有機化學重要性范文
時間:2023-10-25 17:36:38
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【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】
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什么是邏輯學?在學界對其定位還存在著爭議,但是邏輯學作為一門工具學科,它的作用是顯而易見的,它給人們在問題的認識和解決上都提供了巨大的幫助,在學習和生活當中都有著非常重大的意義。因此,加強邏輯學教育,并且不斷的進行優化,是當前需要被重視起來的工作。
一、加強邏輯學教育的重要性
1、為思維的展開提供依據
思維的強弱決定著一個人解決問題的能力,但是好的思維并不是靠機遇或是無根據的猜測獲取的,它需要一定的縝密性作為支撐。這就需要在思維的過程中能夠有較強的邏輯推理能力。只有強化了邏輯能力,才能夠使人們在進行思考的過程中更具科學性、合理性,才能使問題的前后連接更加清晰,為合理的思維提供方法論的支撐。因此,可以說強化邏輯學教育,是為良好思維的產生提供有效的工具支撐。
2、培養較強的自主學習能力
通過強化邏輯教育,能夠提升學生們的自主學習能力,將正確的學習方法教會他們,使他們在學習的時候不會再死記硬背,拘泥于海綿式的學習方法中。通過強化學生的邏輯能力,他們可以批判性的分析學習的知識,將其有效內化,有利于培養創新型人才,能夠讓學生有效的結合思考與所學習東西,促使學生自行解決在學習中遇到的問題,并且能用最佳的方式給予解決,這樣就綜合有效地提升了學生們的學習能力。
3、增強決策能力,培養實踐能力
學生的實踐能力在一定程度上同邏輯思維能力有很大聯系,行為是人特有的本能,實踐能力不會訴諸于直覺或者本能,但是預先的理性卻對其有著非常巨大的影響。實踐的決策能力和決策水準在一定程度上決定著其實踐的成敗,邏輯學能夠將一定的思維工具為其在思想決策中時被及時提供出來。確立了實踐的目標,發覺、評價、分析實踐條件,制定、篩選、改正實踐方案,預見和評估實踐結果,都需要思維邏輯給予幫助與支撐,甚至實踐當中未知情況的發覺、重新考量實踐目標、或者說再次調整實踐的方案,也離不開邏輯的支撐,因此,在強化邏輯教學的過程中有著非常重大的意義。
二、邏輯學教育的優化策略分析
1、肯定邏輯教學的地位和作用,將其放在重要的位置上來對待。
現代學科的基礎即邏輯學科,對于培養學生在獲取新知識的能力、自學能力、語言表達能力、創新思維能力、批判思維能力上都有著巨大的推動作用。因此在教學的過程中教學人員應該重視起來這門學科的地位和作用,一定要把它當做教學當中一門不可或缺的重要學科,因此要做好這幾個方面:首先,將以繼承為中心的教育思想上進行轉變,將融入創新精神的教育觀念樹立起來;其次,將在學科作為教育中心的思想上予以轉變,將整體性知識觀念樹立起來;再次,將把智力發展為中心的教育思想上予以轉變,協調發展智力教學與非智力教學的教學方式。邏輯教學的作用和性質能夠決定著轉變教育的思想,就是把邏輯課程當做一門基礎性、工具性的學科向素質教育中納入,將其作用在教育教學中有效地發揮出來。
2、徹底改變老師一講到底,學生被動聽課的傳統教學模式,多啟發。
由于傳統教學模式給邏輯教學目標和教學任務帶來較大阻礙,因此,應將啟發式的教學方式應用到邏輯教學當中,在對邏輯知識進行講解時,教師與學生在思路交流上予以強化,依據各個章節教學規定,將具有啟發性問題提出來,主動引領學生們擴寬思路。對于學生中遇到的問題,積極地引導學生們去思考,在活躍輕松的氛圍當中,將學生們學習的自覺性調動起來,在教學的活動當中能夠使學生們主動的參與進來。在講課時教師不需面面俱到,應將重點和難點凸顯,再對課堂中附有邏輯性較強的知識點進行詳細的分析與講解,淺出深入,使學生們能夠觸類旁通,舉一反三,進而有效地培養學生們的邏輯思維能力。
3、轉變單一、呆板的教學方法,將抽象的邏輯理論應用到現實中。
抽象性是邏輯學科的一大特征,并且在學習與應用的過程中相對較為枯燥,為了能夠將學生們學習邏輯學的興趣調動起來,需要我們對教學當中以理論出發再到理論的單一、呆板的教學方法上進行轉變,將抽象的邏輯理論應用到現實事例當中來,這樣不僅能夠獲得理想中的教學效果,還能夠將學生們的邏輯思維能力提升上來,達到邏輯教學優化的目的。
4、在教授復雜、抽象理論時,應用感性、直觀的方法來強化記憶。
針對邏輯學教育當中的一些概念多、比較抽象的理論知識,可以應用感性、直觀的方法對學生的記憶上進行強化,例如模態判斷、性質判斷中的邏輯變陣等,通過圖示首先能夠幫助學生很好的理解邏輯知識,同時對學生的記憶上也會帶來巨大幫助。當然,也有很多邏輯教學方法,如法庭旁聽、專題講解等等。因此,為了能夠優化邏輯學教學方法,教師在教學的時候要不斷的進行改革與探索,在培養了學生們的邏輯思維能力后再將其真正的邏輯思維能力提升上來。
三、結語
無論是在學習還是生活中,我們都需要思維的指引才能向著前方不斷的探索,在這當中,就需要我們有縝密的邏輯能力作為后盾。只有在不斷學習的過程中強化邏輯思維能力才能夠在認識、行動與創新等各方面有著突破性的思考。因此,我們在邏輯教學的過程中絕對不能夠滿足于現狀,應在現有教學方式的基礎上不斷進行學習和完善,只有將邏輯學掌握好才能更好地為其它學科的學習打下堅實而牢固的基礎。
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關鍵詞:環境學科專業;有機化學教學;教學改革
有機化學是高等院校化學、化工、環境、制藥、醫學和材料等專業的重要的基礎學科,有機化學教學包括理論教學和實驗教學,理論課程教學內容包括各類有機化合物的組成、結構、性質、應用以及各類有機化合物之間相互轉化等[1]。隨著科技的迅速發展,在內蒙古地區環境(大氣、水、土壤)污染日益嚴重,而環境污染檢測與治理人才匱乏,少數民族人才更為稀少,針對這一現象內蒙古師范大學化學與環境科學學院2004年開設環境科學專業,2015年向蒙古族考生招生,培養地方性、民族性的環境專業復合型技術和管理人才。在我學院環境學科專業課程設計中有機化學在無機化學、分析化學等理論基礎上開設的必修理論課程,其教學質量對于學生的建立完整的知識結構,培養獲取和應用知識的能力以及創新能力有重要作用。然而,從有機化學課程性質而言,理論性強,有機化合物種類繁多,各種官能團結構性質不同而反應機理不同,不過眾多有機化合物只有C、H、O、N少數原子組成,各類官能團的化學反應有規律可循,其影響因素主要與誘導效應、共軛效應等電子效應和空間效應有關。雖說學生常常感到難理解和掌握,但是通過教學改革創新,有機化學完全可以讓學生簡單易懂,且記憶深刻的學科。另外,由于教學內容頗多,而課時相對少,正所謂時間緊任務重。導致學生在學習過程中出現學習壓力大,查詢相關文獻的時間相對少,從而學習興趣不高,失去學習積極主動性,因此達不到預期的教學目標。目前,加強環境科學專業有機化學教學改革迫在眉睫,面對有機化學教學存在的問題,立足于地方性和民族特性,從提高學生學習興趣入手,以教學內容和方法改革提高教學質量。
1有機化學課程的教學改革
內蒙古師范大學是培養基礎教育、民族教育師資和蒙漢兼通少數民族復合型人才的重要基地,奔著培養環境人才為目標,化學與環境科學學院對環境專業設置了合適的培養方案及目標。對環境專業學生而言,有機化學課程為必修理論課程,其教學內容要服務于后續開設的環境專業課程,要起到其上承下的作用。并其教學目的為:通過比較系統和全面地學習有機化學理論知識熟悉有機化合物微觀結構與物理、化學性質之間的關系,掌握有機基本的反應類型及反應機理;并引導學生認識和分析環境問題,激發探究能力和創新能力,達到運用有機化學理論學習有關專業課程,解決實際問題。根據學校特色和環境專業特性對有機化學課程教學改革要求,應優化課程內容,體現專業特性。
1.1精選教材和教學內容
以我校環境專業的課程設置來看,大二學年要完成學校開設的必修課程學習以外,環境專業必修課程學習,有機化學和物理化學及其實驗等基礎課程學習,有機化學學習分為理論和實驗部分,其中理論教學在一個學期。不同專業,有機化學內容側重點不同。首先,根據環境專業要求,精選教材。我學院通過比較非化學專業使用的教材,選用了高等教育出版社出版的由汪小蘭主編的“有機化學”進行課堂教學。這本教材涵蓋了有機化合物的基本性質、結構、命名等基本理論知識和分子軌道理論以及現代光譜學原理等內容,重點介紹了反應機理和立體化學。其次,結合實際情況,精選教學內容。結合目前課時少,內容多的情況,制定了環境科學專業有機化學教學計劃。由于后續開設了有機分析和波譜分析等相關課程,所以對有機化合物的分離提純,結構分析以及光譜在有機化學中的應用等內容進行刪減。除此之外,含硫和含磷有機化學其結構和性質,與含氧和含氮化合物類似,作為學生自學內容。
1.2體現環境科學專業特色
非化學專業學生普遍存在“重專業知識,輕化學知識”的觀念,于是學習有機化學首要任務是使學生認識到其重要性,從而觸發學習激情[1]。自入學起,環境學科的學生有困惑,那就是環境專業為何學化學知識?于是要求教師講授有機化學時,注重與環境學科之間鏈接。有機化學理論知識與實驗手段與環境科學專業后續開展的環境學、環境化學、環境檢測等環境專業必修及其實驗課程和相關選修課程內容都是息息相關的。教師將有機化學理論知識與環境實際問題結合起來,可以結合地方特性,舉出身邊的例子,比如黃河水內蒙古段干、直流水源是呼和浩特市人民主要飲水來源,其中有機污染物直接危害到本地區的人民(包括學生本人),來詳述有機污染物的來源,結構,檢測以及治理方法等。另外,教師通過介紹國內外環境科學的發展情況和先進的科學技術在環境治理中的應用,比如白色污染塑料等高分子材料通過化學手段降解形成燃料,使學生豁然開朗,提高學習積極性,主動查閱文獻,切身感受到有機化學的重要性及其在環境科學中應用[2]。
2課程教學方法的改革
在有機化學教學過程中,以課堂教學為主,在環境專業有機化學教學中,結合環境科學國內外發展、地方和學校實際情況、環境科學專業課程設置與理論需求、學生學習狀態,以教師深入學生,以提高學習興趣,以使用先進的教學手段,以查閱學科前沿為輔助,以進行針對性的實驗等改革教學方法,提高教學質量。
2.1因材施教,培養學生環境責任感
在教學活動中,學生是主體。環境科學專業的有機化學教學過程中,出現教師注重理論的教育忽視專業特色。因此,教師應因材施教,以培養環境科學人才為目標,針對環境專業的特色進行系統的有機化學理論教學的同時發揮專業特長,以介紹國內外環境污染情況,污染根源以及治理措施并用專業角度分析其原理等,培養學生環境責任感。
2.2旁搜遠紹,激發學生學習興趣
培養學生學習興趣,激發學生創新能力。教師在環境專業有機化學教學中,引導學生關注身邊的環境問題,培養環境責任感的同時激發應用所學的知識去改變世界的創新想法。教師巧用具體例子,促使學生認識學習有機化學理論的重要性。比如,在緒論中講述有機化學的進展,日常生活中的有機化學,有機污染物以及藥物有機化合物等內容,使學生感受到有機化學與人和社會息息相關;在講述烷烴過程中,汽油的“辛烷值”、汽油柴油的區別、石油醚的成分等為例,講別能夠發生化學反應的基團,其化學反應在官能團的周圍發生,而且化合物之間一定條件下可以相互轉化,引發學生的探究能力,使學生帶著興趣去掌握和應用有機化學理論知識;從介紹苯系物對環境污染及其對人類健康的影響,介紹此類化合物的機構、性質等,引導學生去查閱文獻,使了解污染源以及治理方法;以舉實例如“三聚氰胺”的形成及其危害、“復旦大學的投毒案”、疊氮化合物的爆炸性、禁用偶氮染料的結構性質及生態環境的危害等等,詳述含氮化合物的結構、化學性質及其相互轉換等,使學生對其產生濃厚的興趣同時培養學生環境責任感。另外,教師布置學生查閱學科前沿文獻,擴展知識體系。在我學院環境科學專業學生在第一學年有“專題講座”課程,三位環境專業科班出身、具有出國留學背景、承擔國家和自治區科研項目并具有碩士研究生導師資格的教師承擔這門課程,系統的介紹學科發展,學術前沿。在此基礎上,教師在有機化學教學過程中,特定的內容布置相關的查閱文獻任務,組織小組討論,總結寫查閱文獻報告。使學生了解國內外的環境學科中有機化學理論的應用,進一步體現有機化學與環境學科之間的銜接,培養查閱文獻能力,文獻總結歸納能力。另外,使學生產生濃厚的興趣,培養探究能力;擴展知識體系,初步形成科研意識[3]。
2.3殊途同歸,適當使用多媒體教學手段展示不同內容
有機化合物結構復雜,反應機理中涉及到電子轉移、重排以及立體化學,教師使用單一的講述形式,使學生感到枯燥,缺乏空間想象力的同學無法跟上課程進度,從而很難達到教學目標。不同教學內容選用適當的多媒體手段,可提高教學質量和效率。比如,講述旋光異構現象時,使用FLASH展示物質的實物和鏡像不重疊的性質———手性,用圖表列示物質的異構現象以及旋光異構的范疇,使用PPT簡單的動畫形象的描述手性物質的費歇爾投影式表示方法;在烯烴的親電加成和鹵代烴的親核取代反應中的立體化學的講述假如使用傳統的板書展示,學生很難領悟其中立體變化,使用簡單的動畫視頻演示物質結構和反應中的立體化學可克服此類困難;再如,單糖的結構特征,結構轉換以及通過不同糖苷鍵形成不同類型的雙糖、寡糖和多糖,氨基酸的結構特征以及通過肽鍵形成多肽和蛋白質,蛋白質的一級結構、二級結構、三級結構和四級結構,這兩個章節內容較多,涉及到的結構復雜,使用板書講述耗去大量的課堂時間,無法重復展示和對比介紹,使用生動的PPT和簡單的動畫演示,使教學內容簡單易懂,同時克服課時少,內容多的弊端。然而,多媒體是一種教學輔助手段,教師在課堂上需要積極與學生互動,觀察學生的反映來調整進度,重復放映或者進行對比,忌諱教師脫離主體,唱“獨角戲”[4]。
2.4學以致用,理論和實驗相結合
環境科學專業學生在后續開設的專業實驗操作與有機化合物密不可分,需要選作針對性的實驗,理論和實驗相結合,掌握有機化合物的研究方法和手段,提高學生動手能力、解決和分析問題的能力。有機化學實驗課程內容包括:(1)物理常數測定實驗:固體化合物的熔點測定、液體化合物的沸點和沸程、旋光活性物質的旋光度的測定、液體化合物的折光率的測定等,使學生掌握有機化合物的物理常數的測定操作,了解物理常數與結構之間的關系,進一步體會物質結構決定性質的原理;(2)分離提純實驗:蒸餾方法分離提純有機化合物、重結晶和升華的方法提純固體有機化合物、紙上層析的方法分離氨基酸,使學生熟練的掌握有機化合物的分離提純的方法和手段,有機化合物的物理化學性質是其分離提純的依據;(3)簡單合成實驗:合成簡單的環烴、醚、羧酸衍生物等有機化合物,使學生了解有機化合物之間的相互轉化,熟悉根據反應物質和反應產物設計合理的實驗步驟,力求達到較高的轉化率,熟練掌握有機化合物的合成、分離提純以及相關的操作手段;(4)性質實驗:在有機化學理論教學中,醛酮的化學反應較復雜、反應種類多,學生很難記牢,通過性質驗證試驗加深理論知識,經過觀察反應速度和沉淀顏色等實驗現象,分析其原因,培養學生分析問題的能力。而在后續環境化學實驗中,設計到有機化合物的元素定量分析、用氣質聯用法測定室內空氣中的苯系物測定等實驗,使學生進一步認識到有機化學理論和實驗課程的重要性、延伸性以及實踐性[5]。
2.5南腔北調,教學語言母語外語兼用
目前環境問題日益嚴重新型詞匯屢屢涌現,有機化學教學語言需要南腔北調,解決目前出現的教學難題。我校介于少數民族地區高等院校,漢語授課班需要使用漢語兼英語教學,蒙語授課班需要蒙語兼漢語、英語進行教學,以此克服某些教學中專業術語難解釋、難理解的困難。教師在專精專業有機化學教學改革中,結合地方性和學科實際情況合理制定教學目標,結合學科的專業要求精選教材和教學內容,根據整體培養計劃注重環境學科專業的其他課程的銜接。結合實際情況,將教師、學生、多媒體、學科前沿、實驗、教學語言等五個因素有機融入到教學實踐中,實現有效的教學活動,提高教學質量。
參考文獻
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[3]常雁紅,李天昕,陳月芳,等.興趣教學法在有機化學教學中的應用[J].中國冶金教育,2013(5):1-3.
[4]何興權,劉大軍.有機化學教學方法與手段的改革實踐[J].現代教育科學,2009(S1):98.
篇4
1激發學習興趣,提高學習積極性
有機化學課程知識點多,結構性質多,反應多且易混淆,概念抽象,反應機理抽象難理解,讓學生在學習過程中感覺枯燥,難懂難學,易失去信心,從而產生厭學情緒。此外,地方院校的學生,基礎稍顯薄弱,在高中階段部分學生對化學就不感興趣,進入大學后對化學類學科還殘留一些不“感冒”心理。“興趣是最好的老師”,因此激發學生學習興趣至關重要。首先,我們在第一次課講講生活中的“衣食住行”與有機化學的關聯性。如一些食品安全問題都是由于此類化合物濫用引起的,比如“吊白塊”、“西瓜膨大增甜劑”、“面粉增白劑”、“反式脂肪酸”、“增塑劑”等[3];講講有機化學與藥學互相關聯的例子,比如磺胺類藥物的發現,簡述喹諾酮類藥物的構效關系等,這些能讓學生充分認識到有機化學在生活中的重要性,在藥學專業中的重要地位,從而讓學生從內心感受到學好有機化學的重要性。其次,可以講有機化學諾貝爾獎獲得者的勵志故事,從人文思想上陶冶學生,無形中會增加學生對有機化學的興趣與重視程度。最后,老師第一次上課在形象、教學內容、激發方式上要根據學生特點進行精心琢磨。比如,我院藥學專業學生化學基礎普遍相對薄弱,對有機化學有愄具心理,第一次上課適時鼓勵他們就顯得相當重要。現在的大學生平時學習積極性不高,普遍課前不預習,課后不復習,這樣容易造成知識點越積越多,學習越來越吃力,慢慢產生“放縱式”學習,這種現象值得我們深究。我們平時把學生分成幾個學習小組,多布置團體作業給他們,這樣無形中可增加團隊協作精神和能力,無形中促進他們要學習,不能拖團隊的后腿,從而保持學習積極性。此外,我們組織學生在課余時間進行有機化學學習交流會,由高年級學生分享學習有機化學的心得,談談沒有學好有機化學導致以后在學習藥物化學、天然藥物化學等專業課程時的困境,“前車之鑒”有一定的鞭策作用。提高積極性的方法還很多,根據實際情況靈活運用,會有不錯效果。
2改革教學內容,教學手段多元化
有機化學教學內容稍顯陳舊,這就要求我們對教學內容進行一些改革,以適應教學發展和創新藥學人才需要。首先,我們根據自身院校辦學特色并結合學生整體情況,對教學內容進行精講、略講與自學等不同層次進行分類。比如波譜解析的知識和糖、氨基酸、蛋白質等內容作調整。其次,對教學內容進行整合,如李霞[4]、劉玉梅[5]等人對有機化學教學內容的整合很有借鑒意義。我們借鑒前人的教學經驗,加以改進形成一套適合自身院校的教學內容。此外,在教學過程中緊緊圍繞藥學專業培養體系的特點,把藥物化學、天然藥物化學、藥物分析等專業課程知識與有機化學緊密結合,比如:講酚這一章時,講酚羥基性質,可以聯系藥物化學有酚羥基的藥物,讓學生課后去尋找歸納總結,然后再課堂討論總結,這樣既能豐富有機化學視野,又可讓學生體會基礎學科的重要性,從而提高教學效果。有機化學教學手段不斷發展,形成很多不同特色的教學方法。我們在教學中根據不同章節加以應用,形成多元化特色。如我們可以用案例教學法講馬氏規則,親核加成反應等;可以用啟發式教學法[6]講化合物的命名、性質等;采用多媒體,把一些抽象知識形象化,提高學生的認知效果;當然,傳統的板書教學方法也必不可少,特別是機理解釋,習題講解時,板書的現場推理,能更好地讓學生對知識點的理解掌握。當然,有機化學教學手段還很多,根據自身教學特色,創新性地結合應用,不斷提高教學質量。
3調查總結學生學習情況,科學建立試題庫
有機化學課程內容多,很多知識點易混淆,如果課后不復習,很容易學了后面的忘了前面的,達不到好的學習效果。為了平衡考察學生對知識的掌握情況,提高教學效果,我們建立試題庫。這樣方便學生課后利用試題對知識點深入了解,同時期末還可用來作考察學生的試題,這樣可以達到每屆平衡科學考察學生。我們建立試題庫,根據自身院校特色與學生綜合情況,調查總結學生學習情況,精心鉆研,每年不斷改進。首先,根據每屆期末考試試卷分析情況,對試題難易程度、得失分情況、題型變化、知識點掌握等作個匯總,逐步建立題型多樣的試題庫。其次,通過發放問卷調查,調查學生對知識點的理解,掌握情況,對某些知識點講解所用教學方法,容易混淆的知識點等作個匯總,根據教學大綱要求科學平衡建立試題。再次,讓學生參與建立試題庫,根據他們在學習過程中容易混淆,容易忘記,難于理解的知識來出題,然后老師篩選出一套試題庫,這套試題庫用于學生以練題促進對部分知識點的理解掌握。通過學生出題,可以提升他們的學習能力。
4創新實驗教學,優化考核方法
有機化學是理論和實踐很強的一門課程,通過實驗教學不但可豐富理論知識,還可提高學生動手能力和思考、發現、解決問題的能力,因此實驗教學在有機化學教學中起著重要作用。但如果學生做實驗按照實驗指導書按部就班進行,實驗效果并不好,學生的積極性和主動性普遍不高。為適應藥學人才培養發展需求,提高實驗課教學質量,我們對實驗教學進行試探性改革。首先,精選實驗內容,改編部分教學內容。有些實驗內容陳舊,我們根據藥學專業,把部分有機化學實驗進行改編。其次,安排綜合性實驗,開設創新性實驗。有機化學與其他課程有交叉滲透,我們會開設綜合性實驗,指導學生完成。最后,為進一步提升實驗教學質量,豐富教學內容,鼓勵教師對實驗內容和方法進行改革。我們有機化學考核分為平時成績、實驗成績、期中成績和期末成績。我們可以科學創新改革,建立多元化考核體系。首先,可以在平時成績這一塊增加比重和考核類別。如課題討論、課后習題、小組討論、團隊作業(PPT形式)、調查總結報告等,這樣不斷促進他們學習,慢慢提高學習積極性。其次實驗成績,我們對平時的動手操作和實驗結果很重視,把它作為實驗成績考核的一部分,這樣無形中讓學生平時增加對實驗的重視程度,起到好的實驗效果。期末時,我們會組織實驗操作考核,這樣可以培養學生平時實驗動手能力的培養。期中成績,我們在教學中段進行期中考試,作為階段性考察學生學習情況。現在的學生較懶散,有中段考核,在一定程度上能讓他們保持學習積極性。有機化學隨著藥學專業學科建設的發展而不斷發展,為適應社會發展需要,培養創新藥學人才,我們必須對有機化學教學不斷創新改革。在教學中,根據不同院校辦學特色與學生綜合情況,不斷總結教學經驗和理念,不斷豐富課堂文化,在改革探索中形成特色教學體系。如何更好地促進有機化學教學發展和改革創新從而提高教學質量,培養創新人才,需要教學工作者進行長期深入研究。
作者:謝華松 林大都 黃思涵 張聲源 單位:嘉應學院
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篇5
[關鍵詞]有機化學實驗教學 教改 教學方法
有機化學是一門以實驗為基礎的學科,有機化學實驗能使學生熟練掌握基本技能的操作,通過對基本原理的驗證,加深對有機化學應用的認識和理解,鞏固理論知識,培養嚴謹求是的科學態度;這不僅是訓練和培養學生的科研方法和思維以及理性的創新科學精神,不斷地提高學生的分析、解決問題的能力,而且還是培養學生創新能力和良好的心理素質的一種教學手段,具有極其重要的地位。但長期以來,有機化學實驗教學中一直存在著諸如實驗內容相對固定,教學模式死板等問題和學生在實驗中只能進行模仿驗證,顯然不能滿足當今社會的需要。筆者借鑒國內各個著名高等院校改革的成功經驗,結合我校有機化學實驗教學的實際情況,針對目前有機化學實驗教學過程中存在的問題,從培養學生的能力出發,深化實驗教學改革,進行教改探索。
一、分析有機化學實驗教學中存在的問題
1.大學生對有機化學實驗重要性的認識不充分,積極性不高
有機化學實驗是有機化學教學的重要組成部分,是實踐性教學環節。實驗課的任務不僅是驗證、鞏固和加深理論性教學所學到的基本理論知識,更重要的是培養學生動手能力,綜合分析問題和解決問題的能力,培養嚴肅認真,實事求是的科學態度和嚴謹的工作作風,從而使學生在科學研究方法上得到初步的訓練。但是,由于有機化學基礎實驗都是驗證性實驗,沒有學生自己認為的創新性,致使學生敷衍了事,預習報告流于形式,照抄教材,實驗過程照搬硬套,被動地驗證、機械地重復,只重視實驗的結果,不重視實驗的細節和過程,操作不規范、不熟練,對做過的實驗中的操作、遇到問題的解決方法記憶不牢,認識不深。對實驗過程中可能遇到的問題、出現的現象,老師在實驗課中已經講解,學生不能自己正確分析,主動的思考,顯得較為被動,對有機化學實驗的重要性認識不深。
2.老師的教學方式傳統,限制了學生的創新性
在大學期間,由于有機化學是一門基礎課,一般在大一、大二學期開設的,其實驗也是基礎性試驗、驗證性試驗,學生基本上不具備基礎的操作知識和技能。因此,目前,有機化學實驗教學主要是采用傳統的實驗操作模式,通常是由教師組織安排,介紹實驗目的,實驗原理,儀器設備;對易出現的問題提出注意事項,對實驗中出現的現象提出理論解釋,學生按教師的講解按部就班的步驟重復實驗,獲取數據,驗證規律。使用實驗規定的儀器設備,按照規定的實驗方法和步驟,完成規定的實驗內容,然后按規定的格式完成實驗報告。它提倡嚴謹、認真、規范的學習態度,有利于學生掌握有機化學實驗操作要領,打下扎實的基礎。但卻往往會使學生缺少獨立解決問題的意識,挫傷學生的創造性和積極主動性,完全把他們放在了被動接受的位置上,嚴重地束縛了學生的創新性,缺少創新思想,缺乏學習興趣,導致記憶不牢,認識不深,做實驗只為拿學分,走形式,實驗操作過而忘,更不會掌握扎實的基礎。基于以上原因,筆者對有機實驗課進行了以下的教學改革探索,并收到了較好的效果。
二、探索實驗教學的方式改革
1.加強對有機化學實驗的認識,提高學生的重視性
有機化學是以實驗為基礎的科學,因此必須加強學生對有機化學實驗的認識,引起重視,才可能養成良好的實驗習慣和正確的實驗態度,避免一些學生只重視實驗結果,不重視實驗細節和過程,操作不規范、不熟練的現象。在有機實驗的開始,筆者就著重強調了實驗對于有機化學學習的重要性,引用德國化學家維勒的話:有機化學看起來恬象一座原始的熱帶森林,既充滿誘惑,又令人生畏;而實驗則是探索這座熱帶原始森林用于披荊斬棘的鐮刀。同時,舉例說明在理論上能夠制備的有機化合物,在實驗中如何才能實現條件制備此化合物,分析理論與實驗實際操作的差別,以提高學生對實驗的重視性。
2.基礎有機化學實驗結合實際應用與科研,提高學生的積極性
興趣是學習的動力,學生有了興趣,才會全神貫注,積極主動地去認識、實踐和創造。如何提高學生的積極性,筆者修改有機化學實驗的教學設計,刪減了一些與現實生活無關的性質實驗,如醇、酚、醛、酮和糖類等的性質;增加了與實際應用相關的天然產物提取和化合物的制備實驗,如從果皮中提取果膠、水蒸汽蒸餾法從煙葉中提取煙堿和乙酸乙酯的制備等實驗,并結合果膠在化妝品、食品中的應用,煙堿的危害,乙酸乙酯的應用,使學生明確化學與生活的關系,激發學生對有機化學實驗的興趣,提高學生做實驗的積極性,構建新的實驗教學課程體系。同時,實施科研在基礎有機化學中的滲透,采用目前科研常用的WRR熔點測定儀做熔點測試實驗;并在實驗講解中結合科研前沿,如做氨基酸的紙色譜實驗中,介紹高效液相色譜和高效氣相色譜的相關知識,做天然產物提取中介紹超聲波輔助提取(Microwave Assisted Extraction,MAE)和CO2超臨界提取方法等,一方面,可提高學生對基礎實驗的興趣,另一方面,促使學生在課下通過自己的努力了解目前的科研現狀和拓寬知識面。
3.改革教學方式,調動學生的主動性
為了改進過去那種總是教師先講,學生只需要小心謹慎地遵循教師的步驟去簡單操作的做法。筆者做了初步的探索,將本校05級應用化學專業的學生分成兩組,一組采用傳統的教學方式,在做實驗之前,老師講解實驗目的,實驗原理,實驗步驟、儀器設備;對易出現的問題提出注意事項,對實驗中可能發生的現象提出理論解釋,學生按教師的講解按部就班的重復實驗,獲取數據,驗證規律。另一組則采用老師在其前兩個最為基本的操作實驗進行詳細的講解和示范,對后面的幾個實驗在上課時不進行講解,學生通過預習和前兩個實驗所掌握操作,直接做實驗,實驗結束后,必須對本次實驗進行分析。但由于學生的實驗速度不一,無法同時結束實驗,也不可能讓早結束的學生花大量的時間等全部同學結束后,聽老師總結分析。針對此情況,筆者采取了在做下一個實驗中再講解上一個實驗的方法,這樣既給學生一個再查詢資料、討論和思考的過程,又可以復習鞏固上一個實驗所應掌握的知識。對于第一組學生,就如前面所講的一樣,學生課前不認真預習,實驗中“照方抓藥”,對實驗現象不認真觀察,養成懶惰的習慣,挫傷學生的創造性和積極性,缺少學習的興趣。對于通過教學方式改革的第二組學生的結果來看,前幾個實驗中肯定會出現很多這樣那樣的操作錯誤,但由于老師并不對實驗的具體操作講解,促使學生課下認真預習,提高了學生的積極性;同時,在實驗中出現了操作錯誤,老師再進行糾正,“吃一塹,長一智”,加深了學生的記憶,致使本組的學生在后幾個實驗中不會一而再,再而三地犯同樣的錯誤,操作非常規范;另外,對實驗中自己觀察出的現象,學生能夠積極主動地動腦筋先思考為什么,相互間討論,再聽老師講解,加深理解和認識。由于學生經過自己思考,主動地做實驗,并且老師根據實驗的操作給予操作分,勢必在主觀上引起重視,而且有種小競賽的成份,不但明顯提高了實驗的效果,而且使學生對實驗產生了持久的興趣,有利于激發學生學習的激情,提高了學生的綜合素質和發現問題、分析問題、解決問題的能力。
三、結論
加強高等院校有機化學實驗教學的改革,更新觀念,樹立學生在實驗中的主體地位,充分調動學生的積極性和創造性,提高學生的綜合素質,構建以素質教育為重點的實驗教學體系,不斷改進實驗教學方法,只有這樣,才能切實提高化學實驗教學質量,為國家的經濟建設培養合格的高等技術應用型人才。當然,隨著科學的飛速發展和培養跨世紀人才的需要,有機化學實驗還需要不斷改革,不斷創新,這就需要我們更加不懈地努力,為實驗教學改革進入21世紀及推動技術進步做出貢獻。
參考文獻:
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篇6
有機化學課程是工科院校一些專業的基礎課,學習此門課程很重要。但隨著教學調整,學時數在減少,針對少學時有機化學課程,我們在課程內容整合、教學手段多樣化、實驗內容選擇等方面進行改革初探,使學生擁有會學習有機化學、學好有機化學的能力,也可以提高少學時有機化學的教學質量。
關鍵詞
少學時;有機化學;教學改革
有機化學課程是化學類相關專業非常重要的一門基礎課程。有機化學課程主要研究有機化合物來源、組成、結構、制法、性質、用途及其相關理論等問題,是許多有關學科的理論基礎或技術基礎。因此,學好有機化學對學習有關專業知識非常重要。
一、課程內容的革新
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,使知識系統化。理論部分是在中學的基礎上加以提高,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的現象與實例,擴展和改變學生的思維,將理論與實踐聯系起來并應用于實踐。
2.注意課程內容的取舍
有機化學發展到今天,其內容面廣點深,絕不是短時間內可以掌握的和了解的,更不可能在如此少的學時內完成這一任務,這也要求我們在教學內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。從內容上分為基本理論和知識、主干內容(飽和烴、不飽和烴、鹵代烴、醇酚醚、醛酮,羧酸等)。基本理論包括緒論里的內容(共價鍵的知識、雜化理論),還有命名,異構現象,電子效應、結構和表征,基本性質等。主干內容包括各類有機化合物的化學性質。每一類化合物中必有一個特征反應,或是親電取代、或是親電加成,或是親核取代,或是親核加成,這個和官能團的結構有著密切的關系,也是這一類化合物首先要掌握的反應。其次有的一類化合物還有氧化還原反應、α-H的反應,氧化、還原等等也是必須要學會的反應。還有的一類化合物獨有的反應必須要著重講明,如鹵代烴和金屬鎂的反應。有的還要結合所講專業的特點將某個章節重點突出講解,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、聚合反應,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的在生產和生活方面有實用價值的內容,與專業相關性連接緊密。我們學院還自己編寫了習題集《有機化學導學》,這些習題結合上課內容,對學生針對性的聯系很有幫助,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新性能力的培養。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合成實驗代替原有化合物的性質操作練習,以合成產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實,學生每步的實驗過程都是最終產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合,在理論課上講授基本原理,在實驗過程中教師可以引導學生自行設計更優的實驗方法,使學生的創新性思維得以發展。
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容的高度關注,才能有興趣去關心現實問題。在課堂教學中,可以適時向學生提問,或提出問題與學生共同討論,用啟發性的語言誘導學生的思維活動,使學生根據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。啟發式教學是以充分調動學生的主觀能動性為教學指導思想的教學活動,啟發式教學方法是現代大學教學方法的主要特征。啟發式教學強調教師在教學中最大限度地調動學生的思維和學習的自覺性,引導學生融會貫通地掌握知識、培養發現問題、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系起來看問題。一是結構決定性質,性質反應結構。所以知道化合物的結構至關重要,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生反應的原子或基團。有機化學課本都是根據官能團分類的結果來分配成相關章節講解的,所以每一章中官能團首當其沖會發生反應。三是有機化學反應就是舊鍵的斷裂和新鍵的生成。一定要看反應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(誘導效應、共軛效應和場效應)、立體效應。這兩個效應是以影響有機化合物的結構和有機化學反應的重要因素,考慮問題時需要時刻考慮的。五是有機化學穩定性原理,從反應物到中間體再到生成物,越穩定越容易反應。
第二,短學時的課程注重知識間的銜接、對比和總結。烷烴、烯烴和炔烴是鋪墊章節,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(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,此章總結性講解,五個化反應,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,可以對比著講解。
第三,課堂中滲透學習有機化學反應的方法,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生反應的部位,再看舊鍵新鍵的變化、碳原子的去向以及一些規則就可以很好的記住化學反應方程式。第四,遇到上節課有重要的化學性質或理論時,都會回憶上節課所學習的內容,形式可以多樣化,比如讓學生回答上節課所學內容或者針對上節課的重點做幾道相關的習題,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注每節課所講的知識,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律和方法,優化了教學內容,改善了課堂教學效果,提高了有機化學的教學質量,取得了較好的效果。當然,有機化學的教學建設與改革仍在不斷地向前發展,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律仍將是我們提高教學質量的一項重要工作。
作者:楊卉 李松波 郝燕 王延銘 單位:內蒙古科技大學化學與化工學院
參考文獻:
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篇7
[關鍵詞]金屬有機化學;課程建設;人才培養
金屬有機化學課程是有機化學和無機化學交疊的一門分支課程,它是在無機化學和有機化學相互滲透的過程中發展起來的,主要涉及金屬有機化合物的合成及其相關反應。縱觀金屬有機化學的發展充滿了大量的意外發現。早在1827年,丹麥藥劑師Zeise用乙醇和氯鉑酸鹽反應而首次合成了金屬有機鉑化合物。之后,科學家們通過不同的方法合成了大量的金屬有機化合物,并研究其在催化,材料等領域的應用。隨著研究的深入,已經有許多科學家涉獵這方面的研究,自1963年以來,已有20多位科學家獲得了金屬有機化學方面的諾貝爾化學獎。由此可見,金屬有機化學具有重要的科學意義,并不斷推動人類社會進步和科學發展。這也體現了在高等院校開設金屬有機化學課程的重要性。因此本文將從開設金屬有機化學課程的作用,教學目標與任務,教學方法與手段及師資隊伍建設等方面探索和分析地方高等院校開設金屬有機化學課程的意義。
1金屬有機化學課程的作用
金屬有機化學作為有機化學和無機化學的交叉學科和分支學科之一,通常是普通高校高年級本科生的選修課程以及無機專業和有機專業研究生的必修課程。該課程涉及的基本理論較深,特別是一些理論需要借助無機化學理論來理解,同時也要有機合成功底,因此這就需要學生要正確掌握無機化學和有機化學的基礎理論知識;如有有機化學中的各種合成策略及無機化學中的各種配位場理論,晶體場理論及十八電子規則等。因此,通常高校在制定本科生人才培養方案時將會首先開設無機化學和有機化學課程,而金屬有機化學作為選修課程供有興趣的同學學習,本科生對金屬有機化學課程學習的要求不高,只要能夠掌握基本的金屬有機化學理論和相關化合物的制備方法即可,這能為他們今后考研打下基礎。而對培養研究生而言,特別是對于金屬有機合成及金屬催化專業研究生,這門課程的開設能夠極大地增強該專業研究生的專業理論知識,有利于學生利用相關知識解決科學研究中的具體問題,從而進一步培養了學生的學習興趣。
2金屬有機化學課程的教學目標與任務
金屬有機化學課程教學主要完成基本的理論講解,如配位化學,金屬配合物的相關性質等,以及不同的反應類型與機理,金屬有機化學的物理測量方法及其在有機合成及生物方面的應用,向學生講授完這些知識后,希望能夠達到以下的教學目標及任務:(1)提高學生的思想道德品質,文化科學知識和身心素質;(2)使學生掌握基本的金屬有機化學知識和培養學生運用該知識的能力,從而提高學生學習該門專業課程的學習興趣;(3)使學生掌握金屬有機化學的實驗技術,如無水無氧操作技術等;(4)使學生了解金屬有機化合物的形成方式,金屬配體的配位類型及一般性質;(5)了解金屬有機化合物的類型及所發生的反應;(6)掌握氧化加成與還原消除反應以及插入反應這些典型的反應類型;(7)掌握均相催化的機理,包括烯烴的異構化、加氫反應、氫甲酰化、偶聯反應等反應類型;(8)熟練掌握金屬有機化學的相關應用,如烯烴的復分解反應、碳氫鍵活化及金屬有機功能材料等方面的應用。
3金屬有機化學課程的教學方法
在講述這門課程之前,必須首先選定好一本教材,目前關于這門課程的教材很多,最近出版的是宋禮成院士和王佰全教授編寫[1],這也是目前關于金屬有機化學教材中最全面的教材。確定教材之后,形成各位教師獨有的教學方法,需要老師們自己在教學過程中不斷積累、創新和探索,在此,我通過瀏覽文獻、并結合在學習金屬有機化學過程中的心得以及地方高校的教學要求,對金屬有機化學教學方法做如下總結:
一、以“激發興趣”、“熟練掌握”、“形成系統”、“靈活運用”為目的的教學模式。以通俗易懂的教學案例激發學生的學習興趣,比如學生通常喜歡老師給他們講解關于某個反應類型的反應機理,開動學生的思維能力;以熟練掌握教材中的歸納性及總結性的反應類型、機理及相關應用。形成系統即在學習的過程中帶領學生抓緊教材中的一條主線。;靈活運用即能夠讓學生利用所學到的相關理論解決金屬有機化學問題。
二、強化和注重基礎理論知識的講解。作為交叉學科,金屬有機化學涵蓋無機化學及有機化學專業兩方面的專業理論知識。使學生弄懂了基本理論,這樣讓學生在今后的學習過程中能夠靈活地運用這些理論解決金屬有機化學問題。從大的方面來講,其基礎知識分為兩大類:金屬有機化合物的合成及測量該類化合物在材料,催化劑高分子科學上的應用[2]。
三、注重基本問題及金屬有機專業術語的講述。在學習金屬有機化學的過程中,往往我們會接觸到很多新的問題及專業術語。基本問題主要涉及的是反應機理的講述,如氧化加成與還原消除機理,親電與親核取代反應機理,插入反應機理及復分解反應機理等,這方面的教學,不能強迫學生去記憶,而是提醒學生今后碰到類似的反應能夠抓住反應的本質。而對于金屬有機專業術語主要可能涉及一些人名反應以及反應機理中描述的專業術語,有時描述金屬配體多重鍵,如卡賓和卡拜等。四、借助現在教學技術為教學手段,啟用網絡教學模式[3]。在學習該課程的過程中,經常會接觸到畫圖和反應圖示以及反應機理的描述。這樣可以提高教學效果。
4師資隊伍建設方面
擔任金屬有機化學課程的教師可以是有機化學專業的老師,也可以是無機化學專業的老師,但必須在金屬有機方面具有較扎實的理論基礎,當然,教學經驗是逐漸積累起來的。近年來,隨著研究生招生人數的擴大,全國一流的高等學校為地方院校輸送了大量金屬有機化學專業方向的博士研究生,這樣壯大了地方高校金屬有機化學的教學隊伍及科研隊伍,為專業人才培養提供了有力保障。總之,地方高校開設金屬有機化學這門專業課程,對高校提高人才培養質量,加強有機化學及無機化學兩門專業課程的發展具有重要意義。今后,我們也將繼續關注、重視和發展這門課程的硬件建設和師資隊伍建設。
參考文獻
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篇8
1.1實際操作能力差
學生通過實驗這個環節,可以提高其動手能力、獨立思考的能力、解決問題的能力以及實踐能力等,為將來從事科研項目奠定了基礎。然而,高校中的大多數學生進行實驗的能力普遍較差,達不到探究性教學這一要求,主要因為學生們的實驗操作能力較差,不能根據課堂所學的理論知識進行實際操作,遇到問題就束手無策,獨立思考的能力較差。
1.2課程內容單一
如今的高校有機化學教學課程較單一,幾乎所有學校的學生都學習相似的內容,同一高校的學生更是學習同樣的教學書籍內容。所以,有機化學這門課程缺乏創新,選擇性較差,綜合能力差,知識的相互關聯性有待加強,不能形成一個完善的有機化學課程群。因此,有些學生無法系統地掌握有機化學的理論知識,實踐能力較差,從而無法解決實驗過程中遇到的一些問題。
2.完善高校有有機分析化學教學的措施
2.1改善教學理念和方法
一方面,在高校有機化學教學中主要實施探究性的啟發式教學。即教學者在有機化學教學中對學生進行誘導式教育,充分調動學生主動學習的能力和積極性。教師不能對學生進行大量灌輸抽象的理論知識以及強迫學生背誦記憶,這會導致學生厭惡有機化學的學習,并且在實際操作中無法解決遇到的問題,不能正確、有效的學習這門課程。所以,這種探究性啟發式的教學模式不僅能夠開發學生主動學習有機化學的興趣,提高學生自主學習的能力,而且提高了學生的學習效率,培養學生的思考能力,為以后更深層的學習奠定了堅實的而基礎。另一方面,還應注重培養學生解決問題的能力。這就要求教學者要針對學生的具體實際情況,即學生掌握基本知識的水平、接受知識的能力、興趣愛好等,進行適當地專業知識傳授和實驗指點,不僅是單純領略到該專業知識,更重要的是提高學習的能力,走出誤區,突破盲點,不僅提高了學生主動學習的能力和興趣、加深對專業知識的理解能力和掌握能力,也提高了學生的獨立思考能力和學習能力。
2.2注重科學素養教育
首先,在高校有機化學教學體系中應重視對新知識的更新、補充。更新是高校當今進行教學改革中十分重要、緊迫的一項任務,更新教學內容,使教學知識現代化,不僅要求教育思想方面的更新、改革,還要求對專業技術方面問題的研究和解決。高校中有機化學教學模式中一些內容的理論性比較強或是知識比較陳舊,內容比較抽象,不好理解。所以,應適當將近年相關專業知識的一些成就、創新引入有機化學教育課堂上,不僅充實了學生的課堂學習和對有機化學更深刻、形象地理解,而且使學生了解該專業的發展現狀和具體應用,提高了學生對有機化學的理解深度,培養了學生的學習興趣。其次,教學者應結合實際生活中的案例進行課堂教學,豐富課堂活動。有機化學知識的呈現與人們的生產生活息息相關,人們的生活環境中處處體現有機化學,如各種食品健康問題,都是進行化學處理從而危害人們的健康。所以,任課教師應根據實際生活中的各種實例來闡述相應的原理知識,強調有機化學專業學科的重要性,開拓學生的視野。并且相應進行化學實驗,培養學生思考和解決問題的能力,進行實踐從而處理遇到的問題,進行科學探究和知識創新等。
2.3完善專業課程體系
首先,高校有機化學教學方法應符合該課程的綜合化趨勢。而在設計綜合化專業課程過程中通常都重視內容而忽略學習活動的綜合,相應對內容綜合化研究的較多。然而課程的綜合化是內容綜合與學習活動綜合的統一、結合,兩者應共同發展。在有機化學課程綜合化過程中,傳統的無機、有機、分析以及物化這四個研究方向之間的聯系越來越緊密,相互滲透,相互綜合。其次,在進行有機化學課程的綜合化改革時應著眼于教育系統中的整個課程體系,不僅從科學技術和社會環境生活,以及相互作用等各個角度去考慮該課程綜合化的內涵,還應各學科一體化教學以及課程和教學的一體化的角度來建立綜合化課程。最后,增設高等有機化學、有機合成等專業選修課程,加深學生對有機化學的學習,拓展學生關于有機化學的知識面,深刻理解相關基本知識,為學生以后的學習、研究打下堅實的基礎。
篇9
關鍵詞:有機化學;石油化工;煤化工;職業教育;問卷調查
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)18-0229-02
0 引言
近年來,高等職業教育迅速崛起,成為影響高等教育體制變革的一件大事。以高職院校為主體的培養技能型人才的高等職業教育發展到與普通高等教育等量齊觀的地步,來勢迅猛,發人深思。高職教育圍繞知識的應用,注重以職業能力為本位的工作過程體系,培養的是在生產、建設、服務與管理第一線工作的高端技能型人才。 “工學結合”的高職教育人才培養模式,“基于工作過程”的課程體系設計,“必須、夠用”的課程內容選取,充分體現了高職教育以培養學生職業能力、應用能力為主的特色。
《有機化學》是高職院校化工技術類專業(精細化學品生產技術、石油化工生產技術、應用化工技術等專業)必修的一門專業基礎課,有機化學研究的內容包括有機化合物的來源、制備、結構、性質、應用以及相關理論和方法學問題等。顯而易見,專業方向和就業傾向不同,對于《有機化學》課程學習內容的側重點也就不同。為了改善我院目前《有機化學》課程的教學現狀,課題組擬將《有機化學》課程的教學內容分為基礎模塊和拓展模塊,基礎模塊學內容,拓展模塊則根據在相關化工企業調研的結果,針對專業方向、就業傾向的不同,對教學內容進行不同的選擇性組合,以適應不同的工作崗位任務要求。
本調查通過走訪我省部分大中型石油化工、煤化工企業、咨詢企業人力資源部門和技術部門負責人、回訪在企業工作的我院畢業生等形式,對企業人才結構與知識需求狀況進行問卷調研,并結合教學現狀,收集不同專業方向、職業傾向學生對《有機化學》課程的知識技能要求,旨在獲得石油化工、煤化工企業職工日常工作“必須、夠用”的《有機化學》課程知識與技能的基本要求,以便于制定出更加符合石油化工、煤化工專業學生就業需要的《有機化學》課程教學大綱,進而為企業和社會培養出更多更優秀的石油化工、煤化工行業高端技能型人才。
1 調查情況介紹
1.1 調查方式 本次調查采取重點走訪和發放問卷兩種主要途徑進行。
重點走訪對象包括省內石油化工、煤化工、天然氣化工企業人事部門主管5人,企業技術人員5人,省內石油化工專業職教專家1人。
進行問卷的企業除了要求專業針對性強外,考慮到目前學生就業實習需要,我們選擇了一下三類大中型企業:①接收我院畢業生就業較多的企業;②我院的長期生產實習基地單位;③學生期望能夠就業的單位。共選擇大中型石油化工、煤化工企業5家。問卷的五家大中型石油化工、煤化工企業分別為:延長油田集團有限責任公司、中國石油長慶石化有限責任公司、延長石油北京化工工程有限責任公司、陜西渭河煤化工有限責任公司、咸陽天然氣化工有限責任公司等。
1.2 調查內容 本次問卷調查表以化學工業出版社出版,高鴻賓主編的高職高專教材《有機化學》(第二版)和周志高等主編的高職高專教材《有機化學實驗》(第二版)為基礎素材,并進行了充實和完善。問卷調查內容分理論和實踐兩部分。理論部分按照有機物類型的不同進行劃分,共18個教學項目,具體包括緒論、烷烴、環烷烴、烯烴、二烯烴、炔烴、芳香烴、鹵代烴、醇和酚、醚和環氧化合物、醛和酮、羧酸、羧酸衍生物、含氮有機物、雜環化合物、碳水化合物、氨基酸和蛋白質、對映異構等。實踐部分包括安全教育、有機基本操作、有機合成、性質與鑒定、綜合實驗等5個項目。要求被問卷人在其認為必須掌握的知識點對應序號上做出標記,同時,如果認為還需要增加那些內容,一并添加在相關知識點附近。
1.3 問卷對象 發放問卷120份,回收有效問卷117份。按性別統計如下,男性76.92%,女生23.08%。按學歷統計如下,碩士0.85%,本科11.97%,高職72.65%,中專1.17%,未填寫12.82%。按第一學歷專業統計如下,化工類專業75.21%,非化工類專業5.98%,未填寫18.81%。
2 理論部分調查統計與分析
2.1 項目整體調查結果與分析 統計結果顯示,各個教學項目的必要性從高到低依次排列如下:烯烴、緒論、烷烴、環烷烴、醇和酚、炔烴、芳香烴、醛和酮、氨基酸和蛋白質、含氮有機物、碳水化合物、二烯烴、鹵代烴、醚和環氧化合物、羧酸衍生物、羧酸、雜環化合物、對映異構等。
從問卷結果可以看出,對于石油化工、煤化工行業從業人員來說,使用頻率較高的有機化學課程內容主要有:烯烴、烷烴、環烷烴、醇和酚、炔烴、芳烴等。相對來說,烴的含氮衍生物、含鹵衍生物、復雜含氧衍生物、碳水化合物等知識使用的頻率較低。這一問卷結果和石油化工、煤化工專業學生從業崗位密切相關。其中,傳統上將一個國家乙烯產量的高低用來衡量一個國家石油化學工業的發展水平,說明了乙烯在石油化工行業的重要性,反映在調查結果中,與烯烴相關的教學內容是此次問卷調查對象認為最重要的有機化學課程知識。同樣,石油以及石油產品,汽油,煤油,柴油等均是不同的烴類化合物,因此石油化工行業職工日常接觸最多的也就是這些有機物,反映在問卷結果中,這些相關內容也被認為相對來說比較重要。對于烴的衍生物,相對來說,醇等簡單含氧衍生物比較重要,這應該與當前能源不足,大量醇類被單獨或者混合作為燃料使用,導致以煤為原料生產甲醇的企業增多有關。
2.2 項目內部不同任務的調查與分析 以烯烴這一項目為例,不同任務的必要性從高到低依次排列如下:烯烴的化學性質、烯烴的來源和制法、烯烴的鑒定、烯烴的物理學性質、乙烯的結構、烯烴的異構與命名。有機化學教材對于每一種類型的化合物,都分別從分類、異構、命名,結構、物理性質、化學性質、來源等方面進行了介紹。從各種項目的統計結果來看,有機化合物的化學性質在各個項目統計中均處于前列,說明有機化學物的化學性質很重要,這一點顯而易見。各種有機化合物的來源和制法、鑒定與生產密切相關,從調查結果來看也靠前。而有機化合物的結構、異構等深奧的理論知識,僅從調查結果來看,必要性不是特別強。
3 實踐部分調查統計與分析
從統計結果來看,有機化學實驗的基本操作、有機化學實驗基礎知識、有機化合物的性質與鑒定這三個項目比較重要。基本操作項目中,蒸餾、加熱與冷卻、萃取與洗滌等三個任務相對重要,這些都是石油化工、煤化工生產中的常見生產操作。基礎知識項目中,事故的預防與處理相對重要,因為石油化工、煤化工行業是危險行業,掌握必要的事故預防與處理常識就尤為必要。有機化合物的性質與鑒定項目中,未知物的常規鑒定方法、常見有機化合物的性質與鑒定相對重要,這些是石油化工、煤化工行業常用的化學分析檢驗方法和操作。
4 對《有機化學》課程教學的一些建議
4.1 石油化工、煤化工專業的《有機化學》課程教學內容要有選擇性 與精細化工行業調查結果不同(調查結果另文發表),石油化工、煤化工行業職工認為相對重要的教學內容是烴、烴的簡單含氧衍生物,這就要求在石油化工、煤化工專業,要加強這些內容的教學,為學生畢業從事相關領域工作進行必須和夠用的知識積累。
4.2 在教學中,要重視與生產實際以及科技前沿相結合 從調查可以看出,醇、醚等烴的簡單含氧衍生物也相對比較重要。近年來,能源緊缺、環保要求提高,導致大量使用甲醇、甲基叔丁基醚等含氧化合物作為燃料、汽油抗爆劑,省內出現多家煤制甲醇、合成甲基叔丁基醚企業,這就要求在課程開發中要重視結合生產實際,加強開發相關教學題材。同時,隨著科學技術的發展,有機化學中的一些不完善的理論不斷的被更新,這也要求在教學過程中,要密切關注科技前沿。
4.3 要重視有機化合物化學性質的教學 在教學過程中,以有機化合物化學性質的教學為中心,讓學生理解、掌握以至于能夠應用有機化合物化學性質為生產生活服務,這是有機化學教學的最終目的。實際操作過程中,可以將這些內容設計成基于工作過程的教學項目,按照“教學做”一體化的模式進行項目化教學,讓學生在實際操作中完成相應知識的構架。
4.4 在實踐教學中,要重視基本操作、基礎知識的教學 在《有機化學》實踐課程教學中,要加強基本操作、基礎知識的教學,使學生掌握必須的實驗技能、必要的事故預防與處理常識。在實際教學過程中,應該強化基礎操作的訓練,譬如煉油工業中常用的常減壓蒸餾、加熱與冷卻、分餾等,使學生從理論到實踐的熟悉這些操作。
4.5 要重視加強石油、煤、天然氣化工安全教育 無論是問卷調查企業職工,還是重點走訪專家,都一致認為要重視“實驗室事故的預防與處理”、“化學危險品安全常識”教育。近年來,石油化工領域不斷發生的危險事故,將石油化工安全推向人們的視野,成為大家關注的焦點。在實際教學中,可以通過滅火防火模擬演練、事故危害分析、展示事故圖片等手段加強化工安全教育。將廈門PX項目紛爭、蘭州石化公司爆炸著火事故、河南伊川煤礦爆炸事故、西安液化氣爆炸事故等典型案例引入相應教學環節,增強學生的安全意識。
參考文獻:
[1]高鴻賓,王慶文,高振勝.有機化學[M].北京:化學工業出版社,2005.
[2]陳淑芬,湯長青.有機化學(理論篇)[M].大連:大連理工大學出版社, 2009.
[3]孫賓賓,王芳寧.高職有機化學課程教學現狀和改革探討[J].甘肅科技,2008,24(7):170-171.
篇10
【關鍵詞】藥學,有機化學,困惑
一、積極心理暗示,消除學生學習有機化學的畏懼心理
學生對有機化學課程的學習缺乏自信,甚至產生抵觸心理。原因是我校大部分高職生都是文科生,化學基礎相對薄弱,這種原有的認知,使他們從心理上排斥有機化學。因此,在第一堂有機化學課上,應該通過積極的心理暗示消除學生對這門課程的畏懼心理,樹立學好有機化學的信心。此外,部分學生還覺得化學難學是因為一個個的化學元素符號或化學式,就像英文單詞一樣讓他們頭疼,這個時候可以告訴他們只要認識C、H、O、N、S這幾種元素,然后跟著老師的思路走就可以學好,這樣就能夠消除學生原有的認知帶來的抵觸性,使學生在身心放松的狀態中進入對有機化學的學習。另外,在教學過程中,要使用鼓勵欣賞的語氣給予學生反饋,暗示學生勇敢地學習和發言,這樣可以有效地克服學生的厭學情緒。“試一試,你沒問題”,“分析的很有道理”“不錯,很好,就是這樣的”等褒獎式語言可以起到鼓勵的效果。
二、理論聯系實際,改變學生對有機化學的短視癥
1、結合日常生活,激發學生的學習興趣
在有機化學緒論課上,要結合日常生活,消除他們印象中枯燥無味的化學,激起學生學習有機化學的興趣。教師可以聯系生活實際創設問題情境,給學生設置懸念,激發其好奇心,帶著問題聽課,使他們以最佳狀態盡快的融入到學習中。例如,“有的人喝酒會臉紅,有的人臉發白,這是什么原因呢?喝醉酒后又如何解酒呢?”;“醋是酸的,糖是甜的,咖啡是苦的,是什么成分讓它們的味道不一樣呢?”;“茶葉有很多作用,有助于延緩衰老、預防和治療輻射傷害、美容護膚、醒腦提神。”等等,這些都需要有機化學的知識來解釋。
2、緊扣藥學專業知識,提高學生的學習積極性
大一學生對藥學專業認識尚淺,認為將來就是賣藥的,學有機化學沒有用處。針對學生的這種困惑,結合自己的教學體會,可以采取以下幾個對策:首先,教師在第一節課應讓學生了解所學專業的就業方向及要求。作為一所高職醫學院校的藥學生,就業方向主要有醫院藥劑師、醫藥企業相關崗位、社會藥店店員等崗位。其次,告訴學生工作中會需要考取藥劑師、執業藥師等藥學專業的資格證書,而這些證書的獲得都需要有機化學的基礎知識。最后,在教學過程中,應密切聯系藥學專業知識,提高學生學習有機化學的積極性。例如,在講對映異構體的生理活性差異時,可以列舉學生感興趣的“減肥藥”-左旋肉堿,左旋肉堿是一種營養強化劑,被廣泛用于食品、臨床醫療等領域,在2003年被國際肥胖健康組織認定為最安全無副作用的減肥營養補充品,但左旋肉堿不是減肥藥,它的主要作用是運輸脂肪到線粒體中燃燒,是一種運載酶。要想用左旋肉堿減肥,必須配合適當的運動,控制飲食。右旋肉堿是左旋肉堿的對映異構體,卻已被證實對人體有害,可造成肌肉酸痛,嚴重時會導致肌肉萎縮!
三、教學方式多樣化,降低學生學習的困難度
1、多媒體技術與傳統板書相結合
有機化學知識量較大,各章節的知識既有抽象的化學結構,又有具體實際的化學反應以及有機物的命名,學生很難適應,無法及時接受所學知識。因此,在教學過程中,可根據教學內容的特點采取不同的教學形式。具體的做法是以板書為主,配合PPT展現,中間穿插模型講解。例如對于有機物的命名以及有機化學反應,用傳統板書講授,在板書的過程中,學生能夠跟著老師的節奏走,知道一個有機物的名稱是怎么來的,一個有機反應是如何發生的,有足夠的思考時間來吸收所學知識,如果用多媒體技術來講授這部分內容,學生普遍反應跟不上。在這里,多媒體所展示的知識量比較大,學生會忘記,而板書是做給學生看,學生就會記住, 在此基礎上如果再讓學生做題,也就是讓學生參與,學生就會掌握。
2、對照比較,歸納總結
學生在學習有機化學時覺得內容繁雜,知識點分散,容易混淆,頭緒亂。普遍出現了“上課能聽懂,下課就忘;學了新知識點,忘舊知識點”的困惑。原因是學生腦海中只是知識點的復雜羅列與堆砌,沒有使之系統化。針對這種情況,在教學過程中,可對相似的知識點采取對照比較的方法,讓學生找出其共性和個性,就可以使知識系統化,從而做到融會貫通。同時,應注意各個章節知識點的相互關聯,對相關的知識點進行歸納總結,揭示知識點之間的內在聯系,搭建起知識的整體框架。例如可針對不同有機化合物的命名、常見有機物的鑒別、有機反應式等分類歸納總結,讓學生從中把握知識點的內在聯系,從而對所學內容有一個系統而完整的理解,這樣就會提高學習效果。
3、案例教學法
學生在學習過程中,主動意識薄弱。通過課下與學生交流發現,大多數學生做不到課前預習和課后復習,老師布置的作業也是機械的去完成,很少主動動腦思考。針對這種情況,可選擇性的對某些章節進行案例教學。案例教學比較重視學生的學習主動性、積極性與創造性的開發,學生的思維是開放的,不受教師行為的限制。學生可通過查閱相關資料,分析案例,從自己的角度出發來解決問題,可以以小組為單位進行討論并進行互評、提出質疑,最終得出結論。例如,在羧酸這一章中,教師可引入案例:驚動全國的“齊二藥”藥害事件,就是患者使用齊齊哈爾第二制藥廠生產的亮菌甲素注射液后出現急性腎衰竭臨床癥狀。學生通過查閱資料,分析整理,經小組討論,歸納總結了出現這種癥狀的原因:該批號的亮菌甲素注射液含有有毒有害物質二甘醇,二甘醇在人體內經氧化代謝會產生對人體有害的乙二酸(草酸),草酸能與人體血液中的鈣離子形成不溶性的草酸鈣結石沉降在腎臟,從而導致腎衰竭。在這個案例教學中,學生主動參與,積極搜集和處理信息,小組內學生間樂于討論與交流,基于此案例教學,學生體會到了有機化學在藥學專業中的重要性,分析和解決問題的能力得以提高,并養成了自主學習的興趣和團隊協作的能力。
參考文獻:
[1]劉春葉.淺談醫學有機化學教學的幾點體會[J].西北醫學教育,2011(3).