关键词:教学;教学;教学策略
部分学生由于对高中有机化学没有掌握到学习要领,因此对化学知识吸收能力不强、不能灵活运用知识,出现知识拖欠情况,逐渐跟不上课堂进度,进而陷入学困境地。针对这一问题,高中化学教师该如何采取有效措施去这一问题的症结所在,是本文中笔者所要重点提出与研究的。
1基于学生的学习兴趣,选择教学的最佳时机
对于任何学习科目而言,良好的学习兴趣都是其能够主动投身到学习过程当中,在课堂上完全跟随教师的思维而展开学习和理解活动的重要基础与前提。所以教师在展开有机化学教学的过程中,要充分把握学生的兴趣点,选择更加符合高中生心理特征、思想特点以及兴趣爱好表现的教学时机,在课堂上引入新内容、新观点以及教学重点等。。再例如,整个高中化学教材的设置,其内容划分为有机化学和无机化学两大版块,当无机化学的学习结束之后,学生随即而来接触到的就是有机化学,这个时候就有可能因为接触到一个全新的知识体系,而感到好奇和兴奋,这本身就是一个兴趣拔高点,也是教师可以用来把握教学的第一个最佳时期。
2处理好不同知识模块之间的过渡与衔接
高中有机化学部分的教材内容涉及主要包括两方面内容,即必修板块和选修板块。相对而言,前者是内置于“化学与可持续发展”部分展开的较为笼统的介绍,而后者则是相对的教学板块,有非常详尽的有机化学教学内容与模块设置。鉴于此,教师在展开具体的教学活动时,就需要充分处理好这二者之间的关系,做到必修内容和选修内容之间的有效衔接,使学生产生良好的过渡和缓冲心理,具体来说,主要包括下述两方面内容:首先,时刻把握化学课程学习的主题与精髓,即“结构决定性质,性质反应结构”。同时这也是有关有机化学学习的一项非常重要的指导思想,在解决诸多有关该系列内容的题目当中会发挥十分重要的作用。它指的是学生必须充分认知和理解“官能团”在有机化学学习过程中所能起到的作用和所扮演的角色,在通过必修课程模块当中理解和掌握到一定有机化学代表物的基础上,能够根据“官能团”的一致性,由代表性物质引申出一系列具有相似性或关联性的物质,例如从甲烷到乙烷,甲醛到乙醛,甲醇到乙醇的过渡;或者由乙醇过渡到一半醇类化合物和其它经济基化合物等,实现从个性到共性的推论。其次,充分认知和理解自然科学学习的主要方法———“归纳、演绎和类比推理”。例如在学习脂肪烃这一章节的相关内容时,就可以充分采用“复习再现、迁移提高”的教学模式。教师可以首先通过演示甲烷、乙烯等有机化学物质的立体模型,通过复习、总结出个性特点和结构规律;然后通过学习迁移,根据有机化学学习的关键点“结构决定性质”,进一步的出所有有关烷烃、烯烃的结构化学式的表达方法、结构特点以及其性质表现。其目的在于让学生在手动的观察过程中,能够更为清晰和直观到感受到有机化学的空间感、和立体感,从而在由手到眼、再到思考的过程中,不断提升个人的思维判断能力和类比迁移能力。
3利用多媒体或其它现代化的教学设备辅助教学
有机化学当中所涉及到的物质大多具有非常复杂的结构特征,其内部空间排列、次序以及不同元素之间的组合关系都呈现着非常明显的特殊性,会为学生理解和充分认知这一章节与该系列内容的知识带来一定的困难。。通过引入各类现代化的辅教学设备,不仅可以让学生对有机体的空间构型、元素比例、结构排列以及同分异构等问题产生非常直观的认知,还能在一定程度上培养学生的空间想象力和思维关联性,从而起到加深学生学习效果与理解力、记忆力的作用。
4注重对学生学习能力和分析能力的培养
对于有机化学的学习者而言,在教材设置促使其必须有传统无机化学转向有机化学进行过渡时,会出现思维上和学习方法上的“不适应”,其不仅表现在解题过程和理解问题中出现的“不适应”,也表现在课堂上传统的思维模式却没有办法接受全新的知识过程,事实上这些都是由有机化学这一全新知识模块其独有的特点所造成的。相对于有机化学,无机化学从整体课程的设置以及内容的排不上来说,所涉及到的知识点、记忆点都比较少,需要强行理解的部分也不多。但是由于有机化学本身是“结构至上”的一系列内容,因此多样的组合导致了多样的变化,也导致了学科的复杂性,这就对学生的综合素质出现了不小的挑战与更高的要求。在这样一种局面下,学生就要打破传统的思维定式,不断提升自我的思维判断能力和逻辑分析能力,以一种全新的视角来展开有机化学的学习。综上所述,高中有机化学部分的教学是整个高中化学进程中的关键点与难点。对于化学教师而言,为提高教学质量就需要基于学生的学习兴趣,选择教学的最佳时机;处理好不同知识模块之间的过渡与衔接;利用多媒体或其它现代化的教学设备辅助教学;注重对学生学习能力和分析能力的培养———只有这样才能让学生逐渐克服对于有机化学学习的困境,从而更好地投入到对知识理解和内容吸收的过程当中。
单位:河北省唐山市第十二高级中学
参考文献:
关键词 民院校;有机化学;实验设备
中图分类号:G2.0 文献标识码:B
文章编号:1671-4X(2013)27-0107-02
近年来,民院校得到快速发展。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
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
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关键词:高三;有机化学;复习
高三阶段的学习,主要以课程复习为主。与新授课不同的是,复习课的目的主要是在学生已有知识和学习经验的基础上,提高学生知识的综合运用和解决实际问题的能力。在实现这一目标的过程中,有效的教学方法与教学手段就显得非常重要。本文以“高三有机化学复习”为例,对上海新高考招生入学下的高三化学课复习的教学策略进行了简要阐述。
一、“高三有机化学”的基础知识与高考考查方式
根据《上海市中学化学课程标准(试行稿)》及其调整意见,高中化学等级考试中,“常见的有机物”约占20%,试卷由选择题和综合题两部分组成,综合题中必须有一题是关于有机物的,有机物的重要性不言而喻。高中化学涉及到的常见的有机物主要包括烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃:重点是苯及苯的同系物),以及烃的衍生物(卤代烃、醇和酚、醛、羧酸和酯、油脂和氨基酸)。而在历年高考考察中,又偏重于对有机物官能团性质的考察,以有机推断题为典型。
二、“高三有机化学”的复习教学策略
从某种意义上来说,高三化学课程的复习主要是围绕着“考点、重点、热点、难点”四个方面来构建知识体系的。学生要想熟练运用相关知识解决实际问题,就离不开对“考点”的了解,对“重点、热点”的掌握,对“难点”的突破。。1.做到心中有学生,做好课内外的衔接互补。为了提高高三化学复习课的效率,教师要在课前了解学生对知识的掌握情况,仔细查找学生的知识盲点、难点及易错点;在教学过程中,有针对性地进行分析、讲解,这样就可以快速地解决学生的问题。比如,在复习“有机化学”知识之前,参考针对这部分知识的“考点、重点、热点、难点”,选编一套诊断性练习题,在学生做的基础上,总结归纳学生中存在的问题,有的放矢地进行精讲,然后再进行相应的强化训练。这样,通过加强课内外衔接互补,学生的练就有了方向,教师的讲也就有了目的,省略了不必要的讲评,学生的动手动脑机会也就多了,解题能力也会迅速提高。2.做到心中有教材,重视教材的重整与利用。从教材入手,跳出题海。化学学习,重在掌握规律。教材是总复习的根本,它的作用无可替代。在复习的过程中,要“以考试说明为指导,以教材为主体”,将化学知识系统化、结构化、网络化,并在教材基础上进行相应的拓宽和加深,从而形成一套完整的知识体系架构。例如:有机化学部分,教学内容的重点部分,往往附有实验插图和实验操作,这些实验具有较强的操作性。在新课的教学中,通常采用实验演示的方式完成,且实验呈现的知识也是有机化学的基础知识和重要内容,这些都要求学生务必掌握,也是的重点和热点。那么,在高三有机化学复习教学中,如何有效地用好教材中有关实验的素材呢?首先应让学生回归教材,结合实验装置图和实验操作说明来了解相关实验知识:装置—操作—现象—方程式—注意事项(实验目的、反应原理、操作要点、应用、常见问题)等。比如:高中化学教材中有三个有机化学实验要使用到温度计:石油的分馏、乙烯的制备和硝基苯的制备。复习时可以要求学生看书后,能将书上的装置图快速、简单地画出来,同时围绕实验中的重要环节向他们提出一系列问题:①装置中使用到哪些仪器?分别起什么作用?②反应需要什么试剂或原料?③实验产生的现象?④产物是什么?如何提纯?⑤三个实验的共同点是什么?注意事项有哪些?。3.把更多的学科思维方法融入课堂,授人以鱼不如授人以渔。高三教学除了巩固学生的基础知识外,还要让学生在获得知识的同时,乐于探索。这就要求把更多的思维方法融入课堂。比如,有机推断题是高考试题的重要组成部分,可以考察学生的综合分析能力,如果教师选择历年来典型的试题,并跟学生一起总结一些有机推断题的解题技巧,找到一些合理的方法,就能够化难为易。常用的有机推断题的方法有:挖掘隐含,充分利用题目信息;善作比较,及时调整审题方向;巧标结构,善用信息数据分析;借用流程,储存提取有用信息[1,2]。4.利用思维图建构有机化学知识体系。。思维导图是将纵横交叉、零碎易忘的化学知识逐步建构成一个完整的由点到线、由线到面、由面到网的立体交叉的结构体系,使化学知识有序化、系统化,从而实现教材的“从厚变薄”过程。这种学习策略,不仅能够培养学生逻辑思维和创新思维,而且培养了学生的自主学习能力[3,4]。。该知识考查一般以有机推断为载体,要熟练地为目标分子设计出一个简洁、高效的合成方案,除了一些有机合成设计技巧外,还要能够正确、灵活的应用有机化学反应。对于学生来说,有机化学反应复杂多变,是学习的重点和难点,学生经常会因为缺乏条理陷入思维混乱。思路不清晰使得学生做题时总是忽略某些要点知识而不能顺利完成,造成学生听听都会,做做都错的局面。运用思维导图对有机物组成结构及其研究方法(官能团种类)、有机物的相互转化关系和反应类型、根据合成路线等信息推断有机物、有机物合成路线设计进行总结和归纳,能帮助学生构建系统的有机化学知识体系[4,5]。5.教学设计要优化目标、内容和教学方式。为了提高学生的复习效率,教师要认真研究各类学生的特点,如:学习基础、兴趣、学习风格等,做到最优化设计,同时能够体现出教学的差异性,增强复习的有效性和针对性。(1)目标优化,通过研究《课程标准》,明确考试范围,了解各知识点之间的层次关系,把握好重点,避免因偏离教学目标而浪费时间、精力。在设计教学目标时,注重多元化、层次性,即基础性目标、发展性目标和拓展性目标,同时要注重中学生人文素养的培养。(2)内容优化,在内容上,要设计符合学生水平的教学内容,尽可能的避免教学内容或习题的“新、奇、难”,并把握好复习的深度;应有效地落实基本点,突出重点,分化难点。;②坡度:教学内容要能够体现出知识的层次性,先简单后复杂;在能力要求方面,要有一定的梯度,以便满足不同水平学生的学习需求,让每一位学生通过自身努力都能有所收获;③精度:要突出课程的主干知识,抓住重点;在练习内容设计过程中,精心挑选、改编或者设计习题,力求做到精练、精评,充分地发挥习题的基础性与导向性的功能。(3)教学方式优化,教师在复习教学中,要倡导学生学习方式的多样性。针对学生的基础情况、学习内容以及学习条件,将被动接受式学习、自主式学习、合作与探究式学习有机结合起来,使学生的学习方式达到最优化,真正让不同层次的学生有选择性地进行学习,满足不同类型学生的需求。针对不同层次的学生,分类指导,因材施教;从多个维度引导学生进行梳理,如:基础知识、方法以及学科思想等。此外,通过组织学生开展小课题研究,充分激发和展示他们的学习潜能。
三、小结
合理的教学策略能够化解“有机化学”这一高考的重点和难点,进行高三有机化学复习时,理念设计必须与上海新高考相一致,因此,教师在选择教学策略时要注意面向全体学生,立足学生的发展,体现学科特点,着眼于学科的基础知识和基本技能,贴近学生学习和生活实际,重视学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力,培养学生创新精神和实践能力。
参考文献:
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[4]宋睿.思维导图在高三有机化学复习中的实践研究[D].南京师范大学教育硕士学位论文,2015.
关键词:有机化学;教学方法;能力培养
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)33-0183-02
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.33.120
教与学是一个有机的系统工程,教师不只是教给学生课本知识,更应该让学生掌握一套好的学习方法。这样学生在学习中的各种难题便也不攻自破,我们的教学目标才能够真正落实。
必修模块《化学2》中的有机化学内容,是以典型有机物为切入点,让学生在初中有机物常识的基础上,能进一步从结构的角度,加深对有机物和有机化学的整体认识。必修模块中的有机化学内容没有完全考虑有机化学本身内在逻辑体系,主要是选取典型代表物,介绍其基本的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用。烃介绍的是甲烷、乙烯和苯,烃的衍生物介绍的是乙酸、乙醇、乙酸乙酯,还有油脂、糖类和蛋白质;而对烷烃、醇类、羧酸等概念并未过多阐述,其目的就是为学生学习《有机化学基础》模块提供基础。
根据教材设计的这一思路,我认为应充分利用学生对生活中具体有机化合物的感性认识,发挥他们的学习主动性。。
一、重视基本概念的教学
有一部分教师不是特别注重绪论部分的讲解,只是笼统地介绍下有机化学的发展之后就一带而过。但是这是完全不够的,要在介绍的同时把授课目标以及要求告知学生,让学生除了初步认识有机化学这门学科之外,还对自身的学习要求有一个明确认识,知道自己应该学什么,怎么去学。除此之外,在教学中,应注意概念的科学性,并且注意概念形成的阶段性。要特别注意循循善诱、由浅入深的原则。对于某些概念不能一次就透彻揭示其涵义,也不应把一些初步的概念绝对化了,并在教学中尽可能通俗易懂,通过对实验现象事实的分析、比较、抽象、概括,使学生形成要领并注意引导学生在学习、生活和劳动中应用学过的概念,以便不断加深对概念的理解和提高运用化学知识的能力。。通过这种系统的教学,可以更好更快地让学生吸收课堂上的知识,并在课下复习预习时有自学自检的能力。这种框架式的教学也会让学生心里对有机化学有更好的层次感,容易产生更加浓厚的学习兴趣。
二、加强化学用语的这一重点,着重表示有机化合物的组成及变化的化学用语
。这样有利于学生的记忆,又有利于加深他们对化学用语涵义的理解。有机化学的特点或者说是难点之一就是知识点密集且琐碎,在学生初期接触过程中很容易产生畏难情绪。有机物繁复的结构式以及庞大的知识架构很是让学生烦恼。这时候就需要教师有足够的能力将知识分类归纳总结,并且更重要的是将这种能力传授给学生。其实每个部分的知识点都呈现一个套路:分类、命名、结构、特殊性质、典型化合物。。比如炔烃因为含有碳碳三键官能团,键能非常低,所以键断裂所需的能量非常低,这就是为什么炔烃更容易发生加成反应的原因。这也印证了上面关于官能团对于有机物化学性质的特殊影响的观点。随着对知识点的总结及学习的深入,这些纵向的知识点还可以横向地互相比较,就像炔烃比烯烃更好发生加成反应一样。由点成线、由线成面,最后再由面组合成一个完善的知识架构整体。
三、经常归纳总结
[关键词]研究型大学;有机化学;教学探索;创新能力
在我国工科院校,不论理科方向还是工科方向,有机化学都是相关专业的基础课,有机化学的教学在学生的知识体系中占据着举足轻重的地位。。在信息化技术改革与飞速发展的今天,学生获取知识与信息的手段和方法比以往发生了天翻地覆的变化,这就对我们现在大学课堂的教学模式与方法提出了更高的要求,特别是对于工科专业基础课的教学,不仅要与时俱进,更要推陈出新,从课程中引导学生的创新能力培养与课本知识学习无缝衔接。但目前存在这样的问题:一是学生群体用于科学文化知识的学习意识和学习能力发生了较大的质变。近几年来,高校基本上迎来了历史上独生子女比例较高的一批批大学生,个性强但性也稍差,用于对课本知识学习的时间不多动力不足[1]。二是先进电子科技的发展,查文献搜索科技信息以及互相之间的信息交流更加便利和及时,为学生提供了便利的同时却也给学生带来了消极的影响,多数学生基本不动手做笔记,而是依赖于教师的课件及希望教师所划出的考试重点,对化学反应的机理理解不透甚至不理解。三是由于课时的压缩,系统复习的时间不够,造成学生复习的仓促和顾此失彼。。基于这些问题,结合我校实施研究型大学发展模式的启动,我们从教学内容方面突出工程特点、教学方法方面实践有效学习、教学手段上引入新式工具及教学目标上注重培养学生创新能力四个方面对有机化学教学进行了初步的探索与实践,建立了一套适合于工科专业的有机化学教学模式,增强了学生对有机化学的学习兴趣,提高了教学质量。
1教学内容上突出工科特点
。有机化学不仅是化工专业的重要基础课,也是我校矿物加工专业和环境工程专业的必修基础课之一。。有机化学教学已经延续了上百年的历史,教学内容几十年不变但工科性不强,因此,对于我校研究型工科大学的特点,在教学内容安排上我们突出工科特点,由基本的有机合成原理引伸出这些原理在最新的科研领域中的应用,即能引发学生极大的课堂兴趣,又能拓宽学生的知识面,为后续专业领域的研究奠定一定的基础。首先,对教学内容进行精简和侧重点划分式讲解。目前,我校有机化学课程选择的是由徐寿昌主编的高等教育出版社的《有机化学》作为教材,并且根据我校学科特点及调整后的培养方案,将前十七章即从绪论、烷烃至杂环化合物作为教学内容,该教学内容的设置是按官能团分类方式进行安排,从各章的内容结构来看,基本上每章内容分为三大部分,第一部分为含有相同官能团的有机化合物的基础性质,包括分子结构、构造特征、物理性质和波谱特征等;第二部分为相同类官能团有机化合物的制备方法与反应、化学性质与反应机制,此部分是有机化学的重点内容,也是有机化学教学的核心部分;第三部分为含有此类官能团有机化合物的典型代表。根据这样一条主线,每章内容都有相同的规律性,便于学生总结归纳,同时把章节之间相互交叉的内容前后渗透着讲解,比如后面章节有机化合物制备的化学反应与前几章节化合物化学性质的反应部分相互重叠,讲课时进行了简化合并,让学生一目了然。从工科体系对有机化学知识的要求来看,每章的第一部分为物质基础知识,内容基本雷同,这部分在绪论的有机化合物的分类和命名中系统讲解后,后面章节不再累赘,完全可以靠学生自学解决,既能训练学生的总结归纳能力,又能让学生学会自己思考得出其中的规律性,有助于对基础理论的理解、掌握与记忆。而第三部分内容则相对简单易懂但又有些过时和繁琐,因此完全可以不放在课堂讲解,只作为一种常识留给学生自学,把更多的课堂时间用于扩展第二部分内容并向工科基础延伸。其次,对重点内容突出工科特色,强化有机化学在实践中的作用。。大学生的课堂教学,调动学生的学习兴趣是教学过程中最为重要的一个方面,在精简教学内容、适当删除部分过时和繁琐部分内容的背景下,将经典有机化学理论与相关学科前沿发展相结合,适当交叉讲述与有机化学关系密切学科的新成果、新方法和新技术,如材料、环境、食品、能源等等,让学生感受到有机化学与我们身边的生活息息相关,既能激发学生听课与思考的动力,引发学生的兴趣,又能使学生充分体会到所学知识的实用性。例如,讲解“苯酚与羰基化合物的缩合反应”时,这历来都是学生最难以理解的几个反应之一,很可能因为难以理解而导致学生逐渐失去了兴趣,有些学生甚至放弃了这一部分,造成对这部分内容教师难教、学生难学的局面。为此,我们首先以生活中最新发生的事例——双酚A事件开始:有机化合物双酚A是世界上使用最广泛的工业原料之一,在塑料制品中添加双酚A可以使其具有无色透明、耐用、轻巧和突出的防冲击性能等特性,广泛用于水瓶、奶瓶、牙齿填充物等。可是最近卫生部明令禁止生产双酚A塑料奶瓶,而且这个禁令最早由欧盟提出而且已经在欧盟实施半年,但双酚A依然以其不可替代的优点广泛应用于其他方面。那双酚A又是什么呢?双酚A正是“苯酚与羰基化合物的缩合反应”的一种产物,由此切入这一反应类型机理的讲解,将复杂繁琐的有机反应机制与生产生活实际产品相结合,不但可以激发学生的好奇心,更会让学生带着强烈的求知欲在脑海里留下深刻的印象,并为后续课程中双酚A作为原材料去制备环氧树脂的工程路线的学习做好了铺垫。当然,诸如此类的反应机制大多都能与生产生活中的实例相结合,这些突出工科特点的教学内容既能强化基础又能保证教学内容的科学性和先进性,使学生充分体会到所学知识的可用性。再者,教学过程中渗透绿色化学,增强环保意识。有机化学的基本反应类型中有些化学反应尽管典型但后来在应用过程中综合考虑环境污染问题,已经过时或基本已被淘汰,对于这些反应,在教学过程中可以适当弱化其地位,只作为了解性内容介绍;同时,结合讲授内容适时补充一些绿色有机合成路线,提高学生的环保意识,使其感受到有机化学发展具备良好的应用前景。。此工艺取代了常规的光气合成路线,并同时实现了两个绿色化学目标,一是不使用有毒有害的原料,二是不再使用可疑的致癌物——甲基氯化物作为溶剂。通过这样的实例使绿色化学的概念深入人心,让学生意识到有机化学反应具备广阔的可持续化发展的空间,同时也赋予了学生将来从事创新活动的思考空间,学生对此充满兴趣,保证和提高了教学质量。
2教学方法上践行有效学习
有机化学教学内容多、基本概念和理论复杂,需要记忆的化学反应又多,因此,课堂讲解起来显得比较零散,尤其是讲到后面几章时,学生也失去了耐心,造成了前后混淆或者是学了后面忘了前面的局面,复习的时候也是越复习越没有信心[4]。但仔细研究发现,按照官能团分类的教学内容安排,章节内及章节之间内容的规律性还是比较明显的,因此,根据多年教学经验总结,我们在教学过程中采取了随时总结归纳的方式,把前后交叉的内容串联起来,合理科学地安排在有限的课时内,这样能激发学生课堂学习效果的最优化,引导学生将重要的知识点都能在课堂上最大化地消化与吸收,达到有效学习。例如:(1)对乙烯的氧化反应产物,不同条件下有不同的氧化机制和产物,学生对此总是把握不好。为此,我们在综合了所有章节内容的基础上,对烯烃的氧化反应条件及相应的产物进行了归纳,如图1所示,这张图就让学生有了清晰的区别式记忆,不容易混淆而且对知识点的把握更加牢固。(2)有机化学中两大类型的四种反应贯穿教学内容的始终,包括亲电取代、亲电加成、亲核取代和亲核加成四大反应,其反应机理及反应发生的方向与快慢的影响因素这部分知识是教学中的难点,也是最容易让学生感觉到杂乱无章的内容。为此,我们采取了逐级总结、分步展开的方法进行讲解,先对卤代烷烃的化学反应总结,三类反应:亲核取代反应、消除反应和与金属的反应;再对三类反应进行分类总结,如卤代烷烃的亲核取代反应归纳如图2所示。这样的讲解与总结方式,很好地梳理了各类型反应特点、机理与影响因素,如图2所示,对学生理解与掌握难点内容起到了一目了然的作用,不仅记忆起来容易而且能让学生即时在课堂上把这些内容消化掌握,提高了课堂学习效率。(3)醛酮类的化学反应和β-二羰基化合物的化学反应是有机化学教学的重点,在整个有机体系中占有举足轻重的地位,其所参与的化学反应是有机工业的基础与纽带。但教学过程中研究发现,学生对这部分内容特别容易混淆,分辨不清,甚至无法正确掌握其反应机理和反应产物。为此,我们对醛酮类官能团的羟醛缩合反应和交叉歧化反应与β-二羰基化合物的合成即“三乙合成”反应进行类比式总结归纳,前后对照,找出其中的差异化,使学生对不同类型官能团的反应机理及产物有了明确的辨别与分析,同时记忆,达到了高效地掌握重点记忆重点,学生也在最短的时间内理解并掌握了这一部分即是重点又是最为复杂的内容。通过这种逐级归纳、分类总结及类比式、区别式归纳教学方法,能让学生对每一部分知识点都一目了然,有助于学生更快更牢固地理清容易混淆的内容,既提高了学生的学习效率,做到了课堂上有效学习,又培养了学生自主的归纳总结能力。
3教学手段上拓展新型科技渠道
信息化技术的应用为各行各业的工作带来了前所未有的智能化工具,将其充分地应用于教学工作中,也必将使教师的授课方式和学生的学习方式发生深刻的变化,这些变化为我们开创了新的途径和教学模式。。。再次,我们将新型的有机化学软件引入到教学工作中,如ChemDraw、ChemWindow、ChemOffice等,这些桌面化学软件不仅能更加准确形象地描绘出有机化合物的分子结构,还能够以动画和三维Flash的形式展现出分子结构的3D空间及分子轨道形成过程。这些软件的使用丰富了多媒体教学的内容,使多媒体更加形象生动,由此制作的多媒体课件更加美观内容更加充实和饱满。与此同时,教师还引导和鼓励学生自学使用这些软件中的一种或几种,增加学生对电脑的应用技能,学生对此也有浓厚的兴趣,因为这对学生将来的毕业论文设计环节和工作环节都颇有帮助。另外,微课是最新发展起来一种教学方式,以其灵活方便、针对性强、教学时间短和与教师随时互动的特点,深受学生喜欢。在网络、信息与通讯技术快速发展的时代,微课在大学教学中作为传统课堂学习的一种重要补充,可以为学生拓展学习资源,实现个性化差异化教学,满足不同学生对不同知识点的按需学习,帮助学生巩固课堂学习内容并进行自我查缺补漏,尤其对对学有余力的学生起到了更大的帮助作用。;同时附有习题与测试可供学生加以巩固,这在接下来有机合成题的课堂练习与检测中明显地体现出来,以往学生对大部分有机合成题目都感到无从下手,不知道从哪里开始,不知道用哪类简单有机物质去合成,更不知道用什么方法或路线来合成,而通过这样的方式授课,既让学生抓住了课堂内容的主线又让学生有了充分的思考与分析的时间,针对不同的有机合成题学生能够做到分步分析,逐步找出正确合理的合成路线,始终保持思路清晰。微课不仅是一种教学模式,更是一种学习方式,即提高了学生的学习效率,又提高了教师的授课效率,它提供了一种可以让学生自主学习、可以随时跟授课教师沟通交流、可以让学生进行探究性学习的平台。
4教学目标上注重创新能力培养
大学在教育历史的延展中承担了育人、科研、服务的职能,研究型大学的本质就是“研究与教学相结合”,其发展目标必然是把研究放在首位,在大学的本科阶段即提供全面的学位计划,宽基础的学习也是为今后的科学研究打基础做铺垫。因此,作为专业基础课程的有机化学,我们在讲授过程别地提出对学生创新能力的培养,这是研究型大学今后发展的必然趋势,也是为培养多层次人才所必备的教书育人模式。现代社会是个发展突飞猛进、竞争异常激烈的时代,当代大学生不管是将来走向科研领域还是进入社会,其未来的发展前景必将依赖于创新能力,学生创新能力的培养自然而然成为教学工作目标的重要组成部分。我们将有机化学课堂内容、实验课与大学生创新实验训练相结合,针对目前学生在创新实践过程中出现的问题与不足,在有机化学教学中研究并设计了引导学生创新意识培养其创新能力的教学方式。。。。同样的例子,我们在讲到“羧酸及其衍生物”一章时,其中一部分有机化学反应学生在高中已经学过且有些反应产物已经被淘汰或过时,在此,在精简课堂教学内容的基础上我们适时地引入与羧酸衍生物相关的材料科学方面的最新研究动向,即一种新型的超塑化剂——聚羧酸系高性能减水剂(PCE),它是一种新型建筑材料添加剂,以减水率高、保坍性能好、强度增长快等特点被广泛用于配制超高强混凝土、高流动性及自密实混凝土,其分子结构与合成路线与本章内容息息相关。通过这些问题的引入,既能让学生接触到了学科发展的前沿,又能为学生的创新思维提供素材与源动力,同时教育学生要善于自己利用和创造条件,充分发挥自己的特长,把握本学科最新发展的动态和相关学科知识的横向关系,由此学生的创新意识与创新能力才能够得到进一步发展。再者,创新能力培养光有创新灵感和热情是远远不够的,还必须学习、掌握并具备相应的创新技能以及持之以恒的信心。为此,我们为充满创新意识又学生余力的学生提供了实验平台,培养学生的动手能力和运用创新科技的方法,比如上面所提到的“羧酸及其衍生物”部分,教学过程中摒弃了过时的和学生高中所学过的部分内容,而将“聚羧酸减水剂的合成”作为这一章节内容的拓展教学,鼓励并指导大学生发挥其敏捷的思维与创新思想、大胆地去尝试新的合成工艺路线,不怕失败还是从失败中总结规律和经验,通过学生坚持不懈的尝试与创新,通过不断失败的合成路线的实验摸索,综合分析了各种合成工艺条件及对合成的产品的评价后,发现了一种新的合成工艺即低温合成聚羧酸减水剂的方法。因此,在现有的高等教育与教学模式下,学生的创新能力是在学习基础知识的基础上,通过教师在教学过程中适当的引导与启发而培养起来的。总之,通过多年的有机化学教学经验体会,我们在教学内容、教学方法、教学手段及教学目标的研究、探索与实践,很好地结合了我校研究型大学培养工科技术人才的要求,优化了教学内容,改善了课堂教学效果,提高了有机化学的教学质量。当然,有机化学的教学建设与改革仍在不断地向前发展,需要我们不断地提高教学水平,使课堂教学更加充满活力,从而提高教学质量,培养更多的创新型合格化工专业人才。
参考文献
[1]刘涛,杜荣斌,孔学军,等.突出工程教育特点的有机化学教学改革-以化学工程与工艺为例[J].广东化工,2014,41(21):263-2.
[2]张军,王启宝,王立艳.矿物加工工程专业有机化学课程建设的探索[J].大学教育,2015(4):1-165.
[3]陈立根,颜秀花,张红,等.化工专业有机化学教学改革的研究与实践[J].广东化工,2014,41(21):268-269.
化学实验是培养合格化学教师的重要方法和手段。本文分析了目前高等师范院校有机化学实验教学中存在的问题,提出了开设自主设计实验的必要性,并阐述了开展自主设计实验过程和方法。希望通过有机自主设计实验的教学,激发学生的学习兴趣,培养和提高化学教育专业学生综合实验素质。
关键词:
化学教育;实验技能;有机化学实验;自主设计
化学是一门以实验为基础的学科,在培养学生的综合素质上起着重要的作用[1,2]。基础教育课程改革纲要(试行)中强调学生应通过实践,增强探究和创新意识,学习科学研究的方法,发展综合运用知识的能力[3]。新课改的实施对教师的教学能力提出了更高的要求,尤其是化学教师,要求不仅要有坚实理论基础知识和过硬的基本操作技能,还要有优秀的实验教学组织能力。才能在教学过程中起到言传身教的作用[4]。但是受多种因素影响,高等师范院校特别是地方高师对学生实验技能的培训重视不够,因此许多化学教育专业的学生实验能力令人担忧,如何加强学生实验能力的培养已经迫在眉睫。有机化学实验作为化学教育专业学生的必修课程在对学生的实验技能培养上起着重要的作用,本文就如何在有机化学实验教学中开设有机自主设计实验以提高学生实验技能提出自己的思考和建议。
一、有机化学实验教学中存在的问题
目前,我国实验教学的目标多数仍停留在“三基层面”,即要求学生掌握实验基本原理、基本知识和基本操作,规范操作得出正确的数据和结论[2],师范院校为了达到基本教学要求,只强调实验技能的训练而忽视了学生综合科学素质的培养,导致所开设的实验内容刻板、枯燥。而且在教学过程中,教师为保证实验过程的安全及学生完成实验的成功率,将实验过程中的每一个细节和现象都告诉学生,并反复强调,学生只需像机器人一样由教师输入程序就准确无误的完成实验。这种不动脑、机械的操作很难激发学生学习有机化学实验的积极性,也无法发挥学生的主动性和创造性[5]。
二、有机化学实验开设自主设计实验的必要性
有机化学实验作为基础化学实验之一,其教学目的除掌握基础有机实验技能和对课本知识的验证之外,对高师化学教育学生而言,其更重要的功能应该是如何激发学生的学习热情,调动学生学习的主动性和积极性[6],培养学生的科研意识,切实提高学生的动手能力及组织和完成实验的能力。这些素质和能力是一个中学化学教师能否进行探究性实验教学的基本要求。。自主设计实验是以学生为主体,通过查阅文献,立足现有实验条件,自主设计实验项目、单独或以团队合作方式完成实验的一种新的教学模式。这种教学模式有别于“研究性实验”,提倡学生为主体,强调的是自主性和团队合作。这种教学模式对于有机实验教学来说优势十分明显,它既能改变过去实验教学“照方抓药”所带来的种种弊端,还能极大的提高学生综合科研素质。因此该教学模式对于高师培养“研究型教师”意义非常重大。
三、自主设计实验的设计与实施
自主设计实验的实施是一个系统工程,对实验时间、场地、学生实验技能基础、教师的引导及评价等都要有一定的要求。。
1.进行自主设计实验的前提条件
自主设计实验的设计及开设前提条件为安全、经济、高效、科学、直观。因此要满足以上五点要求必须要有与之配套的实验时间、实验场地、实验耗材、实验设备及实验者基础技能等要求。安全是首要前提,要充分考虑整个实验过程中会出现的安全问题,一定要在设计之初尽可能的将一切不安全的因素考虑详细,保证过程的安全、可控。要提倡实验的绿色化。经济是必要因素,自主设计实验是教学实验不能等同科研实验,必须要考虑实验成本,要给学生提出“原子经济性”这一观点,要提倡实验小量化、微量化。高效就是要求实验的效率要高,反应速度要快,不能让实验的时间过长。。直观就是要求实验过程直观、实验结果直观,并要求立足地方高师的实验室条件进行实验结果的验证。
2.自主设计实验的实施
开设有机自主设计实验是一个循序渐进的过程,通过长期的教学摸索,笔者认为分为四个阶段比较合适。基础技能训练阶段:该阶段一般在大二上学期前半段完成,该阶段十分重要,要求教师耐心、细心的完成对学生的实验指导工作。学生必须在个人防护、实验危险预防、实验危险处理等方面做到熟悉、熟练,能够临危不乱、从容应对任何突发事件。此外还要做到实验操作规范、数据处理精确,为后期的实验开展打下扎实的基础。综合训练阶段:该阶段以有机合成实验为主,通过教师的引导,如布置课前文献查阅任务,让学生以小组讨论的形式探讨教材中给出的实验项目其发展趋势、注意事项,实验成功的关键点等。并通过教师讲解,介绍该实验课本的设计思想以及单个实验项目中设计者的基本思路,教会学生学会实验研究的一般方法,从而切实提高分析问题、解决问题的能力。给定项目的自主设计实验阶段:该阶段是完全自主设计实验的过渡阶段,一般安排在大二下学期中段,由教师给定2-3个非课本中实验项目。项目的指导原则是可实施性要强,能够通过文献检索查到实验方法。实验项目的设计可以是两步以上的有机合成实验或植物中活性成分的提取实验。开设给定项目的自主设计实验的目的是让学生逐步适应并学会如何自主设计实验。因为通过文献检索得到的实验方案要比课本中实验方案更简练,所以学生在设计实验方案过程中必须要学会思考和处理文献中的方法和数据,找出实验的关键点和注意事项,并根据现有实验条件科学合理的设计实验方案和安全、高效的完成实验过程。全自主设计实验阶段:该阶段一般安排在大二下学期末实施,关于实验项目教师可以通过与学生交流,引导学生完成一些难度适中的小课题,如合成荧光小分子、合成一系列不同香味的酯等。要求以团队的形式完成,团队要有明确分工。实验时间为两周,第一周为设计时间,团队成员通过文献检索,以小组讨论的形式完成实验项目的设计,第二周的时间为实验时间,学生通过实验反复修改设计思路并确定实验方案,最后以实验报告的形式提交完整的实验方案和实验数据。
3.教师的作用
教师是自主设计实验的引导者和指导者,教师的科研素质和个人魅力对学生的影响非常大。从基础训练开始,教师就要从严要求,规范学生的实验操作,养成学生严谨认真的科研素质,为后期实验打好基础。综合实验阶段教师的作用是,进一步巩固和规范学生的操作技能,通过揣摩课本中实验项目的设计思路,教会学生如何去确定反应条件、选择适量的实验试剂,最终制定实验方案。还要在课堂中引入绿色化学和微型化学的概念,在实验过程中有意识的教导学生科学处理实验污染物排放,培养学生绿色环保意识和可持续发展意识[7]。设计实验阶段需要全程引导,从实验项目的确定、实验设计过程的审核、实验过程的监控、实验结果的考核教师必须全程参与,通过教师的学识和经验,让学生能够安全、顺利的完成其设计的实验项目。由上可见,教师是决定自主设计实验成败的灵魂人物。
四、有机自主设计实验实施过程中要注意的问题
有机自主设计实验的教学目的是培养高师学生综合科研素质,对学生而言不仅要培养其实验设计能力,更要培养其实验组织能力及严谨的实验作风。自主设计实验的实施是一个系统的过程,不能一味强调自主而盲目的设计,好的设计思路固然重要,但是如果没有扎实的基本实验技能,学生在实验实施过程中就会出现操作不当、方法错误、对问题处理不合理等问题。其最终结果是,教师反复纠正指导,效率低下,学生逐渐在实施过程中丧失耐心和积极性。最终自主设计实验流于形式,难以达到预期目的。所以在有机自主设计实验中,学生是实施自主设计实验的关键因素。
五、结语
在开设有机自主设计实验过程中会遇到过各种困难,但是这些困难都不能阻挡学生求知的欲望。而且在攻克难关的过程中,既锻炼了学生的团队协作能力,还能让学生获得更多成功的喜悦。通过三年的自主设计实验教学发现,自主设计实验的开设对学生的创新能力、文件检索能力、组织及团队协作能力等综合科研素质的提高有着积极的作用。相信学生也会将自主设计实验中所学到的知识,应用于未来的中学化学教学中,用探究性的实验教学方法激发中学生学习化学的热情,为国家培养出更多的综合性人才。
周彩新 刘显明 杨绪红 曾志刚 孙绍发 单位:湖北科技学院核技术与化学生物学院
参考文献:
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[2]张树永,张剑荣,陈六平.大学化学实验教学改革的基本问题和措施初探[J].大学化学,2009,24(4):24~28.
[3]基础教育课程改革纲要(试行).教基[2001]17号
[4]徐明波,吕洪杰.浅谈高中化学创新实验设计[J].湖北师范学院学报(自然科学版),2013,33(3):77~79.
[5]沈星灿,唐力.基础教育化学新课程改革对大学化学教学的启示[J].大学化学,2015,30(5):11~15.
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