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一、非金属有机催化剂
非金属有机催化剂指的是具有催化剂的基本性能,但元素中不含有金属离子的有机化合物。其催化的原理是通过分子中含有的氮、磷等元素与被反应物的化学键结合从而形成活化的中间体,随后利用自身的结构来控制形成不同产物。目前非金属有机催化剂主要有三大类,一类是有机胺类、一类是有机磷类、一类是手性醇类质子催化剂。相比较于金属有机催化剂,非金属有机催化剂有更好的催化性,在尤其是当应用与不对称合成的时候,经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性。另一方面,非金属有机催化剂具有成本比较低廉、更容易制造、更容易保存等优势,使得其不断替代金属有机催化剂,成为有机催化剂的主流。目前,我国对于非金属有机催化剂的利用还是刚刚起步阶段,对于非金属有机催化剂的理论研究比较多,但在实际应用中仍然不多,许多化学反应还仍然未找到合适的非金属有机催化剂,只能够使用金属有机催化剂,因此,对于非金属有机催化剂的各个方面的研究实验还是十分必要的。本文就目前已经有的非金属有机催化剂的利用原理做一个简单的汇总,对于一些新的非金属有机催化剂的利用做一个简单的展望。
二、非金属有机催化剂在有机化学反应中的应用
1、重新排列分子结构反应
重新排列分子结构指的是对于分子中的碳骨架进行重新排列,从而发生结构的异化,其模式是一个取代基从一个原子转移到另一个原子中,在非金属有机催化剂的催化过程中,使用的是类似的原理,使用有机叔磷作为催化剂,在化学反应过程中使得叔磷和三建发生加成反应,三苯基膦脱除后又与三苯基膦进行加成,从而生成共轭二烯酮。一个催化反应就完成了,这样一个反应的效率比较高,而且比较简单,在大生产中能够直接用于生成中间体。
2、环加成反应
环加成反应指的是两个共轭体系的分子结合成一个环状分子的反应,是使得两个小分子结合形成一个比较大的环状分子的过程。像是利用丁二烯酸酯和贫电子烯烃在非金属有机催化剂的催化作用下发生环加成反应,形成了环戊烯,或者是通过非金属有机催化剂的催化作用,使得丁二烯酸甲酯和芳环发生环加成反应生成相应的环加成产物,两种反应都是通过原有物质中的烯的结构,在非金属有机催化剂的催化作用下,生成偶极子,再通过加成的方式形成了大型环状分子;另外一种环加成的方式是利用反应的过程中生成的中间体,利用非金属有机催化剂的催化作用使得醛逐渐加成形成环加成的产物,像是乙烯酮和三氯乙醛的加成反应;此外,环加成的原理还包括不对称的环加成反应,Diels-Alder反应等等不同的方式。
3、缩合反应
缩合反应是指一个以上的有机分子在催化剂的作用下形成一个大分子的反应,在这一过程中往往会失去比较小的分子像是水分子或者是一些结构比较简单的分子。在有机化学反应中,缩合反应包括羟醛缩合反应即烯胺上的氮原子与羧基上的氧原子以及醛羰基上的氧原子共享同一个氢原子从而发生缩合反应,也包括米希尔加成、罗宾森环化反应等等。
4、共轭加成
共轭加成是指共轭体系的两侧或者是中间的原子发生加成从而形成共轭加成反应体。共轭加成包括硫醇的共轭加成、多氮化合物的共轭加成。其原理都是在非金属有机催化剂的作用下,共轭体系中的两个原子发生了加成反应形成新的物质,其反应的对映选择性比较高,因此反应的效果比较好。5、氢氰化反应氢氰化反应通过醛和氰化氢在非金属有机催化剂的催化作用下生成手性氰醇,作为一种十分重要的反应中间体。原本手性氰醇的生成比较复杂需要使用氰酶进行催化,但由于非金属有机催化剂的使用,同样能实现反应过程中的高转化率和高对映性,因此极大的提高了手性氰醇的生产效率。另外一种是亚胺的氢氰化,其原理与手性氰醇生成的原理是类似的。
6、烷基化反应
烷基化反应是指有机化合物中的碳氮氧中的氢原子被烷基替代,从而形成新的烷基化产物。其包括了不饱和双键烯丙基化等不同种类的烷基化反应。
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2013)12C-0146-03
在有机化学中,碳正离子的重排反应有重要的作用,但是因为其涉及的反应广泛,在有机化学的学习中人们很难通过单纯的记忆系统地掌握全部的反应。通过对比总结碳正离子重排反应的规律特征,可以加深人们对此类反应的理解和认识,从而更好地进行有机化学的学习和研究。
一、有机化学中常见涉及碳正离子中间体的重排反应
(一)Wanger-Meerwein重排
1.一元醇的重排机理本质。在醇分子中,羟基上的氧原子电负性很强,有两对孤对电子,在酸性条件下,这个氧原子上的孤对电子会从溶液中夺取一个质子H+,形成钅羊 盐,此时,氧原子连有两个氢原子,碳氧键极性增加,碳氧键断裂,氧原子得到了碳原子上的一个电子,以水分子的形式被脱去,剩下一个不稳定的碳正离子中间体,这个碳正离子经重排后得到较稳定的碳正离子中间体,最后经SN2反应或E1反应后得到相应的重排产物,如下图所示:
2.一元醇重排在反应中的应用。以3,3-二甲基-2-丁醇为原料制备烯烃为例,反应历程如下:
3.对比分析一元醇在稀硫酸条件下的脱水反应特征。比较丙醇与2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲-4-甲基戊醇反应的区别:2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲基-4-甲基戊醇在稀硫酸的作用下,反应得到的是重排产物;而丙醇在稀硫酸的作用下,形成的碳正离子,没有经历重排过程即生成了产物。由此得到的结论是:不是所有的醇,在稀硫酸的作用下,反应都经历碳正离子重排的过程。
那么,究竟是什么样的一元醇反应要经历重排过程呢?物质的存在与其自身的稳定性有很大的关系,重排后得到的碳正离子越稳定,重排性越大。在碳正离子中,带正电荷的碳离子核外只有7个电子,是一个缺电子的基团,这样的离子不满足八隅体规则,稳定性很低,但是与其相连的烃基通过超共轭效应,对碳正离子具有供电子的能力(如甲基),从而降低其缺电子的性质,提高了碳正离子的稳定性。结合供电子取代基的供电子能力与空间效应的影响考虑,碳正离子的稳定性由高到低排序为:叔碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子。实验事实表明:任何供电子的共轭效应,如p-π共轭和超共轭效应等,都能使碳正离子的稳定性提高。丙醇重排后的碳正离子还是原来的伯碳正离子,稳定性没有提高,所以这样的碳正离子不会发生重排,2-甲基-1-丙醇和2,2-二甲基-4-甲基戊醇,初步形成的分别是伯碳正离子,仲碳正离子、经重排后分别生成了更稳定的叔碳正离子。
(二)Pinacol重排
1.邻二醇重排机理本质。同样是含有羟基官能团的邻二醇,这两个官能团中的一个氧原子容易从溶液中获得一个质子,然后脱去一分子水,形成一个叔碳正离子中间体,叔碳正离子重排后以更稳定的羰基正离子的形式存在,同时这样的羰基正离子容易脱去质子,最后得到重排产物。如下图所示:
2.邻二醇重排在反应中的应用。以2,3-二甲基-2,3-丁二醇为例,反应历程如下:
3.对比分析邻二醇在酸条件下的反应特征。比较顺-1,2-环己二醇和反-1,2-环己二醇重排反应。
反应后,顺式邻二醇得到相同碳原子数的环,而反式邻二醇得到的是减少一个碳原子的环。究竟是什么原因导致了反应后两个环的碳原子数不相同呢?仔细观察上面的反应机理,不难发现,反应结束后,迁移基团与离去基团处于反式共平面上,从SN2的反应类型上解释,随着离去基团的离去,亲核试剂从离去基团的背面进攻,因为背面进攻可以最大限度地减少空间位阻效应,降低反应的活化能,环状邻二醇的碳碳单键是固定不动的,反式邻二醇的迁移基团要通过背面进攻,就必须先开环,这样互为顺反结构的邻二醇,具有不同的重排产物。而链状邻二醇的碳碳单键可以自由旋转,没有顺反结构的差异,因此不用考虑这个问题。
二、基团迁移能力探究
(一)基团迁移理论探究
上述两大碳正离子的重排反应,都是通过基团的迁移完成的,在碳正离子重排的反应中,迁移的基团是按怎样的顺序迁移,这是我们讨论碳正离子重排反应的重要问题。通过对以上例题的比较,不难发现,烷基的迁移顺序与其供电子的能力有关。我们已经知道,碳正离子核外只有7个电子,是一个缺电子的基团,具有一个空的p轨道,容易被亲核试剂进攻,我们可以把碳正离子重排的过程,看成是一次亲核反应的发生,这些迁移的基团就必须带有剩余的电子,才能够进攻带正电荷的碳,剩余电子越多,迁移性越高。即基团的供电子能力越强,迁移能力越强。从这一方面考虑,在重排反应中,能够迁移基团就不仅仅是烷基,而是一类可以进攻碳正离子的亲核分子。另一方面,断裂一个化学键是需要一定能量的,在空间位阻上也有一定的影响,这两个因素同样会影响基团的迁移顺序,但是迁移基团的剩余电子性质依然是影响基团迁移的主要原因 。我们可以通过重排后生成的碳正离子的稳定性比较,来判断反应中优先迁移的基团。
(二)重排反应中基团迁移顺序应用及分析
例:请写出ba1、ba2、ba3反应的机理。
ba1:3-甲基-3苯基-2-丁醇在硫酸条件下的反应机理。
解析:因为苯基的电子密度比甲基的高,所以在反应中优先迁移苯基。
ba2:3-甲基-2-丁醇在硫酸条件下的反应机理。
解析:3°C+的稳定性大于2°C+的稳定性,所以发生的是氢负离子的迁移。
ba3:解释反应机理。
解析:迁移的基团有烃基也有氢负离子,为得到稳定的环状产物,反应需要经过多种基团的多次迁移。
三、涉及碳正离子中间体的重排反应的特征
(一)涉及碳正离子中间体的重排反应的特征
上述两大类的重排反应有两大共性:一是首先通过一个亲电加成反应形成不稳定的碳正离子中间体;二是碳正离子通过类似亲核取代反应的过程,重排得到更稳定的碳正离子中间体。知道了这两个关键点,我们可以将碳正离子重排的机理运用在更多的反应上。
(二)涉及碳正离子中间体的重排反应的应用
请写出下列反应的反应机理。
bb1:写出反应 的机理和产物。
解析:通过重氮化得到重氮正离子,重氮正离子容易离去一个氮分子,得到碳正离子中间体,苯基的迁移能力大于甲基,苯基迁移后,正离子最后脱氢得到相应的产物。
bb2:写出反应
的机理。
解析:这是一个烷氧基的重排,首先在反应物的一个氧上发生亲电加成得到正离子,烷氧基正离子离去一个甲醇分子,得到不稳定的碳正离子中间体,氢负离子迁移,甲氧基分散碳上的正电荷,异丙基把电子供给碳离子,使得这个碳正离子的稳定性提高,溶液中的亲核试剂进攻这个正离子,最后脱氢得到产物。
bb3:写出反应
的机理。
第一种重排方式:
第二种重排方式:
解析:这是一个二烯酮酚的重排反应,反应中首先得到一个烯丙基碳正离子,具有二烯分子结构的离子,在共振中得到两种不同的共振离子,这两个离子按照反式共平面迁移的重排方式,经重排脱氢得到产物。
四、归纳
重排反应的反应过程可以归纳如下:反应首先生成一个不稳定的碳正离子,这个不稳定的碳正离子重排得到较稳定的碳正离子,最后稳定的碳正离子脱去一个质子或者是与溶液中的亲核试剂反应,得到相应的产物。所以,涉及碳正离子的反应的关键是碳正离子的稳定性的问题,有时候为了得到最稳定的碳正离子,在重排反应中伴有多种基团的多次迁移,能够分散碳正离子上的正电荷的基团都可以使碳正离子的稳定性提高。
【参考文献】
[1]邢其毅,裴伟伟,徐瑞秋,等.基础有机化学[M].北京:高等教育出版社,2005
[2]李小瑞. 有机化学考研辅导[M].北京: 化学工业出版社,2004
[3]郭书好,李毅群. 有机化学[M].北京: 清华大学出版社, 2007
[4]裴伟伟.有机化学核心教程[M].北京: 科学出版社,2008
[5]荣国斌,苏克曼. 大学有机化学基础[M].上海:华东理工大学出版社,2000
[6]H 迈斯利克,H 尼卡姆金,等.有机化学习题精解[M].北京:科学出版社,2002
[7]金圣才.有机化学名校考研真题详解[M].北京:中国水利水电出版社,2010
在高中化学中,有机化学占教材内容的四分之一,且在高考考试中占化学总成绩的25-30%。有机化学除了涉及到化合物的性质外,还涉及了化合物复杂的结构。因此,初中学习无机化学的学习思路无法在高中的有机化学中应用,许多学生在学习过程中因无法转变思路而对化学产生抵触心理,从而失去对学习有机化学的兴趣。因此,如何让学生学好有机化学,是高中化学教师的一大难题。笔者通过结合本人高中时代学习有机化学的经历、多年的化学教学理论学习以及高中化学教学实践,对高中有机化学的有效教学方法作以一一讨论。
一、兴趣是学习的第一动力
许多教师在教学过程中往往忽略了这一点,以为教学就是“把知识点教给学生”。事实上,教学应该是“老师教,学生学”的过程。教师在教学过程中应该将学生的主动性放在第一位,注重培养学习学习相关课程的兴趣[1]。兴趣是最好的老师,它能化“被动”学习为主动学习,使枯燥无味变得生动有趣。学生进入高中后要学习有机化学,它的学习思维完全有别于初中时期的无机化学。许多学习会因无法找到学习有机化学的正确方法而失去对学习有机化学的兴趣。而同时,由于学生在高中时期首次接触有机化学,对有机化学保持着较高的新鲜感。教师应把握时机,及时对学生的这种新鲜感进行升华,使之成为学习有机化学的不竭动力。那么如何调动学生学习有机化学的兴趣呢?
笔者认为,调动学生学习兴趣的责任在于教师。在教学中,如果教师只是为了迫于教学压力而不能放开手脚,只能按部就班地向学生“填鸭式”地灌输知识点,怎么可能激发还生学习有机化学的兴趣?呆板的教学方式极易让学生感到反感,使学生产生逆反心理,对学习产生厌恶感。在学生对有机化学还处于新鲜期时,教师要能够抓住培养学生学习有机化学的兴趣,引导学生在兴趣的基础上做深入的学习与探索。尤其是有机化学这个与生活实际联系密切的学科,生活中有许多生动的实例可以利用。笔者认为,教师可以利用生活中的实例让学生明确学习有机化学的目的和培养学生学习有机化学的成就感。向学生介绍有机化学在生活中的重要应用,如家庭用到的洗涤剂、洗发水、洗衣粉起到去污作用的主要成分就是有机物――十二烷基苯磺酸钠。我们生活中用到的塑料、合成橡胶就是通过石油化工制得有机物单体,然后经过高分子化学得到的。此外,有机化学还涉及到药物合成、农业、国防科技、航空航天等领域。可以说,人类离开有机化学将寸步难行。如此,通过向学习介绍有机化学在生活中的地位和作用,强化学生学习有机化学的使命感和成为一名有机化学家的荣誉感,可以最大程度地提高学生学习有机化学的兴趣。
二、适当开展多媒体教学。
不同于无机化学的学习,有机化学涉及到有机物的结构,甚至是三维结构,这需要学生具有一定的空间想象力。此外,有机化学还涉及复杂的反应方程式和反应机理。高中阶段,许多教师迫于教学压力,一节上下来基上处于教师讲学生听的状态。这种“填鸭式”的教学方式并不可取,许多学生一堂有机化学课下来,完全不知教师所云。多媒体教学在展示空间三维结构、展示化学反应过程以及展示化学反应机理方面具有无可比拟的优势。此外,多媒体教学在引起学生学习有机化学兴趣方面也有许多优势。在讲到有机化合物的结构时,可以通过多媒体向学生演示模型。比如讲到化合物成键时,可以向学生展示碳、氧、氢和氮等元素是如何互相连结形成有机化合物的。用红色带有四个孔的小球代表碳原子,用绿色带有三个孔的小球代表氮原子,用蓝色带有两个孔的小球代表氧原子,用白色带有一个孔的小球代表氢原子,再用一个圆柱小棍代表键。同时,向学生解释碳原子、氮原子、氧原子和氢原子分别可以连接四个、三个、两个和一个键,通过棍与球之间的连接,可以非常直观地向学生展示有机物的成键过程,这就是典型的球棍模型。如讲到甲烷的结构时,教师可以事先做好多媒体动画,先出现一个红色的小球表示碳原子,然后四根圆棍接在碳原子上表示四个键,然后再将四个白色的小球连接在圆棍上,表示形成四个碳-氢键,最后就形成甲烷分子。同样地,可以通过多媒体技术展示甲醇、乙醇、乙烷等等有机物的成键过程。此外,对于复杂的有机反应过程,可以通过动画分割成多个可见的步骤,让学生直观明了地“观察”反应过程。
三、开展探究式教学
有机化学学习不同于无机化学,不能单纯地通过记忆达到学习的目的,需要对有机物的结构、官能团的性质以及反应机理有较深的理解。因此,学生的主动思考在有机化学教学中非常重要。传统有机化学教学方式主要是学生被动接受的授课方式,学生在上课的过程中仅处于接受状态。利用探究式教学,可以改变传统教学这一授课方式,调动学生主动参与课堂知识点的思考。在教学过程中引入与知识点相关的实验,设计合理的实验方案,通过研究物质的反应与性质,从结构的角度深化学生对相关知识点的认识,诱发学生对相关知识点的思想,从而达到良好的教学目的。例如在讲到醇与酸的酯化反应时,许多教师会按教材上的知识点进行教学,即向学生介绍醇与酸之间脱去一个水形成酯,其中醇提供一个氢、酸提供一个羟基,氢与羟基结合形成水。但是,为什么不能是酸提供一个氢、醇提供一个羟基呢?许多学生肯定会有这样的疑问。因此,在讲授酯化反应这个知识点时,教师可以进行探究式教学。即提出假设:假设氢是由酸提供的,羟基是由醇提供的,让学生进行讨论,并让学生提出进行验证的方法。这种探究式教学通过诱发学生主动思考,可以达到激发学生学习的热情,达到良好的教学效果。
四、培养学生学习有机化学的思维
由于有机化学在初中化学中很少涉及,且学习方法也完全不一样,因此许多学生因为找不到正确的方法而放弃有机化学学习。正确的学习思维,可以让有机化学的学习事半而功倍,因此教师在有机化学教学的前期要注意培养学生的思维。有机化学教学要让学生重视有机物的结构,结构决定了有机物的性质,通过对结构的深入理解,可以很容易地记住有机物的性质。总之,无机化学重性质轻结构,而有机化学重结构轻性质,有机化学是从结构出发。
五、培养学生合理的有机化学归纳策略
有机化学知识点多且易混淆,即使老师在课堂上对每个知识点进行一一详细讲解,但学生课后如果不进行合理的归纳,根本无法学好有机化学。笔者认为,老师除了把知识点教给学生,更要教学生如何举一反三。而高中有机化学的归纳主要还是通过有机物的结构(主要是官能团)进行,不能的官能团决定了有机物不同的性质。如乙烷、卤代乙烷、乙醇、乙酸、乙醛、乙酸乙酯就可以通过官能团进行归纳总结,轻松地辨别它们的性质。
六、培养学生解答有机试题的方法与技巧
有机化学试题相对繁琐,但是具有固定的解题思路。老师在教学有机化学知识的过程,同时也要向学生传授有机化学习题的解题技巧[2]。许多学生不是对有机化学不感兴趣,而是因为有机化学题目难解以及有机化学成绩差,而失去学习有机化学的信心。有机试题的解答与学习异曲同工,都需要从有机物的结构出发。让学生养成从有机物的结构出发来解答问题,对题目中涉及的有机物,要看其本质,看其具有哪些典型的官能团,从而辨别属于哪类物质,最后通过简单地对号入座即可达到解题的目的。(作者单位:哈尔滨师范大学化学化工学院)
现阶段我国教学事业发展较快,社会以及相关教育部门更加重视各个阶段的教育工作。当前高中化学教中有机化学是重要的基础教学内容,做好有机化学的教学环节也是当前高中化学教师研究的重点教学方向。
一、掌握有机化学的发展趋势是进行教学的前提
当前在高中化学教学中要做好有机化学的教学工作,首先需要让学生对于高中化学有明确的认知理解。教师要在教学中引导学生掌握有机化学的实际发展。目前阶段的有机化学分为三个时期,分别是提取时期、创立时期以及后期的发展阶段。提取时期主要是人们通过有机化学的知识对要去进行研究提取。创立时期主要指的是化合物的基本合成,比如乙酸和油脂等化合物的创立。后期发展是目前有机化学主要的发展趋势,以量子力学为基础构建现代结构理论体系,合成了较多复杂的天然物,以上这些就是有机化学的基本概述。
二、了解有机化学教学难点,强化知识点与高考命题特点的联系
现阶段化学教学课程标准与过去教学大纲之间的目标存在着相应的差异性,所以教师在教学过程中要更严格按照教材的内容来把握教学的范围。比如现阶段化学教材中增加了“溴乙烷”而删减了“乙二醇、甲醛和乙二酸”等。
起初大多数学生在接触学习有机化学时,都表现了极高的兴趣。但是随着课程学习难度不断深入,大多学生会感受到有机反应方程式较为难写,在化学式同分异构体的书写中表F能力较差,知识网络化的程度较差,知识迁移能力较差等情况。当前新课标理念下的理科综合卷中的有机化学部分仍旧对传统的有机化学热点内容较为关注,其中以社会生活、医药以及新材料等内容为教学背景材料,来综合考查学生对于有机化学知识的理解掌握程度。既测验了学生对于基础知识的理解掌握程度,又能以实验题的内容标准来考察判断学生的综合能力。
三、高中化学有机化学的教学方法探析
1.以教材内容为引导,落实化学教学的目标
目前高中化学教材中包含许多有效的教学框架栏目对学生的学习提供了明确的方向引导。教材中的“交流与讨论”、“拓展视野”等栏目,教师要充分发挥出其实际作用,以此对学生开展积极性的引导。教材中所包含的此类知识点能够有效提升师生之间良好的互动性,为高中化学教师的教学提供有效的教学空间,能够为学生创设更多样化的学习环境。在实际教学过程中,教师可以通过多样化的教学方法引导学生去探究教材中教学内容所包含的教学价值。
例如在日常教学过程中,教师可以通过教材中的“回顾与总结”的内容,为学生梳理教学的主体以及知识内容的细节部分,引导学生进行全面有效的思维探究,提高学生的自我评价方法。在教学过程中,教师主要起到引导作用,探究性的活动让学生完全自主化学习。教师再通过的对学生的问题进行全面总结,创设更为有有效的探究性学习环境,引导学生有效地解决问题。
2.以课程标准来提升学生的探究能力和学习能力
通过化学教材中所设置的“活动与探究”环节,教师要在教学过程中着重培养学生的自主探究能力和学习能力,从而有效提升有机化学的教学成果。教材中的内容都是根据现阶段高中学生自身的实际情况而制定的,内容难易度都有明确的层次划分,教师要在有机化学的理论教学中加强对学生实践技能的培养,使得学生的学习能力有效提升。比如在验证该反应为取代反应的实验中,严重卤代烃中的卤素,教师可以为学生准备相关的实验材料以及实验试剂,让学生进行试剂添加观察相关的实验现象,从而得出有效实验证明。
3.建立有机化学的知识体系
教师要在日常教学过程中对有机化学的知识价值进行深度探究,逐步辅助形成有机化学的知识体系。比如在教学卤代烃时,教师可以通过探究性的实验让学生掌握教学知识点。比如溴乙烷在NaOH溶液中进行充分的水解过程。教师在探究性实验开始之前为学生提出相关的探究性问题,如果在实验中没有各类添加试剂,能够判断出溴乙烷在加热过程中在NaOH溶液中的化学反应情况吗?让学生在预习理论知识的基础上对水解现象进行自主探究,以此来提升高中生的创新探究性思维能力以及科学素养,从而有效提升有机化学的教学质量。
四、结语
总而言之,当前我国科学技术发展迅速,有机化学已经与多个学科之间也有着密切的联系。有机化学与生活中各类实际应用较为明显,所以当前加强有机化学教学具有重要的作用。
参考文献:
[1]陈喜有.高中化学教学中优化有机化学教学方法[J].中学生数理化(教与学),2016(12):9.
[2]刘璐.浅谈高中有机化学教学的策略[J].新课程・中学,2014(6):36-36.
近几年,由于高考的改革,中学采取模块式教学,学生根据高考需要,可以选择不同课程学习,导致许多学生根本没有学过有机化学。而高校授课学时的压缩又导致学生无机化学的理论基础非常薄弱,所以很多学生担心有机化学很难学好。可以告诉学生有机化学与无机化学联系并不紧密,对有机化学的学习影响不是太大,主要用到部分物质结构知识,我们会在课堂中复习,消除学生的恐惧心理。还应结合专业特点,介绍有机化学与专业的关系,有机化学知识在相关行业领域的应用及重要性,使学生了解有机化学学习的重要性,并让学生感受到有机化学是可以学以致用的,从而提高学生的学习信心及积极性。如:针对生物制药类专业的同学,可着重讲述有机化学在药物合成中的作用。现今,95%的药品都来自化学合成,没有有机化学的发展就没有新药物开发,就没有现代医学。过去曾长期危害人类健康的结核病、霍乱、伤寒、疟疾、传染性肝炎等疾病,由于特效药的出现已得到有效的治疗[2]。针对环境科学的同学可重点介绍与环境治理相关的有机化学知识,如:室内装修甲醛、甲苯的危害,墨西哥湾漏油事件,各种固气体废弃物的处理等。针对高分子专业的同学则要重点介绍有机高分子材料如:聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂、双酚A等的制备与应用。这样能成功地吸引学生的注意力,激发学生对有机化学的学习兴趣,为课程的教学奠定良好的基础。
精致课件,提高有机化学的趣味性
1)利用已知的金属有机化合物的反应来研究新的化合物的合成。
现在已经比较熟悉的金属有机化学的反应有双取代、三取代烯烃;炔烃-α,β-不饱和羧基化合物的偶联串联反应;亚胺烷基反应;1,3-双烯等的立体合成以及四异丙氧基钛的促进还原烯化反应。其中炔烃-α,β-不饱和羧基化合物的偶联串联反应是由我国独立研究发现的金属有机反应,而且这一反应的发现有些的解决了猝灭C-Pb键。双取代、三取代烯烃和1,3-双烯等的立体合成主要是通过以硒等化合物的价键结构,以及金属有机化合物的基元反应为基础,同时也结合了新的有机合成的方法,将金属原子或者其它类金属原子导入到烯基硒化合物中,而后形成碳碳连接的双官能团试剂,并且在过渡金属的催化作用性发生偶联反应,发展了多种双取代、三取代烯烃等。这一理论方法一在多种模式下的风雨中,用来合成各种不同性质的烯烃。亚胺烷基反应在我国的有机化学研究中发展比较快,目前已经开发了多个亚胺丙烯基化反应。四异丙氧基钛和三苯膦可以促进还原烯炔反应,可以合成三氟甲基-(E)-烯丙醇。这些相关的金属有机化学反应在我国的金属化学研究中取得了明显的进展,而且促进了金属有机化学交叉学科的发展。
2)对金属有机化学反应规律的研究。
在金属有机化学的研究中,逐渐发现了金属有机化合物在双等瓣置换以及加合等瓣置换等化合物中的选择性合成。这是金属有机化学规律研究中的最具代表性的反应,通过研究金属有机化合物在单等瓣置换反应的基础上,发现了桥连双环戊二烯基双金属络负离子可以同时和两分子簇方式等瓣置换反应。
二、金属有机化学的应用分析
1)金属有机化学气相沉积技术的应用。
金属有机化学气相沉积是将容易在低温下挥发的金属有机化合物作为前驱,并且在预加热衬底表面下发生氧化或者还原反应有机分解等而最终制造出成品或者薄膜的技术。金属有机化学气相沉积技术和传统的化学沉积方法相比,其沉积温度更低,而且能够在物质的表面下形成不同的薄膜,在金属氧化物、半导体元件中等薄膜材料的研究中得到了广泛的应用。金属有机化学气相沉积反应是一种非平衡状态下的反应,外延层的生长速度和组织充分受到了温度、金属有机前躯体浓度有机基体表面的状况等因素的影响。金属有机前躯体作为反应中的重要物质,主要是有金属卤化物、金属氢化物、金属有机化合物组成。金属有机化合物和其它的金属化合物相比在沉积温度、毒性等方面具有一系列的优势,而且大部分金属化合物都属于容易挥发的液体或者固体,容易进入到反应室中。作为金属有机化合物的前躯体,应当具备相关的特点,例如在室温下的化学现在稳定,而且蒸发的温度低,蒸发的速度比较稳定,分解的温度低而且沉积速率容易控制等;高沉积率可以应用到沉积厚度比较大的涂层,沉积速度低的可以应用到半导体薄膜的沉积中。同时在沉积的过程中对环境没有污染,不会产生其它的杂质,而且不易自燃爆炸等。金属有机化学气相沉积技术作为气相外延的一种,逐渐成为半导体化合物材料气相外延生长的重要技术手段。
2)含碳硼烷金属有机化学的研究和应用。
硼作为形成多种类化合物中的类金属元素,可以形成碳硼烷、金属碳硼烷等多种化合物。近年来金属碳硼烷化学的研究不断的深入,人们对于金属碳硼烷的性质也有了更多的了解。碳硼烷分子对于光、热、氧化剂以及酸等的稳定性比较强,而且其功能比较优异,可以用来作为改变材料的性质。还有碳硼烷基的聚合物材料可以用来作为陶瓷前躯体、基体树脂、碳/碳复合材料等,可以作为材料表面的涂层来提高耐热和耐氧化性。金属碳硼烷多层结构还可以用来开发具有光学、电磁性质的新材料,用来作为数据才存储和恢复等。通过将碳硼烷结构引入到药物分子中,可以借用硼中子来治疗癌症等。
随着人们认识的水平的提高,科学技术的发展,无机化学和有机化学的界限已经越来越模糊,二者之间的联系也慢慢被开发出来。
1无机化学与有机化学的基本内容
无机化学是对所有化学元素及化合物的性质和反应进行研究。近代的无机化学的发展主要分三个步骤,一是搜集科学知识,化学最注重的就是实验,搜集事实就是为实践做验证,自然界的现象变化复杂,通过直接的观察不能够得到事物的本质,而且两个事物之间在一定的条件作用下有可能发生反应,这些现象都必须通过更可靠的实验进行验证。只有获得了正确的事物事实,然后根据熟练的技术和科学的仪器来对这些进行检验。二是确定定律,定律是通过归纳相似的事实而成,而相似的事实是大量科学的所在,并将这些科学的知识进行比较分析,取其精华。三是学说的建立,化学定律中是互相联系的,只有建立一个学说才能够将其中的联系进行总结。有机化学是研究碳元素的结构和性能,有机化学中都具有碳原子,其中有机化合物的结构是共价键,这也是有机化学和无机化学联系的关键。通过对有机化学的研究,可以了解到生物的呼吸作用和整个新陈代谢的过程。有机化学的合理应用可以对疾病的预防、控制等起到中间的作用。
2无机化学在有机化学中的应用
无机化学中的分子化合物是通过共价键联合起来的,无机化学中的分子结构不但包括共价键,还离不开离子键和金属键的发展。共价键也称电子配对,或者分子轨道,是在分子内进行运动。对于无机化学的共价键讲述的是无机物的形成和发展的本质,在充分利用好模型的同时,建立了轨道的空间形象,并对简单的有机分子构成进行了更为科学的描述,为有机化学的分子结构形成和发展打下坚实的基础。分子的轨道理论是从分子的运动出发,去研究每个电子的运动状态。无机化学中对分子的应用主要是通过分子轨道理论进行的,但是却通过共价键的理论解释的,这些都建立起了有机化学和无机化学间的联系。通过对共价键的研究,将无机化学中的内容进行总结和整理,再运用到有机化学的分子中去,这两种理论互为补充,二者共同作用到有机分子中去。比如两种有机分子是平面结构的共同体系,在定域键的作用下,通过共价键理论,就构成了分子的骨架,有机化学中的碳元素加入到平面结构中构成一个垂直的轨道,通过各种平面的组合重叠构成一个中心键,并在整个骨架中进行反复的运动,最后可以形成离域键。离域键的性质与有机化合物的性质相关性很大,在一个酸性的离域中加入一些有机化合物可以减轻碱性物质,稳定离域,这样才能够将无机化学合理的应用到有机化学中。无机化学中无论是共价键还是其他键都有固定的参数,这个参数结合了无机物可以更好的描述分子的空间,参数的强弱代表着电极的正负,在有机化学中这就是共价键的基本属性。有机物中即使是相同性质的键也存在着不同的分子变化,因为有机物组成的复杂性,原子间还会相互影响,这就会导致不同键之间的变化。有机分子的应用就是通过不同键的功能实现的,具体的正负极性是通过键来衡量的,而无机化学的分子的正负极性拥有更为详细的描述,然后再通过空间模型的构建消除或者抵消之间的排斥性,为有机化学的发展打下基础。共振理论是无机化学应用到有机化学中的重要理论基础。这一理论的发现和发展证明了离域键的存在,而且一些化合物的性质和结构并不相符,这剧需要利用共振来重新定位。共振理论对有机化学的分子结构和性质的解释有着重大的作用,在现代的化学体系中也是较为先进的。在无机化学中的分子结构也得到了相关的应用。不同的化学符号结构中的长度不尽相同,通过共振理论能够将分子结构进行合理的安排。在一些含氧酸的元素中酸性较强,这可以通过共振来进行研究,通过共振理论,可以对无机化学和有机化学进行更多的解释。
3结语
无机化学和有机化学都是化学界的基础,构成了化学的重要理论,只有将无机化学和有机化学进行良好的结合,并将无机化学有效的运用到有机化学之中,无论是有机化学还是无机化学,只有将二者结合起来研究才能够创造出更好的化学理论和技术,完成更高的目标,只是单一的发展无机化学或是有机化学,都无法对化学界的发展进行有效的质变。
参考文献:
[1]定性及定量共振论[J].张爱清,沈长虹.中南民族大学学报(自然科学版).2014(02).
[2]共振论与有机化合物的酸碱度[J].李钦玲.青海师专学报.2015(03).
【关键词】 有机化学; 医学 教学
20世纪下半叶,生命科学迅速发展的标志是分子生物学的兴起。从分子水平上理解生物体和生命过程,实际上也就是从化学的观点去从事现代生命科学的研究。这种发展趋势不仅对有机化学提出了新的挑战,也使得医用有机化学在高等医学院校公共基础课中提到了更高的战略地位。医用有机化学所涉及的内容广泛,概念比较抽象,分子结构复杂,化学反应多,但是由于课时的限制,不能深入展开讲解,学生普遍感到难于理解,难于掌握。因此,作为授课教师,如何达到预期教学目的,取得良好的教学效果是笔者经常思索的问题。笔者近年来在承担该门课的教学工作中,积累了一些经验,认为如果能根据学生的实际水平,把握医用有机课程的特点,处理好教学中的几个重要环节,灵活运用各种教学手段,将会取得事半功倍的效果。
1 精心设计绪论课教学,激发学生学习兴趣
在高等医学院校,一般将《医用有机化学》放在大学一年级第二学期,与《医用有机化学》同时开设的还有《解剖学》等专业基础课程。许多学生只重视专业课,对学习化学兴趣不大。针对这种现状,笔者认为必须重视绪论课的教学,要认真钻研教材,精心备课,用心安排好绪论课的内容,要使学生充分认识到医学离不开化学,化学是医学发展的基础,学不好化学不可能成为一名合格的医务工作者,更无法攀登医学科技的高峰,激发学生学习有机化学的热情。
为此,笔者认为在绪论课上除了介绍有机化学的发展简史外,还要讲授以下两个方面内容:一是有机化学新的成就和贡献以及有机化学与生命科学的关系。这就要求我们不能局限于教材,备课时应该查阅文献,了解有机化学的前沿,激发学生学习兴趣。例如,可以通过列举上世纪80年代以来诺贝尔化学奖的主要工作来分析化学的发展方向。因为通常诺贝尔化学奖所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的,但是这一评选则是以现代科学发展的眼光来进行的,一定程度上反映了对化学发展趋势和方向的看法。[1]值得注意的是直接与生命科学有关的化学诺贝尔奖至少有10项之多。近年来,随着人类的约80000条基因测序工作的完成,接下来的后基因工作就是寻找相应的小分子去调控这80000条基因,包括天然产物和它们的类似物去调控基因的表达过程或直接作用于基因本身。这些实例能够激发学生科学地认识到化学在生理过程、疾病的防治、诊断、治疗中的重要作用。人类全面揭开遗传、变异繁殖、疾病、死亡等生命的奥秘必须依靠化学、医学、分子生物学家们共同努力。二是有机化学学科的特点、自己对学生的具体要求、以及授课计划等。使学生对教材知识结构有一个大概的了解,并且让学生明白应如何学习该课程。有机化学教材一般是按有机化合物的官能团体系划分章节,在每一章节,先学习命名,然后对其中一种或几种典型物质进行结构、性质、应用等内容的学习,并掌握它们同系物的相似性和规律性,有很强的系统性。医学专业学生要通过学习简单有机分子的反应,掌握有机化学的普遍原理,并初步具备联系体内复杂反应的能力。例如,醛与醇的亲核加成反应是糖的环状结构形成以及成苷反应的基础;含氮化合物的性质是蛋白质和核酸中涉及的一些反应的基础。这就要求我们要授予学生有机反应历程的理论知识,而不是孤立地陈述一个个具体的反应。因此绪论课上有必要介绍有机化学反应几大类型,使学生初步接触自由基、亲核试剂、亲电试剂等概念,对有机化学反应过程形成初步认识。
2 以“性质结构”作为教学主线,提高学生学习效率
笔者在历年的教学中发现学生在学习有机化学时觉得有机化学内容太多,头绪太乱,难记难学。其实有机化学课程的中心内容就是有机化合物的结构和性质,因此学习有机化学的重点应该放在认识化学结构上,结构决定性质,性质反映结构,“结构性质”就是掌握有机化学的“金钥匙”。
在各章的教学中, 讲解化学性质之前, 以“结构决定性质”为出发点, 对各类官能团的结构特征, 反应特性作全面的剖析, 使学生在接触具体性质之前, 对结构这一内因对化学性质的决定性影响先有一个轮廓认识。有了这种理论对实际的指导作用, 学生就会摆脱“不知其所以然”、“规律难寻”的状况。以《醛酮》一章的教学为例。醛、酮的分子中都含有官能团羰基,羰基碳原子为sp2杂化,碳氧双键由于碳氧的电负性不同而呈现较强的极性,电子云偏向氧原子一方,使氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷,亲核试剂首先进攻碳原子,发生亲核加成反应。由于羰基吸电子诱导效应的影响,使α氢活泼,能发生一系列反应。由于醛羰基的极性比酮羰基的极性大,空间阻碍也较小,因而在相同条件下醛比酮一般较易起反应。醛、酮的反应与结构关系一般描述如下:
这样, 学生在学习醛酮的亲核加成、氧化、碘仿、羟醛缩合等反应时, 不仅不会有凌乱无序的感觉, 反而产生了刨根问底的求知欲,带着浓厚的兴趣,更加牢固地掌握繁琐的有机化学反应。
转贴于
在讲授有机物性质和结构的过程中,还应注意引导学生运用有机结构理论,从空间位阻效应和电子效应等方面综合分析有机物结构特征,以及由此引起的化学性质的微妙差异。引导学生从更高层次上理解结构和性质的辩证关系,从而更加全面深刻地把握整个学科体系。例如, 在讲不对称烯烃与不对称试剂的亲电加成时, 如果不从电子效应来分析, 学生即使记住了马氏规则, 遇到下列情况时, 做错了题也不知为什么。CH3CH=CH2+HCl;CCl3CH=CH2+HCl;ClCH=CH2+HCl这三个反应都是单烯烃的加成反应,但是加成方式是一样还是不一样呢?影响上述加成反应的结果是共轭效应还是诱导效应?这时学生就可能就老师的提问,根据所学知识而给出种种可能的解释。再经教师指导性释疑,他们就会茅塞顿开,既明白了何种情况下是诱导效应或共轭效应在起作用,又提高了学生分析判断问题的能力。
3 突出重点,分散难点,运用多种教学手段教好立体化学
立体化学是有机化学的一个重要组成部分,是有机化学课程教学中的一个难点,但立体化学知识对于医学院校学生充分了解酶促反应、药物疗效等知识有着重大的基础作用,不仅要讲,还要把基本概念和关键问题讲深讲透。
适用医学专业的有机化学教科书一般都设有专章进行讨论,差异在于把这一章放在全书中的哪一部分,是否在其他章节提前介绍基本概念和理论。目前我们选用的是卫生部规划教材吕以仙主编的《有机化学》,在讨论烃类化合物之后便安排立体化学这一章,并且在烃的各章中就开始介绍一些有关的立体概念,例如烷烃和环烷烃的构象分析,烯烃和环烷烃的顺反异构现象以及烯烃加成反应的立体化学等[2]。这种安排有利于教学,使学生在开始接触简单有机物的分子时就树立一个正确的立体概念。在立体化学专章中是以旋光异构现象为重点,对这方面的基础知识不仅要系统介绍,还要注意同其他章节或其他课程的配合。对已经学过的有关内容,可以扼要地再提一下,加深学生对这些基本概念和基本原理的印象;对需要留待以后章节中才讨论的内容,有些也需要及时地予以指出,为后面的讲授埋下一条伏线。例如在引出本章重点内容旋光异构现象之前扼要地小结一下烷烃、环烷烃及烯烃的构象及构型问题,就会有利于全面了解立体异构现象的概况,对问题的提出也感到比较自然,有利于引导学生进一步认识分子立体结构的重要性。
为了使医学生能学好立体化学知识,我们使用了大量的分子模型,使学生能比较直观地学习,同时我们充分利用多媒体教学手段,把化学结构绘图软件Chemwin与Powerpoint结合起来,将立体感极强的分子立体图形展示给学生。通过这些手段,我们使学生较快较好地掌握了立体化学的基础知识。我们在基础课教学中主要使用球棍式模型(Kekule模型),这种模型代表价键的小棍可适当选择其长度,便于观察分子中各原子在空间的相对位置,学生可以获得立体异构体的清晰表象,认识到立体异构体分子中各基团在空间的排列本质。但这种模型构成的分子与真实分子的形象相差甚大,因此在适当时机还需要用Stuart模型做一些典型化合物的分子结构进行示范和比较,使两种模型取长补短,更有利于帮助学生认识分子结构的立体形象[3]。
理解概念力求准确,这是学好立体异构的关键。对于概念的模糊或误解往往会导致错误的判断。例如:“旋转”和“翻转”这两个概念,顺反异构体产生的条件之一是“分子中存在不能自由旋转的因素”,如果误解为“翻转”,分子中各基团在空间的相对位置无任何变化,不能产生产生顺反异构体。旋光异构体的费歇尔投影式不能离开纸平面“翻转”,只能在纸平面上“旋转”偶数倍构型保持不变。如果“翻转”,使得费歇尔投影式表示旋光异构体的基团前后位置交换,其实质是改变了旋光异构体的构型,恰好变成它的对映体,所以不能“翻转”。由此看来,准确理解概念至关重要,来不得半点马虎。此外,本章中还要注意结构和构造、构型和构象、手性和手性碳、顺/反和Z/E、D/L 和R/S等概念的区别和联系。
诚然,在医用有机化学的教学过程中,有许多方面的问题值得我们探索、研究、解决。而每位教师因各自的教学方式不同,对上述问题可能有不同的理解。因此在这里提出的几个问题仅仅是笔者通过几年的教学实践总结出来的,供大家商讨,它对提高学生的学习兴趣,增强其学习主动性,改善教学效果均有一定作用。
【参考文献】
1 吴毓林,陈耀全.化学迈向辉煌的新世纪.化学通报,1999,62(1):3~9.
有机化学是高校化学系四大基础课程之一, 具有课程内容丰富, 社会应用性强等特点。当今有机化学已经广泛渗透到生命科学、材料科学、环境科学、能源科学等诸多学科领域中。人们的现代生活也处处显现出有机化学的重要地位和作用,使得高校有机化学在有限的学时与不断膨胀的课程内容之间的矛盾日益突出。既要完成教学计划、保证教学质量, 又要重视学生素质的培养和创新能力的提高, 有机化学教学改革已是日益重要。在新的有机化学教学背景下,要应对新挑战,提高教学质量的重要出路就是针对专业、课时、教学对象等变化,构建满足新形势要求的教学新模式[1]。
一、展示有机化学的魅力,体现其重要性,激发学生学习兴趣
《有机化学》 的学习由于有机物数量之大、 结构复杂、 反应式繁多且理论很抽象,学生普遍感到难掌握。 在教学过程中我们发现,部分学生的有机化学基础知识非常薄弱,学生总体知识体系层次不齐,大多数学生对有机化学的学习缺乏信心和兴趣,并且对有机化学学习的重要性认识不足。有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律的科学。人类的衣、食、住、行离不开有机物质。国防、石油化工、合成材料、医药、农药、染料、 香料、日用化学品都依赖于有机化学。生物体的组成除了水和一些无机盐外,绝大多数都是有机化合物。生物体内的新陈代谢、遗传变异都涉及到有机化合物的转变,生命过程说到底是一个有机化学问题。有机化学与生物学、物理学等学科的密切配合,预计将来在征服疾病、控制遗传、延长寿命等方面起巨大的作用。如果没有抗生素和化学药物,人的平均寿命就会缩短.让学生们充分认识有机化学的魅力,提高学习兴趣。
二、改革课程体系
课程体系改革是教学改革的核心, 也是重点和难点, 考虑学生的就业及个性发展, 在不影响整个有机化学知识的系统性和完整性的前提下, 借鉴国内一些高校的改革经验, 对有机化学的课程体系进行了调整, 建立以有机化学基础理论课为主线,以有机合成、有机波谱解析、精细有机合成和立体化学为辅线的课程网络体系, 使学生对有机化学有一个系统的全面认识,选修课程的开设使学生进一步巩固了有机化学所学的知识, 同时也拓宽了知识面, 既有利于学生就业和考研的需要, 也克服了学生“ 学一点、忘一点、学到最后剩一点” 的现象。
三、改革教学内容
21 世纪的新一代大学生, 他们思维活跃, 见多识广, 富于思考,作为一门化学基础课, 如果我们一味照本宣科, 就很容易使学生感到枯燥无味, 从而达不到好的教学效果, 因此, 我们必须对教材的内容进行系统的分类, 可以按章节顺序, 也可以分成几个专题进行讲解, 但在内容上一定要有所取舍与填补, 对于中学已涉及的知识可以一带而过, 而对于某些反应在实际生活中的应用则应添加进来,例如: 在讲醇的氧化反应时可以介绍用此反应而生产的测量人体内酒精含量的呼吸测量仪, 用来检测司机是否酒后驾车,这样便会激发学生的学习兴趣,化学的生动有趣和引人入胜之处就在于化学现象的复杂多变又如此的贴近生活, 具有强烈的实在感,21 世纪的化学又有其新特点, 即与各学科间的交叉关系进一步发展, 其中和高新技术、环境、材料, 以及生命科学的关系更加密切, 因此在教学内容的编排上, 要大胆创新, 关注前沿, 将当代科学技术的新成就、新思想和新发展及时传授给学生,为学生的创造性学习开拓思路,以满足时展的需要[2]。
四、教学手段上继承和创新并举,提高课堂教学质量
在改革教学方法的同时,要充分利用教学资源[3],应用现代教育技术,更新教育教学手段,拓宽学生思维能力,不断提高教学质量.在有机化学教学中结合教学的实际需要,我们应用多媒体技术手段辅助课堂教学,不但扩大了课堂教学容量,而且充分利用多媒体教学形象、直观的特点,增强课堂教学的表现力。使学习内容生动有趣,容易记忆和理解,同时注意发挥传统教学特有的随机、灵活、节奏感与互动性强的优势,来弥补多媒体教学课件即定性、程序化、交流少等不足。 各教师在此基础上自制多媒体课件, 拥有自我发挥的空间, 展示教师的个性和发挥教师的主导作用,同时课件可以让学生拷贝, 使学生上课时不再急于记笔记。因此有利于节省学时, 提高教学效率和质量, 缓解学时减少与教学内容日益膨胀的矛盾。但必须注意到多媒体课件只是一种教学手段, 在教学中存在既定性、程序化和交流少等缺陷, 因此在教学中仅起辅助作用, 必须发挥教师的主导性, 将传统教学特有的随机、灵活、节奏感和互动性强的特点与多媒体教学有机地结合起来, 优势互补, 才能获得较好的课堂教学效果。
五、 理解知识体系,传授学习方法
有机化合物数目庞大,种类众多,反应复杂,若不能掌握正确的学习方法,往往容易对这门学科感到望而生畏.现代有机化学的教育任务不仅是传授知识,更要教给学生学习方法,引导学生把握体系规律,加强理解提高记忆效果.学习有机化学可根据结构影响性质,性质决定用途,机理控制合成这种模式进行学习,在此基础上学会整理笔记,在笔记中把重要的化学性质进行总结。有机化合物之间不是孤立的,是可以相互转化的,只要条件允许,一类化合物可转为另一类化合物.掌握官能团间的转变关系,对于相同反应物,条件不同产物也会不同.因此,要求学生着重掌握化合物的性质及转变的条件[4]。
参考文献:
[1] 薛红艳,吴晓旭.构建有机化学目标型课堂教学模式[J],高师理科学刊,2007,27(1): 64-66.
1.学生情况调查分析
在进入有机化学复习之前,我们可以通过师生谈话,问卷调查,或者考试摸底等方式,得到第一手的信息,了解学生的现状,知道他们差在什么地方?为什么差?哪些地方是他们认为的难点。这样方便我们制定有效合理的复习方案。我通过这三种途径收集到了学生在复习之初的有机化学的认知水平:其一:学生对有机化学许多的基本概念理解模糊。其二:对各类有机反应能够发生的条件,以及各类有机反应的含义似是而非。其三:对于许多有代表性的有机物结构不清,性质不熟。造成做题时的艰难。其四:这也是有机化学中的高层次要求了,使得其对这类题的解答一筹莫展,这从而暴露了学生在知识的综合运用方面还十分欠缺。
2.对考纲的分析和对考试情况的分析
有机化学的复习不能复习太浅,也不能复习得太深,得有一个依据,这个依据就是我们的教材和我们的考试说明任何超越这个基础上的复习都是没有意议,费力不讨好的。纵观近几年的全国各地的理科综合考试在有机化学这方面的考核不论是考查的内容还是考查的方式以及考查的分值基本趋于稳定,大多数是以选择题,推断题的形出现:但不管怎么考都是围绕着 基本知识展开。对于有机推断就常以醇,醛,羧酸,以及酯展开。
3.有机化学的复习建议
对于高三化学的复习,不能再像以前上新课那样的上法。不能每个知识点都讲得细讲得慢,这样做一来时间不够三来都是学生学过的旧知识学生会听得没劲,老师虽然花了许多时间但学生的收效却很小。所以高三这一年的时间要把三年的内容复习完,如果没有计划,没有方法那么是很难达到有效的复习的。加之高考不仅考查了学生对学科知识的理解程度,更重要的是检测了学生的综合分析能力以及思维能力。因此这就为高三的复习提出了更高的要求,如何有效的将学生以往的零散知识联系起来形成一个有机的整体?这『是我们复习中必须思考解决的,一个问题。对于有机化学也是一样,我们可以把有机化学看作一个独立的部分,将其知识编制成一个网络。其实有机化学的规律性比无机化学规律性强,有机化学知识间的牵连大而广,如果从烃出发能够得到卤代烷可以通过一些反应得到醇类,醇类在氧化就能引出醛和酮,在氧化就能引出羧酸,在由羧酸和醇能得到酯(油脂),这其中还能引出许多有机反应类型。各个知识之间交连在一起,所以我们要有一套适合自己学生的有效的复习方法,才能将看似复杂的有机化学形成知识网络,才能真正将书本中的知识装入自己的头脑中化为己有。其实学生常常感到有机化学不难,可就是学不好,考不好。他们普遍感到知识琐碎,零乱,规律多而杂,因而不得要领。
3.1有机化学的系统复习要有“点”有“实”
有机化学系统复习的点就是知识点,能力点,实际点(联系工农业生产,环境保护等社会实际)在系统的复习中要将这三点融入其中。对于考点,知识点的把握通过教学大纲和考试说明能够抓住。通过许多方法使学生掌握不同层次的知识,比如对于易错的知识点,重点,难点教师可以设计成一个一个专题帮助学生突破,比如有机合成是个难点我们就可以将其设为一个专题。也可以让学生自己团结互助相互之间帮助掌握知识点,再此基础上将这些知识点运用起来分析问题解决问题。化学本身就和工农业生产以及环保等社会实际联系密切,这就要引导同学们留心身边的化学,运用已有知识解决实际问题。这里的“实”指得是落到实处。
3.2有机化学的系统复习要“有效”
高职高专教育的特点是培养社会需求的技术应用型人才,在培养模式上,遵循“需用为准、够用为度、实用为先”的原则,构建课程和教学内容体系,适当降低理论难度,减少理论分析,体现有机化学在医学和药学领域的重要性,重视学生应用能力的培养。有机化学是药学专业非常重要的专业基础课,可以说“有机化学是药学专业的生命”。通过有机化学的学习,可以使学生了解药物的组成、结构、性质、合成方法以及药物结构与药效的相关关系,为今后进行药物生产、药物质量检测、新药开发奠定基础。
1.把握有机化学课程的特点
有机化学是整体性、联系性非常强的学科。内容编排由浅入深,前面的内容是后面内容的基础,后面内容是前面内容的提升,在教学过程中前面的知识内容讲解要慢、细、精,打下一个良好的基础以便后面学习。有机化学课程的中心问题是结构与性质的关系的问题,有机化合物的结构特征是有机化学的基础,深刻理解化合物的结构特征,才能更好地理解有机化合物的主要性质特征包括物理的和化学性质。有机化学课程中不同官能团的性质是相互关联的,比如说烯烃与氯化氢加成反应是卤代烃的制备反应,有意穿插反应之间的相互联系,使学生对课程产生整体感。
2.精心设计教学内容,激发学习兴趣
在高职医学院校,学生普遍认为医学课程才是他们学习的主要课程,不重视有机化学的学习,在开课的第一天就要向学生讲明有机化学的重要性,首先我们人体就是一个大的化工厂,每时每刻有成千上万个化学反应在发生,医学就是研究人体的科学,所以要学习有机化学是学习其他课程的基础。其次另外要结合身边的化学物质学习有机化学,如双酚A、苏丹红、三聚氰胺、地沟油、瘦肉精、保鲜膜等,让学生感觉有机化学并不是纸上谈兵,和我们日常生活密切相关。另外在讲解知识的过程中要随时注意有机化学与医学相关内容的联系。如讲解羧酸的成脂、成盐、成酰胺反应时,可以补充有机药物化学修饰的内容,如临床上常用的抗生素药青霉素G,是一种不溶于水的药物,如果在皮下注射时,一方面不易吸收,另一方面会疼痛难忍。将其修饰成盐后,注射时不仅可以减少疼痛而且有利于药物吸收。最后,精心选择教学内容,有机化学作为药学专业的专业基础课程,内容多,课时少。教师很难在64个学时内完成教学任务,因此整合知识体系,提高教学效率非常关键。在教学活动中合理地选择性的精炼教学内容,适当压缩高中已学过的内容,将重点放在新接触的反应类型上,同时将可以将有机化学的前沿动态融入的教学过程中,体现有机化学的活力和生机。
3.改革教学方法,提高教学质量
不同的内容可采用不同的教学方法,经过这几年教学实践,笔者总结了几种教学常用的教学手段和方法,感觉教学效果还比较理想。3.1迁移教学法迁移教学方法可以使学生一方面对有机化学留下整体感,另一方面对于知识间的前后联系有助于学生巩固前面所学知识和学习后面新的知识。比如可以将不饱和烃所学诱导效应内容迁移至卤代烃,由于卤素的电负性较碳元素比较大,所以碳卤键容易断开,并且卤素带负电,碳带正点。同理可以迁移到醇类、醛酮类和羧酸类等。3.2对比教学法在教学中通过对新旧知识内容的比较,找出其中的异同及相互联系,不仅可以培养学生的分析、归纳、概括能力,而且能帮助学生高效地学习新的知识,巩固旧的知识。另外还可以调节活跃课堂气氛,使学生容易接受新的知识,避免知识的混淆,加强记忆。例如可将烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃在通式、结构、命名、性质方面列表对比,另外在学习环烷烃时与烷烃进行对比,醛酮的加成与烯烃的加成进行比等等。3.3演示教学法演示法是一种以直观感为主的教学方法。利用分子模型进行演示可以形象地表示化合物的结构和价键特征,为学生展示从微观的宏观、从平面到立体的直观印象,便于学生接受,培养学生的空间想象力。在讲解烷烃、烯烃和炔烃的结构时,可以用粉笔模拟结构的微观形态及价键特征,烷烃的空间构象用粉笔拼接分子模型,加深对分子结构和构型异构体的理解。3.4归纳教学法引导学生对分散知识的归纳整理,有助于学生构建知识体系,快速抓住重点内容,掌握知识系统的内在联系,避免死记硬背。教学过程中每类物质都要按照通式、结构、命名、性质进行总结,同时还可以专题总结,如加成反应、取代反应等。另外还可以以物质间的相互联系和转化为主线归纳总结。3.5练习法有机化学知识繁多、复杂,只有通过一定的练习才能使学生真正掌握。为了加快学生对知识掌握每章必需附带一定的练习题。
参考文献:
[1]刘玉梅,黎江,廖珍.高职药学专业有机化学教学探索.海峡药学,2015(05)257-258.
[2]谷小珂,邱净英.提高药学专业有机化学教学质量的探索.卫生职业教育,201432卷14期,52-52.
[3]朱晓彤,张荣丽等.医学院校有机化学课程教学方法之孔见,卫生职业教育,2014,32卷03期44-45
[4]朱志博.提高医学有机化学教学质量初探.基础医学教育,2014年03期169-171.
[5]田树革,孙芸,马红梅.多种教学方法中药化学课程中应用.新疆中医学,2014年32卷06期,53-55.