體再到生成物,越穩(wěn)定越容易反應(yīng)。
第二,短學時的課程注重知識間的銜接、對比和總結(jié)。烷烴、烯烴和炔烴是鋪墊章節(jié),重點讓學生掌握sp、sp2、sp3雜化:有機化合物中主要的原子是碳原子,它都是雜化了以后去形成化合物的。不飽和烴、芳烴和鹵代烴要深深理解官能團的特征反應(yīng)(親電取代、親核取代、親電加成和親核加成)的意思。芳烴由于共軛效應(yīng)形成了芳香大π鍵,所以雖有雙鍵不容易加成而是取代的特殊一章,此章總結(jié)性講解,五個化反應(yīng),一取代到二取代,二取代到三取代。鹵代烴和醇,醇和酚,酚和芳烴,醛酮和羧酸及其衍生物中有相似的化學性質(zhì),可以對比著講解。
第三,課堂中滲透學習有機化學反應(yīng)的方法,學習起來就會變得容易很多。抓住官能團及其附近是容易發(fā)生反應(yīng)的部位,再看舊鍵新鍵的變化、碳原子的去向以及一些規(guī)則就可以很好的記住化學反應(yīng)方程式。第四,遇到上節(jié)課有重要的化學性質(zhì)或理論時,都會回憶上節(jié)課所學習的內(nèi)容,形式可以多樣化,比如讓學生回答上節(jié)課所學內(nèi)容或者針對上節(jié)課的重點做幾道相關(guān)的習題,并給學生進行打分制,記錄到平時成績里,這樣可以使得學生關(guān)注每節(jié)課所講的知識,使學生的知識由感性上升到理性,由分散到系統(tǒng)化、完整化,完成教學上的又一次升華。
總之,通過幾年的有機化學教學,我們逐步探索出了一套少學時有機化學課程的教學規(guī)律和方法,優(yōu)化了教學內(nèi)容,改善了課堂教學效果,提高了有機化學的教學質(zhì)量,取得了較好的效果。當然,有機化學的教學建設(shè)與改革仍在不斷地向前發(fā)展,需要我們不斷地提高教學水平,研究和分析少學時課程教學規(guī)律仍將是我們提高教學質(zhì)量的一項重要工作。
作者:楊卉 李松波 郝燕 王延銘 單位:內(nèi)蒙古科技大學化學與化工學院
參考文獻:
就近兩年的浙江高考化學試題而言,盡管學生的大體情況不是很理想,但分析有機化學的相關(guān)試題學生定能有所收獲.
一、回歸試題,尋求收獲
例1 下列說法正確的是( ).
a.按系統(tǒng)命名法,化合物
ch3 ch2 chch(ch3)2 ch2 ch2 ch(ch3)2的名稱為2,6-二甲基-5-乙基庚烷
b.丙氨酸和苯丙氨酸脫水,最多可生成3種二肽
c.化合物是苯的同系物本文由收集整理
d.三硝酸甘油酯的分子式為c3h5n3o9
分析:這個題目的答案為d.雖說是個選擇題,但題目所要考查的知識十分全面.a選項考查的是有機物的系統(tǒng)命名法.b選項考查的是有機化合物之間的反應(yīng)規(guī)律.相對于a選項本題的知識點較易掌握.c選項考查的同系物的定義.d選項則是考查有機化合物的分子式的書寫.這個題目集合了有機化學的一部分知識點.有機化學基礎(chǔ)涉及的有機物多,知識點多,記憶的內(nèi)容多,但有機化學又有很好的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律,如貫穿有機化學的一條主線是“具有相同官能團的一類有機物的性質(zhì)相似”,只要掌握了這一規(guī)律就能“以一知十”.a選項的系統(tǒng)命名法是有機化學的基礎(chǔ)知識,只有掌握了命名才不會顛三倒四、張冠李戴.有機化學物的命名不單單是選項中所包含的兩個原則,它還涉及“官能團、主鏈最少碳原子數(shù)”等原則,在解答題目時應(yīng)以結(jié)構(gòu)為主題,將一些零散的知識串聯(lián)起來.尤其是b項考查的是有機物不同結(jié)構(gòu)所擁有的不同性質(zhì),如羥基可以與堿反應(yīng),酯基也可以與堿反應(yīng),在做題時不應(yīng)只想到題目中的幾個官能團,應(yīng)盡可能多地羅列出課本中經(jīng)常出現(xiàn)的官能團,掌握它們的性質(zhì).
對于將有機物的結(jié)構(gòu)、分子式、性質(zhì)及反應(yīng)方程式一系列知識綜合起來的題目,學生應(yīng)進行綜合解答.這就要求將某一單一有機物混亂的知識串聯(lián)起來記憶,雖然毫無規(guī)律可循,但它跟有機物本身關(guān)系密切.在復(fù)習時,學生必須借鑒解答類似題目獲得的經(jīng)驗和教訓(xùn),在記憶某一有機物時應(yīng)將其連串的知識當做一個系統(tǒng)來記憶,這樣縱使題目萬般變化也能抓住重點進行解答.打破有機物之間的限制,進行學科內(nèi)綜合復(fù)習,將知識系統(tǒng)化、條理化.有機化學知識點較多,在復(fù)習中可以通過分析對比、前后聯(lián)系、綜合歸納,把分散的知識條理化.
二、復(fù)習應(yīng)兼顧習題
1.題目與知識相互融合鞏固記憶
在復(fù)習備考時,記憶是關(guān)鍵,只有將知識點全部記憶下來考試時才能靈活運用.有機化學要記憶的東西是有規(guī)律可循的,有機物因結(jié)構(gòu)、官能團的不同也會顯現(xiàn)出各自不同的性質(zhì).有機化學的學習對學生的思維要求層次較高,學生必須具備思維靈活性、適應(yīng)性,因而有機知識的記憶相對較難.經(jīng)過實際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)有些學生只是單純地對照書本及筆記來瘋狂地背誦,追根到底是因
為他們錯誤的記憶方法才導(dǎo)致記憶不夠牢固.
習題和考試有著直接的聯(lián)系,學生不應(yīng)只針對課本和筆記來記憶,如能夠?qū)ψ鲞^的習題進行復(fù)習記憶,那么他們的注意力得到了一定程度轉(zhuǎn)移后興趣也隨之遞增,記憶知識就會輕松許多.
2.復(fù)習習題能幫助學生改善不良的化學用語習慣
2濃縮教材,合理安排教授內(nèi)容,教學中突出重點和難點
傳統(tǒng)的有機化學主要講授有機物的命名,結(jié)構(gòu),性質(zhì),反應(yīng)機理及有機波譜分析。在醫(yī)學有機化學課程教學過程中,教師可以重點講授物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、命名、性質(zhì)等基本理論,弱化化學反應(yīng)機理的解釋,同時更要注重聯(lián)系有關(guān)醫(yī)學藥學的實際知識。這樣既能使學生掌握基本的知識面,提高學生的學習興趣,又能使學生時時刻刻意識到有機化學與自身專業(yè)息息相關(guān)。在教學過程中,應(yīng)特別注重講解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與醫(yī)學藥學的聯(lián)系。教師可以在重點難點知識講授中引入故事激發(fā)學生的學習興趣。如講解手性分子的來源和生物作用時介紹[3]。20世紀60年代出現(xiàn)的沙立度胺(Thalidomide)事件,沙立度胺具有鎮(zhèn)靜催眠作用,還可顯著緩解妊娠婦女的嘔吐反應(yīng),沙利度胺分子結(jié)構(gòu)中含有一個手性中心,從而形成兩種光學異構(gòu)體,其中構(gòu)型R-(+)-的結(jié)構(gòu)有中樞鎮(zhèn)靜作用,另一種構(gòu)型S-(-)-的對映體則有強烈的致畸性,無數(shù)婦女服用了消旋藥物,減輕了妊娠反應(yīng),但隨后全球有近萬例畸形胎兒出生,沙立度胺事件成為藥學史上的沉痛教訓(xùn)。通過事例教學能迅速提高學生的學習興趣。在講到硫醇的時候,可以講授重金屬的中毒原理。重金屬是指相對原子質(zhì)量大于65的金屬,所以從元素周期表上來看銅以后的金屬都是屬于重金屬。重金屬能夠使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的改變,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變功能就會喪失,體內(nèi)的酶就不能夠催化化學反應(yīng),細胞膜表面的載體就不能運入營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物,肌球蛋白和肌動蛋白就無法完成肌肉收縮等。然后深入到蛋白的中毒原理和解毒原理[4]。最后提到工業(yè)的發(fā)展,部分土壤中重金屬超標,教育學生樹立環(huán)保意識。
3對知識點進行加工處理,避免平鋪直敘
有機化學中描述的內(nèi)容相當多,教師在教學中如果平鋪直敘,面面俱到,學生就會感到枯燥乏味,容易走神睡覺,達不到好的教學效果。教師需要對教材進行深加工處理,根據(jù)教學目的對教材內(nèi)容進行統(tǒng)籌安排,對語言進行加工處理,用通俗易懂的語言講解深奧的知識點,能最大限度地激發(fā)學生的熱情和興趣。電子效應(yīng)中的誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、超共軛效應(yīng)等經(jīng)典理論,在有機化學中應(yīng)用很廣,貫穿于有機化學的始終,利用電子效應(yīng)可以分析有機化合物的結(jié)構(gòu),推斷有機化合物的性質(zhì),判斷有機化學反應(yīng)的產(chǎn)物;對有機化合物反應(yīng)速度、反應(yīng)選擇性、反應(yīng)機理等都有著顯著影響[5]。在解釋有機化學中不對稱試劑與不對稱烯烴進行加成反應(yīng)時的加成規(guī)律,即著名的“馬氏規(guī)則”。“馬氏規(guī)則”的核心是異性相吸。在親電加成中,一般根據(jù)“馬氏規(guī)則”是“氫多碳原子上(親)上加氫(親)”,簡稱為“氫上加氫”,然后從電荷的分布在講解原因。這樣能使呆板的課堂氣氛活躍起來。