时间:2023-02-06 04:36:36
序论:在您撰写有机化学基础时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:化学课程标准;有机实验;教材比较
文章编号:1008-0546(2013)08-0054-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.08.020
自2003年《普通高中化学课程标准》颁布以来,已有三套高中化学课程标准实验教材问世,分别由人民教育出版社、山东科学技术出版社、江苏教育出版社正式出版(简称人教版、鲁科版、苏教版)并投入教学实验阶段。如何深入解读教材,吸收各版教材的优势,并充分利用这个重要的课程资源,进而构建有学校特色的校本课程是新课程实施中的重要问题。下面以人教版和苏教版《有机化学基础》中的有机实验为例,对两个版本的教材进行对比。
一、化学课程标准对有机实验的要求
1. 《高中化学课程标准》中课程目标对《有机化学基础》的要求
分析化学课程目标对有机化学的要求,可以看出以下特点:(1)重视选材的生活化和社会性。有机物是人类赖以生存的重要物质基础,广泛存在于现代生活中的各个角落以及生产、研究的各个领域,因此有机化学知识与实际结合非常紧密。(2)强调实验的探究性和学习的方法性。本模块主要是通过各种探究活动让学生研究有机物的组成、结构、性质和应用,从而认识研究有机化学的一般方法,并增进学生对实验在科学探究中重要性的认识,发展他们的实验技能。(3)增强知识的人文性。本模块旨在增强学生学习有机化学的兴趣,帮助他们认识有机化学对提高人类生存质量、促进社会发展和科学进步等发挥的重大作用,进而提高学生的科学素养。
2. 《高中化学课程标准》中“内容标准”和“活动与探究建议”对有机实验的要求
3. 《高中化学课程标准》中有机实验的特点
课程标准在“内容标准”和“活动与探究建议”中的有机实验主要体现了以下特点:(1)重视实验在有机化学教学中的作用,在全部的24项“活动与探究建议”中,有14项涉及实验,占58.3%;(2)重视实验的探究性;(3)强调学生在实验过程中的情感体验,强调人文性;(4)强化有机化学的学习方法;(5)体现了实验的社会化、生活化。
二、两套教材有机实验的设计思路与特点分析
1. 两版教材有机实验的总体编排思路
两版教材都是从有机化学本身的内在知识逻辑体系进行编排,综合考虑了必修所构建形成的基础、有机化合物类型和官能团的必然联系,以及学生学习发展性的需要。因此,在实验内容的选取上,大多选择了有利于学生发展需要,能体现有机学习的重要方法,能反映有机物重要性质的实验,两版教材中有18个实验是共同出现的。
同时两版新教材的实验还都注重了呈现方式的改革,突出以学生的发展为本的学习方式,教材中涌现出了一些新的实验呈现方式,如“实验活动陈述式”(如溴苯的制备)、“实验情景创设式”(如探究苯酚与溴反应为取代反应或加成反应)、“激疑质疑式”(如乙醇中羟基上氢原子的活泼性)、“引导探究式”(如含酚废水的处理方法)等,试图体现实验呈现方式对“信息传递、内容表述、情景创设、诱发思维、行为驱动、情感调节、协同作用、教学引导”等功能的实现。
但两版教材的实验又有各自的编写思路。苏教版一共选取了23组实验,编入“观察与思考”、“活动与探究”两个栏目,实验的呈现有以下特点:一是实验栏目安排考虑学生的认知规律,在教材前部分,实验主要以“观察与思考”呈现,以教师课堂演示为主,到教材后半部分,实验主要以“活动与探究”为主,较好地体现了学科性与学生主体性的要求;二是活动与探究较多,在教材安排的23个实验中,有15个是“活动与探究”。
人教版的实验安排呈现两大特点:一是验证性实验比例较大,涉及的26个实验有14个是验证性实验。实验内容的选择基本是按照课程标准的要求,在主要有机物的性质上设计和安排实验,内容组织简洁,知识叙述简单明了,有利于学生抓住知识重点;二是实验探究“探究味”很足。人教版中安排的7个科学探究中有5个是只提供探究课题的独立式的科学探究,即只提供探究的问题,不给出探究思路、步骤、方法等,属于较高水平要求的科学探究。
2. 两版教材有机实验的编写特点
(1)突出科学探究
新课程标准明确要求“提高学生的科学探究能力”,因此,结合有机实验进行探究活动是高中化学课程实施的重要问题。两版新教材均增加了一定数量的探究实验和讨论设计实验课题,苏教版有15个“活动与探究”,占实验总数的65%;人教版有7个“科学探究”、4个“实践活动”,占实验总数的44%。
(2)紧密联系实际
教材的实验选取从以下两方面体现生活性、社会性:(1)选取生活中的物质或现象为实验素材,如两教材增设的“肥皂的制备”、人教版的“乙醇与重铬酸钾溶液反应的实验”。(2)开展家庭实验。如人教版中“利用家中的动植物油及食用碱制取肥皂”、“尿不湿的吸水率测定实验”等实验均适合在家庭实验或研究性学习活动中开展。
(3)注重体现人文性
实验的人文性不仅表现在实验的呈现方式的改变上,还包含了以下两层意思:(1)实验的绿色思想,如苏教版中溴苯的制备实验采取全封闭实验装置。(2)教材中的探究实验鼓励学生提出问题,学会探究,改变学生的学习方式;新教材所选实验提倡学生进行合作学习、体现小组意识,倡导学生主体参与,激发创新欲望,这些都体现了教材人文关怀。
三、两版教材有机实验设计的不同点对比及对教材编写的建议
1. 实验栏目的设置应切实体现教学功能
教师提供实验课题和实验思路,学生探究有机物的性质;教师提出实验课题,学生设计探究方案,提出可能的推测。
从栏目设置和教学功能看出:人教版三个栏目的设置阶梯较为明显,将教学落实在了两头,一方面培养学生的基本实验技能,一方面培养学生的科学探究能力,与苏教版相比,实验设计的层次比较清晰,教材设计和编写意图也更容易被教师理解并落实,但是,“科学探究”、“实践活动”与“实验”三个栏目是否能并列值得商榷。
2. 实验设计应更多体现探究性
两版本教材中探究实验均较多,但是实验问题的开放性两版教材的处理有较大不同。苏教版的15个“活动与探究”中真正独立式的科学探究实验数量较少,很多探究实验有问题、实验具体的步骤、实验问题的思考,因此实际上还是验证性实验。人教版的“科学探究”和“实践活动”开放性程度很大,更有利于学生自主地进行科学探究。因此,建议苏教版适当在部分实验中增加问题的开放性,提供更多的独立研究课题供学生进行实验探究。
另外苏教版中有些单元实验安排太密集,给实际教学带来一定的困难。例如“酚的性质和应用”涉及到的“活动与探究”有4组实验,实施中会造成为了教学进度,实验开设不足,或者实验的探究程度不够的情况。因此建议借鉴人教版的“实践活动”栏目编排,将有些实验改成课外实验。
第三,对照课标要求,在一些非重点的内容上安排探究实验是否必要值得商榷。例如人教版的“设计实验探究果糖是否具有还原性”,建议删除;苏教版的“苯酚与溴水反应并证明其反应类型”,建议改研究性学习。
3. 实验的分布应更具合理性
人教版在5个章节都安排了实验,实验安排的频次和结构较为合理,而苏教版5个专题仅有3个专题有实验,并且实验在第4专题过于集中。因此苏教版有必要对实验的整体安排格局做一定的调整,适当地减少专题4的实验内容,在专题1、2中适当穿插1~2个实验,避免在专题1、2的教学中过于理论化和抽象化,而在专题4的教学中实验过于集中,导致对实验的探究性的讨论程度降低,弱化了实验的探究价值。
4. 实验设计应进一步加强与课程标准的契合度
两版教材未全开设的实验中,大部分符合课标要求,但也有些实验已经超出了课标要求,如人教版“设计实验探究果糖是否具有还原性”,苏教版“苯酚与溴水反应并证明其反应类型”、“铜氨纤维的制备”、“蛋白质的检验(双缩脲、茚三酮)”,因此建议对这些实验重新处理,或者改为课外实验(如探究果糖是否具有还原性、苯酚与溴水反应并证明其反应类型、铜氨纤维的制备),抑或删除(如蛋白质用双缩脲、茚三酮的检验)。
课标的活动与探究建议中还有三个实验在两个版本教材中均未出现:比较“甲烷、乙烯、乙炔、苯的化学性质”、“区别聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯”、“聚苯乙烯的热降解”。笔者认为这三个实验有开设的必要,因此建议教材在修订时将这些课标中建议的实验活动增加进去。
5. 实验方案的设计要增加可行性和凸显绿色化
实践中有一些教材提供的实验方案在操作中出现了一些问题。以苏教版为例:“苯的溴化反应”实验装置全封闭,突出了实验绿色化的优点,但没有兼顾简约。“苯的硝化反应”涉及的硝基苯会对人体造成很大伤害,而教材设计的实验装置采用开放式,不符合绿色化学的理念。“火棉性质探究实验”虽然实验现象非常明显,但实验存在一定的危险性。“乙烯制备实验”用石棉绒做催化剂,从原理上看尽善尽美,但实验的成功率很低。诸如此类的问题还都需要在实践的基础上进一步修改完善实验方案。
四、对教学的建议
1. 加强课标和教材的研读,整合各版教材和实验资源
教师应认真研读课程标准,树立以课标作为教学、评价依据的理念,同时教师应认真研究不同版的教材的有机实验的特点,整合各版教材实验设计上的优势,实现实验方案的优化,弥补化学教科书的不足。同时教师应树立全新的课程资源观,开发和利用多种实验课程资源,有效地拓展和完善实验教学内容。例如,可以充分运用DIS数字实验系统进行有机实验的教学。同时通过教学实践教师要能指出教材中个别实验存在的一些问题,并能提出可行的改进措施,加以改进。
2. 进行学校课程的整体设计,将研究性学习与课堂实验相结合
3. 转变实验教学理念,切实落实实验探究
新课程标准的“教学建议”中明确指出:“教师应引导学生通过实验……等多种方式,……增进对科学探究的理解,发展科学探究能力”,皮亚杰也认为“如果只是让学生看演示实验,那么学生永远学不会实验,学不会探究”。有机化学基础很多是陈述性知识,因此在教学别容易将富含探究要素的变化,演变为验证性实验。教学实践中,要抓住实验探究这个主要形式,精心策划独立式的科学探究,要引导学生选择适当的研究方法,制定切实可行的探究计划。
参考文献
[1] 王祖浩,王磊. 普通高中化学课程标准(实验)解读[M]. 武汉:湖北教育出版社,2004
[2] 王祖浩. 为不同能力倾向学生科学素养的发展奠定基础[J]. 中学化学教学参考,2008,(11):5
[3] 宋心琦. 普通高中课程标准教科书化学(有机化学基础)[M]. 北京:人民教育出版社,2004
[4] 王祖浩. 普通高中课程标准教科书化学(有机化学基础)[M]. 南京:江苏教育出版社,2004
关键词:高中化学;课堂教学;语言科学化
根据课程标准和学时要求,高一化学必修2第三章的有机化学中的内容,没有完全考虑有机化学本身的内在逻辑体系,主要是选取典型代表物,介绍其基本的结构、主要性质以及在生产、生活中的应用,较少涉及有机物的概念和它们的性质。而选修5有机化学基础建立在化学必修2中“重要的有机化合物”的基础上,目的就是引导学生比较系统、深入地学习有机化学基础知识。所以我们必须理清两者的关系,调整与整合授课内容。
一、用官能团作为桥梁,用典型有机物作载体整合课本内容教学
1.烃的性质
我们还是先学习最熟悉的甲烷,从甲烷的性质入手,过渡到烷烃的性质,烷烃的命名,同系物,同分异构现象;再从乙烯开始,到乙炔,归纳出饱和烃和不饱和烃的性质。再过渡到苯的性质,苯的同系物命名,芳香烃的性质。因为苯的性质比较特殊,它的化学键是介于单键与双键之间的一种独特的键。所以它既有饱和烃的性质也有不饱和烃的性质。学生学完了烷烃与烯烃后再学苯的性质就相对容易掌握。
2.醇、酚、醛、羧酸、酯、卤代烃的性质
醇、酚、醛、羧酸、酯、卤代烃的性质主要是官能团的性质,也可以说是烃的一些衍生物的性质,学生刚学完烃的性质,现在再接着学习这些烃的衍生物,从结构上不会太陌生,教学内容上起到一个很好的过渡作用,学生自然就比较容易理解与掌握。
醇的性质以学生熟识的典型的乙醇(酒)入手,从乙醇的7个特殊性质引申到醇的同系物的性质也就是羟基链在链烃基上的性质,自然就过渡到羟基链在苯环上酚的性质。
按照醇的氧化得到醛,醛的氧化得到酸,酸与醇的反应得到酯,这一线索就把醇、酚、醛、羧酸、酯的知识连成了一条线。但要注意的是学到这里时,不要把油脂一并学习,让它放到选修5的第四章“生命中的基础有机化学物质”时与糖类,蛋白质三个一同学习,这样既能分散难点,又能让知识更有系统性。
在我们的实践过程中,有些教师也提出为什么不把卤代烃放在烃的性质后面马上学习呢?烃与卤代烃不是很自然过渡吗?课本选修5第二章的标题也是烃和卤代烃,它们两者都是放在一起学习的。后来我们在科组活动上也提出了这个问题,最后大家还是认为不把卤代烃放在烃的性质后面马上学习的好。卤代烃的性质最重要的是取代反应(水解反应)和消去反应,卤代烃取代反应在氢氧化钠的水溶液条件下得到了醇,消去反应在氢氧化钠醇溶液条件下得到烯烃,这些反应的条件很容易让学生混淆,如果接着下来又学习醇、酚、醛、羧酸、酯的话,让学生感觉到有机化学太难,无规律,不容易掌握,从而降低了学习有机化学的兴趣。卤代烃取代反应得到醇,消去反应得到烯烃,这与前面学习的醇、烯烃起到一个首尾呼应的作用,我们在构建知识网络时就不是一条线而是一个圆,一张网。在以后的实践中也证实了我们这样对教材的处理是恰当的。
二、添砖加瓦,查漏补缺,使有机化学的知识体系更完善
学完烃的性质与烃的衍生物的性质后,官能团的“功能”模块知识就基本学完了,我们还必须把化学必修2第三章的有机化学与选修5有机化学基础的一些枝节与遗漏的内容整合完毕。
1.命中的营养物质
化学必修2第三章的第四节基本营养物质与选修5第四章生命中的基础有机化学物质,整合在一起学习,因为它们主要是生命中的营养物质:油脂、糖类、蛋白质、氨基酸等的知识,与前面学习的酯与羧酸有一定的联系。
2.机物的结构特点
选修5有机化学基础第一章认识有机化合物的第一节有机化合物的分类,第二节有机物的结构特点,我们就当成是前面学习的一个归纳与总结,不当做是一个新的内容来授课。
3.研究有机化合物的一般步骤和方法
选修5有机化学基础第一章第四节的研究有机化合物的一般步骤和方法,主要是介绍有机物的一般研究步骤和方法,内容繁多,涉及的其他知识较广、较新,学生比较难掌握,但在高考中的出现率不高,不宜拓展加深。
4.有机合成
我们把选修5有机化学基础第三章第四节有机合成与选修5第五章进入合成有机高分子化合物的时代整合学习,这两个部分分别对简单的有机物合成和复杂的高分子化合物的合成方法作了详细的介绍。这两个部分其实是对有机化合物各种性质的综合运用,也是对学生熟悉各种官能团性质程度的大检阅。它能对全部所学的有机化学知识进行考查,所以高考中有机合成被放在化学科目的大题第一题,占有非常重要的地位。
必修模块是选修模块的基础,选修模块是在必修模块基础上的拓展与深化。我们选择灵活机动的授课方式,大胆尝试,大胆实践,尽一切可能让学生学得流畅、明白,最大限度地使两部分的有机化学整合得更加完整、统一、严谨。同时,我们也会不断地学习、思考与总结,不断提高自身的思想素质和业务水平,使高中有机化学教学的目标和要求落到实处;深刻领会化学课程改革的意图,确保高中有机化学教学的顺利实施。
参考文献:
关键词: 基础有机化学实验 绿色化学 实验室安全教育
基础有机化学实验是一门实验性很强的基础学科,对创新型人才的培养起到了非常重要的作用。安徽师范大学化学与材料科学学院十分重视化学实验教学改革,不断优化化学实验内容,调整教学方法,努力探索在实验过程中提高学生的动手技能和创新能力,把对学生能力的培养贯穿于实验教学的每一个环节。基础有机化学实验教学改革正逐步走向完善。
一、目前安徽师范大学基础有机化学实验教学状况
1.强化学生课前预习,不打无准备之仗。
实验前预习是做好化学实验的前提条件之一,实验前预习包括认真阅读实验教材、掌握实验原理、掌握实验操作步骤、了解所用到的实验仪器使用方法及相关药品的物理和化学性质,掌握化学实验成败的关键点。并且写出预习报告,课前接受教师的检查和提问。预习报告内容包括:实验目的、实验原理、主要试剂和仪器、反应装置图等。通过实验前预习,学生在做实验前能深刻理解掌握实验原理和步骤,避免在实验中出现“按方抓药”的现象,从而保证实验效果[1]。
2.精选实验内容,节省实验时间,取得良好的教学效果。
通过安徽师范大学几代教育工作者共同努力,通过实验教学实践,基础有机化学实验课内容已经初步形成,具体见表1。原来有机物合成实验比较多,比如苯甲酸的制备,肉桂醛的提取和鉴定等,现行实验已经做了更改。作为基础有机化学实验,我们增加了基本操作性实验,减少了有机合成实验。所谓万丈高楼平地起,作为省属重点师范大学,我们很重视基础知识的掌握和基本操作的练习,这为学生以后的综合有机化学实验的学习和将来的科学研究和创新奠定了良好基础。
表1 基础有机化学实验课程安排表[6]
3.优化教学方法,培养学生创新思维能力。
首先,运用多媒体进行教学以适应社会发展的需要。将多媒体运用到教学中展现出了较以往黑版式书写教学更多的优点,尤其对实验教学更加体现出良好的效果。它能将文字转变为图形,生动地体现实验操作过程,使学生能及时注意到实验操作中容易出现的纰漏点,降低学生在具体实验操作过程中出现错误的几率,增强实验效果。其次,加强了对学生实验过程的指导,指导教师一直坚守在实验室,及时和学生进行交流,为学生解答实验中所遇到的疑惑。在实验即将结束时,对学生的实验结果进行检查,对于产率低、产品纯度差等由操作失误引起的问题进行分析,让学生彻底领悟实验要点和掌握实验技能,这是实验教学改革的目的,同时让学生自己找出其他可行性实验方案,并进行对比,找出优缺点。此举极大地了开发了学生的创新能力。
4.完善了实验教学考核体系。
我们改变了以往只通过实验考试和实验报告考察(各占50%)的考核体系,现在的考核模式在以往基础上,更加侧重于平时的实验技能的考察:包括学生的实验预备情况、实验过程中操作能力、实验结果的分析和实验结束后学生整理台面、处理污染物的方法和能力。新的考核体系实验考试占30%,实验预习占30%,平时实验室实际操作能力占40%。此举不仅避免了单一的考核体系对学生实验成绩考核的误差,而且使学生实验更加规范化,避免了学生平时实验课出现不认真的现象。[2]
二、基础有机化学实验教学改革的探索
1.绿色化学改革。
绿色化学已成为当今社会化学研究的前沿区域,全球化学污染比较严重,严重影响居民生活和生命安全。[3—4]随着工业生产批量化,人类对环保要求越来越高。要有效地控制污染,必须从源头上加以遏制。虽然每次化学实验排放污染物的量很少,但是多批次的学生实验会使排放的污染物的累积量惊人。控制好化学实验室污染物的排放对于环境保护有重大意义。以下对有效控制实验室污染物的排放进行分析:
(1)减少实验反应物物质的量并将有机物循环利用。
要控制污染物的排放,必须从源头着手。在化学实验中,有效减少反应物物质的量势在必行。对于有机物合成实验,必须改变原来将大量药品用于实验的模式,代之以微量进行实验。将有机物循环利用也是减少化学污染排放的良好措施,表一中实验(3)和实验(8)的药品可以循环利用,在对乙酰苯胺进行制备后,保存多余的乙酰苯胺,待下一年度有机物重结晶进行再次利用。加强有机物的循环利用既能节省药品,又能保护环境。
(2)尽量使用易处理、无毒性药品代替管制、毒性比较大的药品。
目前,国家对药品进行控制和管理。尤其是对剧毒、易制毒、易燃易爆性药品限制性出售,一般市面上这类药品已经销声匿迹,需要采购的单位必须经过公安部门的审批。使用易处理、无毒性药品已是大势所趋。使用危害小的化学试剂,提高了实验教学安全性,且有利于社会治安。在实验(4)中,我们可以选择乙酸乙酯代替乙醚萃取冰醋酸和水的混合液中的醋酸。乙醚属于易制毒药品,并且具有麻醉性,用乙酸乙酯代替乙醚,既能达到萃取醋酸的目的,又易于购买,对环境污染小。
(3)对反应产生的污染物进行后续处理,严禁向下水道倾倒。
有机化学实验很难避免化学反应产生的污染物,尤其是有机合成实验,为防止这类化学污染物危害生活环境,对反应产生的污染物进行后续处理已经迫在眉睫。化学污染物的处理有两种方式,一是实验室人员对污染物进行处理,二是采购污染物处理设备。针对基础有机化学实验,污染物主要来源于实验(8)和实验(9),一般采取方式一进行解决。乙酸乙酯的合成实验中,可以在合成装置后面接上尾气吸收装置。这样既能使废气得到处理,又能增强学生的环保意识。在乙酰苯胺熔点测定实验中,实验结束后,我们可以将装有乙酰苯胺的熔点管收集起来,放置于空气中自然冷却,经过研碎、溶解、过滤,重新收集乙酰苯胺。少量的废弃物排放对环境污染小,但是周而复始的有机化学实验教学会使这种污染物积少成多,为防止污染,我们不得不引起足够重视。
2.适当增加应用型实验和开放性实验。
为了提高学生对基础有机化学实验的学习兴趣,缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距,增强学生社会竞争力,可在实验教学内容上增加应用型实验和开放性实验。阿司匹林学名乙酰水杨酸,具有解热止痛和治疗感冒的作用。增加阿司匹林的合成实验,不仅巩固了重结晶提纯法操作,而且对于应用型人才培养起到了举足轻重的作用。设置开放性实验必须根据学校实验室自身条件和学生总体素质水平展开。开放性实验项目可包括现代有机分析仪器的操作实验、与科研相结合的开放性实验、[5]与校企合作项目相结合的开放性实验。开放性实验让学生接触到平常很少或者几乎没见过的大型仪器,极大地提高了学习积极性,很快参与到全开放实验教学的全过程中。开放性实验教学为学生提供了一个展示自我能力的机会和平台,与我校的人才培养目标紧密结合。过去的实验教学目的是培养学生的基本操作技能,验证理论的正确性,培养学生实事求是的科学素养,这固然重要,但忽略了学生的主动性和创新性。通过增加应用型实验和开放性实验,能拓宽学生视野,增强学生科研创新能力,激起学生的求知欲,同时为学生学习后续专业课程打下坚实基础。
3.开设化学实验室安全教育课,增强师生安全意识。
随着我国高等教育的不断发展,化学实验室教科研活动日趋平凡,各种实验室安全问题日益凸显,强化实验室安全管理,建设教科研不断运行及不断创新的实验室是高校师生不可忽视的一项重要工作。长期以来,化学实验室安全教育一直以来没有得到足够重视,一般只是在学生上实验课之前由授课老师简单提一下,并没有做系统、全面的讲解。学生掌握的只是支离破碎的安全教育相关知识。在此境况下,开设化学实验室安全教育课已不可或缺。化学实验室安全教育课内容包括:①化学实验室规则和注意事项;②各种常见的强酸、强碱、易燃、易爆、易制毒、剧毒药品的使用方法和预防;③常见灭火器分类和使用方法;④实验室废液的处理;⑤外伤、化学腐蚀的预防和处理;⑥安全用电。[6]对学生实施系统性、全面性实验室安全教育,不仅能大大提高实验室的利用率,减少人为灾害带来的损失,而且能强化学实验教学效果。
三、结语
我们在现有化学实验教学框架下进行了改革,优化了实验教学体系,学生的综合素质得到了提高。他们基础扎实、动手能力强,并且具有一定的开拓创新能力,得到了社会各界一致好评。在进行有机化学实验改革的同时,还要着力促进教师团结合作,提高教师业务水平。基础有机化学实验改革还需继续探索,为培养出与现实接轨、社会满意的新型人才作出贡献。
参考文献:
[1]杨宇婴,王月欣,高静.基础有机化学实验教学改革的探索和实践[J].广东化工,2011,38(10):165.
[2]汪婕.有机化学实验教学改革探索——以安庆师范学院为例[J].考试周刊,2010(13):10-11.
[3]王敏,蒋炳英等.有机化学实验微型法教学改革的探索[J].实验室科学,2012,15(3):12-14.
[4]宋明芝等.有机化学实验绿色化教学改革与实践[J].广东化工,2012,39(2):227-228.
[5]陈震,江栋等.有机化学实验教学改革的探索[J].中国现代教育装备,2011(21):84-86.
《有机化学基础》模块重点介绍了常见有机物的结构、性质、转化、合成等知识。由于有机物种类繁多、结构复杂、性质独特,学习时有一定难度,所以复习时寻找正确的切入点以及合适的方法就显得非常重要。结合自身多年教学实践,下面谈几点怎样有效复习有机化学:
一、抓住基础,注重概念
有机化学基础内容包括:烷烃、烯烃、炔烃、苯及同系物、卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯、油脂、糖、氨基酸、蛋白质及合成高分子,认识它们的概念、组成、分类命名、代表物的表达式、结构、性质,明确结构决定性质,并能由性质、结合质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图的作用,推测其结构,能辨别同系物和同分异构体,达到纵览全局的境界。
如复习醛时,应明确醛是烃基(氢原子)与醛基相连的有机物,可分脂肪醛、芳香醛、一元醛、二元醛等,饱和一元醛通式CnH2nO,代表物乙醛:
1.分子组成与结构: ,分子式:C2H4O,电子式: 。
结构简式:CH3CHO,及球棍模型、填充模型等。
2.物理性质:无色具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点20.8℃,易挥发,能与水、乙醇、乙醚等互溶。
3.化学性质:①氧化反应,与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液反应,与O2发生催化氧化,能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。②加成反应,与H2发生催化加成得醇(即还原反应)。注意醛基不能与金属反应,也不与酸、碱发生中和反应,其他代表物还有甲醛、苯甲醛,重点是典型性质、反应条件、反应类型,这样对醛类有一个完整的复习。
二、抓住官能团,掌握规律
官能团决定了有机物的特征性质,是学好有机化学的金钥匙,是物质分类的重要依据之一。物质具有的性质就是官能团具有的性质,某物质含多种官能团,其性质也是所含官能团性质的叠加(注意官能团相互影响),同时决定了有机物之间的转化关系,在复习时抓住烯烃一大片,卤代烃、醇、醛、羧酸、酯一条线的转化关系:
其中卤代烃是烃和烃衍生物相互转化的桥梁,伯醇连续两次氧化成羧酸,明确它们转化时的反应类型,对应条件,熟练掌握转化规律,是有机合成推断及设计的关键。
三、善于对比,增强联系
虽然有机物种类繁多,性质复杂,只要善于对比,寻找异同,就能强化知识,加强记忆,增强联系,如从有机物性质上对比:
1.能使溴水退色的有机物通常含有碳碳双键、碳碳叁键、醛基。
2.能使酸性高锰酸钾溶液退色的有机物通常含有碳碳双键、碳碳叁键、醛基及苯同系物。
3.能发生加成反应的有机物通常会有碳碳双键、碳碳叁键、醛基、酮羰基及苯环。
4.能发生银镜反应或能与新制氢氧化铜悬浊液反应的有机物含有醛基。
5.能与钠反应放氢气的有机物含有羟基或羧基。
6.能与碳酸钠、碳酸氢钠反应放出二氧化碳或使石蕊试液变红的有机物中必含有羧基。
7.能发生消去反应的有机物为醇(浓硫酸加热)、卤代烃(氢氧化钠醇溶液加热),官能团的β-C上含有H。
8.能发生水解反应的有机物为卤代烃(氢氧化钠溶液加热)、酯(稀硫酸或氢氧化钠溶液,加热)、糖(单糖除外,稀硫酸加热或酶催化)、蛋白质(酶催化)。
9.遇氯化铁溶液显紫色的有机物必含酚羟基。
10.能连续氧化的醇具有―CH2OH的结构。
又如从反应物量上对比,从物质空间结构上对比等既能巩固物质性质,又加强了相互联系,从而能0多角度灵活掌握物质性质。
四、学以致用,寻找题眼,设计、推断有机合成问题,培养学生的综合能力
有机合成设计及推断题容量大,关系复杂,综合考查学生的运用知识及解决问题的能力,是高考化学选考的重点、热点,关键是审清题干信息,题设问题,寻找题眼,根据性质、不饱和度,推测物质结构,观察碳骨架构建及官能团的转化,运用正推法、逆推法或正逆结合法,分析反应类型,理顺物质转化的来龙去脉,全面解决题设问题,对同分异构体的判断要明确限制性条件,结合物质性质、等效氢的要求及同分异构体的对应关系,全面书写同分异构体,这样既综合运用知识,又培养学生综合解决问题的能力。
一、研究课程标准、教材,整体把握模块间联系
结合课程标准和省新课程研修专家的视频讲座精神通读化学将要选修的《有机化学基础》模块教材的内容,进一步了解教材结构、栏目的设置、课标在教材的具体体现形式、选修模块与必修模块《化学2》之间的联系,使自己在选修模块的教学中能够承前启后、得心应手地利用好教材、驾驭好课堂,这就需要在备课时,要“眼观六路”,“耳听八方”,只有这样才能优化我们的教学,跳出教材,驾驭教材,进一步落实新课标精神。
二、准确领悟新课程理念,精确把握内容深广度
在如何把握好教学内容的深广度方面,我的感受是正确领悟新课程的理念,严格按课标要求,不越位,不拔高。在实施具体的教学时把教学侧重点从对知识点的深挖、迁移和拓展层面,转移到通过化学基本知识的学习使学生体验科学研究的过程,激发学生学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变,在实践中培养学生的创新精神和实践能力。
三、充分利用好教材中的“活动与探究”栏目
课程标准倡导探究式学习方式,教材中设置了不少的“活动与探究”栏目,这些栏目的设置无疑在最大程度上帮助教师准备了一个进行探究性教学的最佳切入点,而且这些“活动与探究”大多都与仪器的使用、操作、实验的设计等结合在一起。因此,结合实际扎实地搞好这些“活动与探究”栏目的教学,是非常有利于增进学生在科学探究中对实验技能和实验探究能力的培养。
四、重视教材中具有探究价值的知识点的挖掘,并注意帮助学生形成系统的知识体系
例如:在学习卤代烃的性质时,通过实验研究溴乙烷在NaOH水溶液中的水解反应。在实验开始之前,给学生提了这样一个问题:“假如不加别的试剂,你能从实验现象上判断溴乙烷在加热条件下在NaOH水溶液中发生了化学反应吗?为什么?”要回答这一问题,则须引导学生从刚学完的卤代烃的物理性质(不溶于水,在碱液中有分层现象)以及在预习了卤代烃水解反应方程式(产物皆溶于水,不再分层)的基础上去探究这个问题。这样无疑给学生多了一个机会,或者说多了一个角度去思考卤代烃的水解反应。
五、重视直观教学,训练空间思维能力
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)07B-0017-03
高中《有机化学基础》内容繁多,知识点零散,部分学生觉得所学知识就像一盘散沙,难记、难学。另外,该选修教材中部分内容涉及大学知识,如杂化轨道知识、手性分子等,空间想象力稍差的学生学习起来感到吃力。在大学阶段,很多学生刚开始学习有机化学时觉得很难适应,大多数大学教师也并不了解学生原有的知识水平以及高中有机化学知识的深度和广度,主要根据以往的教学经验进行教学,导致教与学的脱节。基于以上原因,本文将高中《有机化学基础》(人教版,2007)与大学《有机化学》(曾琼主编.高等教育出版社.2009)的知识点进行归纳、比较,以供中学、大学教师和教学管理者参考。
一、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识点对比
由上表可见,大学与高中知识点的衔接和延伸主要表现为以下几个方面:
(1)对有机化合物的分类和命名,大学要求更高。如第一章有机物的分类中,大学增加了杂化化合物、硝基化合物、胺、偶氮化合物、重氮化合物、硫醇、硫酚、磺酸;第三章对醇的学习,大学增加了醇的命名等。
(2)对有机物化学性质的学习,大学要求更细。如第二章烷烃的化性(氧化、热裂、卤代)、炔烃的化性(亲电加成、水化、氧化、炔化物的生成及还原),第三章醇的性质(与活泼金属反应,亲核取代,与卤化磷、硫酸、硝酸、磷酸等反应,脱水,氧化,催化脱氢),第四章氨基酸的性质(两性,等电点,氨基酰基化、烷基化,羧基反应,与茚三酮反应)等。
(3)大学对有机物结构特点的学习更复杂,如第一章对碳原子成键特点的学习,大学结合轨道重叠图例、轨道波函数、氢分子轨道能级图更详细地介绍共价键的成键特点、饱和性和方向性,甲烷的SP3杂化等。
二、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识衔接的特点
从以上分析得知,高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识衔接点较多,其衔接方式主要有以下几种:
1.沉没式。在高中教材简单介绍而大学教材未涉及的知识的衔接方式可称为沉没式。《有机化学基础》的内容编写注重与实际生活的联系,在资料卡片、科学视野、科学史话等板块会补充一些生活中与化学相关的内容,这不仅增加了教材的趣味性,也使教材更有广度。如在科学史话中介绍碳价四面体学说的创建过程,在实践活动中介绍用粉笔分离菠菜叶中的色素的方法,介绍“西气东输”工程的重要性等。这些内容考试不作要求,学生浅尝即可,却能拓宽知识面。
2.接近式。高中有些知识点在理论解释上已接近大学水平,但在练习上大学要求更高,这些知识的衔接方式称为接近式。《有机化学基础》作为选修教材,是对必修教材内容的补充和深化,如烷烃、烯烃、炔烃的命名,甲烷的正四面体结构,碳原子的SP3、SP2、SP杂化等,其难度已接近大学程度,将这些内容提前放在高中学习,让学生更早了解,为大学阶段的学习打下基础。
3.生长式。在高中的基础上进一步扩大知识点的外延,增加其内涵,使学生更全面地认识事物各方面的属性,或进一步抽象出更为本质的属性,这种知识衔接方式称为生长式。如在高中通过碳原子的成键特点来介绍共价键的形成,而在大学则是结合轨道重叠图例、轨道波函数、氢分子轨道能级图更详细地介绍共价键的成键特点、饱和性和方向性;在苯的同系物命名时,高中简单介绍二甲苯的“邻”“间”“对”的习惯命名和系统命名,大学则拓展到三甲苯的“连”“偏”“均”的习惯命名和系统命名。这样可以使学生由分散学习上升到系统地理解所学知识的实质,以便在各种情境下都能够灵活运用。
4.跳跃式。在大学《有机化学》教学中,有些内容是高中未曾涉及的,这些知识的衔接方式称为跳跃式。如有机物的构象、构型,烷烃卤代反应和烯烃反应的历程及其规则,红外光谱、核磁共振氢谱及质谱的解析等。这些内容使学生学得更深、更广、更扎实。
三、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》衔接教学的对策
1.联系实际,激活沉没式知识。沉没式知识在高中教材中所占比例少,涉及的内容只作补充性材料,对后续学习并无深远影响,因此这部分知识在教学过程中要求很低。而大学教材缺少与生活紧密联系的内容,学习起来稍显枯燥,在教学过程中我们可以联系学生的生活实际,适当补充一些趣味性知识,激活高中所学知识,以利于学生理解记忆。
2.练习巩固,强化接近式知识。接近式知识在高中教材已作详细介绍,但涉及的练习难度不大。在大学阶段,对于接近式知识的教学,教师可采用提出问题让学生自行复习、创设情境引导学生回忆等方法,并逐渐加大练习的难度,强化所学知识,加深理解。如学习烯烃命名时,可先让学生回忆烯烃的命名方法,完成一些简单的烯烃的命名,然后着重学烯烃的命名,使学生的知识在原有基础上得到进一步发展。
3.注重本质,整合生长式知识。生长式知识在高中阶段已有一定的介绍,但受到认知能力和思维特点的限制,高中学生对这些知识还不能全面理解。在大学化学教学中,教师要了解学生已有的知识水平,以学生原有的知识经验为生长点,融入新知识,并通过列举各种不同的实例,从不同侧面进行解释,抽象出这些知识的本质属性,整合所学知识,形成新的知识体系。如学习单烯烃时,学生通过分析单烯烃官能团(双键)的形状及其电子云分布特点,知道烯烃容易给出电子,也就是容易被缺电子(如卤素、路易斯酸)的物质进攻而发生亲电加成反应,反应取向符合马尔科夫尼科夫规则;但有过氧化物存在时,氢溴酸与不对称烯烃起加成反应时,反应取向是反马尔科夫尼科夫规则。通过这样的对比学习,可以更全面地理解烯烃的本质。
4.巧妙拓展,掌控跳跃式知识。跳跃式知识在高中并未涉及,所以这些知识点对学生来说都是新鲜、陌生的。在学生刚开始接触这些知识时,教师要抓住学生的好奇心,全面分析,归纳出该类知识,然后结合生活实例、故事等,逐渐呈现知识点,再利用形象的语言,对知识进行深入的解释,使知识的陌生程度掌控在学生能接受的范围,进而得到拓展和深化。
1.研读《考试说明》,精做高考试题,明确复习策略
《考试说明》是高考命题的依据,高考试题是《考试说明》的具体体现。研读《考试说明》可以明确高考考查的范围及能力层次要求。精做高考题,可以感受高考试题的深广度,了解高考题命题规律。这样在复习中才不会偏离考试范围,减少不必要的时间浪费。
2.处理好几种关系,提高复习效率和针对性
(1)现行教材(有机化学)不同版本之间的关系
目前在山东省的教材有两套:人教版和鲁科版,两个版本的知识体系编排差别不大,但在部分章节的部分知识点上,侧重点还是各自有所差异。但高考命题山东省是统一命题,试题却完全相同。怎么处理这种关系呢?这就需要我们比较两个版本的相关知识求同去异,在复习有的放矢提高复习效率。
(2)处理好有机化学部分和整个高中化学知识之间的内在关系
有机化学知识是整个高中化学知识的一个重要部分,但在必考的内容中只是一个比较小的部分,如若和选做的有机加起来,那就举足轻重了。所以再有机复习过程中,一定要注意加强基础知识的复习,对常见物质的结构、性质要非常熟悉,反应条件,方程配平等细节要注意记清。和其他化学知识一样:代表物质记性质,同类物质看特征,特征一样性质同。不管是有机还是无机复习方法都总是相同的:由个别到整体,由特殊到一般,同类可由此及彼,特殊单独记忆。
(3)处理好必修和选修的关系
有机部分的内容必修中知识点少,难度也小,基础性强,在我们的日常生活中经常接触,学习记忆都很容易,所以复习过程中归纳总结轻松,但对于选修部分的有机,知识点增多,物质类别多,反应的类型也增多,反应的复杂程度也有所加大,这么多的内容要全部记清楚不是一件容易的事情,所以在复习过程中要对教材进行合理处理,让学生明白《考试说明》中的考点,太难的反应《考试说明》中没有要求的可以去掉,而对于《考试说明》中要考的内容,如果自己使用的版本没有介绍到的,在复习过程中,可以做适当的补充。争取在复习中做到:必考的掌握清楚,考到的学生能够自己分析,以“渔”取“鱼”。
3.明确常考知识点,高度重视课本复习
这一模块常考知识点有:①有机反应类型(取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、聚合反应)②官能团的名称③有机物的性质判断④有机物的结构简式⑤重点有机方程式的书写(如醇的催化氧化、醇的消去反应、酯化反应、醛的银镜反应等)⑥同分异构体的书写和种类的判断⑦简单有机物绿色合成路线的设计和评价。
基础决定能力,基础决定成败。近几年高考命题特点都是严格按照《考试说明》的要求,回归基础,回归课本。《考试说明》是高考命题的纲,课本是高考命题的依据,许多试题都能在课本中找到原型或“影子”。无论高考题怎么出,大部分都会落到基础知识的考查上,那些在高考中创造奇迹的的学生,无一例外的都是基础知识牢固、熟练、全面、扎实的学生。所以,在复习中要把主要精力投放到基础知识、基本题型的夯实、熟练上,决不能好高骛远,喜欢偏难怪新,浪费时间、精力、体力。“九层之台,起于垒土”,基础知识既是解决问题的本源,又是能力提高的根基。
4.学会归纳,夯实基础,使知识系统化和条理化,形成立体网状的知识结构
有机化学知识的脉络非常清晰,在复习中要注意让学生学会自己归纳,形成属于自己的知识系统,使有机化学知识系统化和条理化。
(1)夯实基础。
采用多种方法,下功夫记忆基础知识。如对比记忆,各类有机物的结构、官能团和性质,代表物、典型反应进行对比记忆。如整体记忆,利用化学复习资料 总结的“有机物的分类与性质”表格从整体上进行记忆。如分类记忆,如有机反应有四大基本反应类型可以记忆每一类反应的各类物质的典型反应;也可以以反应条件为分类方法记忆典型反应,如浓硫酸加热为条件的反应有醇消去、酯化反应、酯类糖类的水解反应,氢氧化钠水溶液加热为条件的反应为水解反应(酯的碱性水解、卤代烃的水解)、中和反应。各种记忆方法有机结合,灵活运用。
(2)以结构为主线,突出知识的内在联系,将零散知识系统化
《有机化学基础》涉及的有机物多,知识点多,记忆的内容多,但有机化学又有很好的内在联系和规律,如贯穿《有机化学基础》的一条主线是“具有相同官能团的一类有机物的性质相似”,只要我们掌握了这一规律就能“以一知十”。这就要求在复习中注意指导学生自己总结,做到事半功倍。如可以以官能团类别为主线,把物质按“脂肪烃(烷、烯、炔)芳香烃卤代烃醇(酚)醛羧酸酯油脂糖类蛋白质高分子化合物”的顺序,将各类物质的物理性质、代表物的分子式和结构简式、主要化学性质、制取方法、来源和用途进行一次全面彻底的梳理;
打破章节之间的限制,进行模块内综合,在复习中通过分析对比、前后联系、综合归纳,把分散的知识系统化、条理化、网络化。
5.突破信息,加强推断题训练
在有机化学复习中,特别要重视对高考有机化学信息题进行专题研究,学会对题给信息进行吸收处理的能力。
6.培养规范使用化学用语的习惯