發布時間:2024-01-07 16:28:25
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇化學有機合成應用,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞:Diels-Alder反應;有機合成;應用
有機化學是化學科學的一個分支,是一門研究有機化學的科學,它發現的時間不長,但與國民的生活息息相關。高效、高選擇性、環境友好的綠色化學,已成為現代有機化學發展的趨勢。Diels-Alder反應是有機化學中一個具有里程碑意義的成環反應,這個反應是共軛二烯烴特有的性質,它是合成六元環狀化合物的一個重要方法。它通過共軛二烯烴與帶有吸電子基團的烯烴作用成環,且產率也很高,也可使雜原子成環。DA反應在合成六元碳環和雜環化合物中以及立體化學領域里有著不可或缺的地位,實現了環烴合成領域的突破,尤其在結構復雜的活性天然產物全合成中應用最廣泛。
DA環合反應可在路易斯酸作用下完成,是形成碳碳鍵的有效手段之一,也是現代有機合成中最常見、應用最廣泛的反應類型之一。因為它是沒有中間體,只有過渡態的協同反應,它沒有離子的參加,故常見的酸或堿對它無任何作用。該反應具有較好的立體專一性和區域選擇性。所謂立體專一性是指那些立體結構不同的起始原料,反應后分別得到立體異構不同的產物,這樣就能夠有計劃的控制反應的產物。例如,順-1,3丁二烯分別與順型及反型丁烯二酸二甲酯發生雙烯合成反應,反應后共軛二烯和親二烯體的構型仍保留在產物內,即分別得到順型及反型環己烯-4,5-二甲酸二甲酯。該反應方法合成環狀化合物具有操作簡單、產率高、原子經濟性、材料易得、適用性廣等優點,也使得這一合成策略在有機合成中的應用更為重要。
有機合成與推斷是高考中有機化學考查的重點題型,本著社會需要科技型和技術型培養人才為原則。從高考的命題趨勢上,有機推斷題向著培養能力、新信息的方向發展,題材常以新試劑、新藥物、新染料及食品添加劑的合成過程為主,從中體驗科研的樂趣。特別是有些藥物,自然界是不存在的,但是具有特定的性質,為了滿足人類的特殊需要,不得不在實驗室進行人工合成,這就對學生以后的探究性學習奠定了堅實的基礎,而且有利于選擇高效、低毒、低污染、零排放、廉價易得的藥物,這就涉及所得到的有機物產率問題,都會嵌入試題中。近幾年的高考有機化學主要考點有:(1)有多個物質發生多米諾式化學反應,合成具有一定結構的產物。(2)會運用題中所給新信息加以推導和應用。(3)如,將高中教材沒有學習過的內容加入,便是信息給予題,把與學過的基礎知識綜合起來設計為新形式試題,全面提高學生素質,培養學生能力。因此近幾年高考不斷出現新信息模式嵌入試題中,以下針對DA反應在高中有機合成推斷題中的應用進行舉例。
根據有機物結構決定性質、性質反應結構的特點,有機物種類繁多,必須要找準關系,按一定的反應順序和規律引入官能團,不能前后顛倒以免相互干擾影響產率。閱讀好所給新信息并能很好運用,用已有基礎化學知識解決實際問題及在問題中鞏固知識,導出最佳合成路線是做好有機推斷及合成題的關鍵。
參考文獻:
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[關鍵詞] 有機化學;綠色化學;無毒無害;有機溶劑
中圖分類號:TF046.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)20-0229-01
隨著社會的不斷發展進步,我們的化工企業的數量也在日益增多,隨之而來的還有嚴重的環境污染問題。我們不能否認化工企業的蓬勃發展對我們國家的國防、農業工業以及醫學方面的發展都帶來了積極的影響,但環境污染變得越來越嚴重也是有目共睹的。在這種形勢下,就迫切要求我們對化工企業的生產發展做出重要改革,我們提出的改革主要是在化工企業的生產過程中應用綠色有機化學合成技術。
一、從含義和原理上對綠色有機化學合成技術做出初步了解
綠色有機化學的名稱形式并不是單一的,我們也可以將其稱之為無害有機化學、環境友好有機化學或者清潔有機化學。通俗來說,綠色有機化學合成的含義是指在進行化學合成反應的過程中,選用的選擇性和轉化率較高且無毒無害不對環境造成污染或造成極少污染的反應原料,通過新開發的合成反應過程和方法,將合成反應生成過程中的污染系數降到最低,且消耗最少的能源和資源就能夠完成合成反應的具有前進意義的有機化學合成技術。通過應用綠色有機化學合成技術,我們企業生產過程中對環境造成的污染會降到最低程度,甚至有可能消失不見。
綠色化學的提出是為了解決應用傳統化學過程中出現的問題,綠色化學是對傳統化學思維的創新和升華,綠色化學的研究內容是從多個方面進行研究的,具體來說研究內容主要有合成反應的原料、合成反應的條件、反應的轉化條件以及以開發綠色產品為目標,綠色化學反應一定要區別于傳統化學反應,對環境不造成危害。綠色化學的理想狀態是在有機化學合成反應過程中產生的產物是無毒無害的,通過對反應物、催化劑和反應介質的控制能夠從根源上阻止污染物的產生。我們在進行綠色化學的時候要遵循以下幾個原則:第一,所選擇的反應原料一定要是無毒無害的;第二,反應一定要選取可再生資源來做原料;第三,要著重開發研究的催化劑是新型的;第四,介質研究不能單一,要設計不同的合成反應;第五,積極開發研究新型的轉化方法;第六,所開發研究的化學產品一定要有利于人類的健康,更要對環境的安全有積極作用。
二、明確綠色有機化學合成技術的重要研究內容
我們要想將綠色有機化學合成技術很好地應用到化工企業中,就要求我們必須弄清楚綠色有機化學合成技術所要研究的主要內容,具體主要包括:第一,綠色有機化學合成是為了對我們目前的化學物開發研究,使其變得對人們的身體健康有益,并且對環境友好不造成威脅。第二,通過對我們化學合成反應的條件進行改變,使排放物能夠回收利用,就算不能回收利用排放后也不能對環境造成任何威脅。第三,完善有機化學合成技術,變換基本的反應原料以及初始化合物,使有機化學合成反應變得更環保、更安全。
不得不說的是,綠色有機化學合成技術主要強調的就是“安全、環保”這兩個概念,它不僅要求實驗的反應終產物對我們人類的身體身心健康無害,還要求整個反應過程都不會對我們的環境造成任何危害。我們不能只考慮反應對人類健康和環境的直接影響,還必須要考慮到可能會造成影響的任何一個因素。
三、合理應用綠色有機化學合成技術,實現環境綠色化
1、選取無毒無害的原料來進行有機化學合成反應
我們要想應用綠色有機化學合成技術要考慮的第一個問題就是選擇綠色的反應原料來進行反應,所謂的綠色反應原料就是指無毒無害,對人體無傷害的試劑。有機化學合成反應的類型和具體的工藝過程通常是由化學反應的原料決定的,我們在進行實驗的時候,如果選用的反應原料自身是有毒的,就會給實驗者以及環境造成極大地危害;相反,如果我們選用的反應原料本身不具有毒性,對環境和實驗者造成的危害相對來說就會小一點。在我們國家的大部分化工企業中使用的礦物資源基本上都是不可再生的,造成了極大地浪費。所以,我們在選取反應原料的時候要去開發一些可以重復利用且可以再生地礦物資源。
舉個例子來具體說一下,通常我們在合成芳香胺的時候選用的原料是氯代芳烴,但我們都知道氯代芳烴能夠積累在身體中對人體產生巨大地傷害,Monsanto公司為了解決這個問題選用了芳烴來替代有毒的氯代芳烴,并且成功地將芳香胺給合成了出來,減少了有機化學合成反應對環境造成的污染。
2、開發研究新型的綠色催化劑來進行有機化學合成反應
大部分的有機化學合成反應常采用的催化劑是液體的酸和堿,雖然說這類催化劑價格比較便宜且容易得到,催化效率也相對高一些,但是這些催化劑存在的問題是不容我們忽視的,例如這些催化劑通常會對設備造成極大地腐蝕,并且對環境的污染較大,引發的副反應也較多,并且反應以后的試劑難以處理。為了改變傳統的酸堿催化劑對我們的人類健康和環境造成危害的現狀,開發研究新型無污染的綠色催化劑已經迫在眉睫。目前開發研究出來的較為成功的新型催化劑主要有分子篩催化劑、固體強酸催化劑、固體強堿催化劑、雜多酸催化劑以及相轉移催化劑等等,這些新型的催化劑不僅催化能力比傳統的酸堿催化劑高,并且不會腐蝕設備,更不會對環境造成造成危害。我們必須大力支持新型綠色催化劑的開發研究。
3、采用綠色溶劑做有機化學合成反應溶劑
在我們傳統的有機化學合成實驗過程中,我們經常采用的反應介質主要是有機溶劑,采用有機溶劑的原因是它們能夠將有機化合物很好地溶解在反應試劑中。但我們不能忽視有機溶劑的缺點,有機溶劑大部分是有毒性的,并且使用以后很難再回收利用,容易對環境造成污染。相反的是,在進行有機合成反應我們可以不加溶劑采用水或者超臨界流體做反應介質的方式,這樣就可以減輕環境的負擔,并且這種方式也不會對人體造成任何傷害。
具體來說,我們目前采用的無毒無害的綠色溶劑主要有:水溶劑、超臨界和近臨界流體溶劑和離子液體溶劑。我們自然界最豐富的溶劑就是水,它不僅無毒且對環境無污染,最重要的一點是廉價易得。采用有機溶劑做介質的時候,有的時候會發生爆炸的現象,非常不安全,采用水做介質就不會發生這種情況。
4、采用合適的方式實現綠色化的有機化學合成反應的產物
相比于無機化學合成的產物來說,有機化學合成的終產物對環境的污染是非常嚴重的,其中我們所熟悉的就是農藥對環境造成的污染。我們應用綠色有機化學合成技術的最終目的就是為了減少污染物的排放,減少對環境的污染。可能在我們的生產工藝中還沒有完善的條件完全使用綠色的反應原料,但為了減少污染物排放量,我們必須保證的是在有機化學合成反應的過程中要采用可循環再生的工藝。
四、結束語
當前,世界的環境污染問題越來越嚴重,無論是國家政府還是國家的每一位公民都開始為保護環境貢獻出自己的一份力量。綠色有機化學合成設計已經開始慢慢地融入到我們生活的每一個方面,并且將會是未來全社會有機化學的發展大趨勢。總而言之,我們國家正在倡導建設可持續發展社會,我們社會的每一位成員都必須深刻理解綠色有機化學合成技術的重要意義,改善我國的綠色有機化學合成技術,使其可以推動著我們的社會向著積極向上的方向發展。
參考文獻
關鍵詞:中職;計算機應用;課程設置
近幾年來,國家大力發展了職業教育,幾乎每個學校都在開設計算機應用專業,因此計算機應用專業已由20世紀90年代的熱門專業變成了各校均在開設的普通專業。隨著職業教育的不斷深入和計算機專業的大量學生畢業進入社會,逐漸出現了這樣的情況:雖然每年中職院校為社會提供大量的計算機專業的畢業生,但是現實情況是符合社會需求的計算機應用方面的技術應用性人才仍然短缺。這一現象表明計算機應用技術專業的教學與人才培養模式與社會脫節,中職計算機應用技術人才培養面臨巨大的挑戰。而其中最主要的問題是專業課程設置越來越不適合社會需要。傳統的課堂體系偏重理論知識的傳授,過分強調知識的系統性和完整性,缺乏必要的教學環節對學生進行能力、技巧和操作方法上的訓練,教學效果不理想。計算機應用技術專業的課程體系設置應進行―定的優化與整合,筆者本文就計算機應用專業課程設置提出以下幾點看法。
一、課程設置應向寬基礎、活模塊方向轉變
寬基礎的思想首先產生于辦學實踐的信息反饋。我國的職業教育剛剛起步時,由于當時職業人才緊缺,于是一些培養目標比較單一的專業興起很快,但辦過一兩屆之后就出現了供過于求、無法就業的現象。實踐證明,學生的知識面不寬,畢業后就業門路就會受到限制,這使人們進一步認識到,隨著科技的進步及企業生產組織形成的現代化,職業綜合化已是大勢所趨,故產生了與專業覆蓋面擴寬相適應的課程設置,專業基礎知識面加寬產生了所謂群集課程設置方案。其次,來源于現代社會意識的強化,認識到作為現代就職人員,除傳統的政治、語文、數學、體育等基礎知識之外,還應具有各行各業通用的基礎知識,如能源、安全、法律、質量、信息、職業道德、外語、微機等。另外,實踐顯示與人的品格與素養相關,缺乏素養,職業道德教育就會流于形式。因而,學校需要通過各種途徑,開設多種陶冶情操、提高學生的基礎素質的課程,如禮儀、書法、美術、文藝、演講等。總之,目的是讓學生獲得較寬厚的基礎素質,以利于培養綜合能力,而在課程編排上,則劃分成若干中心,形成多個知識模塊,模塊之間能相對和互相組合。
二、課程設置應與計算機應用專業學生的現實就業狀況緊密聯系
統計數據(表1)表明,職業教育信息技術相關專業的畢業生,大部分(80%以上)從事計算機銷售與技術支持、數據錄入、辦公文秘等崗位的工作。在計算機應用與軟件人才鏈中處于最低端位置,在局域網維護與管理、多媒體制作、網站管理與維護、軟件編程等崗位上工作的職業學校畢業生相對較少,而實際上這些崗位非常需要職業院校畢業生,在這些崗位上職業學校畢業生具有很大的發揮作用的空間。
因此,在進行課程設置時,應首先抓住大的,然后兼顧小的,并盡量多地向就業面大的方面靠攏;在平時的教學中,多注重學生基本能力的培養,教育學生不要眼高手低,覺得是基本的能力,就不在乎。要切記,事情都是從大處著眼,小處著手的,雖然是大眾的工作,但如果在能力上比人更勝一籌,就業機會肯定就會增加一分。要讓學生平時多練,能做到所謂的“人無我有,人有我精”。
三、以學生將來從事工作中出現的典型工作任務進行課程設置
當前,任務引領式的學習方式已經深入人心,然而不同的學習任務,對職業能力發展的促進程度是不一樣的。例如,由簡單的封閉性學習任務引領的學習就達不到綜合的開放性學習任務的效果。職業教育的學習過程是一個工作與學習一體化的、智力與身心的綜合發展的過程,其核心專業課程應當是從工作內容中提煉出來的典型工作任務,它包含了“工作”的方方面面(如工作對象、工具、工作方法、勞動組織和工作要求等),但并不一定是企業真實工作任務的簡單再現,而是教師將其按照“教育性”要求進行“修正”的結果。
典型工作任務具有以下特征:具有結構完整的工作過程(計劃、實施以及工作成果的檢查評價);能呈現出該職業的典型的工作內容和形式;在整個企業的工作(或經營)大環境里具有重要的功能和意義;完成任務的方式和結果有較大的開放性。
典型工作任務來源于企業實踐,它對人的職業成長起到關鍵作用。在典型工作任務進行課程的設置時,應緊跟市場的變化。在教學過程中教師要注重知識的傳授,講授內容既要深度也要廣度,并要有強的實際應用性;要從理解掌握以及本課程在實際中的應用出發,在上機實踐中通過上機操作消化前一課程單元所學的知識,同時對如何編寫程序、閱讀程序、程序編寫的規范、程序的調試與修改程序等環節要深入細致的研究。經過多語言的學習與實踐,能在工作崗位上得心應手。
(河套學院 理學系,內蒙古 巴彥淖爾 015000)
摘 要:教學有法,教無定法。在《數據庫應用技術》課程的課堂教學中,將“項目教學法”與“主題詞教學法”優化組合進行教學,能夠獲得良好的教育績效。
關鍵詞 :項目教學法;主題詞教學法;數據庫;應用技術;SQL語句;效果
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1673-260X(2015)03-0005-02
基金項目:河套學院教學研究一般項目“主題詞教學法研究”(HTXYJY14001)
1 《數據庫應用技術》課程的特點
《數據庫應用技術》課程是計算機專業與部分非計算機專業開設的必修課,是一門理論與實踐并重的專業基礎課。教學目標包括:理解掌握數據庫的基本理論知識;掌握Transact-SQL語句的使用方法(知識目標)與技巧;培養較強的實踐操作能力;能對小型數據庫進行熟練的操作,包括建立、規范化數據庫、數據檢索、插入、更改、刪除等;培養學生分析問題、解決問題與創新能力(能力目標);從課程中體會思想美、方法美、技巧美、嚴謹美、勤奮美等,提升審美能力,從而感悟生活美(情感態度與價值觀目標)。
課程的主要研究對象是Transact-SQL(簡稱SQL)語句。SQL語句為結構化語句,是集數據定義、數據查詢、數據操縱和數據控制功能于一體的結構化語言。理解記住SQL語句的功能和結構,即可熟練運用。SQL語句以英文單詞表示,理解英文單詞即可容易記憶相應結構。
2 學生的特點
針對《數據庫應用技術》課程的特點分析學生的特點:對理論原理、基礎知識的理解與邏輯推理能力等都比較差,又疏于記憶,思維與人文素質等綜合能力也不高,但動手操作能力是學生的優勢。所以如何在有限的時間內獲得最大的教學效果,這是教師在教學活動中需要重點思考的問題。
由于課程的不同,接受對象的不同,應選擇不同的教與學的方法。任何單獨的一種教學方法都不可能最好地完成一項教學任務,科學組合多種教學方法才是最優的選擇。根據幾年的教學經驗,在《數據庫應用技術》課程的教學過程中選擇項目教學法與主題詞教學法優化者,可以比較好地完成教學任務。
3 項目教學法
項目教學法是指教師選定具有一定應用價值、涵蓋一定教學內容的項目,由師生共同實施完成。學生采用小組工作的方式,制定每次課的計劃并實施;計劃實施過程中,新內容由教師講授;學習結束時,有明確而具體的成果展示,師生共同評價項目成果[1]。
項目教學法以學生動手操作為主,教師講授、指導為輔。可以充分培養學生自主學習的能力。同時教學內容與學生未來在工作場所中面臨的真實情景和復雜問題之間的聯系緊密,增加了學生學習的動機和興趣。
4 主題詞教學法
主題詞教學法[2]是在引入課題之后,將本節的重點知識、蘊涵的思想與方法、技能與技巧、解決問題的辦法以及內容中體現的課程美、思想美、方法美等用高度概括的
關鍵詞 展示出來,即所謂的主題詞,使學生對本節課得重點先有一個直觀的、感性的認識,然后在整個教學過程中以主題詞為線索完成課堂教學任務,再回顧主題詞,結束本節課。
通過實踐教學過程證明,主題詞教學法符合學生的認知過程,能使學生在渴望中輕松愉快的接受新內容,能有效地提高學生的知識與運用能力,同時能提高學生審美素養,能激發學生的學習興趣,提高創新能力。
5 項目教學法在《數據庫應用技術》課程中的運用
以2013級財會電算化5班40名學生為例,項目教學法在《數據庫應用技術》課程中的實施過程為:
開學第一次課提出項目,項目名稱為設計本系學生成績數據庫,目標為實現對成績的管理,包括數據庫、表、數據的操作,項目要求學生收集、整理本系學生的所有成績并且收集日常工作、生活中對成績的操作方式;教師設計子項目,包括建立數據庫、建立表、建立索引、建立約束、插入數據、修改、刪除數據、檢索數據等,在子項目的設計上要考慮到以下幾點:包含本次任務的所有知識點,考慮學生容易忽略、出錯的知識點或細節,考慮到能力的培養與提高;學生分組實踐,將學生分成10組,每組4名學生,包括一名組長,組長負責幫助、督促組員學習,并及時反饋學習中遇到的問題,師生及時研究解決,在課程中學生要提交項目階段性成果并且由教師指導提出建議;課程結束后提交項目成果,即學生設計的數據庫文件;最后召開項目完成情況匯報討論會,組長負責向全班介紹本組在項目實施過程中遇到的問題、解決的思路與方法、體會等,然后教師作總結,完成本項目。
6 主題詞教學法在項目實施過程中的運用
每個子項目在實施過程中以教師講授新理論、新知識、學生完成實驗報告為主。教師課堂講授采用主題詞教學法,學生實踐以實驗報告為依據。
下面以項目實施中的“向數據表中插入數據”[3]子項目為例,介紹子項目的實施過程。該子項目4課時完成,其中理論部分2課時,實踐部分2課時。
教師在上課之前首先要給學生發實驗報告表,實驗報告包括:本次實驗的主題詞、實驗目的、實驗內容、步驟與方法、心得體會和本次課用到的SQL語句及例題,其中除了實驗目的和內容由教師填寫,其它部分均由學生完成;然后教師進行理論知識的講授;最后學生實施子項目,將本節課的主題詞、SQL語句結構、例題列于實驗報告的相應位置,以明確實驗目標并加深記憶,并按要求完成實驗報告的其它內容,提交實驗報告。
理論部分講授主要步驟為:首先分析實驗報告,引入課題“向數據表中插入數據”;引入課題之后,列出主題詞:插入數據語句(3種),作用,語法結構;一般與特殊,類比,聯想,代入法,驗證法,歸納,總結;方法美,數據美,簡單美。然后圍繞向數據表中插入數據的三種語句(insert語句、select…into語句、insert…select語句)展開講授,講授過程中主要針對每種語句的作用、語法結構,采用類比思想,利用代入法、驗證法、歸納、總結的思想方法與技能技巧完成課堂教學過程,在引導啟發的過程中使學生感受到本次課中體現的方法美、數據美和簡單美對生活中影響;最后進行理論知識小結。
7 教學效果
7.1 學生的效果
對授課的2013級財會電算化5班的學習情況進行分析,匯總出《數據庫應用技術》課程中運用項目教學法與主題詞教學法對學生的效果如下:
7.1.1 學習目標明確
主題詞教學法能幫助學生明確本項目、本次課與本子項目的目標,使學生能有目的的學習理論知識與操作實驗。
7.1.2 提高了學習能力
實驗報告中的主題詞能幫助學生定位子項目實施過程中用到的知識點與需要掌握的思想方法與技能技巧,同時幫助學生深刻記憶SQL語句的結構和功能;學生每次都能準確、完整地填寫實驗報告,并能及時提交。
7.1.3 激發了學習興趣
在項目實施中發現,95%學生對理論基礎知識的學習、子項目的實施比較積極主動,能夠自己上網查找所需資源、上課專心聽講、每次課準時出勤、主動與同學討論與教師溝通。同時認為這種教學法與實際生活緊密聯系,對該課程非常感興趣,樂于動手操作。
7.1.4 指導其它課程的學習
在與學生的交談中還發現,80%同學將主題詞教學法運用于其它課程的學習中,也收到了比較好的效果。
7.2 教師的效果
7.2.1 更新了教學理念
通過項目教學法與主題詞教學法的組合運用,根據學生的反饋,意識到選擇合適的教學方法,以教師為主導、學生為主體、實踐為主線的教學是一種有效的教學策略。
7.2.2 使備課和講課程序化、規范化
采用主題詞教學法,有效地提高了教師備課、講課的邏輯性。對思想與方法的挖掘有助于教師更深地理解課程與教學內容的內涵,從而很好地實現教學目標。
7.2.3 提高了組織能力
在項目實施過程中,能夠提高教師對學生的組織、協調能力。
7.2.4 提高了知識運用能力
輔導學生解決問題的同時,教師對知識的運用能力也有了很大提高,教師知識面也在擴大,能與學生共同進步,實現教學相長。
7.2.5 有利于將課程打造成為精品課程
精品課程建設是高等院校質量工程建設的主要項目,教學方法的改革是精品課程建設的主要內容。而主題詞教學法與項目教學法優化組合的實驗研究為精品課程建設提供了必要的第一手材料。
在《數據庫應用技術》課程中科學地運用項目教學法和主題詞教學法,可以很好地實現本課程的教學目標。同時從學習者的角度出發,在教學組織、教學內容、教學實施等方面,做出有別于傳統教學模式的變革。在突破數據庫課程中難教與難學途徑的探索,對激發學生的興趣、提高學生分析問題、解決問題的能力和信心素養,都具有現實意義[5]。
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關鍵詞:有機合成;教學改革;探索
化學一直是自然科學的中心學科,有機化學又是化學中最為重要的分支,而有機合成是有機化學的核心和靈魂。人們的生活和有機化學的聯系越來越緊密,從以前的有機試劑、染料到近代的藥物、維生素和高分子材料以及各種具有特殊性能的現代材料等,大多數都是有機合成的產物,人類的生活越來越離不開有機合成。有機合成歷來都是各高校化學、化工、醫藥等專業必修的課程之一,目的是為了培養學生通過已有的知識解決實際問題的能力;培養學生的自學能力和互學能力;培養學生獨立思考、善于思考的能力。有機合成課程主要是讓學生掌握以下幾方面的能力:1)掌握基本有機反應,能夠合成較為復雜的有機化合物;2)分析和解決實際生產中影響反應產率的因素,為降低生產成本和提高產品質量提供技術支撐;3)能夠對已有產品結構進行修飾,提高產品的附加值;4)能夠設計并合成結構復雜且具有較強生物活性的藥用化合物。有機合成已經成為化學、化工類學生提升自己主要課程,大量的同行也針對有機合成的教學有教學經驗的總結[1-10]。為了適應社會對創新性人才的需求,使我們的教學質量能夠滿足社會對學生的要求,對我校的有機合成課程進行了改革,主要對教學內容、教學方法與考核方式進行了改革與探索,本文就所做的工作談談教學體會和實踐。
一、精選教學內容
教學內容決定了教學的層次和水平,而教材又是教學內容的集中表現,選擇與學生水平相適應的教學內容尤為關鍵,是提高教學質量的基礎。目前我國關于有機合成的教材相對較少,且大多數都是60~100學時的,而我校的有機合成課程的學時僅為48學時,要在有限的學時里完成教學目標,就需要選擇一本合適的教材。根據學校的要求:優先選擇面向21世紀教材、國家級規劃教材或獲得省部級以上獎勵的獲獎教材。故我們選擇由河南師范大學王玉爐教授主編的“十一五”國家級規劃教材《有機合成化學》,教材的難度和內容相對于我校的學生和學時都略有偏高,難度較高可以提升我們學生的水平,為將來的考研等做好鋪墊,內容偏多可以通過優化教學內容予以解決。該教材全書共11章,緒論指出有機合成化學目前備受關注的一些研究領域,接下來介紹官能團化和官能團轉換的基本反應,然后介紹酸催化縮合與分子重排、堿催化縮合與烴基化反應,之后對有機合成試劑、逆合成分析法與合成路線設計、基團的保護與反應性轉換、不對稱合成進行說明,最后介紹氧化反應、還原反應和近代有機合成方法。由于課時的關系我們對教學內容進行了分類、分級,第一類是教師引導性的,例如官能團化、官能團轉換與有機合成試劑等,這部分內容主要是在教師的引導下復習強化知識內容;第二類是重點講述部分,例如:酸堿催化縮合、逆合成分析法與合成路線設計等,這部分內容教師先通過典型案例進行講解,培養學生的思維方法和習慣,隨后再對大量的例題進行分析解剖,使學生對于較復雜化合物的合成形成基本的解題思路;第三類是學生以自學為主,教師答疑為輔的,例如:氧化還原反應、合成方法等,這部分知識主要是以記憶和拓展方法為主,相對學習難度較小,故在學時不足的情況下,以培養學生自學能力為主。這樣可以在較少的課時內完成教學內容,同時學生的知識面、分析問題和解決問題的能力都有提高。
二、改進教學方法
先進的教育思想、理念是優秀教學方法產生的源泉,隨著互聯網的普及,知識的來源和方式更加豐富多樣,我們要改變以往對教學主要任務是知識傳承的片面理解和認知,隨著知識大爆炸時代的到來,教育主要是培養人們如何獲取對自己有用的知識,更有效的從大量的知識中篩選出對自己發展有用的信息。教學方法的先進與否,直接影響創新人才的培養。如果不對落后的教學方法進行大的改革,培養創新人才就將成為一句空話。因此教學方法的改革是十分必要而又十分迫切的,可能是今后教學改革、質量提高的一個切入點和突破口[11]。教學方法多種多樣,每種教學方法都有自己優勢和特色,怎么樣找出適合學生的教學方法至關重要,筆者認為結合教學實際將多種教學方法有機的結合起來,發揮每種教學方法的優點,摒棄其劣勢,提高教學質量。有機合成設計是一門理論性強、綜合性強的課程,也是較為難學的課程,容易讓學生喪失學習興趣。為了讓學生學好此門課程,就要增加他們的學習興趣,首先通過對有機化學主要內容的簡略復習增加學生對課程的熟悉感和親近感,這部分我們主要依靠講授法進行教學,既用較少的時間又迅速提高了學生的信心和對有機合成的興趣。其次在學習縮合反應和重排反應時,上課要適時的應用討論式教學方法增加學生對課堂教學的參與度,進一步提高學生的學習興趣,比如在教學中給學生講授Beckmann重排,以A為例將解,講解后就讓學生進行隨堂練習,做B和C進行練習,并讓學生討論為什么結構如此相似的兩個化合物在相同的反應條件下結構卻不同,加深對Beckmann重排的理解,提高教學效果。再次在學習合成策略時應用啟發式教學方法,拓展學生的思維和對合成的全面理解,提升學生對知識理解的深度和廣度,激發學生的學習欲望,比如在化合物D逆合成分析中可以分別在C1-C2,C2-C3之間切斷,切斷后每部分都可以為正負合成子,引導學生思考那種切斷方式合理,得到不同的合成子,那個有合適的試劑可供使用,首先通過簡單的例子引導學生的思維發散,學生討論后老師再分析每種方法的可行性與優缺點,通過這種啟發式教學使學生對合成的理解不再是簡單的設計一個路線,而是綜合考慮以下幾點:1)反應步驟盡可能少;2)每一步的產率盡可能高;3)反應條件盡可能溫和,易于達到;4)中間產物和最終產物的分離純化容易進行;5)起始原料、試劑盡可能廉價易得,反應時間盡可能少;6)新理念:綠色、原子經濟效率等,這樣才能培養出適合社會發展需求的實用型人才,完成大學的根本使命。最后在講復雜化合物合成時主要采取賞析式案例教學法,舉幾個具有代表性的化合物的全合成方法,通過講解讓學生了解科學家在做全合成時的方法和技巧,慢慢領悟其中的奧秘,使學生對有機合成的認識有感性向理性轉變,比如我們在教學中增加了學生熟悉的2015年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者屠呦呦發現的青蒿素E的合成,共有九種的全合成和5條半合成的方法與策略[12],通過這些例子的賞析拓展了學生的思維方式和空間,對于投身科學研究打下了堅實的基礎。教學中多種教學方法的聯合使用使教學效果進一步提升,學生學習的積極性和學習效果得到大幅改善,提高了教學質量。
三、改革考核方式
教育的目的不是培養“考生”,而是培養“學生”。“考生”是以“學會”為目的的尋找已知世界現成答案者;“學生”是以“會學”為手段的探索未知世界者[13]。考核是教學的重要環節,是評價教學質量的重要依據。科學有效的考核方式能夠促進教與學,有機合成這門課程對于普通二本學校的學生是相對較難的,而傳統的期末閉卷考核方式不能真實有效的反映學生學習這門課程的所付出的努力和對知識掌握的掌握程度,從而打擊學生學習積極性,為此我們對考核方式進行了改革,將原來平時成績的比例由30%升至40%,其中包括考勤20%、作業30%、課堂互動及討論20%和單元測驗30%,將原來期末考試成績比例由70%降至60%,試題中60%是基礎知識,主要以完成反應方程式、反應機理等形式考查,20%~30%是中等難度的知識,主要以合成題的形式;10%~20%是較高難度的,以逆合成分析形式進行考查,試題有4~8試題,要求學生從中選取2~4進行作答,可以更加合理科學的評價學生,對學生的學習起到促進作用。通過有機合成課程的教學改革,構建有機合成的創新性教學體系,能全面實現有機合成教學目的,激發學生們的求知欲望和探索精神,將有利于培養學生的獨立思考、獨立解決問題的能力,提高學生的綜合素質,為在將來的工作中發揮骨干作用打下良好的基礎。同時對于提高有機合成及有機化學教師的教學水平上起到一定的作用。
參考文獻:
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