有機合成步驟范文
時間:2023-11-06 17:58:01
導語:如何才能寫好一篇有機合成步驟,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
1.初中生心理特征
初中時期正是一個人從幼稚走向成熟,從童年走向青年的過渡階段。他們告別了學習啟蒙階段耳提面命的教育方式,以及較容易,較簡單的基礎工具學科的學習內容,對于新接觸到的多學科知識既感興趣,又陌生。
2.初中生的學習方式
目前學習方式有三種。S式即spider-蜘蛛,眾所周知蜘蛛將自己肚子里的絲不斷的向外吐來織網,久而久之這種類型的學生不僅不會進步反而會倒退,自然而然他們也就會掉隊。A式即ant-螞蟻,我們隨時都可以見到螞蟻忙碌的身影,那么他們在忙些什么呢?他們總是把各種各樣的東西搬回自己的窩就不聞不問了。這種類型的學生似乎老師安排的事情他們都在認真完成但效果卻很不好,為什么呢?因為他們并沒有將別人的東西轉換為自己的。B式即bee-蜜蜂,他們將他們需要的東西搬回窩里并釀造出蜂蜜來了,將花粉變成蜂蜜了,不僅更有價值了而且成了自己的東西。懂得這種學習方式的學生就會在學習中找到成就感從而使他們更加喜歡學習。
3.提高初中生英語學習成績的有效步驟
了解了學生的學習方式后,老師就應采取有效的學習步驟來提高他們的英語學習成績了。通過學習和實踐,我將學習分為以下五個步驟:
第一,S-search,搜尋,尋找。任何人的學習最初都得有一個A式學習過程。努力去尋找自己需要的,這是一個積累的過程。對于我們英語學習者來說,積累的過程尤為重要,只有具備一定的知識儲備我們才能進行下一步驟。
第二,T-try,嘗試。任何人都必須具備努力嘗試的學習精神。學習英語必然會遇到很多的困難,不可能一帆風順。只有每當遇到困難時努力嘗試并克服我們才有可能在英語學習方面取得成功。
第三,U-use,使用。無論是看見的,聽到的還是想到的,只有通過自己的運用才能記得更牢靠。所以說use也是我們學習英語的一個重要步驟。
第四,D-do,做。Use是一次使用,而do是將所接觸到的東西不斷的使用、不斷地改進,來尋求最好的方法來學習吸收。而對于學生來說do就是不斷練習的過程。
第五,y-yourself,你自己。不僅僅是將別人的東西復制在腦海里而是將知識融入了自己的精髓。對于學生來說能夠將所學的英語知識靈活的運用就說明知識已經是自己的了。
S-T-U-D-Y正好組成單詞study。是不是知道學習英語的有效步驟就一定可以把英語學好了呢?這顯然還不夠,有了有效的步驟我們還需要有效的方法來完成這些步驟。
4.提高初中生英語學習成績的有效方法
英語作為一種語言,從掌握到熟練運用需要一個過程。因此在平時的英語教學中,我努力做到以下幾點:
4.1 培養學生的學習興趣。興趣是最好的老師,只有讓學生對英語感興趣,學生才會認真學。對此,我經常使用多媒體課件上課,使用各種教具如掛圖,錄音機,抽認卡等激發學生興趣。
4.2 提高課堂效率。我在課前精心準備,認真備課。使教學方法多樣化,為學生創造一種輕松愉快的學習環境。每節課結束前都要對本節課所學內容進行總結歸納,讓學生做到心中有數,學習內容能當堂清。
4.3 落實基礎知識,強化重點。許多學生學英語總覺得學了后面忘了前面。這是因為基礎知識不牢固,怎樣做才能讓學生學了不那么快就忘呢?我讓學生每人準備一個聽寫本,每天對前一天所學的內容進行聽寫。每單元學完后,要對學生進行測驗,讓學生清晰地認識自己的問題所在,以便及時改正,查漏補缺。
4.4 培優轉差,個別輔導。針對每個學生的不同情況,我給他們制定一個學習目標,盡量讓學生發揮最好。對優生除了課堂上的練習外,教師要再找些難題讓他們訓練,以擴寬他們的視野。對后進生,我利用課余時間給他們"補火",盡量不讓他們掉隊。
以上是英語老師應做到的,那么學生又應該做到那些才能提高自己的英語學習成績呢?
4.4.1 學習活動前的自我調控。(1)設置成績目標。學生把自己每次英語考試成績列成表格,參考表格并結合自己的學習現狀,在每次考試前給自己設置一個較合適的成績目標。(2)制定好學習計劃。學生結合自己的實際制定一份切實可行的學習計劃,包括日計劃、周計劃、月計劃。(3)發揮好預習的功能。預習是有效學習的一個不可或缺的環節。預習時通過閱讀教材和做相關習題,從中發現并記錄下有困惑的問題,帶著最困惑的問題聽課,會興趣倍增,同時必然獲得最佳的學習效果。(4)做好學習用具和學習心理的準備。學習前準備好學習用具,調節好學習情緒和精力,充滿信心并精神愉快的進入學習狀態。
4.4.2 學習活動中的自我調控。(1)意識清楚。在學習活動中清楚地知道學習的內容是什么、為什么學,要完成的計劃是什么,要達到的目標是什么。(2)方法得當。比如記筆記的方法應該是一部分來自于教師上課時的說和寫,一部分來自于教鋪書的學習心得,還有部分來自于自己的答卷思考。(3)意志堅決。是指學生在學習活動中控制自己去執行學習計劃,排除有關干擾,保證學習的順利進行。
4.4.3 學習活動后的自我控制。(1)及時反饋。學生在學習活動后對自己的學習過程和效果進行檢查、反饋與評價。(2)總結,鞏固強化形成良好的學習習慣。(3)要培養自己的自我完善能力。學生在學習活動后根據反饋的情況對自己的英語學習采取補救措施。(4)每次考試后都要進行自我評價,分析取得的成績和存在的問題,特別是要分析丟分的原因是什么,各占多少分。
初中英語教學,尤其是普通中學初中英語教學,以我校為例,約有一半甚至更多的學生厭煩和放棄英語學習。究其原因,主要是學生缺乏良好的英語學習心理因素,如缺乏學習英語的動機,英語學習意志薄弱,加上沒能形成良好的學習方法和習慣,如記憶詞匯的方法不正確;不善于歸納和總結學過的知識;沒有預習和復習的習慣,因而英語學習成績差,從而導致他們厭煩和放棄英語學習。面對這種情況,作為英語老師該如何辦呢?實踐證明,要改變這種被動局面,英語教師必須要做到:了解學生的心理,了解學生的學習方式,教會學生使用有效的學習步驟,教會學生使用有效的學習方法。
篇2
關鍵詞:催化劑;介質;有機電合成
中圖分類號:O621.3 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2013)08-0-01
目前,綠色合成研究的方向是清潔合成、提高反應的原子利用率、取代化學計量反應試劑、新的溶劑和反應介質、危險性試劑替代品、充分的反應過程、新型的分離技術、改變反應原料、新的安全化學品和材料、減少和最小化反應廢棄物的產生等。綠色合成的目標已為有機合成實現綠色合成指明了方向。近年來,實現綠色合成的研究工作在不斷進行,幾種可行的途徑已隱約可見。
一、使用環境友好催化劑,提高原子利用率
有機合成中,減少廢物的關鍵是提高原子利用率,所以在選擇合成途徑時,除了考慮理論產率外,還應考慮和比較不同途徑的原子利用率。
如二聯苯的合成,常規方法是以PdC12為催化劑,以含苯基的有機汞化合物為原料在吡啶中進行,但操作過程較為復雜,原子利用率低。若以具有高反應活性的GaP納米晶為催化劑,就可以直接以苯為原料,一步合成得到二聯苯。
再如對硝基苯甲酸乙酯的合成,常規方法是以濃硫酸為催化劑來合成的。這種方法,雖然催化劑(濃硫酸)價廉、活性高,但反應復雜,副產物多,且濃硫酸腐蝕設備、污染環境。如果以價廉易得、性質穩定安全的苯磺酸為催化劑來合成就可以克服這些缺點,且產率可達98.6%。
可見,在有機合成中,選擇合適的、環境友好的催化劑,則可以開發新的合成路線,縮短反應步驟,提高原子利用率。
二、使用環境友好介質,改善合成條件
傳統的有機合成中,有機溶劑是最常用的反應介質,但是有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環境有害的因素。理想的有機合成,可以水為介質進行;可用超臨界液體為介質進行;可在無溶劑存在下進行;可以離子液體為介質進行等。
①在有機合成中,用來代替有機溶劑是一條可行的途徑。這是因為水是地球上廣泛存在的一種天然資源,它價廉、無毒、不危害環境。盡管大多數有機化合物在水中溶解性很差,且易分解,但研究表明有些合成反應不僅可以在水相中進行,而且還具有很高的選擇性。最為典型的例子是環戊二烯與甲基乙烯酮發生的D-A環加成反應,在水中進行較之在異辛烷中進行速率快700倍。
②超臨界流體是當物質處于其臨界溫度和臨界壓力以上所形成的一種特殊狀態的流體,是一種介于氣態與液態之間的流體狀態。這種流體具有液體一樣的密度、溶解能力和傳熱系數,具有氣體一樣的低粘度和高擴散系數,同時只需改變壓力或溫度即可控制其溶解能力并影響它為介質的合成速率。在有機合成中,CO2由于其臨界溫度和臨界壓力較低、且具有能溶解脂溶性反應物和產物、無毒、阻燃、價廉易得、可循環使用等優點而迅速成為最常用的超臨界流體。
③固態化學反應的研究,使有些反應可在無溶劑存在的環境下進行,且比在溶液環境中的反應能耗低、效果更好、選擇性更高,又不用考慮廢物處理問題,有利于環境保護。例如,手性1,γ聯二萘酚的合成,常規方法是由β萘酚與FeC13在液相氧化偶聯制得,但會產生醌類副產物。而以FeC13-6H2O為氧化劑反應就可以在固相進行,且可得到產率為95%的聯二萘酚。
④離子液體,簡單地說就是安全離子組成的液體。目前研究最多的是在室溫左右呈液態的含有機正離子的一類物質。例如,含N-烷基咪唑正離子的離子液體等。它們不僅可以作為有機合成的優良溶劑,且具有難揮發等優點,對環境十分友好。
三、采用潔凈的有機電合成
電化學過程是潔凈技術的重要組成。由于電解一般無需使用危險或者有毒試劑,且通常在常溫、常壓下進行,所以在綠色合成中獨具魅力。例如,實現自由基環化反應,常規的方法是使用過量的三丁基錫烷,過程中存在的問題是原子利用率低、使用和產生著有毒的錫試劑。然而,利用天然、無毒、手性的維生素B12為催化劑進行催化反應,可在溫和、中性條件下完成。
四、運用高效的多步合成技術
在藥物、農用化學品等精細化學品的合成中,往往涉及分離中間體的多步驟反應。為實現綠色合成,近年來,研究發展的串聯反應是非常有效的。串聯反應包括有一瓶多步串聯和一瓶多組分串聯。前者是仿照生物體內的多步鏈鎖式反應,使反應在同一反應器內從原料到產物的多個步驟連續進行,無需分離出中間體,又不產生相應的廢棄物,和環境保持友好;后者是涉及至少3種不同原料的反應于同一反應器中進行,而每步反應都是下步反應所必需的,而且原料分子的主體部分都融進到最終產物中,這是一類高效的合成方法。
五、發展和應用安全的化學品
發展和應用對人和環境無毒、無危險性的試劑和溶劑,以及其他實用化學用品,是實現綠色合成最直接的一環。可以采取適當的手段使某一分子的毒性降低而不影響其功能。例如,腈類化合物的毒性,認為是由于腈類分解而生成氰離子產生的。若將腈的α位進行取代,使其難生成自由基而不產生氰離子,則可使毒性降低,而反應功能不受影響。又如,人們開發的新型化工原料碳酸二甲酯,以其較高的反應活性和低微的毒性,代替了劇毒的光氣和硫酸二甲酯,從而被譽為21世紀的“綠色化工原料”。
總之,綠色合成作為新的科學前沿已逐步形成,但真正發展還需要從觀念上、理論上、合成技術上等,對傳統的、常規的有機合成進行不斷的改革和創新。
參考文獻:
篇3
關鍵詞:有機合成;教學設計;高三復習
一、設計理念
高三復習課不是“炒冷飯”而應該是“蛋炒飯”,教師應該讓每一位學生不僅從知識上得到發展,更主要的是幫助學生學會從不同的角度對所學知識進行分析,調動學生的積極性,使學生主動參與到復習中來,讓學生對以往所學的知識有更深層次的理解。
《有機合成》教學設計主要分為兩部分,一是通過“阿司匹林緩釋片”合成路線的分解讓學生對有機合成的分析方法(逆合成分析)、合成關鍵(碳骨架的構建、官能團的引入與轉化)以及合成路線的選擇進行歸納整理;二是通過“阿昔洛韋”中間體的合成讓學生對有機合成題中信息的提取、分析、應用進行總結提升,培養并提高學生綜合運用題給信息解決實際合成問題的能力。
在實施的過程中,通過對考試說明及近三年高考情況分析,目標引領,激發了學生“我要學”的主動性;通過學生預習案的展示、評析、補充、完善,促進學生積極生成,讓學生在寬松的氛圍中充分暴露真實問題,突出學生在教學中的主體地位,展現學生“我能學”的主體性;通過學生對試題的分析,給予充分的展示機會,表達自己的所思所想,張揚學生的個性,體現學生“我會學”的開放性;通過學生質疑、釋疑,讓學生帶著問題探究,與學生進行對話解決這些問題,在已有知識上對新的知識進行整合建構,保證課堂活動的有效性和必要性。
二、背景分析
簡單有機物的合成路線流程設計是江蘇省高考的特色,在近三年高考中均有所涉及,有機合成內容的考題充分考查了學生的信息素養。通過對試題分析,學生對這類題的得分率較低,究其原因,主要有以下幾個方面:一、官能團的引入與轉化生搬硬套,不能靈活應用;二、對題給的信息不能很好地提取、分析和應用;三、合成思路狹隘,表達不規范。近三年高考考查情況統計如下(表1):
表1 2011年-2013年江蘇省高考化學試題中簡單有機化合物的合成考查統計表
[年份題號考查的主要問題分值難度201117(5)含苯環有機物的合成,信息提取(碳鏈增長)5分較難201217(5)含苯環有機物的合成,信息提取(開環加成)5分中等201317(5)環狀有機物的合成,信息提取(碳鏈增長)5分中等]
從近三年統計情況來看,環狀化合物的合成,信息提取在高考中重現率100%。
三、知識結構
有機合成是指利用簡單易得的原料,通過有機化學反應,生成具有特定結構和功能的有機化合物。通過有機合成的教學能幫助學生有效的復習和鞏固有機物的結構和性質,并能通過對綜合性問題的分析和解決讓學生深刻體會有機化學的學習方法。解答有機合成試題的關鍵在于熟練掌握好各類有機物的組成、結構、性質及相互衍生關系以及重要官能團的引進和消去等基礎知識,選擇合理而簡單的合成路線。有機合成的考查知識與能力要求如下圖(表2)所示:
表2
四、教學設計
(一)教學目標
知識與技能:學會常見的官能團引入與轉化的一般方法;能利用不同類型有機化合物之間的轉化關系設計合理路線合成簡單有機化合物。
過程與方法:通過“阿司匹林緩釋片”合成路線的分解培養學生研究有機化學的方法和思想;通過“阿昔洛韋”中間體的合成培養學生的信息素養。
情感態度與價值觀:通過生活中實例,讓學生感受有機合成與人類生活緊密相連,尤其對制藥業的貢獻,培養學生科學價值觀。
(二)教學重難點
教學重點:掌握鍵的變化和官能團轉換的技巧,學會設計合理的有機合成路線。
教學難點:有機合成中信息的采集、轉化及應用。
(三)教學設計
【課前預習案】
常見官能團的引入與轉化一般方法
[官能團引入轉化(反應類型)>C=C<-X-OH-CHO-COOH]
乙烯是一種重要的化工原料,從乙烯出發,請寫出由乙烯合成乙酸(盡可能多)和乙二醇的合成路線圖。合成路線流程圖示例如下:
由異丁烯合成甲基丙烯酸的過程。
通過預習案的完成,你還有哪些問題,請記錄下來。
設計意圖:課堂預習案的內容設計旨在為課堂導學案的完成掃清障礙,問題設計都是圍繞課堂教學的內容,學生通過預習案的完成,對常見官能團的引入與轉化、有機化學的主線即“烴鹵代烴醇醛酸”的轉化過程有更清晰的認識。
【課堂導學案】
活動單元一:有機合成基礎
【例題1】阿司匹林緩釋片是一種解熱鎮痛抗炎藥,同時也是一種抗血小板藥,其結構如下圖所示。
問題1:1mol該物質消耗________molNaOH,合成該物質所需要的最簡單的基礎有機物質可能是什么?試寫出結構簡式。
設計意圖:從目標產物出發,倒推一步尋找上一步反應的中間體,該中間體同輔助原料反應可以得到目標化合物,依次倒推直至基礎原料,這就是有機合成的一般思路――逆向合成分析法。
問題2:見預習案2
設計意圖:通過乙烯合成乙二醇路線設計讓學生體會單官能團轉化為雙官能團的方法。通過乙烯合成乙酸不同路線設計,投影展示部分同學的預習案,生生交流,師生共同總結,得出有機合成路線評價的一般原則:綠色性、科學性、可行性、簡約性等。
問題3:見預習案3
設計意圖:通過合成路線評析,讓學生體會有機合成的關鍵是通過有機反應構建目標化合物的分子骨架,并引入或轉化所需要的官能團。同時對預習案中常見官能團的引入與轉化共同完善,對有機合成的知識整合建構。
問題4:如何由鄰甲苯酚來合成水楊酸呢?
【信息提示】目前合成水楊酸的方法之一流程如下:
其中步驟①③的作用_______________
設計意圖:由鄰甲苯酚來合成水楊酸對于學生來講有難度,通過信息提示的形式讓學生意識到在選擇合成路線時需要注意的問題比如:注意官能團相互轉化時的保護和還原,官能團引入的順序等。
活動單元二:以信息為載體的有機合成
【例題2】(2013南通三模節選)莫沙朵林是一種鎮痛藥,它的合成路線如下:
(5)已知:。化合物是合成抗病毒藥阿昔洛韋的中間體,請設計合理方案以為原料合成該化合物。
設計意圖:通過典型例題分析(學生分析),讓學生意識到有機合成在高考中的考查是以信息為載體的,而信息的攝取主要從兩個方面,一是已知信息,二是隱藏在流程中的信息。讓學生體會有機信息的處理的一般流程:提取信息分析信息應用信息,而信息的提取與反應機理的分析是解決有機信息問題的關鍵。
【反思質疑】通過本堂課的學習,你還存在哪些問題,提出來共同解決。
設計意圖:通過反思質疑來解決學生在預習和課堂上存在的問題,讓學生解決在學習過程中包括預習過程中的存在問題,真正讓學生成為課堂的主人。
五、教學反思與評價
反思整個教學過程,個人認為還存在著以下三點不足:一、對第二部分的處理略顯倉促,整個課堂留給學生質疑的時間偏少;二、對學生的“放手”程度還不夠,比如:例題1中四種基礎有機物質的尋找完全可以放手讓學生去完成,但是由于我的層層設問,降低了學生對問題思考的難度和深度;三、對整個課堂的把握,駕馭課堂的能力還有待加強,比如:當學生提出有機合成的關鍵“注意官能團轉化時條件對其他官能團帶來的影響”,我沒有因勢利導回到問題2的分析,導致“為整理而整理”,略顯脫節。
南通市教研員沈主任這樣評價:傳統的有機合成復習課從正向合成、逆向合成、向中合成三個角度分析,但是這堂課跳出了這樣的條條框框,能從教師的教向學生的學轉軌,從教師合成的課向學生合作的課在轉變,不但教師設計精妙,而且學生學得精彩,符合學生可持續發展的原則。從教學本質來講主題的出示,思路的分析,解題的關鍵的指導到學生在信息上的提取都很好,并且能從高考層面去理解合成原理,和學生一起研究,一起學習,課堂上學生參與度高,發言踴躍,思維飽滿,教師點撥充分,教學目標達成度好。總之,站在學生的角度去復習,這樣復習效果好,整個課堂符合如東中學提出的“生態?生長”的主題課堂特色。
如皋石莊中學陸校長這樣評價:導學案設計合理,特別是預習案的設計讓學生對知識有著充分的準備,在教學過程中教師充分調動學生的多種感官,特別是對學生練習的展示,暴露了學生的思維,加深學生的體驗,學生學得主動、生動、靈動,在整理歸納過程中,教師與學生情感的交流,思維的碰撞,真正實現了教學相長和共同發展。
[參 考 文 獻]
篇4
關鍵詞:信息加工理論;有機合成;信息加工;策略
文章編號:1008-0546(2015)10-0033-06 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.013
《普通高中化學課程標準(實驗)》、江蘇高考考試說明(化學),江蘇省普通高中學業水平測試(選測)都提到重點考查學生的信息獲取與加工能力,要求學生具備能夠敏捷、準確地獲取試題所給的相關信息,并與已有知識整合,在分析評價的基礎上應用新信息。[1]高考中,有機合成題以新信息為背景,考查學生信息的獲取、加工、整合、遷移應用的能力。題中信息新穎、陌生,是高中有機知識的拓展、延伸,是大學有機知識的下放、改動,是科技生產合成原理的回歸、利用,是“08高考方案”的考點、熱點。所以,在高三復習教學中,應培養學生整合新信息與元認知結構中經驗知識,運用有用、有效信息和知識解決陌生問題的能力。
一、 信息加工(Information Processing簡稱IP)理論核心
國際化學奧林匹克(IchO)培訓大綱中將信息加工列為首項能力并定義信息為“對文字、圖形、直接和間接獲得的各種感性和理性認識”;加工是指對信息的尋找、選擇、整理、儲存、重組、應用、預測、評價等。[2]信息加工即IP是認知過程的本質,包括對信息的接受、存儲、處理、傳遞、遷移運用等過程,是人腦加工外界刺激的過程,是指信息提取、轉換、重整、精細加工和組織,[3]是知覺、注意、表象、記憶、思維、言語、推理、問題解決等心理過程[4]。通過了解學生的信息加工心理過程,可以了解學生是怎樣學習、記憶和使用知識,了解學生是如何整合新舊知識、靈活遷移運用信息。
美國教育心理學家加涅(Rert Mills Gagne)是信息加工理論的代表人物,他根據信息加工過程及心理過程,研究人是如何學習的。他的觀點是“學習是學習者所面臨的刺激通過一系列內部構造被轉化、加工的過程”。要解決學習問題,需要清楚學生的信息加工方式即對信息的心智加工方式。信息加工將新知識與舊知識進行聯結,以元認知結構中的先行組織者為基礎,進行同化,從而學習新知識,把新知識內化到元認知結構中,達到新舊知識的整合。
二、有機合成真題分析及信息
1. 有機合成真題分析
有機合成綜合性強,考查基礎知識面寬,重視考查學生的思維能力和整合新舊知識、靈活遷移運用的能力,要求學生要具備較高的信息加工能力。
例:(2015江蘇,17)化合物F是一種抗心肌缺血藥物的中間體,可以通過以下方法合成:
(1)~(3)略
(4)已知:[RCH2CN[] [H2][催化劑,]RCH2CH2NH2],寫出以[HO OH] 為原料制備 [O] [CH2NH2]的流程圖。
[分析]仔細審題,加工流程中信息及已知信息,剔除干擾、無用信息,發現解題的突破口是官能團的性質、有機典型反應類型、特定條件。
仔細觀察原料和產物的關系,發現目標產物中環中碳原子數和原料中相同,在環外多了1個碳原子和1個氨基,產物中環上有1個氧原子而原料中有2個氧原子。通過逆向思維,利用[RCH2CN[] [H2][催化劑,]RCH2CH2NH2],推知產物的原料是 [O] [CN];根據題中流程發現C到D,氯原子在NaCN條件下被氰基取代,則 [O] [CN]的原料是 [O] [Cl];觀察 [O] [Cl]與原料關系, [O] [Cl]可通過[HO OH] [Cl]分子內脫水制得,也可以通過 [O]與HCl加成制得;[HO OH] [Cl]由原料和HCl加成制得; [O]由原料在濃硫酸、加熱條件下分子內脫水制得。逆向推斷完成后,再正向寫出流程,各步驟標出準確的反應條件。
有機合成不僅考查學生已有經驗知識,更傾向于考查學生新舊知識的整合能力。題中提供的新信息幾乎都能用到,在合成過程中甚至需要到流程中挖掘有用、有效、陌生信息解題。該題型考查學生的基本知識和基本技能、官能團的性質和反應類型、信息加工敏銳性和靈活性、思維的有序性和整體性、綜合分析應用能力。
2. 有機合成真題及信息
以2009~2014年有機合成真題為例,分析題中的信息并進行歸納,總結有機合成題考查的舊知識、新知識。
通過2015年有機真題分析、2009―2014年信息統計,發現有機合成重點考查烯烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸、酯之間的轉化及典型反應(取代、加成、氧化、還原、消去反應等),考查學生信息獲取、加工能力,元認知結構知識與新知識的同化能力及遷移運用能力。有機合成重在于感知、編碼、輸出信息。學習者需要具有條理性、整體化的有機知識,能靈活、敏捷、準確地獲取試題所給相關信息,把已有經驗知識和新信息進行整合,分析評價信息并應用新信息解題。
三、 信息加工策略
流程中信息較多,需要進行簡約、轉換、類比、評價,去掉無關、干擾信息,采用有用、有效信息進行有機合成。面對熟悉的官能團陌生的有機物,通過信息加工,把陌生問題情境轉化為熟悉的問題情境,新舊對比,處理問題。處理問題過程中不但要建構元認知結構,還要突破學生的認知沖突,即同化舊知與新知。
1.信息“序化、簡約”加工
任何體系都是由若干個相互聯系、相互作用的要素構成,要素組合有序、恰當、嚴密。各有機物按照官能團轉化關系聯系起來,形成有序的知識體系。在有機合成中,觀察目標產物與原料的關系,尋找結構和組成的相同點和不同點,根據結構不同點、官能團變化特點、反應條件及類型,采用逆向思維方法,依次有序的往前推原料,一直推到起始原料,在推斷過程中,使思維有序,簡約信息,刪除干擾信息,合理利用已知信息、流程中信息、元認知結構中舊信息。
如:2015江蘇高考有機流程中醇羥基在SOCl2作用下被氯原子取代,引入氯原子;該有機合成中也需要引入氯原子,但不是醇羥基被氯原子取代,而是原碳碳雙鍵的碳原子上引入氯原子,即碳碳雙鍵與氯化氫加成引入一個氯原子,所以該題中醇羥基被氯原子取代是干擾信息。
信息“序化”加工,思維有序,使信息條理化、網絡化、系統化,便于記憶、利用,達到不重、不漏。信息“簡約”加工,突出問題主干,使信息邏輯化、簡明化、清晰化,便于識別、提取、運用信息,達到快捷、有效。
2. 信息“編碼、轉換”加工
記憶分為短時記憶和長時記憶,在外界信息刺激下,信息進入短時記憶,若不及時思考和復述,信息很快從短時記憶中消失。通過編碼,信息進入長時記憶,保留較久。編碼包含維持性復述(一遍又一遍的背誦)和精致性復述(改變某種方式轉換信息)。編碼越清晰,分類越明確,記憶越牢固,信息提取越容易。如乙醇分子間脫水成醚的條件是濃硫酸、140℃,分子內脫水成乙烯即消去反應條件是濃硫酸、170℃;二元或多元醇分子內脫水可以成烯烴也可以成醚,與反應條件有關。通過編碼,分清條件,能準確判斷產物。
面對生疏信息,用熟悉方式描述,就是轉換信息。如[RCH2CN[] [H2][催化劑,]RCH2CH2NH2],仔細觀察該反應,從加氫去氧角度看,這是還原反應;從碳氮三鍵變成單鍵看,這是加成反應。如面對[R-CHO[] [(1)HCN][(2)H3O+]R-CH-COOH] [OH]反應,學生茫然,不知所措。該反應先是碳氧雙鍵與HCN親核加成(與碳碳雙鍵與HCl加成相似),-CN在酸性條件下轉化為羧基。通過轉換,問題由陌生到熟悉、復雜到簡化、未知到認識、高層到低層。在問題解決過程中,靈活利用轉換方式,便于快捷解決問題。
信息“編碼”加工,記憶牢固,使信息清晰化、明確化、準確化,便于尋找、選擇,達到不亂、不混。信息“轉換”加工,描述方式明了,使信息熟悉化、簡明化、容易化,便于處理、應用,達到簡化、準確。
3. 信息“同化、類比”加工
美國著名的教育心理學家戴維?奧蘇貝爾(DavidP.Ausubel)認為有意義學習在于新舊知識的同化,新信息的習得取決于認知結構中已有的相關概念。根據已有知識基礎和“最近發展區”,尋找新舊知識的聯結點,就能有效實現知識的遷移。
如(2012江蘇,17)以[ ]和 [O]為原料制備[ ] [N] [Cl][Cl] ,觀察原料和產物的結構、組成,發現產物的苯環上連結氮原子,這與苯的硝化有聯系。苯的硝化轉化為硝基苯,利用新信息(新舊知識的聯結點),進一步進行合成直到最終目標產物。
類比是推出事物之間相似性或相同的一種思維方式。王祖浩教授提出“類比是化學問題解決的思維工具”。面對陌生物質,尋找官能團,與對應熟悉的有機物性質和反應類型類比,深化舊知與新知的理解。
如(2011江蘇,17)以苯酚和乙醇為原料制備[OCH2COOCH2CH3] 。仔細觀察產物,發現產物中含有酯基,類似于乙酸乙酯,從而推出[OCH2COOCH2CH3] 的原料是乙醇和[ ] [OCH2COOH],而[ ] [OCH2COOH]的性質與乙酸相似,再結合題中信息就能很快進行合成。
信息“同化”加工,新舊聯結,激活舊信息,融合新信息,使知識擴大化、網絡化。信息“類比”加工,分析比較,是“特殊到一般,一般到特殊”邏輯過程,是信息處理的快捷路徑。
4. 信息“遷移、評價”加工
遷移是信息靈活運用的一種能力。遷移的前提是元認知結構的穩定性和清晰性。穩定性為習得新信息提供固著點,清晰性為習得新信息提供方位點,穩定和清晰的知識能實現信息的有效遷移。如各種有機物之間的轉化關系、反應條件、反應類型在頭腦中穩定而清晰存在,通過同化、類比,實現信息的正遷移。
信息評價是對獲取信息的評定并決定是否利用的過程,是從多個信息中尋找出有價值、有效的信息的過程。信息評價綜合性強,包含信息的隱顯及因果關系的合理性、信息的可靠性、便捷性等。
如(2014江蘇,17)以[CH2CHO] 為原料制備[CHCOOH] [CH3]。從原料與產物的結構看,產物比原料多了一個碳原子,醛基變為羧基。在學生已建立的認知結構中:醛基能氧化為羧基,但是這與多一個碳原子沒有必然聯系。在閱讀流程時發現引入氰基能增加一個碳原子,且氰基在酸性下,轉化為羧基;氰基引入的方法是溴原子被氰基取代;溴原子引入的方式有烴的溴代、烯烴加成或流程中[ [③]信息;原料是苯乙醛,與氫氣加成后是苯乙醇,與C結構不同;經過評價,苯乙醇通過消去反應轉化為苯乙烯,苯乙烯再與HBr加成,是該合成中有效引入溴原子的方法。
信息“遷移”加工,靈活運用,提高學生的靈活性、變通性、創新性,發展求異思維和發散思維水平。信息“評價”加工,認知清晰,使思路清晰、簡潔,信息合理、可靠。
有機合成特點是信息化,考查學生信息加工能力。在平時復習教學中,通過信息題練習,培養學生感知、獲取、加工信息的能力。新信息較多,整合新舊知識,教會學生尋找、選擇、重組、預測、評價并遷移運用。
參考文獻
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[3] 吳平.高中生有機推斷問題解決的信息加工研究[D].上海:華東師范大學理工學院化學系,2009,4:9
篇5
關鍵詞:多媒體 有機化學 實驗教學
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)02(c)-0-01
多媒體技術(Multimedia Technology)是利用計算機對文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種信息綜合處理、建立邏輯關系和人機交互作用的技術。有機化學實驗是有機化學教學的重要組成部分,其內容(曾昭瓊主編,《有機化學實驗》第三版)包括五部分:有機實驗一般知識、17個基本操作和實驗技術,40個有機化合物的制備及13個性質實驗和6個理論實驗[1]。
如何利用多媒體輔助實驗教學在有限的時間內讓同學們掌握較多的有機化學實驗的基本操作和實驗技術,提高教學質量,是有機化學實驗教學應著重探索的一個
問題。
1 有機化學實驗存在的弊端
1.1 環境污染嚴重
有機化學實驗不管是基本操作實驗,性質實驗還是合成實驗,都會對實驗室造成很大會污染。
實驗過程中使用的有機有毒試劑、制備過程中產生有機廢氣以及合成實驗生成的部分中間產物等進入人體,導致身體疲乏無力、頭暈頭痛、惡心嘔吐、心慌氣喘、血象變化等,有的有機廢氣還能引起光化學煙霧,造成二次污染。
實驗室產生的“三廢”對環境造成的污染,極大的影響了學生進行實驗操作的積極性,為此,我們要在實驗過程中改進傳統實驗,一方面,盡可能選用無毒害或毒性小的試劑代替毒性大的試劑,或用天然產物代替試劑來完成實驗。另一方面,對毒性較大的實驗用多媒體輔助實驗教學,制成多媒體課件,給學生進行演示,避免污染源進一步擴大。
1.2 實驗時間較長
有機化學的合成實驗如苯乙酮的制備(6學時)、1,2-二苯乙烯的制備(8學時)、2-庚酮的制備(12學時)等,耗時相當長,在實驗教學中很難在規定的時間內完成,我們可以根據具體實驗要求尋找中間產物,直接利用中間產物進行合成,把中間產物的合成過程用多媒體課件進行演示,這樣就節約了時間,提高了效率。
1.3 合成產物較少
有機化合物的制備40個實驗,根據有機合成原理,利用有機合成基本實驗裝置,按照實驗步驟在實驗室進行制備,其產物相當少,只是為工廠進行批量生產提供了理論依據。
2 多媒體技術應用于有機化學實驗的優點
2.1 提倡綠色化學,減少環境污染
有機化學實驗使用藥品種類繁多,普遍具有毒副作用,揮發性強,對環境影響很大,如何降低有機化學實驗對環境的影響是一個值得探討和研究的具體問題。
在教學過程中,根據教學大綱,并不是所有的有機實驗都在教學中講授。我們總是選擇具有一定代表性的實驗進行講解,其余實驗中對污染較大的一些實驗,我們可以做成多媒體課件讓學生感知實驗操作流程,這樣,一方面節約了時間,另一方面也減少使用和產生有害物質,減少污染。
在教學過程中將綠色化學理念作為可持續發展觀的重要內容,因為綠色化學是一門從源頭上阻止污染的化學[2],教學中要貫徹綠色化學理念,使學生形成自發的環保意識。
2.2 熟練使用課件,縮短實驗時間
目前國內有機化學實驗CAI課件已公開發行出版[3],課件主模塊(典型化合物制備)收錄了周科衍等主編的《有機化學實驗》(第三版,高等教育出版社)中的七個典型制備實驗:①環己烯的制備;②乙酸正丁酯的制備;③1-溴丁烷的制備;④乙酰苯胺的制備;⑤肉桂酸的制備;⑥3-丁酮酸乙酯的制備;⑦7,7-二氯雙環(4.1.0)庚烷的制備。每次實驗前,學生自己上機看課件,預習實驗內容,通過實驗流程、實驗注意事項、操作要點的提示、思考題及思考題簡答等,對整個實驗有一個大致的印象,在做實驗過程中就會得心應手,縮短實驗時間。
2.3 模擬生產規模,提高理論產量
有機合成實驗利用有機合成基本設備和技術,按照有機合成設計方案,完成具有代表性的單元反應、基本操作和多步有機合成實驗。
選擇具有代表性的合成實驗做成課件,在實驗教學中進行演示,模擬工業生產規模,合成大量的有機產物,增強可視效果,提高學生實驗操作興趣,提高合成理論產量。
3 多媒體技術在有機化學實驗教學的展望
3.1 搭建仿真平臺,模擬實驗操作
仿真實驗平臺主要以有機化學實驗為基本內容,利用Photoshop、Flash、3DMax等計算機軟件制作了仿真儀器庫(如表面皿、布氏漏斗、提勒管吸慮瓶等)、典型有機化學實驗動畫(如溴乙烷的合成、環己烯的合成、正丁醚的合成等)、有機化學實驗互動平臺,并在此基礎上制作了有機實驗視頻網站。仿真實驗平臺的搭建,為有機實驗的教學提供了一個嶄新的窗口。
3.2 開發新型課件,豐富教學資源
可選擇自己熟悉的工具軟件(如PowerPoint)制作有機化學實驗課件。PowerPoint 是一個功能強大、普及的軟件,它使用起來簡單方便,又具有強大的演示功能,非常適合于各種用途的演示需求,利用PowerPoint可以制作出包含多種媒體的課堂演示文稿[4]。如《水蒸氣蒸餾》、《乙酸乙酯的制備》、《對硝基苯胺的合成》等。也可以選用3D Max和Flash等工具軟件制作實驗動畫。
4 結語
多媒體技術應用在有機化學實驗教學中,使有機化學實驗變得更為直觀、生動、不僅激發學生的學習熱情,提高傳統實驗教學質量,改進教學效果,而且增強學生對有機實驗的興趣,提高資源利用率和教學質量。
參考文獻
[1] 曾昭瓊,曾和平.有機化學實驗[M].高等教育出版社,2011.
[2] Anastas P T,Williamson T C.Green chemistry―designing chemistry for the environment,ACS Symoposium Series 626th,Washington D C:American Chemical Society,1996.
篇6
關鍵詞:有機化學 實驗 綠色化學教育
一、前言
綠色化學也被稱為是清潔化學、環境友好化學或者環境無害化學。它是核心理念就是通過綠色化產品、催化劑、原料等來力爭實現環境友好。基于經濟的觀點來看,綠色化學致力于促進經濟可持續發展、降低生產成本、對能源和自然資源進行合理利用;基于環境的觀點來看,綠色化學是實現零排放,消除污染;基于科學的觀點來看,綠色化學是傳統化學科學的繼承發展。
而有機化學是一門注重于實驗的基礎性學科。長期以來,有機化學的實驗結果處理、實驗過程、實驗原理都是建立在傳統的有機合成之上,對于培養學生動手能和訓練學生基本有機合成單元操作方面較為注重,但是卻不太重視處理其實驗過程中所產生的“三廢”。所以,有機化學實驗教學改革的重點就在于要大力開展有機化學實驗的綠色化學教育。
二、增加系列實驗,提高試劑的使用率
根據有機化學各個實驗的內容,將相互之間有聯系的實驗組合起來,充分利用原料和反應物來組合成系列實驗,這種實驗教學方法既能夠對實驗教學效果和學生的操作技能進行較好地檢查,同時又能夠增強學生的經濟意識,滲透綠色化學教育思想。例如,我們可以將苯乙酮制備實驗所回收的苯精制后,將其做原料,按照反應步驟來制備一系列的實驗,苯硝基苯苯胺乙酰苯胺,由學生自己來合成每一步實驗的主原料。為了將有限的原料利用充分,使之能夠完成這一系列的實驗,學生就必須規范操作,減少藥品損耗,樹立節約意識,將原料在最大程度上進行利用,這也在無形尚增強了學生綠色化學的意識。
三、重視回收利用實驗室三廢,減少污染,保護環境
三廢處理是有機化學實驗中必然存在的問題,同時也是環境保護中的難題。雖然我們還不能將三廢問題消除,但是教師可以指導學生去處理、排放吸收三廢。在有機化學實驗中就要重視回收利用實驗室三廢,給學生樹立起保護環境和綠色化學的意識。例如在制備1-溴丁烷的實驗中,教師除了要給學生強調如何提高產率,同時還應該重點強調排放、吸收溴化氫(有毒氣體)。可以采用水來吸收溴化氫,而不是堿液,這種方法既可以消除廢堿液,又可以將廢堿和吸收液一起作用。
處理有機物廢液時,切忌不可再如以前直接倒掉,而應該采用回收溶劑的辦法來精制回收有機物廢液,然后再進行利用。例如,制備三苯甲醇實驗中所出現的廢液,可以采用蒸餾來進行回收,能夠達到溶劑乙醚,將其精制后可循環使用,既提高了試劑的使用率,又減少了污染,還能夠節約藥品。同時,值得注意的是,分離溴苯與三苯甲醇時采用水蒸氣蒸餾法,而不采用石油醚萃取法,這樣做的目的在于有機溶劑盡量避免使用,努力做到綠色化學反應。
四、優化性質實驗
有機化學實驗中的性質實驗長期以來都缺乏創新性,只是對理論進行驗證,而且性質實驗所用試劑耗量大、品種多、廢物多,準備工作量大,且很難無害化處理實驗后的廢物,而學生在性質實驗時大多都是機械模仿、照搬。因此,筆者認為可以調整、優化、綜合這類實驗,對那些易出現象、用時短的性質實驗可由操作實驗改為演示實驗。必做實驗則積極推廣微量實驗或者半微量實驗,想辦法盡量做到少用化學試劑而能夠獲得較為準確的化學信息和較為明顯的化學現象。例如:我們在有機化學實驗中曾經將甲基苯磺酞胺的制備量減少35%,圓底燒瓶也改為50ml(過去為100 ml),反應時間也變為1.5小時(過去為2小時),但是效果卻很好,所產生的廢物數量也大幅度減少。首先,化學試劑用量減少,也就意味著學生在做實驗時能夠更加舒暢、更加安全,危險性也降低了;其次,在同樣的實驗經費和學時的條件下,學生可以做更多的實驗;再次,也體現出了有機化學實驗的綠色化學教育,可謂一舉三得。
五、當選擇教輔手段代替實驗
對于那些實驗條件要求較高、毒性很強的實驗(如有毒溶劑燃燒實驗、醚的過氧化物爆炸試驗等),可以采用實驗教學課件、實驗教學錄相等一系列的多媒體教學輔助手段來代替操作實驗,既能夠減少廢物排放和有害有毒物質的生成,又能夠讓學生掌握實驗內容,仔細地觀察實驗操作步驟和實驗現象。有條件的學校還可以利用互聯網建立虛擬的有機化學實驗室,讓學生通過互聯網訪問虛擬有機化學實驗室,實驗前預習實驗相關的物理常數、實驗裝置、單元操作、注意事項、知識背景等,利用計算機來虛擬操作實驗及拆裝重組儀器,這樣一來,既能夠減少不安全因素、降低實驗污染,又能夠將學生的積極性和主觀能動性都充分發揮出來。
六、結語
總之,綠色化學是當今國際化學研究的前沿,其核心是利用化學原理從根本上減少或消除化學工業對環境的污染,實現人類社會的可持續發展。有機化學實驗的綠色化是一項復雜的系統工程,需要廣大教師不斷更新知識結構,積極探尋傳統有機化學實驗與綠色化學思想的聯結點。
參考文獻
[1] 庾江喜,鄺代治,馮泳蘭,張復興,王劍秋,許志鋒,彭雁. “綠色化學”理念下有機化學實驗教學課件設計原則探討[J]. 黑龍江科技信息. 2009(22):113-115.
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篇7
一、缺失推理型
試題特征和解題規律:
原料c中間產物用“”和“字母”,表示完整的合成流程圖,空缺是需要作答的問題。分析研判題中信息充裕度,選擇恰當的推理路徑,一般有三種合成路徑:正向合成法即原料中間產物產品;逆向合成法即產品中間產物原料;正逆雙向合成法即原料中間產物產品。原有知識結構中反應條件、結構信息做突破口,轉化關系如圖1。
例1(2016年北京高考25題)功能高分子P的合成路線如圖2所示。
(1)A的分子式是C7H8,其結構簡式是。
(2)試劑a是。
(3)反應③的化學方程式:。
(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能團:。
(5)反應④的反應類型是。
(6)反應⑤的化學方程式:。圖2
解析若選擇A的分子式C7H8作為突破口,不飽和程度高是其特點,考慮有苯環,原料A為甲苯,因試劑a和原料E結構缺失,無法運用正向合成法。調整思路選用逆向合成法,拆解高分子P結構,P是加聚產物而加聚反應只有一種反應物,題目中卻有D、G兩種反應物,否定加聚反應得到P。P結構中有酯基,還可能是高分子與醇反應得P,從酯基斷鍵可得
CHCH3CHCOOH
和HOCH2NO2,結合⑤的反應條件F+H2OG+C2H5OH是水解反應,G中含羧基則可確定結構為
CHCH3CHCOOH
,D為HOCH2NO2
。通過條件②可知B苯環側鏈烴基發生氯代反應,條件③是鹵代烴水解條件即NaOH的水溶液,硝基只能是條件①時苯環硝化反應上去的基團,所以試劑a為濃硫酸和濃硝酸,答案為:濃硫酸和濃硝酸。A結構簡式CH3,G推得F為
CHCH3CHCOOC2H5
再推得E為CH3CHCHCOOC2H5,E中含有碳碳雙鍵和酯基官能團,反應⑤為酯的水解反應:
CHCH3CHCOOC2H5
+nH2OH+
CHCH3CHCOOH+nC2H5OH反應④為加聚反應。
二、流程書寫型
試題特征和解題規律:指定原料和產品,用
A反應試劑反應條件B…反應試劑反應條件目標產物表示轉化方式。烴鹵代烴醇醛羧酸酯一條線,乙烯輻射一大片的基本合成路線,不是適用一切合成的萬能路線,有時采取 “迂回”策略,常采用如下三先三后策略:①先消后加策略:當官能團數量增加、位置變化、不飽和度大幅提升,一般由鹵代烴或醇先消去,再與X2或HX加成,再水解或再消去,實現合成目的。②先占后除策略:苯環的基團有定位的功能,為防止引入的基團誤入其他位置,先用某些基團占據特定位置,待引入基團進入后,再去除占位基團。③先保后復策略:官能團轉化時所加試劑,會連累不需要變化的其它基團,先采取保護措施再將其復原,如碳碳雙鍵易被酸性KMnO4氧化,先用Br2/CCl4加成保護,再用NaOH/醇溶液消去復原。
1.官能團比對以退為進
例2(2016年全國Ⅲ題38(6))寫出用2-苯基乙醇為原料(其他無機試劑任選)制備化合物D (CCH)的合成路線。
解析芳香烴的命名母體是苯環,但在含其他官能團有機物中苯環是取代基,根據2-苯基乙醇名稱寫出結構簡式,羥基所連的碳原子是1號碳原子,苯基連在羥基鄰位2號碳原子上
CH2CH2OH,對比目標化合物
CCH官能團由羥基變為三鍵,直接消去只能得到碳碳雙鍵,先消去得CHCH2,再與溴發生加成反應生成CHBrCH2Br,最后在氫氧化鈉醇溶液加熱條件下,發生消去反應生成CCH。
答案:
CH2CH2OH
濃H2SO4CHCH2Br2/CCl4
CHBrCH2Br1)NaOH2)醇溶液CCH。
2.合成受阻信息幫助
(1)信息隱于流程
例3(2016年全國Ⅰ題38節選)秸稈(含多糖物質)的綜合應用具有重要的意義。圖3是以秸稈為原料合成聚酯類高分子化合物的路線:(6)參照上述合成路線,以(反,反)-2,4-己二烯和C2H4為原料(無機試劑任選),設計制備對苯二甲酸的合成路線 。
解析通過(反,反)-2,4-己二烯二酸
寫出(反,反)-2,4-己二烯
,結合CDE實現鏈狀烴到芳香烴,(反,反)-2,4-己二烯與乙烯發生加成反應生成
CH3CH3,在Pd/C作用下生成H3CCH3,然后用酸性高錳酸鉀溶液氧化生成HOOCCOOH,合成路線流程圖為:
CH3CH3C2H4加熱
CH3CH3Pd/C加熱CH3CH3KMnO4/H+加熱COOHCOOH。
(2)信息隱于位置
例4(2016年江蘇題17節選)題干部分流程圖
NO2OCH3H2Pd/C
NH2OCH3(CH3CO)2ONHCOCH3OCH3
ABC
已知:
①苯胺(
NH2)易被氧化
②
CH3酸性KMnO4溶液COOH濃HNO3濃H2SO4,
NO2COOH,請以甲苯和(CH3CO)2O為原料制備
COOHNHCOCH3
,寫出制備的合成路線流程圖(無機試劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)
解析已知條件②中先氧化再硝化,羧基會將硝基定位在其間位,非目標化合物的鄰位。分析得甲苯首先發生硝化反應,生成鄰-硝基甲苯,CH3NO2面臨氧化甲基與還原硝基的先后問題,先氧化甲基再還原硝基,-NH2有還原性和堿性,羧基與氨基會反應,影響產物的純度。AB說明該條件下-NO2優先苯環還原。綜合上述分析,甲苯首先發生硝化反應,生成鄰-硝基甲苯,然后發生還原反應生成鄰甲基苯胺,與乙酸酐發生取代反應生成CH3NHCOCH3,氧化可生成COOHNHCOCH3。
流程為
CH3濃HNO3濃H2SO4,
CH3NO2
H2Pd/C
CH3NH2
(CH3CO)2O
CH3NHCOCH3酸性KMnO4溶液
COOHNHCOCH3.
(3)信息隱于反應
例5(2016年北京題25(5))已知:2CH3CHOOH-
CH3CHCH2CHOOH
以乙烯為起始原料,選用必要的無機試劑合成E(CH3-CH=CH-COOC2H5),寫出合成路線(用結構簡式表示有機物,用箭頭表示轉化關系,箭頭上注明試劑和反應條件)。
解析產品CH3-CH=CH-COOC2H5逆向推得,上一級反應物CH3-CH=CH-COOH和C2H5OH,乙烯水化得乙醇,原有知識結構中乙醇只能實現2個碳原子的官能團轉化,要實現碳鏈擴增必須借助反應信息,乙醇氧化生成乙醛,乙醛發生已知條件中的反應,使碳鏈增長生成3-羥基丁醛,3-羥基丁醛消去即可得2-丁烯醛,再氧化醛基為羧基,羧酸和乙醇發生酯化反應,即可得物|E,合成路線為:
H2CCH2H2O一定條件C2H5OHO2,Cu
CH3CHOOH-
CH3CHCH2CHOOH
H+
CH3CHCHCHOO2,催化劑
CH3CHCHCOOHC2H5OH濃H2SO4/
CH3CHCHCOOC2H5
三、解釋評價型
試題特征和解題規律:對合成流程的某些步驟,進行科學解釋闡述目的,官能團保護和活潑性差異是此類問題的重點,也可以參考流程書寫型中的三原則解釋。對多種合成流程選擇評價, 原料廉價、易得、低毒、低污染;步驟少,產率高;操作簡單、條件溫和、易于實現;路線原子利用率高。
例6(2016年天津題8(5))已知:RCHOR′OR″H+/H2ORCHO+R′OH+R″OH
以D為主要原料制備己醛(目標化合物),在方框中將合成路線的后半部分補充完整。
HCH3CH2CH2CHOH2CH3OH催化劑
HCH3CH2CH2CHOCH3OCH3H目標化合物
合成路線中第一步反應的目的是 。
解析比對目標化合物和原料,需要保留醛基去除碳碳雙鍵,比對中間產物和原料,甲醇與醛基發生加成反應,醛基暫時消失了,在催化劑條件下消除碳碳雙鍵,再利用已知信息恢復醛基,補全合成路線為
H2/催化劑CHCH3(CH2)4OCH3OCH3H+/H2OCH3(CH2)4CH
篇8
例(2007年江蘇連云港市)化學電池在通信、交通和日常生活中有著廣泛的應用。但是,廢棄電池中含有鉛、鎳、鎘、汞等所帶來的環境污染問題也日益突出。為了解決這一問題,江蘇移動“綠箱子計劃”全新升級,以此呼喚人們在享受手機帶來便利的同時,共同關注環保問題。下圖是我市新浦海連中路營業廳里放置的回收廢手機及電池等配件的“綠箱子”。關于回收廢電池的說法,不正確的是( )
A.回收廢電池主要是為了利用廢電池外殼的金屬材料
B.廢電池中含有鎳、鎘、汞等,一旦滲漏出來就會對土壤造成嚴重污染。
C.回收廢電池不僅可以節約金屬資源,而且可以減少環境污染,有利于人類健康
D.右側“綠箱子”上的“ ”是回收標志
解析廢舊電池常含有汞、鎘、鉛等重金屬離子,滲漏出來對水和土壤會造成嚴重污染,回收廢舊電池主要是防止環境污染,同時也可以利用廢電池外殼的金屬材料,但這不是回收廢舊電池的主要目的,答案為A。
二、電池與材料
例(2007年安徽)小芳從廢干電池中回收有關物質進行探究,請你參與研究。
⑴物質的分類:她將右圖電池中各物質進行分類,其中屬于氧化物的是、有機合成材料的是、可能回收的金屬材料是。
⑵氯化銨的提純:氯化銨中混有二氧化錳等難溶物,提純的實驗步驟是:溶解、、蒸發等。氯化銨的化學式是,其中N的化合價是。
⑶提取二氧化錳:除去二氧化錳中的碳粉,可用
的方法。
解析(1)對電池標示的物質進行分類,是把初中化學常見物質放在具體環境中,考查學生的應變能力。根據物質的組成屬于氧化物的是二氧化錳,屬于有機合成材料的是塑料膜,可回收的金屬材料是鋅皮、銅帽。(2)從廢舊電池中提純氯化銨是從可溶物與難溶物的混合物中分離出可溶物,其步驟是溶解、過濾、蒸發。(3)除去二氧化錳中的碳粉,應遵循除雜原則,可用加熱的方法,使碳粉氧化生成氣體除去。
三、探究電池成分
例(2007年山東青島市)下面是某化學興趣小組探究廢舊干電池中白色糊狀物成分的過程,請幫助他們完成相應的報告。
提出問題白色糊狀物是由什么物質組成的?
資料干電池的白色糊狀物中含有銨根離子。
猜想可能含有OH-、CO32-、Cl-、SO42-中的一種或幾種,白色糊狀物可能是淀粉。
設計方案
小亮首先認為不能存在的離子是,因為銨根離子遇到該離子會生成氨氣。
為了驗證其他離子的存在情況,興趣小組設計如下實驗,請你完成以上實驗報告。
結論干電池內白色糊狀物中含有的鹽類物質是,在化肥中它屬于肥(填“氮”、“磷”、“鉀”)。
反思隨意丟棄廢舊干電池會造成環境污染,而廢舊干電池中的許多物質可以回收利用,變廢為寶,造福人類。
篇9
關鍵詞: 高職教育;CBE理論;醫療衛生專業有機化學教學
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)16-0263-03
0 引言
在國家大力發展職業教育和高等職業教育辦學指導思想不斷成熟、培養目標逐步明確的形勢下,為適應衛生事業發展改革對醫藥衛生職業人才的需求,高職醫藥衛生專業有機化學教學必須體現構建和諧社會對技能型、高素質勞動者的需求、教育部門的培養目標、醫藥衛生部門的用人需求三者的緊密結合。有機化學又是高職院校醫藥衛生類藥劑、醫學檢驗、護理、藥學、中藥制藥、影像及藥品經營與管理等專業一門十分重要的文化基礎和專業基礎課程。結合寶雞職業技術學院醫學分院實際情況和本人二十多年的教學體會,本文對高職醫學專業有機化學教學從以下幾個方面分析研究。
1 有機化學是生命科學-醫學的支柱
早在十七世紀初,有機化合物被認為是“有生命機能”的神秘物質,隨著科學的發展,科學家們在實驗室里由無機物成功地合成了有機物。例如1828年德國化學家魏勒用典型的無機物——氰酸鉀和氯化銨成功合成尿素。之后,又有醋酸(1845年)和油脂(1854年)等許多有機物合成了。在陸續人工合成的成千上萬種有機物的實驗事實面前,化學家擺脫了生命力學說的束縛,促進了有機化學發展。如今,許多蛋白質、核酸、激素等大分子的生命物質也都可以人工合成。有機物有了準確定義:碳氫化合物極其衍生物。研究有機化合物結構、性質、合成方法、應用以及它們之間的相互轉化和內在聯系的科學叫有機化學。有機化學是化學的一個重要分支。
醫學的發展和進步離不開有機化學。有機化學是醫學的基礎,與人體健康息息相關。①醫學的研究對象是人體,人體組織是由蛋白質、核酸、脂肪、糖類、維生素等許多有機物質組成。人體的生命活動如呼吸、消化、循環、排泄及器官的各種生理活動,都是建立在體內的許多有機化學反應基礎上的。②醫學的目的是預防和治療疾病,藥物是預防、治療疾病的主要武器。無論中藥還是西藥,都是有機物。疾病治療的作用和效果都是建立在藥物的化學結構和化學性質的基礎之上的。③運用有機化學的原理和方法診斷疾病。醫學活動首先始于疾病的診斷,臨床上常運用化學原理和方法進行診斷。例如測定有機物血糖、尿糖、血酮體的含量,能夠進行糖尿病的診斷;測定血液中有機物轉氨酶活性的變化,能反應肝和心肌的功能等。
有機化學的成就在許多方面促進了醫學科學的進步,反過來醫學科學提出的課題也啟示和推動了有機化學的發展。生命現象的物質基礎和有機物分子的生物功能是醫學研究的主題;有機化學理論和實驗的成功,為現代醫學的誕生和發展打下堅實基礎,20世紀初,有機化合物糖、維生素、血紅素等生物小分子研究成功,20世紀50年代有對核酸、蛋白質等生物大分子研究突破,21世紀初,基因組工作框架圖組裝完成,確定了人體細胞核中遺傳性DNA的全部物質。這一切為人類根治疾病、延長壽命展現了光明前景,幾乎所有生命科學中的問題都要接受有機化學的挑戰。
高職醫藥衛生專業學生畢業后將一生從事醫療工作,應該學好有機化學課程。美國化學家布萊斯羅指出:“考慮到有機化學在了解生命過程中的重要性和藥物對健康的的重要性,在醫務人員的正規教育中包括不少有機化學課程一事就不足為奇了…,今天的醫生要為化學在人類健康中起著更大作用的明天做好準備。”
2 高職醫藥衛生專業教學理念及CBE教學模式
2.1 高職醫藥衛生專業教學理念 職業教育的目的不僅僅是傳授學科或專業知識,而是形成學生從事某種職業的能力或職業技能,培養職業能力是職業教育的核心。高職醫學專業教學的培養目標定位為:以服務為宗旨、以就業為導向、以崗位需求為標準,培養與我國社會主義建設要求相適應、與就業崗位要求相符合,為醫療衛生事業發展服務的技能型的高素質勞動者。教學過程體現“以就業為導向、以能力為本位、以發展技能為核心”的職業教育理念,理論知識強調“必須、夠用”、符合高職衛生職業教育生源的特點和就業的需求;強化技能培養,包括專業技能、就業技能、創業技能;體現統一性與靈活性的結合。教學內容模塊化,可根據不同醫學專業特點選擇和組合教學內容模塊以培養特色人才。強調“寬口徑、重實用”的思路,優化課程結構,精選教學內容。“寬口徑”是指教學內容覆蓋面寬,力求使學生醫學專業素質的內涵得到拓寬;“重實用”是指教學內容實際、實用,緊密聯系醫療衛生工作崗位實際需求和職業資格考試、相關職業考試大綱的要求。
2.2 CBE理論 CBE含意是基于能力的教育或以能力為基礎的教育,強調對學生能力特別是職業能力的培養。能力特別是職業能力是不能通過灌輸而使學生掌握的,必須通過學生積極而主動的活動來培養。這一套教學方法由以下幾個部分組成:
①市場分析方法,通過對人才市場的分析,確定何種職業人才是市場所需要的。
②DACUM方法,將從事該職業所需要的能力逐級分解成若干項綜合能力和專項能力。具備若干專項能力則具有或形成一項綜合能力,具備所有的綜合能力后,就具備了從事該職業的職業能力。
③開發教學內容,即開發學生學習指導書(學習包)。根據各項技能的內容和要求,開發相應的教學內容,即學習指導書。內容包括學習這項技能應了解或掌握的相關理論知識和實踐教學內容。學習包才是真正的教學內容。4是教學方法和學生的學習方法。強調學生積極主動地學習,教師只是教學活動指導者、組織者的角色。
高職院校教師主要考慮CBE理論3開發教學內容及4教學方法和學生的學習方法。本文根據中國社會文化的特點、高職院校教育的環境特點、學生學習的特點,借鑒并適當調整CBE理論,探索形成適合我國高職醫學專業有機化學課程教學體系。
3 建立高職醫療衛生專業有機化學課程模塊體系
3.1 高職醫藥衛生專業有機化學課程的任務和要求(課程目標)
①學習有機化合物的分類、異構和命名方法。
②掌握有機化合物的重要的化學性質和實驗室制備、工業制備方法,并具有較強的實驗操作技能和技巧。
③能根據教學大綱和培養目標的要求,運用所學的基本理論、基本知識和基本技能,熟練有機化合物的性質反應、制備方法與合成線路的選擇、結構推導等內容。
④培養和發展一定的空間想象和表達能力,了解重要有機化合物的結構特征、空間結構以及反應機理,提高思維能力和自學深造能力。
⑤培養認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風,培養良好的實驗操作技能。
3.2 高職醫療衛生專業有機化學理論知識規劃 高職院校基本是中專學校整合升格形成,各校的教材選取上有很大隨緣性。一本好的教材在于其專業針對性、教育層面的適用性和培養目標的差異性。我校醫學分院選用華中醫科大學出版社出版、我參與主編的《有機化學》教材。這本教材依據專業特點精選出與醫學培養目標密切相關的、最基本的、最活躍的有機化學內容,把化學知識與生命科學知識有機融合起來。依據這套教材構建的理論教學內容分為有機化學概述、各類有機化合物、立體異構、有機生命化合物及有機合成四大模塊。
①第一是有機化學概述模塊 就是第一章緒論,屬基礎有機化學。主要講有機化合物的價鍵理論、有機物分子中的電子效應、有機反應機理、有機反應的類型、有機化合物的分類。對于必需的反應機理,從學生已有的結構知識,特別是價電子結構入手分析,有利于學生理解。
②第二是各類有機化合物模塊 是有機化學重點之一。包括內容有:鏈烴、脂環烴、芳香烴、鹵代烴;醇酚醚、醛和酮、羧酸及其衍生物、取代酸、有機含氮化合物、萜類和甾族化合物。
這一部分主要學習有機小分子的分類、結構、異構、命名、物理性質、化學性質、制備方法和重要的有機化合物應用等基礎知識。首先使學生對各類有機物結構、化學原理和基本反應做必要的純化學的深入理解,再教會學生把有機化學反應規律滲透到生命科學中去,了解有機物的特殊性及醫藥學功能,理解生物合成的有機化學過程。例如:取代酸水楊酸本身就有解熱鎮痛作用,但因對腸胃刺激大,所以不能直接服用。在臨床上最早使用其鈉鹽(即水楊酸鈉)作為解熱鎮痛和抗風濕的藥物,卻常常引起嘔吐甚至胃出血,停止使用。后來將水楊酸合成為乙酰水楊酸(即阿司匹林),其作用要比水楊酸鈉持久,還可減輕對胃腸黏膜的損傷。由于科學發展不斷顯示出含雜原子的N、P、S的有機物在生命體中的重要地位,因此,特別加強了對這3個雜原子形成的有機衍生物-硫醇、硫醚、胺類、酰胺、重氮、偶氮的結構和應用教學。最后,以兩類重要天然產物萜類和甾族化合物的的結構和生命作用結束這部分。
③第三是立體異構模塊 主要內容包括構象異構、順反異構體、對映異構。這部分首先掌握相關概念,熟悉旋光異構的表示方法和命名,同時了解順反異構和旋光異構在性質上的差異及在醫藥上的應用。理論教學與實際應用相結合,激發學生的學習興趣。如講授手性碳原子化合物的對映異構,結合手性藥物的生理作用、藥效差異很大。例如四環素類抗生素具有抗菌作用,但如果C4上的二甲氨基構型發生改變,生成C4差項異構體,原有的抗菌作用消失,而且對人體具有毒性。又如左旋氯霉素有抗菌作用,而其對映體右旋氯霉素沒有此療效。
④第四是有機生命化合物及有機合成模塊 這部分不僅是現代有機化學重要組成,而且還多是前沿性的醫學熱點。具體內容包括:糖類;氨基酸、蛋白質、核酸;雜環化合物和生物堿;酯類、;藥用高分子化合物;有機化合物的合成。
首先學習各類大分子有機化合物的重要化學反應及常用的增長和縮短碳鏈的方法;各類官能團形成的途徑及官能團之間的互相轉化規律,并注意官能團的保護和占位。雜環化合物學習放在糖類和酯類之后,把有機小分子和大分子有機物聯系起來,為后續蛋白質、核酸學習打下基礎。氨基酸、蛋白質、核酸是除糖之外的最重要的生命物質基礎,了解編碼氨基酸結構和性質,為理解肽和蛋白質的復雜結構和化學性質及揭示生命奧秘、研制新藥奠定良好的化學基礎。介紹核酸的結構到遺傳的攜帶和傳遞,體會核酸在生命體的生存和繁衍的主宰地位。
有機合成是有機化學的中心,它不僅要合成自然界含量稀少、使用廣泛的有機物及藥物,也要合成自然界不存在的、具有重要意義的有機物。應用重要的反應規律,如苯環上取代反應的定位規律、不對稱烯烴的馬氏加成規則以及鹵代烴和醇的扎依采夫消除規則、碳鏈的增長和縮短方法規則、官能團的轉化方法規則、官能團的保護等方法規則,選擇有機合成路線。熟悉格林試劑、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等典型試劑在有機合成中的應用。了解一些藥物如:鹽酸胍法辛、氨酚酸鈉、吡洛芬等的化學合成實例。以生產過程為任務,討論其生產中的反應物性質、反應條件、反應本質等。當一種有機物有幾種不同的合成路線時,選擇反應步驟少、原料便宜易得、操作簡單、副反應少、產率高、三廢很少、對環境污染很小的合成路線。
3.3 高職醫療衛生專業有機化學學生實驗內容規劃 由以下三個模塊組成,根據不同專業選擇組合下列模塊實驗內容。
①有機化學實驗的基礎知識模塊。包括有機化學實驗室規則、有機化學實驗室安全知識(有機化學實驗室安全規則、有機化學實驗事故的處理)、有機化學實驗常用儀器簡介、有機化學實驗報告的書寫等。
這部分采用傳統的老師黑板講解很難面面俱到,應用多媒體技術教學,將抽象的規則要求、儀器用法、實驗事故處理等直觀、動態的展示出來。改變實驗條件如溫度、反應物等,會出現不同結果現象。猶如身臨其境,彌補實驗課不足,教學效果好。
②有機物的性質、制備與基本操作實驗模塊。包括:熔點的測定及溫度計的矯正;蒸餾和沸點的測定;水蒸氣蒸餾;減壓蒸餾;葡萄糖溶液旋光度的測定;烴與鹵代烴的性質;醇、酚、醛、酮的性質;羧酸極其衍生物、取代羧酸的性質;含氮化合物和糖類化合物;乙酸乙酯的制備;乙酰水楊酸(阿司匹林)的制備與純化;肉桂酸的制備;乙酰苯胺的制備;對氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)的制備;從茶葉中提取咖啡因實驗教學是從理論到實踐再認識再提高的過程,它不是理論知識的簡單驗證,而是培養學生動手能力,更是培養學生綜合運用理論知識解決實際問題能力的重要途徑。對于經典的理論與驗證基本技能訓練實驗,對學生有基礎和能力解決的問題,采用啟發式、提問式。對學生難于理解和容易出現的問題采取講授法,主要教學目標是雙基培養,故主要采取教授法、演示法,并要求學生反復進行操作,達到規范操作、運用靈活的程度。
③有機化學實驗設計與考核模塊。考核可選下列內容:證明水楊酸結構中有醛基和酚羥基;證明水楊酸結構中有羧基和酚羥基;證明乳酸是α-羥基丙酸;證明乙酰乙酸乙酯中的互變異構現象;證明葡萄糖含有多個相鄰的羥基、游離的醛基含量極少。
有機化學實驗考核的目的是檢測并鞏固有機化學實驗基本操作技能,運用所學知識和技能,獨立完成簡單的實驗設計及相關實驗的操作,提高綜合分析問題和解決問題的能力。在所列試驗項目中,每個學生根據本人的興趣選擇其中一項,選擇同一題目的為一組。設計方案內容包括實驗原理、儀器和試劑、實驗步驟。經老師審閱修改的實驗方案,由學生完成一切步驟,包括試劑配制和樣品預處理,并要準確記錄。不要求實驗結果的一致,重在研究過程,實驗完成后對實驗結果進行討論評審。
4 提高高職醫療衛生專業有機化學課程教學質量的途徑
4.1 引導學生分析就業形勢,加強有機化學與醫學的聯系,激發學習興趣 高職醫療衛生專業的學生普遍認為他們畢業后從事醫務工作,有機化學是公共基礎課,對他們用處不大。另外學生以前接觸了無機化學,例如酸、堿、鹽、氧化物等多數見過,比較直觀,而有機物結構復雜抽象,開始學習沒有形成體系,覺得難學后來甚至放棄學有機化學。21世紀所需要的醫務工作者,不僅要懂得專業理論知識,更要是懂得醫療保健、延年益壽的高素質、能力強的復合型應用人才。近年來,高職院校醫學類畢業生及本科、研究生人數在劇增,高職院校醫學類畢業生在縣、市級醫院就業受到很大沖擊,只能到村、鄉、鎮衛生所工作。而村、鄉、鎮衛生所的醫療條件不齊全,附近鄉民醫療衛生知識缺少,偶然突況多,醫務工作很復雜。要求醫務工作者不僅要會治病救人,又要組織衛生科技宣傳活動,他們必須具備一定的藥物結構、性質、來源、藥效及副作用知識,像遺傳科學及氨基酸、蛋白粉等保健藥物的知識更應具備,這些都是有機化合物知識。
4.2 樹立“以人為本”的教學理念,靈活運用“提問-答疑”互動教學方法,營造和諧課堂氣氛 “以人為本”的教學理念是充分發揮學生自主性和創造性的主體作用,讓學生成為學習的真正主人。還要真正解放學生,不用考試、作業等條條框框壓迫學生。學生大膽思考,才能提出和教師不同見解,這才是學生主動參與教學,以“教師為中心”轉移到“學生為中心”。教學改變滿堂灌的方法,教學過程要善于向學生隨時提問,同時鼓勵學生向老師質疑,教師更要恰當解釋疑問,使授課成為提出問題-分析問題-解決問題-又不斷提出新問題的過程。例如:學習單糖的性質時,提問學生單糖的結構怎樣?醛基、酮基、鄰羥基各有什么性質?然后一起歸納多羥基醛或多羥基酮的單糖性質。提問式教學可以使學生把過去所學知識與現在要學的知識聯系起來,活躍了課堂氣氛,是學生對老師的講授引起共鳴并達到同步思維。
參考文獻:
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篇10
從培養學生能力的角度出發,改革教學內容,優化實驗教學,增加基本操作實驗,壓縮性質驗證實驗,開設綜合性實驗、設計性實驗等內容,不斷提高教學質量和教學效果。基本操作實驗是培養學生動手能力的基礎,是進行綜合性實驗和設計性實驗的基礎,必須保證合理的課時比例,即可安排集中訓練,也可穿插在有機合成實驗中進行,如洗滌、蒸餾、萃取、重結晶、常用儀器操作方法、常見有機反應裝置安裝和使用等等,教師要強化各種基本操作的要點和使用范圍,要求學生熟練掌握,必要時可進行考核,實現人人達標。性質驗證實驗要適當減少,對必要的驗證性實驗,要盡量與專業性質聯系起來,與實際應用結合起來,不斷改進,以提高實驗的應用性和趣味性,更好的發揮實驗教學的作用。如工業分析與檢驗專業學生做“糖類物質的性質實驗”,可把這個實驗改成不同糖類物質未知樣品的鑒別實驗,教師提供未知糖類樣品,學生通過實驗加以區分鑒別,既驗證和鞏固了基礎理論知識,又從實驗結果中獲得了成就感,學生對實驗越感興趣,收獲就越大。在經過基本操作實驗和基本有機合成實驗的訓練后,可開設綜合性實驗,就是把物質的制備、分離、提純、化學性質鑒定、組成確定、有關物理常數的測定等內容結合在一起的實驗。這種實驗內容多、操作繁瑣、所需時間長,要求學生要全面掌握實驗過程,合理安排實驗時間和各個操作的銜接,對學生的基本操作技能的綜合運用能力和動手能力是很好的鍛煉。如“乙酰苯胺的制備”實驗,通過苯胺和冰醋酸的加熱回流反應制備乙酰苯胺,減壓過濾后得到粗品,再經重結晶制得純品,烘干,測定純品的熔點,計算產品的純度。通過完成這一綜合性實驗,學生練習了合成、減壓過濾、重結晶、測熔點等基本操作,掌握了苯胺乙酰化反應的原理和乙酰苯胺的制備方法。學生觀察、分析、聯想思維和歸納總結的能力都得到提高,獨立工作能力和分析問題、解決問題的能力也可以上了一個新的臺階[3]。在扎實的理論學習和嚴格的基本操作訓練后,可以有目的、有計劃的安排設計性實驗,培養學生運用理論知識解決實際問題的能力。教師根據教材或者科研課題的部分內容,選取實驗題目,提出具體要求,讓學生去查閱相關文獻和資料,確定實驗方案。實驗中儀器、設備的選用及組裝,藥品選用及配制,實驗步驟的組織實施,實驗結果的整理、分析、計算,實驗報告的完成等一系列的內容,都由學生獨立來完成。教師則要對實驗方案、實驗過程進行監督、把關和指導,以保證實驗順利完成,這是一個比較系統的訓練和培養過程。如合成苯甲酸的實驗中,就可設計兩條合成路線,或選用甲苯為原料,采用高錳酸鉀氧化法;或選用苯為原料,采用格氏試劑法,選擇哪條合成路線更合理,更簡便易行,以及如何進行實驗操作,需要在教師的指導下,學生自行完成,實驗中得到的經驗與教訓反過來也可以讓學生進行思考。這種實驗費事、費力,但是實驗效果較好,強化了綜合能力的培養,提高學生分析問題和解決問題的能力。
2改革實驗教學方法
改革實驗教學方式,確立學生在實驗教學中的主體地位,充分發揮學生的主觀能動性,培養學生的綜合能力[4]。改革實驗講授方式,要求學生實驗前做好預習工作,查閱資料,撰寫預習報告,對實驗目的、原理、過程都要做到心中有數。上實驗課時,教師或采用問題教學法,就相關實驗內容向學生提問,檢查學生的預習情況,或采用討論法,與學生共同討論實驗的原理、實驗的關鍵點和注意事項,加深學生對實驗的理解,調動學生學習的積極性。實驗過程中,教師要督促學生嚴格操作規范,注重對實驗現象的觀察和分析,記錄好數據,遇到問題,及時與教師交流討論,在教師的啟發下,立足于獨立思考來解決問題,逐步提高學生自主完成實驗的能力,逐步培養學生的科學素質和科研能力。將多媒體教學引入實驗教學中,配合教師的講解和操作演示,使得教學效果明顯提高。通過多媒體實驗演示,可以在學生面前呈現出全面、具體的實驗過程,實驗演示效果清晰真實,學生可以很好的了解實驗步驟、實驗所用儀器、操作注意事項等,對實驗有了感性認識,有利于學生對實驗過程的思考和探索。對于一些在目前條件下不能開設的實驗項目,也可以通過多媒體課件演示,了解這些實驗的現象和過程,變抽象為形象,增長了見識,開闊了視野,開拓了思路。開放式教學,定期施行實驗室對學生開放的制度,鼓勵學生或主動參與教師的科研項目,或根據專業特點或興趣愛好自選課題,通過查閱相關文獻,設計實驗方案,與教師一起討論研究后,獨立完成實驗操作,撰寫相關實驗報告,對于其中有創新價值的研究成果,可以鼓勵學生,充分調動學生的積極性,發揮他們的潛力和創造力。
3改革實驗教學評價方式
改革實驗教學評價方式,引導學生注重能力培養,全面提高自身素質,成為社會所需的應用型人才。實驗教學評價的目的是要考核學生掌握了基礎有機化學實驗知識、技能的基礎上,是否具備分析問題、解決問題的能力,尤其是對綜合性實驗和設計性實驗中所表現出的綜合能力的評定,從而引導學生由過去只重視實驗技能的熟練程度向重視培養綜合能力的方向發展。因而,針對有機化學實驗課程特點,為客觀真實的反映學生的實驗水平與能力,要對學生的實驗成績實行綜合評定,加大平時成績的比例,主要包括實驗預習占20%、實驗操作及方案設計占30%、實驗報告占10%、期末考試由操作考核和筆試考核組成,各占20%,共同組成實驗成績[4-5]。在教學實踐過程中發現綜合評定的考核方案確實可以客觀、真實地反映學生的實驗水平。
4結語