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化学有机合成应用精选(五篇)

发布时间:2024-01-07 16:28:25

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇化学有机合成应用,期待它们能激发您的灵感。

化学有机合成应用

篇1

关键词:Diels-Alder反应;有机合成;应用

有机化学是化学科学的一个分支,是一门研究有机化学的科学,它发现的时间不长,但与国民的生活息息相关。高效、高选择性、环境友好的绿色化学,已成为现代有机化学发展的趋势。Diels-Alder反应是有机化学中一个具有里程碑意义的成环反应,这个反应是共轭二烯烃特有的性质,它是合成六元环状化合物的一个重要方法。它通过共轭二烯烃与带有吸电子基团的烯烃作用成环,且产率也很高,也可使杂原子成环。DA反应在合成六元碳环和杂环化合物中以及立体化学领域里有着不可或缺的地位,实现了环烃合成领域的突破,尤其在结构复杂的活性天然产物全合成中应用最广泛。

DA环合反应可在路易斯酸作用下完成,是形成碳碳键的有效手段之一,也是现代有机合成中最常见、应用最广泛的反应类型之一。因为它是没有中间体,只有过渡态的协同反应,它没有离子的参加,故常见的酸或碱对它无任何作用。该反应具有较好的立体专一性和区域选择性。所谓立体专一性是指那些立体结构不同的起始原料,反应后分别得到立体异构不同的产物,这样就能够有计划的控制反应的产物。例如,顺-1,3丁二烯分别与顺型及反型丁烯二酸二甲酯发生双烯合成反应,反应后共轭二烯和亲二烯体的构型仍保留在产物内,即分别得到顺型及反型环己烯-4,5-二甲酸二甲酯。该反应方法合成环状化合物具有操作简单、产率高、原子经济性、材料易得、适用性广等优点,也使得这一合成策略在有机合成中的应用更为重要。

有机合成与推断是高考中有机化学考查的重点题型,本着社会需要科技型和技术型培养人才为原则。从高考的命题趋势上,有机推断题向着培养能力、新信息的方向发展,题材常以新试剂、新药物、新染料及食品添加剂的合成过程为主,从中体验科研的乐趣。特别是有些药物,自然界是不存在的,但是具有特定的性质,为了满足人类的特殊需要,不得不在实验室进行人工合成,这就对学生以后的探究性学习奠定了坚实的基础,而且有利于选择高效、低毒、低污染、零排放、廉价易得的药物,这就涉及所得到的有机物产率问题,都会嵌入试题中。近几年的高考有机化学主要考点有:(1)有多个物质发生多米诺式化学反应,合成具有一定结构的产物。(2)会运用题中所给新信息加以推导和应用。(3)如,将高中教材没有学习过的内容加入,便是信息给予题,把与学过的基础知识综合起来设计为新形式试题,全面提高学生素质,培养学生能力。因此近几年高考不断出现新信息模式嵌入试题中,以下针对DA反应在高中有机合成推断题中的应用进行举例。

根据有机物结构决定性质、性质反应结构的特点,有机物种类繁多,必须要找准关系,按一定的反应顺序和规律引入官能团,不能前后颠倒以免相互干扰影响产率。阅读好所给新信息并能很好运用,用已有基础化学知识解决实际问题及在问题中巩固知识,导出最佳合成路线是做好有机推断及合成题的关键。

参考文献:

[1]曾绍琼.有机化学:上册.3版.北京:高等教育出版社,1993.

[2]邢其毅.基础有机化学:上册.2版.北京:高等教育出版社,1993.

[3]姚焕英.Diels-Alder反应再认识[J].商洛师范专科学校学报,2002,16(2).

[4]张薇.α-乙炔基二硫缩烯酮类化合物与芳香基亚胺合成喹啉化合物的杂Diels-Alder反应[D].东北师范大学,2007.

篇2

[关键词] 有机化学;绿色化学;无毒无害;有机溶剂

中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0229-01

随着社会的不断发展进步,我们的化工企业的数量也在日益增多,随之而来的还有严重的环境污染问题。我们不能否认化工企业的蓬勃发展对我们国家的国防、农业工业以及医学方面的发展都带来了积极的影响,但环境污染变得越来越严重也是有目共睹的。在这种形势下,就迫切要求我们对化工企业的生产发展做出重要改革,我们提出的改革主要是在化工企业的生产过程中应用绿色有机化学合成技术。

一、从含义和原理上对绿色有机化学合成技术做出初步了解

绿色有机化学的名称形式并不是单一的,我们也可以将其称之为无害有机化学、环境友好有机化学或者清洁有机化学。通俗来说,绿色有机化学合成的含义是指在进行化学合成反应的过程中,选用的选择性和转化率较高且无毒无害不对环境造成污染或造成极少污染的反应原料,通过新开发的合成反应过程和方法,将合成反应生成过程中的污染系数降到最低,且消耗最少的能源和资源就能够完成合成反应的具有前进意义的有机化学合成技术。通过应用绿色有机化学合成技术,我们企业生产过程中对环境造成的污染会降到最低程度,甚至有可能消失不见。

绿色化学的提出是为了解决应用传统化学过程中出现的问题,绿色化学是对传统化学思维的创新和升华,绿色化学的研究内容是从多个方面进行研究的,具体来说研究内容主要有合成反应的原料、合成反应的条件、反应的转化条件以及以开发绿色产品为目标,绿色化学反应一定要区别于传统化学反应,对环境不造成危害。绿色化学的理想状态是在有机化学合成反应过程中产生的产物是无毒无害的,通过对反应物、催化剂和反应介质的控制能够从根源上阻止污染物的产生。我们在进行绿色化学的时候要遵循以下几个原则:第一,所选择的反应原料一定要是无毒无害的;第二,反应一定要选取可再生资源来做原料;第三,要着重开发研究的催化剂是新型的;第四,介质研究不能单一,要设计不同的合成反应;第五,积极开发研究新型的转化方法;第六,所开发研究的化学产品一定要有利于人类的健康,更要对环境的安全有积极作用。

二、明确绿色有机化学合成技术的重要研究内容

我们要想将绿色有机化学合成技术很好地应用到化工企业中,就要求我们必须弄清楚绿色有机化学合成技术所要研究的主要内容,具体主要包括:第一,绿色有机化学合成是为了对我们目前的化学物开发研究,使其变得对人们的身体健康有益,并且对环境友好不造成威胁。第二,通过对我们化学合成反应的条件进行改变,使排放物能够回收利用,就算不能回收利用排放后也不能对环境造成任何威胁。第三,完善有机化学合成技术,变换基本的反应原料以及初始化合物,使有机化学合成反应变得更环保、更安全。

不得不说的是,绿色有机化学合成技术主要强调的就是“安全、环保”这两个概念,它不仅要求实验的反应终产物对我们人类的身体身心健康无害,还要求整个反应过程都不会对我们的环境造成任何危害。我们不能只考虑反应对人类健康和环境的直接影响,还必须要考虑到可能会造成影响的任何一个因素。

三、合理应用绿色有机化学合成技术,实现环境绿色化

1、选取无毒无害的原料来进行有机化学合成反应

我们要想应用绿色有机化学合成技术要考虑的第一个问题就是选择绿色的反应原料来进行反应,所谓的绿色反应原料就是指无毒无害,对人体无伤害的试剂。有机化学合成反应的类型和具体的工艺过程通常是由化学反应的原料决定的,我们在进行实验的时候,如果选用的反应原料自身是有毒的,就会给实验者以及环境造成极大地危害;相反,如果我们选用的反应原料本身不具有毒性,对环境和实验者造成的危害相对来说就会小一点。在我们国家的大部分化工企业中使用的矿物资源基本上都是不可再生的,造成了极大地浪费。所以,我们在选取反应原料的时候要去开发一些可以重复利用且可以再生地矿物资源。

举个例子来具体说一下,通常我们在合成芳香胺的时候选用的原料是氯代芳烃,但我们都知道氯代芳烃能够积累在身体中对人体产生巨大地伤害,Monsanto公司为了解决这个问题选用了芳烃来替代有毒的氯代芳烃,并且成功地将芳香胺给合成了出来,减少了有机化学合成反应对环境造成的污染。

2、开发研究新型的绿色催化剂来进行有机化学合成反应

大部分的有机化学合成反应常采用的催化剂是液体的酸和碱,虽然说这类催化剂价格比较便宜且容易得到,催化效率也相对高一些,但是这些催化剂存在的问题是不容我们忽视的,例如这些催化剂通常会对设备造成极大地腐蚀,并且对环境的污染较大,引发的副反应也较多,并且反应以后的试剂难以处理。为了改变传统的酸碱催化剂对我们的人类健康和环境造成危害的现状,开发研究新型无污染的绿色催化剂已经迫在眉睫。目前开发研究出来的较为成功的新型催化剂主要有分子筛催化剂、固体强酸催化剂、固体强碱催化剂、杂多酸催化剂以及相转移催化剂等等,这些新型的催化剂不仅催化能力比传统的酸碱催化剂高,并且不会腐蚀设备,更不会对环境造成造成危害。我们必须大力支持新型绿色催化剂的开发研究。

3、采用绿色溶剂做有机化学合成反应溶剂

在我们传统的有机化学合成实验过程中,我们经常采用的反应介质主要是有机溶剂,采用有机溶剂的原因是它们能够将有机化合物很好地溶解在反应试剂中。但我们不能忽视有机溶剂的缺点,有机溶剂大部分是有毒性的,并且使用以后很难再回收利用,容易对环境造成污染。相反的是,在进行有机合成反应我们可以不加溶剂采用水或者超临界流体做反应介质的方式,这样就可以减轻环境的负担,并且这种方式也不会对人体造成任何伤害。

具体来说,我们目前采用的无毒无害的绿色溶剂主要有:水溶剂、超临界和近临界流体溶剂和离子液体溶剂。我们自然界最丰富的溶剂就是水,它不仅无毒且对环境无污染,最重要的一点是廉价易得。采用有机溶剂做介质的时候,有的时候会发生爆炸的现象,非常不安全,采用水做介质就不会发生这种情况。

4、采用合适的方式实现绿色化的有机化学合成反应的产物

相比于无机化学合成的产物来说,有机化学合成的终产物对环境的污染是非常严重的,其中我们所熟悉的就是农药对环境造成的污染。我们应用绿色有机化学合成技术的最终目的就是为了减少污染物的排放,减少对环境的污染。可能在我们的生产工艺中还没有完善的条件完全使用绿色的反应原料,但为了减少污染物排放量,我们必须保证的是在有机化学合成反应的过程中要采用可循环再生的工艺。

四、结束语

当前,世界的环境污染问题越来越严重,无论是国家政府还是国家的每一位公民都开始为保护环境贡献出自己的一份力量。绿色有机化学合成设计已经开始慢慢地融入到我们生活的每一个方面,并且将会是未来全社会有机化学的发展大趋势。总而言之,我们国家正在倡导建设可持续发展社会,我们社会的每一位成员都必须深刻理解绿色有机化学合成技术的重要意义,改善我国的绿色有机化学合成技术,使其可以推动着我们的社会向着积极向上的方向发展。

参考文献

篇3

关键词:中职;计算机应用;课程设置

近几年来,国家大力发展了职业教育,几乎每个学校都在开设计算机应用专业,因此计算机应用专业已由20世纪90年代的热门专业变成了各校均在开设的普通专业。随着职业教育的不断深入和计算机专业的大量学生毕业进入社会,逐渐出现了这样的情况:虽然每年中职院校为社会提供大量的计算机专业的毕业生,但是现实情况是符合社会需求的计算机应用方面的技术应用性人才仍然短缺。这一现象表明计算机应用技术专业的教学与人才培养模式与社会脱节,中职计算机应用技术人才培养面临巨大的挑战。而其中最主要的问题是专业课程设置越来越不适合社会需要。传统的课堂体系偏重理论知识的传授,过分强调知识的系统性和完整性,缺乏必要的教学环节对学生进行能力、技巧和操作方法上的训练,教学效果不理想。计算机应用技术专业的课程体系设置应进行―定的优化与整合,笔者本文就计算机应用专业课程设置提出以下几点看法。

一、课程设置应向宽基础、活模块方向转变

宽基础的思想首先产生于办学实践的信息反馈。我国的职业教育刚刚起步时,由于当时职业人才紧缺,于是一些培养目标比较单一的专业兴起很快,但办过一两届之后就出现了供过于求、无法就业的现象。实践证明,学生的知识面不宽,毕业后就业门路就会受到限制,这使人们进一步认识到,随着科技的进步及企业生产组织形成的现代化,职业综合化已是大势所趋,故产生了与专业覆盖面扩宽相适应的课程设置,专业基础知识面加宽产生了所谓群集课程设置方案。其次,来源于现代社会意识的强化,认识到作为现代就职人员,除传统的政治、语文、数学、体育等基础知识之外,还应具有各行各业通用的基础知识,如能源、安全、法律、质量、信息、职业道德、外语、微机等。另外,实践显示与人的品格与素养相关,缺乏素养,职业道德教育就会流于形式。因而,学校需要通过各种途径,开设多种陶冶情操、提高学生的基础素质的课程,如礼仪、书法、美术、文艺、演讲等。总之,目的是让学生获得较宽厚的基础素质,以利于培养综合能力,而在课程编排上,则划分成若干中心,形成多个知识模块,模块之间能相对和互相组合。

二、课程设置应与计算机应用专业学生的现实就业状况紧密联系

统计数据(表1)表明,职业教育信息技术相关专业的毕业生,大部分(80%以上)从事计算机销售与技术支持、数据录入、办公文秘等岗位的工作。在计算机应用与软件人才链中处于最低端位置,在局域网维护与管理、多媒体制作、网站管理与维护、软件编程等岗位上工作的职业学校毕业生相对较少,而实际上这些岗位非常需要职业院校毕业生,在这些岗位上职业学校毕业生具有很大的发挥作用的空间。

因此,在进行课程设置时,应首先抓住大的,然后兼顾小的,并尽量多地向就业面大的方面靠拢;在平时的教学中,多注重学生基本能力的培养,教育学生不要眼高手低,觉得是基本的能力,就不在乎。要切记,事情都是从大处着眼,小处着手的,虽然是大众的工作,但如果在能力上比人更胜一筹,就业机会肯定就会增加一分。要让学生平时多练,能做到所谓的“人无我有,人有我精”。

三、以学生将来从事工作中出现的典型工作任务进行课程设置

当前,任务引领式的学习方式已经深入人心,然而不同的学习任务,对职业能力发展的促进程度是不一样的。例如,由简单的封闭性学习任务引领的学习就达不到综合的开放性学习任务的效果。职业教育的学习过程是一个工作与学习一体化的、智力与身心的综合发展的过程,其核心专业课程应当是从工作内容中提炼出来的典型工作任务,它包含了“工作”的方方面面(如工作对象、工具、工作方法、劳动组织和工作要求等),但并不一定是企业真实工作任务的简单再现,而是教师将其按照“教育性”要求进行“修正”的结果。

典型工作任务具有以下特征:具有结构完整的工作过程(计划、实施以及工作成果的检查评价);能呈现出该职业的典型的工作内容和形式;在整个企业的工作(或经营)大环境里具有重要的功能和意义;完成任务的方式和结果有较大的开放性。

典型工作任务来源于企业实践,它对人的职业成长起到关键作用。在典型工作任务进行课程的设置时,应紧跟市场的变化。在教学过程中教师要注重知识的传授,讲授内容既要深度也要广度,并要有强的实际应用性;要从理解掌握以及本课程在实际中的应用出发,在上机实践中通过上机操作消化前一课程单元所学的知识,同时对如何编写程序、阅读程序、程序编写的规范、程序的调试与修改程序等环节要深入细致的研究。经过多语言的学习与实践,能在工作岗位上得心应手。

篇4

(河套学院 理学系,内蒙古 巴彦淖尔 015000)

摘 要:教学有法,教无定法。在《数据库应用技术》课程的课堂教学中,将“项目教学法”与“主题词教学法”优化组合进行教学,能够获得良好的教育绩效。

关键词 :项目教学法;主题词教学法;数据库;应用技术;SQL语句;效果

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)03-0005-02

基金项目:河套学院教学研究一般项目“主题词教学法研究”(HTXYJY14001)

1 《数据库应用技术》课程的特点

《数据库应用技术》课程是计算机专业与部分非计算机专业开设的必修课,是一门理论与实践并重的专业基础课。教学目标包括:理解掌握数据库的基本理论知识;掌握Transact-SQL语句的使用方法(知识目标)与技巧;培养较强的实践操作能力;能对小型数据库进行熟练的操作,包括建立、规范化数据库、数据检索、插入、更改、删除等;培养学生分析问题、解决问题与创新能力(能力目标);从课程中体会思想美、方法美、技巧美、严谨美、勤奋美等,提升审美能力,从而感悟生活美(情感态度与价值观目标)。

课程的主要研究对象是Transact-SQL(简称SQL)语句。SQL语句为结构化语句,是集数据定义、数据查询、数据操纵和数据控制功能于一体的结构化语言。理解记住SQL语句的功能和结构,即可熟练运用。SQL语句以英文单词表示,理解英文单词即可容易记忆相应结构。

2 学生的特点

针对《数据库应用技术》课程的特点分析学生的特点:对理论原理、基础知识的理解与逻辑推理能力等都比较差,又疏于记忆,思维与人文素质等综合能力也不高,但动手操作能力是学生的优势。所以如何在有限的时间内获得最大的教学效果,这是教师在教学活动中需要重点思考的问题。

由于课程的不同,接受对象的不同,应选择不同的教与学的方法。任何单独的一种教学方法都不可能最好地完成一项教学任务,科学组合多种教学方法才是最优的选择。根据几年的教学经验,在《数据库应用技术》课程的教学过程中选择项目教学法与主题词教学法优化者,可以比较好地完成教学任务。

3 项目教学法

项目教学法是指教师选定具有一定应用价值、涵盖一定教学内容的项目,由师生共同实施完成。学生采用小组工作的方式,制定每次课的计划并实施;计划实施过程中,新内容由教师讲授;学习结束时,有明确而具体的成果展示,师生共同评价项目成果[1]。

项目教学法以学生动手操作为主,教师讲授、指导为辅。可以充分培养学生自主学习的能力。同时教学内容与学生未来在工作场所中面临的真实情景和复杂问题之间的联系紧密,增加了学生学习的动机和兴趣。

4 主题词教学法

主题词教学法[2]是在引入课题之后,将本节的重点知识、蕴涵的思想与方法、技能与技巧、解决问题的办法以及内容中体现的课程美、思想美、方法美等用高度概括的

关键词 展示出来,即所谓的主题词,使学生对本节课得重点先有一个直观的、感性的认识,然后在整个教学过程中以主题词为线索完成课堂教学任务,再回顾主题词,结束本节课。

通过实践教学过程证明,主题词教学法符合学生的认知过程,能使学生在渴望中轻松愉快的接受新内容,能有效地提高学生的知识与运用能力,同时能提高学生审美素养,能激发学生的学习兴趣,提高创新能力。

5 项目教学法在《数据库应用技术》课程中的运用

以2013级财会电算化5班40名学生为例,项目教学法在《数据库应用技术》课程中的实施过程为:

开学第一次课提出项目,项目名称为设计本系学生成绩数据库,目标为实现对成绩的管理,包括数据库、表、数据的操作,项目要求学生收集、整理本系学生的所有成绩并且收集日常工作、生活中对成绩的操作方式;教师设计子项目,包括建立数据库、建立表、建立索引、建立约束、插入数据、修改、删除数据、检索数据等,在子项目的设计上要考虑到以下几点:包含本次任务的所有知识点,考虑学生容易忽略、出错的知识点或细节,考虑到能力的培养与提高;学生分组实践,将学生分成10组,每组4名学生,包括一名组长,组长负责帮助、督促组员学习,并及时反馈学习中遇到的问题,师生及时研究解决,在课程中学生要提交项目阶段性成果并且由教师指导提出建议;课程结束后提交项目成果,即学生设计的数据库文件;最后召开项目完成情况汇报讨论会,组长负责向全班介绍本组在项目实施过程中遇到的问题、解决的思路与方法、体会等,然后教师作总结,完成本项目。

6 主题词教学法在项目实施过程中的运用

每个子项目在实施过程中以教师讲授新理论、新知识、学生完成实验报告为主。教师课堂讲授采用主题词教学法,学生实践以实验报告为依据。

下面以项目实施中的“向数据表中插入数据”[3]子项目为例,介绍子项目的实施过程。该子项目4课时完成,其中理论部分2课时,实践部分2课时。

教师在上课之前首先要给学生发实验报告表,实验报告包括:本次实验的主题词、实验目的、实验内容、步骤与方法、心得体会和本次课用到的SQL语句及例题,其中除了实验目的和内容由教师填写,其它部分均由学生完成;然后教师进行理论知识的讲授;最后学生实施子项目,将本节课的主题词、SQL语句结构、例题列于实验报告的相应位置,以明确实验目标并加深记忆,并按要求完成实验报告的其它内容,提交实验报告。

理论部分讲授主要步骤为:首先分析实验报告,引入课题“向数据表中插入数据”;引入课题之后,列出主题词:插入数据语句(3种),作用,语法结构;一般与特殊,类比,联想,代入法,验证法,归纳,总结;方法美,数据美,简单美。然后围绕向数据表中插入数据的三种语句(insert语句、select…into语句、insert…select语句)展开讲授,讲授过程中主要针对每种语句的作用、语法结构,采用类比思想,利用代入法、验证法、归纳、总结的思想方法与技能技巧完成课堂教学过程,在引导启发的过程中使学生感受到本次课中体现的方法美、数据美和简单美对生活中影响;最后进行理论知识小结。

7 教学效果

7.1 学生的效果

对授课的2013级财会电算化5班的学习情况进行分析,汇总出《数据库应用技术》课程中运用项目教学法与主题词教学法对学生的效果如下:

7.1.1 学习目标明确

主题词教学法能帮助学生明确本项目、本次课与本子项目的目标,使学生能有目的的学习理论知识与操作实验。

7.1.2 提高了学习能力

实验报告中的主题词能帮助学生定位子项目实施过程中用到的知识点与需要掌握的思想方法与技能技巧,同时帮助学生深刻记忆SQL语句的结构和功能;学生每次都能准确、完整地填写实验报告,并能及时提交。

7.1.3 激发了学习兴趣

在项目实施中发现,95%学生对理论基础知识的学习、子项目的实施比较积极主动,能够自己上网查找所需资源、上课专心听讲、每次课准时出勤、主动与同学讨论与教师沟通。同时认为这种教学法与实际生活紧密联系,对该课程非常感兴趣,乐于动手操作。

7.1.4 指导其它课程的学习

在与学生的交谈中还发现,80%同学将主题词教学法运用于其它课程的学习中,也收到了比较好的效果。

7.2 教师的效果

7.2.1 更新了教学理念

通过项目教学法与主题词教学法的组合运用,根据学生的反馈,意识到选择合适的教学方法,以教师为主导、学生为主体、实践为主线的教学是一种有效的教学策略。

7.2.2 使备课和讲课程序化、规范化

采用主题词教学法,有效地提高了教师备课、讲课的逻辑性。对思想与方法的挖掘有助于教师更深地理解课程与教学内容的内涵,从而很好地实现教学目标。

7.2.3 提高了组织能力

在项目实施过程中,能够提高教师对学生的组织、协调能力。

7.2.4 提高了知识运用能力

辅导学生解决问题的同时,教师对知识的运用能力也有了很大提高,教师知识面也在扩大,能与学生共同进步,实现教学相长。

7.2.5 有利于将课程打造成为精品课程

精品课程建设是高等院校质量工程建设的主要项目,教学方法的改革是精品课程建设的主要内容。而主题词教学法与项目教学法优化组合的实验研究为精品课程建设提供了必要的第一手材料。

在《数据库应用技术》课程中科学地运用项目教学法和主题词教学法,可以很好地实现本课程的教学目标。同时从学习者的角度出发,在教学组织、教学内容、教学实施等方面,做出有别于传统教学模式的变革。在突破数据库课程中难教与难学途径的探索,对激发学生的兴趣、提高学生分析问题、解决问题的能力和信心素养,都具有现实意义[5]。

参考文献:

(1)刘芳,邓娟,等。大学计算机数据库课堂教学方法改革研究[J]。电子世界,2010(2)。

(2)张晓军,杨树生。“主题词”教学法——以“非齐次线性方程组解的结构”课堂教学为例探究大学数学课程的创新性教学方法[J]。新天地,2011(12)。

(3)徐人凤。SQL Server2000数据库及应用[M]。2004.

篇5

关键词:有机合成;教学改革;探索

化学一直是自然科学的中心学科,有机化学又是化学中最为重要的分支,而有机合成是有机化学的核心和灵魂。人们的生活和有机化学的联系越来越紧密,从以前的有机试剂、染料到近代的药物、维生素和高分子材料以及各种具有特殊性能的现代材料等,大多数都是有机合成的产物,人类的生活越来越离不开有机合成。有机合成历来都是各高校化学、化工、医药等专业必修的课程之一,目的是为了培养学生通过已有的知识解决实际问题的能力;培养学生的自学能力和互学能力;培养学生独立思考、善于思考的能力。有机合成课程主要是让学生掌握以下几方面的能力:1)掌握基本有机反应,能够合成较为复杂的有机化合物;2)分析和解决实际生产中影响反应产率的因素,为降低生产成本和提高产品质量提供技术支撑;3)能够对已有产品结构进行修饰,提高产品的附加值;4)能够设计并合成结构复杂且具有较强生物活性的药用化合物。有机合成已经成为化学、化工类学生提升自己主要课程,大量的同行也针对有机合成的教学有教学经验的总结[1-10]。为了适应社会对创新性人才的需求,使我们的教学质量能够满足社会对学生的要求,对我校的有机合成课程进行了改革,主要对教学内容、教学方法与考核方式进行了改革与探索,本文就所做的工作谈谈教学体会和实践。

一、精选教学内容

教学内容决定了教学的层次和水平,而教材又是教学内容的集中表现,选择与学生水平相适应的教学内容尤为关键,是提高教学质量的基础。目前我国关于有机合成的教材相对较少,且大多数都是60~100学时的,而我校的有机合成课程的学时仅为48学时,要在有限的学时里完成教学目标,就需要选择一本合适的教材。根据学校的要求:优先选择面向21世纪教材、国家级规划教材或获得省部级以上奖励的获奖教材。故我们选择由河南师范大学王玉炉教授主编的“十一五”国家级规划教材《有机合成化学》,教材的难度和内容相对于我校的学生和学时都略有偏高,难度较高可以提升我们学生的水平,为将来的考研等做好铺垫,内容偏多可以通过优化教学内容予以解决。该教材全书共11章,绪论指出有机合成化学目前备受关注的一些研究领域,接下来介绍官能团化和官能团转换的基本反应,然后介绍酸催化缩合与分子重排、碱催化缩合与烃基化反应,之后对有机合成试剂、逆合成分析法与合成路线设计、基团的保护与反应性转换、不对称合成进行说明,最后介绍氧化反应、还原反应和近代有机合成方法。由于课时的关系我们对教学内容进行了分类、分级,第一类是教师引导性的,例如官能团化、官能团转换与有机合成试剂等,这部分内容主要是在教师的引导下复习强化知识内容;第二类是重点讲述部分,例如:酸碱催化缩合、逆合成分析法与合成路线设计等,这部分内容教师先通过典型案例进行讲解,培养学生的思维方法和习惯,随后再对大量的例题进行分析解剖,使学生对于较复杂化合物的合成形成基本的解题思路;第三类是学生以自学为主,教师答疑为辅的,例如:氧化还原反应、合成方法等,这部分知识主要是以记忆和拓展方法为主,相对学习难度较小,故在学时不足的情况下,以培养学生自学能力为主。这样可以在较少的课时内完成教学内容,同时学生的知识面、分析问题和解决问题的能力都有提高。

二、改进教学方法

先进的教育思想、理念是优秀教学方法产生的源泉,随着互联网的普及,知识的来源和方式更加丰富多样,我们要改变以往对教学主要任务是知识传承的片面理解和认知,随着知识大爆炸时代的到来,教育主要是培养人们如何获取对自己有用的知识,更有效的从大量的知识中筛选出对自己发展有用的信息。教学方法的先进与否,直接影响创新人才的培养。如果不对落后的教学方法进行大的改革,培养创新人才就将成为一句空话。因此教学方法的改革是十分必要而又十分迫切的,可能是今后教学改革、质量提高的一个切入点和突破口[11]。教学方法多种多样,每种教学方法都有自己优势和特色,怎么样找出适合学生的教学方法至关重要,笔者认为结合教学实际将多种教学方法有机的结合起来,发挥每种教学方法的优点,摒弃其劣势,提高教学质量。有机合成设计是一门理论性强、综合性强的课程,也是较为难学的课程,容易让学生丧失学习兴趣。为了让学生学好此门课程,就要增加他们的学习兴趣,首先通过对有机化学主要内容的简略复习增加学生对课程的熟悉感和亲近感,这部分我们主要依靠讲授法进行教学,既用较少的时间又迅速提高了学生的信心和对有机合成的兴趣。其次在学习缩合反应和重排反应时,上课要适时的应用讨论式教学方法增加学生对课堂教学的参与度,进一步提高学生的学习兴趣,比如在教学中给学生讲授Beckmann重排,以A为例将解,讲解后就让学生进行随堂练习,做B和C进行练习,并让学生讨论为什么结构如此相似的两个化合物在相同的反应条件下结构却不同,加深对Beckmann重排的理解,提高教学效果。再次在学习合成策略时应用启发式教学方法,拓展学生的思维和对合成的全面理解,提升学生对知识理解的深度和广度,激发学生的学习欲望,比如在化合物D逆合成分析中可以分别在C1-C2,C2-C3之间切断,切断后每部分都可以为正负合成子,引导学生思考那种切断方式合理,得到不同的合成子,那个有合适的试剂可供使用,首先通过简单的例子引导学生的思维发散,学生讨论后老师再分析每种方法的可行性与优缺点,通过这种启发式教学使学生对合成的理解不再是简单的设计一个路线,而是综合考虑以下几点:1)反应步骤尽可能少;2)每一步的产率尽可能高;3)反应条件尽可能温和,易于达到;4)中间产物和最终产物的分离纯化容易进行;5)起始原料、试剂尽可能廉价易得,反应时间尽可能少;6)新理念:绿色、原子经济效率等,这样才能培养出适合社会发展需求的实用型人才,完成大学的根本使命。最后在讲复杂化合物合成时主要采取赏析式案例教学法,举几个具有代表性的化合物的全合成方法,通过讲解让学生了解科学家在做全合成时的方法和技巧,慢慢领悟其中的奥秘,使学生对有机合成的认识有感性向理性转变,比如我们在教学中增加了学生熟悉的2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦发现的青蒿素E的合成,共有九种的全合成和5条半合成的方法与策略[12],通过这些例子的赏析拓展了学生的思维方式和空间,对于投身科学研究打下了坚实的基础。教学中多种教学方法的联合使用使教学效果进一步提升,学生学习的积极性和学习效果得到大幅改善,提高了教学质量。

三、改革考核方式

教育的目的不是培养“考生”,而是培养“学生”。“考生”是以“学会”为目的的寻找已知世界现成答案者;“学生”是以“会学”为手段的探索未知世界者[13]。考核是教学的重要环节,是评价教学质量的重要依据。科学有效的考核方式能够促进教与学,有机合成这门课程对于普通二本学校的学生是相对较难的,而传统的期末闭卷考核方式不能真实有效的反映学生学习这门课程的所付出的努力和对知识掌握的掌握程度,从而打击学生学习积极性,为此我们对考核方式进行了改革,将原来平时成绩的比例由30%升至40%,其中包括考勤20%、作业30%、课堂互动及讨论20%和单元测验30%,将原来期末考试成绩比例由70%降至60%,试题中60%是基础知识,主要以完成反应方程式、反应机理等形式考查,20%~30%是中等难度的知识,主要以合成题的形式;10%~20%是较高难度的,以逆合成分析形式进行考查,试题有4~8试题,要求学生从中选取2~4进行作答,可以更加合理科学的评价学生,对学生的学习起到促进作用。通过有机合成课程的教学改革,构建有机合成的创新性教学体系,能全面实现有机合成教学目的,激发学生们的求知欲望和探索精神,将有利于培养学生的独立思考、独立解决问题的能力,提高学生的综合素质,为在将来的工作中发挥骨干作用打下良好的基础。同时对于提高有机合成及有机化学教师的教学水平上起到一定的作用。

参考文献:

[1]刘平,刘岩,谢建伟,等.《有机合成化学》课程教学改革与实践研究——以石河子大学应用化学专业为例[J].时代教育,2015(1):207.

[2]库尔班江,欧阳艳.有机合成教学内容及教材体系的改革与实践[J].化学教育,2015(2):16-18.

[3]李江胜,李浔,黄朋勉,等.逆合成分析法在精细有机合成工艺学教学中的应用[J].广州化工,2010(7):254-255,265.

[4]张泽,吴之传,陶庭先.工科化学有机合成教学内容优选之探讨[J].滁州学院学报,2010(5):106-107.