韓滿意
(淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,安徽 淮北 235000)
有機化學(xué)是化學(xué)本科專業(yè)的基礎(chǔ)課程,該課程主要研究以碳原子為中心的有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì).隨著有機化學(xué)的快速發(fā)展并與其它學(xué)科相互滲透形成了一系列的有機化學(xué)分支,如金屬有機化學(xué)和生物有機化學(xué)等.伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,有機化學(xué)的成果已廣泛應(yīng)用于環(huán)境、材料、能源和生命等領(lǐng)域中并一直發(fā)揮著重要的作用.作為化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中發(fā)展較為迅猛的一個領(lǐng)域,有機化學(xué)的內(nèi)容越來越多、體系也越來越豐富.因此,通過有機化學(xué)的學(xué)習,可以使學(xué)生快速掌握有機化學(xué)的基本的知識.經(jīng)過有機化學(xué)實驗充分驗證有機物的基本物理化學(xué)性質(zhì),不僅培養(yǎng)學(xué)生的操作能力,而且有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力.在綜合性實驗課教學(xué)中,學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng)逐步提升,創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力也在逐漸加強.同時,有機化學(xué)的開設(shè)也為后續(xù)課程如波譜分析、生物化學(xué)等課程奠定了基礎(chǔ).因此,有機化學(xué)課程的開設(shè)在培養(yǎng)有機化學(xué)專業(yè)人才中起著重要的作用.
作為師范院校承擔本科教學(xué)任務(wù)的專業(yè)教師,不僅要完成有機化學(xué)的教學(xué)工作,更要激發(fā)學(xué)生學(xué)習熱情,讓學(xué)生有進一步思考在現(xiàn)實生活中化學(xué)所面臨困境以及尋求解決辦法的決心.然而,目前在有機化學(xué)教學(xué)中依然存在著一些問題.(1)與有機化學(xué)的發(fā)展速度相比,教學(xué)內(nèi)容陳舊,教學(xué)方法單調(diào),難以激發(fā)學(xué)生的求知欲,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習興趣不足.在傳統(tǒng)有機化學(xué)教學(xué)中,教師主要講授經(jīng)典的有機化學(xué)反應(yīng),而最新的科技前沿知識很少涉及,這顯然與學(xué)科發(fā)展相脫節(jié).雖然學(xué)生可以學(xué)習基礎(chǔ)知識,但學(xué)生知識面窄,學(xué)科視野短淺,不利于培養(yǎng)創(chuàng)新性人才[1].(2)與傳統(tǒng)教學(xué)手段相比,現(xiàn)在的有機化學(xué)課程主要采用多媒體技術(shù)進行教學(xué).多媒體教學(xué)雖然信息量大,但在具體授課中播放速度較快,學(xué)生難以理解和記筆記,學(xué)生容易產(chǎn)生抵觸情緒,造成教學(xué)質(zhì)量下降.另外,在多媒體教學(xué)之中,教師與學(xué)生的互動性下降,學(xué)生與教師的交流主要通過多媒體.尤其是新進的年輕教師,在未掌握傳授知識的技巧時,應(yīng)用多媒體教學(xué)不利于他們積累教學(xué)經(jīng)驗和鍛煉教學(xué)能力.(3)理論與實驗教學(xué)不同步,學(xué)生對實驗的重視程度低.大學(xué)生在校期間,對實驗課的重視程度遠遠低于理論課.一是學(xué)生對實驗課的認識不足,認為只要學(xué)好理論知識就好,實驗課只是附屬課程.二是教師重視不夠,開設(shè)的實驗主要集中在驗證性實驗,而綜合性實驗匱乏.同時,由于開設(shè)實驗內(nèi)容與理論課不同步,學(xué)生興趣很難調(diào)動,因此不利于提高學(xué)生學(xué)習興趣.針對學(xué)生興趣不高,教師教學(xué)效果不佳的情況,筆者在從事有機化學(xué)的教學(xué)過程中,積極探索新的教學(xué)方法,在具體實踐過程中取得了較好的教學(xué)效果.
大學(xué)期間,學(xué)生對新知識有著濃厚的求知欲,特別是與生產(chǎn)實踐、日常生活相關(guān)的內(nèi)容.通過緒論課的教學(xué)講授與有機化學(xué)生產(chǎn)生活相關(guān)的知識,能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣.因此,教師要充分意識到第一節(jié)緒論課的重要性[2].如何引入和介紹有趣的化學(xué)現(xiàn)象,教師應(yīng)精心挑選經(jīng)典案例,充分備課,這樣易于引起學(xué)生的興趣.例如,在中國民間俗稱為“打擺子”的瘧疾,在全球范圍內(nèi)已肆虐了幾千年,患者得病后一般渾身發(fā)抖、高燒不退,嚴重者會引起死亡.雖然氯喹-奎寧衍生物是治療瘧疾的特效藥,但是瘧原蟲對氯喹產(chǎn)生了耐藥性后使得瘧疾再次爆發(fā).中國從1964年起開始研究抗瘧藥物,在具體實驗過程中屠呦呦提出用乙醚作為提取劑是發(fā)現(xiàn)青蒿粗提物有效性的關(guān)鍵,為人類治療瘧疾發(fā)揮了極大的作用.因此,屠呦呦獲得了諾貝爾獎.通過在緒論課中講述抗瘧藥青蒿素的發(fā)現(xiàn)過程及其發(fā)現(xiàn)者-屠呦呦的科研歷程,有助于提高學(xué)生對科研的熱情和興趣.在近代化學(xué)史上,苯的空間結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)也是學(xué)生感興趣的一件事情.著名的有機化學(xué)家凱庫勒在研究苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)時,遇到了一個跟以往實驗現(xiàn)象不相符的難題.一天晚上,他在睡夢之中夢見了一條蛇咬住了自己的尾巴,受到此夢境的啟迪,他提出了苯的六個碳原子首尾相連組成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu),因此解決了苯環(huán)結(jié)構(gòu)的問題.除此之外,有機化學(xué)與我們的日常生活也緊密相關(guān).例如日常生活中使用的天然氣就是低級烷烴,它在燃燒過程中可以釋放出大量熱量,作為重要的能源物質(zhì)被廣泛使用.然而,在井下作業(yè)時遇到的瓦斯爆炸也是低級烷烴-甲烷在起作用.有機物不僅可以用作燃料,也可以作為藥物服務(wù)于大眾.沙利度胺藥物曾被歐洲廣泛用于降低女性懷孕早期嘔吐的藥物,然而大量“海豹畸形嬰兒”出生讓人們意識到手性的重要性.因此,通過引入化學(xué)故事使教學(xué)內(nèi)容生活化,易于吸引學(xué)生的注意力.
有機化學(xué)的原理復(fù)雜、反應(yīng)較多,具有較強的理論性,在有限的時間內(nèi)學(xué)生往往因為教學(xué)內(nèi)容過多而產(chǎn)生厭學(xué)情緒.再者,學(xué)生在學(xué)習過程中遇到難以理解反應(yīng)機理會進一步產(chǎn)生畏難情緒,致使學(xué)習熱情下降并影響學(xué)習效果.針對以上問題,應(yīng)精選教學(xué)內(nèi)容并重點講解各類反應(yīng)的基本特點.有機化學(xué)主要涉及各類官能團的基本知識以及相互轉(zhuǎn)化的經(jīng)典反應(yīng),學(xué)生在理解基本反應(yīng)的基礎(chǔ)上在掌握特性反應(yīng),往往能夠達到較好的學(xué)習效果.比如,在講解烯烴化合物時,應(yīng)抓住烯烴的主要結(jié)構(gòu)特點講解烯烴.烯烴的主要官能團是碳碳雙鍵,該雙鍵包含一個富電子п鍵.正是由于п鍵在反應(yīng)過程中的極易極化的性質(zhì),決定了其主要反應(yīng)類型為親電加成反應(yīng).因此,在掌握結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上理解反應(yīng)過程,往往達到事半功倍的效果.此外,在授課過程中穿插講解親電加成反應(yīng)的前沿化學(xué)知識,不僅擴大學(xué)生知識面,而且會進一步提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力.
然而,在單純的有機化學(xué)理論課的教學(xué)過程中,需要理解記憶的知識較多,學(xué)生往往感到枯燥無味、缺乏興趣,因此按照傳統(tǒng)教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識.而生物化學(xué)是運用化學(xué)的理論和方法研究生命物質(zhì)的化學(xué)組成及生命過程變化規(guī)律的科學(xué),在有機化學(xué)課程的教學(xué)過程中,將生物化學(xué)的部分知識整合到有機化學(xué)的教學(xué)過程中,讓學(xué)生充分認識到有機化學(xué)在生物化學(xué)中的重要性.通過穿插生物化學(xué)知識,不僅擴大學(xué)生知識視野,更進一步增強學(xué)生的創(chuàng)新意識.
隨著科技知識的快速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)知識已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活之中,并影響著人們的生活.然而,最新的科研成果難以在有機化學(xué)的基礎(chǔ)教學(xué)過程中展現(xiàn).學(xué)生僅僅掌握書本知識,難以加深其對前沿化學(xué)的理解,甚至出現(xiàn)嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象.因此,專業(yè)教師應(yīng)及時的將前沿科技成果補充到教學(xué)中去,讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上進一步了解當前研究的熱點問題.通過對前沿化學(xué)知識的理解,為學(xué)生今后從事科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)[3].
目前,在中國出現(xiàn)了大氣污染、水污染和土壤污染等嚴重的環(huán)境問題,社會和國家也極其關(guān)注環(huán)境問題,并在環(huán)境治理方面做出了大量努力.為減少污染,國際學(xué)術(shù)界提出綠色化學(xué)概念,其主要宗旨是在從生產(chǎn)源頭上消除污染,充分利用每個原子并在無害條件下生產(chǎn)對環(huán)境友好的化學(xué)品,最終實現(xiàn)生產(chǎn)中廢物的“零排放”.因此,在基本教學(xué)過程中應(yīng)逐漸滲透綠色化學(xué)的概念,讓學(xué)生意識到在具體的反應(yīng)過程中如何設(shè)計更好的綠色反應(yīng)的重要性.比如在烯烴親電加成反應(yīng)過程中需要用到硫酸等試劑,反應(yīng)不僅原子利用率比較低而且對環(huán)境也造成污染.因此,在授課過程中進行反應(yīng)設(shè)計時應(yīng)強化提高原子利用率、降低廢液的排放的綠色化學(xué)意識.目前,有機反應(yīng)基本都需要使用有機溶劑,在普遍倡導(dǎo)綠色生產(chǎn)的時代開發(fā)水作為溶劑的反應(yīng)體系具有較高的科學(xué)意義和實用價值.特別是使用太陽光催化有機反應(yīng),減少能源浪費并且反應(yīng)條件溫和,同樣具有較高的開發(fā)前景[4].
有機化學(xué)的基本知識較多、反應(yīng)原理復(fù)雜,加之新技術(shù)新知識的涌現(xiàn),利用傳統(tǒng)教學(xué)方法難以完成課堂教學(xué)任務(wù).為順應(yīng)時代發(fā)展和新的教學(xué)環(huán)境,多媒體教學(xué)已經(jīng)被廣泛引入到有機化學(xué)的教學(xué)中[5].通過多媒體技術(shù),可以將傳統(tǒng)教學(xué)中難以描述的問題利用文字、圖像、聲音和影像等形式傳遞給學(xué)生,表達方式更直觀、更形象化.通過多媒體教學(xué),不僅節(jié)省教學(xué)時間,也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情、提高教學(xué)效果.然而,在實際教學(xué)過程中也存在著一些問題.比如,多媒體教學(xué)的信息量大,學(xué)生在較短時間內(nèi)無法分清重難點并難以做好完整的課堂筆記,致使學(xué)生學(xué)習興趣下降,教學(xué)效果不佳.另外,如果教師僅僅追求多媒體的優(yōu)勢,而忽視了教師的主導(dǎo)作用,那么多媒體的優(yōu)勢蕩然無存.因此,在引入多媒體時,應(yīng)該精心安排教學(xué)內(nèi)容,適當利用多媒體展示抽象概念和知識以增加學(xué)生的感性認知.但通過多媒體教學(xué)僅是錦上添花,而不能忽視傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢.因此,應(yīng)將傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合,實現(xiàn)優(yōu)勢互補后才能更好地提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量.
總之,根據(jù)師范院校學(xué)生特點在教學(xué)過程中積極探索有機化學(xué)課程的教學(xué)方法.只有這樣才能激發(fā)學(xué)生興趣并提高教學(xué)效果.在授課過程中逐漸滲透綠色化學(xué)概念并強化科研成果作用,逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)并提高學(xué)生的創(chuàng)新能力.
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