有机合成知识范文10篇

时间:2023-11-15 17:18:51

有机合成知识

有机合成知识范文篇1

精细有机合成化学实验中常用到酚类、芳香烃、醛、酮等有毒有害物质[5]。学生在做精细有机合成化学实验时,由于实验室空间有限,进行实验操作的学生人数较多,实验台套数有限,实验产生和扩散的有毒有害物质,势必污染教学环境,影响师生的健康,也不利于培养学生的环境意识。另一方面,实验过程中产生的大量的废气、废水以及废渣未经处理直接排放到自然环境中,必然对环境造成污染,几乎每个精细有机合成化学实验室都已成了一个小型的污染源。因此,在精细有机合成化学实验教学中渗透绿色化学教育思想是必要的。作为化学教师,应将绿色化学理念随时融入到实验教学中,培养具有绿色化学意识环保理念的化工专业应用型人才。

2以绿色化学理念指导精细有机合成化学实验教学模式

2.1优化实验内容,精选实验项目,体现绿色化学思想。在以往的实验教学中,选择精细有机合成化学实验内容时,多从典型性、代表性、高复现性等方面考虑,忽视了实验内容和实验过程对环境的污染[6]。现在选择精细有机合成化学实验内容时,多以绿色化学理念为指导,对实验内容进行优化,尽可能选择围绕基本原理、基本实验操作而进行的无污染、污染少的实验。实验中尽量采用无毒原料、溶剂和催化剂,尽量做到原料绿色化、溶剂绿色化和催化剂绿色化,并选用绿色合成路线[7]。精确计算各种反应物的需求量,在保证实验结果的前提下,尽量减少试剂用量,使反应物尽可能完全转变成产物,体现绿色化学“原子经济性”的精神[8]。在实验项目的选择方面,尽量依据低能耗、低毒原则进行筛选。如常用的高聚物单体“己二酸的合成”实验,可以采用双氧水氧化法替代硝酸氧化法[9],避免实验中产生大量有毒氧化物气体和使用硝酸带来的强腐蚀性,从而提高了实验安全性。再如“对硝基苯甲酸乙酯的合成”实验中,常规方法是以浓硫酸为催化剂来合成的,这种方法,虽然催化剂价廉、活性高,但反应复杂,副产物多,且浓硫酸腐蚀设备、污染环境。现在改为以价廉易得、性质稳定安全的苯磺酸为催化剂来合成就可以克服这些缺点,且产率较高[10]。2.2合理设计关联实验,改进精细有机合成化学实验装置。合成制备实验在精细有机合成化学实验中占有较大比例,且大多数反应物产物都是有毒有害物质。传统的操作方法是在通风橱中进行实验,这样只能避免对实验室小环境的污染,有毒物质还会排放到空气中。如在酯类物质的制备实验中,将反应装置连接一个干燥管,细口插入碳酸钠溶液里,可防止倒吸,同时也防止了反应物产物气体进入空气,反应物用量也减少一半以上[11],从而达到尽可能减少污染的目的。在精细有机合成化学实验中,可以对各个实验间存在的关系进行研究,并加以梳理,通过合理安排实验次序,开展关联实验[12]。一个实验的产品可以作为另一个实验的原料,使实验之间形成链接关系,使实验中的辅助剂、产物、副产物、剩余物能相互循环利用[13]。如在药物中间体“对硝基苯甲酸的合成”实验中,合成的产品对硝基苯甲酸粗品,也可以成为基本操作“重结晶”的实验材料,精制后的对硝基苯甲酸纯品,又可以成为“熔点的测定”的实验材料,这样可节省实验时间和原料,还可通过熔点的测定实验进一步检查学生的产品是否合格,可谓一举多得[14]。2.3采用微型化实验,增强节约意识。微型化学实验产生于20世纪80年代的美国,是国际上公认的能体现绿色化学理念的一种化学实验的新方法、新技术,被誉为“化学实验的革命”[15]。它是以尽可能少的化学试剂参加反应,获得比较明显的反应结果和较准确的化学信息的一种新型实验方法。现代科学的发展已进入超小规模领域,微型化成套合成实验仪器的出现,为微型化实验提供了可能[16]。在保证同样的教学效果情况下,同时传授环保、经济的教育教学理念。基于此,精细有机合成化学实验要逐步实施常量、微量与半微量相结合方式[17]。如精细有机合成化学实验中植物生长素“2,4-二氯苯氧乙酸的合成”、磺胺药物“对氨基苯磺酰胺的合成”、香料“氢化肉桂酸的合成”、防晒剂“对氨基苯甲酸的合成”、阴离子表面活性剂“十二烷基硫酸钠的制备”等实验项目中,实验药品用量比常量实验减少1/2,反应时间也随之大大缩短,实验仍然保持较高的产率。还有其他很多半微量实验中试剂的用量或浓度仅为常量的1/10~1/5,试剂用量比对应的常量实验节约80%以上[18]。实践证明,药品用量的半微量化与常量化在准确性与严密性上并没有明显差别,相关辅助材料(如水、电)的消耗也相应减少,降低了实验成本,同时也使爆炸、烧伤、中毒等实验事故相应减少,提高了实验的安全性,减少了对环境的污染。因此,微型化学实验是实现绿色化学的有效途径之一。2.4采用多媒体技术,模拟化学仿真实验。传统的精细有机合成化学实验不可避免地要消耗较多药品和大量水资源,特别是一些使用昂贵试剂的实验,实验成本较大且易发生爆炸的实验,以及必须采用有毒有害试剂并在实验中排放较多有毒气体的实验。因此精细有机合成化学实验的绿色化是有一定限度的,而且有些教材中的经典实验不具备绿色化条件[19]。我们可以利用现代化教学手段来辅助学生教学实验,采用多媒体技术,模拟化学仿真实验。多媒体教学的一大优点就在于能够模拟各种精细有机合成化学实验,实验现象明显,而且方便快捷,无污染。利用多媒体技术对实验原理、实验装置、实验流程、实验过程进行虚拟仿真,用文字、声音、图象、动画的效果让学生在屏幕前达到身临其境的感受,同时伴随教师相关知识精辟的讲解,使学生通过仿真实验获得较好的实验效果,实现精细有机合成化学实验绿色化。

3贯彻绿色环保意识,合理回收循环利用实验废弃物

精细有机合成化学实验中不可避免地会产生某些有毒气体、液体和固体,量虽然不算大,但久而久之会对环境造成较大污染[20]。实验中任意处置“三废”会淡化学生环保意识,尤其是对于化工专业的学生,环保要求更高。因此,每次实验完成后将产生的废液统一进行回收,把用过的芳烃类、卤代烃类、酚类、醛酮类、酸碱类等各种废液、废渣或有放射性的污染物,分别倒入指定的各类回收容器内,然后鼓励并指导学生利用所学的专业知识对废气废液废渣进行循环再次利用。如精细有机合成化学实验中产生的酸性废气用碱液吸收或与其它物质反应,使其变成液体或固体;实验中的含氰废液可用碱性氯化法进行处理;废渣尽可能循环再利用;实验中破损的蒸发皿可收集敲碎用做沸石等,这样既提高了学生环保意识,又巩固了学生专业知识。从而做到实验室少污染,实验产品链式利用的良性循环。

4结语

有机合成知识范文篇2

关键词:化工专业选修课;案例教学;研究生教学

研究生课程在研究生培养中起着极其重要的作用。2014年,教育部了《关于改进和加强研究生课程建设的意见》(教研[2014]5号),《意见》明确了培养单位应科学认识课程学习在研究生培养中的重要地位和功能,切实转变只重科研忽视课程的实际倾向,把课程建设作为学科建设工作的重要组成部分,将课程质量作为评价学科发展质量和衡量人才培养水平的重要指标[1]。但在研究生选修课程的教学中,还存在不少问题,选而不修的现象普遍存在,一方面是研究生对选修课的学习重视不够,另一方面是教师在授课时,采取教学方法不利于调动研究生学习积极性,导致选修课教学质量不高。为能更好地发挥选修课在研究生培养中的作用,对研究生选修课的教学方法的改革迫在眉睫,要将教师从传统的授课方式———做PPT、授课、考试,转变成以案例教学为主的教学模式,以提高研究生课程教学质量。

一、化工研究生专业选修课教学当前存在的问题

《精细有机合成新方法与技术》是我校化学工程与技术一级学科硕士学位授权点一门重要的选修课,课程主要介绍精细化学品合成反应和合成路线,重点介绍近代合成技术、生物化学合成和绿色合成,以及一些特殊的合成实验技术。《精细有机合成新方法与技术》教学与其他研究生选修课一样,存在以下问题。第一,注重对理论知识的传授,而利用理论解决科研中存在的实际问题,介绍不多,学生不知道如何在科学研究中利用理论知识来解决实际问题,从而导致学生对学习课程提不起兴趣。第二,教师通常采用传统方法授课,学生处于被动学习状态,不积极思考问题,对知识的掌握常常是一知半解,不利于学生开展科学研究工作。第三,由于研究生选修课常常采取开卷考试方式,导致部分学生对学习选修课重视程度不够。

二、案例教学法的优点

案例教学法是一种把实际工作中的真实情景加以典型化处理,形成供学生思考分析的案例,通过学生独立研究和相互讨论的方式,来提高学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法[2-3]。案例教学法由美国哈佛大学法学院院长ChristopherColumbusLangdell教授在1870年创立,广泛用于理、工、农、医、文、经、管等领域的教学中,取得了良好的教学效果,对学生创新实践能力的提高起到积极的作用。案例教学法的主要优点有[4-5]:(1)真实性。案例取材于学科专业领域科学工作者的科研实践活动,不是凭借个人的想象力和创造力杜撰出来的例子。(2)完整性。如科学研究成果案例的介绍,授课教师从科研课题的文献调研、申请立项、实验过程、数据处理、课题结题、研究报告撰写及成果的发表等环节进行现身说法,这种教学案例具有从开始到结束的完整性特征。(3)典型性。这种教学案例的共同特点是由一个或几个科学问题组成的,内容完整,解决问题的过程具体详细,有一定代表性。(4)启发性。教学中所选择的科研案例是为一定的教学目的服务的。

三、案例教学法在《精细有机合成新方法与技术》课程中的应用

(一)根据教学目的,丰富教学案例库。《精细有机合成新方法与技术》在实施案例教学法以来,我们根据课程教学大纲,努力做好教学案例库的建设工作。案例库主要由下面几种案例组成:(1)有机合成发展史案例。例如,1924年德国化学家维勒(Wohler)首次从无机物人工合成有机物———尿素;1845年德国化学家(Kolbe)合成醋酸;1854年法国化学家Bezthelot合成油脂。教师通过“有机合成发展史”案例教学,使学生了解有机合成科学家奋斗历史,展示科学家们从事科学研究的思维活动,有助于培养学生的科学素养和创新精神。(2)“有机合成科学家获诺贝尔化学奖”案例。例如,德国化学家EmilFisher因合成嘌呤等杂化化合物获得1902年的诺贝尔化学奖;英国化学家Robinson因全新、简捷的合成托品酮获得1947年的诺贝尔化学奖。教师利用授课内容与诺贝尔化学奖案例的关系,引导学生追踪有机合成史上重要有机化合物的合成过程,激发学生对科学研究的兴趣,从而让学生学习和掌握科学研究的正确方法。(3)“我国有机合成发展”案例。例如,1965年我国科学家成功合成了具有生理活性的牛胰岛素;1981年成功合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。实践证明,在课堂教学中渗透“我国有机合成发展”案例,有助于学生了解国情,提高学生的民族自豪感,使他们深刻地认识到自己肩上的责任。(4)学生收集“有机合成新成果”案例。教师在上第一节课时,布置学生收集“有机合成新成果”案例,要求收集的案例来自于近五年发表的SCI、EI文献,教师安排一定的合成技术应用内容,让学生通过搜集的案例,结合教学内容,制作多媒体课件,进行讲解与讨论,然后教师根据学生讲解的案例涉及的合成原理、合成技术进行点评,通过这样的教学方法,加深了学生基本知识的理解,以及对课程学习的兴趣。(二)以学生为中心,丰富案例教学形式。实践证明,案例的选择固然重要,但案例教学形式,对案例教学模式的实施效果,有重大影响。在多年的教学实践中,我们针对工科研究生的特点,总结出来以下教学形式:(1)合成理论内容结合案例讲授法。这种教学形式是在授课时,将讲授的合成理论与案例相结合,通过案例分析,加深学生对理论的理解。(2)合成技术结合案例讲授法。这种讲授形式是在授课时,让学生通过阅读教师提供的案例,体会教师所讲授的合成技术在实际研究中的应用情况。(3)合成路线设计结合案例讲授法。这种讲授形式是在授课时,让学生先自行设计合成路线,教师再结合前人合成案例,对学生设计的合成路线进行评价,让学生领悟到自行设计的合成路线的不足。(三)优化教学氛围,促进学生参加案例教学的兴趣。首先,建立科学合理的课程考核方法,提高学生参加案例教学的积极性。案例教学效果取决于平时学生的参与积极性。其次,教学充分备课,善于调动课堂气氛,是提高案例教学效果的保证。教学要做好课堂教学设计,精心选择案例,对用于课程教学的案例要做到充分了解,这样才能在讲授时,将课程的基本理论和基本概念与案例相联系,进行剖析,同时对学生的讨论才能进行有效的点评,使学生通过案例教学真正掌握知识,获得在科学研究中分析问题和解决问题的方法。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见:教研[2014]5号[A/OL].(2014-12-05)[2018-08-13].www.moe.edu.cn/src-site/A22/s7065/201412/t20141205_182992.html.

[2]邱选兵,齐美山,魏计林,等.案例教学法在工程类创新型研究生实践教学中的应用研究[J].大学教育,2014,(12):135-137.

[3]张春莉,权元元.教育硕士研究生培养中应用案例教学法的实证研究[J].学位与研究生教育,2013,(1):44-48.

[4]郭伟,张翼飞,杨克军.农学专业学位研究生课程教学中案例教学法的应用[J].高等农业教育,2016,(1):93-95.

有机合成知识范文篇3

一.归纳总结,洞见症结

化学制药工艺学是一门集有机化学、药物化学、物理化学、有机合成反应、化工过程与设备以及分析化学于一体的药物化学专业综合性课程。尤其与有机化学和有机合成反应联系密切,而有机化学的学习已在大一完成,学生对基本内容和概念已记忆不清,加之课时有限,药学的有机化学知识侧重药物较少,因此,本课程首先将有机化学和有机合成反应基础知识浓缩为两方面,(1)有机合成设计相关要素:基本骨架的构建(碳链增长,缩短碳链,构成环架)、功能基(官能团)的运用、立体化学思考;(2)合成路线设计:结构剖析、切断及策略、各类化合物的合成特点等。利用主线知识点对基础知识的高度概括归纳总结使考研学生受益,同时也有助于保研,出国和找工作的学生加强基础,应对相应的面试和考察。其次,将药物化学、物理化学、化工过程与设备以及分析化学与本课程的联系分别提炼为一关键要点,使学生明确药学学科课程设置与新药研究的关系,明确药物分子的化学反应和生物作用特点,尽力为面对的升学和走向工作岗位把好最后一关。

二.化整为零,各个击破

化学制药工艺学中重点是药物合成路线的设计,而合成路线设计的难点是药物分子的结构剖析。欲知如何结构剖析就得明确一个药物分子的切断方法和策略。因此,本课程将有机化学和有机合成反应经典理论与反应机制通过分子的切断概括为三类策略:(1)寻找易拆键(碳-杂键;支链多处;稠环化合物的稠合处);(2)变换或添加官能团后再切断;(3)导向基的引入与导向作用。让学生很容易理解有机合成原理和思路,找到合成药物分子的关键切入点。教会学生将药物分子分解为可组装的片段,从片段联想相应原料,再从原料思考组装条件和方式方法。以一简单药物中间体为例说明如下。首先,通过"逆合成分析法"画出"合成树",找出"合成子"。其次,利用已学过的有机化学等基础知识分析各切断、片段、合成子的利弊。最后,找出最优合成路线。使学生学会将零散的知识点串联在一起并能运用基础知识解决实际问题。

三.化繁为简,提要勾玄

化学制药工艺学中工艺路线设计是纲,要使路线得以实施必须要具备一定的生产工艺条件,因而药物生产工艺的研究是保障路线实施的重点。而生产工艺的研究涉及配料、催化、溶剂、能量、后处理等多方面影响因素,让学生觉得杂乱枯燥,没有规律,尤其催化、溶剂、能量等影响因素的原理常常让学生不清楚为什么,故也很难记忆,如金属、小分子等为什么能催化?不同的溶剂为什么对反应的选择性结果不一样?光能、热能、微波等不同能量是如何影响有机分子的?基于此,作者为便于学生理解和记忆,选用简单实例加以说明,例如,以物理学中求合力的办法解决溶剂极性与反应选择性的关系问题;将微波对化学反应的影响的实质转换为偶极分子的极性与反应选择性问题等。逆合成分析是复杂药物合成路线设计经典而常规的分析方法,然而,如何利用简单易懂的方法教会学生去观察、分析、并找到入破口,设计出简单高效绿色的全合成路线是值得我们深思的,例如以下两例,乍一看不知如何下手,但我们利用中学就已经知道的正电与负电易于结合的道理,顺利让学生把一较复杂的分子合成问题转化为寻找正电中心与负电中心的问题,由此找到正电中心和负电中心结合点即为切入点和突破口,并让学生发掘分子的对称性问题,清楚了如何简单几刀就可将较复杂的目标分子转变为基本的简单工业原料。

四.挈领疑问,案例分析

氢化可的松的生产工艺原理是化学制药工艺学中一经典实例,其七步合成工艺每一步都很巧妙且有代表性和经多年的改进和提炼,也是我国著名有机化学家黄鸣龙先生填补中国甾体工业的空白,使中国可的松的合成方法,跨进了世界先进行列,使中国的甾体激素药物从进口一跃而为出口的很好实例。借助这一实例,几年来我们采取了系列教学方法改进,从中得到了启迪。例如:(1)锻炼学生查文献,制作PPT,备课并走向讲台向同学讲解,老师点评。然而,发现这一方法存在学生理解重点不够,讲解不清,没有深度,无吸引力,学生不愿意听讲,常常是自己讲解部分自己能懂,其余部分都不懂的局面,无法进行相互讨论,教学效果不理想。(2)在方法1基础上,讲课学生首先讲给老师听,老师听后指出问题,改进后再向同学讲解。但老师花双倍的时间精力仍然效果不佳,学生满意度不高。(3)老师先介绍药物合成工艺步骤及背景。

五.以点带面,讲练结合

有机合成知识范文篇4

关键词:有机化学实验;教学改革;创新教育

化学是自然科学的一种,是大学教学中历史悠久且基础性很强的一门学科,而这门学科的理论不能离开实验的基础。有机化学实验是化学及相关专业本科教学中必开的一门基础课程,其教学的目的是培养学生的动手能力、分析能力和解决问题能力,使学生通过实验熟练掌握基本技能操作的同时,进一步加深对有机化学基础知识的理解及科研和现实中的应用,从而培养严谨求实的科学态度。所以,设计调整实验教学内容,采用多样的教学模式和规范的实验考核制度,激发学生的学习兴趣和创新意识。近年来,学院为了提高学生对有机化学的兴趣、动手能力和发散思维培养,针对有机化学实验教学从实验教材、内容选择和教学形式等方面进行了相应的改革,并取得了较好的效果。首先,将化学相关专业的有机化学实验授课分为两个学期,第一学期采用“基本操作技术训练+有机化合物的性质实验”,第二学期全部进行合成实验。同时,每个学期的期中都会安排实验操作考试(强调实验基本技能训练),期末安排有机化学合成实验笔试和设计实验考试(侧重综合性、设计型和创新性的考察)。授课形式以教师为主体讲授,一个班分三组,分别由三位老师同时进行指导,这样不但能够在确保实验安全的前提下发现和解决学生在实验中出现的新旧问题,同时能够使师生的专业知识得到不断拓展。并结合当今科学技术中大量的合成新方法和测试手段不断涌现的态势,要求本科教学中实验内容不断更新,也促使实验研究方法趋于综合训练型和科学研究型的方向发展。

一、实验教学内容的精选

有机化学实验课程需在有限的学时内让学生从了解、熟悉到掌握的过程中学习有机化学实验的基础知识和熟悉掌握操作技能,并且在后续的设计型实验中提升学生的综合能力。我院有机化学实验分为有机合成实验(I)和有机合成实验(II)。有机合成实验(I)主要是验证性实验和基本技能训练,旨在培养学生掌握有机化学实验的基本操作技能和方法,以及培养良好的实验习惯及安全意识。主要有熔点及沸点、回流及蒸馏、重结晶、萃取、色谱及旋光、物质基本性质实验和1—2个综合设计实验等。有机合成实验(II)是结合各科专业的特点,开设了8—9个综合性设计实验,其中,设计性实验主要让学生通过自查文献资料,根据现有实验条件设计方案,经任课教师审查确认后独立完成,从而培养学生的主动性和创新性。此外,老师会将自己的科学研究成果增添到有机化学实验课程,使学生能够更进一步熟悉课本和科研应用的关联,从而促进学生在教学科研中的创新意识。

二、规范实验考核标准

考核是课程教学的重要环节,通过考试可以及时发现教学中存在的问题和漏洞,从而促进教学改进和教学质量的提高。实验成绩不能单纯地靠实验报告和笔试成绩来进行考评,既要反映出学生对实验学习情况和操作技能的掌握情况,又能激发学生的主动性和思考性。我们在对学生实验成绩考核时,采取平时成绩、期中实验技能测试和期末笔试考核三部分的综合考评,即平时成绩30%,期中成绩30%,期末成绩40%。

三、习惯的养成和教学形式的改进

要取得良好的实验教学效果,必须在传统的实验教学基础上建立自己特色的一套教学方法。传统的实验教学主要以“填鸭式”为主,在当今信息化的时代,老式固有的教学模式已经跟不上社会的发展,越来越多的新理论和新方法在化学实验中出现,同样的新问题也会随之产生。我在这些年的教学中,采取如下措施:(1)实验制度及预习。在有机合成实验(I)开始时就必须强调和严肃有机实验室的制度及安全,要求学生进实验室必须注意着装(不准穿凉鞋拖鞋、不准穿裙子短裤、不准披头散发),必须穿实验服进入实验室、不准在实验室饮食、不准玩手机。实验报告每一次实验都必须认真对待和执行;同时强化学生的实验预习,包括实验目的、原理、药品及物理常数、仪器及装置、实验步骤、注意事项及实验问题等,预测实验过程中可能会出现的问题及成败的关键。(2)多媒体、黑板和演示教学。经过实验教学经验,多媒体式教学能够简洁明了地给学生传达内容信息,但经过几届学生的反馈,黑板式教学(随时进行实验反应细节和激励的讨论和书写)和演示讲解(更加直观地了解实验装置细节)结合效果比多媒体式要好,能更好地加深理解和记忆。(3)前期的基础和认知实验(有机合成实验I)让学生养成实验习惯和启发思考理念。每次实验结束后,要求学生进行实验总结和点评,讨论实验过程中的问题和需要完善的地方,最后由老师给出总体评价。经过此过程的锻炼,学生会摒弃生搬硬套的学习方式而具备独立思考的能力。对于合成设计实验(有机合成实验II)中,要求学生自己独立完成,或要求不同组学生采用不同方法进行有机实验,例如,乙酰乙酸乙酯的合成中,A组采取金属钠的经典实验方法进行实验,B组则采用现制乙醇钠的方法进行合成实验,要求学生进行比较和分析。当整个学期实验教学结束后,学生会从前期“填鸭式”到后期独立思考完成的过程中得到成长,从而得到了发现问题—解决问题—统筹规划能力的培养。

四、化学基础实验视频大赛

为促进我院学生的专业兴趣,推动信息技术与学科教学融合,提高教学效果和教学质量,激发创作活力和展示化学魅力,在校园文化建设中加入化学科普元素,开展化学基础实验视频大赛活动。活动的主题是:推动化学发展,规范实验操作,促进创新创造,节约能源资源。化学基础实验视频大赛面向化学化工学院全日制在读学生,重点考查学生针对课本和实验知识的学习,充分合理地运用信息技术、数字资源和信息化教学环境进行实验操作设计和实际教学锻炼,并将化学过程制作成为学习资源的能力。实验视频大赛作用依据课程大纲和教学要求进行制作和设计,以先进教育思想和教学理念为指导,以使学生自主学习达到最佳效果为目标,经过精心的信息化教学设计,以视频、动画等形式记录或展示化学实验,也就是说,是对课程中的目的、原理、操作和某个知识点(技能点)开展的简短、完整的教学活动。要求学生在开展制作化学实验视频时,必须选取本实验有关的知识点或本实验的目的、原理作为参赛作品的内容,精心备课,充分合理地运用各种现代教育技术手段及设备,设计课程。参赛作品由学生个人或团队原创,考核方式通过对视频制作质量、讲解技巧和问题辩论三方面进行评审,最后经综合评判得出优秀作品。这种视频大赛方式,将优秀的视频作品用于实验多媒体教学,丰富教学手段。另一方面,通过化学基础实验视频大赛,在调动学生积极性的同时,也增加了学生的安全意识和综合能力培养,这样更有利于学生专业课的学习和毕业设计的进行。

总之,在整个有机化学实验教学中,首先提高学生的安全意识,促进动手能力和创新思维的锻炼,通过不同的教学模式和实验设计,使学生多方面领会专业知识,从不同角度加以分析和思考,通过自己来发现问题、解决问题,从而掌握对有机化学基础知识和实验之间的关系。通过对有机化学实验教学的改革,学生的积极性和主动性得到加强,也使实验教学质量和学生的综合素质得到了提高。

参考文献:

[1]叶瑞英,陈桔,张志芳.定性与半定量物理实验[M].成都:四川大学出版社,2001.

有机合成知识范文篇5

关键词:有机化学实验;绿色化;改革

绿色化学(GreenChemistry),又称环境无害化学(EnviromentalBenignChemistry)和清洁化学(CleanChemistry),它是1991年美国环境保护署提出的,自1995年被美国正式采用后,现已被国际学术界所公认[1]。绿色化学核心理念就是不使用有毒有害的物质,不产生有毒有害的废弃物,生产对环境无害的绿色产品,实现有害物质的零排放,力争从源头上阻止任何污染[2]。因此在高等学校的教学中渗透绿色化理念是十分必要和可行的。“绿水青山就是金山银山”就是绿色化理念的一种体现,即保护环境,减少污染。在农业类高校中有机化学实验如何实现绿色化既是实验教学改革中的重要组成部分,也是有机化学实验教学中面临的课题。

1有机化学实验绿色化的必要性和可行性

有机化学实验是应用化学专业的一门重要的基础课。由于教学和科研的需求,每学期都有大量教师和学生在做各种有机化学实验,经常使用一些有一定毒性的、腐蚀性的试剂和溶剂,同时在实验过程中还会产生废气、废液、废渣等,如果处理不当就会影响身体健康,还会对环境产生持久的危害。另外,一些实验室缺乏科学管理,有些教师在实验课上不够认真,对学生督查不严格,而学生在实验中也缺乏相关的环保意识,实验中药品任意取用,实验废液随意倾倒等。一些实验设计不够科学合理也导致了不必要的浪费和环境的污染[3]。因此,在加强实验教学的科学管理、合理安排基础上,还要积极开展绿色化实验教学研究,并通过实验课教学培养学生绿色化理念,培养学生的环保意识和可持续发展的意识,严格控制学生取药剂量及实验后废液废渣的收集和处理。

2有机化学实验教学过程中加强学生绿色化理念培养和养成

化学实验课教学环节是培养学生绿色化学理念和意识的重要环节。首先任课教师在思想上、认识上要重视起来,要在课堂讲解和实验指导过程中将绿色化学的理念逐渐进行渗透,潜移默化地对学生产生影响。其次在实验教学过程中让学生知道有机化学实验的危险性,可能对自身和环境产生的危害性,使学生养成良好的实验习惯,提高学生的绿色环保意识,逐步形成绿色化学理念[4]。第三要求学生对实验进行预习,充分了解本次实验的原理,实验要达到的目的,认真预习实验内容和步骤以及本次实验的注意事项。通过网上查找资料了解本次实验所用实验药品的物理性质和部分化学性质,特别是所用药品是否有毒性、毒性的强弱、中毒途径有哪些、如何预防等。实验产品的物理性质,特别是其毒性对环境的污染,实验过程中所产生的废物应当如何处理等。让学生意识到其对身体健康及环境的危害性,引导学生养成良好的实验行为习惯和安全环保意识,规范学生基本操作方法,尽可能减少和避免取样过程中药品的挥发、洒落、不按要求称量等。

3实现有机化学实验绿色化的途径

3.1合理安排实验顺序。有机化学实验课是一门重要的基础实验课,肩负着对学生进行实验操作技能的培养与训练,是为后续实验课乃至于以后的工作打基础的。这就要求在实验课教学过程中要教会学生常用玻璃仪器和设备的认知和使用,基本操作技能的训练和考核。因此,将实验内容分成两部分:基本操作技能的学习实验;有机合成和天然产物提取实验(含基本操作技能的训练和考核内容)。删除了性质实验,如:熔沸点(微量法)测定技术,重结晶技术、乙醇的分馏技术等实验中教会学生掌握基本操作的技术,要求学生既要知道所用仪器的名称,还要知道使用方法、操作手法及使用的注意事项。而仪器设备的具体使用训练和考核则安排在有机合成和天然产物提取实验进行。学生在实验技能的学习和训练中做到由简到繁,循序渐进,有利于学生的学习和掌握。同时在保证实验效果的前提下,在实验试剂的选择上则尽可能选择污染性小、毒性低、易处理的试剂。如在实验中能用水做溶剂的绝不用其它有机溶剂,能用乙醇的就不用甲醇等,实现有机化学实验教学绿色化,最大程度从源头上减少污染的产生。3.2推广微型化、减量化实验。近些年来,化学实验的微型化是一个发展的大趋势,既节省了药品又减少了“三废”的排放,减少了对环境的污染。微型化实验所需试剂用量少、污染少,可降低药品的损耗,减少环境的污染,是很值得推广的。因此,结合学校的实际,在保证实验效果和实验操作训练的基础上,在部分合成实验中采用试剂减量化,仪器小型化[5]。例如:将烧瓶容积由250mL换成100mL或50mL,同时相应的药品也进行减量。这样减少了试剂的消耗量,又完成了基本操作技能培训,也降低了“三废”的排放,取得事半功倍的效果。3.3整合部分合成实验内容将之连续化。有机化学合成实验是有机化学实验的重要组成部分,肩负着重要任务,就是将刚刚学习到的基本操作技能技术在有机合成实验中进行应用,通过有机合成实验来训练和考核学生基本操作技能的掌握程度和熟练程度,但各个合成实验一般都是独立进行,互不相连,学生基本操作技能的掌握程度难于考核,此外有些合成实验的产品又可以做另一实验的原料。因此,将部分有机合成实验进行整合成循环式实验,将实验内容连续化[6]。例如:将制备环己醇、环己烯、己二酸三个独立的合成实验进行整合成连续实验,即:将环己醇→环己烯→己二酸串成一个大的合成实验。前一步的实验产品为下一步实验的主要原料,通过每步的产量可以判断出该组学生的基本操作技能掌握情况和熟练程度,既节约了原料,也减少了“三废”排放,实现有机化学实验的绿色化。3.4实现实验产品重复利用。以往实验课教学中有机合成实验的产品一般都不进行回收,多数成为废弃物而被扔掉,既产生了浪费又污染了环境。在绿色环保理念的指导下,在每个实验结束时对每组学生的实验产品进行回收,同时向学生提问回收的产品目的、用途,作为实验课后的思考题,要求学生寻找答案并在下次实验课时进行抽查。这样可以督促学生由被动的学习逐渐向主动学习发展,扩展学生的发散思维,培养创新思维能力。还可以极大程度地提高药品的利用率,加深学生对所做过的实验的印象,同时还教育学生要勤俭节约和保护环境。例如,乙酰苯胺合成实验中的产物乙酰苯胺,可以作为下一年级学生基本操作部分“熔点的测定”“重结晶”实验中的药品;甲基橙的制备实验的产品甲基橙,经过处理后,可以作为无机化学实验和分析化学实验的指示剂等[7]。3.5选择性引进新的研究成果,改进实验。实验教材中编写的有机化学合成实验是与有机化学理论教材内容相匹配的,是满足有机化学理论的基本条件。但很多合成实验都存在产率低、污染大、实验方法落后的问题。因此很多教师都在进行实验改进的研究,取得了较好的成果。将那些效果好、产量高、原料利用率高、污染少的实验改进成果引进到具体的实验教学中,同时开设对比实验,让学生亲身感受到实验改进的成果,使学生对探索未知产生兴趣,调动学生学习的主动性和积极性,为大学生科技创新打下基础。如乙酸乙酯的合成实验中,将传统实验中使用腐蚀性很强的浓硫酸作催化剂,改用FeCl3或NaHSO4等固体作催化剂(要求学生上网查找乙酸乙酯制备论文,从中找出所用的催化剂,提前两周提出,只要实验室有的就满足学生);己二酸的制备实验将KMnO4改用H2O2或FeCl3等。3.6引用网络资源,借助微信功能强化实验预习。“互联网+”信息时代下,微信是人们进行交流的常用方式,将微信引进有机化学实验中,建立有机化学实验微信群,在实验进行前在群中发出消息,给出预习的实验题目和预习内容,要求学生到网络上观看有关实验视频并完成预习报告,还特别强调在预习报告中要将实验所用的药品及产品的熔沸点、挥发性、毒性、溶解性及实验过程中产生的废品如何处理体现出来,为实验完成后的废品处理做准备。还可以利用微信随时解答学生提出的问题,进行有关知识的补充和延伸,满足学生的各种需要。3.7引进新的实验技术,提高有机化学实验效率。现阶段在有机化学实验经常用到的新的实验技术主要有微波技术和超声波技术。这两种新技术具有反应条件温和、操作方便、时间短、产率高、用量少、副反应少、产率高、无污染等优点,被广泛应用到有机合成中,有研究表明,微波和超声辐射可以应用到有机合成反应的大部分领域[8]。因此,在有机合成实验教学引进微波或超声辅助实验,与其他传统实验方法作对比试验,使学生真正感受到新技术的优点,例如将合成阿司匹林改为微波辅助法等。3.8设立模拟仿真化学实验有。机化学实验是应用化学专业在大二时开设的一门实验课,受实验学时的限制,开设的实验课内容较少,仅仅能满足对学生进行基本操作技能的训练要求,再加上实验室的条件限制,那些实验条件要求高、所用药品挥发性强、毒性大、实验所用仪器设备比较昂贵的实验等都无法对学生开设。因此,学校设立计算机模拟仿真实验室是必要的。由于是虚拟实验操作,可以不受实验条件、药品、仪器的限制,学生可以通过仿真实验将实验课上不能开设的实验在计算机上进行,补充学生实验技术的短板。利用多媒体技术将视频和动画引入仿真实验中,对实验原理、装置、步骤、实验过程进行仿真,还可设计违反实验要求的不当操作,让学生看到不良操作的后果,还可以将学生拍摄的实验视频放到计算机中,让学生进行挑错并记录成绩[9]。还可以将实验废弃物的危害模拟展示出来,让学生更加直观地感受到其危害。使学生从思想上认识到环境污染的危害,保护环境的重要性,从思想上更加容易接受绿色化学的理念,更有利于促进有机化学实验内容的绿色化。

4实验的废液和废渣处理

4.1废液处理将每次实验过程中所产生的废液进行统一收集,并在实验结束后,安排学生对实验的废液进行无害化处理。例如乙酸乙酯的制备实验,将实验产品乙酸乙酯收集到试剂瓶用作后续实验的溶剂,同时对粗乙酸乙酯提纯过程中每次分液的废弃液进行合并,再分离出乙酸乙酯,然后加入强碱NaOH或Ca(OH)2(可以用咖啡因提取升华废弃物)进行中和处理(PH在7~8之间),然后倒入废液桶中放置一段时间后再排入下水中。再如乙醇分馏实验的产品乙醇,收集后一部分重新配成50%乙醇做分馏的原料,一部分还可以作为酒精灯的燃料。对于无法回收利用的废液,收集到专用桶中,每学期结束后送到指定地点进行生化处理。4.2废渣处理实验室产生的固体废弃物主要有固体催化剂、沸石、固体产物,废弃的催化剂、沸石采用溶剂清洗,回收再利用,而固体产物进行提纯处理后用做其它的实验的原料。不能再利用的废弃物放到指定的容器内在指定地点进行无害化处理[10]。

5结语

有机合成知识范文篇6

关键词:有机化学课程;药学专业;教学改革;人才培养

随着国家《医药卫生中长期人才发展规划(20112020)》实施,我国基本药物制度建设的不断完善,新《中国药典》的颁布等,时代已对高等药学教育和药学专门人才的培养提出了更高的目标和要求。药学专业以培养具有药学学科基本理论、基本知识和实验技能,能在药物生产制备、检验、流通、使用和研究与开发领域从事鉴定、药物设计、药物制剂与临床合理用药等方面工作的技术人才为目标。学生学习药学的各个主要分支学科的基本理论和基本知识,掌握药学实验方法和技能,具备药物制备、质量评价及指导合理用药的基本能力。为契合当前药学类专业人才培养的目标和需求,适应现阶段高等学校本科药学类人才的培养模式,在课程设置上,高校药学专业课程涉及药学方面的一般包括:生理学、细胞生物学、医学免疫学、病理生理学、医学微生物学、无机化学、有机化学、生物化学、分析化学、仪器分析、基础化学实验、药物化学、天然药物化学、药剂学、药物分析、药理学、毒理学基础、药物的波谱解析、药事管理学等。其中有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、制备方法和应用的科学,是化学学科中极其重要的一个分支,是化学专业重要的基础课程,同时也是药学专业重要的基础课程。在我国药学专业的本科课程设置中,学生首先要经过有机化学的学习,然后才能进行波谱解析,药物化学,药物毒理学和药理学等药学课程的学习。笔者在有机化学教学实践中深切感受到,有机化学课程对药学专业学生非常重要,其知识基础相当于工具,应用于药学专业整个四年本科教育体系。若能真正牢固掌握有机化学学科的全面知识,对于整个药学其他课程的学习具有重要的作用。然而,在目前药学专业教育中,教学管理层面存在着不够重视、课时数分配偏少的现象;学生层面存在轻视和畏难情绪。虽然授课教师在“教”的过程使尽浑身解数,但学生学习积极性依然不高,“学”的效果较差。导致在后续其他药学课程的学习中,相关教师发现学生由于有机化学基本功不扎实,已影响后续课程的学习效果,比如在药物化学实验课程学习中就暴露出有机合成技能和基本功差的问题。鉴于此,笔者认为高校有必要对有机化学教学进行改革,以适应药学专业学生的培养。俗语说得好,“工欲善其事,必先利其器,器欲尽其能,必先得其法。”作为药学研究的“利器”,药学人才培养必须重视有机化学这门工具型学科的教学。笔者认为,有机化学教学改革需要从药学的角度入手,结合药学专业培养模式的创新加以实施。

1药学专业有机化学课程教学现状

1.1课时偏少,教材内容局限

化学专业教学中,有机化学作为基础大课,通常设置两个学期即一个学年的学习周期。而药学专业由于受到课程种类的限制,通常设置一个学期学完整门课程。以暨南大学药学院为例,药学专业有机化学的学习周期通常设置为一个学期,理论课课时数仅有72学时。选用的教材《有机化学》,为全国高等学校药学类专业唯一的统编教材[1],与化学专业的教材[2]相比,药学类《有机化学》教材在内容上进行了大幅度的压缩。尽管分章节的内容包括经典有机化学的大部分内容:烷烃,烯烃,炔烃和二烯烃,脂环烃,立体化学,芳香烃,卤代烃,醇、酚和醚,醛和酮,羧酸和取代羧酸,碳负离子的反应,有机含氮化合物,杂环化合物,糖类,氨基酸、多肽和蛋白质,萜类和甾族化合物,周环反应等。然而,每一章的内容均做了大幅度删减,一些在有机化学中相当重要的反应和概念仅一带而过。例如,有机物的波谱和结构特点:化合物的电子跃迁和化合物紫外吸收峰的关系,基团和红外振动吸收峰的关系,原子核自旋和核磁化学位移的关系,特征质子的化学位移。这些知识在药学指定的有机化学教材里不再具体讲述原理,仅在每个类型有机物作为物理性质简单列出;再如烯烃这一章节里,经典反应:环氧化,硼氢化,卡宾,共振理论不再详细讲述,仅一带而过或者直接被删去;又如苯和芳香烃这一章节,经典有机反应傅-克反应和判断有机物是否具有芳香性的休克尔规则仅一带而过,Gattermann-Koch反应则直接被删去了。由于课时有限,教材必须进行删减,而删减后教材仅余下概念性的描述,导致学生在学习这些内容时知其然却不知其所以然。

1.2有机化学和“药”的融合不足

由于课时有限,如果要顾及教材编排的所有内容,平均每个章节只能分配不到4个课时,教师不可能将经典有机反应的基本知识和机理完全讲清楚。相比之下,在综合性院校的化学专业,有机化学作为基础大课,相关教师更加注重基本原理和基本概念的讲授,重视授课内容的深度和基础性有机知识体系的构建。因此,对于药学专业的有机化学教材,内容上完整的基础有机知识体系的构建已不能顾及,更不要奢谈与药学的结合。现实的情况是,大部分院校药学专业的有机化学教学内容与药学几乎失去关联,授课教师课堂讲授时匆匆忙忙,一带而过。造成学生产生有机化学和药学没有多大关系的错觉;学生因课时有限本来就理解困难,又因为有机化学的课程内容与药物的链接设计很少,更难以激发学生的学习兴趣。

1.3基本实验技能训练不足

有机化学和有机化学实验一般安排在大一下学期进行,由于课时数有限,这两门重要的课程都被尽可能地简化了。虽然课程在内容上尽量照顾到有机化学经典反应,但对学生基本技能和有机合成操作的训练严重不足,学生在实验课很多时候只是走马观花,收获不大。因此,在学习后续课程比如药物化学这门课程时,他们往往无法充分理解药物分子结构以及其药学性质的关系,在药物化学实验教学过程中,也暴露出有机实验技能的薄弱,一些常识性的实验知识:例如反应装置应从左到右,冷凝水从下到上,和圆底烧瓶夹子的使用等都经常出错。1.4学生普遍存在畏难情绪课程教学时数压缩,课程内容简化,导致不少学生对有机反应机理理解不够深入,无法真正掌握有机化学的理论和反应。这直接造成部分药学专业学生认为有机化学学习难度较大,产生畏难情绪;再加上学业紧张,课程门数多的情况下,学生在学习有机化学这门课程时普遍存在内容上掌握不牢固,只知其表,不知其“理”。由此导致的结果是:学生认为有机化学不重要,又难学,产生畏难情绪,学习积极性不高。可见,在培养体系的设置上轻视有机化学,将产生有机化学和药学分割独立的错觉,使学生不能通过有机化学的学习铺垫和促进后续课程,尤其是药物化学的学习。

2以药为本,深化有机教学改革

药学专业培养,必须重视有机化学这门基础课程教学,为后续其他药学课程的开展提供良好的铺垫[3]。优化教学内容,综合提高学生有机化学素养,势在必行。具体举措的框架如图1所示。

2.1精细调整教材和讲授内容的侧重点

教师应结合药学专业本科生课程设置的特点,将教学内容进行合理规划,提炼重点与难点。在传授知识时注重有机化学经典的反应机理和知识点的讲授,适当增加这方面的课时数。教材内容设置上,减少泛泛而谈、蜻蜓点水的内容,增加重点有机反应的内容,特别强化和药学结合紧密的经典有机反应。举例来说,教师在教学实践中讲授芳香烃这一章内容时,不仅要讲述苯的芳香性,同时也要进一步指出,苯因结构上的稳定性,还是许多合成反应的最佳反应溶剂。而因为苯的毒性,在反应中,常常用甲苯替代苯作为溶剂。另一方面,也因为苯结构的稳定性,有苯参与的反应,其条件都比较苛刻,比如只有在浓硫酸或硝酸和浓硫酸的共同作用下,才能使苯发生磺化和硝化等。内容上的融会贯通,不仅可促进学生对重要有机化学反应的积累和掌握,对药学素养的形成也具有很大的基础性帮助作用。

2.2将科研和药的理念融入有机化学教学

药物分子从有机设计合成中来。笔者建议,教师要及时将一些科研成果按课程内容编入授课内容[4],这样可以让学生直观地了解药物分子是如何通过经典的有机反应合成得到的。例如,讲述芳香烃这一章时,笔者通过介绍治疗低血压的常用药物重酒石酸间羟胺注射液中的药物分子,引导学生思考该药物分子的苯环在有醛基取代情况下,对苯环的电子效应是属于诱导效应还是共轭效应,这样就把枯燥的电子效应与鲜活的药物分子结合起来,激发学生的学习兴趣;再例如在讲述炔烃时,笔者指出端炔基可以作为结构工具结合光亲核标志物,用以测定小分子结合蛋白靶标的位点,更进一步介绍在分子中引入炔键可能的方法。笔者通过对一些药物前沿性科研内容的简要介绍,一方面加强了学生对分子直观上的认识;另一方面,也使得学生逐渐体会到有机化学在药物研究中的重要作用,形成药物的创新研究离不开有机化学的正确概念,充分激发学生学习有机化学的兴趣和热情[5]。

2.3灌输与“做药”技能密切相关联的理念

药物分子从有机合成反应中来。实验教学及时将基础有机合成实验和药物分子的制备相结合,重视教师传帮带的引领作用,强调基本的实验操作常识,加深学生印象。教师应重视学生良好实验习惯的养成,引导学生建立起有机化学实验与“做药”的基本实验技能之间的密切关系,促进有机化学实验和药物化学课程实验的贯通链接。比如在有机化学实验中的重结晶技术,也是药物纯化的重要手段;而有机化学实验中的合成反应,也是药物制备的基础,例如,解热镇痛药阿司匹林的制备就是基于酚羟基的酰化反应;巴比妥类安眠药的制备是基于1,3-二羰基化合物的反应。这样的无缝结合,能向学生潜移默化地灌输“做有机”就是“做药”的理念。

2.4以兴趣为主导向调动学生学习积极性

在树立有机化学是药学研究不可缺少的左膀右臂的观念下,教师应进一步思考如何在教学过程中,激发学生学习有机化学的热情和兴趣,使得学习由被动到主动的转变[5-7]。例如,在讲授烯烃和炔烃这两部分内容时,笔者增加了NanoPutians内容的介绍,当学生看到炔烃分子被引入到分子中获得各种趣味性的分子骨架人型图案(图2)时[8],纷纷表示出浓厚兴趣。再比如在讲述芳香烃这一章内容,笔者以学生熟知的香水和奶香味添加剂为例,指出其中的主要成分有茴香醚、葵子麝香、香兰素等,它们均为芳香族化合物,由此开启对芳香烃化学的学习,展示有机化合物与日常生活的密切关系;在讲述稠环芳烃时,笔者以学生最感兴趣的烧烤食物为切入点,列举各种美味的烧烤,并引出这些带有烧烤气味的来源是“蒽”“芘”类稠环芳香烃,例如,1,2,5,6-二苯胼蒽,3,4-苯胼芘和1,2,3,4-二苯胼菲等稠环芳烃。笔者将生活和研究实例的相关内容引入课堂,让学生切身体会到有机化学在日常生活和科学研究中的重要作用,增强学生学习兴趣和积极性。

3讨论

有机合成知识范文篇7

关键词:教学艺术;药学专业;有机化学实践课程

教学有法,但无定法,贵在得法。若以艺术融于教学,则法得以升华。教学艺术不仅可以融入课堂理论教学,也能融入实践教学之中。在实践教学中若能融入艺术,则教学效果得以成倍增加。教学艺术绝非是一种简单的教学技能,它能激励、唤醒、鼓励学生的学习积极性。教学艺术能全面体现教师的综合素质,只有德、识、才、学各个方面都具备了,教学艺术才能有良好的表现功力[1]。

1我校药学专业现状分析

我校药学专业正处于专升本的转型阶段,过去的专科模式是不能适合现有本科的发展的。传统实践教学模式已经存在很大的问题与不足。传统的实践教学一般先介绍实践教学的实验目的、实验原理、实验药品及仪器、实验步骤、实验内容、实验数据处理、实验报告等,教学模式上是以教师为中心,学生被动完成,教学目的、教学内容、教学过程完全由教师决定,或者是由教学大纲及统一的教材决定。这种模式是沿用“以教师为中心”的“灌输式”、“填鸭式”的教学,培养出来的学生重记忆、轻理解,重理论、轻实践,忽视了对学生潜能的开发,导致学生所学的理论知识与实践应用严重脱节,使学生的自主性和能动意识受到很大的制约,创新意识也受到很大的约束,抑制本科教学的发展。

2有机化学实践课程体系设计

根据医学药学专业人才培养的要求,有机化学实践教学是有机化学教学不可或缺的重要组成部分,实践教学的目的是训练学生的实验操作技能,验证有机化学理论教学中所学知识,培养学生选择合理的有机合成方法和分离、鉴定手段,以及分析和解决实际问题的能力;同时也是培养学生理论联系实际的作风,实事求是、严格认真的科学态度与良好的工作习惯的一个重要环节。有机化学实践教学也是后续实践课程《药物分析实验》、《天然药物化学实验》、《药剂学实验》等专业实验课的基础。设计好有机化学实践课程体系,为实施有机化学实践教学艺术打下基础。2.1优化实验内容。在本科实践教学中,验证型、综合型和设计型实验仍然是各高等院校进行实验教学中共存的三种主要形式。验证型实验是为验证已经学习过的理论知识所设计的实验。学生通过各种验证型实验,体验科学研究的过程,从中也能得到辩证唯物主义的思维方法,达到实事求是和严谨的科学作风的训练[2]。综合性实验是指实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段,对学生的知识、能力、素质形成综合学习与培养的实验。设计性实验是学生根据给定的实验目的和实验条件,自己设计方案、确定实验方法、选择实验器材、拟定实验操作程序,自己加以实现并对实验结果进行分析处理的实验。基于药学专业的人才培养的要求与培养目标,提高有机化学实践教学的效率,有机化学实践教学内容体系优化如表1所示。优化的实践教学内容中既有验证型性实验内容,也有综合型和设计型实验,但主要偏重综合性与设计性实验。因为综合性实验让学生从实验中验证了所学知识,而且对有机化学课程与实践操作有了全面系统的了解,对所学知识的掌握与运用升华到一个新的高度。而设计性实验常常带有一定的探索性或创新性,能激发学生的求知欲与探索欲望。学生参与实验的积极性很高,同时在实验中也得到了锻炼。把药学专业的学生安排到药厂见习,是学生大学学习很重要的实践环节,也是制药学专业一个很重要的实践环节。它让学生学到了很多课堂上根本学不到的东西,还开阔了视野,真正了解和认识了一个制药厂是如何生产,增长了很多关于制药工业的认识,为学生以后更好的把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过认识实习,可以使学生对生产实际、基本的药物制备原理、纯化工艺、成品生成工艺、基本的工业生产设备等有了感性认识,巩固和深化了课堂所需基本知识,且为学习后续课程做好准备。另一方面,通过让学生接触生产实际,接触工业过程,了解专业基础知识于制药企业生产实际的联系,可以培养学生的自学能力、社会活动能力、理论联系实际及解决实际问题的意识和能力,以便为将来毕业走向社会、参加工作打好基础。2.2指导大学生创新性实验。近几年来,大学生科技创新活动和创业实践作为青年学生实施素质教育的重要途径,早已在全国高校范围内迅速展开[3]。作为素质教育,高校开展的大学生创新性实验是以学生为主体的创新性实验,根据所学的有机化学实践知识,鼓励学生亲身参与科研创新活动,让学生直接面向问题,在实践过程中,综合运用所学知识,在指导老师的辅助下,独立地发现问题、提出问题、收集资料、分析归纳,从而提出解决问题的路径和方法的过程,从而加强了学生实践能力的培养。这样有利于调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,逐步掌握思考问题、解决问题的方法、提升学生的创新实践能力,不断提高教育教学质量。在这种鼓舞下,班上有近半的学生都参与到大学生创新性实验中,这样也在无形地提高实践教学质量。

3有机化学实践教学艺术

列宁说:“没有‘人的情感’,就从来没有也不可能有人对真理的追求”[4]。教学艺术是教学的理想境界,是教师追求的目标,要有克服困难,坚持不懈的心理准备[5]。实践教学同样可以像理论教学一样进行行之有效的艺术化教学设计。3.1赋予情感教学。大量数据表明,实践教学普遍存在实施形式呆板、方法单一的现象,学生兴趣不大,实验往往是任务式完成。在这种传统的实践教学过程中,实验课往往依附于理论课,老师大多是用一节课的前几分钟先讲解一遍实验的原理、方法、步骤,接下来的时间就留给学生做实验,大多是教师也只是任务式地指导一下,最后签完到算是“涂鸦式”地完成整个实验过程。由于学生的专注力、理解性、记忆力差异很大,实验效果因人而异,大部分学生流于形式,达不到能力培养的目的。因此,如果在实践教学上课初始,就赋予情感教学,吸引学生的注意力,或许能达到意想不到的效果。例如,在进行“萃取”实验时,教师先演示分别用石油醚和CCl4萃取碘水的实验,当看到鲜艳的紫红色出现在上下层时,学生兴趣顿时提高,迫不及待地想动手自己操作。此时,教师先询问学生出现这个现象的原理,当学生都弄明白怎么回事时,再让学生自己想办法怎么用其它试剂让碘萃取在上层或者下层,而不会让学生重新重复自己的演示实验操作。而且整个实验过程,都全程陪护,和学生一起分享他们的“杰作”。3.2肢解法进行有机合成教学。“香豆素-3-羧酸的合成”是分两个步骤合成产物的,首先是香豆素-3-甲酸乙酯的制备,得到粗产品后再合成目标物香豆素-3-羧酸。对于合成步骤只要按照给定资料学生即可完成,关键是这个实验原理学生难以理解。于是,教师在学生实验前讲解时可以肢解Knoerenagel反应,方法如下:首先,丙二酸乙二酯在吡啶作用下形成碳负离子:然后,碳负离子和水杨醛发生亲核加成反应:再经过消除反应和酯取代反应成环,得到香豆素-3-甲酸乙酯:香豆素-3-甲酸乙酯在碱性条件下发生酯水解与内酯水解得到羧酸钠盐而开环:最后,在盐酸的作用下发生类似于酯化反应形成环内酯,香豆素-3-羧酸的合成得以实现:用这种肢解法教学,把复杂问题简单化,还能引导学生综合运用知识,这样在教师一步一步的引导之下学生就能非常轻松地理解反应原理。3.3设计性实验教学艺术设计性。实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现。我们不是单纯地只做设计性实验,而是与实验操作考核一起,综合性地考核学生各方面的能力。实验采取以每小组4人进行,实验内容为不同类型的有机化合物的鉴别,教师给定10种有机化合物,从中随机抽取6种物质作为未知物,在规定的时间(20分钟)内鉴别出来,主要涉及常见的基本实验操作、常用仪器的使用与物质的鉴别,让学生通过小组合作对实验进行方案设计、具体实验、实验现象及结果记录与评价等方面,主要考核学生的实验设计能力、实验操作能力、动手能力、思维能力、团结合作能力、分析和解决实际问题的能力。最后的成绩由老师综合考虑学生的各方面情况根据考核评价标准进行。评价标准如表2。最后实验的结果,不仅体现了学生的实验能力,同时灵活地进行了实验考核,既增加了学生对实验的热情,同时由于规定了时间也增加的学生的紧迫感,而且团队协助精神在这种情况下得到了很完美的体现,达到了设计性实验与实验考核的双重目的。事实证明,艺术性地安排这种设计性实验,教学效果很好。3.4以药厂见习方式开阔视野。单纯地在实验室进行药物制备或者合成,让学生的思维受到限制,也不能与生活或者社会实践联系起来。为了开阔学生视野,提升实践教学效果,我们组织学生到湘中制药厂见习,主要了解抗癫痫药物丙戊酸钠、丙戊酸镁、丙戊酰胺的工业合成、纯化、精制及成品的制备过程,参观了原料车间、粗产品车间、精制产品车间、中间体车间和成品车间,所到之处都是大型仪器设备,与实验室的仪器有着天壤之别,让学生真正感受到了视野的开阔,真正体会到了生活实践与社会实践的意义。见习回来后学生写出的见习报告与见习感悟,也让教师们感受到见习的必要性与意义。这种实践教学的艺术为后续课程的教学方式提供效仿,也为学生今后的就业的选择做了铺垫。

4教学反思

通过上述的教学实践,包括调整实践教学内容、融情感于教学之中、肢解法有机合成教学、设计性实验与实验考核的结合、药厂见习,我们对学生的满意度进行了调查。结果表明,学生对这些实践教学内容与教学艺术满意度较高,其中,调整实践教学内容满意度达95%,融情感于教学之中满意度达98%,肢解法有机合成教学满意度达93%,设计性实验与实验考核的结合满意度达90%,药厂见习满意度达100%,而传统课程只有2%的学生表示十分喜欢,有25%的学生表示可以接受,有50%的学生表示不能接受。在实践教学中优化实验内容,并艺术化进行实践教学,不仅可以达到实践教学目的,而且使学生更热爱实验,珍惜每一次的实验机会,高效地完成实践教学的内容。

参考文献

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[4]颜永胜.谈情感教学[J].河北教育(教学版),2009(7):90-90.

有机合成知识范文篇8

科学技术的发展日新月异,要使有机化学实验内容与教学方法与时俱进,我们必须对有机化学实验教学内容和教学方法进行改进,必须加强应用实验、趣味实验和科学前沿课题的新知识实验。当前一些有机化学实验教材内容陈旧,除基本操作外,都是一些验证性实验,缺乏应用性、趣味性和前沿性的实验内容。学生每次都像“照方抓药”那样地进行实验,根本不认真预习、思考,这样学生的综合能力和创新能力难以得到提高,有机化学实验教学效果不佳。因之,对有机化学实验教学内容进行兼并整合,合理构建实验内容体系是当务之急。

1.1整合强化基本操作内容

根据教育部高等学校化学类(即师范类)专业教学指导委员会制定的“化学专业实验教学基本内容”,将基本操作和基本技能作为一个单元单独训练,该阶段主要训练学生的基本技能,强调操作的规范性。在开始基础训练阶段,我们发给学生写实验预习报告的样本,要求学生按规范的样本格式写好预习报告和实验报告。要求学生在预习报告中要查阅写上实验所用药品试剂的物理常数。实验报告一定要实事求是的详细记录实验步骤现象,实验目的原理,要总结出实验的重难点、实验成败的关键步骤和操作、问题讨论及说明等。这样既要求学生在实验中动手,又要动脑。对于难度较大的基本操作实验如:减压蒸馏、纸层色谱、薄层色谱、重结晶、熔点测定、分馏、旋光度测定、萃取与洗涤等独立安排实验进行,并要求学生单人单做。对较简单的基本操作实验如:蒸馏及沸点的测定、折光率的测定、液体化合物的干燥、机械搅拌、磁力搅拌及密闭合成搅拌等均在相应的合成实验中一并进行,这样可使学生在少学时下学到更多的实验技能。其次删掉一些简单陈旧的实验,增加一些复杂的应用实验,趣味实验及前沿科学的新知识实验。该实验教学内容的重组提高了学生对实验的兴趣,激发了学生的求知欲,强化了学生娴熟的基本操作能力的训练。

1.2在实验内容的安排上注意实用性、趣味性、时代性

经典的有机化学实验都是成熟的验证性实验,对于师范本科生而言,通过这些实验掌握了相关的基础知识、基本操作技能、基本实验原理和方法,在培养学生的逻辑思维、推理、严谨的科学态度等方面是有益的。而且符合学生的认知规律。但我们要培养学生的创新能力,必须改进有机化学实验教学内容的知识结构,加强应用实验、趣味实验和涉及科学前沿课题的实验。如删去了一些简单陈旧缺乏应用性、趣味性的传统实验,增加了一些应用性实验,如:①药物阿司匹林的合成;②磺胺药物的合成;③从槐米中提取药物有效成分芦丁及鼠李糖;④从黄连中提取黄连素等。增加了一些趣味性实验如:①从烟叶中提取烟碱;②从茶叶中提取咖啡因;③合成减少农作物落花落果的防落素对氯苯氧乙酸;④合成除草剂2,4-二氯苯氧乙酸。增加一些与时俱进的前沿科学实验如:①冠醚合成;②纳米材料的合成与应用;③手性化合物的合成拆分及表征。通过增添应用实验、趣味实验和涉及科学前沿课题的实验,激发学生的学习兴趣和创新精神,将不愿学变为我要学。同时开阔了学生的知识视野,增加了学习的广度和深度,使学生看到了在人类生产和生活中有机实验的重要性,形成了自觉渴求新知识的意识,促进了教与学,提高了教学质量和水平。

1.3加强有机化学实验绿色化

化学专业培养的师范生是肩负着教育下一代重任的人类灵魂工程师—中学化学教师,故“安全—环保”理念和意识的形成以及具体实施就显得尤为重要[2],且具有深远的社会效益和现实意义。为此我们在以下几个方面进行了实践:

1.3.1采用半微量实验和微量实验

有机实验易耗品多、产率低、“三废”排放多、能耗大、污染重。为此我们在不影响实验效果的情况下将教材上化学实验的药品用量均减半,或用半微量实验或微量实验方式进行,这样不仅大大降低了实验成本,实验环境也变得清洁,最重要的是学生的节能减排和环境保护意识也得到培养和强化。且有机化学实验的绿色化也得到彰显。

1.3.2尽可能减少或不用有毒害的化学试剂或原料

有机合成实验所用的化学试剂、溶剂、催化剂或多或少有一定的毒性,为了使有机化学实验绿色化,我们在实验内容的安排上减少或去除毒性大的有机实验,弃用毒性大的有机试剂或溶剂。如将水蒸气蒸馏实验中早期使用的有毒性的苯胺、苯甲醛和溴苯改为花椒和桂皮,使之为纯天然的绿色实验。将从茶叶中提取咖啡因和烟叶中提取烟碱的装置改用乙醇在索氏提取器中进行,这样既将实验时间缩短了2h,又消除了毒性。在有机合成实验中删除一些毒性大的实验,如苯和溴制溴苯、硝基苯的制备、苯胺的制备等。并结合专业特点新增一些对环境友好的药物合成实验如:合成口服治疗尿道感染药物扁桃酸、局部麻醉剂苯佐卡因等。将乙酰乙酸乙酯合成实验中用的有毒溶剂二甲苯和钠珠原料改为钠丝,用钠丝可不用二甲苯溶剂,从而有效地减少了环境污染,所有这些均使绿色化学教学在实验中对学生起到了潜移默化的作用,培养了学生的绿色化意识。

1.3.3采用“一条龙”化学实验

在有机化学实验中我们安排了“一条龙”合成实验,即将多个合成实验串联起来,前一个实验的产品作为后一个实验的原料,这样既节约了化学试剂,防止和减少了环境污染,又使学生把学过的知识系统化,也培养了学生综合分析问题和解决问题的能力[4]。如我们将苯胺乙酰化→乙酰苯胺→对乙酰氨基苯磺酰氯→对乙酰氨基苯磺酰胺→对氨基苯磺酰胺(磺胺)。在甲基橙制备实验中将3个串联起来,即苯胺磺化→对氨基苯磺酸(重氮化)→重氮盐(偶联)→甲基橙。在局部麻醉剂苯佐卡因的制备中,将2个实验串联,即对硝基苯甲酸酯化→对硝基苯甲酸乙酯(还原)→对氨基苯甲酸乙酯(即苯佐卡因)。

2在有机化学实验教学内容的组织上分层次分阶段进行教学

有机化学实验教学内容改革重组后,以基本操作、简单合成、多步合成、综合实验、设计实验、开放实验的顺序组织教学内容。这样一个从基本技能训练、应用技能训练、综合技能训练到创新能力训练的四个层次的实验体系,使学生由浅入深、由简到繁、由单元技能训练到综合能力训练、再至创新能力训练,使学生的实验技能循序渐进,逐步提高,最终初步掌握简单的科学研究方法和创新能力。在实验操作中,又将合成、分离提纯及鉴定测试或表征等环节连成一体,形成系列化实验。这样做可使学生看到自己的实验成果,他们会更认真主动完成和掌握实验的全过程,并给他们带来成就感,从而调动学生的学习积极性和主动性,不断地提高教学质量。

3有机化学实验教学方式的改革使教学质量稳步提高

3.1要求学生课前认真预习,培养学生自学能力和查阅文献资料能力

学生每次进行实验前,教师要认真检查学生的实验预习报告,无预习报告者不得进入实验室做实验,写实验预习报告的目的是使学生在做每个实验前,必须认真查阅所使用药品试剂的理化性质,明确实验原理、目的及步骤,了解有关药品、仪器的使用方法,掌握实验的重难点,挖掘实验成败的关键问题及注意事项,明确每一步操作的目的任务,做到有的放矢,为做好每个实验奠定基础。通过检查学生的预习报告和口头提问,促进了学生学习的主动性和积极性,激发了学生做好实验的热情。通过在预习中查阅资料和网络化学资源,不仅可以帮助学生了解有机物的理化性质,解释实验现象,预测实验结果和选择正确的合成路线,而且还可以使学生了解相关科研方向的研究现状与最新进展。并使学生掌握了查阅文献的基本方法。从而培养了学生的综合能力、独立分析问题和解决问题的能力、创新能力以及初步的科研能力[5]。

3.2在课堂上认真讲解耐心指导

在教学内容改革整合后,教学方式对于落实教学目的起至关重要的作用。在基本操作实验部分,教师必须抓住重难点讲清实验原理,实验成败的关键问题,让学生理解每一步操作的原理,然后在学生做实验过程中认真检查学生的每一步操作,耐心纠正不规范操作。如在分馏和蒸馏的基本操作中,注意检查学生的装置是否规范美观,冷凝管的选择是否正确,温度计插得高低是否得当等,所有这些细节问题都直接影响到实验的效果和规范性。通过这部分基本操作培训,不仅培养了学生的动手能力,还培养了学生实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。

3.3在“一条龙”实验、综合实验、设计实验、开放性实验中进行分组实验教学

即让每组成员以既相对独立,又相互合作的方式完成整个实验。这样学生在独立完成部分实验之后与其他组员之间共享实验成果,共同分析解决实验中所遇到的问题。这种组合实验教学方式,可以培养学生的团队精神和协作精神,提高学生的科研素养和责任心。

3.4应用信息化教学手段和多媒体教学以提高教学质量

有机合成知识范文篇9

一、有机化学课程内容和特点

有机化学是研究有机化合物的化学,是-N研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用及其有关理论和方法的科学目,可以使人们从分子水平上探索未知的世界。它既是一门内容丰富,理论性、社会应用性强的课程,又是-f3重视实验、实践性强的课程。其内容主要分为三大部分:第一部分为有机化学基础知识和基本理论,包括有机化合物分子结构基础、立体化学、波谱化学等;第二部分为各类有机化合物的物理性质和化学性质,有机化合物是按其分子中包含的官能团类型分类,官能团对化合物的性质起决定性作用,这一部分是整个有机化学的重点也是难点,要求学生能够运用有机化学基本原理去认识化学反应的规律,掌握各类反应及应用;第三部分为天然有机物化学,包括糖、氨基酸、蛋白质、核酸等内容,也被称为生物有机化学。对于材料科学专业学生来说,需要重点掌握的是第一、二大部分内容,而且,第二大部分中不同类型的有机化合物的重要程度也不同,例如,不饱和烃、芳香烃、醇酚、醛酮等是重中之重。这些重点内容可以归纳为:1个理论(电子理论)、2个效应供轭效应、诱导效应)、2种试剂(亲电试剂、亲核试剂)、3类6大反应(自由基取代、加成反应,亲电取代、加成反应,亲核取代、加成反应)等01。

二、材料学专业有机化学教学改革的必要性

材料科学专业既是本科教学中最为重要的专业之一,同时也是最难学习的专业之一,它要求学生全面地掌握化学、物理、材料学等方面的基础知识。专业课程数量的巨大,使得专业课程的设置课时紧、任务重。对于有机化学这门课程来说,材料科学专业的授课课时由化学专业的大于120学时缩短为小于64学时,实验课时也相应地大大减少,这就容易造成学生对有机化学基础知识掌握肤浅,实验技能相对匮乏,严重影响后续课程的学习。同时,相对于其他专业,材料科学专业有着自身的特点,并不是有机化学中所有的内容都必不可少,即材料科学专业对有机化学教学侧重点需求不同,精选有机化学中针对材料科学专业十分重要的内容,既能完成大纲规定的教学任务,又能保证教学质量。另外,由于招生人数的增加,学生的基础知识水平有下降趋势,并且参差不齐。这些都对材料科学专业教学的正常进行造成严重的影响。所以,材料科学专业有机化学教学改革势在必行。

三、材料学专业有机化学教学改革方法

1.教材的改革。教材是教学内容的载体,优秀的教材是高教学质量的保证。由于有机化学的重要性,各类教材数量繁多,内容丰富,但本校材料科学专业特点鲜明,直接沿用现有的有机化学教材无法在有限的学时内使本专业学生完善地掌握其必需的化学方面基础知识。为此,我们根据本校材料科学专业学科特点,参考现有优秀有机化学教材,精选本专业学生必需之基础知识,秉承遵循思维规律组织教学的原则,编写适合本专业有机化学教学的校内讲义。相对于一般的有机化学教材,我们新编的讲义内容精练,篇幅缩减,既加强了对学生素质的培养,又适应了学时较少的需求。主要以上文所述的有机化学教学主要内容的第一、二大部分为主,新编讲义共分为十一章,第~章:结构与性能概论,重点内容为价键理论、共振论、诱导和共轭效应、反应类型和试剂分类、酸碱理论、溶剂化作用等;第二章:立体化学,重点内容为构造、构象、几何、对映4大异构现象;第三章:结构表征化学,重点内容为红外光谱、核磁共振谱、紫外光谱及质谱。以上内容为有机化学基本理论,是以下各章学习的基础。第四章:脂肪烃及其衍生物,包括饱和烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃的物理性质和化学反应;第五章:芳香烃,重点内容为芳烃亲电取代反应;第六章:醇酚,重点内容为醇酚的共性和特性;第七章:醛酮,重点内容为羰基亲核加成反应;第八章:羧酸及其衍生物,包括羧酸、酰氯、酸酐、酯、酰胺的物理和化学性质;第九章:有机含氮化合物,包括硝基化合物、胺、重氮及偶氮化合物、杂环化合物的物理和化学性质。以上内容几乎涵盖全部对本专业后继课程十分重要的有机化合物,知识要点就重避轻侧重点鲜明,为整个讲义的重点内容。第十章:有机合成基础,重点为有机合成路线控制;第十一章:有机化学资源,包括常用软件、期刊检索、网络化学资源等。以上为选学内容。用以开拓学生视野,加深学生学习兴趣。新编有机化学讲义在内容上精练有序,既涵盖了与材料科学专业息息相关的基础理论,也包括了有益于后续课程学习的几大类重要有机化合物。主线清晰,内容展开层次感强,保证了在少学时的基础上使学生能完整的了解重要的知识,强调对学生素质的培养,着重有机化合物的共性与特性,给学生思考的空间,培养学生分析、解决问题的能力。另外,我们充实了新的内容,使学生了解有机合成的手段和最近研究热点,辅以材料科学研究方向专题的建立,扩宽了学生的知识面,增强了学生的兴趣,适应新时代材料科学专业有机化学教学。

2.课堂教学的改革。教材是教学的根本,而课堂教学则是教学实施的天地。通过课堂教学,不仅要使学生掌握新知识,更重要的是教会学生获取新知识的方法。有机化学理论性强,内容比较抽象,为了使学生尽快地掌握有机化学的学习方法,更好地理解有机化学的内涵,极大地提升学习有机化学的兴趣,我们本着“以学生为主体,以教师为主导”的指导思想,借鉴他人的经验,总结自己的教训,采用丰富的教学手段,提高有机化学课堂教学的效率。

(1)教学方式:多媒体教学。“工欲善其事,必先利其器”。有机化学涉及大量的分子结构式、化学反应式,传统的教学方式即使辅以挂图和模型演示,也无法在有限的学时内完成巨大的教学任务。借助多媒体手段,可以将有机化学中比较抽象的问题生动形象地展示给学生,而且可将图、文、声、像并茂,将“讲”课演变为“演示”课,既扩大了单位学时内的授课内容,又可以节省出学生上课时记笔记的时间,大大地提高了教学效率151。我们根据大纲的要求,以PowerPoint为主要制作工具,辅以Flash(制作动画)、ChemOfice(画有机化合物的结构式及反应方程式)、Photoshop(处理图像)、3DMax(制作立体动画)等软件,开发了侑机化学》CAI课件,使课堂的教学面貌焕然一些,课堂氛围轻松愉快,课堂质量极大提高。

(2)教学方法:运用开放式教学,采取列表比较法、系统归纳法等展开课堂教学。在有机化学的课堂教学中,针对学科及学生的特点选择正确的教学方法,对教学目标的实现至关重要。我们以开放式教学作为贯穿整个课堂教学的基础,不仅要求学生听老师的讲解,还要求学生带着问题去思考,指导学生查阅文献去解决问题,培养学生的创新精神和实践能力。介绍与材料科学专业密切相关的前沿课题,让学生提出自己感兴趣的方向,组织专题讨论,丰富学生相关的知识,做到真正的开放、启发式教学。辅以系统归纳、列表比较等合理的教学方法,取得更好的教学效果。

(3)教学方针:采用“启发、引导”的教学方针,更好地体现老师的“主导”作用。虽然在课堂教学上,老师应主要向学生讲授系统的知识,但学生自己独立思考、创新能力的培养亦尤为重要。课堂教学中老师应充分发挥“主导”的作用,使学生从积极地听从老师的讲授,过渡到独立思考,有所创新。对于学生在思考、创新过程中遇到的问题、困难,老师应给予学生帮助。不仅仅是鼓励和支持,更重要的是给予学生解决问题、困难的知识、经验,通过问题的提出和解决,使学生体会到创新的快感,从而产生更大的兴趣和热情。

3.实验教学的改革。有机化学是一门实验性较强的课程。实验教学是有机化学教学的组成部分,也是培养学生实践能力和创新精神的重要环节。但一般的材料科学专业对有机化学实验安排的课时较少,甚至不安排,不利于学生动手能力的培养。为了在有限的学时内达到实验教学最大的效果。我们经过探索,采用如下思路和方法:采用阶段性实验教学,首先安排一些趣味性、实用性强的验证实验,例如,结合日常生活实际,安排阿司匹林、染料合成、茶叶提取咖啡因等。既让学生掌握有机化学实验的基本操作方法和技能,又让学生在实践中体会到自己的学习是有用的,提高学习兴趣,激发主观能动性。在此基础上,根据材料科学专业特色,逐步增加综合性、创新型实验。在这一阶段中主要培养学生综合性能力,让学生提出自己感兴趣的课题,指导学生查阅文献一设计实验方案一拟定合成路线一完成产物合成一分析实验结果一提交实验报告。由学生自己设计合成路线,分析、总结合成过程中的收获和不足,可以培养学生独立思考,综合运用所学理论知识和实验技能的能力。另外,我们还安排一些开放性实验,实验室在特定的时间内向学生开放,使得对有机化学实验感兴趣的学生在业余时间可以到实验室做实验。这样,既弥补了实验课时少、学生意犹未尽的不足,又可开拓学生的视野,使学生提前感受到科研的氛围,对学生实验水平的提高起到较大的促进作用。

有机合成知识范文篇10

1.1确定课程基本内容

参照化工行业“有机合成工”、“化工总控工”和“化工工艺试验工”等国家职业标准,分析各专业岗位的工作性质,以“需用为准,够用为度,实用为先”的原则确定课程基本内容。重新编写教材,坚持以能力为本位,以化学、化工及相关专业对有机化学的知识、能力和素质要求为目标,注重理论联系实际,体现应用性特色。例如将烷烃、烯烃、二烯烃、炔烃、环烷烃等章节合并为脂肪烃和脂环烃,基本知识以烃类及烃类衍生物的结构、反应、合成为重点,实验以烃类及烃类衍生物的性质、组成、含量分析为重点,实训以具体化工产品的工艺条件、工艺过程、操作规范的分析及训练为重点。

1.2确定课程拓展内容

考虑学生未来职业生涯的可持续发展和部分学生继续深造学习的需求,将理论性强但对高职学生的就业岗位而言并非必需的内容,例如有机化学反应机理和推导、有机合成的路线设计等,确定为课程的拓展内容,让学有余力的同学选择性学习。还可将目前有机化学取得的重大进展引入课题,充实内容,激发学生兴趣,产生探究欲望。对于生命化学范畴的内容糖类、蛋白质、核酸只做简单介绍。

1.3确定课程实验项目

对应用性强的知识,则以有机化学实验项目为载体,融入相关理论知识和基本实验技能,编排、组织、整合为理论与实践一体的有机化学实验项目。例如,以“食品添加剂乙酸异戊酯的制备”为实验项目载体,融入“羧酸及其衍生物”的理论知识点,将项目分成若干子项目,掌握“回流、干燥、蒸馏、萃取”等基本实验操作技能。

2多种教学方法有效结合

教学方法是教学过程中教师与学生为实现教学目的和教学任务要求,在教学活动中所采取的行为方式的总称。有机化学是系统介绍有机物的结构与性质关系及各有机物之间的相互转变方法,其基本构架为:命名→结构→物理性质→化学性质→用途→制法→归纳一类物质由于有机化学涉及的化合物种类较多,理论性强,抽象枯燥,若采用单一教学方法,教学效果不佳。在教学中我们多种教学方法有效结合,以提高课堂教学效果。

2.1讲授式的教学方法

教师主要运用语言方式,系统地向学生传授科学知识,传播思想观念,发展学生的思维能力,发展学生的智力。一是要科学地组织教学内容。例如,在讲授烷烃的物理性质时,考虑后续脂肪烃、脂环烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、羧酸等各类型化合物的相通性,从颜色、状态、气味、熔点、沸点、溶解性、密度等全面的学习其物理性质。二是教师的教学语言应具有清晰、精练、准确、生动等特点,可以采用讲解、谈话、讨论、讲读、讲演等教学方法完成教学目标。三是善于设问解疑,激发学生的求知欲望和积极的思维活动。四是注意课堂教学节奏,及时发现学生学习困难的地方。

2.2问题探究式的教学方法

教师引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生比较独立的探究和研究活动,探求问题的答案而获得知识的方法。可以采用问题、探究、发现等教学法完成教学目标。例如,在学习不对称烯烃与卤代烃的加成时,让学生先试写丙烷与氯化氢的加成反应,他们会发现产物有1-氯丙烷和2-氯丙烷两种,引出“马尔科夫尼科夫规则”,即氢原子主要加在双键含氢多的碳原子上,于是得出主要产物是2-氯丙烷的结果。在这个过程中要有序组织教学,积极引导学生的探究发现活动。

2.3训练与实践式的教学方法

通过课内外的练习、实验、实习、社会实践、研究性学习等以学生为主体的实践性活动,使学生巩固、丰富和完善所学知识,培养学生解决实际问题的能力和多方面的实践能力。例如苯环上取代反应的定位规律对于预测反应的主要产物和选择正确的合成路线来合成苯的衍生物有重要意义,在指导学生学习主要内容后,由学生自主设计由苯合成对硝基氯苯的方法,让学生应用所学知识,解决实际问题。

3合理运用现代教育技术,实现教育过程的最优化

一位教育技术家说过:“教学媒体的现代化不等于教学最优化”。电化教育就是在现代教育思想、理论的指导下,运用现代教育技术进行教育活动,以实现教育过程的最优化。在有机化学的教学中,一方面有很多分子结构、键的形成、繁琐的反应机理、复杂反应式等是难以用言语形容和描述的,这需借助模型、多媒体进行辅助教学,可以将一些抽象的概念、化学反应、实验现象处理成连续的、直观的、生动形象的画面,不仅有利于学生对知识的理解,更利于启发、发展学生的创造性思维、培养学生的创造能力。另一方面,利用模型、多媒体课件,能节约时间,提高教学效率。例如,介绍杂化轨道理论、烷烃的构象、反应历程等,将其制成三维动画展示给学生,使内容直观、清楚、抽象复杂的问题具体化、简单化。教师在设计、制作、使用多媒体课件时,一是要注重逻辑性、系统性,还要兼顾简洁大方。灵活运用Chemdraw、Authorware、Flash等软件,便于实现人机交互,注意图像、文字出现的先后顺序、效果,做到声音、动画效果的合理搭配等。二是幻灯、投影媒体只能提供视觉形象,要注意善于与语言相配合。三是也不要完全摒弃传统黑板的使用,如果一味的播放课件,感觉节奏较快,学生会感觉较疲劳,不利于学生的认知需要。把幻灯、投影媒体、挂图、模型、粉笔、黑板等教学手段整合到教学中,合理运用现代教育技术,实现教育过程的最优化。

4采用分层式教学,发挥学生主观能动性

深化高校招生制度改革以来,各高校生源结构发生了较大变化。以我校2013年化工类专业招收情况为例:招生总数183人,其中统招生66人,占当年总招生人数的36%;单招生117人(理科89人、文科16人、三校生12人),占当年总招生人数的64%。从学校招收各类学生的质量来看,与统招生相比,三校生、单招生生源质量总体偏低。部分学生化学基础较差,自信心不足,学习积极性不高,学习自律性较差,自制能力相对较弱,学习成绩总体不是很理想。我们根据生源类型及学生入学时的成绩分析和摸底考试成绩,在同一年级里按不同层次编班进行有机化学教学,以满足不同基础学生需要。对基础较差的学生,加强基础教学,不仅是化学学科的学习,还要加强计算能力、数学知识的训练和分析问题的能力培养,放慢教学进度,适当增加学时,确保教学质量,增强学生的自信心。对化学基础好的学生,提高教学要求,采用探究式学习,引导掌握学习规律。

5强化岗位意识,注重实验技能

有机化学是是一门实践性极强的学科,仅从理论上学习是不够的,还需在实验中学习。因此为配合有机化学理论课程,我们开设有机化学随堂实验及专题实验两种形式的实践教学环节,其目的和任务是使学生在有机化学实验的基本操作技能方面获得全面训练,培养学生正确选择有机化学化合物的合成和鉴定方法及分析和解决实验中所遇到问题的能力。

5.1精选实验项目

设计能融入理论知识学习、操作技能训练和职业素质养成等要素的实验项目。例如选择“乙酸乙酯的制备”实验,不仅要理解酯化反应的原理及在生产、生活中的运用,更要掌握蒸馏、液态有机物洗涤和干燥等基本实验操作技能。

5.2保障实验时间

让学生在从制定方案、自己配置实验装置、实际操作、数据处理、得出结论、到分析讨论的实验全过程中学会运用理论,拓宽知识面,养成独立思考的习惯。

5.3完善评价体系

既要评价学生有机化学知识与技能的掌握情况,更要评价学生的科学探究能力、情感态度,并把各种评价方法结合起来。例如把定性方法与定量方法,自评与他评,结果评价与过程评价,诊断性评价、形成性评价与终结性评价结合起来,这样既可以充分发挥各种评价方法的优势和特长,又可以互相弥补其缺陷和不足,从而使评价的结果更加客观、公正。