对有机化学的理解十篇

发布时间:2024-04-25 19:20:09

对有机化学的理解篇1

关键词民办本科院校;有机化学;实验设备

中图分类号:G642.0文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)27-0107-02

近年来,民办本科院校得到快速发展。但是,随着办学规模的不断扩大,在教学中出现越来越多的问题。在化学化工、环境工程、生物工程等专业当中,有机化学和有机化学实验是两门必修的基础课。有机化学内容相当丰富,课堂讲授学时相对较少,如何提升这门课程的教学质量,调动学生学习的积极性和兴趣,不断提升学生的基础理论知识和有机化学实验技能,仍然需要同行不断进行创新研究。

在有机化学教学中,让学生系统掌握有机化学的基础理论、基本知识和基本技能,适当了解有机化学领域的新成就、新发展、新理论、新技术、新方法,仍然是每个有机化学教育者不断追求的目标。目前,已有教育者总结了这方面的先进经验[1-5],但是教学同样是一个需要不断创新、改革实践的过程,如何提升民办本科院校有机化学教学质量,仍然是一个研究的挑战。笔者主要对民办本科院校中有机化学教学中存在的问题进行分析,并提出解决的合理对策。

1民办高等本校院校在有机化学教学中遇到的问题

1.1学生基础较差,对基础知识的领悟较差

大多数民办本科院校学生的录取分数线较低,生源基础较差,对高中有机化学基础知识掌握不够,对基本有机化学概念不熟悉。大学丰富的有机化学知识使学生更难以掌握,学生对基础知识的灵活应用较差。

1.2学生学习氛围较差,学生自我控制力差

从高中的封闭式管理到大学的开放式管理,很多大学生一下难以适应,一些学生整天沉溺于网络、游戏当中,导致学习的氛围较差,平时对有机化学的重视程度不够,学习成绩和能力难以提高。

1.3实验课教学与理论课教学脱节

民办高校研究经费紧张,实验设备较少,实验课开设学时相对较少;实验课教学与理论课教学脱节,导致学生对有机化学知识的掌握处在一个记忆的阶段,动手能力较差,科研创新能力较弱。

1.4不同专业之间差别较大

在高等有机化学教学中发现,不同专业学生之间的差距很大:化学专业学生对有机化学的学习比较重视,成绩相对较好;而非化学专业尤其生物工程、制药、环境工程等专业学生认为化学非他们的专业课,因此对有机化学学习兴趣不高,成绩相对较差。

2提高有机化学教学质量应采取的措施

2.1精心设计教学过程,采用多媒体等现代教学手段

转变观念,转变思想,细心备课,精心设计教学课件,不断转变传统的粉笔板书的讲课方式,结合计算机等多媒体手段进行授课。如在讲授亲核取代反应时,学生对Sn2亲核取代反应和Sn1亲核取代反应中遇到的立体化学很难理解,教师可以适当做一些动画方案,或结合化学结构教具、模型,让学生对反应过程的立体结构变化有更深入的理解,使这些抽象的化学反应变得通俗易懂。同样,在讲解立体化学判断手型分子R、S构型时,涉及分子的空间结构,对这部分内容,初学有机化学的学生也是不容易理解,教师就可以采用多媒体手段,结合分子的球棒模型来授课,让分子的空间结构变得更加直观,大大提高学生学习的兴趣,从而提高教学质量。

2.2结合有机化学反应的机理,突破教学的难点

在有机化学教学中,重视反应机理的教学,通过反应机理的讲解,使学生更加容易理解有机化学反应的规律。如在自由基取代反应中,烷烃与溴水在光照下反应,结合自由基取代反应机理,通过自由基的稳定性顺序来决定最终产物。烯烃高温α-H的卤代、芳烃侧链α-H的卤代同样属于这一类型的反应,通过解释自由基的稳定性顺序解释最终的产物,举一反三,提高教学质量。烯烃与溴化氢在过氧化物存在下的自由基加成时,同样决定产物最终结构的为中间体自由基的稳定性。

通过有机化学反应机理教学,不断培养学生的创新思维和意识。在讲到烯烃与不对称试剂发生亲电加成反应时,加成产物符合马氏规则,为什么是这样呢?通过讲解亲电加成反应机理,以中间体碳正离子的稳定性来解释最终的主要产物。同时举一反三,如烯烃、炔烃与水、次卤酸的反应,都主要属于亲电加成反应。

2.3重视教学的各个环节,培养学生学习的兴趣

兴趣是最好的老师,由此可见学生学习兴趣的重要性。在教学中,要重视教学的各个环节,做好课堂讲授的同时,通过课堂讨论或提问,使更多的学生参与课堂讨论,调动学生学习的积极性和兴趣。同时,每章结束后都布置一定量具有代表性的习题,通过习题的训练,让学生对课堂所学的基本知识点能够进行灵活应用。教师应对作业中出现的问题集中进行课堂讲解。教师每周应抽取至少半天的时间采用固定地点进行答疑,也可采用网络等不同方式进行答疑,解答学生在课后复习中遇到的难点。

教师应融入学生,以微笑的姿态对待每一个学生和每一个问题,不断提高学生学习有机化学的热情。同时介绍一些优秀的课外辅导书,或组织知名的专家教授做学术报告,让学生进一步了解学习书本以外的知识,不断开拓学生的视野。

2.4重视实验课教学,理论联系实际

在民办高校中,研究经费紧张,实验室和仪器设备简陋,实验课学时相对较少。学校应采取各种措施克服遇到的困难,大力加强实验课教学,培养学生的动手能力和使用所学知识解决实际问题的能力。如在讲授有机化学烷烃、烯烃、炔烃的鉴别、不同卤代烃的鉴别、醇的鉴别及胺的鉴别等内容时,教师可以通过动画演示实验,让学生更好地理解。如条件允许,最好在实验室进行实验,使学生由单纯的记忆实验现象变为自己动手进行操作,提高学生通过实验更加牢固掌握有机化学知识的能力。在实验课教学中加强有机合成实验的教学工作,让学生通过有机合成实验进一步熟悉基本的化学反应和实验操作技能,把所学的理论应用到实际合成中去,培养学生动手进行科研创新的能力。

3结论

本文对民办院校有机化学教学出现的问题进行分析和总结,并提出四点提高有机化学教学质量应采取的措施。当然,提高有机化学的教学质量还需要不断进行改革和尝试,不断进行教学创新,提升有机化学的教学效率,巩固学生有机化学的理论基础知识,培养学生的创新思维和实验动手能力,为我国培养复合型人才做出贡献。

参考文献

[1]黄继秋.民办高校提高有机化学课堂教学效果的探索和实践[J].创新教育,2009(34):125.

[2]陈鸶,杨英杰.有机化学教学方法改革的研究与实践[J].吉林化工学院学报,2011(12):63-66.

[3]刘亚群.有机化学教学改革的实践和探讨[J].中北大学学报:社会科学版,2006(3):79-81.

对有机化学的理解篇2

[关键词]有机化学;共价键;电子行为;教学

[中图分类号]G642.0[文献标识码]a[文章编号]1005-4634(2013)05-0068-05

有机化学是各化学化工专业重要的专业基础课,其特点是具有庞大丰富的知识体系,不但基本反应类型下的化学反应众多,而且特定条件下的反应(如人名反应、重排反应等)也复杂多样。同时,新反应、新技术和新方法在不断涌现,理论性强,反应机理抽象,学习起来有一定的困难。当前的有机化学教学通常停留在目前能解释很多问题的电子效应、官能团化学性质的极性分析或化学键相关理论等的某一个方面上。也即在实际的有机知识教学中往往会根据“题目”需要而侧重某一概念原理的应用,且往往是哪个好用用哪个,甚至有时会忽视了各概念原理的知识背景和使用条件从而造成对某一问题的不同解释,结果使学习者产生困惑,特别是随着对有机内容的深入理解和应用,学习者常会碰到这样的情形。由此看来,目前的有机化学教学中以解题等为目的的一些做法说明学习者对有机化学知识还没能实现完全意义上有基础、有脉络的系统化构建。随着有机化学日益发展和社会对功能各异的有机产品的需求日渐增多,有机化学在现代化学中的地位日渐突出,应用领域不断拓宽[1]。因此,在有机化学的教学中,需要根据有机化学发展的内在逻辑来理清基础、区分知识主干和分支,并在此基础上凝练成因人而异的学习方法。

从对有机化学发展的内在结构逻辑及其化学键的量子观来看,有机物中的电子行为是理解有机化学的本质,对有机化学知识体系的建构能起到核心作用,这并不仅仅局限于常说的电子效应。1897年汤姆逊发现电子后,随着电子云式原子结构模型、元素的化学性质及其核外电子的排布等有关内容的相继提出[2],化学键的电子行为本质也逐渐被揭示。在这里,电子行为是指电子本身实物粒子的波粒二象性和与其相关的作用物(核和电子)相互作用而成的具有规则的能量轨道。电子行为在有机上的应用创始人为罗宾逊,从有机物中的电子行为出发能本质地解释有机化合物的结构和性质,从而能系统深入地把握有机化学知识体系。

1有机化学中的共价键理论

有机分子是原子与原子之间通过化学键键合而成的,常见有机分子中的化学键主要是原子间共用若干电子对形成的共价键。如同广义的酸碱理论从电子角度描述概念本质(能接受电子对的物质是酸,能给出电子对的物质是碱)一样,从电子的角度可以把握共价键的本质及其在不同分子环境中所表现的性质。原子是原子核和核外价电子构成的,元素价电子的行为基本决定了该元素的化学性质,表现为分子中原子的成键电子在不同分子间或在同一分子的不同部位有规律的转移引起了化学反应。从1916年路易斯提出共价键开始,为了能够深入地认识化学键和解释由其决定的分子结构而引起的性质问题,科学家们围绕成键电子的电子行为采用了不同的处理方法,进而提出了共价键理论,包括价键理论(以及现代定域的杂化轨道理论和离域的共振论)、分子轨道理论和前线轨道理论等[3-5],这些理论的研究对象均是成键的电子,不同的是处理电子行为所采用的方法和解决问题的角度有所差异(如表1)。因此,为了系统把握有机物的结构和性质,对共价键理论所涉及的电子行为的理解是其基础。

对共价键相关理论的发展分析有助于全面认识共价键及其电子行为的共性。

对氢气分子化学键的量子认识是现代价键理论的生长点,价键理论认为成键电子对在核间出现的几率最大处运动而构成轨道,此属于电子定域说。而一定数量的轨道在空间上具有趋向性,因此,一个原子与周围原子通过共用电子对形成共价键有一定的角度,这意味着原子或原子团通过共价键键合而成的分子具有立体结构。

在此基础上,1931年鲍林(pauling)为了认识甲烷分子结构和理解其成键过程,提出了杂化轨道理论。杂化过程是若干类型不同而能量相近的原子轨道混合后再重新组合成相同数量新轨道的过程,随着杂化过程的进行,电子也重新规律性地在轨道上进行排布。该理论在分析成键过程中引入了动态分析方法,指出了成键的过程,不过这种动态分析属于状态分析而没能进行连续化描述。该理论使鲍林获得了1954年诺贝尔化学奖。另外,对于多原子的共轭体系,鲍林对价键理论作了补充,于1933年发展成了共振论。鲍林用该理论表达实际分子结构时可能需要用到两个以上的经典结构来构成,即共振杂化体。可以看出,共振论以分子整体来分析电子的成键行为,这是电子的离域说法。当然,共振论有其自身的随意性。

其间,获得1966年诺贝尔化学奖的马力肯(mulliken)于1932年提出了分子轨道的概念,并发展为分子轨道理论。分子轨道理论也是从分子的整体出发去研究分子中成键电子行为的,认为形成化学键的电子是在整个分子中运动的。该理论认为化学键是原子轨道重叠产生的,任何数目的原子轨道重叠都可以形成同样数目的分子轨道,原子轨道组成分子轨道时,必须符合对称性匹配、原子轨道重叠部分要最大和能量相近三个原则。分子轨道理论在价键理论的基础上引入了系统分析方法,把包括共轭体系在内的分子中的电子行为进行了整体处理,在一定意义上发展了价键理论。但价键理论和分子轨道理论在处理对应一定能级轨道中的电子行为来解释化学键时所用的量子方法是一致的。

此后,霍夫曼(Hoffmann)等在有机合成尤其是维生素B12的合成中发现了分子轨道的对称性对反应难易和产物的构型起着决定作用,以此提出了分子轨道对称守恒原理。20世纪50年代,福井谦一(FukuiKenichi)提出的“前线轨道”理论发展了分子轨道理论,突出了对轨道的认知。霍夫曼和福井谦一因此共享了1981年的诺贝尔化学奖。前线轨道理论认为分子性质主要由分子中的最高已占分子轨道(Homo)和最低未占分子轨道(LUmo)决定,即前线轨道。如图1所示的a和B发生反应,两分子的Homo中的电子分别流向对方的未占LUmo,从而引起化学反应。反应条件是参与反应的Homo与LUmo的能量比较接近,对称性匹配。

前线轨道理论描述了所处特定轨道上的电子因电子转移而成键及其所表现出的性质。而1992年诺贝尔化学奖获得者马克斯(marcus)提出了电子转移模型,指出了电子转移的影响因素,认为电子转移反应速度取决于电子给体与受体间的距离、反应自由能的变化以及周围溶剂重组能的大小[6]。从中可看出,电子和轨道是紧密相伴的两个概念,电子必然在轨道中运行,而轨道是电子运行形成的轨道。这些理论是对电子行为特别是价电子成键行为不同角度的认知,体现了认识从定性到定量、由静态到动态、由局部到系统整体的逐步深入过程,同时这些理论仍在发展完善中。

在有机化学中,电子效应可以认为是共价键理论的延伸。对于含有多个共价键的“基团”电性(吸电子和供电子)往往是其中的各共价键电子行为的综合表现结果。在分子内,这样的基团就是局部的整体,如同计算机程序中的“模块”,这种基团“模块”对外相比较所表现的电性就是常说的电子效应(如图2),包括诱导效应、共轭效应、超共轭效应和立体电子效应以及场效应等。然而对这些效应的理解离不开以成键电子的电子行为为基础的知识,因为有时会涉及影响电子行为的原子核,如由原子核所致的电负性差而引起的诱导效应等。而基团表现出的电性则是该基团内各化学键综合表现出的与相连原子或基团对共用电子的束缚能力的比较,束缚能力强则表现为吸电子基团,反之为供电子基团。如甲基的电性存在着争论,一般认为它是供电子基团,但不能认为在任何分子中甲基都是供电子基团,否则会对问题的解释出现偏差甚至错误。甲基究竟表现出的是供电性还是吸电性取决于它所处的化学环境中具有一定趋向的三个碳氢键综合所表现的对共用电子束缚能力的强弱,如当甲基与杂化的饱和碳原子连接时,它就吸引邻近碳原子上的成键电子而表现为吸电性,是吸电子基团;当甲基与或杂化的不饱和碳原子连接时,它的各成键电子会受到不饱和碳原子的吸引而表现为供电性,是供电子基团。而共轭效应、超共轭效应是化学键各电子对离域的结果;立体电子效应和场效应是电子行为在空间上的物理表现。因此,可以明晰共价键理论、电子效应和成键电子行为三者间的关系:共价键理论和基团的电子效应如同数学中的定理和推论,而作为定理和推论的基本概念之一就是共价键的电子行为。

对共价键理论的梳理,为更好地理解和应用有机化学知识提供了基础;对共价键的电子行为本质的概括,为进一步在结构性质关系中建构有机化学的知识系统脉络提供了前提。在有机化学教学中灵活把握这个基础和前提是共价键理论应用的核心。

2共价键理论在有机化学教学中的应用

有机化学的核心内容是研究有机化合物的结构、性质和用途。有机化合物结构是有机化学知识体系的基础,而对结构的掌握离不开对构成共价键的电子行为的理解。共价键的电子行为能够帮助人们把握有机化合物属性(键长、键角和键能以及分子极性等)、分子结构和预测反应性质。卤代烃的亲核取代反应是有机化学的重要内容,如果在教学中仅停留在卤代烃类化合物上,那么就没有真正把握住亲核取代反应实质。如对醇与三氯化磷反应的理解,如果不能分析底物和试剂中的反应点的电子偏向和轨道能级许可,就很难明白这个反应经过了两次亲核取代过程,即醇氧上的孤对电子亲磷核取代溴原子,而后溴原子再亲与氧相邻的碳核发生二次亲核取代得到溴化物产物(如图3)。

该例的启示是,在有机化学教学中需要正确把握有机化学知识实质,认清共价键电子行为(这里是孤对电子和空轨道)在构建有机知识体系中的基础作用。同时,共价键电子行为也是理解有机物结构和性质关系的逻辑起点。在此认知下才能引领有机化学全局,为学习者探寻符合有机知识逻辑的多样化的学习方法。关于共价键理论在有机化学中的应用已有了分类详细的论述[7-9],但缺乏逻辑系统性。能更好地从电子行为说明问题的例子是反应类型的分类,根据共价键断键过程中成键电子去向把有机反应分为均裂与异裂,分别对应于离子型反应和自由基型反应,而电子在离域过程中同时形成新键的反应为协同反应,典型的例子就是Diels-alder反应,这可以说是与共价键电子相关的有机基元反应分类。在教学中,学习者将基元反应类型所涉及的概念和原理吃透,具体到各种官能团的反应时就很容易掌握要点并能在理解的基础上合理的拓宽。如有机化学中涉及%Z-H反应的化合物很多,教材中有%[-二羰基化合物的%Z-H去除后形成的碳负离子参与的各类缩合反应,教学中如果能理解基于电子行为的结构上的缘由,那么2,4-二硝基甲苯在碱性条件下与卤代烃的反应就不难写出亲核取代反应的产物(如图4)。

另外,共振论可以解释偶极矩分子的极性、化学键的键长、分子的稳定性、酸碱性的讨论、芳环取代定位效应、反应活性和反应的条件的选择以及两面亲核体多重反应性的分析等[10]。对于有机化学的芳香族化合物,确定各个原子或原子团在亲电或亲核取代反应中的相对活性是一个必须要弄清的问题,并且已经提出了如电荷密度分布、定域能方法等理论指标。而前线轨道理论认为,最高已占分子轨道上的电子在各个原子上有一定的电荷密度分布,这个分布的大小次序决定了亲电试剂进攻各个原子位置的相对难易程度,即亲电反应最易发生在Homo最大电荷密度的原子上;与此类似,亲核反应在各个原子上发生的相对次序由LUmo的电荷密度分布决定,亲核试剂最易进攻LUmo电荷密度最大的原子,这用常规的电子效应是无法理解的。如萘的亲电和亲核以及自由基取代反应都发生在%Z位,用前线轨道理论解释为反应都在前轨道系数最大的位置发生反应,计算表明萘的%Z位的前线轨道系数为0.425,而%[位的前线轨道系数为0.263,%Z位的明显要高,故反应在%Z位。

从上面的讨论中可以看出,应用共价键电子行为理解有机物结构决定的性质,有利于揭示化学反应的本质特征,使众多的有机反应分类归一化,也有利于加强知识点的联系,使知识系统化。电子效应也可以解释和预测一些有机反应的主要产物,判断酸碱性强弱,比较活性大小,解释苯环的亲电取代定位规律和判断有机反应速度以及确定反应条件等。电子效应是解释分子稳定性、反应活性和选择性的重要理论,有供电子和吸电子之分、有动态静态之别,对化学反应的作用集中在降低活化能、增加反应活性和提高反应速度,使产物分子能量降低的效应有利于该分子的生成和稳定。关于这些效应一般教科书或教学参考期刊杂志上都有完整的总结和应用实例[11-14]。但有机化合物中的共价键的电子行为能从本质上解释和理解有机化合物的性质和规律。关于酯的水解活性比较,如果用电子效应解释过渡态的稳定性来判断活性大小,那么得到的结果正好相反,原因是没有理解该动力学过程,反应过渡态的电子越集中、越活跃,则越有利于动力学过程,同时离去基团上吸电子基团的存在有助于反应向正向进行(如图5)。

以上概述了共价键理论、电子效应和共价键电子行为对有机化学知识的理解和应用,有益于指导有机教学内容体系的安排。对于庞杂的有机化学知识,对共价键的电子行为基础的正确把握有助于形成有机知识体系,对每一类有机化合物从电子成键决定的分子结构特点讲起,让学习者首先搞清分子中各共价键的电子行为特征,在成键基础上分析分子结构特点,从而预测其可能具有的物理、化学性质,进而讨论其可能的应用。这样的话,学习者容易认识有机知识脉络并能相应地建构适合自己的有机化学知识体系和学习方法,并在应用知识时可以在建立的知识体系中找到相应的切入点。而教学中的重难点就可以根据专业和学生层次的不同进行灵活地把握,在明晰教学“共价键电子行为-结构-性质-应用”思路的情况下,根据需要对教材内容进行有选择的取舍和补充。同时,在此基础上还能根据学生的知识结构和学生特点创造性地设计教学,提高教学质量。另一方面,学生如果能够以共价键的电子行为作为学习有机知识的出发点,学习中分清了知识的基础和主次,那么就更容易掌握有机知识系统。在掌握了适合自己的方法后对每章内容进行有效归纳总结,就能轻松的自学后续的内容,进而提高自学能力。这样也可以减轻有机课程教学的课堂负担,使教师能够有更多的时间去完善教学内容,提升教学档次。比如,教师可以引入前沿话题,拓宽知识面;选讲现实话题,贴近生活应用;提供实践机会,使之反哺教学;采用化学史的案例教学,完善学生专业素养;增加课堂互动频率,促进学生交流思考,延展思维的发散力等等。如果学生的兴趣被引发则能够主动拓宽知识面,包括参与相关老师的科研课题、钻研知识的实践应用等,从而能够培养学生的研究精神。这样的教学有助于开放式教学,事半功倍,教学相长,可以实现知识增长和能力提升的并驾齐驱。因此,创设这样的有机化学教学情景,能够有效实现学生的主体性和教师的主导性的分工,这对轻松的“教”与有效的“学”是十分有意义的。

参考文献

[1]杜灿屏,刘鲁生,张恒.21世纪有机化学发展战略[m].北京:化学工业出版社,2002.

[2]赵匡华.化学通史[m].北京:高等教育出版社,1990.

[3]杨承印.化学键理论的发展概述[J].化学教学,1997,(7):11-13.

[4]向义和.化学键的理论是怎样被揭示的[J].自然科学史,2008,31(1):47-54.

[5]杨锋,罗明道,屈松.化学键理论的回顾和展望[J].湖北民族学院学报(自然科学版),1996,14(2):92-94.

[6]张宝文,佟振合,吴世廉.电子转移过程的理论[J].大学化学,1993,8(3):1-3.

[7]赵华明.分子轨道法在有机化学中的应用[J].化学通报,1965,(3):16-25.

[8]付彩霞,高宗华,魏光成,等.杂化轨道理论在有机化学教学中的应用[J].数理医药学杂志,2008,21(4):497-499.

[9]刘衍贞.前线轨道理论在化学中的应用[J].潍坊学院学报,2002,2(2):42-44.

[10]戚月明.共振论在基础有机教学中的应用[J].渤海学刊,1990,(4):42-46.

[11]刘洋,林友文.有机化学中电子效应应用的教学思考[J].化工高等教育,2012,(1):105-108.

[12]丁萍,缪建.浅谈电子效应在有机化学中的应用[J].化学教学,2011,(5):52-55.

对有机化学的理解篇3

关键词:无机化学;理论教学;教学探究

无机及化学是化学工程、生物工程、医药、食品工程等非化学专业的学生在大学一年级时必修的一门专业基础课,也是学生从中学进入到大学后所学的第一门专业课程,学生对于该门课程的学习和掌握程度,对后续相关专业课程的学习起着尤为关键的作用。

一.对理论教学过程进行有效完善

(一)对教学过程进行合理优化

在对高校学生进行教学时,要将教学内容与教学方法进行合理的规划与设计,由于高校学生在校园中生活时,需要将一部分时间与精力投入到校园活动中,这导致其学习时间相对于其他事项而言显得极其有限,于是对于高校学生而言,课堂教学时间几乎成为了学生对相关教学知识进行学习的唯一时间,这也使高校中课堂教学的重要性得以有效的凸显。因此,为了使学生能在课堂教学时间内对教师所教授内容进行透彻的理解,对课堂教学的教学过程进行合理有效的优化显得十分重要。首先,要加强相关课程的课任教师对于学生学习情况的关注力度,使教师能够实时了解到学生对于相关重点知识的掌握程度,从而在课堂教学时能够对学生普遍掌握不到位的知识进行针对性的讲解,同时,可以使教师所规划的一课时教学内容能够与学生对知识的掌握量相匹配,使课堂教学的质量与效率都得以有效的提升。其次,使促进任课教师之间的交流与探讨,从而使教学资源共享化,使整体教学水平得以有效的改善。最后,需要相关任课教师在课堂教学使,针对不同批次学生的不同特点,分别设计出合理恰当的教学方法,并在教学课堂中合理引入多媒体教学设备,从而使学生对于相关知识点的印象得以有效的加深,同时还可以使学生对于无机化学学习的兴趣与热情得以有效的培养与激发。

(二)对知识讲解方法进行适度丰富

众所周知,教师的主要工作内容是通过其自身对于知识表述,将相关教学内容对学生进行讲解,因此,教师对教学内容的表述形式会直接影响到教学质量与教学效果。如果无机化学课程的任课教师对于知识的讲解生动形象、激情四射,那么其激昂的情绪会对学生带来很大的正面影响,从而使学生对于无机化学学习的激情得以有效的激发,使课堂气氛呈现出活跃的状态,进而使教学质量得以有效的提高,是教学效果得以显著的改善。这种教学方法在面对刚步入大学校门的大一新生时,显得更加奏效,由于其由中学时期的学习转换到大学时期的学习时,所学习课程的专业程度与难度都有大幅度提升,此时,教师对学生所运用的教学方法将直接影响到学生在日后大学生活中对于自身学习态度的树立。因此,教师要在课堂教学中以自己的热情带动学生的积极情绪,并在恰当的时候合理的组织学生针对相关教学内容与疑问进行探讨,而后使学生之间互相答疑解惑,在促进学生之间良好交往的同时,使学生在探讨过程中对相关教学知识进行透彻的理解与熟练的掌握,从而达到预期的教学效果。

二.对学生知识体系m行合理建立

无机化学课程的教学内容之繁多与复杂,致使学生在对其进行学习的道路上时有坎坷,进而导致学生在面对过多难以理解的知识点时,极其容易产生焦躁的情绪,使其最初对于无机化学学习的激情与热情逐渐消失殆尽[1]。因此,相关教师在对无机化学教学内容进行讲解之前,首先要让学生明白,无机化学并不是使所有化学相关问题得以开解的万能钥匙,要让学生了解到对无机化学进行学习的主要目的在于,要为其日后的专业课程奠定思维基础与一定的化学基础,因此在面对较为深奥的无机化学相关问题时,自然不必深究不放,从而使学生对于无机化学学习的信心得以有效的维持与保障。与此同时,教师还要将无机化学与学生所需要学习的专业课程之间的关系进行有效的梳理,使学生所学课程的系统性得以有效的建立,于是,在无机化学课程的教学之初,教师应当适当的利用课堂时间将无机化学课程的知识构架与其重要性向学生进行展示,并使学生对无机化学教学的当前教学任务进行基本的认知与了解,从而使学生能够对自身对于无机化学的学习目标进行较为准确的定位。

教师可以将学生当前阶段无法透彻理解的教学内容与知识点进行细致的归纳与系统的整合,并在教学过程中暂时对其进行简单的介绍,而后在后续教学时再对其进行详尽的讲解。此外,在对学生的无机化学知识体系进行构建时,也要对学生高中时期所学习的化学知识进行有效的连结,从而使学生对于现如今无机化学的理解建立在高中所学的基本化学知识之上,将无机化学知识内容视为高中时期化学知识的扩展与延伸,从而使其对于无机化学的难度更容易接受与习惯。

三.对学生的自主学习能力进行有效培养

首先,若想使学生在大学阶段的学习得以有效的保障,就必须对其自主学习能力进行有效的培养,从而使其学习时间不仅局限于课堂教学时间。学生是教学活动过程主体,要充分发挥学生的自学能力。他们刚从中学进入到大学生活,中学阶段他们是在老师和家长的监督下学习,这使得他们普遍习惯于被动学习,而在大学生活中,学习环境相对宽松,学生很容易缺乏学习主动性。而无机及分析化学课程的内容多,教学时数少,课堂容量较大,需要学生做好课前预习。因此可以再在每次课结束前给学生留下几个关于下节课内容的问题,让学生带着问题对新课进行预习,这比学生盲目看书的预习效果要好的多。使高校学生的自主学习能力得以有效培养的前提是,使其对知识的归纳与整合能力得以有效的提升与充分的发挥,也就是说,使其科学的思维方式得以有效的培养,例如在对化学分子结构进行讲解时,要使学生对于化学键的了解更加透彻,进而引导学生对分子结构相关内容进行较为深刻的思考。在学生对于专业知识进行学习的过程中,教师应当将其分析与解决问题的能力进行有效的培养,使学生在面对不同问题时,能够熟练的运用自己的科学思维对其进行分析,而后结合所学的相关知识,通过合理妥当的方式将其解决。

其次,教师应当在无机化学的教学过程中,结合所教授课程的相关内容对学生的学习方法进行适当合理的引导,在无机化学教学过程中,教师应当针对其内容繁杂丰富的特点,将其相关的知识点进行合理的串联,使知识点之间始终保持着较为紧密的联系,并且对重要的知识点进行多次的详尽讲解,以确保学生对其的理解足够透彻,使学生对于无机化学的相关知识不是死学硬背,而是学习分析与解决问题的思路,而后能在面对不同问题时自行进行分析与处理[2]。此外,教师在对较为抽象的无机化学理论进行讲解时,要尽量通过合理的教学手段,使其得以有效的具象,使学生对于化学理论知识的理解更加立体而生动,使学生对于相关知识点的印象更加深刻,使原本复杂的理论知识得以有效的简化,使学生在对问题进行解决与处理的过程中,其自身的自主学习能力得以有效的提升,使学生通过无机化学课程为以后的专业课学习奠定良好的理论基础与思维方式,使学生在大学阶段的专业学习得以有效保障。

结束语:无机化学作为所有化工相关专业的基础课程,其是使学生得以开启专业知识大门的钥匙,是学生进行后续专业学习的重要前提,通过对无机化学理论的学习,学生得以为自身的专业学习与发展奠定良好而扎实的理论基础,并为自身的后续专业学习培养科学清晰的逻辑思维,进而使自身的自主学习能力与对于不同问题的处理能力得以有效的提升,使现今社会对于综合素质人才的需求得以有效的满足。

参考文献:

对有机化学的理解篇4

【关键词】化学;有机化学实验;教学

《有机化学实验》是医院校医学相关专业学生必修的一门重要的实践性和操作性课程,属于医学专业公共基础课,对于医学专业学生理解有机化学相关知识有着重要的作用,同时对于学生解决实际问题及培养学习兴趣方面有着一定的作用。

有机化学实验以有机合成为主线,强化基础知识、基本操作和基本技能的训练,包括了有机化合物的测定、定性分析和分离方法。内容涉及实验的基本技能、经典有机实验、综合与应用性实验、研究性实验等,每个实验包括实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项和思考题等部分,以有机化学教学大纲中对有机化学实验的要求为标准,结合医学专业特点,选取特定实验项目进行教学。

医学专业有机化学实验教学是有机化学理论知识教学的再延伸,实验教学环节会直接影响到学生的动手能力及解决实际问题的能力,实验教学与课堂教学紧密配合,能够使学生有效加深对有机化学基本原理的理解和掌握,同时又能使学生掌握实验的基本方法和技能,从而使学生学会运用所学的知识,去解决实际遇到的化学问题。

实验课程的教学目标是使学生系统地理解有机化学实验基本理论,掌握有机化学实验基本操作技术,学会有机物物理常数测定、化学性质鉴别、基本制备方法和分离技术。

医学专业的有机实验教学主要分为有机化学实验常识、有机化学实验基本操作技术、有机化合物反应及制备实验、综合性实验和实验综合练习5个部分。首先从基本操作技术开始,让学生系统地掌握有机化学实验常用的一些重要操作原理和技术,以便学生能熟练掌握各项基本操作,从而为后面的实验操作打好基础。有机化合物反应及制备实验是对理论课学习的重要补充,是理解理论课内容的重要途径。综合性实验包括官能团化合物的鉴别、混合物的提取和分离及设计性实验,是综合各项操作技术的实验内容,其中设计性实验通过文献调研、方案设计及实施等科研过程,提高学生实践和创新能力。实验教学过程中,将基本操作技能训练结合在有机化合物反应及制备中,不单独安排基本操作技能训练,在药品的选择上尽量使用对环境污染小、便宜易得的药品。

根据有机化学实验课程的自身特点,结合医学专业的培养要求,在具体的实验教学中,做了如下尝试:

第一,根据有机化学实验大纲的要求,结合医学专业学生的专业特点以及有机化学理论教学的重点知识及章节,对实验项目进行有针对性的筛选,精选出实验项目,充分利用有限的实验学时,最大限度的提升学生的综合实验能力。比如对于临床专业,挑选了阿司匹林的制备,阿司匹林是经常接触到的药品,对于如何制备阿司匹林,学生表现出了极大的兴趣与热情,实验结束后,学生对于有机化学有了更直接的认识,使很多学生改变了理论和实验基本没有联系的认识,切实的意识到自己所学的有机化学知识在具体的生活、生产及实践中有着重要的应用。

第二,针对具体专业的特点,教学过程中,注重加强实验基本操作的练习及实验规范操作习惯的培养。俗语说欲盖大厦,必先牢固基础。在实验教学中,有意识的加强学生掌握基本实验操作能力的培养,可以为学生以后从事药物相关工作提供很好的基础。同时,规范的实验操作习惯的培养也很重要,规范的操作可以有效地降低实验操作过程中出现的失误,正确的化学实验操作对实验结果及人身安全非常重要,规范的操作是化学实验成功的保障。比如,实验咖啡因的提取与分离,茶叶中含有5%~10%的咖啡因,咖啡因是一种生物碱,易溶于丙酮等有机溶剂,通过本实验使学生了解生物碱的提取方法,掌握从茶叶中提取咖啡因的方法、索氏提取器的原理和操作,通过该实验使学生掌握从天然产物中提取有机物的操作方法,为以后从中草药中分离有效成分提供基础。

第三,在实验教学中,注重以学生为中心,实现学生自我能力提高为主,培养学生积极思考及解决问题的能力。实验过程会涉及到很多问题,每个问题的解决都需要学生自己本人参与思考,同时讨论可行的解决办法,最终确定操作进程。有机化学实验往往涉及到多步序列合成实验,该类实验的特点是每一步产品的产率与纯度都关系到下一步实验的进行及最终产物的产率,这就要求学生对实验的每一个环节都要非常认真。比如实验甲基橙的制备,第一步是对氨基苯磺酸重氮盐的制备,第二步是利用偶联反应合成甲基橙,第一步对氨基苯磺酸重氮盐的生成与否及产率的多少都会影响到第二步反应,因此在进行第一步操作时要学生自己分析影响反应的因素,控制好反应的条件,从而使实验更好的向预期的方向进行。

第四,在实验教学中,注意学生创新能力的培养。在有机化学实验教学中,不但要让学生自己学会具体做法,掌握一些实验基本技能,更重要的是要引导学生寻求研究问题的思路,学会解决问题方法。在实验过程中,学生通过仔细观察、尝试实践及时发现问题,再通过相应分析思考动手解决问题,从而不断提高创新思维能力。同一个反应,采用不同的方法,得到的实验结果可能千差万别,这就要求学生根据具体的情况查阅相关的资料,分析造成差异的原因,尝试进行创新。在这个过程中,学生灵活运用仪器进行组合安装,积极主动地设计实验,极大地培养了学生的综合实验能力及创新能力。

通过以上几点,医学专业的有机化学实验教学在基本实验模块和综合性实验模块取得了良好的教学效果。学生解决实验遇到问题的能力得到了明显提高。相应的有机化学实验操作更加熟练,学生的科研创新意识及学习兴趣得到了很大提升。在今后的有机化学实验教学中,将更加注重体现以学生为本的教育理念,探寻新的教学模式及方法,为进一步提高有机化学实验教学水平继续努力。

【参考文献】

[1]曹健,郭玲香.有机化学实验[m].南京:南京大学出版社,2009.

[2]曾昭琼.有机化学实验[m].北京:中国中医药出版社,2012.

[3]王果胜,白浩.倡导启发式教学培养学生创新思维[J].中国高等教育,2008(8):30-31.

[4]常青.普通化学实验教学改革创新与实践[J].教育科学,2009(1):184.

[5]吴楠,王玉梅,徐新.大学化学实验教学改革初探[J].科技信息,2011(18):99.

[6]闫孝平.在化学“实验探究”中培养学生创新能力[J].化学教学,2004(10):25.

对有机化学的理解篇5

关键词:高浓度;难降解;有机废水;处理技术

高浓度难降解有机废水会对环境造成严重破坏,对水体的污染最为严重。高浓度难降解有机废水在排入水体后,对水环境的影响会持续很长时间,影响的范围也十分广。虽然我国长期致力于对工业废水的处理,但取得的效果并不理想,特别是高浓度难降解有机废水的处理。因为高浓度难降解有机废水的处理难度很大,不能实现完全净化,并且处理过程繁杂,对实际操作由较高的要求。为了实现可持续发展的目标,加强对高浓度难降解有机废水处理技术的研究成为重要工作。

1常见的高浓度难降解有机废水

1.1造纸废水在造纸厂的生产过程中,需要对稻草、木材、竹子等原材料进行高温蒸煮以处理这些原材料中的纤维素。在处理的过程中会产生大量废水,废水中有大量的木质素、纤维素以及易挥发的有机酸。这就使得废水不仅有极强的臭味,其污染性也很大。1.2印染废水印染废水主要是指在对一些棉、麻、纺织产品、化学纤维制品进行加工的时候排除的废水。这些印染废水中有机污染物浓度很高,酸碱度也比较高,水质的稳定性较差,最关键的是废水的量十分大。同时,废水中还含有大量的砂类物质、纤维杂质和化学添加剂。这些都让印染废水的处理难度增加,实际的处理工作很难开展。1.3制药废水由于我国对药物的需求量十分大,所以制药废水的量很大。在药品的加工过程中有很多道工序,每道工序都有不同的有机废水产生。这些废水的成分十分复杂,既有化学添加剂,又有药品中所含的各类有机物。在药物的生产过程中,有的物质会被回收利用,但大多数有机污染物还是会随废水排出。

2高浓度难降解有机废水处理技术及要点

目前,高浓度难降解有机废水的处理技术可分为物化处理技术、化学处理技术和生物处理技术。2.1物化处理技术物化处理技术主要是将废水中的污染物通过相转移变化达到净化目的,萃取法是应用最为广泛的技术。萃取法是将不溶或难溶于水的有机溶剂与废水接触,利用物质的极性将废水中的非极性有机物萃取出来,再对吸附了污染物的有机溶剂进行处理。萃取法的成本不高且操作简单,可以有效回收废水中的主要污染物。在萃取法的应用中,最重要的是有机溶剂的选取。选取的溶剂不仅要不溶或难溶于水,还要保证能够萃取废水中的污染物。所以对废水成分的掌握是萃取法实际应用的重要环节,需要认真进行分析。2.2化学处理技术化学处理技术主要是通过化学反应将有机废水中的污染物转变为无害物质,常用的方法有电化学氧化法、催化氧化法和焚烧法等。化学处理技术建立在化学反应基础之上,大量的化学试剂会使成本增加。化学处理技术依赖于基本的化学反应,所以需要特定的催化剂并在特定的温度下进行。其关键就是要把握好废水处理过程中的温度,同时选好催化剂。因为条件的变化很可能使一切工作都要从新来过。2.3生物处理技术其主要是通过利用细菌对有机物的分解作用来实现净化目的。生物处理技术在农药、制药和印染等行业的有机废水处理中有较好的经济效益,且没有二次污染。生物处理技术的本质是对细菌的培养,处理过程中的温度、湿度和氧气浓度都会影响到处理效果。所以生物处理技术的要点就是要对细菌生长的温度、湿度进行调节,同时要根据细菌对氧气的喜好进行氧气浓度的调节。

3高浓度难降解有机废水预处理技术

单独应用生物、化学、物化三种处理技术能较好的去除有高浓度难降解机废水中的污染物,但需要的成本比较高。而综合应用多种处理方式不但能提高处理效果,还能节约成本。所以在废水处理前,会对其进行预处理。3.1吸附预处理活性炭多被应用于净水处理中,但在高浓度难降解有机废水的处理中应用活性炭会使成本偏高。所以要对低成本吸附剂进行研究,从而减少处理成本。3.2化学絮凝预处理在废水中按照一定比例加入混凝剂或絮凝剂,可以去除废水中的大颗粒污染物,达到降低废水污染物浓度的目的。这种方式成本较低且去除效果很好,在废水处理中应用广泛。3.3微电解技术微电解技术主要是运用原电池的原理对废水进行处理,其可以长时间循环使用。所以这种技术的成本很低,并且对降低废水中污染物浓度有很好的效果。

4结语

高浓度难降解有机废水对环境的污染十分严重,特别是对水环境的污染。这些废水对环境的污染严重威胁到人们的健康,所以必须对其进行有效的处理,实现经济快速发展的同时使环境也得到美化。

参考文献

[1]徐璇.基于难降解有机污染物特性的光催化-生化废水处理技术[D].重庆大学,2010.

[2]王俊飒,赵月龙.焦化废水类高浓度难降解有机废水处理的研究进展[J].科技情报开发与经济,2010,12:136-138.

[3]任南琪.高浓度难降解有机工业废水生物处理技术关键[J].给水排水,2010,09:183-184+1+58.

对有机化学的理解篇6

一、依结构,推性质,实现结构体现性质,性质反映结构

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

D.贝诺酯与足量naoH溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠

对有机化学的理解篇7

关键词:有机化学;多媒体技术;应用

多媒体技术在有机化学中的运用使原有教学内容得到有效扩展,扩大学生知识储备,简化多媒体有机化学的抽象概念和重难点,深化学生对理论的理解程度,对激发学生学习兴趣和营造轻松的学习分为具有积极作用,可以促进教学效率提升。

一、多媒体技术在有机化学教学中的应用优势

1.提高学生的认知能力

有机化学是研究物质产生的变化,从科学角度理解物质变化过程、成因、宏观现象以及微观现象。通常情况下,传统教学模式与教学设备只能将动态化学以静态的方式呈现出来,通过教师讲解书本知识,学生想象立体空间发生的物质变化及运动过程加深对知识理解难度。由于课堂人数众多和仪器装置操作复杂,教师无法空出多余时间和学生进行交流。而多媒体技术不仅可以使教学形式多样化,还可以通过生动立体的内容将教学内容以动态形式呈现在学生面前,层次感较强,在激发学生兴趣的前提下促进学生对有机化学知识的理解程度。

2.有限课时内扩大教学量

在有机化学教学中,多媒体技术对课题重难点具有简化作用,可以省去教师大量的讲解时间和板书时间,提升教学量。例如,“熔点预定”,讲解毛细管法测熔点后,教师利用多媒体讲解热分析仪、测熔点方法、显微熔点仪,为学生播放显微熔点仪的具体操作。这样不仅可以节省时间,还可以在传统有机化学教材内容的基础上进行扩展,让学生开阔视野并扩大知识储备。

3.为有机化学实验提供保障

性质实验并未对学生操作技能提出严格要求,属于验证型实验。在实践过程中,学生每进行一次验证都需要大量昂贵实验试剂,造成资源浪费。同时,废弃实验物质对环境会造成污染,如液溴、硝基、亚硝基化合物以及苯是芳烃性质实验中的必要物质,同属于致癌物。而多媒体技术能够避免学生及教师处于污染环境中,教师通过视频、动画、课件、语音等使学生明白实验原理,构建绿色实验新通道,为有机化学实验提供良好条件。

二、多媒体技术在有机化学教学中的具体应用

1.制作多媒体课件,解决教学难点

教师可以通过powerpoint、3D、Flash、photoshop等软件制作多媒体课件。有机化学的多媒体课件必须具备简单、直观、结构清晰、易修改、易操作、充足信息量、视觉效果良好的特点,将静态化学概念生动形象地呈现出来。通过三维立体图形讲解立体化学,将分子化学结构等知识点进行细化,以动画及图文配合的方式播放,化解以往教学中学生难学和教学难讲的尴尬局面,加深学生印象。同时,化学实验课利用多媒体对相关机理进行描述,具体剖析抽象知识,增强学生易读性,树立学生学习有机化学的信心,从而达到教学目的。

2.应用多媒体课件提高学生的主体地位

教学技巧是决定多媒体教学作用发挥的关键因素,合理恰当的教学手法是取得良好教学效果的前提。一方面,教师自身需要具备感染力,运用风趣的语言和适当的动作充分调动学生的学习热情。明确教学思路,清晰的教学思路是合理划分知识层次的重要前提,教师应从多个角度出发,提升学生自主思考的能力,让学生占据教学活动的主导地位,营造轻松的学习氛围,使教学效果事倍功倍。另一方面,进行启发式教学,通过多媒体课件让学生掌握基础知识,并就重难点组织学生开展课堂讨论,设置思考题目,促使学生自主思考,深化理论知识。

对有机化学的理解篇8

LuoYi;XiongJiangdong

(①贵州遵义师范学院,遵义563002;②云南省交通运输厅工程造价管理局,昆明650031)

(①ZunyinormalCollege,Zunyi563002,China;②YunnanCommunicationDepartmentprojectCostmanagementBureau,Kunming650031,China)

摘要:高级氧化技术是有机污染物处理的重要技术,而电化学氧化法是有机物降解中最理想的方法之一。本文研究了氯离子的存在环境下,苯酚在不同氧化物涂层的阳极上所发生电化学降解过程的分析,深入探讨氧化法降解有机物质中氯离子的作用。

abstract:advancedoxidationtreatmentisanimportanttechnologyoforganicpollutants,andelectrochemicaloxidationmethodisoneofthebestinorganicmatterdegradation.inthispaper,underthepresenceofchloridion,theelectrochemicaldegradationprocessofphenolindifferentanodicoxidecoatingisanalyzedtoinvestigatethediscusstheroleofchloridionindegradationoforganicmatter.

关键词:氯离子苯酚电化学氧化降解影响

Keywords:chloridion;phenolelectrochemicaloxidation;degradation;infulence

中图分类号:o6文献标识码:a文章编号:1006-4311(2011)27-0294-02

1电化学法降解概述

当前,处理生物降解有机污染物的重要方法是高级氧化技术,这其中电化学氧化法是最有效的有机物降解的方法之一,电化学氧化法具有操作简单和高效率的降解的特点,这使得电化学氧化降解在有机废水处理方面有着极为广阔的前景。在电化学氧化过程中,通过直接电氧化或间接电氧化降解污染物。其中,直接电氧化是指吸附在阳极表面的污染物通过电子转移发生氧化降解反应。而间接电解氧化则是指通过电生成活性氯等强氧化物质,使污染物在阳极表面或溶液中被氧化降解。

最近几年,间接电化学氧化法已经被成功的应用于多种废水处理过程中,但是,对于一些成分复杂的有机废水,特别是难生物降解的有机废水还是缺乏具体的了解。很多情况下,水中有机污染物的电化学降解的过程是很复杂的娥,通常是直接和间接电氧化同时发生,其处理的效果与电极材料、溶液组成以及电流的大小有着直接的关联。例如,金属氧化物电极的过电位通常是比金属电极高,尤其是一些半导体材料,它们具备良好的光电催化性能,十分有利于・oH自由基的产生。处理含酚废水时产生的大量的・oH自由基快速的攻击苯环,使得酚类通过间接氧化降解。基于此,目前在电化学处理含酚废水时一般采用pbo2,tio2,Ruo2和Sbo2等电极。在酸性条件下,复合金属氧化物电极(如tio2一Ruo2一iro2)为阳极电解工业含酚废水,以naCl作为电解质时的处理效果很好,但在处理后期仍有部分有机氯化物残留。使用pbo2和Bi―pbo2电极处理高浓度含酚废水时,在高电流密度(100ma/cm2)、高naCl浓度和碱性条件下,酚去除率基本接近100%,而且化学需氧量(CoD)转化率业高达90%多。大多数工业废水中含有高浓度的氯离子,氯离子的存在对有机污染物氧化降解的影响越来越受到重视,然而当前却没有大规模的对其进行深入的研究,而主要是针对一些处理结果进行讨论。实际上,氯离子的影响与所存在的环境有关,包括电极材料、氯离子浓度和有机污染物种类等。下面通过研究氯离子存在条件下苯酚在ti/Sno2-Sb2o5/pbo2和ti/Ru-ti~Sn氧化物涂层阳极上的电化学降解过程,进一步了解氯离子对于氧化法降解有机物的作用。

2实验

2.1仪器与试剂恒电流仪,光谱仪,化学需氧量分析仪。所用的试剂全都是分析纯,水为二次去离子水。

2.2实验过程

2.2.1涂液及电解液的配置

Sn―Sb氧化物涂液的配制:将SnCl2・2H2o和SbCl3按摩尔比9:1溶于正丁醇中,为防止水解在其中加入几滴浓盐酸。按10mg/cm2Sno2-Sb2o5进行涂液。

ti/pbo2电极电镀液为0.5mol/Lpb(no3)2+0.05mol/LnaF+0.1mol/LHno3的水溶液。

ti/Ru-ti-Sn氧化物涂液的配制:将RuCi3,・5H2o,ti(oH)4和SnCi4・5H2o按摩尔比2:7:l加入正丁醇中,然后加入几滴浓盐酸。按3mg/cm2Ruo2-tio2-Sno2进行涂液。其中电解液为100mg/L苯酚+0.5mol/Lna2So4的水溶液。

2.2.2电极制备钛基体为ta2钛网,其规格为3.013/11×3.0cm/1×1.0mm。第一步用洗涤剂进行脱脂,第二步放在质量分数为20%盐酸水溶液中,煮沸2h,第三步用去离子水冲洗干净,备用。在已涂好的sn-sb氧化物中间的钛网上恒电位电沉积制得ti/Sno2一Sb2o5/pbo2阳极(简称ti/pbo2阳极)。

2.2.3电化学氧化降解实验在250mL的无隔膜电解槽中进行实验。氧化物涂层电极是阳极,3.0cm×3.0cm×1.0mm的ti网是阴极,溶液pH值为6~7之间,电极间距5mm,用恒压电流电解,电流密度为10ma/cm2。在电解一定时间(0.5,1,2,3和4h)后,取样,测定和分析CoD、有机物、中间产物、电压、电量和pH值等各项参数值。要注意电解实验必须在室温下进行。

2.2.4检测方法用光谱仪分析反应物和中间产物;CoD根据重铬酸钾标准方法,用化学需氧量分析仪测定。

3结果

根据实验所测的结果如下:图1是氯离子对ti/pbo2和ti/Ru―ti-Sn阳极电化学氧化降解苯酚溶液的影响。图2和图3分别为ti/pbo2阳极和ti/Ru-ti-Sn阳极在有无氯离子存在条件下苯酚降解过程的光谱图。

4讨论

4.1氯离子存在时苯酚在ti/pbo2和ti/Ru-ti-Sn电极上的电化学氧化

从图1中可知,当降解150min时,氯离子不存在的体系中CoD去除率达66.1%,而有氯离子存在的溶液中CoD去除率达98.1%。这说明氯离子的存在能够加速溶液CoD的去除速度,因为氯离子在阳极被氧化,变成了活性氯,而活性氯是一种强氧化剂,能够有效氧化溶液中的有机物,使得在一样的时间内有机物在有氯离子存在的溶液中受到活性氯氧化和电化学氧化的双重作用,极大的加快了CoD去除的速度[图1(a)]。对于ti/Ru-ti-Sn阳极体系,在没有氯离子存在时,CoD去除效果很不理想,150min时去除率才是11.4%;然而当溶液中加人氯离子后,CoD去除效果就得到了极大的改善,150min时达到65.6%。

在没有氯离子存在的情况下,150min时ti/pbo2阳极的CoD从237.12mg/L下降到了80.48mg/L,而ti/Ru-ti-Sn阳极的CoD仅仅下降至210.08mg/L,说明ti/pbo2阳极能够更好的降解该有机物。当加入氯离子后,一样的时间内ti/pbo2阳极体系的CoD去除效率加快了31.9%,而ti/Ru-ti-sn阳极体系的CoD去除效率加快了了54.2%,表明对于电生成的活性氯,使用ti/Ru-ti-Sn阳极比ti/pbo2阳极具有更好的作用。

4.2在ti/pbo2和ti/Ru-ti-Sn电极上苯酚电化学氧化过程的光谱分析对于ti/pbo2和ti/Ru-ti-Sn电极体系,氯离子不存在时,图2(a)和图3(a)电解过程中苯酚的2个特征吸收峰(210,269nim)都是慢慢减弱的,但在210~225,230~263和280~310nim3个波段又分别出现3个新的吸收峰,不一样的是,在ti/Ru-ti-Sn电极中,苯酚的2个特征吸收峰随着电解时间的增加变化很小,而其余的波段的吸收却是很弱。在有氯离子存在时,图2(B)和图3(B)也出现了类似的现象,吸收主要集中在280~330nm之间,这表明在不同的电极中,对于相同的电解液,生成的中间产物基本相同。但2种电极的电解过程中的成分随着电解时间的变化而不同,ti/pbo2阳极中苯酚逐渐开始降解,其它的中间产物也伴随着电解时间变化而逐渐矿化,这其中氯离子的作用是加快降解速度;对于ti/Ru-ti-Sn电极,在没有氯离子存在的情况下,苯酚的降解较慢,当存在氯离子时,苯酚快速降解,但是其它中间产物降解仍较慢,苯酚在这其中发生了转化反应。对于相同的电极体系,不同的电解液的氧化降解过程中产生不同的中间产物。

参考文献:

[1]王璇,黄卫民,刘小波,陆海彦,林海波.氯离子对苯酚电化学氧化降解过程的影响[J].高等学校化学学报,2011,(2):361.

[2]刘辉,方战强,李伟善.电化学法降解持久性有机污染物的研究进展[J].广东化工,2007,(1):53.

对有机化学的理解篇9

论文关键词:有机波谱解析;创新能力;实践能力

“机波谱解析”对于化学和化工类相关专业的毕业生来说既是一门基本的核心理论课程,又是一门重要的实践课程。该课程特点:第一是课程的理论知识比较抽象,主要是因为应用于微观领域研究的一些基本概念和基本理论比较多;第二是课程内容涉及的范围比较广,如机械、电子、自动化、物理学、化学、计算机等多个学科的知识;第三是课程的理论体系的系统性不强,给教学带来一定的难度,特别是学生自学难度较大。所以,在教材选择和教学内容的整合上,必须精心选择,合理安排,使之具有一定的系统性、逻辑性。在教学方式上要多样化、简单化、便于同学们理解和掌握课程中的基本理论与实践技能。

创新是社会不断向前发展的灵魂,创新只有在实践的基础上不断获得内生发展动力。创新能力和实践能力的提高是学生在掌握有机波谱解析课程基本的知识体系基础上才能够实现的,是他们综合素质能力不断提高的体现方式之一,是他们发现问题和解决问题能力提高的必然要求,是他们更好地适应社会、满足社会需求、解决社会生产和生活中存在问题的需要。

创新能力和实践能力的培养是“有机波谱解析”课程教学的深化,经过多年的探索与实践,摸索出一套行之有效的方法,对同学们的创新能力和实践能力的提高有很大的帮助,下面详细地介绍创新能力和实践能力的培养的具体办法和措施。

一、精选教材、强化内容的系统性

“有机波谱解析”课程教材要精选,因为好的教材,其内容的系统性、逻辑性相对较好,既可以提高同学们自学教材的兴趣,提高其自学能力和自觉学习的积极性,还可以帮助老师节省教案内容整理所需的时间,以强化教案内容的系统性、科学性和趣味性。因此教材的精选无论是对老师还是对学生都显得非常重要,因为它是学生掌握和理解有机波谱解析课程基本概念和基础理论知识的基础,是他们创新能力和实践能力提高的基础。

在教材选择上有两种方案,方案一:教材是先介绍质谱,然后按照发生跃迁能级差由小到大的顺序来进行内容介绍的;方案二:教材是按照发生跃迁能级差由大到小的顺序来进行的,最后介绍质谱。至于选择哪种方案介绍,要视当年学生的相关情况来确定,如果他们的有机化学、大学物理、机械基础理论等相关学科基础较好时,可以选用方案一的教材进行教学,反之,就要选用方案二的教材进行教学。另外还要加强不同教材之间相同内容部分的知识整合,使之知识体系更系统,知识内容更有趣味性和通俗性,以便于同学们理解和掌握基本概念与基本理论,增强他们学习有机波谱解析课程的信心,激发他们的学习热情。通过实践探索,教学效果比较好。因此,教学内容的系统性、趣味性能使同学们更好地掌握和理解有机波谱解析课程的基本概念和基本理论,为他们创新能力和实践能力的提高打好基础。

二、教学内容语言表达尽量通俗易懂

有机波谱解析课程中,内容描述有的比较抽象、难理解,在教学时,要想办法尽量把抽象的内容形象化、规范化来表达,以便于同学们理解和掌握,同时还可以培养他们的创新思维能力。

在介绍核磁共振条件时,有关量子理论方面内容,采用规范化方式教学,只要求同学们知道结果,而没有要求他们知道其原因。因为此部分内容涉及量子理论,而同学们又没有相关量子理论的基础,所以当用量子理论来解析时,他们理解更加困难。但是要让他们知道是用量子理论来解释和推导的,还可提供相关文献,以便于有些学生自学,方便查找相关文献,来解决自己所遇到的问题,有利于这些学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力提高。

在质谱内容介绍中,涉及有机化合物裂解规律时,采用形象化方式教学。有机化合物的裂解就相当于警察抓捕罪犯一样。警察抓捕罪犯,首先要研究罪犯的一些特点,找出他们各自不同的弱点,利用他们各自不同的弱点来进行抓捕,这样破案率就比较高。那么有机化合物裂解,首先要找到有机化合物中的薄弱环节,化学键能越小处也就是它的薄弱环节,有机化合物最有可能裂解部位是其薄弱环节的化学键。所以教学内容的通俗易懂表达方式不仅可以提高同学们学习的兴趣,还可以启迪他们用创新思维方式解决复杂抽象的问题,以提高他们的创新思维能力和实践能力。

三、教学形式多样化

教学形式多样化,是便于同学们掌握理解所讲的内容,同时也使他们了解到抽象问题形象化、直观化的一些方法。

谱图解析多采用多媒体教学,使抽象内容直观化、明确化。首先,同学们要学会看各种不同类型的谱图,并能做到简单、准确的判断,判断的依据主要是从谱图的形状和横坐标、纵坐标关系等;其次,同学们要学会分析不同谱图的典型特征,质谱图中,质荷比最大的峰位置数值,有可能是有机化合物的分子量;在核磁共振谱图中,要学会谱图的简化方法,简化谱图目的主要是排除其他原子核的共振干扰和1H、13C核之间发生的偶合裂分;红外光谱图中,主要是寻找有机化合物中各种特征官能团在第1、第2、第3特征官能团区域出现的特征峰情况,包括峰形、峰位、峰的强弱,来判断有机化合物可能含有的特征基团;紫外光谱图中,主要关注具有紫外吸收的不饱和基团和苯环或杂环类有机化合物等。

基本概念与理论多采用板书法教学,板书教学法可以给同学们留有一定的时间思考理解所讲的内容,同时也为后续讲解内容的理解打好基础。板书教学法,能够做到重点突出,使学生抓住重点,集中精力掌握和理解比较重要的基本概念与基本理论,为更好地理解谱图,从谱图中获取更多的信息打好基础,从而不断地提高他们的抽象思维能力、分析问题和解决问题的能力,这样他们在掌握理解知识的同时,也受到了创新思维和实践能力的训练。

四、习题与试卷内容形象化与抽象化相结合

平时每个章节讲完之后,都要精心准备一些习题。习题一般有四种类型,如判断改错题,简答题,设备组成、功能与操作题和谱图分析题。判断改错题主要考查学生对基本概念与基本理论的理解,物质分析中设备的选择程序判断,实验方案的正确选择等;简答题主要针对一些重要的基本理论,谱图简化方法,样品制作注意事项与适用范围,设备组件的功能问题,各种谱图测试分析的优缺点等;设备组成、功能与操作题主要是针对相关谱图测试中用到的仪器设备结构、原理、组成与功能,仪器的正确选择方法与操作步骤,仪器在工程实践中的应用选择,仪器使用中的优缺点,仪器的维护与保养方法等;谱图分析题有单个谱图的简单分析题和复杂分析题与多个谱图的简单分析题和复杂分析题,以适应不同层次学生,让不同层次的学生都有一定的成就感,在自觉与不自觉中不断提高他们的分析能力和解决实践问题的能力。从不同的角度对大纲中要求掌握的重要内容进行考核,用不同的题型反复进行训练,抽象内容形象化考核,以提高他们的创新思维能力。课程讲完之后,要进行总体考核,试卷命题的原则也是要使抽象内容形象化、规范化。重点加强对同学们的分析问题和解决问题能力有帮助的试题训练,加强对他们自己设计和自己动手能力培养的训练,使他们养成创新思维的良好习惯,更好地为实践服务。

五、突出教材中实践较强的内容

教材中每个章节的内容,在讲解时不可能面面俱到,而是对重点难点内容详细讲解。一般内容让同学们自学,但对他们自学的内容,要有要求和目标,让他们带着问题去阅读和理解自学部分内容,以提高他们的自学能力和实践能力,从而增强他们的创新能力。

每个章节中都涉及相关的仪器设备,在介绍这部分内容时,通常有两个标准要求,最低标准要求是所有同学都要知道这些仪器有哪些作用,存在哪些优缺点,以及其适用范围,都要能从谱图中识别出谱图类型和这种谱图是用哪种仪器测试的。概括地讲就是要学会选择仪器,识别谱图。最高标准是要求某些同学既要知道有关仪器设备的组成、结构、功能,还要知道仪器的使用方法。对使用仪器的测试条件及其注意事项要有比较好的了解,能够从谱图中分析出测试过程中可能存在的问题以及纠正的措施和办法等。概言之,就是要学会选择仪器、使用仪器,学会分析谱图识别谱图可能存在的问题,分析仪器的误差情况。

在讲解核磁共振中影响化学位移的因素时,围绕内因与外因两种因素来介绍,用唯物辩证法详细阐述内因与外因的关系,其中内因是事物变化的最根本的影响因素,外因对事物的变化、发展作用较小,外因是通过内因起作用的。但外因在特定条件下,对事物的发展、变化,有时也有较大的影响。因此,化学位移变化的内因,是由于核电子绕核运动而对核产生不同程度的屏蔽作用所引起的。这种变化与核电子云形状离核的远近有关。当有机化合物中某一元素与不同元素或基团形成价键时,由于不同元素的核或基团对成键电子的约束能力大小不同,会导致该元素核的电子云密度发生变化,从而导致其化学位移发生变化。例如:HF、HCl、HBr、Hi中,HF的化学位移值最大,Hi化学位移值最小。在CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中,CCl4的化学位移值最大,CH3Cl化学位移值最小。所以要重点地从内因上去讲解,便于同学们抓住主要矛盾,但是外因的影响也要注意,所以次要矛盾也不能忽略,也要注意解决,解决得好可以促进主要矛盾的解决。例如温度、浓度、pH值、溶剂等因素的影响。温度的影响主要是由于成键原子核运动程度不同而导致成键核之间的距离发生变化,从而使核的电子云密度发生变化。浓度影响主要是由于相邻分子中对核的电子云密度的影响。pH值主要是针对与氢形成氢键的核的影响。溶剂主要是针对能与氢形成氢键的溶剂,能使相邻核之间距离发生变化。

六、课程教学评估改革

按照传统的教学考核办法,一般是平时成绩占综合成绩的30%,期终考核成绩占综合成绩的70%,而平时成绩包括学生出勤考核、课堂纪律考核、课堂作业考核等。所以这种考核办法缺乏对同学们主观能动性的考核,他们是被动地接受考核,没有主动地参与考核,因此,他们的学习积极性还没有被充分地发挥出来,使得教与学没有很好地形成一个统一整体。教学中没有真正做到以学生为本,做好服务工作,如传授、释疑、解惑、引领、设计规划、交流沟通等方面的服务,没有真正帮助同学们解决在学习过程中可能遇到各种问题和难题,以实现充分调动他们学习的积极性、主动性和自觉性。

对有机化学的理解篇10

关键词:药学有机化合物光谱解析;教学方法;教学内容;教学目标

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2015)47-0118-03

《药学有机化合物波谱解析》是一门研究有机化合物结构与其波谱性质相关性,并进而确定未知有机化合物结构的学科。学生通过学习和训练应该熟练掌握常见结构类型的有机化合物光谱和波谱性质,并能够掌握解析未知化合物结构的基本思路和方法,可以解析简单的有机化合物,借助文献和资料可以确定复杂化合物的分子结构。本课程对学生能力培养的要求高于对课本内容的简单记忆,而目前课堂理论教学的现状,不能完全满足以上教学需求。本文以学生能力培养为重点,以实践教学为突破手段,对教学方法、内容和考评制度等进行了系统的改革研究,取得了预期的效果。

一、教学内容的完善与实践

(一)注重教学内容与学科前沿相结合

目前,《药学有机化合物波谱解析》在课堂上主要以介绍紫外、红外、核磁共振波谱和质谱的基本原理以及不同结构类型化合物的谱学特点为主。随着波谱学测试技术和新的测试方法的不断出现,在教学内容上应该注重基础知识与前沿科学技术的衔接,及时将有机化合物波谱解析方面的新方法、新知识和新技术融入教学当中。例如,将教学大纲中虽没做要求的,但在解决化合物绝对构型方面起非常重要作用的(circulardichroism,CD)谱、(opticalrotatorydispersion,oRD)谱[1]以及mosher法作为附加内容介绍给学生,让学生们了解立体化学的现代研究方法和手段[2]。

(二)注重教学内容与科研实际相结合

高校教师一般都是教学和科研双条腿走路、相辅相成,那么在课堂上讲授波谱学知识的同时,应注重将自己的学术研究成果转化为教学内容。例如,将自己在科研工作过程中获得的结构新颖、图谱特征鲜明、易于解析的化合物作为实例在课堂上进行结构分析讨论,加深学生对典型化合物结构特征的记忆,也有助于学生对于新型骨架化合物的了解。

此外,还可以筛选本学科优秀的硕士、博士论文,作为学生课外的学习材料,以补充现有教材内容上学科前沿介绍的不足,进一步丰富学生的学习内容,增强学生有机化合物结构解析的实践能力[3]。通过以上几个方面及时不断调整和更新教学内容,保持了课程教学内容的先进性、科学性。

二、教学方法和教学手段的完善

(一)加强学生对实际测试谱图的分析能力

传统的教学方式基本是从四大波谱的测试数据推导结构,与实际工作从图谱―数据―结构有一定距离,因此,学生对实际测试谱图的解析能力较差。针对此问题,教师在讲解理论知识的基础上,将具体化合物的实际测试谱图,如核磁共振图谱、红外图谱、质谱等,通过幻灯片的形式展示给学生。让学生们辨认谱图上的目标化合物信号、溶剂峰信号以及杂质信号,结合理论知识,仔细研究并推敲,增强实际谱图解析能力。与此同时,教师在讲授过程中也要改变传统的单向知识传授“教学型”的教学模式,积极探索并大胆尝试解决问题式、课堂讨论式等启发式教学方法。在图谱解析过程中学生可以积极发言、自由讨论,通过这种生动活泼的教学模式,使学生更加深入、灵活地掌握理论知识与实践解析能力[4]。

(二)现代化的教学手段融入教学过程

众所周知,有机化合物的立体结构不仅影响其理化性质,而且也会影响化合物的生物学活性。因此,必须增强学生对三维空间分子结构和有机立体化学知识的理解。为了实现此目标,教师在课堂授课过程中,应多采用多媒体、实物投影和分子模型等辅助教学手段[5]。并且在课件制作过程中,应积极与计算机相关专业教师合作,采用现代多媒体技术和各种信息软件技术(如Chemoffice、Chemwin、Flash等)相结合,有效提高传授给学生信息知识的质与量,增强学生对有机化合物平面和空间结构的理解[6]。

(三)设置学生自主设计的教学环节

为了与上述理论课教学内容相适应,理论课教学应设置4学时学生开放性和自主设计式的课堂教学环节。教师事先将学生分成若干个小组,把优秀的硕士、博士论文中代表性的不同结构类型的化合物图谱复印给各组同学。学生以小组为单位在课下对代表性化合物进行讨论和分析,自主设计解析过程并制作多媒体课件,在课堂上各组同学分别介绍自己化合物谱图的特点,不同谱图解析结构的优势以及结构解析具体分析过程。学生利用此开放性的教学过程,积极探索、各抒己见,结合教师对问题的归纳与点评,增强学生自我学习、分析问题、解决问题和数据归纳推理等能力[7,8]。

三、课程评价体系的改革

针对《药学有机化合物波谱解析》课程注重培养学生实际结构解析能力的特点,该课程的考试制度也需要进行相应的调整与完善,改变过去期末一张考卷定成绩的传统,实施“三个结合”的考试制度,即开卷闭卷相结合、期末平时相结合、理论实践相结合的评定方式。这种评定方式更加突出学生的知识、能力和素质的培养,更好地调动了学生学习的积极性。在“三个结合”的评定方式中,要特别注重理论知识掌握程度评估和学生实践应用(未知化合物结构解析)能力的评估,使得对学生能力的评估,更加真实、合理[9,10]。

此外,作为平时成绩的考评内容,我们尝试了每位学生针对有机化合物波谱解析的知识点拟一套考试题,并给出标准答案。通过此环节的学习,一方面可以考察学生掌握基础理论知识及其运用的能力,另一方面学生在拟试题的过程中,也进一步加深了对理论知识的理解和掌握。

四、强化实践教学改革

《药学有机化合物波谱解析》的实验教学是该课程的重要组成部分,是对教学理论加深理解和消化的关键环节。实验课教师结合理论课内容,注重实验教学内容的实践性及与理论课教学内容的关联性,并不时的地针对仪器的使用注意事项,及可能出现问题的解决方案等内容,让学生思考回答,或让学生提出问题,与教师讨论解答,从而培养学生分析问题、解决问题和创造性思维能力[11]。在实验课结束后,要求学生将紫外光谱、红外光谱、核磁共振、质谱的原理及其应用进行归纳总结,同时结合实际测试的四种谱图,对测试样品的结构进行解析,四种谱图相互佐证、融会贯通,增进了学生对抽象的理论课教学内容的理解。此外,在完成教学任务之余,积极配合波普学兴趣小组的同学开展自主设计性试验,让他们能够了解影响图谱测试的主要因素及二维核磁共振谱测试的基本方法,使学生们在实践中深入掌握波谱学的原理,帮助他们进一步增强图谱解析的实践能力[12]。

五、加强青年教师的培养

师者,传道、授业、解惑也。教师是药学有机化合物波谱解析课程建设与完善的实施者,所以青年教师的不断补充与培养,形成一支学历层次高、知识结构和年龄结构合理、教学效果好、可持续发展势头良好的教学梯队显得尤为必要。

(一)搞好传帮带,使新增师资尽快成长

青年教师一般均为相关专业毕业的博士研究生,基础理论知识扎实,但缺乏一定的理论课讲授经验。针对这一问题,青年教师必须经过一轮的试讲过程,并针对自己在讲课过程中出现的问题,去听取教学经验丰富的老教师的课程1~2轮,注意老教师在难点知识讲解的方式与技巧,吸取经验不断完善自己。此外,为了使青年教师尽快成长,为每位青年教师可以选择本专业经验丰富的教授作为指导教师,定期交流与规范授课内容,教授可以亲临教学课堂听课,指导青年教师授课内容与方法,并对教学过程中出现的问题和不足随时指正,促进青年教师成长进步[13]。

(二)建立集体备课制度

药学有机化合物波谱解析教学团队一直实行集体备课、学科会制度,定期召开教学研讨会,探讨学科前沿知识的发展与教学内容的相应性调整。通过集体备课制度,有计划地组织中青年教师讲授分别讲授紫外、红外、核磁共振谱和质谱的相关章节,通过集体讨论,进一步明确重点掌握知识点和一般了解性知识点的范围[14]。特别是在集体备课中邀请有经验的教授以及师范专业毕业的教师来讲授示范课,引导青年教师熟悉、掌握每一个教学环节的要求和标准以及授课的技巧和方法。

(三)鼓励青年教师教学与科研并重

鼓励青年教师重视科学研究,一方面要鼓励青年教师开阔眼界,在不影响本课程教学工作的前提下,到国外知名高校进一步进修和深造;另一方面,鼓励青年教师积极参与科研课题申报和研究工作,发表研究论文,在科研实践中不断提高自己的业务水平[15]。可以通过青年教师加入教授课题组的方式,引导青年教师开展科学研究工作,并通过在课题组中参与一些部级科研项目的申报和科研工作,不断地总结经验,完善自己科研思路并建立自己的科研方向。此外,还要鼓励青年教师多参加国内外药物化学或谱学技术领域相关的学术研讨会,通过在学术会议上的交流,及时掌握学科发展前沿和发展方向,促进青年教师在科学研究的道路上快速成长。反过来,青年教师在科研工作中增长了解决问题的能力和实践经验,会丰富课堂教学实例,有利于教学质量的提高,即科研反哺教学[16]。

六、讨论

21世纪高等教育的一个突出特征是从人的个性出发,充分调动人的创造力和潜能,这样才能适应知识经济时代对人才的要求。因此,高等学校的教学改革必须坚持以学生为教学中心,坚持理论课教学和实践课教学相结合,坚持课堂教学和课外教学相结合,坚持创新教育和创业教育相结合[17]。

目前《药学有机波谱解析》的教学计划和课程计划,更多于倾向于四大光谱(紫外、红外、核磁共振谱和质谱)的原理和有机化合物结构类型的谱学介绍,而综合谱学的运用以及谱学在实际科研工作中的应用介绍较少[18]。课堂谱学理论基础知识介绍多,试验教学和课外教学内容较少。因此,对于该课程来讲,难免存在学生死记硬背,难以掌握未知化合物结构解析思路的现象。甚至在后期的《天然药物化学》和《药物化学》的学习过程中,以至于硕士研究生的科研实践中,对于稍复杂化合物的结构解析仍存在困难,实践应用能力较差。

本文针对本科生教学总结的经验和《药学有机化合物波谱解析》课程的特点,通过改革教学内容、教学方法和考评制度,调动学生的学习积极性;同时,以理论课教学和实践课教学相结合,课堂教学和课外自学相结合,创新能力和自主能力培养相结合,增强了学生的自我学习能力,教会学生有机化合物解析的基本思路和研究方法,培养了学生的学习兴趣,进而提高了学生对药学和中药学事业的热爱,树立为我国药学事业奋斗的志向和自主创业的精神。

参考文献:

[1]吴立军.旋光谱和圆二色谱在有机化学中的应用[J].沈阳药学院学报,1989,6(2):148-151.

[2]王国凯,刘劲松,王举涛,许凤清,李云志,王刚.中药学专业波谱解析教学改革探讨[J].广州化工,2014,42(1):132-135.

[3]潘为高,罗彭,李兵,霍丽妮,卢汝梅,任赛赛,李勇.高校药学专业波谱学应用型教学模式[J].广西中医学院学报,2011,14(3):107-109.

[4]谢彩侠,催永霞,胡亚楠.有机化合物波谱解析教学模式的改革[J].教育论坛,2009,6(22):157-159.

[5]汪洪武,韦寿莲,刘艳清,刘玲,严子军,赵建芬,张素斌.《波谱解析》教学方法改革初探[J].广州化工,2010,38(6):273-275.

[6]左华,袁吕江,张保顺.《波谱解析》教学新思路[J].中国西部科技,2009,8(2):71-73.

[7]郭丽冰,陶曙红.《波谱解析》课程教学改革及教学效果调查分析报告[J].广东药学院学报,2005,21(4):480-482.

[8]刘劲松,王刚,吴德林,王举涛,李云志,王路明.《波谱解析》课程教学改革与实践[J].安徽医药,2013,17(1):178-180.

[9]冷炎,蒋平平.《波谱解析》课程教学方法探讨[J].广州化工,2012,40(8):202-204.

[10]周峰岩,刘丽娟,闫鹏,张文志,赵玉亮,周利.基于应用能力培养的《有机波谱解析》教学实践[J].广州化工,2014,42(24):178-180.

[11]许招会,王`,熊斌,林春花.波谱解析实验课程教学改革的探讨[J].光谱实验室,2013,30(3):1271-1274.

[12]周含笑,许招会,王`,熊斌,廖维林.《波谱解析》课程模块化教学改革的探讨[J].广东化工,2011,38(11):149-151.

[13]洪银兴.全面加强教师队伍建设努力培养学术领军人才[J].学位与研究生教育,2013,4:1-4.

[14]杨光明,潘扬.关于中医院校《有机波谱解析》教学的思考[J].中国民族民间医药,2010,19(22):43-45.

[15]赵兴秀,何义国,吴华昌,邓静,周健.科研教学相结合的创新型人才培养模式探索[J].广州化工,2012,40(3):131-133.

[16]徐清萍,尧俊英,何培新.科研教学相结合的应用型人才培养模式探索[J].广西轻工业,2011,27(1):155-158.