开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了十篇范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!
摘要:在化学中有两大专业学科,一个是无机化学,一个是有机化学。在有机化学的结构中,最基本的内容是在无机化学的基础上延伸得出的,只有学好无机化学的理论和内容,才能够奠定好学习有机化学的基础。
关键词:有机化学;无机化学;应用
随着人们认识的水平的提高,科学技术的发展,无机化学和有机化学的界限已经越来越模糊,二者之间的联系也慢慢被开发出来。
1无机化学与有机化学的基本内容
无机化学是对所有化学元素及化合物的性质和反应进行研究。近代的无机化学的发展主要分三个步骤,一是搜集科学知识,化学最注重的就是实验,搜集事实就是为实践做验证,自然界的现象变化复杂,通过直接的观察不能够得到事物的本质,而且两个事物之间在一定的条件作用下有可能发生反应,这些现象都必须通过更可靠的实验进行验证。只有获得了正确的事物事实,然后根据熟练的技术和科学的仪器来对这些进行检验。二是确定定律,定律是通过归纳相似的事实而成,而相似的事实是大量科学的所在,并将这些科学的知识进行比较分析,取其精华。三是学说的建立,化学定律中是互相联系的,只有建立一个学说才能够将其中的联系进行总结。有机化学是研究碳元素的结构和性能,有机化学中都具有碳原子,其中有机化合物的结构是共价键,这也是有机化学和无机化学联系的关键。通过对有机化学的研究,可以了解到生物的呼吸作用和整个新陈代谢的过程。有机化学的合理应用可以对疾病的预防、控制等起到中间的作用。
2无机化学在有机化学中的应用
无机化学中的分子化合物是通过共价键联合起来的,无机化学中的分子结构不但包括共价键,还离不开离子键和金属键的发展。共价键也称电子配对,或者分子轨道,是在分子内进行运动。对于无机化学的共价键讲述的是无机物的形成和发展的本质,在充分利用好模型的同时,建立了轨道的空间形象,并对简单的有机分子构成进行了更为科学的描述,为有机化学的分子结构形成和发展打下坚实的基础。分子的轨道理论是从分子的运动出发,去研究每个电子的运动状态。无机化学中对分子的应用主要是通过分子轨道理论进行的,但是却通过共价键的理论解释的,这些都建立起了有机化学和无机化学间的联系。通过对共价键的研究,将无机化学中的内容进行总结和整理,再运用到有机化学的分子中去,这两种理论互为补充,二者共同作用到有机分子中去。比如两种有机分子是平面结构的共同体系,在定域键的作用下,通过共价键理论,就构成了分子的骨架,有机化学中的碳元素加入到平面结构中构成一个垂直的轨道,通过各种平面的组合重叠构成一个中心键,并在整个骨架中进行反复的运动,最后可以形成离域键。离域键的性质与有机化合物的性质相关性很大,在一个酸性的离域中加入一些有机化合物可以减轻碱性物质,稳定离域,这样才能够将无机化学合理的应用到有机化学中。无机化学中无论是共价键还是其他键都有固定的参数,这个参数结合了无机物可以更好的描述分子的空间,参数的强弱代表着电极的正负,在有机化学中这就是共价键的基本属性。有机物中即使是相同性质的键也存在着不同的分子变化,因为有机物组成的复杂性,原子间还会相互影响,这就会导致不同键之间的变化。有机分子的应用就是通过不同键的功能实现的,具体的正负极性是通过键来衡量的,而无机化学的分子的正负极性拥有更为详细的描述,然后再通过空间模型的构建消除或者抵消之间的排斥性,为有机化学的发展打下基础。共振理论是无机化学应用到有机化学中的重要理论基础。这一理论的发现和发展证明了离域键的存在,而且一些化合物的性质和结构并不相符,这剧需要利用共振来重新定位。共振理论对有机化学的分子结构和性质的解释有着重大的作用,在现代的化学体系中也是较为先进的。在无机化学中的分子结构也得到了相关的应用。不同的化学符号结构中的长度不尽相同,通过共振理论能够将分子结构进行合理的安排。在一些含氧酸的元素中酸性较强,这可以通过共振来进行研究,通过共振理论,可以对无机化学和有机化学进行更多的解释。
3结语
1无机化学和物理化学的课程分析
以中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院目前在用的《无机化学》(大连理工大学无机化学教研室主编,高等教育出版社出版,第5版)以及《物理化学》(肖衍繁等编著,天津大学出版社出版,第2版)教材为例[3-4],2门课程在内容设置上有较多重复,主要为化学反应原理这一部分,重复内容如表1所示。这些内容占据了无机化学整门课程内容的30%~40%,如果单纯从章节设置上来看,这部分重复内容更是构成了物理化学所有章节的50%以上,并且是作为重点讲授。尽管这些内容在2门课程中的呈现方式、知识点的重难点和侧重点上有所不同,但由于2门课程一般为不同的教师授课,故对知识点的简单重复难以避免。同时,物理化学作为一门理论性较强的基础课程,涉及诸多的数学和物理公式推导,给人的印象常常是深奥、抽象、晦涩、难以理解。究其原因,是在无机化学的学习过程中由于学生基础有限,对许多基本内容了解得不够深入,缺乏对整体内容的系统认识,重视结论却忽视了其理论基础[5]。因此,对于物理化学的教学,首先要注重基础知识讲解,使学生牢固地掌握物理化学的基本概念、公式及其适用范围等,其次要提高讲授的深度和广度,为学生将来应用理论解决实际问题建立牢固的基础。 按照我校对化工类相关专业培养方案的规定,物理化学课程课堂讲授64学时,在有限的课时内,如何更好地把握知识点的讲解,突出重点、讲透难点,让学生理解透彻,培养学生的逻辑思维能力以及分析和解决问题的能力[6],对于物理化学的教学来说显得尤为重要。这就要求任课教师在课堂上能够更准确地抓住重点、难点,避免不必要的重复,把有限的教学时间用在对重点、难点知识的讲解上,使教学更具有针对性。如果按照教学大纲正常讲授,则有部分重点和难点问题讲解不透彻,影响教学质量。
2无机化学和物理化学教学的协调
结合无机化学和物理化学课程的特点以及2者的实际教学情况进行整合与优化时,必须遵循一定的基本原则,而不能简单、机械地对2者涉及到的知识点进行切块划分或简单重复[2]。物理化学和无机化学知识的衔接点及衔接方式比较多,既有如热力学和熵等概念内涵和外延的变化,也有对如化学平衡和电化学等知识的深化和拓展。无机化学课程一般在大学一年级开设,学生在高考之后经历近3个月的假期,对中学所学的知识有较大程度的遗忘,限于这一阶段学生的知识水平及认知能力,无机化学作为第一门专业基础课,在讲授过程中要注意与高中知识的衔接和复习[7],在教学过程中注意与学生的互动,了解不同生源地教学大纲的区别以及不同学生的基础,同时也要讲究教学策略。例如,不同类型化学反应平衡是无机化学的重要基础理论,也是教学的重点和难点。不同类型化学反应平衡的重点在于计算,难点在于公式多,学生对酸碱平衡、沉淀—溶解平衡、配合物和氧化还原反应这4大类反应进行计算时容易将公式混淆或根本记不清。可采用对比法对不同反应的平衡进行计算和公式的推导,寻找其共同规律,又根据各自特点突出区别[8]。这种方法可将此部分内容化繁为简,不仅使学生容易理解和接受,而且脉络清晰,便于记忆,从课堂效率角度考虑,反应平衡部分也可节省1个课时左右。物质结构部分由于比较抽象,在教学过程中也要注意基础知识的讲授和复习,笔者曾在4个课时之后发现某一学生参考高中化学教辅材料对这一部分进行学习,了解之后发现该地区高考大纲对物质结构部分要求较低,学生基础较弱。而对于无机化学中与物理化学课程重复的部分,教学主要以应用为主,把这部分内容作为工具来讲,重点在于某些特定条件下的应用,而不是系统地去讲述工具本身。而在物理化学课程中,则是系统地研究这些内容在各种条件下的应用,研究的是工具的本身,重点在于向学生传授工具的来源以及工具在不同情况下的应用[5]。
例如在热力学部分,无机化学通过混乱度引入熵的概念,又通过系统与环境总熵变的计算引出吉布斯自由能,并以此作为自发反应方向性的判据,而对于熵变为可逆过程的热温商这一物理意义只是一笔带过。在物理化学课程中则是通过对卡诺循环以及其他可逆过程的研究将热温商以及熵这一函数引出,并推导了其他物理过程的熵变计算公式。通过熵增原理对恒温恒容过程和恒温恒压过程的应用引出了亥姆霍兹自由能A和吉布斯自由能G,并通过分析解释了2个函数所代表的物理意义———最大体积功和最大非体积功。这就将抽象的内容具体化,扩展了判断不同过程自发变化方向性的判据,并为后续电化学反应电动势与ΔG关系式的推导奠定基础。又如化学平衡这部分内容,在无机化学中讲了化学平衡常数和反应熵等,为判定化学反应中的方向和限度问题提供依据,并为后续不同类型反应平衡组成以及电化学计算等内容服务;而在物理化学课程中,则通过偏摩尔吉布斯函数和化学势等函数的引出概念的讲解,结合化学势与浓度(或分压)的关系公式,从本质上揭示了化学平衡与吉布斯函数之间的关系,推导出化学反应平衡常数与平衡组成之间的数量关系,加深了学生对化学平衡以及相平衡等知识的理解。而对于此部分内容的应用以及计算,则需要与无机化学课程协调,对公式的应用略加讲授,引导或要求学生参考无机化学所讲的内容,对平衡常数的计算进行复习。由于现在学生已掌握了用化学势为工具严密地推导出化学平衡以及相平衡公式,对该公式的物理意义的理解又深入了一步,在这个基础上来复习无机化学所讲的该公式的应用内容,不是简单地重复,而是进一步地提高[9]。
同样,对于热力学中焓这一部分内容,笔者认为,在物理化学中应主要从定义出发,侧重恒压热和恒容热的区别与联系,并通过对实验“氧弹法测定物质的燃烧热”的初步介绍,加深并巩固2者之间的关系,并激发学生对物理化学实验的兴趣。而对于焓变的计算,则应主要通过复习的方式,如课前提出要求让学生自行复习、在课堂提出问题或创设情境引导学生回想再现等策略,将无机化学中此部分的内容,如ΔH的正负代表体系的吸放热,数值则表示能量变化的大小;反应焓可以通过标准摩尔生成焓或标准摩尔燃烧焓来计算,复杂反应的反应焓可以借助Hess定律分步解析等,来引导学生对无机化学中此部分的知识进行简要回忆,并可继续为后续活化能的讲授埋下伏笔。这样就将可能出现的“重复”转变为“互补”或“互促”,此部分的课堂讲授也可节约0.5课时左右。学生的思维与认识也经历了一个螺旋上升的过程,对知识的掌握会更加扎实。所以,对于2者间知识点的分配,必须结合该知识点在该门课程中所起的作用,同时结合学生的特点和专业的特点,进行统筹考虑。因此,传统的以教师为主体、以教材为中心的课堂讲授教学模式已经不能适应现代教育发展的需要,要充分发挥教师为主导、学生为主体的教学理念,结合无机化学与物理化学2门课程的实际情况,对其教学策略、内容侧重及知识应用等方面进行有机配合,充分利用其中的关联性和衔接性,合理分配教学资源,使其融合成为协调统一的组合课程。在教学过程中将传授知识(授之以鱼)为目的的教育观念转变为重点传授学生获取知识的方法和手段(授之以渔),培养学生较强的理论学习、实践和创新能力。这对于学生在知识的积累与理解、学习方法的掌握与提升以及科学思维的培养与拓展等方面都具有较为积极的作用。
作者:张海永 单位:中国矿业大学
1注重理论联系实际,合理编排教学内容
教学内容是课堂教学的核心,合理编排教学内容是关系着学生能否理解接受课堂知识的关键。由于现代有机化学与各学科间的交叉关系进一步发展,尤其与生命科学的关系更加密切,我们在教学内容的编排上,注重理论联系实际和关注前沿知识,把最新的信息及时传达给学生。例如:自由基是有机化学课程重要的教学内容,也是生命科学常用的术语,我们在教学中将自由基与人的衰老和疾病的产生联系起来,将抽象的立体异构现象与医学中经典事例结合起来讲解,通过这样的教学使医学专业学生能感受到所学知识的实用性,提高了其学习兴趣。这些内容所占的教学时间也许只有几分钟,但前沿性与医学实践联系紧密的内容一定要有,这样可以更好地激发学生的好奇心与求知欲。医用有机化学的教学应淡化有机化合物的工业制备等纯化学反应和性质内容的教学,加大有机化学基础理论和基本反应规律的教学。我们牢牢把握“结构决定性质”这一基本规律,在教学中先把不同类的有机物的结构特征讲透彻,引导学生去发现“此类有机物主要会发生什么化学反应”的问题,然后在与学生探究“这类反应是怎样进行的”的问题过程中运用活性中间体的稳定性、反应能量变化、过渡态理论、化学热力学和动力学方法来分析反应的活性和反应的区域选择性,把医用有机化学中六大基本反应类型如氧化还原反应、自由基取代反应、亲核取代反应、亲核加成反应、亲电加成反应和亲电取代反应等基本内容介绍给学生。这样有助于学生理解和掌握有机化学的本质和规律,为学习和研究生命体中化学变化规律奠定基础。另外,在有机化学教学中要重视前后关联知识点,使每堂课的内容形成一条鲜明的主线,然后围绕它讲清楚。例如讲解“环己烷的椅式构象”这个知识点,六元环是一种非常普遍的环状结构,是许多有机物的基本结构。其中椅式构象中直立键和平伏键,它们在椅式构象中的排布规律,椅式构象的转环后变化乃至椅式构象的画法都非常重要。我们借助视频和三维动画把这些内容讲明白,学生掌握了并能正确地画出椅式构象的透视式,就可以使学生少走弯路,少点迷惑,用节省下的时间去理解更深刻的知识内容。
2发挥多媒体教学的优势,精心优化教学设计
计算机技术的发展和网络资源平台的完善,为教学提供了多样化的技术支持。这要求教师学会利用丰富的网络资源去充实有机化学课堂的信息量,能熟练地使用现代信息技术制作生动有趣的多媒体课件去吸引学生的注意力。如今医学专业的有机化学的教学课时有所减少,但不能降低有机化学的教学质量。针对这一现状,我们反复审视医用有机化学的教学内容,精心优化教学设计,制作了《有机化学CAI教学课件》和《有机化学双语教学网络课程》多媒体课件。在制作这些课件过程中,充分运用了Chem3D、Flash等软件演示了有机化合物的立体结构并形象地模拟了经典的有机化学反应机制,将以往平面的和相对抽象的讲解立体地、多角度地表现出来,使学生更容易接受课堂内容,从而达到有效的课堂教学。我们使用Firework、Dreamweaver、Photoshop等软件制作了网络课程,其特色是将整个教学软件分成预习与自学、习题库、知识拓展、立体结构演示等几个模块,每个模块中的内容相对独立,但其中关联部分又做好链接,把3D动画、视频等丰富的信息融合在一起。学生可以根据自己的学习情况,利用软件进行自助式学习,巩固了学习的效果。《有机化学双语教学网络课程》多媒体课件和《有机化学CAI教学课件》曾在国家级、省级多媒体课件大赛中获得一等奖,课件已被多个院校引进,师生反映良好。一个优秀的多媒体课件在医用有机化学多媒体教学上合理使用是必需的。教师要驾驭好课堂,利用好课堂的每一分钟,就要将教学设计做好。我们在课堂上积极运用启发式教学,重视学生思考互动的设计以及对知识点延伸拓展程度的把握。例如讲解有机化学中“电子效应”这一内容时,先让学生们根据课前收集的资料在课堂前10分钟内先做一个陈述,然后老师与学生就“电子效应”的成因、传递的途径等相关问题进行讨论,鼓励学生发挥自己的想象力,畅所欲言。讨论之后,老师讲解时注意把“电子效应”对化合物的物理性质、化学性质的影响作为经典例子进行详细分析,使学生认识到“电子效应”在有机化学中重要性。最后,师生一起比较归纳“诱导效应”和“共轭效应”这两种“电子效应”的不同之处。这其中老师运用问题驱动式教学充分调动学生的学习主动性,抽象的有机化学理论通过“讨论-分析-比较-归纳”的教学设计,使整个教学过程符合学生的认知规律,学生也容易理解接受这些知识点。
3以“学生为本”,培养学生的自主学习
社会信息化程度的提高,学习资源大为丰富,大学生已有很好的获取知识途径,他们的学习模式也逐渐由“被动”变为“主动”。因此,我们在医用有机化学教学中强调“以学生为本”,为学生营造和谐、合作、平等、相互尊重的学习氛围,让学生在轻松、愉快的心情下学习,鼓励他们大胆质疑,可以自由提问;积极引导学生思考,探讨解决问题的不同方法。在教学过程中注重培养学生的自主性学习,提高学生的实践能力和创新能力。如在学习“对映异构与药物的生物活性”时,这个知识点的本质就是再次强调“结构决定性质”,我们引导学生分析了对映异构与顺反异构、构象异构的异同点,使学生掌握了对映异构现象的一般性,而为什么对映异构体会有不同的生物活性甚至有的异构体没有活性,这一内容没有专门讲授,则是根据医学生已具备相当的医学专业知识,有意留下思考和探索的空间,让他们自己去查资料撰写小论文进行讨论,学生自然而然地就会对“对映异构”知识点有较全面系统的认识,这真正使学生感受到他们是学习的主人,是良好的教学效果的最终体现者。另外,良好的师生关系也是保证有效完成教学任务的重要条件,也是调动学生自主学习积极性的要素。老师在课堂教学中面对学生时应多些微笑,语气和蔼但要有激情,切忌平铺直叙;有时需要下讲台走进学生中,而不是一副“高高在上”的架势,这些举止可以拉近老师与学生间的距离,营造轻松活泼的教学氛围,为学生提供一个锻炼创新能力的舞台。老师在课后应主动与学习状况不理想的学生谈心,耐心地倾听,悉心为他们指导。
我们创建了有机化学学习QQ群和博客这样的沟通平台,学生可利用网络平台向老师反映自己的学习状况,老师得到反馈信息后,对学生的学习难题及时进行解答,不至于使问题积累越来越多而造成学习障碍;还可以发现教学中问题,及时进行妥善处理,不断改进教学方法。教学改革的实践和学生反馈的信息表明:通过整合医用有机化学的教学内容,关注有机化学与生命科学之间的渗透,将理论知识与实际应用事例联系起来,激发了医学专业学生的求知欲;优化教学设计,改变了单一的教学模式,充分发挥多媒体课件的优势,调动了教与学的积极性;改革教学方法和手段,在教学过程中多运用归纳式、讨论式等教法,有利于培养学生的创新能力和综合能力。总之,这一系列教学改革的探索和实践提高了我校的医用有机化学的教学质量。
作者:梁俊 邓健 罗虹 魏传晚 何军 单位:南华大学化学化工学院基础化学教研室
摘要:针对无机化学与物理化学特点,对两者的协调教学开展研究。注重双方的教学知识点的衔接。知识点应用水平的提升将会促进课堂利用率,使学生的学习能力在专业基础进行巩固,培养学生的科学思维,构建完善的化学知识体系。
关键词:无机化学;物理化学;课程协调教学
中图分类号:O61 文献标志码:A 文章编号:1671-1602(2016)12-0286-01
化学教学具有复杂性特点,特别是不同的教学在针对不同学生的时候教学模式具有差异性特点。合理配置无机化学与物理化学课程能够提升教学质量。整合教学资源在基础教材课程体系上不断的进行课程教学完善,构建双方之间的联系纽带。将两者之间存在的重复点转换为关联教学。
1无机化学与物理化学课程协调内容
1.1整合教学知识点
根据无机化学与物理化学之间的关系,对教学知识点进行整合。结合教学的实际状况内在的重复知识点要优化。特别是在物理化学中知识点的应用需要在有限的时间内进行回顾。整合之后的知识点能够体现教学大纲的重点,根据教学进度安排进行课程设计。能够使无机化学与物理化学都具有可操作性,这样能够避免学生单调的接受化学知识,更好的引导学生开展化学学习。
1.2促进学生自主学习能力的提升
摘 要:教师在教学过程中将有机化学反应机理与“魔术”相联系,引导学生通过机理分析去揭示隐藏在反应过程背后的秘密,从而大大提高学生学习反应机理的积极性。
关键词:有机化学;教学;反应机理
中图分类号:G642;O62-4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)11-0211-01
目前已知的有机化合物已经难以确切计数,而每天依然有更多的被发现、被创造出来,由于每个化合物可以进行许多可能的反应,所以有机化合物有可能有数不胜数的反应。除非这些反应过程是由相对较少的基本反应组成的,否则掌握有机化学反应是一项非常艰难的任务,有机化学的教学也必然会陷入尴尬境地。
幸运的是我们有了有机化学反应机理这个舞台,学生通过学习反应机理能掌握一系列类似的反应,能独立分析各种“神秘”的反应过程(其实每个反应过程都是由多个学生熟悉基本反应组合而成),之所以“神秘”是因为反应初看起来,似乎神秘,甚至不可能发生,但是通过分析机理常常会揭示隐藏在反应过程背后的秘密。反应机理如此有用,但这部分内容繁杂、抽象枯燥、易懂难记、应用灵活,成为有机化学课程的难点,很多教学改革也是围绕反应机理展开的。南京大学冯骏才教授认为:有机化学教学只要贯彻了以反应机理为主线来讨论反应,不但有利于对有机知识的掌握,还有利于举一反三[1]。正确地引导学生认识反应机理的魅力,通过合适的方法让学生真切地体会到通过机理推导未知、复杂反应的过程犹如一个魔术师的表演,这样有机化学反应机理课会变得生动、有吸引力,学生就会喜欢上有机化学反应机理,这正是我们教学改革的目的。
每讲到烷烃取代反应机理这节课时(这是学生学习有机化学第一次接触的反应机理),我们都会问学生:“喜欢魔术吗?”学生的积极性会一下被调动起来,回答当然是肯定的。当我们接着问:“愿意成为有机化学的魔术师吗?”学生的眼睛都会冒出火花,但每个人心里都有这样的疑问:“可能吗?”此时告诉他们:“今天我们先来体验一把。”于是在这种摩拳擦掌的氛围里有C化学反应机理的学习开始了,好的开始是成功的一半。
魔术之所以吸引观众的眼球是因为它的神秘与震撼,其实有机化学反应亦如此,如果教师在讲解反应之前先给出现象,提出问题,让学生有了一种神秘的感觉,再告诉他们:“现在验证奇迹的时刻到了,让我们进入到该反应机理中去揭示隐藏在反应过程背后的秘密吧!”这种情境的渲染使枯燥难学的反应机理被学生所渴望。兴趣是最好的老师,机理便也变得不再枯燥,整个课堂会立刻被满满的求知欲所包围。
回到上面我们第一节机理课的学习中,烷烃的取代反应也就是卤代反应,鉴于此可以通过提问让学生自己分析可能得到的产物,通常学生会说卤代烃,接着引导他们思考甲烷与氯气反应会生成什么产物?一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷甚至会有四氯化碳,这些学生都会想到。如果问他们会不会生成乙烷?他们往往会摇头否定。接着带领充满好奇学生进入到自由基机理的学习过程中。通过链的引发,链的传递及链的终止,学生完全搞明白为什么还会有乙烷生成,这种氛围的渲染使一堂枯燥的机理课变得被学生所喜爱。这只是刚刚开始, 告诉学生在后面的学习中会有更多更亮丽的精彩。
随着我国的改革开放,基础教育的不断发展。传统的教学体系已无法培养出符合现代社会需要的人才,实施新的课程改革,构建一个开放的、充满生机的、有中国特色社会主义的基础教育课程体系已迫在眉睫。我们的新课程改革的教育将面向全体学生,注重知识能力的全面性和学生素质和发展的差异性。更加注重基础性、社会性、人文性和发展性。全面实施新课程改革是我国教育事业的一场深刻变革,是一项事关全局、影响深远、涉及社会各方面的系统工程。作为新时代的教师,肩负着为祖国培养人才的重任,更应责无旁贷地实施这一工程,进行研究性学习。
一、 教师要改变传统的化学教学理念
新的形势的发展要求教师不仅是:“传道”、“授业”、“解惑”,而且还要“授人以渔” 教师要树立开放的教育思想观念。
首先,教师具有开放的教学目标。要贯彻全面发展的方针,提高学生的素质,为国家培养合格的公民;要以社会、科学、学生自身发展所广泛需要的化学基础知识和基本技能教育学生,使他们具有一定的化学科学思想和方法、发展他们的能力和个性特长。培养他们的创新精神和实践能力,为他们今后参加工作和终身学习打好基础;
其次,教师确立开放的学生观。教师要充分尊重和相信学生的学习能力,在教学中要提倡教学民主,废除教师一言堂、满堂灌的传统的教学思想和方法,创设宽松开放的学习环境,营造师生之间、学生之间和谐的学习氛围,注重培养学生的学习兴趣,激发学生的学习动机,引导学生自主地学习,而不是指挥学生的学习活动。进一步树立面向全体学生和使学生全面发展的观念,避免单纯为了应试而随意补充已删去的内容,或忽略“家庭小实验”、“研究性课题”、“阅读材料”的教学。这样既违背了新教材的编写意图,也加重了学生的学习负担,使得原本要体现素质教育,有利于培养学生创新精神的好教材变得索然无味。
二、 运用适当的教学方法
教学方法,是完成教学任务所采用的手段,是使教学过程达到优化的一种推动力。化学教学要从学生实际出发,从学科的特点出发。初中生学习化学,往往反映内容多,杂乱,理不出头绪,要记的东西多,容易忘。学生刚刚开始学习化学时,对实验现象兴趣很浓,但并没有因此形成稳定发展的内在动机,也不晓得应该怎样由表及里,由浅入深地想问题,更不会联系自己熟悉的事物和现象去想问题,不重视记忆、理解重要的事实、述语和原理、造成知识上的脱节,甚至学习水平分化,所以教师要有针对性地下功夫,为学生创设更好的学习情境,针对初中学生的心理特征,最主要的是激发和发展学生探索、求知的内在动机。初中学生一般不大讲究学习方法,或习惯于按照学语文、数学的方法来学习化学,这就需要化学教师从一开始就运用典型实例,给学生以指导,要结合实验或实物来记忆物质的性质,变化的条件,以及反应后的产物。要注意联系对比,从个别中概括出一般,从个性分析出共性。比如,学习过氧气的物理性质以后,要给学生点明,学习和记忆的顺序,即按色、态、味、嗅、溶解性、密度、熔沸点的顺序,虽然不一定求全,但有个记忆和再现的顺序,就便于联想和回忆;当学习氢气的物理性质时可以提示学生联系氧气的物理性质来学习、记忆。
三、 注重发展,提升人文素养
摘要:在分子水平上理解化学反应机理对人们合成新物质和改变反应条件具有重要的科学意义。基于过渡态理论,采用化学作图软件GaussView5.0和PowerPoint的有机结合,给出了氯代叔丁烷的水解反应,氯乙烯与氯化氢的加成反应以及溴乙烷的消除反应的反应机理的多信息势能面剖面图,其中势能面上的分子为其3D结构。该图可以直观展现出反应发生的过程,且让学生从微观水平上感受到化学反应中旧键的断裂和新键的生成。其可视化的教学过程对于激发学生对化学的学习兴趣和对科学的探索具有重要的引导作用。
关键词:有机反应机理;过渡态理论;可视化教学;多信息势能面剖面图
文章编号:1005C6629(2017)3C0045C04 中D分类号:G633.8 文献标识码:B
普通高中教育的任务是促进学生全面而有个性的发展,为学生适应社会、高等教育和职业发展做准备,为学生的终身发展奠定基础。由于在人类生产和生活的方方面面都涉及到有机化学的知识,比如:生活中吃的、用的、穿的东西都与有机化学密不可分,因此,高中有机化学知识不但是进一步接受高等教育的基础,而且在生活中也是必需的。但是,不同版本的高中有机化学教材中的内容都很抽象,学生掌握有一定的难度。比如:人教版选修5《有机化学基础》是在必修学习内容基础上的延伸和拓展,其中的反应机理是抽象和繁杂的纯理论知识,是学生理解和掌握的难点。但是反应机理是对一个反应过程的微观描述,有机化学反应机理可以让学生在微观上理解新物质形成的机制。采用传统的教学方式容易导致学生对有机化学的学习失去兴趣,那么,如何让学生对有机化学产生浓厚的兴趣呢?在已有研究中,知识可视化是一种激发学生学习兴趣的重要手段。而且有关研究显示[1],人类在阅读理解记忆过程中的图像视觉效果要比文本快60000倍。
特别地,今年9月13日《中国学生发展核心素养》总体框架的,使教育界对学生核心素养的发展更为关注。南京艺术学院传媒学院讲师董敏曾在文章中指出[2]:“理解图像已经成为使我们生活丰富多彩、富有生机的必需技能。不去培养视觉素养,就意味着一个视觉文盲的诞生。”视觉素养,简单来说就是读图能力。从图像和文字所传达信息的角度来看,图像所传达的信息包括形象信息和语义信息。图像信息是指图像本身所具有的表面特征,如颜色、形状等;语义信息则包括图像名称和图像所表达的意义。文字只传达语义信息。因此,相对于文字而言,具有视觉冲击的图形,更能抓住学生的眼球,吸引学生的注意力,同时也更能培养学生的视觉素养。
过去的研究通常是将有机分子的3D结构展示给学生,对反应机理的微观过程的可视化研究甚少,本文基于过渡态理论,结合GaussView5.0软件得到信息更丰富的势能面剖面图,从而实现有机化学反应的机理的可视化教学。
1 势能面剖面图简介
势能面剖面图是过渡态理论中的一个概念,用来表示反应历程与能量之间的关系(如图1)。势能面剖面图中横坐标表示反应进程,纵坐标表示能量,左边为反应物的能量,右边为生成物的能量,处于能量最高点的是反应的过渡态,在多步反应中两个过渡态之间的是中间体。在此基础上,我们将反应物、过渡态、中间体以及生成物的彩色的3D分子结构放在势能面的相应位置,分子间相互作用的位置以及旧键的断裂和新键的形成也在剖面图中给出,我们将这样的势能面剖面图命名为“多信息势能面剖面图”。多信息势能面剖面图可激发全脑的活动,包括左脑的逻辑、顺序、文本、分析以及右脑的颜色、图像、想象、空间、整体等,不仅有利于记忆信息,也有利于学生空间思维能力的发展。
教学目标
知识目标:
1、知道机械运动
2、知道参照物,知道运动和静止的相对性.
3、知道匀速直线运动.
能力目标:
1、观察实验能力:能从生活中观察到物体机械运动的实例.
2、思维能力:判定和分析机械运动,结合参照物的知识分析运动和静止的情况.
摘要:部分高中教师由乙酸和乙醇酯化反应的过程,经过简单枚举得到所有有机酸和醇反应都经历相同过程的错误结论,为此,文章以乙酸和乙醇酯化反应为基础,详细分析了有机酸和醇反应的机理,并根据高中有机化学学习目标、高中生的认知特点提出了相应的教学策略。
关键词:酯化反应;高中化学;复杂性;教学策略
文章编号:1008-0546(2016)01-0038-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.014
一、问题的提出
在高中有机化学模块中,苏教版和人教版教材均展示了以氧-18标记的乙醇和乙酸在浓硫酸催化下生成乙酸乙酯的反应,反应后氧-18最后处于生成的乙酸乙酯中,根据这一实验事实得到乙酸脱除羟基、乙醇脱除氢的反应机理(如图1)。
在该知识点的学习中学生容易产生几点困惑:
1. 乙酸作为一种有机酸能够电离出氢离子,也就是说羧酸的羟基中,氧和氢之间的化学键是相对较弱的,而乙醇在水中几乎不能电离,说明乙醇和醋酸相比其羟基中氢和氧之间的化学键是相对牢固的,为什么酯化反应中乙酸断裂的是碳氧键而醇断裂的是氢氧键?
基于绿色化学理念下的无机化学实验
随着一个化学教育的新课题、一门新兴学科——绿色化学的倡导,无机化学实验是化学专业的启蒙实验课,如果可以与绿色化学思想融会贯通,达到无机化学实验绿色化,对提升学生的环保危机与使命感,建立绿色化学的观念,有及其重要的意义。同时,还可以培养学生的科学环境与资源观念。该文参照绿色化学原则,化学药品使用时参照5r规则(reject、reduce、recycle、reuse、regenerate),依次为:远离危险品、降量使用、循环使用、反复使用和再生,对怎样贯彻其无机化学实验的绿色化做了分析讨论。
一、寻找替代品
按照绿色化学的思想,在源头上防止污染源,按照实验目的,在可以实现相同教学成效的要求下,找寻替代品,最好用低毒、无毒化学试剂替换有毒的化学试剂。
举个简单的例子,多相离子平衡的实验,是遵循溶度积思想,平衡移动原理实现沉淀生成、沉淀溶解、沉淀转化、分步沉淀。遵循实验基理与绿色化学的思想,再次选择沉淀离子、沉淀剂,且对以往实验及改进后本文由论文联盟收集整理的实验,展开比较分析,
最终的实验结果表明:其改进后的实验结果很好,且现象也显著,可以实现实验的目的,且降低了有毒的物质的使用、排放,致使无机化学实验初步实现绿色化。
二、推行微型实验
微型化学实验是指微小型的实验仪器里,在实验条件允许的前提下,用比较少的试剂来做的实验,改进实验装置,致使接近微型化,它是绿色化学常用实验手段。它作为在绿色化学指引下,用防止化学污染的新思想、方法、技术,对传统的实验改进、发展的必然的趋势,是化学实验的方法的伟大革新。如:无机化学实验里的性质实验,其以往的做法是在试管里完成,其试剂用量为1ml-2ml。为此采用点滴板的做法,其试剂用量降低为几滴,一样实现实验的效果,大大降低化学药品造成环境污染,将这类实验实现绿色化。