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教材的整體水平高于目前所用的生物類和醫學類基礎有機化學,但低于化學專業的基礎有機化學。該書在編寫的指導思想、編排體系和教學內容上都有較大的改革和突破,具有以下5個方面的特色[2]。編寫教材的目的在滿足學生有機化學知識需求的同時,提高學生的自學能力,把培養學生分析問題和解決問題的能力作為首要目的。不僅要求學生要知道有機化學的主要內容和知識點是什么,更重要的是讓學生明白這些理論與知識為什么是這樣。為此,教材將“有機化合物的構性相關規則”應用并貫穿于所有章節[3-4],以培養學生逐漸掌握以結構為中心來分析問題和解決問題的習慣和能力,避免學生養成過分依賴死記硬背的不良習慣。教學內容和編排體系不刻意追求內容與體系的完整性,而是以有利于教師教學和學生自學為主要原則。例如,在介紹完各類單官能團化合物和一些重要合成反應(如周環反應)之后,在第十六章引入以單官能團轉換為主的“有機化合物制備”。這種編排不同于現有其他教材的各章單獨介紹的做法,避免了有些合成反應(如武茲反應)的過早出現,既達到對前面各章內容的復習和總結的效果,又有助于學生了解各種官能團之間的相互聯系以及系統掌握一些常見的重要有機合成反應。編寫教材的指導思想以共價鍵理論和電子效應理論為基礎,以構性相關規則為指導和基本程序,以反應機理為重點。介紹反應機理時,不重要或不是很清楚的反應機理一般不做介紹,對重要的已經明確的具有普遍性的反應機理則一定要講清講透。例如,本書用較大的篇幅對親核取代反應機理做了詳細介紹,而不飽和烴的常規催化氫化反應、醇/酚類的氧化反應等機理則不做介紹或一帶而過。英文專業詞匯的補充為了便于雙語教學,給出了一些常見且重要的化學名詞的英文名稱。新發展學科與技術的介紹為了提高學生學習有機化學的興趣,擴寬學生的知識面,每章的最后都附加了一些僅供學生自學的內容。主要包括3個方面:與有機化學密切相關的分支學科的介紹,如綠色化學、組合化學、超分子化學、抗體酶學、有機合成化學、不對稱合成技術等;有機化合物的分離技術,如色譜技術;與相關章節密切相關的重要化合物的介紹,如生物堿、黃酮、β—內酰胺類抗生素、維生素C、維生素D等。該教材難易適中,各章節內容安排合理,內容豐富而廣泛,有較大的專業覆蓋面,可適用于各類應用化學專業以及對有機化學知識需要較多的生物類、醫學類、制藥類等專業的教學。自出版以來,一直被中國農業大學、西北農林科技大學、石河子大學、青海大學、青海師范大學、延安大學、塔里木大學、渭南師范學院、洛陽師范學院等10所高校使用,受到師生的一致好評。
量身定制適合應用化學專業的教學大綱
對不同專業的學生,有機化學教學大綱的要求自然不同,課時的多少也不一樣,專業側重點也應當有所區別。我們收集了全國18所高校應用化學專業有機化學課程的教學大綱,其課時分配(表略)。調查中發現,包括我校在內的很多高校應用化學專業的有機化學課程的教學大綱是在理科化學專業的教學大綱基礎上稍作調整而制定的,這無法達到應用化學專業有機化學課程的教學目標。此外,由表1可以看出,以上18所高校應用化學專業有機化學教學大綱中,無論是總學時還是各章節的課時分配差異都很大,這不能滿足新的課程建設的要求。因此,為了使學生在有限的教學課時內掌握有機化學的基本知識和理論,結合近10年的教學實踐,我們為應用化學專業的學生制定了新的教學大綱,其教學內容及課時分配(表略)。
不斷革新教學內容
調查中發現,各所高校應用化學專業有機化學的教學內容陳舊落后,沒有專業特色,自然不能滿足學生的需求。為此,我們在教材中安排了21章內容,劃分為七大學習模塊。第一模塊為有機化學的基礎理論,簡要介紹從高中化學、大學化學原理、無機化學到大學有機化學的過渡性和共性的基礎理論以及學習有機化學所必備的一些基礎理論知識。第二模塊由第六章和第七章組成,分別介紹有機化合物中的立體化學和如何利用現代波譜技術確定有機化合物的結構。第三模塊由第二到第五章、第八到第十四章組成,主要按照官能團分類介紹各類有機化合物,這是教學的重點。第四模塊為第十五章,根據反應類型重點介紹周環反應。第五模塊為第六章,該章是在學完各類有機化合物之后,集中介紹它們的制備方法,主要是不同單官能團之間的相互轉化,是對前面各章中一些具有重要合成價值的化學反應的復習、總結和歸納。第六模塊為生物大分子,由第十七到第二十章組成,主要介紹與生物有機體相關的有機化學知識。第七模塊為第二十一章,是人工合成高分子化學簡介。各模塊之間既相互聯系,又相互獨立。第四到第七模塊可根據不同專業的需要而選擇講授。以該教材為教學指南,結合我們多年的教學經驗,教學過程中還應注意以下5點。(一)教學目標明確教學目標是教學活動預期的教學效果。目標明確是教學成功的前提,它直接影響教學效率。不能單強調教師教的目標,更要讓學生清楚學的目標。只有教與學的目標明確一致,教學才能成為雙方自覺的追求,形成教學合力[5]。我們從加強學生知識、培養學生素質和能力的角度出發,制定了有機化學教學的總體目標;對于每一章節,還制定了相應的具體教學目標,指出重點、難點,設計不同的教學方法,安排不同的教學形式來突破難點,突出重點;使每一章節乃至每一堂課的教學方法都有針對性,有效利用有限的課堂時間來完成預定的教學任務。(二)教學內容要主次分明,重點突出例如,講解命名時,重點講述系統命名法,但也要提及習慣命名法和俗名法。講解各類有機化合物時重點為化合物的化學性質與制備等,化合物的分類和物理性質則應略講或讓學生自學。學生自學能力也是大學生培養的一個重要方面,可以安排一些自學知識,提前布置好任務,讓學生有目的地去學習,這樣既節約了上課時間,又鍛煉了學生的自覺學習能力。(三)及時更新教學內容安排教學內容時,應當略去部分過時和繁瑣的內容,及時補充當代有機化學最新的科研發現和應用成果,特別是生物、材料、環境、能源、紡織等領域的交叉發展及應用,還應適當介紹諾貝爾化學獎獲得者的標志性工作,力爭把最新信息及時傳達給學生,以激發學生創新的動力和學習的勁頭[6]。此外,在強化基礎知識的同時,及時引入與有機化學關系密切的學科,如生命科學、材料科學、食品科學、農藥化學等的新成果、新技術、新方法,將經典有機化學理論與學科前沿發展相結合,既保證了教學內容的科學性和先進性,又使學生充分體會到自己所學知識的可用性[7]。例如,自由基是生命過程、大氣污染等有關問題中常用的一個術語;等離子體被稱為物質的第四態,已成為一種在加工工藝和材料科學中使用的新技術;納米材料與納米合成技術等均可加入到教學內容中,當然它們所占時間很短,也許只有幾分鐘時間,而且不必每節課都涉及;但這些前沿問題一定要有,它們可以吸引學生,激發其好奇心與求知欲。(四)導入式教育,激發學生的學習興趣有機化學是一門基礎學科,經過了長時間的發展積累成型,大多是最基本的知識,講解較為枯燥。而興趣是最好的老師,是學生主動學習的原動力,只要學生對所學課程產生濃厚興趣,他們就會主動地去學習[8]。教師平時應注意多收集和有機化學相關的生活小常識,將科普知識和生活常識引入教學,使課堂學習有趣生動,以提高學生的學習興趣。例如,在緒論中介紹有機化學在應用化學專業中的地位和作用,使學生了解有機化學的重要性。又如講烯烴這一章內容時,介紹乙烯對水果的催熟作用,提醒學生在以后的章節里還會遇到其他類型的植物催熟劑,要求他們注意總結;講解醇和酚時,結合過度飲酒對人體的危害,介紹紅酒、白酒、醫用酒精及工業酒精的區別、作用及危害,使學生在增長知識的同時,也接受了安全教育。另外,要介紹有機化學的學習目的和學習方法,以加深學生對這門課程的了解,幫助他們更好地學習。(五)將綠色化學滲透到教學中,增強學生環保意識綠色化學不僅是當前的熱門話題,而且代表了化學的發展方向。課堂教學中把綠色化學與有機化學恰當地連接起來,在給學生講解有機化學知識的同時培養他們的環保意識,提高學生的整體素質,自覺將綠色化學應用到生活和工作中去。教師要在教學中結合實際,對教學內容中涉及的綠色化學知識進行強化,使學生自覺地樹立起綠色化學意識。
一、抓住要點,掌握規律,形成研究有機化學的思維方法
有機化學的中心問題是性質與結構的關系問題,把握性質與結構的關系是學好有機化學的基本.首先學習理解化合物的結構,掌握有機化合物的性質特征,包括物質的物理性質和化學性質.結構決定性質是學習有機化學的有力武器.例如烷烴化學性質的穩定性由其單鍵結構決定,而相應的烷烴的特征反應為取代反應;不飽和烴化學性質比較活潑,因為不飽和烴中的雙鍵、叁鍵易斷裂,相應的其特征反應為加成反應和加聚反應;由于苯環結構的特殊性使苯芳烴具飽和烴和不飽和烴的雙重性質,能發生加成和取代反應;烴的衍生物官能團的性質決定其性質,如葡萄糖、乙酸乙酯,盡管它們不屬于醛類,但它們含有醛基,因而具有醛的化學性質(如與斐林試劑反應出現磚紅色沉淀等),甲酸(H―CO―OH)從結構看,既有―CHO,又有―COOH,所以甲酸具有醛和羧酸的雙重性質.由此可見可根據物質官能團種類分析烴衍生物的性質.
有機化學學習的一般方法與規律:結構性質用途制法物質.有機化學學習的基本思想理念――“結構決定性質,性質反映結構”及思維方法――“歸納推理,演繹推理,類比推理”.
二、弄清機理,類比遷移
學習每類有機物時,把握有機物的反應機理是關鍵,例如:當化學反應發生時,何處斷鍵?何處連鍵?需要什么樣的反應條件?是什么樣的反應類型?這些都需要理解記牢.之后利用類比遷移等方法來分析思考問題.例如已知某物質的結構式,則根據其擁有的官能團分析它具備的性質――觀察到醇羥基便想到醇的性質,觀察到酚羥基便想到酚的性質等等.寫化學方程式時按照該類物質的反應機理書寫,即常說的照葫蘆畫瓢.在學習有機化學性質與結構過程中,以抓住官能團結構特征作為分析有機物的起點與終點,進一步全面認識官能團的性質,推導含該官能團的化合物性質,并分析各種官能團之間聯系,例如相互關系、性質的影響.弄清機理,類比遷移可謂是學習有機化學中的法寶.
三、經常歸納,沉淀記憶
學習完一章后,及時復習,并把該章的內容按表格形式進行歸納總結.從中找出各類物質的相似與不同,著重記憶不同的知識點.長此以往,在做題時便會清晰明了,不再混淆題目信息.學完有機化學后歸納總結,各章比較記憶,重要的性質不斷重復記憶,逐漸形成永久性記憶.此外還可利用巧記法,如:高中有機化學知識“四項基本原則”、順口溜等等.利用多樣的方法幫助學生記憶.例如表1,歸納三者(乙烷,乙醇,溴乙烷)之間的聯系.
四、學練結合,活學活用
理科光學不練等于白學.例如部分同學對有機物的性質記得很牢固,背的很熟練,解釋起來也頭頭是道,但是做起題來便
表1乙烷乙醇溴乙烷結構簡式CH3CH3CH3CH2OHCH3CH2Br結構特點(官能團)無―OH―Br結構中相同部分烴基部分均為乙基結構中的相同點烴基部分都是飽和的化學
性質取代反應√√√消去反應×√√其他被氧化,與鈉反應手足無措,無法將所學靈活運用在做題上,這便是存在知識學與用隔閡的問題.我認為在日常的學習中就應看重知識與典型練習題的結合,做題不僅加深對知識的印象,還有助于做題思路的形成.“題海戰術”雖然不提倡,但是要學會做題,做典型例題,自己心里要明白,哪些題是自己不會的,要學會分析自己不會的原因,從課本上找到相對應的知識點,學透,這一類的題就能觸類旁通,所學知識點就能很好地運用到做題上,事半功倍,活學活用,同時,也要避免盲目做題,為了做題而去做題,不要只在乎數量,而不求質量,做題的目的是要讓我們更好地理解知識點.另外,要做好錯題整理與歸納,將自己做錯的題整理,歸納,比較,避免以后再犯類似錯誤.例如:在學習酯的物理性質時,酯不溶于水,且密度比水大,便可向學生提問:水與酯混合現象是怎么的?學生做出回答:出現分層現象,上層液體是水,下層液體是酯.在練習中總結經驗,在經驗中鞏固知識,觸類旁通,下一次遇到類似問題的時候就很容易找到切入點,這個過程是最有效的學習方法.
五、掌握聯系,融會貫通
在學習有機化學過程中,不僅要掌握好各類有機物的性質、應用,更要掌握有機物之間相互轉化的關系,理順知識間的聯系,形成知識網絡,是自己對知識的融會貫通.
例如重要烴及烴的衍生物的相互轉化關系可表示為:CHCHCH2=CH2CH3CH3 CH3CH2ClCH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
在有機物的相互轉化中,要掌握轉化過程的反應類型、反應方程式,更要明白轉化過程與物質性質、制備、用途的關系.
六、針對訓練,迅速突破
關鍵詞:有機化學;教學;改革;創新
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)44-0122-02
有機化學(Organic Chemistry)是化學的一個重要組成部分,它是研究有機化合物的來源、組成、結構、制備、性質、功能、應用以及相關理論和方法學的科學。有機化合物與人類的日常生活密切相關,因而有機化學是許多學科的重要基礎,有機化學課程是化學、化工、環境、輕工、生物、農學、林學、制藥、動物科學、臨床醫學等學科專業的一門重要基礎課程,是構成理、工、農、醫類大學生基礎知識鏈的重要組成部分,對學生素質的培養和教學質量的提高起著至關重要的作用。作為綜合性大學的廣西大學,每年為化學類、化工類、輕工與食品類、農學類、林學類、生命科學類、動物科學類、環境類、材料類等20多個專業共1600多學生開設有機化學課程。按理科、工科和農科三種模式進行課程設計和教學,理、工、農的理論教學學時分別為114、57、60,實驗教學學時分別為126、42、30,總學時分別為240、99、90。每年學習有機化學課程的理科類學生約110人,工科類學生約750人,農科類學生約760人。近年來,在“211工程建設”和“中西部高校提升綜合實力計劃”的推動下,我們加大了對有機化學課程教學的改革與創新力度,在師資隊伍建設、教學手段和教學方法改革、實驗教學改革與教材建設、教學改革研究等方面做了很多工作,取得了一些成績,進一步提高了教學質量,使這門廣西高校省級精品課程一直煥發出生機與活力。
一、師資隊伍建設
師資隊伍是課程建設的根本。近年來,采取引進與培養相結合、學歷培養與教學實踐相結合、教學與實踐相結合、教學與科研相結合、青年教師導師制等多種方式,加強師資隊伍建設,加強青年教師的培養,建立了一支年齡、職稱、學歷結構合理、教學與科研相結合的高素質教師隊伍。目前有機化學課程組有教師16人,其中教授6人,副教授8人,博士生導師2人,碩士生導師11人,博士11人。
二、教學手段和教學方法改革
為了配合有機化學精品課程建設,課程組于2005年自制了三套分別與理、工、農科教學模式及其教材相符合的多媒體教學課件,并全面推廣使用,在使用中不斷改進和完善。多媒體的使用改變了傳統的“黑板+粉筆”的教學方式,大大減輕了教師的教學負擔,增加了教學信息量,使教學內容更加直觀、生動,易于理解和掌握,改善了教學效果,進一步提高了教學質量。此外,在教學過程中注意合理使用教學模型,使有機化學中的某些抽象概念和空間結構形象化。
多年來,課程組從國內外購買了足夠的有機化學教學模型。實踐證明,教學模型在分子結構、立體化學的課堂講解中取得了積極的教學效果,豐富了有機化學教學內容,活躍了課堂氣氛,培養了學生的形象思維能力,同時也加深了學生對結構知識的理解。此外,還建立了具有自身特色的《有機化學》課程專用網頁,將課程簡介、師資隊伍、教學大綱、教學課件、教學視頻等課程教學資源放在網上,使師生逐步學會了使用網絡信息技術輔助教學,使學生能夠最大限度地提高學習效率和學習興趣。
在教學方法方面主要做了以下改革:(1)善于應用啟發式教學法,用問答串聯教學過程,增強教學互動,活躍課堂氣氛,使學生集中注意力,并激發學生的學習熱情。(2)教學中強調化合物的結構與性質、反應與機理以及反應與合成等的關系,引導學生學會歸納和總結,教會學生用機理串聯和記憶有機化學內容,避免死記硬背有機化學知識,從根本上理解并掌握有機化學的精髓,提高學習效率。(3)全面實施課程改革,以考核方式的改革帶動教學方法的改革,將平時成績的比例由30%提高到40%~50%,增加討論課和期中考試,提高學生的學習主動性,促進教學質量的提升。
三、實驗教學改革與教材建設
有機化學實驗也采用理科、工科、農科三種模式,理科實驗為獨立設課,有規范的評分法,按模塊給分。實驗安排既注重基本技能的訓練,又強調學生創新能力的培養,采取分級進行、逐步提高的原則。一級是基本操作技能訓練和驗證性實驗(理、工、農均開課),二級是綜合性、設計性實驗(理科開課),三級是開放實驗、創新實驗,使學生的認識和實踐能力得到逐步提高。尤其是設計性實驗,允許學生在教師的指導下通過查閱資料獨立設計實驗方案并獨立完成實驗,學生對此非常感興趣,收到了良好的教學改革效果。
在多年使用蘭州大學、復旦大學主編的《有機化學實驗》和周科衍、高占先主編的《有機化學實驗》的基礎上,總結多年來在有機化學實驗方面的教學改革成果,并結合本課程多模式教學的特點,課程組組織編寫了《有機化學實驗》[1]教材,2005年由華東理工大學出版社出版并投入使用,取得了很好的教學效果,深受師生歡迎。該教材獲得第二屆(2006年)廣西高校優秀教材二等獎,現正在修訂,準備出版第二版。理論教學方面,理科選用獲國家教委優秀教材一等獎的胡宏紋院士主編的《有機化學》(上、下冊)(已是第四版)。工科長期使用徐壽昌教授主編的《有機化學》;農科在長期使用宋光泉教授主編的《新編有機化學》的基礎上,針對工科和農科類學生學習有機化學課程的需要,研究和吸納國內外經典教材的優點,并結合教師們多年來積累的教學經驗和取得的教改成果,2009年課程組組織編寫了工科與農科通用的《有機化學》教材,并于2010年7月由化學工業出版社出版發行,已于2010年9月開始在本科教學中使用,效果良好。2016年3月已出版第二版[2]。
四、教學改革研究
有機化學課程于2004年成為廣西大學校級重點課程,2006年成為廣西大學校級精品課程,2007年獲得廣西高校省級精品課程,且多年來堅持開展教學改革研究,發表相關教學研究論文30余篇。2008年獲得廣西大學優秀教學成果三等獎(有機化學精品課程建設的探索與實踐);2010年獲得年廣西大學實驗室建設與實驗教學改革成果二等獎(基礎有機化學實驗教學改革初探);2012年獲得廣西大學“課改示范課程”和“資源共享課程”的立項;2012年《有機化學》(第二版)教材建設獲得廣西大學“十二五”第一批教材建設的重點立項;2014年主持完成廣西高等教育教學改革工程項目(在研究生助教協助下的有機化學基礎課程的改革與實踐);2016年獲得廣西高等教育本科教學改革工程項目(PBL與LBL相結合的教學模式在有機化學課程改革中的探索與實踐)。
五、其他
多年來,我們還在有機化學教學過程中作了如下嘗試,取得了良好的效果:(1)在教學中適當補充一些有機化學的新反應、新發現和前沿內容,使學生能及時了解有機化學發展的最新動態,擴大知識面。(2)在教學中引入適當的英文知識,如化合物的英文名稱、一些重要的基本概念和化學反應的英文表達,為雙語教學打下基礎。(3)將自己的科研成果適當融入到相關的教學內容中,提高學生的學習興趣,加強理論與實際相結合,如段文貴教授將其科研團隊多年來在天然產物生物活性化合物的合成研究方面取得的一些成果[3-6]應用于有機化學教學中,得到了學生的良好評價。(4)將一些著名高校和科研院所歷年的《有機化學》研究生入學考試試題引入到每章的課內練習中,為學生的考研打下基礎,并起到引領學生考研的作用。(5)鼓勵學生積極參加國家級和省級“大學生創新創業訓練計劃”,走進教師的科研室從事項目研究,開闊視野,提高動手能力。
參考文獻:
[1]林桂汕,段文貴,張淑瓊.有機化學實驗[M].上海:華東理工大學出版社,2005.
[2]段文貴.有機化學[M].第2版.北京:化學工業出版社,2016.
[3]Lin G S,Ma C H,Duan W G,et al. Synthesis and biological activities of α-pinene-based dithiadiazoles[J].Holzforschung,2014,68(1):75-83.
[4]莫啟進,段文貴,李行任,等.2-取代氨基-5-去氫樅基-1,3,4-f二唑衍生物的合成及除草活性[J].有機化學,2011,31(7):1114-1121.
一、前四年的高考試題對比分析
全國新課標理綜Ⅰ中有機化學模塊試題以選擇題、選做題兩種形式出現,題型固定,所占的分值比例基本穩定。
1.選擇題部分
(1)考題統計比較。
(2)規律分析。四年的選擇題均是對有機化學的基礎知識的考查,其特點是:①四年均對同分異構現象進行了考查,且難度有不斷增大的趨勢,要求對同分異構現象的碳鏈異構、官能團位置異構、異類異構現象進行書寫和判斷。②以烴、烴的衍生物等常見有機化合物為試題的載體,考查有機反應類型、化學用語的書寫規律、典型官能團性質,但試題對知識考查的綜合應用和知識遷移能力在提高。
2.選做題部分
(1)統計分析:(如下表)
(2)規律分析。①從考題形式來看非常相近。近四年的有機綜合題的題型都是創設情境,給出某種有機化合物常識知識和有機合成線路圖,提供部分相關信息,考生首先要讀懂題意,領會運用信息,結合所學的有機化學知識來解決有機合成線路中的一些問題。②從考點內容上看基本穩定。主要對有機化合物的命名、分子式、結構簡式、鍵線式和方程式的書寫等要熟練掌握。從能力要求上來講要具有接受、吸收、整合化學信息的能力,能夠從試題提供的新信息中,準確提取實質性內容,并與已有知識塊整合,轉變為解決問題的能力。
二、2014年有機化學模塊的綜合復習建議
(1)明確常考知識點,高度重視課本知識復習。高考命題特點是回歸基礎,無論高考題怎么出,大部分都會落到基礎知識的考查上,那些在高考中創造奇跡的學生,無一例外都是基礎知識牢固、熟練、全面、扎實的學生。所以,在復習中要把主要精力投放到基礎知識、基本題型的夯實,熟練上。
(2)善于把握常見規律。有機化學模塊內容少,很多知識具有一定規律性,在復習中要抓住各物質內在轉化和聯系的規律,通過比較學習其區別和聯系,掌握變化的特點和規律,就能更熟練地運用知識。
(3)要重視有機化學實驗。2012年和2013年的理綜實驗題出人意料地是以有機化學模塊知識作為載體來考試的。這是一個新的導向。重要的實驗如乙烯、乙炔的制備和性質實驗、苯的溴代、硝化等性質和制備實驗。復習時應依據課本上出現的實驗,注意實驗操作的科學規范,把動手操作與動腦思考結合起來,把化學實驗原理與實驗設計、安全操作結合起來,把不同的有機實驗進行對比,近似的有機實驗進行類比,既要掌握多種不同的有機實驗,又要能夠分析一種有機實驗的不同做法。
(4)學會歸納,使有機化學知識系統化和條理化,形成立體的網狀知識結構。能準確觀察有機反應,判斷反應類型;熟悉各類有機物的性質,復習中應注重幫助學生對已基本掌握的零碎的知識進行歸類、整理、加工,使之規律化、網絡化。對知識點、考點、熱點,進行思考、總結、處理,從而將學生獲得的知識轉化成能力,使學生突破難點。
(5)要突出重點知識的復習。重點知識要重點突破復習,例如同分異構體是高考試題的高頻考查點之一,同分異構體的書寫要重點練習。從同分異構體書寫的規律和分類著手,熟練掌握烷烴同分異構體的書寫技巧,進而延伸到鹵代烴、醇的異構體書寫,最后全面掌握醛、酚、酸、酯的異構體的書寫。
(6)針對題型要進行專題強化訓練,突破難點。匯集典型試題進行分析,掌握解題規律,學會舉一反三,跳出題海。針對不同題型進行專項突破訓練和變式訓練,培養接受、吸收、整合化學信息和遷移化學知識的能力,以適應高考靈活多變的考題。特別是針對選做題有機合成推斷題要作為重點強化訓練的對象。要學會審題、尋找突破口、準確地回答問題。
(7)培養規范使用化學用語的習慣。規范作答既是答卷、做題的良好習慣,也是一種能力和技巧。包括字跡工整清晰、步驟規范、用語規范、結論規范等。在復習中,特別強調養成規范使用化學用語的習慣,要注意減少隨意性,注意規范性,減少不必要的丟分。
三、2014年有機化學模塊的高考試題展望
(1)穩中有變是高考化學命題的一個特點。2014年的考試范圍與要求與前4年相比基本上沒有任何變化,其命題形式和趨向、試題難度等估計都會保持相對穩定。必修部分是兩道選擇題共計12分,考試內容應以必修部分考試范圍與要求為主,選修部分是有機綜合題,但2012年和2013年的有機化學實驗的考查值得我們注意。
(2)考試命題一般會以主干知識網絡為主進行命題。近四年的全國理綜Ⅰ的有機化學考題基本上都是以主干知識網絡為主進行命題的,這與有機化學模塊知識少,知識之間內在關聯主線明確有關,作為綜合考查的高考試題在題量限定的條件下及考查學生全面掌握知識的前提下,以主干網絡為主的命題是其必然選擇。
(3)有機推斷、合成題要注意能力考查訓練。要注意由知識立意向能力立意轉化的高考命題方向。試卷中越來越多的試題由知識型考查轉向能力型考查,對知識點的要求難度降低,但能力要求提高。對學生的閱讀信息、處理信息的要求在提高,要求考生首先要接受試題所給出的信息,其次將試題所給出的信息與課內所學的知識點相結合起來,最后在仔細了解本題的要求后迅速、全面、正確地給予回答,這就是信息題的要求,即自學能力的要求。
關鍵詞: 有機化學;能力;幫助
中圖分類號: G427 文獻標識碼: A 文章編號: 1992-7711(2013)22-077-1
有機化學學科的特點是:有機化合物結構的多樣性,轉化的復雜性,實驗的繁瑣性,應用性強。從具體到抽象、從微觀到宏觀、從本質到現象、從直觀到理論和規律,需要記憶的東西與其他學科相比較多且難,這對學生學好有機化學提出了很高的能力要求。
針對有機化學系統性很強,知識網絡清晰和靈活性較大等諸多特點,筆者經過幾年的教學經驗總結,認為學生在有機化學模塊的學習過程中,需要具備觀察能力、知識建構能力、實驗能力和解決實際問題的能力等諸多能力,注重這些能力的培養可以幫助學生在學習有機化學時收到事半功倍的效果。
一、觀察能力
有機物的結構變化多樣,在有機化學教學中,為了更好地再現有機物的豐富的空間結構,出現了大量的有機結構模型,比如甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛等常見有機物的結構模型,學生需要仔細觀察這些模型,從而理解一些特殊的空間構型,再如,在講到立體異構時,需要讓學生親手搭建模型,進而仔細觀察,才能更為深刻地理解立體異構是怎么回事。但是,還有很多有機物的結構式是沒有模型可以參考的,這個時候需要學生能夠對寫出的結構式進行觀察,并想象其應有的空間構型,這就對學生的觀察能力提出了更高的要求。同時有機化學的實驗相對比較復雜,這就要求學生對實驗裝置以及不同條件下可能產生的不同實驗結果進行細致入微的觀察才能歸納出準確到位的實驗結論。
在有機化學課堂教學中對學生觀察能力的培養應該是潛移默化的,要讓學生對被觀察的事物有濃厚的興趣,并要善于觀察,具體應做到以下幾點:首先對于每次觀察的目的要明確,重點突出,盡量能做到觀察敏銳、快速和細致;其次要具備從宏觀觀察折射到到微觀想象的能力,例如要能把擺在面前的“死”的分子立體模型“活”化;再次要能夠去粗取精,去偽存真和比較鑒別,并能對觀察到的宏觀現象進行分析、綜合和概括,并總結出一些相對應的結論,還要會用較為簡煉的語言描述一些記憶方法和規律。
二、實驗能力
《普通高中化學課程標準(實驗)》中明確指出,化學實驗對全面提高學生的科學素養有著極為重要的作用,有助于激發學生學習化學的興趣,幫助學生理解和掌握化學知識和技能,啟迪學生的科學思維,培養學生的科學態度和價值觀。由此可見,學生在《有機化學基礎》模塊的學習過程中要注意分析教材中實驗的內涵及其操作,當學生看到具體的實驗現象時,對有些知識的理解不再是抽象的,而是實實在在的。學生通過實驗的研究,既有利于他們對概念的理解,又有助于學生學習興趣的提高。
同時,新教材變演示實驗為“活動與探究”,這相比較過去的教師演示實驗而言,學生的參與性增加了,教師給學生提供一定的實驗用品,引導學生根據所學知識,獨立設計實驗方案對問題進行探究,即變驗證性實驗為探究性實驗。例如有機化學教材中有關醇、酚的性質實驗,原來學生只需“按方抓藥”不用做過多的思考,這樣的結果是學生的主動性和創造性根本得不到發揮,因此,我們有必要引導學生將部分性質實驗改變為探究性實驗。可以說,學生提出的方案越多,思考的角度就越廣,思維就越深刻。與此同時,學生經過交流討論,碰撞出許多創造性思維的火花,不僅給學生增加了活動的機會,讓學生親歷實驗操作的過程,而且還讓學生體驗了科學探究的方法,更能培養學生科學探究的能力。有機化學實驗的繁瑣性要求學生具備較強的實驗理解能力和動手能力。
三、知識建構能力
有機化合物轉化的復雜性就要求學生要有很強的建構知識結構的能力。一門學科理想的認知結構理應是一個充滿層次感的金字塔結構,包括范圍最大的那些概念位于金字塔的頂點,它們容納了那些概括性越來越低的一些事實材料。學生自身具備的有關某一學科的認知結構雖然與教材結構是不完全相同的,但主要是由教材結構轉化而來的。對于高中有機化學來說,學生應該建立的認知結構是以有機物的分類(即官能團)為基本框架,以各種官能團的相互轉化為橫向線索的,同時適當的穿插一些陳述性的材料,比如有機化學的發展史、有機化合物的類型和特性等。教學中有效地進行知識組塊能夠梳理知識,使知識網絡化、系統化,這就是具體的良好認知結構的構建。所謂建模,就是建立模型,即建立知識模塊一知識的組織。
【關鍵詞】醫學院校藥學專業;有機化學;學困生;轉化策略;學習興趣;學習動力;思政教育;學生主體性
有機化學是醫學院校的一門重要基礎課程,開設的專業范圍很廣,例如我校藥學、中藥學、臨床醫學、醫學檢驗、護理、衛生檢驗與檢疫、口腔醫學、生物醫學工程等多個專業都開設了有機化學。學生通過高考進入同一所醫學院校,文化課成績相差不多,但經過一學期的有機化學課程學習,部分學生因無法達到教學要求而成為有機化學學困生。有機化學是醫學院校培養藥學人才的重要必修課程,為后期學習生物化學、藥物分析、藥物化學、天然藥物化學等專業課程奠定堅實的基礎,有機化學學困生在后續的專業課程學習中將會面臨更大的困難。因此,分析醫學院校藥學專業有機化學學困生的成因、研究有機化學學困生的轉化策略刻不容緩。
1有機化學學困生的成因
1.1不適應教學方式的轉變
有機化學是醫學院校藥學專業大一學生的必修課程,是高中化學知識的延伸,但是兩者的教學方式完全不同。高中化學強調理論學習,學生對化學知識是填鴨式學習,每節課都有大量的習題,高三更是刷題無數,學生習慣于老師“手把手”的教,習慣于通過大量的背誦和習題強化鞏固化學理論知識,這就造成學生發散思考和自主學習的能力較弱。藥學專業有機化學作為一門內容多、課時少、理論性強的基礎學科,教師在突出重點的同時,更多的是教授如何應用,而且講授進度較快,有時一節課會講解教材十幾頁甚至幾十頁的內容,這就要求學生合理利用課余時間,積極思考,自主學習。此外,高中化學對化學實驗能力的要求相對薄弱[1],而藥學有機化學實驗是有機化學課程的重要組成部分,尤其對于醫學院校藥學專業的學生而言,將有機化學理論知識應用于實驗研究,培養分析問題解決問題的能力,對以后的學習和工作至關重要。因此,不適應教學方式的轉變是部分學生成為學困生的原因之一。
1.2思想消極,缺乏學習動力
高中學習的動力多來源于高考壓力,學生廢寢忘食的學習,過著兩耳不聞窗外事的生活,很多家長與老師為了緩解學生的高考壓力,常常將“大學不掛科就好”“大學可以談戀愛”“大學可以打游戲”等思想傳遞給學生。部分學生信以為真,來到大學后,在社交、戀愛、游戲等方面投入了大量的時間與精力,迷失了方向,導致學業變差。我們現在處于信息爆炸的自媒體時代,學生通過智能手機等電子設備接觸到各式各樣的文化思想,俗話說積極的文化思想使人奮進,消極不良的文化思想使人墮落,初入大學的學生心智還不成熟,很容易受不良文化思想的影響,產生功利、任性攀比、不勞而獲等消極思想,失去了學習動力,嚴重的還走上違法犯罪的道路[2],例如大學生被人哄騙參加傳銷組織、為了攀比陷入網貸泥潭等事件。因此,思想消極、缺乏學習動力是有機化學學困生的成因之一。
1.3缺乏良好的學習和生活習慣
部分學生成績無法達到教學要求,成為有機化學學困生,與他們缺乏良好的學習和生活習慣是分不開的。高中時代,學生接受的是固定幾十人的小課堂教學,固定的教室、座位,固定的教師、同學,與老師距離感小,與同學親和力強,家長更是對他們的生活照顧周到,飲食作息非常規律,這些容易造成學生對外界環境依賴性強,獨立意識和自我管理能力較差[3]。大學課堂動輒幾個班的百人大合堂,不固定的教室、位子和同學,與教師距離感強,與同學親和力差,對環境適應能力弱的學生容易注意力不集中,很難進入學習狀態,而自我管理能力差的學生更是飲食作息不規律,精神萎靡,無力應對學習。面對考試,學生只能死記硬背,記憶過程痛苦且效率低,遇到應用型或開放式的問題依舊不會作答,部分學生便對自己降低要求,只求及格,最終成為了學困生。
2有機化學學困生的轉化策略
2.1激發有機化學學困生的學習興趣
對有機化學學困生而言,有機化學是一門知識繁雜、枯燥無味的課程,因此,他們對有機化學的學習沒有太大興趣。而且大部分有機化學學困生的化學基礎較差,想要學好有機化學,相較于其他學生需要付出更多的時間和精力,這往往使他們對有機化學的學習產生畏難情緒,部分學生甚至還出現厭惡、恐懼等情緒。興趣是最好的老師,應激發有機化學學困生的學習興趣,使他們體會到學習有機化學的樂趣,幫助他們消除負面情緒,主動學習,愛上學習[4]。2.1.1增強教學內容趣味性有機化學發展已經有了幾百年的歷史,每類有機化合物的發現與合成都離不開化學家的努力,我們在對化合物講解時,不僅要講化合物的結構性質、合成方法、發展歷史,還要講解相關結構的臨床藥物案例,包括藥物的制備、用途、對人類的貢獻、副作用等。此外,還可以結合所學知識,引導學生發散聯系,讓學生認識到有機化學就在身邊,生活中充滿了有機化學[5]。例如,在“羧酸及其衍生物”的教學中,讓學生查找青霉素、頭孢類抗菌素和阿司匹林等常見藥物的結構,分析以上各類藥物有哪些特征官能團、歸屬哪類有機化合物、此類有機化合物具有的化學性質,進而思考以上各類藥物的合成制備以及影響這些藥物儲存、副作用的因素有哪些。教學重心從掌握知識轉向用所學知識分析并解決實際問題,從而激發學生學習興趣。2.1.2運用現代教學手段針對有機化學反應的結構式復雜、化合物的立體結構抽象、有機反應歷程難懂等問題,我們將現代教學手段應用于教學實踐中,例如鹵代烴SN1反應的立體化學是有機化學中的難點,若用傳統的教學方法,教師花費很多時間講解,學生仍是似懂非懂。在學習此內容時,我們展示鹵代烴及親核試劑的的結構模型,同時動畫演示反應歷程、產物形成過程,將復雜知識簡單化,抽象知識形象化,讓學生學得懂、學得輕松,增強學生知識獲得感與成就感,從而激發學生學習有機化學的興趣。2.1.3建立良好的師生關系良好的師生關系是教育教學活動順利進行的保障,教師的知識水平、性格、興趣等綜合自身素質是影響師生關系的重要因素。調查表明,知識淵博、性格開朗、興趣廣泛的教師與學生的師生關系最好,學生喜歡這位老師的課并且整體成績好[6]。因此,教師應提高自身素養,成為學生喜歡的“好老師”,建立良好的師生關系,更有利于幫助學生激發學習興趣,培養良好的學習習慣。
2.2發揮有機化學學困生的主體性
科技正在改變傳統課堂,老師講、學生聽的填鴨式教育方法正在離我們遠去。科技使枯燥難懂的有機化學知識通過視頻動畫等形式直觀展現在學生面前,學生通過智能設備搜索自己想要了解的內容,通過檢索查閱獲得學術前沿的知識,對學生而言,教師不再是知識唯一的傳遞者。學生是學習的主體,我們應該做好引導者,給學困生更多的空間,教會學困生自主學習,充分發揮他們的主體性。2.2.1改變教學方法我們在教學過程中以平等的態度對待學困生,鼓勵學困生質疑,尊重學困生的想法,以討論或談話等形式解決問題,保護學困生學習的積極性。根據教學內容特點,我們還可以嘗試多種教學方法,如引導式教學法、案例教學法(casebasedlearning,CBL)、團隊教學法(teambasedlearning,TBL)、基于問題的教學法(problembasedlearning,PBL)等[7-9]。例如,課前采用問題的形式來布置學習任務,進行分組學習,學生帶著問題去學習,更有目的性和方向性,小組成員之間可以相互監督、相互配合學習,增強協同合作意識。課上小組匯報學習情況,老師引導學生討論,解決學習過程中遇到的疑難問題,最后老師歸納、總結本節課知識點,并作適當延伸拓展。此外,老師對整個學習過程進行評價,以肯定學生的學習成果為主,盡可能發現每個小組成員尤其是學困生的閃光點,加以表揚,針對學習過程中的不足之處提出可行性的建議,充分調動學困生的主觀能動性,確立學生在課堂教學中的主體地位和教師的引導作用[10]。2.2.2作業形式多樣化學習是知識獲得與內化的過程,課后復習和課后作業是強化內化學習過程的重要環節。背誦化合物的結構和反應類型等記憶型作業,不能幫助學生完全理解掌握知識內容,我們可以增加開放式作業,例如采取思維導圖總結章節內容[11],學生通過制作思維導圖梳理所學內容,迅速回憶和提取章節知識,進一步查漏補缺,有效地構建知識體系;也可以撰寫課程論文作為教學內容的延伸,老師可以給學生題目,學生也可以根據自己感興趣的內容自選題目完成課程論文,這不僅可以鞏固知識,提高學生查閱文獻能力,還可以為學生今后的科研打下良好的基礎。2.2.3引入線上答疑平臺在學習過程中,學困生經常會出現對新知識理解不透徹、無法獨立分析解決問題的情況。教師答疑是學困生解決問題的重要環節,但由于部分學困生的心理或性格等因素,不愿面對面地與教師交流,為此我們引入線上答疑平臺。線上答疑平臺能夠打破時間和空間的限制,消除學生與教師交流壁壘,讓教師最大限度地為學生答疑解惑,及時解決學困生在學習過程中遇到的問題。教師分析總結學生提出的問題,對于個性問題,教師針對其個人做出有效的解答,而對于共性問題,教師及時反思,分析問題出現的原因,調整教學策略,完善教學方法,設計教學活動解決共性問題[12]。另外,利用線上答疑平臺,學生之間也可以在網上互助答疑,在班級內形成了一個良好的學習氣氛。
3結語
有機化學是醫學院校藥學專業的必修課程,為后期專業課程的學習提供理論基礎。有機化學學困生在后期的專業課程學習中將會面臨更大的困難,因此研究有機化學學困生的轉化策略刻不容緩。轉化有機化學學困生的過程,不只是幫助他們掌握有機化學的知識,重要的是激發學困生學習有機化學的興趣,充分發揮學困生的主體性,滲透思政教育,增強學困生的學習動力,最終幫助有機化學學困生從“因為考試要學習”轉變為“因為愛學要學習”。
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關鍵詞:對話教學;試卷講評;教學設計;教學實踐
文章編號:1008-0546(2017)05-0030-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.009
有機化學是中學化學的重要內容,是學生學習的重點和難點。高中有機化學內容編排主要分布在必修《化學2》和選修五《有機化學基礎》,課程內容編排呈交叉性、重疊性、層次性等特征,使知識呈現螺旋上升,符合學生的認知發展規律。但是有機化學學科本身“抽”、“亂”、“混”、“偏”的特點[1],使學生在學習的時候很困惑,有機化學與無機化學相比結構不同,性質不同,反應都是千差萬別,學生很難從無機化學思維過渡到有機化學的思維,無法掌握其規律性。學完《有機化學基礎》后,學生對有機物的認知還是零散的,雜亂的,不能建構出完整的知識體系。
近年高考有機化學試題都是以信息題的形式出現,主要考查常見官能團的結構與性質,同分異構體書寫及數目的判斷,有機方程式的書寫以及有機合成,試題綜合性很強。突破有機化學,需豐富認識角度,轉變認識方式,形成穩定的認識思路。
一、 有機化學復習教學現狀
有機化學的復習應該能夠幫助學生構建有機物性質的認識視角:“結構―性質―轉化”,建立研究有機物的基本思路和方法。但是學生在基礎年級的學習并沒有建立正確認識有機物的方式,對官能團的性質掌握也不到位,從高二到高三又有部分知識遺忘,教師覺得學生什么都不會,這要講、那要講,索性像新授課一樣對待,詳實地介紹各個官能團的結構與性質,再通過習題強化鞏固。這樣的復習學生能掌握具體官能團的結構和性質,但是知識的遷移不夠,不會舉一反三,知識之間的聯系不夠,有機物之間的相互轉化還是存在困惑,遇到具體問題時不能有效地提取相關知識去解決問題。
“能夠培養和發展學生認識的教學是高水平的教學,是將化學知識轉化為學生化學認識的教學,是使學生將化學知識內化了的教學”[2]。因此,有機化學的高三復習教學需要改進。
二、 有機化學復習教學的功能分析
有機化學復習教學主要達成兩方面的目標,一是促進知識的結構化,讓學生形成有機化學的知識網絡,建立研究有C物的基本思路和方法。有機化學教學的核心思想:“結構決定性質,性質體現結構”。復習教學中我們應該通過認識具體官能團的結構,分析其性質,再類推含有相同官能團物質的性質,也就是從單一的結構具體的物質同類有機物的性質,縱向認識有機物的基本思路。除此之外,我們還應建立有機物橫向之間的聯系,也就是官能團之間的相互轉化,如圖1:
因此,知道官能團的性質,了解官能團之間的衍變,有機合成也就能水到渠成。
二是提高學生運用知識解決問題的能力。學習的目的不僅僅是為了認識一種有機物,會書寫一個有機方程式,更重要的是運用知識解決問題。
“基礎教育化學課程的主要目的是發展學生的化學認識素養,即培養和發展學生從化學視角認識客觀事物的方式和結果的水平。”[3]研究發現,學生掌握了相應的知識,但卻沒有解決相關問題的能力,也就是通過教學學生的認識并沒有得到發展。如何通過教學讓學生不但掌握知識,又能促進其認識的發展呢?本文主要從四個方面闡述促進學生認識發展的高三有機化學復習教學策略。
三、 高三有機化學復習教學策略
1. 重視學生的已有知識,搭建學生認識發展的平臺
最近發展區理論告訴我們,教學必須要考慮學生已達到的水平并要走在學生發展的前面。復習教學不僅是溫故的作用,更是讓學生將零散的知識形成網絡,并且融會貫通,最終將這些具體的知識轉化為認識。盲目地復習只能使學生“原地踏步”,對學生的發展沒有促進作用。所以任何形式的教學之前都要先了解學生,知道學生已有的知識水平和通過教學學生應該達到的水平,并分析跨越這兩種水平需要的知識準備,然后再探討搭建跨越這種差距所需的平臺,建構認識發展的層級模型,只有符合學生認識發展規律的教學才是有效的[3]。
案例1:同分異構體教學中學生的兩種水平分析
同分異構體內容學生認識發展的層級:會判斷常見的同分異構體多角度建構簡單有機物同分異構體的書寫的方法建立書寫有限制條件同分異構體的認識思路應用認識思路解決實際問題。分析學生同分異構體知識的兩種水平,如圖2。
2. 重視實驗的教育功能,豐富學生的認識角度
有機化學中烴、鹵代烴、烴的含氧衍生物的學習,都可以增加學生對有機物類別、官能團種類、結構和性質方面的知識,豐富學生的認識角度。但是教學發現,學完有機化學,學生不一定有相應的認識角度。由于受無機化學學習思維方式的影響,學生在描述有機物性質的時候往往忽略反應試劑、條件和轉化等認識角度,他們只注重“反應的結果”,不考慮“反應的過程”。在常規教學中,教師也會不斷強調反應條件的重要性,但是即使強調學生還是忘記,或忽略這個認識角度。怎樣才能讓學生有比較全面、豐富的認識角度,并且能記住這些認識角度?著名教育家陶行知說過“行是知之始”,化學教學中“實驗”是最好的“行”的方式。筆者在教學實踐中采取這樣的措施:第一,通過實驗控制不同的反應的試劑條件,觀察現象,并檢驗產物,讓學生在真實的實驗情境中認識到試劑條件不同,產物不同,深刻體會有機反應試劑條件的重要性;第二,將知識外顯,就是將認識角度羅列出來,讓學生知道有這些認識角度,然后讓學生分別從這些角度去認識有機物的性質,在認識實踐的過程中建構認識角度。
案例2:鹵代烴教學中豐富學生認識角度的教學設計
(1)溴乙烷水解和消去的對比實驗
試劑:溴乙烷、10%氫氧化鈉溶液、氫氧化鈉的乙醇溶液、0.1%的高錳酸鉀溶液、溴水、硝酸銀溶液、硝酸溶液。
主要實驗儀器:圓底燒瓶、鐵架臺、洗氣瓶、試管、大燒杯。 按圖3所示,搭建裝置。
第一組,溴乙烷的水解。在圓底燒瓶中加入2mL10%氫氧化鈉溶液、5mL溴乙烷和10mL水。用40℃的水浴加幔并且不斷振蕩燒瓶。反應一段時間,高錳酸鉀溶液不褪色。從圓底燒瓶反應液中取出1mL上層清液,滴加硝酸酸化,再加硝酸銀,觀察有淡黃色沉淀。
第二組,溴乙烷的消去。將第一組實驗中的圓底燒瓶換成裝有5mL溴乙烷和8mL飽和氫氧化鈉的乙醇溶液,用50℃-60℃的水浴加熱,并且振蕩圓底燒瓶。反應一段時間,試管中有大量氣泡,高錳酸鉀溶液褪色。
按書本進行實驗反應速率慢、現象不明顯,所以進行上述改進,由于實驗條件限制,學生實驗只能用振蕩來增加反應的接觸面積,后演示實驗改成磁力攪拌器,反應速率更快,現象更明顯。相同的裝置,相同的反應物,不同的反應試劑條件,導致截然不同的實驗現象和實驗結果。學生在觀察、比較中感悟試劑條件對反應的影響。
(2)有機物性質認識角度細化表,見表1。
通過表格的形式將認識角度展示出來,給學生直觀、清晰的印象,也使學生容易接受;通過表格也可以引導學生發現:反應物相同,反應試劑條件不同,產物不同,斷鍵位置不同,官能團的轉化類型不同。學生在分析、比較中認識到反應試劑、條件的重要性,以及結構對性質的影響,學生自然而然也會關注這些角度。
3. 展示本質的教學,提高學生認識方式類別
有機化學教學中,教師往往通過官能團的視角來指導學生認識有機物,這種教學主要通過類比的方法讓學生掌握同類有機物的性質,學生容易接受也便于理解,但隨著時間的推移容易遺忘,不能讓學生很好地去建構對有機物性質的認識方式。教學實踐發現,追求本質的教學能夠提高學生的認識方式類別,促進學生的認識發展。在學生有了一定知識儲備的基礎上,展示本質的復習教學可以幫助學生提煉知識的本質,有利于學生形成較高層次的認識方式;升華學生對知識的理解和認識,使學生透過現象抓本質;提升學生自我建構的能力,形成研究問題穩定的認識思路。
案例3:鹵代烴教學中展示本質的教學設計
要讓學生知道為什么鹵代烴有這樣的性質,先要引導學生分析官能團中的化學鍵,以溴乙烷為例,讓學生知道由于官能團溴原子的吸電子能力較強,使C―Br鍵的極性增強,反應活性增強,所以在一定條件下C―Br鍵容易斷裂發生取代或消去反應。再引導學生從反應類型、反應試劑條件、斷鍵位置、生成物、官能團的轉化這些角度認識溴乙烷的性質。
從分析具體官能團的結構,到認識有機物性質的過程,讓學生不但知其然,更要知其所以然。這種展示本質的教學,可以培養學生從化學鍵的角度認識有機物的性質,并且增加新的角度認識有機物性質,使學生的認識由孤立變為系統。因此,展示本質的教學可以培養學生微觀、系統的認識方式類別。當然本質的教學也要適當,盡量符合學生的認識水平。
4. 重視規律總結和方法指導,理清學生的認識思路
促進學生的認識發展離不開規律的總結和方法的指導。有機化學的學習中有很多規律可循,教學中教師往往把規律、方法蘊涵于過程中,沒有特意去把規律、方法展示或羅列出來,這樣大多數學生不能自主地從中提取規律和方法,沒有形成一定的認識思路,更談不上應用。教學研究發現,有規律的總結和方法的指導可以有效地幫助學生找到解題的思路和方法,有利于學生形成思維范式。所以教學中,通過學生之間的交流與思考,學生的自主探究等活動,讓學生自己歸納,總結,將規律和方法外顯,讓學生解題時有法可循,使學生形成穩定的認識思路,促進學生認識的發展。
案例4:培養學生有機合成思路的教學設計
有機合成一直是學習的難點,在有機合成的教學中,首先要讓學生總結常見官能團引入和消除的方法;其次,讓學生討論交流,歸納有機合成解題的基本思路,如圖4;最后在具體有機合成解題情境中感悟規律方法的指導作用。
參考文獻
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關鍵詞:雙語有機化學;人才培養;雙語教學
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1671-0568(2012)11-0065-02
科學技術高度發展決定了知識的創新已成為人類最重要的活動,高等教育要緊跟時代步伐。鑒于此,雙語有機化學教學正是新升本科院校適應時展的必開之課程,它重在學生專業知識和英語應用能力的雙重提高,并在大學生綜合能力的培養上具有舉足輕重的作用。雙浯有機化學教學與普通教學很大的區別在于:對教師和學生的英語水平都有較高的要求,尤其是由于本科生的英語水平參差不齊,且以前沒有接觸過雙語有機化學,因此在教學準備中要力求以易懂為主,也可為學生準備一些國外教材的資源,熟悉一些專業詞匯,等等。
衢州學院原為專科學校,對學生的培養目標是以工科為主的生產一線人才,強調實際操作能力。隨著2010年升本,2011年已開設化工和高分子材料兩個本科專業。其中化工專業已有兩屆學生,很快進入大三。由于本科院校已普遍開設雙語課程,其中有機化學因其邏輯性、重要性強,成為化學化工類首選的雙語課程之一。我院擬在大三開設雙語有機化學,以下是筆者對開設此課程的一些初步思考。
一、開設雙語有機化學的必要性
首先,新升本科院校開設雙語有機化學順應了中國高等教育發展的趨勢。經濟的全球化推動了教育的全球化,[1]新升本科院校雙語有機化學教學也可以視為順應時代的需要,適應我國高等教育適應國際化發展的需要。
其次,對于化學專業研究人員來說,用于國際交流的絕大部分科研論文、著作、學術會議都使用英語。而雙語有機化學教學則有利于學生在掌握專業知識的同時學習英語,可以為學生獲取更多本學科領域最前沿的知識,為從事科學研究與國際交流奠定良好的基礎。當前,國際間的交流、合作,以英文寫作科學內容日益普遍。按照課程的目標,開展鍛煉,可以大大提高學生的實際語言和專業能力。[2]同時讓學生檢索國外專利中的目標產物合成路線和目標反應,鍛煉實際的雙語有機化學能力。
再則,新升本科院校采用雙語有機化學教學是有機化學學科發展的需要。化學學科的發展日新月異,國際交流日益頻繁。作為化學類專業基礎課,雙語有機化學教學在提高學生專業素養和實踐能力中將發揮重要作用。
二、開設雙語有機化學的條件
我院原專科學生英語成績和有機化學成績普遍較差,畢業時英語四級通過率不足20%。2010年首屆化工專業本科生兩個班共69人,已有53位學生一次通過英語四級,英語水平與以往專科生相比有很大提高。另外,本科生基礎好,學習積極性高,對有機化學的掌握也遠超原專科生,成績一般在70分以上。原專科有機化學為一個學期課程56學時。而本科有機化學為兩學期課程80學時。由于多年來擁有較強的師資隊伍,有機化學已是我院的老牌精品課程。因此無論英語還是有機化學水平,都已適合開設雙語有機化學的課程。另一方面,近年我院先后引進了一些高層次人才,如學科帶頭人,海外博士等,師資隊伍已擁有一些英語水平面較高的教師,有能力開設雙語有機化學課。
三、雙語有機化學的主要教學語言、教學內容選定和教材選用
雙語有機化學教學堅持以英語為主要教學語言,采用多媒體教學,板書和PPT電子教案全部使用英語,但在一些專業術語后面采用中文注釋,以方便學生理解。同時,在PPT教案里引入大量的已知反應和機理,附以中英文對照注釋;并且引入大量的圖片和動畫,生動形象地表達教學內容。在課程內容安排上,以一些簡單英文表達,然后逐步在教學過程中加大英語的表達難度,直至最后全部教學內容采用一些相對難度的英語表達,這樣不僅使學生在課堂上對專業知識點一目了然,很快獲得大量的專業英語信息,能夠有針對性地學習,而且為學生創設了一個適應的過程,可以很好地進入英語學習狀態,增強學習的信心。考慮到學生的基礎和特點,分別對不同的教學內容采用因材施教的方法,通過撰寫課程報告,加強學生查閱文獻,進行文字歸納的能力等。
我院本科有機化學采用高鴻賓《有機化學》教材,學生對有機分子的命名、成鍵、結構、物理性質、制備、化學性質、應用研究等已有較好的掌握。考慮到雙語有機化學的一些特點,筆者認為,雙語有機化學的教學內容既不應是大一有機化學的重復,也不應是全新的內容;應把重點放在反應和合成上,與大一有機化學的重復度以20~40%為宜,但即使是相同的反應,也應講解得更深入、重透切,同時應有更多的應用實例,以激發學生的學習興趣。
雙語有機化學教學要有合適的教材和參考書。國外有很多優秀教材,但因為每個國家的教育體制不同,所以教材的設計也不同。雙語有機化學課程使用的主教材是由Wade主編的Organic Chemistry(6th Edition);并選定McMurry的Fundementals of Organic Chemistry為主要參考用書。我院所選用的教材是L.G.Wade,Jr編著的Organic Chemistry(第六版),由王梅、姜文鳳改編的雙語有機化學教材,該書是突出雙語教材特色,既保持原作原汁原味,又適合國內實際的教材,具有國內使用的版權,價格很合理,學生能承受。同時每章結束都有中文總結以及書末的詞匯表,解決了有機化學專業術語特別多的困難,部分有機化學專業詞匯、術語及化合物名稱給出中文注釋,方便了學生查閱。該教材涉及內容廣,在全國大多數本科院校雙語教學中使用。
四、雙語有機化學的教學目的
在雙語有機化學教學的過程中,讓學生積極參與到到課堂活動中,能主動地運用所學的知識,發揮自身的潛能,在愉悅的學習環境中,提高聽說讀寫譯等方面的能力。同時,使學生通過學習雙語有機化學教材來掌握本課程的專業知識,不僅能夠閱讀本課程所涉及的專業知識與技能的英文文獻資料,而且還能夠用英語以口語和書面的形式、采用符合國際慣例的方式,處理和交流與本課程有關的專業事務和信息。學習和掌握雙語有機化學基本原理、基本知識和實驗基本操作技能,培養嚴謹的科學態度,提高分析問題和解決問題的能力,為學習后續課程和將來從事化工、環境行業打好基礎。在學習中應調動學生的積極性,變被動學習為主動學習。應注重學生能力的培養,可以通過聽課,收集閱讀參考資料,歸納總結,發現和提出問題,邏輯思維和分析綜合,文字表述,口頭表達,實驗動手,等等。
根據新升本科院校雙語有機化學現有教學的現狀,筆者認為,今后在師資上應加大專業知識培訓,注重培養英語水平較好的中青年教師,同時應提高學生英語水平面,提倡學習與實踐相結合,鼓勵學生參加科研項目的實踐,將課堂所學知識與應用相結合,培養出具有良好的專業英語水平、堅實的理論基礎知識的人才,為今后的就業打下良好的個人綜合素質基礎。也可根據學生的現實情況,建議只為有機化學與英語成績都比較好的學生選學(限選),采取小班化教學。
參考文獻:
[關鍵詞]地方本科高校;環境工程;有機化學;教學體會
1講好緒論,讓學生體會到學習有機化學的有用性。
思維活躍是九零后大學生的重要特點,感興趣與否經常成為他們學習動力的出發點,尤其是環境工程專業學生較多是由其它專業調劑而來,他們對環境工程專業不了解,可能更不感興趣,如果一開始就從專業學習需要的角度引導可能會事倍功半了,起不到激發他們學習興趣的效果。因此,在緒論開始講解部分,我們通常以糕點和餅干中常見的氫化植物油例子,通過讓學生了解其特點和危害讓他們明白本專業的有機化學這門課程可以直接指導他們的日常生活。接著再以阿司匹林的開發,蘇丹紅事件等事例[3-4],讓學生明白有機化學的知識非常重要,既可以來造福人類也可能會危害社會,所以對于知識應當樹立正確的態度,同時結合有機化合物分析檢測儀器的性能不斷發展讓他們明白他們所要學習的內容不僅是人們對過去認識總結的書本知識,更會帶來新的問題和要求亟待他們去解決和實現。在有機化學發展情況簡介方面,以井岡霉素,青蒿素的開發研究,以及有機化學家黃鳴龍的人名反應和屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫學獎的故事,讓學生明白我們國家在有機化學研究方面的成績和差距,從而逐漸克服畏難情緒,激發學習熱情。而在有機化學理論知識學習方面,適當引入理論研究者的一些故事,比如在雜化軌道理論學習中,加入其創始人鮑林整個人生的一段爭議。讓學生能夠多角度了解有機化學理論和知識產生的過程,化枯燥的機理知識為生動具體的事例。
2幫助學生認識到有機化學在環境工程專業培養體系中的重要性和價值
正是由于有機化學在日常生活中的廣泛應用,有機化合物也成為重要的污染物之一,人們追求有機化學產品的穩定性與耐用性與其廢棄物的處理難度之間存在必然的正相關關系,環境工程專業有機化學的學習目的就是幫助學生認識和掌握有機污染物的性質,來源,轉化規律等內容。由于有機化學多在大一的課程中開設,學生還沒有相應的環境工作知識背景,因而在章節學習過程中應當有必要通過多種方式和手段從環境工程專業素養提升角度展開有機化學知識體系的學習。讓他們提前認識到有機化學的知識在環境工程專業學習中的重要性。例如,在醛酮章節部分,通過對甲醛小專題研究,讓學生明白為什么甲醛會成為日常生活中常見的有機污染物,如何利用甲醛等室內氣體污染物易被臭氧或者催化氧化的特點開發室內空氣凈化器。
3多種引導形式構建學生學習和應用有機化學知識的平臺
3.1幫助學生熟悉有機化學學習基本規律
初學者大多都會感覺有機化學的知識內容繁多,機理深奧難于理解,對于地方本科高校的學生來說,在記憶力和抽象思維能力都是重要考驗。因此在實際教學中結合學生以及環境工程專業的學習特點對內容進行了取舍和梳理,著重講解烴類和有機含氧化合物,有機含氮化合物簡要介紹,天然化合物作為自主學習內容。在知識體系上面分為縱橫兩方面,橫向體系從甲烷,乙烯,丙炔,苯開始循序漸進地延伸到飽和烴,不飽和烴以及芳香烴,烴加氧之后有了醇酚醚,醇酚醚,醇初步氧化得到醛酮,再進一步氧化形成羧酸及其衍生物。它們也可以在適當條件下被還原為醛酮,醛酮又可以被還原為羧酸。縱向方面,以命名,典型化合物特點,化學反應規律以及涉及機理為重點進行介紹,最后還要進行相應的專題總結[4]。例如各種機理的歸納匯總,鑒別方法的對比應用,讓學生形成一個全局觀的知識體系,并在記憶中去不斷加深理解。
3.2理論課內容講授體現環境工程特點
在學生有機化學知識體系形成的同時,還要幫助學生建立有機化學與其它專業之間的關聯體系。例如,我們在學習完自由基反應機理之后,引入世界上環境公害之一的洛杉磯光化學煙霧事件。讓學生用所學的知識解釋環境化學中光化學煙霧的產生原因。在羧酸及其衍生物一章,向學生介紹檸檬酸的發酵制備與環境工程微生物知識中重要的三羧酸循環機理之間的關系,還有環境監測分析中的有機顯色反應,快速檢測有機試劑的開發等等。
3.3增強有機化學實驗的趣味性,提高知識應用能力
針對于地方本科高校學生的特點,以及實驗課時現狀,有機化學實驗更多是操作能力的訓練,我們考慮的是將更多的操作糅合在有限的實驗課時中,同時多方面增強實驗的趣味性和動手能力的培養[5]。例如,我們開設了兩個學時的玻璃工操作,通過該課程學習制作出膠頭滴管,毛細管,彎管,三通,微生物實驗中用到的涂布棒等工具。還開設了香味皂的制作,在基本肥皂制備的基礎上,發揮個人想象力改進成各種類型的香味皂[6,7]。在授課過程中加強實驗預習的要求,重視操作過程的規范化,減少隨意性。在設計性實驗教學過程中引入PBL教學法,注重提高學生思考解決問題的主動性和創造性。考核方面結合預習,出勤,實際操作表現以及期末的實驗問答多方面綜合評判學生的知識掌握情況。
3.4利用新的工具和形式進行知識的傳播,兼顧不同化學基礎的學生
有機化學的理論知識和反應機理相對抽象和枯燥,尤其是對于地方本科高校學生化學基礎參差不齊的現狀,經過前期的誘導和激發,大多數學生已經有了比較強烈的學習意愿,接下來則是對授課方式的細致考量。借助于各種形式的視頻和動畫演示讓學生對于所學知識形成具體和形象的認知。同時可以建立課程郵箱,提供上課的各種材料和練習題目供學生自由下載學習,對于學習能力較強的學生還可以在其中提供更多的選學部分的相關資料,并借助該郵箱對學生進行答疑解惑,從而讓不同基礎的學生都能從中獲取自己需要的學習內容。
3.5保障有機化學知識的延續性學習
有機化學課程的結束并非意味著有機化學知識學習的結束,作為一名有機化學教師,還應該采取各種方式為學生后期從事的業余科研,大學生創新創業訓練,畢業論文等提供有機化學相關內容的支持和幫助。保持他們對有機化學學習的持久性動力[8]。
4結語