有機化學的重要性范文
時間:2023-11-01 17:45:25
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篇1
【關鍵詞】無機及分析化學;有效數字;運算規則;修約規則
【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
無機及分析化學是我校化工、制藥、應化、環境、海洋、食品、環工、生物、高分子及材料類等專業大一學生必修的重要基礎課程之一。它是一門實踐性很強的學科。在國民經濟的許多部門如資源勘探、生產控制、產品檢驗、環境監測等方面應用非常廣泛。在分析工作的理論研究和實驗測定中,如何正確地運用有效數字對分析數據作正確記錄、處理、計算及結果表示等具有十分重要的意義。
1 有效數字定義
在科學實驗中,需要記錄很多測量數據,一般允許最后一位是估計的,雖不太準確,但不是隨意的,它們全是有效的,所以稱為有效數字。有效數字即指實際工作中能夠測量到的數字,包括最后一位估計的不確定的數字[1-2]。記錄數據和計算結果時,究竟應該保留幾位數字,應根據所用的測定方法和所用儀器的準確程度來決定,并且在記錄數據和計算實驗結果時,所保留的有效數字中,只允許最后一位是可疑的數字。有效數字保留幾位是根據測量儀器的準確度來確定的,因此對于各種分析儀器的準確度應十分清楚, 比如滴定分析中消耗滴定劑的體積由終讀數減初讀數得到:24.05-0.02=24.03(mL)為4位有效數字。又如臺秤稱量某稱量瓶為20.8g,因為臺秤只能準確地稱到0.1g,所以該稱量瓶質量可表示為20.8g,它的有效數字是3位。如果將該稱量瓶在分析天平上稱量,得到結果是20.8126g,由于分析天平能準確地稱量到0.0001g,所以它的有效數字是6位。100 mL容量瓶表示為100.0mL;250mL容量瓶表示為250.0mL;25 mL移液管表示為25.00mL。
對于數字“0”來說, 可以是有效數字,也可以不是有效數字。當用其表示與測量精度有關的數值大小時,為有效數據, 而僅僅用來指示小數點位置時, 則是非有效數字。在一個數中, 確定數字“0”是否是有效數字的方法是, 左邊第一個非零數字之前的所有“0”都是非有效數字, 僅僅作為標定小數點位置而已;而位于右邊的最后一個非零數字之后的那些“0”都是有效數字。有效數字末尾的“0”表示可疑數字的位置,隨意增減會人為地夸大測量的準確度或測量誤差! 不得在測量數據的末尾隨意添加或刪減數字。
2 有效數字的修約規則
記錄和表示計算結果時要按照確定了的有效數字將多余的數字予以修約。棄去多余的或無意義的數字一律按“四舍六入五考慮”原則取舍。其取舍方法是:凡末位有效數字的后面第一位數字(即尾數)大于等于“6”(指 6、7、8或9)以及“5”后面還有任何非零數字時,則在末位有效數字上增加1。尾數小于等于“4”(指4、3、2、1或0)時,則舍去不計。尾數恰為“5”時(“5”后沒有數字或全為0時), 這時要看“5”之前的數字即末位有效數字是奇數還是偶數而定,若為奇數,則在末位有效數字位上增加1;是偶數,則舍去不計。尾數為“5”(“5”后面還有任何非零數字時),則在末位有效數字上增加1。不論舍去多少位,必須一次修完畢。
例如,將下列測量數據修約為四位有效數字時:
尾數≤4時舍:0.726535- - - - - - - 0.7265
尾數≥6時入:12.1585- - - - - - - 12.16
尾數=5 時, 若后面數為0或沒數時,舍5成偶:15.51500- - 15.52,415.45- -415.4
若尾數5后面還有不為0的任何數全進:512.0500100- - - - - - - 512.1
3 有效數字的運算規則
實驗中不僅要正確記錄數據,而且還要進行數據的計算。由于任何測量都存在誤差,只能是近似值,所以數據記錄和計算結果反映了近似值的大小,這在某種程度上表明了誤差。因此,數據處理運算也是重要環節。
3.1 加減運算
結果的絕對誤差應不小于各項中絕對誤差最大的數(計算結果的小數點后面的位數與各數中小數點后面位數最少者一致)。一般計算方法:先計算, 后修約。
例如:5.0416+57.45+0.756=63.247563.25
3.2 乘除運算
結果的相對誤差應與各因數中相對誤差最大的數相適應。(即與有效數字位數最少的一致。當有效數字位數最少的那個因數首位有效數字是8或9,則積或商的有效數字的位數可以比這個因數多取一位。)
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 乘方或開方運算
乘方與開方相似于有效數字位數相同的數乘除,可用乘除運算法則進行運算,故結果的有效數字與其底或被開方數有效數字位數一致。
例如:6.542=42.8
3.4 對數和反對數運算
計算時,所取對數的小數點后的位數(不包括首數)應與真數的有效位數一致。最常用的是pH與氫離子濃度的換算。
例如:[H+]=6.3×10-12 mol?L-1,pH=11.20
尾數0.20與真數都為二位有效數字,而不是四位有效數字。
3.5 計算過程中其它注意點
遇到倍數、分數關系,因其不是測量所得,可視為無限多位有效數字;常數亦可看成具有無限多位數,如π、e 。
誤差和偏差一般只需保留1~2位。
4 結束語
有效數字是無機及分析化學基礎課的教學內容之一,使學生理解有效數字的本質含義,掌握有效數字修約規則和運算規則,使其樹立準確的“量”的概念,在實際測量和計算中具有重要的現實意義。
【參考文獻】
篇2
關鍵詞:環境工程;有機;化學;應用
引言
當前,有機化學已經成為環境工程方面的重要技術,可在提升資源利用效率的基礎上,對生態環境展開綜合防護與治理。文章結合自身對有機化學的了解,對有機化學在環境工程中的有利應用與有害應用進行探討,并提出在環境工程中正確合理應用有機化學的策略。
1有機化學的介紹
有機化學是一種碳化合物的化學,研究的內容主要是有機化合物的結構、組成、制備、應用以及性質等的科學。有機化學涉及的內容可劃分為兩個方面,一是有機合成方面,可以借助見到的元素或化合物,通過一系列化合反應合成特定的有機化合物的過程;二是天然有機化學,也就是天然有機化合物的性能、組成、結構、合成等內容。截至今日,世界上大概有2000多萬的化合物,而有機化合物占絕大部分。有機化學可以為相關聯的學科如環境工程、材料科學等專業學科帶來技術、材料以及理論等支撐,是一系列相關工程的應用基礎,尤其是環境工程。在環境工程方面,有機污染物在環境中的泛濫、超微量與微量有機污染物的檢測等都是有機化學在環境工程中的研究與應用方向。有機化學有利于保證環境的可持續發展,在改善生態環境、提升居民生活質量等方面均具有巨大作用。
2有機化學在環境工程中的應用分析
有機化學屬于創新型的應用學科,有效推動了現代科技與農業生產的發展與進步。一方面,通過有機化學研究出了許多新型的食品添加劑、農藥、藥物等,改善了衣食住行各個方面。同時,在環境工程方面,有機化學研制出了許多新型的材料,包括許多具有電磁、聲、電、光等多種性能結合的化合物等,有助于保護與治理環境。現實生活中,大多數有機化合材料相比普通材料更具有優勢,因其環保、低耗、干凈等優勢受到大家的喜愛。例如氟塑料,它不僅具有良好的絕緣性、導熱性、機械性等性能,還具有高抗污能力,是屋頂建筑的綠色、環保、理想型材料。與此同時,有機化學在環境監測、污染防治等方面的作用也越發明顯。我們可以借助有機化學知識對環境進行精準地監測,例如監測水污染,需要借助有機化學知識對水中的重金屬、有害物質等含量進行監測,并借助有機化學知識展開分析。另外,有機化學的應用伴隨著機遇的還有極大的挑戰,未來我們應積極創新,挖掘更多先進的有機化學合成方法,研制出越來越多先進的事物來幫助我們改善人類生態環境,達到經濟與生態的可持續發展。例如科學家們可設想將廣泛應用的煤借助有機化合反應轉化為清潔燃料,將煤中的元素轉化為有益的有機產物,從而進一步減少燃料燃燒產生的廢氣,甚至可以實現零污染。但它的應用也在一定程度上加劇了環境污染問題。例如通過有機化學研制出的新型食品添加劑、農藥等,雖然改善了我們的生活,可是這些農藥等有機化合物的濫用也直接導致了嚴重的環境污染問題。例如在農業生產中,傳統的肥料已經不能滿足我們日益增長的農作物生長需求,農業生產效率與產量比較低。隨著有機化學的出現與發展,化肥出現了,它極大地增加了農作物的產量與收成,大幅度改善了農民的生活水平。但是,以此同時,長期的使用化肥會在一定程度上造成農田板結,也會對土壤環境造成污染。還有就是農藥,農藥的產生雖然降低了農作物的雜草與蟲害等不利影響,可是對居民的飲食安全卻造成不良影響。拋開農業生產方面不談,有機化學還為建筑裝修與家具家電等帶來許多便利,為房屋裝修添上許多炫麗的新色彩。可是這也帶來了許多健康隱患,例如甲醛、油漆等有機化合物材料,在居民的家電與家具上會殘留很久,對空氣造成污染,同時對我們的身體造成非常不利的影響,包括癌變、白血病等。此外,在居民出行方面,汽車的廣泛普及,便利了我們的交通出行,可是其汽車尾氣的排放會直接導致地球大氣層的臭氧分解,對我們的環境造成極大地破壞。綜合上述分析可知,有機化學在環境工程方面的應用既有利也有弊,它為我們創造了豐富多彩的組織生活,提升了我們的生活質量,改善了環境污染問題。可是如何去更好地規避有機化學帶來的環境污染,更好地利用有機化學來實現地球環境的保護與防治,這需要引起我們的深思。
3有機化學在環境工程中的應用策略探析
在環境工程中有效、正確地應用有機化學,需要協調好各個方面的內容,包括有機化學的應用種類、有機化學的應用時效、大力發展綠色有機化學等,盡可能規避有機化學在環境工程應用中的環境污染問題,實現有機化學的應用價值。
3.1科學選擇有機化學的應用種類
自改革開放以來,國內將經濟發展放在了重點,但是卻忽視了環境保護的重要性,這使得許多經濟的發展是以環境犧牲為代價的,從而導致酸雨、霧霾等問題頻發。為有效解決這一問題,相關人員在擬定環境工程的各項保護與防治措施時,需要對所應用的有機化學物展開深入、科學地分析,盡可能發揮出有機化學的應用價值。另外,環境工程人員還需要對污染源展開動態分析與觀察,對環境污染的相關數據展開深入調查,科學選取有機化學物,進而針對性地解決有機化學濫用導致的環境污染問題。環境工程技術人員還需要對實驗機制展開創新,并且深化對有機化學的研究與了解,進而更好地促進有機化學在環境工程中的有效應用。這樣才能有效控制有機化學濫用導致的環境污染等各類危害,從源頭解決有機化學在環境工程中不合理應用引發的各種問題。
3.2精準掌握有機化學的應用時效
為改善有機化學導致的環境污染問題,我們應精準掌握有機化學的應用時效,對有機化學產生的各種污染物、廢水等進行處理,從而有效控制有機化學產生的環境污染問題。相關的技術人員需要對各個地區實際污染情況展開調研,并且比對污染問題的惡化情況,從而掌握環境污染情況,方便后續針對性地處理。在確保污染處理成效可以滿足相應標準要求的基礎上,相關技術人員需要針對生態環境污染問題擬定科學規范化的應用措施,從而對有機化學在環境工程中的應用時效展開控制。環境科學部門要借助實驗方式展開科學的實驗組合,通過實驗得出有效的結論,進而準確掌握有機化學在各地的應用時效,更好地應用有機化學。
3.3大力發展綠色有機化學
基于環境工程的長遠可持續發展,綠色有機化學是有機化學應用的有效突破,可最大限度地提升環境質量。綠色有機化學可以有效利用與處理社會生產中產生的各種污染物,找出更多可以重復回收利用的資源,從而有效控制有機化學應用導致的廢棄物數量,改善污染物毒害問題。從專業與技術角度來看,綠色有機化學的合理應用可以有效控制環境污染問題,優化環境質量,從而推動社會長遠發展。近些年我國綠色有機化學的發展比較快,許多研究人員應當從綠色化學技術的實際應用出發,將重點放在實用性較高的綠色有機化學的推廣與應用中,借助大面積地推廣應用,實現良好的環境保護與防治效應。
篇3
關鍵詞:教學內容;有機化學;學習興趣;教學質量
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)44-0105-02
一、引言
有機化學是研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用以及有關理論和方法學的科學。作為化學學科重要的專業基礎課之一的有機化學,其內容滲透至各個學科,是理工科院校化學、制藥、化工、應有化學、高分子、生物、材料、冶金環境等專業的必修的主要基礎理論課程,為后續理論課程、畢業論文、科研工作、生產實踐打下必要的基礎,因此其重要性是不容置疑的。筆者近年一直從事有機化學的教學與科研工作,認為提高有機化學教學質量和水平關鍵在于提高學生學習興趣。本文結合近年在有機化學教學的探索與實踐,就興趣缺失的原因及如何在課堂教學中將教學內容與社會生活、企業生產、化學史、學科前沿結合,談談體會和實踐。
二、學生學習有機化學興趣缺失的原因
美國心理學家和教育學家布盧姆說:“學習的最大動力,是對學習材料的興趣。”“有志必有趣,有趣必有志,趣從志生,志能生趣。”對有機化學興趣的缺失不僅影響學生對知識的掌握、能力的培養,甚至影響學生情感品質的培養。可見提高學生學習有機化學興趣,是理工科化學類有機化學教學重中之重。目前部分學生對有機化學學習興趣缺失的原因主要有以下幾點。
1.有機化學學科的原因。有機化學學科本身具有“多”、“雜”、“抽”、“偏”等特點,因而學生難以對有機化學產生興趣。有機化學種類繁多,體系龐大,結構復雜,物理、化學性質多樣,學生不易理清線索,不易構建出完整的知識體系;有機化學存在大量抽象概念、理論,如原子、分子、晶體結構、電子云、化學鍵、活化能、立體化學、反應機理等,學生不易形成形象思維和抽象思維,不易發展化學思維和創新能力;有機化學普遍性中存在特殊性,一般規律中有特例,學生不易把握區分點,不易熏陶化學情感,難以激發終身從事有機化學工作的志向。
2.學生的原因。學習目的不明確,動力不足造成興趣缺乏。部分化學類的學生對化學類專業并不了解,不感興趣;部分學生對自己的未來缺乏理想、沒有目標、沒有動力;部分學生雖目的明確,但帶有強烈的功利色彩,沒有真正在學習過程中提高自己的專業技能;部分學生學習態度不端正,意志不足,不能培養學習興趣。對于內容抽象、思維跳躍較大、理論性較強、趣味性較少的有機化學的學習更需要學生自主鉆研,但有的學生缺乏吃苦精神和深入鉆研的精神;有的學生享樂主義、功利主義思想嚴重;有的學生因學習成績不理想而自暴自棄等;有的學生學習方法和大學學習要求不適應、專業學習與業余興趣間存在矛盾及心理上的不適應進一步制約了大學生對學習有機化學興趣的培養。
3.教師素質因素。教師的品行修養、專業素質、學術背景和科研成果、授課水平及教學研究也影響學生的學習興趣的培養與提高。
三、豐富教學內容,激發大學生學習有機化學的興趣
在充分考慮本校理工融合的應用型人才培養的實際和教學要求,本文結合近年在有機化學教學、科研工作的實踐,就如何提高化學專業學生的學習興趣的問題,談一些教學內容上的體會和嘗試。
1.與日常生活緊密聯系。有機化學是一門應用性很強的科學,與日常生活息息相關。教學的目的不僅是要求學生掌握有機化學知識及技能,學會觀察、分析生活中的化學現象,而且要會自覺運用所學知識解決生活中的問題。故在教學中,首先,引導學生讓他們明確有機化學在日常生活中的重要性,密切關注有機化學與日常生活的緊密聯系。其次,引導學生用學到的有機化學知識為生產生活服務,學以致用。如在烷烴自由基反應中,聯系到重大疾病的預防、材料抗老化,引起學生的思考;烷烴的應用中,聯系到汽油的質量,再拓展到軍事武器的裝備與國防事業,喚起學生的社會責任感及使命感;介紹烯烴時,引入水果、鮮花的催熟,再聯系水果、鮮花的保鮮;烯烴的聚合反應講解結束后,讓學生從感受所穿衣服的外觀穩定性、堅牢耐用性、穿著舒適性等,再拓展到材料性質、應用;介紹醇的磺化反應時,引入表面活性劑及其在洗滌、化妝品等日化、藥品、石油開采及選礦等行業中的應用;講解醇與磷酸反應時聯系現代農藥,引入現代解決糧食問題的措施;講解醛與亞硫酸氫鈉的反應、含氮化合物與亞硝酸鈉的反應,使學生關注食品安全問題等。將日常生活與教學內容緊密結合,讓學生體會到有機化學無所不在,學習有機化學有廣泛的用武之地,促進學生以積極的態度、振奮的精神投入有機化學的學習中,感覺到學習有機化學其樂無窮,增強學好化學的自信心,激發學生的化學學習興趣。
2.與社會實際緊密結合,關注社會問題。有機化學在推動科技發展、社會進步,提高人類的生活質量,改善人類的生存環境的努力中,已經并將繼續顯示出它的高度開創性和解決重大問題的巨大能力。在有機化學教學中,應將理論聯系實踐,引導學生關注人類生存、社會經濟發展、國防計劃、人的自身發展等重大社會問題。如介紹鹵代烴時,介紹含鹵素的及其在醫藥中的應用,介紹氟利昂,提到臭氧空洞的形成及危害,讓學生意識到科學技術是一柄雙刃劍,既能造福人類,又能給人類帶來災難。講解Williamson合成醚的反應時,在講解反應機理的基礎上,以既能提高汽油抗震性又能無鉛化、不造成環境污染的添加劑甲基叔丁基醚為例,介紹了工業上原子利用率為100%的甲基叔丁基醚的綠色合成方法,讓學生意識到工藝的先進性對生產重要;苯甲醚的制備,介紹書本上的甲基化試劑硫酸二甲酯后,介紹現在工業上用無毒碳酸二甲酯使反應變得綠色經濟環保。介紹羧酸與醇反應生成酯,廣泛應用在藥物、食品添加劑、塑料生產中,但最典型的催化劑是強酸,腐蝕設備的同時又污染環境。有機化學正視這個現實,不斷用有機化學理論和知識去尋找綠色的、原子經濟性的生產工藝,提高收率,成功地解決了污染問題。在含氮化合物及其反應的學習中即引入這些化合物在醫藥、染料、食品的應用,也講解這些化合物的濫用,比如事件、食品安全事件、瘦肉精事件,讓學生明白,科學提供知識,技術提供應用知識的方法,而價值觀念則指導我們如何對待科學和技術。將社會實際與教學內容緊密結合,讓學生體會到有機化學具有高度開創性和解決重大社會問題的能力,有機化學家負有重大的責任,而且可以大有作為。培養學生的社會責任感和創新精神,培養學生的辯證思維能力,進一步增強學生學好有機化學的信心和興趣,使學生的有機化學素養和科技素質在教學中得以不斷提高。
3.與科研工作結合,介紹有機化學前沿知識。隨著科學技術的發展,有機化學從實驗方法到基礎理論都有了巨大的發展,顯示出蓬勃發展的強勁勢頭和活力。我們結合教學內容,選擇適當的科研實例進入課堂,將學術研究的最新成果轉化為教學內容,讓學生感受到所學的知識并不是抽象的理論、生硬的概念,而是身邊活生生的現實,從而激發學生的學習熱情,鞏固其學習興趣。如在講完雜環芳香化合物和金屬有機化合物后,筆者擴展到了近年來從事的熒光染料領域,介紹其發光機理及其在生物分析、能源、仿生催化、熒光探針、光電材料、醫藥方面的應用,這樣既復習了前面的知識,又抓住時機,介紹了1905年諾貝爾化學獎得主拜耳在有機染料方面的研究,實現了他母親所希望的“使我們這個世界更加多姿多彩”的愿望,促進了有機化學與化學工業的發展;介紹了2008年諾貝爾化學獎得主下村修、馬丁·查爾菲、錢永健發現和研究的綠色熒光蛋白讓科學家們就好像在細胞內裝上了“攝像頭”,得以實時監測各種病毒“為非作歹”的過程。講完碳水化合物(糖、淀粉、纖維素)的性質后,將知識擴展本學院生物質能源研究所的研究的可再生資源轉化:生物質能源的前體成分之一——生物質基多元醇,可以通過生物質水解,比如纖維素水解生成葡萄糖,然后加氫轉化為山梨醇(六元醇)、乙醇、丙酮、丁醇或從植物或動物的油脂中富含的脂肪酸甘油酯水解中獲得甘油(三元醇),它們進一步轉化為燃料和化學原料。這些內容滲透到教學內容中,構建學生的知識網絡體系,拓寬學生的知識視野,使學生深切感受到科學技術的飛速發展給社會帶來的巨大變革,有助于激發學生學習有機化學的熱情與興趣,使其迸發出創新的火花。
4.與化學史結合。著名化學家傅鷹曾說過:“化學可以給人以知識,化學史可以給人以智慧。”有機化學學科的發展歷史中蘊含著豐富的教學素材。我們在教學中將有機化學重要理論及重要的反應從它的孕育、產生和發展甚至擴展到蘊含的科學、人文精神及社會貢獻去解讀這些知識,將書本上靜態、抽象理論和反應變成動態的、生動的、發展的知識。如范特霍夫和勒貝爾的碳四面體的結構理論、凱庫勒夢中的苯環結構式、伍德沃德和霍夫曼的分子軌道對稱守恒原理、布朗硼氫化反應、狄爾斯和阿爾德的D-A反應、格氏試劑的由來、黃鳴龍反應的偶然發現等。盡管這部分所占的教學比重非常小,但通過引入化學史,不僅能使學生從發展的高度,以開闊的視野,全面深刻地理解有機化學知識,把握有機化學發展的規律,而且能用發展的眼光去看有機化學的今天和未來,激起補充完善和發展化學科學的興趣和動機,從而活躍思維,培養科學探索和創新精神,形成健全的人格,積極樂觀的生活態度。
5.與哲學緊密聯系。有機化學學科從誕生之日就與哲學密切聯系。一方面,有機化學中蘊含著豐富的哲學思想,有機化學家在哲學的指導中不斷成熟;另一方面有機化學的發展為哲學提供了事實依據,哲學觀點在有機化學成果的推動下不斷進步。我們在教學中注意將哲學觀點融入教學:用唯物辯證法的觀點,全面、聯系地看待所講內容,注意知識之間的前后銜接,使學生形成完整、系統的知識體系。例如讓學生在烷烴同系物的狀態、醇的溶解性、羧酸衍生物化學性質中體會質量互變規律;在鹵代烴親核取代反應、消除反應、芳環上取代基定位效應中感受對立統一規律;在烯炔還原、醛酮親核加成、雜環芳香化合物酸堿領會共性和個性;在常溫下、高溫下烯烴與氫鹵酸的不同生成物,炔在Lindlar條件下與堿金屬在液氨發生還原得到順式或反式產物,醇的分子內、分子間的脫水感受內因和外因的作用、現象和本質;由烷、烯、炔、鹵代烴、醇、醛酮、羧酸、羧酸的衍生物相互轉化中體會世界是普遍聯系的;在雜化軌道理論、構象理論、共軛理論中進一步感悟到社會及人與人之間也需要相互配合、相互制約,才能有更好的發展等。教學中滲透著哲學思想,以簡明的哲理突破抽象的有機化學問題,有助于學生掌握知識和技能,從而激發其興趣,增強求知欲;有助于學生學會分析問題和解決問題的方法。
篇4
由于醫用有機化學理論課內容比較多,且授課內容中涉及許多反應機理,反應規律,學生在學習過程中,無論對授課內容的理解還是記憶都面臨諸多困難。近些年來,作者結合教學實踐,對醫用有機化學教學方法進行了許多有益的嘗試和改革,取得良好的教學效果。
一、立足于理論教學,培養學生興趣
興趣是人們力求認識某種事物和從事某項活動的意識傾向。對學生而言,興趣會促使其進行深入和創造性的學習,并且產生積極的,使得學生對其所學課程感興趣,激發他們的熱情和創造性的思維,進而提高學習效率和成績。
在國內的各個高等院校里,醫用有機化學是醫藥類學生的必修課程之一,一般設在第一學年的第二學期。許多剛入學的學生對有機化學不太了解,并且還要同時學習其它的基礎課及專業課,導致許多學生對有機化學的重視度不夠,缺乏學習興趣。
21世紀科技快速發展,現代醫學進入了分子生物學時代,化學成為從分子水平認識疾病和治療疾病的最佳方式,使現代醫學與有機化學聯系更加緊密。在安排課程時,應當根據學生接受能力的實際情況,選擇與醫學知識關系緊密的基礎知識、基本理論和創新點進行講解,這樣既可以提高學生學習醫用有機化學的興趣與激情,也便于學生加深對知識的理解,也有助于以后與其它專業課更好的銜接。比如講解羧基官能團時,學生學習了阿司匹林的結構及其合成方法,如果進一步講解阿司匹林的一些藥理作用及體內代謝過程等知識,不但做到有機化學和臨床醫學結合,增加了學生的學習興趣,還可以提高學生追求知識的渴望。
對于初學有機化學的學生來說,為了激發他們學習的興趣,講課時可以試著講解一些有機化學歷史及其與醫學相關聯的知識。例如,近年來與生命科學有關的化學諾貝爾獎有十幾項,并且化學為人類基因工程測序工作做出了突出貢獻。這些實例能使學生科學認識化學與人的生理過程以及疾病的預防、診斷和治療有著密不可分的聯系。再如講解醇與醛等內容時,提出交警如何判斷駕駛員是否屬于酒后駕駛等現實問題,告訴學生醉酒者血液中的乙醇能被重鉻酸鉀酸性溶液氧化,使橙色的試劑轉變為綠色,從而實現乙醇的檢測。這樣做到理論聯系實際,并且使有機化學與醫學結合在一起,突出了醫學理論,又提高了學生的學習興趣。
二、改革教學方法,提高教學質量
在醫用有機化學課堂教學中,要根據實際情況和教學內容選擇適合本階段學生的教學方式,要使學生打開思維、充分想象,不斷提高自己的思維和探索能力,避免“滿堂灌”“填鴨式”的教學方法,真正做到“傳道、授業、解惑”。具體做法如下:一是針對不同的內容,采用演示法、比較法、討論法以及歸納法,使其相輔相成,以提高課堂教學的效果。例如,講授鹵代烴時,將親電取代和親核取代利用比較法進行對比,同時,親核取代中的SN1 機理和SN2兩個典型的反應機理也可以采用對比法進行講解。二是采用多元化教學方式,導學式(教師提出問題,學生通過自學回答)和學導式(學生提出問題,老師通過輔導啟發學生思維,調動學生思考問題積極性)以及講授式相結合,從以教師為重心進而轉為以學生學習為重心的教學過程,逐步提高學生獨立思考的能力。同時引導學生在課下及時總結重點和難點,提高學習的效率。三是針對醫用有機化學中結構式繁多,并且空間構象、分子軌道等都特別復雜,要采用傳統教學與多媒體教學結合的手段,提高學生學習化學的興趣,并且多媒體課件的應用有助于培養學生的空間思維能力,加深對立體化學的理解。
三、注重學生創新能力的培養
在眾多科目的教學中,實驗課都是最能發展學生智力、培養學生創新精神和科學思維方法的重要環節,醫用有機化學也不例外。學生通過學量的基礎知識,為自己奠定了堅實的理論基礎,但只有理論聯系實際,才能實現理論知識的整體價值。因此,我們根據醫用有機化學的教學大綱和學生的實際情況,改革實驗內容,增加應用性實驗,在現有條件的基礎上,讓學生自己動手設計許多化合物的合成路線,并且在課余時間能夠自己動手去完成所設計的實驗,這樣既鍛煉了學生的基本操作技巧,又培養了學生的認知和創新能力。例如,己二酸制備這個綜合設計性實驗,此實驗綜合了反應儀器的組裝、多種反應原料的添加及重結晶、抽濾、干燥等幾項基本操作技能。在實驗過程中,同學們思維活躍,查閱了大量文獻,同時設計了多種方法。學生不僅是在完成實驗任務,同時也是解決實際問題,從而使學生的創造思維和科研能力得到了極大程度的提高,也為學生自身以后的就業與專業發展打下了堅實基礎。實驗結束后,要求學生認真回顧,分析自己實驗中出現的問題,并對實驗結果進行認真的思考和討論,使他們逐漸培養起獨立分析與解決實際問題的能力。
總之,醫用有機化學必須改變傳統的教學模式,充分利用現有的條件抓好教學的各個環節,在教學中聯系醫學實際,使學生充分認識有機化學的重要性,調動學生的積極性,將理論教學和實驗教學高度協調,把學生培養成具有創新意識和競爭力強的高級醫學人才。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞:有機化學 課程 教學 化工
中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1007-3973 (2010) 07-164-02
有機化學作為中職學校化工學生的必修課,其教學質量的好壞直接影響后續基礎課的學習。提高有機化學的教學質量,對于培養高素質化工人才具有重要意義。近幾年,地區各部門對化工行業的投入在與日俱增,化工行業在地區越來越受到了重視。在這樣一片大好前景下,我校根據就業市場的需求不斷的對教學及課程上進行改良和創新,希望能培養出更多符合化工企業要求的合格人才。我校在2004年就已經著手進行一系列的程創新和教學改革。其中,有機化學是化工分析專業一門必修的化學基礎課程。化工專業學生學好有機化學對于后續專業課的學習具有非常重要的意義,現將教學過程中一些經驗與體會總結如下,希望能對以后的工作有所促進:
1學習有機化學課程的目的
在接觸本課程之前,我校化工分析專業三年制中專學生已經系統的學習了《基礎化學》、《無機化學》等重要的化學基礎課程,對于化學學科的理論體系已經有了初步認識。針對化工分析專業的專業實用性特點,后續的有機化學作為一門理論與實驗并重的課程,使學生在學習無機化學的基礎上,比較系統地獲得有機化學的基本理論、基本知識、基本實驗技能及學習有機化學的基本思想和方法,為進一步學好后續專業課程打下堅實基礎,也使學生能根據今后工作的需要,進一步學習和鉆研與化工分析專業發展密切相關的有機化學方面知識。 尤其是學生在完成一系列實驗內容的過程中既可以不斷提高自身的創新意識和操作技能,又能夠進一步鞏固本課程理論知識,在理論與實踐相結合的基礎上努力做到融會貫通。
我國中職學校人才培養目標由服務型人才正在向創新型人才轉變,對于化工專業的學生來講,有機化學是一門重要的基礎專業課程,它是后兩年開設的專業課知識體系的基礎,我校在有機化學教學中注重靈活運用所學知識、提高分析和解決問題能力的培養,達到進一步提高綜合運用知識能力的目的,讓學生用思維來分析、判斷,依靠自己的推理得到結論提高學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題、創新能力的培養起著重要作用。
2課程設置結構
按職業教育的要求,理論教學要遵循“必需、夠用”原則,要加強學生動手能力的培養,加強實踐性環節的教學。我校有機化學總學時數為128學時,每周8學時,理論學時80學時,實驗學時48學時,理論課時和實踐性環節的課時比例達到5:3。在課程結束時還設有專門的實驗操作考試。學生的總成績由每次實驗報告成績、操作考試成績以及理論考試成績按比例總合而成。本課程設置的實驗內容包括:苯和甲苯的性質、醛和酮的性質與鑒別、己二酸的制取等。
3該課程的教學效果
我在有機化學的教學實踐中不斷探索與實踐,發現學生經過系統學習,他們的邏輯思維能力有明顯的提高。具體可以表現在:
例如有機同系物的教學,為學生樹立物質的量變引起質變的觀點,提供了極好的條件。因為,有機物的每一個同系列中,每兩個化合物在分子組成上相差一個或若干個CH2,隨著CH2數目的增加,碳鏈逐漸增長,同系列中各物質的性質和狀態也發生著有規律的遞變。各類有機物間相互轉化的知識,有助于學生進一步樹立物質間聯系、運動與發展的觀點。而且同分異構體的推導,有機物的命名、合成、鑒別、推斷等對學生的邏輯思維能力的培養有積極的作用。
其次,有機化學實驗的準備過程也是思維能力的訓練。做實驗前一星期,我會提前將本次實驗的具體內容告訴給學生。在進行每次實驗之前學生都有充足的時間預習本次實驗的內容以及操作步驟。對于實驗中涉及的理論知識,學生可以有針對性的查找相對應的理論教材,這種預習過程也是對以往所學知識的鞏固與加強。常使學生感到新鮮和有趣,勢必能起到激發他們的求知欲望和學習興趣的作用此外,在每次實驗開始時,任課教師都會對實驗中的重點內容和注意事項作提醒,幫助學生更好的掌握實驗中應該出現的現象及可能出現的問題。
本課程實驗中的使用的大部分儀器設備是建立在學生已經完成的《基礎化學》、《無機化學》及等課程彼此聯系的知識點上,所以通過有機化學的實驗課,學生們經歷的是一個溫故而知新的過程,對他們原有知識的融會貫通會有很大的幫助。此外,在有機化學的理論考試中,我們也會考察學生對于實驗中的一些知識點以及注意事項的掌握情況,促使一些對實驗原理不求甚解的學生能認真復習,也可以使學習態度認真的同學脫穎而出。對于能認真完成實驗內容,獨立寫出實驗報告的同學而言,他們并不需要再花費許多時間復習準備理論考試也能順利通過考核,通過有機化學的課程學習,學生逐步獲得必需的有機化學基本理論、基本知識和基本技能,這對我校化工分析專業學生以后課程的學習及工作打下良好的基礎。
4對有機化學課程所做改革
(1)樹立教學目標,優化教學課堂:明確教學目標是教學成功的前提,它直接影響教學效率,只有教與學的目標明確,教學才能成為雙方自覺地追求,教學雙方才能有效地配合,使學生能真正融入有機化學教學中。有機化學內容復雜,只有選好教材,研究比較各類教材的特點,博采眾長,取其精華,按照學科邏輯和特點,精心組織教學內容,才可化解這一矛盾,提高教學質量,同時給學生指定參考書,對每一種參考書的特點加以介紹,以便于生根據個人實際情況選用。此外必須改革教學方法和手段,采用新型、靈活多樣的教學方式,提高學生的學習興趣和積極性,開拓學生的視野和擴大學生的知識面。
(2)加大實驗投入:由于有機化學、分析化學等化學課程是工業分析與檢驗專業學生重要的基礎課程,學校在教學實驗中心化學實驗室設備的投入上非常支持。除了更新大批舊設備,學校近幾年還投入了大量資金支持實驗室購買藥品和新型的實驗儀器。例如:電子天平、原子吸收光譜儀等。這些設備使用方便、記錄數據準確,大大提高了儀器的使用效率,也提高了學生的學習積極性;此外加大學生對實驗室知識的培訓,實驗室全天向學生開放,讓學生可以隨時到實驗室做實驗,增強實際操作能力,加深對有機化學知識的理解,同時讓學生參與管理實驗室,使學生既有實驗任務,也有管理責任,讓實驗室成為知識運用、知識融合、知識創新的基地。
(3)改進傳統的考試方法:原有的考試重分數、輕能力,不能適應當前素質教育的形勢,只注重了抓結果、重一時,而放棄了對學生學習有機化學漫長過程的監控、管理和引導,不利于技術應用型人才的培養,因此,我減少了以再現書本知識為主的考試內容,加強了對學生理解知識,應用知識,特別是綜合、創造性地應用知識能力的考核。這樣的考試,可使學生思維活躍,更易激發學生的創新意識,培養學生綜合運用知識的能力,避免學生死記硬背、考時抄襲等不良行為的發生,承認學生的個性差異,尊重學生的天性與特長,因材施教,使學生在學習內容和要求上有選擇的余地,能充分發揮每名學生的潛能,從而讓學生不再把有機化學課程的學習考試當作一個沉重的負擔。
(4)制作多媒體課程教學課件:有機化學課程內容多、難點多、抽象、靈活,學習難度大,為了深化教學改革,提高教學質量和教學效率,我們對實驗的原理、實驗的操作演示部分制作出多媒體教學課件,幫助學生能更為直觀的理解和掌握實驗中的重點問題。此外利用多媒體的交互性和圖文聲像并茂的媒體特點,將抽象的概念和理論以形象的、易于接受的形式展現給學生。激發學生的學習興趣和學習積極性,增強理解和記憶,突破難點、突出重點,提高教學效率。
(5)精選教材,優化教學內容:教學內容直接反映了教學目的和人才培養目標,是教育創新的核心。教材是教學內容的載體,好的教材是教學質量的基本保證。有機化學內容豐富、理論深刻、實踐性強,必須根據不同專業、不同層次的教學要求自編教材,在強化基礎知識的同時,及時引入與現代科學關系密切的有機化學新成果、新技術、新方法。將有機化學經典理論與學科前沿發展相結合,保證教學內容的科學性和先進性。
(6)密切聯系生產生活實際,擴大學生的知識面:有機化學與人類生產生活關系密切。廣泛運用周圍的實際事例,有助于學生建立概念。我們還把身邊的化學物質、生活中的化學引入課堂,例如瘦肉精對人體的危害、中毒后的癥狀和處理措施;通過不斷地將新知識和生活中的化學引人有機課堂教學,開闊了學生視野,使他們覺得化學就在自己身邊,課堂的知識與自身息息相關,從而對所學內容留下了深刻的印象,提高了學生的科學素養,為日后成為合格化工技術人員奠定了基礎,為了順應社會發展的需要,我們要用與時俱進的態度不斷完善有機化學課程的內容,幫助學生提高自身的綜合競爭能力,從而更好地培養出對化工企業能做出貢獻的優良人才。
(7)提高學生積極性,增強學習自主性:愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”,興趣是學生學好有機化學的直接動力之一,首先結合本學科前沿動態和發展方向,展現有機化學在化工技術領域中研究與應用的前景,這樣可以幫助學生樹立良好的學習動機;此外把課程制作成多媒體,圖文并茂的講課,就可以使教學內容變得生動形象,靈活運用各種教學法.要運用啟發式教育理論為指導,采用啟發式、討論式教學方法,不光可以幫助老師從重復性的勞動中解放出來,而且對同學聽講也是一種吸引;同時也可以介紹有機化合物在生產、生活中的廣泛應用,以及它對生產、生活起著重要作用,同時通過大量生動形象的圖片、事例來反映有機化學世界的奇妙,先引起學生的關注,激發學生的求知欲,讓學生帶著問題學習,帶著興趣學習,自然激發學習需求和興趣,形成“教與學”的和諧發展,使學生學會求知,學會創新。
5結語
有機化學作為化工專業的基礎課程具有重要作用,本文對有機化學教學實踐中的一些經驗和體會進行了總結,說明了靈活運用各種教學方法,借助現代化的教學手段,提高學生學習有機化學的積極性,必定可以大大加深學生對教學內容的理解,改善課堂效果,提高教學質量。實踐表明,這套教改方案突出了基礎性、實踐性和創新性, 使學生能系統掌握有機化學知識體系,通過將有機化學機理與具體反應結合起來,增強學生對有機化學的學習興趣,全面提高學生的綜合素質,有利于學生的個性發展。
參考文獻:
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篇6
關鍵詞:電負性;有機化學;教學方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)06-0192-02
在大學有機化學的教學中,有機化學反應機理的內容繁雜、抽象、易懂難記,更難以應用,因此往往成為學生在學習過程中的主要難點[1]。為了使學生能夠真正理解各類有機反應發生的原因、反應歷程及相關規律,筆者在教學實踐中一直在努力尋找一種行之有效的教學方法,幫助學生更好地掌握有機化學反應機理。通過長時間的教學實踐,筆者發現,學生能夠很好地理解元素電負性的意義,并以它作為一種有力的工具靈活地運用這一概念去進一步學習和理解有機化學的其他理論知識,在學習中往往能夠取得較好的學習效果。
電負性概念最早由Pauling(鮑林)在1930年提出,定義為“分子中原子將電子吸引向它自身的能力”[2]。在隨后的幾十年里,化學家對電負性的研究經久不衰,至今已提出幾十種電負性標度[3-7]。在基礎有機化學的教學中,對有機物分子中原子及基團電負性的討論貫穿于整個教學過程的始終。下面筆者將結合自身的教學實踐,對電負性在大學基礎有機化學教學中的重要性進行探討,并提出自身在教學過程中的一些體會,希望與同行進行交流。
一、電負性是學生建立有機化學思維方法的基礎
學生在大學階段學習有機化學時,會明顯感到與中學化學的學習存在比較大的區別,中學有機化學教材的編寫基本上沿用的是實驗感知式和事實陳述式的敘事方法,主要是基于表象和經驗的歸納與概括,鮮有對結構與性質關系的深入探究[8],因此很多學生會沿用這種思維習慣,認為大學有機化學的學習主要也是靠對各類有機物化學性質及其反應式的死記硬背。在這種情況下,應從開始學習有機化學時就要向學生強化“結構決定性質,性質反映結構”這一思想。為了使學生不會對結構與機理問題產生畏難心理,在學習本課程的最初階段,從一個學生并不陌生并且容易理解的角度開始分析有機化學問題是非常重要的。元素的電負性正是學生開始試著去分析有機化學問題的一個合適的開端。在介紹電負性這個概念時,筆者會向學生強調,電負性的本質是原子核對核外電子的吸引能力(主要是價電子)。對于學生來說,以學生已有的物理與化學的知識儲備,對這個概念的理解并不困難。以此為出發點,學生會繼續學習共價鍵的極性、分子的極性、共價鍵的斷裂方式、有機化學反應類型等內容。在這一過程中,教師實際上在潛移默化地訓練學生運用有機結構理論去分析有機化學問題,這為學生接下來的學習奠定了基礎。
二、電負性是學生理解有機化學規律的突破口
電負性作為一個基礎性的概念,貫穿于有機化學教學的整個過程。教師從這一概念出發,層層推進,由淺入深地向學生介紹取代基的電子效應、有機化合物的酸堿性、親核取代反應機理、親核加成反應機理等重要內容。在教學過程中,每次運用這一概念時,筆者總會先向學生提問:“電負性的本質是什么?”從教學效果來看,運用電負性的概念的確能夠幫助學生更好地理解有機化學理論中的其他概念與規律。
在學生學習有機化學反應機理時,經常會有學生提出這樣的疑問:“為什么進攻試劑進攻的是底物的這個位置,而不是其他的位置?為什么是這個鍵斷開,而不是那個鍵斷開?”如果在課堂教學中,沒有及時地將學生的種種疑問解釋清楚,學生會不愿意繼續學習,直接影響學習效果。所以在講授有機化學反應機理時,筆者會和學生一起思考、分析這樣的問題,在學生接受了反應的原因后,再繼續學習下面的內容。例如,在講授“親核取代反應機理”時,筆者會先對鹵代烷發生親核取代反應的原因進行分析。在鹵代烷分子中,由于鹵原子的電負性比碳原子大,所以碳鹵鍵的共用電子偏向于鹵原子,使α-C帶有部分正電荷,容易受到具有給電子能力的親核試劑的進攻,從而導致碳鹵鍵發生異裂,鹵原子帶著一對電子,以鹵負離子的形式離開。因此,該反應是一個受到親核試劑進攻,導致舊鍵斷裂,底物中的鹵素原子最終被親核性基團所取代的反應,這也是這一反應類型名稱的由來。到這里,學生已經能夠理解鹵代烷進行親核取代反應的原因了,教師將繼續介紹親核取代反應具體的兩種反應歷程及相關規律。
此外,在不同版本的有機化學教材中,對內容的組織不盡相同。有的教材將反應機理從具體的化合物類型中分離出來,集中討論。但筆者認為,這么做可能會導致學生在閱讀或聽課時,引起一些不必要的疑問。以“親核取代反應機理”為例,如果將該機理放在鹵代烷這部分講授,那么教師會在講授親核取代反應機理前,先對鹵代烷的結構特點進行詳細的分析,在此基礎上,再學習親核取代反應,學生會有較強的代入感,不會覺得內容突兀,也比較容易接受;反之,脫離具體類型的化合物,僅就反應機理進行先行學習,學生會覺得抽象,不容易理解。但在繼續學習醇和醚等內容時,還會接觸到這一反應類型,這時教師就要有意識地引導學生打破依據官能團對化合物分類的習慣性思維方式,指出這些化合物在進行相關反應時,在反應本質上的一致性,使學生做到對知識點的融會貫通,這是學習有機化學反應基本理論過程中非常重要的一個思考方式的轉變過程。
三、結語
綜上說述,利用元素的電負性這一基本概念,既可以在學生初學有機化學時引導學生從結構的角度分析有機化學問題;又能夠在學生學習其他有機化學重要概念和規律時,成為分析與解決問題的突破口。像元素電負性這樣的重要概念,在有機化學中還有很多,比如極化、電子效應、空間位阻效應等,對這些概念的深刻理解對于學生建立有機化學的思維方式,掌握有機化學的學習方法,具有重要的意義。因此,在教學過程中,教師應充分重視這些基本概念,使其成為學生學習有機化學的“金鑰匙”,獲得理想的教學效果。
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篇7
關鍵詞:高職院校;有機化學實驗
高等職業教育是以就業為導向,以服務為宗旨,培養的是面向生產和服務第一線的高素質技能型專門人才。因而,高職教育更多強調的是以能力為本的教育,不再追求理論的大而全,關注的焦點在于知識的實用性和學生的實際操作技能,這就要求學生在具備一定的專業知識的基礎上,重點掌握從事本行業實際工作的技能,為面向社會打下堅實基礎。有機化學實驗作為化工類、食品類、生化類等專業的一門專業基礎實驗課,應用有機化學的理論知識作為實驗設計的基本原理,進而經過實驗來驗證有機化學的基本理論和物質性質,在完成實驗教學目的的同時,提高了學生的學習熱情和動手能力,強化了學生對有機化學理論知識的理解與認識。
1高職有機化學實驗教學中存在的問題
1.1學生學習積極性缺乏。進入高職院校學習的學生,多是在高考中成績不理想的學生,學生普遍的基礎較差,學習自覺性與積極性不高。此外,重理論輕實踐的教學模式,加之有機化學實驗過程中多數試劑具有刺激的揮發性及一定的腐蝕性,學生對有機實驗課程缺乏熱情,敷衍了事。1.2實驗教學效果較差。目前,有機化學實驗的教學模式仍是采取老師先講解,學生跟著做,教學模式單一。實驗時,老師先對實驗目的、原理及過程進行講解,演示實驗裝置的構建過程,學生只是依葫蘆畫瓢,照抄課本進行實驗,教學過程中學生缺乏主觀的思考,限制了學生的創造思維及創造能力的發展,教學效果較差。
2高職有機化學實驗教學的改革措施
2.1轉變觀念,正確認識有機化學實驗重要性。長期以來,高職有機化學實驗常常被認為是有機化學理論課的附屬品[1],得不到學生的重視,有機化學實驗成績也只占有機化學的30%。學生實驗時只是照抄板書,模仿操作,大多數并不真正理解實驗為何如此操作。因此,需要轉變觀念,使學生正確認識到有機化學實驗的重要性。首先,應當教育學生,就業崗位對其專業操作技能有很高的要求,而扎實的操作技能及職業素質需要通過平時刻苦的實驗操作訓練獲得,使學生在認識上重視實驗課程。其次,在課程設置上,應當提高有機化學實驗課程的比重,隨著實驗課程地位的提高,學生會自覺正確對待實驗課程。2.2有機化學實驗綠色化。有機試劑大都易揮發且有毒,在高職有機化學實驗教學過程中,也常常會遇到刺激的揮發性試劑,這些試劑不僅會對環境造成污染,更會對學生的心理造成一定的影響,致使他們對實驗缺乏興趣,不敢進行實際操作。針對此問題,必須盡快將有機化學實驗綠色化,例如,課程設置時挑選對環境污染小的實驗,改變合成的方法及試劑的綠色化,實驗試劑的減量操作等等。這樣既降低了實驗成本,減少了資源消耗,改善了環境的污染,又有利于師生身心健康及提高學生的環保意識。2.3轉變教學方式,提高學生創新能力。目前,對于實驗課,大多仍是按照老師先講解,學生聽完后“照方抓藥”機械的重復,由于高職院校學生學習的積極性不高,學習缺乏思考性和主動性,如此這般的教學方式,學生的印象不深刻,不能達到有機化學實驗教學能力培養的目標[2]。因此,在實驗前要求學生認真書寫預習報告,預習能夠使學生了解該實驗項目的具體內容,課前有一個初步認識,上課就會更有針對性。為了監督學生的預習效果和提高教學效果,在實驗講解及演示過程中,不斷向學生提問,與學生形成互動,加深學生對內容的理解,考察他們的預習效果,根據反饋信息即時調整教學內容和進度。此外,在提高教學效果的基礎上,需更加重視學生創新能力的培養。若按照“照方抓藥”方式進行實驗教學,雖然能夠保證實驗的順利完成,但不利于培養、啟發學生的創新意識及創新能力。久而久之,學生自然養成了對老師的依賴性,從而退化了他們想問題、找辦法的主動性。因此,在實際的實驗教學中,教師應進行啟發式教育,有意識地向學生提出問題,引導、啟發他們進行思、分析,尋找解決問題的方法,從而提高學生的創新能力[3]。2.4強化實驗操作技能。高職院校學生的培養目標強調了學生的技能型,更加注重學生能力的培養,將必需的基礎知識和應用技能進行有機結合,力求淡化理論,就化工類學生而言,實驗的基本操作是其應用能力的基石,因此,在實驗項目的選擇中,需先對學生進行有機化學實驗基本操作的訓練,例如,蒸餾、回流、萃取和重結晶等,在此基礎上,進行有機化合物的合成、定性分析等實驗,使學生學會系統地運用化學實驗方法,掌握實驗室中一些常用儀器的操作和使用[4]。2.5建立完善的考核機制。由于有機化學實驗的復雜性,實驗通常情況下需要2、3個同學一組合作完成,這就導致有的學生在實驗過程中不認真實驗,只等待同組人做出實驗結果,而后照抄完成實驗報告。因此,需要建立完善的考核機制,強化實驗操作過程的比重。有機化學實驗的考核方法可根據預習報告10%,出勤情況10%,實驗操作50%及實驗報告30%來執行,這樣能夠使學生更加重視實際操作過程,減少實驗結果抄襲的情況,從而提高了學生的實際操作能力。
3結語
高等職業院校培養的是面向生產服務一線的高素質應用型人才,而實驗課程作為培養學生實際操作能力的重要手段,課程的教學改革已迫在眉睫。今后我們將繼續轉變有機化學課程改革的觀念,不斷改進教學方法,更加突出學生在學習中的主體地位,注重培養學生的創新能力和環保意識。
參考文獻:
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篇8
一、理論聯系實際,提高學生興趣
根據環境工程專業學科特點,很容易把有機化學課程的教學與要專業背景聯系起來,理論聯系實際,能很好地激發學生學習有機化學知識的興趣,并使學生認識到有機知識對其專業有著非常重要的意義。在有機化學教學中,滲透一些環境污染方面的知識,既能增加課堂的趣味性,又能提高學生的環保意識。例如河北發生的“紅豆水”、云南曲靖鎘污染、工業廢水廢物的排放導致長江江豚的大量減少等事件的頻發帶來的環境問題;假酒、三聚氰氨、瘦肉精等對人體的危害,中毒后的癥狀和處理措施;地溝油、瘦肉精、增塑劑等食品安全事件的頻頻爆發。將這些事件滲透到有機化學的教學中,能增加學生對有機化學課程的重視。另外,結合環境工程專業,在教學中實現有機化學與環境工程專業的對接,突出環境工程特色,注意把理論知識與環境工程實際有機結合起來,體現了有機化學來源于生活,服務于生活,讓學生親身感受到有機化學知識并不陌生也不抽象,而是存在于我們的日常生活中,極大地激發了學生學習熱情。
二、豐富教學內容,調動學生興趣
為適應環境專業的發展要求,合理利用有限的教學時間來提高教學質量,為將來培養合格的高素質應用型人才,我嘗試在教學內容方面進行大膽的改革。教學過程中突出專業特點,在內容上盡量少而精。抓住有機知識內容特點,以“結構決定性質”為主線,把有機物的性質和能發生的化學反應串聯起來,精簡課程并舉一反三;把各類有機化合物對環境的影響列成表格,根據實際教學情況不斷補充或選用表中內容;關注當前學科發展的新進展、新方法和新成果,將最新的信息傳達給學生;在教學過程中根據章節內容及時增加一些內容,如在講授順反異構體時,介紹順-二氯二胺合鉑的抗癌性能,這樣增加學生對抽象知識的理解,也改變了學習的枯燥味;在講授苯的結構時講述凱庫勒發現苯結構經過的故事;在醛酮性質及制備的教學過程中,介紹烏爾夫一凱席納一黃鳴龍還原法的發展過程,使學生了解化學家們的偉大功績和重要史實,學習他們鍥而不舍的科學精神。通過豐富有機化學課堂內容,讓課堂就會充滿活力,從而激發起學生學習有機化學的興趣,充分調動其學習積極性和主動性,使教學質量不斷提高。
三、引入現代化教學手段,激發學生興趣
現代化教學手段如多媒體等具有能將文、像、圖、動畫有機組合在一起,文字清晰、易于接受的特點,能有效地解決環境工程專業有機化學教學存在的課時少、內容多的問題。因此我們在主講有機化學課程時,根據教學內容制作了有機化學多媒體課件,并應用與教學過程中。理論教學中的多媒體演示把一些復雜的結構,如分子的空間構型等,通過三維動畫、視頻圖象等手段形象地展現出來,使學生的多種感官受到刺激,從而全方位地獲取信息,有利于學生理解的有機化學的反應機理、空間結果及反應歷程,這樣節約教學時間的同時充分調動了學生學習的積極性。在實驗過程中,基本操作實驗通過多媒體反復演示,為學生提供感性材料,達到使他們的操作規范化;在綜合、設計性實驗,結合多媒體教學對實驗原理、方法等進行集中講解使實驗過程更加形象、直觀。這種多媒體直觀形象教學法不僅提高了教學質量,而且培養了學生的創新能力。對于那些易于接受新鮮事物卻有缺乏學習積極性的低分學生來說,多媒體課件的應用更能調動他們的學習積極性,從而提高他們的學習興趣。
四、注重實驗教學,培養學生興趣
篇9
關鍵詞:微型有機化學實驗;傳統有機化學實驗;科研能力;培養;本科生
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)51-0243-02
科教興國戰略已經成為當前高等院校教育改革的一個重要目標。有機化學實驗是化學化工專業本科生的一門專業必修課程,目的是讓學生熟練掌握有機化學實驗基本操作技能,培養學生發現、分析和解決問題的實踐能力,使其具有良好的科研素質。當前化學實驗特別是有機化學實驗已經成為高校新的污染源,隨著高校招生規模的不斷擴大,導致有機化學實驗藥品的用量急劇增加,化學實驗教學成本不斷上升。因此,對于本科生科研能力的培養和對有機化學實驗課程的改革已經刻不容緩。
一、傳統有機化學實驗課程存在著以下不足之處
1.實驗教學手段的過于陳舊,阻礙了本科生創新能力的培養。傳統有機化學實驗是預先將實驗目標、基本原理和操作步驟以及注意事項設計好,學生只需要按照上述規定的方法進行操作即可。這種實踐教學的培養模式只是讓學生對現有實驗方法的一種驗證,但由于學生在整個實踐過程中都處于被動地位,因此不利于學生的主動思考與自由探索。
2.實驗過程中會造成對環境的污染,違背了綠色化學的發展要求。常量性質實驗和制備實驗是傳統有機化學實驗的主要核心內容,易揮發性溶劑和毒性試劑的使用偏多,實驗過程中大量的廢氣、廢液、廢渣的產生是不可避免的,因此容易造成環境的污染和資源的浪費。
3.傳統有機化學實驗主要以驗證性實驗內容為主,學生只要按照實驗教材所寫的實驗方法進行操作即可,不利于提高學生科研思維的培養以及分析問題、解決問題能力的提高。
科教興國戰略與質量工程建設的實施對高校人才實踐能力的培養提出了更高的要求。微型有機化學實驗作為一種經濟、安全、高效、低污染的新型實驗技術手段,其社會效益和經濟效益都是顯而易見的,在大力倡導建設節約型社會的今天,對微型有機化學實驗的重點推廣尤為重要,因為它符合“綠色化學”的發展要求的同時,也為本科生科研能力的培養提供了有力保障。微型制備實驗把合成產物的數量控制在不超過后續測試的需用量作為一項原則。在滿足實驗所需獲取的化學信息要求的同時,盡可能地使原料試劑的用量大幅度地降低,減少了化學反應對環境的污染。這種微型制備方法,非常規化學實驗的簡單縮小,大部分是近代科研方法的模擬,將合成與鑒定結合在一起。通過由常規到微型實驗方式的演變,使學生體會到如何利用有機化學反應基本原理來重新設計、改造、組合各種儀器裝置,以滿足不同的實驗要求。
二、與傳統實驗課程相比,微型有機化學實驗課程教學具有如下特色
1.微型有機化學實驗課程堅持以人為本的原則,塑造綠色化學的環保理念。實驗內容上秉承傳統方法與實踐創新知識相結合,在保留基本實驗技能培養和經典有機合成實驗內容的同時,將不斷發展中的有機化學新技術、新理論、新方法以及最新的科研成果引入實驗教學課程體系中,擴充了基礎實驗、綜合實驗、設計實驗和創新型實驗等相關內容。
2.拓寬了學生的知識面,加強了對實踐課程教學最新進展的及時掌握。微型有機化學實驗不僅縮短了反應時間,而且還能夠充分發揮環境資源的效能,使學生全面地了解研究對象的性質和規律。還有益于師生身心健康的培養,學生環保意識加強以及綠色化學理念的建立。
3.由于微型有機化學實驗試劑用量較少,能夠有效避免傳統有機化學實驗過程中存在因試劑使用量大、原料價格昂貴、溶劑處理危險等問題,使得實驗課程教學內容能夠順利開展,加強了學生動手能力的培養。
三、微型有機化學實驗課程素質的培養主要體現在以下幾個方面
1.有利于本科生科研意識的培養。科研意識的培養主要考查學生對科研信息的全面收集、綜合分析、正確判斷以及積極實施的能力。微型有機化學實驗是有效途徑。要求學生做好實驗預習工作是培養學生科研意識、提高實驗教學質量的關鍵。實驗預習報告除了包括基本原理、操作步驟、實驗裝置圖以及實驗可能出現的現象和結果、實驗操作要求學生充分地利用校園網圖書館的豐富資源,認真查閱相關資料,了解反應物、產物、溶劑等相關的理化性質、毒性以及注意事項,使學生養成主動掌握化合物性質的習慣。
2.有利于本科生實驗技能的提高。微型有機化學實驗是鞏固基礎有機化學實驗基本操作單元,培養他們分析問題、解決問題的綜合能力以及科技文獻的查閱能力。改變學生實驗過程中完全依靠老師的不良現象,更多地為學生提供獨立設計和完成實驗的機會。充分發揮學生的想象力和創造力,進一步提高學生的科研實踐能力,以滿足現代科技社會對化學專業創新性人才的需要。
3.有利于本科生創新能力的培養。傳統的化學實驗教學,學生往往是“按部就班”,由于有機化學實驗條件的限制,學生獨立完成化學實驗的機會很少,通常由多人合作完成。微型有機化學實驗的正確引入,使得實驗儀器和實驗試劑進一步微量化,為實驗方案的重新設計和修訂提供了一個更加廣闊的空間。這對激發本科生的創造欲望和培養學生的創新能力具有重要意義。
4.有利于本科生綠色化學理念的建立。對于有機化學反應,盡量減少或避免使用產生有害物質的化學藥品是綠色化學的核心內涵。它對化學藥品的基本原則是不用危害品,減少用量,回收并循環利用。微型有機化學實驗降低了化學試劑和藥品用量,節約了化學實驗教學經費的支出,具有良好的經濟效益;同時減少了實驗過程中“三廢”的產生,降低了對實驗室環境污染和易燃、易爆、有毒物質的排放。因此,在有機化學實驗的教學過程中,給學生灌輸預防化學污染的思想觀念,有利于培養本科生綠色化學理念的形成。
5.有利于培養本科生嚴肅認真的科學態度。微型有機化學實驗是對常規化學實驗的重新設計和再實驗,通過使用微量試劑獲取盡可能多的化學信息,所以說微型有機化學實驗并不是常規化學實驗的簡單縮小。因此,微型有機化學實驗要根據具體實驗內容進行精心的設計,由于試劑用量少,實驗裝置的尺寸相對較小,實驗過程中容易引起反應物和產物的損失,這對反應產率的高低產生較大的影響。這就要求本科生必須具有扎實的實驗操作技能和細心、嚴謹、認真的工作作風,使學生養成嚴肅認真、實事求是的科學態度。
6.有利于培養學生的團隊合作精神。利用一些綜合性很強的微型有機化學實驗,例如多安排一些合作性較強的實驗,帶有研究性、探究性的實驗以及綜合趣味性的實驗,這些實驗單憑個人力量很難完成,需多人參與完成,讓學生體會到團隊協作的重要性。培養學生的團結意識和協作能力。通過取長補短,互相學習,充分發揮集體的智慧和力量取得成功。這不僅有助于調動學生的參與意識與表現欲望,而且有利于培養學生積極向上的心理素質。通過對實驗中所遇到的問題的共同分析、思考與合作,建立起與他人良好的人際關系,增強了學生團體合作的精神,提高學生團隊協作完成任務的能力。
四、微型有機化學實驗存在的問題及措施
微型有機化學實驗還處于起步階段,需要摸索和探求,微型實驗產品量少,做實驗需要小心謹慎,特別仔細、認真,對稱量儀器精度自然要求會比較高;微型實驗操作難度較大,需要更細心、更高的實驗技能和技巧,開始不容易掌握要求很精細的操作,需要用常規實驗啟發或者引導;此外,微型制備實驗相對損耗大,易造成產率偏低,與生產實際偏離較大。所以在積極推廣微型有機化學實驗的過程中,要正確看待常規有機化學實驗對本科生科研能力培養的積極作用。正確認識微型有機實驗與常規有機實驗的關系,合理安排兩者比例。常規實驗與微型實驗各有所長亦各有所短,如何合理安排是關鍵所在。基于以上分析,我們認為微型化學實驗和常規實驗是相輔相成、相互補充、取長補短的關系,兩者只有相互配合才能更好地提高有機化學實驗教學質量,增強學生的科研能力水平。
總之,微型有機化學實驗課程是將學生作為實驗教學的主體,既注重實驗理論知識和基本實驗技能的強化,也重視學生科研能力和創新思維的培養,在實驗教學中提高培養學生的創新意識,全面培養學生的科研綜合素質。微型化學實驗在教學實踐中仍存在一些實際問題需要進一步解決。相信通過我們廣大教育工作者的不斷努力,一定能夠使微型有機合成實驗在基礎化學實驗教學中得到進一步推廣,從而提高本科生的科研能力和創新意識。
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篇10
關鍵詞:學習方法;自學能力;觀察能力;動手能力
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2015)12-0354-01
在教學中如何發展學生的智力、培養學生的能力。是當前國際上共同關心的教育理論問題之一。教學過程中到底教會學生什么?是"魚"還是"漁"?是教學生還是教學生學?在有機化學部分的教學中,越來越明顯地感覺到方法與能力培養的重要性。
1.教學過程與學習方法的培養
中學階段,化學可分為有機與無機兩大塊,結束無機化學的學習,同學剛接觸到有機化學,興趣很濃。這時候,是再一次激發學生學習興趣的最佳時期。也是進行學習方法與學習能力培養的最佳時期。在教完甲烷、乙烯、乙炔之后,我就總結出有機化學學習的一般規律與方法:結構性質(物理性質、化學性質)用途制法(工業制法、實驗室制法)一類物質。
比如"乙烯"這一節的教學,我就打破書本上的順序,先講乙烯的分子結構。介紹乙烯分子的結構時,先由分子組成講到化學鍵類型、分子的極性、空間構型;據碳原子結合的氫原子數少于烷烴分子中碳所結合的氫原子數引出不飽和烴的概念,得出乙烯是分子中含有碳碳雙鍵的不飽和烴。再由其結構看其物理、化學性質,展示一瓶事先收集好的乙烯氣體,讓學生從顏色、狀態、氣味、溶解性、密度、毒性等幾個方面來思考;根據乙烯結構中化學鍵的特征――雙鍵容易斷裂講乙烯的特征化學反應――加成反應、加聚反應,根據絕大部分有機物易燃燒的性質講乙烯的氧化反應(補充講乙烯能跟強氧化劑發生氧化反應)。再由乙烯的物理、化學性質來講其用途并結合實際生活中的事例。如作有機溶劑(物理性質)、制造塑料和纖維(化學性質)等。最后對這一類含有碳碳雙鍵的烴。介紹其物理、化學性質的相似性和遞變性。
以后幾節的教學,我都反復強調這樣的學習方法:結構性質用途制法一類物質。到了講烴的衍生物,我請同學自己站起來闡述這樣的研究方法,我順著這樣的思路一點一點地講下去,很清晰。學生自己掌握,復習時也就感覺到有規律可循、有方法可用。有機化學其實很好學,重要的是要培養學生學習方法,時時提醒學生。以后就是進入高一級學校,有機化學的學習與研究也采用的是同樣的方法,這在一定程度上也激發了他們學習與探索的興趣。
2.教學過程與能力培養
2.1 自學能力的培養。適應于有機化學的特點,在教學學習方法和知識的同時,我還加強了學生自學能力的培養。在學生基本上都掌握了有機化學的一般學習方法的基礎上,我讓學生自己閱讀教材。自己總結。比如"乙醛"這一節,通過約20min的閱讀,我就請同學自己列提綱,然后復述,重點圍繞"乙醛的組成和結構是什么?有哪些物理性質(展示樣品)、化學性質?由這樣的物理、化學性質決定了它有哪些重要用途?工業上如何制取?這類物質(如甲醛)有哪些物理、化學性質?"進行教學,通過這樣的訓練,我覺得學生不但強化了方法,更培養了能力,特別是自學能力。
2.2 觀察能力的培養。化學是一門以實驗為基礎的學科,在有機實驗的過程中,我時時提醒同學要細致、全面,而且要有思維。比如實驗室制取乙烯時,加藥品的過程,溫度計的擺放,實驗中燒瓶、集氣瓶內的變化,為什么要加石棉網、碎瓷片等等都應特別重視,不但要知其然,還要知其所以然。
2.3 動手能力的培養。在強調觀察、思維能力培養的同時,我還特別注重動手能力的培養。比如演示完乙醛的銀鏡反應和乙醛與氫氧化銅的反應后。我就請兩個同學來演示用甲醛代替乙醛的同樣反應,要求其他同學注意觀察并指出其錯誤。在演示完乙醇與鈉的反應實驗后,要求同學做鈉與水反應的實驗。有的同學竟用大塊的鈉并用手去撥。通過這些課堂實驗,課堂上及時糾正錯誤,學生感受頗深,他們自己做實驗時就很動腦筋,也很規范。提高了他們的動手能力。
2.4 記憶能力的培養。人類沒有記憶就沒有智力活動可言,"不記則思不起",沒有記憶,思維、想象、創造就失去了基礎化學是半記憶性學科,同樣的教,同樣的學,有的同學就是學得好,究其原因,其中一個主要的原因就是記得牢。因此在有機化學教學與復習中。我就重視記憶方法、記憶能力的培養。如:銀鏡反應生成物的配平。我就教學生"一二三"記憶法,即一水二銀三氨;醇、醛、酸、酯的教學與記憶,我就提醒同學根據分子中官能團的異同對比記憶其化學性質:我還提醒同學根據實驗現象進行記憶,如乙醛與氫氧化銅的實驗有紅色沉淀物(Cu2O)生成以幫助記憶這個反應。
3.解題技巧的培養