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中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2016)33-0183-02
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.33.120
教與學是一個有機的系統工程,教師不只是教給學生課本知識,更應該讓學生掌握一套好的學習方法。這樣學生在學習中的各種難題便也不攻自破,我們的教學目標才能夠真正落實。
必修模塊《化學2》中的有機化學內容,是以典型有機物為切入點,讓學生在初中有機物常識的基礎上,能進一步從結構的角度,加深對有機物和有機化學的整體認識。必修模塊中的有機化學內容沒有完全考慮有機化學本身內在邏輯體系,主要是選取典型代表物,介紹其基本的結構、主要性質以及在生產、生活中的應用。烴介紹的是甲烷、乙烯和苯,烴的衍生物介紹的是乙酸、乙醇、乙酸乙酯,還有油脂、糖類和蛋白質;而對烷烴、醇類、羧酸等概念并未過多闡述,其目的就是為學生學習《有機化學基礎》模塊提供基礎。
根據教材設計的這一思路,我認為應充分利用學生對生活中具體有機化合物的感性認識,發揮他們的學習主動性??赏ㄟ^展示有機化合物實物、使用視頻等直觀手段讓學生了解有機化學是許多新興研究領域的重要基礎學科之一,了解研究有機化學的方法和工具,認識有機反應機理等方面的內容。
一、重視基本概念的教學
有一部分教師不是特別注重緒論部分的講解,只是籠統地介紹下有機化學的發展之后就一帶而過。但是這是完全不夠的,要在介紹的同時把授課目標以及要求告知學生,讓學生除了初步認識有機化學這門學科之外,還對自身的學習要求有一個明確認識,知道自己應該學什么,怎么去學。除此之外,在教學中,應注意概念的科學性,并且注意概念形成的階段性。要特別注意循循善誘、由淺入深的原則。對于某些概念不能一次就透徹揭示其涵義,也不應把一些初步的概念絕對化了,并在教學中盡可能通俗易懂,通過對實驗現象事實的分析、比較、抽象、概括,使學生形成要領并注意引導學生在學習、生活和勞動中應用學過的概念,以便不斷加深對概念的理解和提高運用化學知識的能力。在給學生講有機物的性質,制備及用途時,要確保學生了解有機物結構中的官能團的特點,官能團決定了物質的性質,性質又決定了用途,所以說官能團與有機物性質之間存在著非常重要的聯系。通過這種系統的教學,可以更好更快地讓學生吸收課堂上的知識,并在課下復習預習時有自學自檢的能力。這種框架式的教學也會讓學生心里對有機化學有更好的層次感,容易產生更加濃厚的學習興趣。
二、加強化學用語的這一重點,著重表示有機化合物的組成及變化的化學用語
在教學中,使學生通過理論聯系實際,結合化學用語聯想相應的實物和化學實驗。這樣有利于學生的記憶,又有利于加深他們對化學用語涵義的理解。有機化學的特點或者說是難點之一就是知識點密集且瑣碎,在學生初期接觸過程中很容易產生畏難情緒。有機物繁復的結構式以及龐大的知識架構很是讓學生煩惱。這時候就需要教師有足夠的能力將知識分類歸納總結,并且更重要的是將這種能力傳授給學生。其實每個部分的知識點都呈現一個套路:分類、命名、結構、特殊性質、典型化合物。這些內容都是有著緊密聯系的。比如炔烴因為含有碳碳三鍵官能團,鍵能非常低,所以鍵斷裂所需的能量非常低,這就是為什么炔烴更容易發生加成反應的原因。這也印證了上面關于官能團對于有機物化學性質的特殊影響的觀點。隨著對知識點的總結及學習的深入,這些縱向的知識點還可以橫向地互相比較,就像炔烴比烯烴更好發生加成反應一樣。由點成線、由線成面,最后再由面組合成一個完善的知識架構整體。
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.
在高中化學中,有機化學占教材內容的四分之一,且在高考考試中占化學總成績的25-30%。有機化學除了涉及到化合物的性質外,還涉及了化合物復雜的結構。因此,初中學習無機化學的學習思路無法在高中的有機化學中應用,許多學生在學習過程中因無法轉變思路而對化學產生抵觸心理,從而失去對學習有機化學的興趣。因此,如何讓學生學好有機化學,是高中化學教師的一大難題。筆者通過結合本人高中時代學習有機化學的經歷、多年的化學教學理論學習以及高中化學教學實踐,對高中有機化學的有效教學方法作以一一討論。
一、興趣是學習的第一動力
許多教師在教學過程中往往忽略了這一點,以為教學就是“把知識點教給學生”。事實上,教學應該是“老師教,學生學”的過程。教師在教學過程中應該將學生的主動性放在第一位,注重培養學習學習相關課程的興趣[1]。興趣是最好的老師,它能化“被動”學習為主動學習,使枯燥無味變得生動有趣。學生進入高中后要學習有機化學,它的學習思維完全有別于初中時期的無機化學。許多學習會因無法找到學習有機化學的正確方法而失去對學習有機化學的興趣。而同時,由于學生在高中時期首次接觸有機化學,對有機化學保持著較高的新鮮感。教師應把握時機,及時對學生的這種新鮮感進行升華,使之成為學習有機化學的不竭動力。那么如何調動學生學習有機化學的興趣呢?
筆者認為,調動學生學習興趣的責任在于教師。在教學中,如果教師只是為了迫于教學壓力而不能放開手腳,只能按部就班地向學生“填鴨式”地灌輸知識點,怎么可能激發還生學習有機化學的興趣?呆板的教學方式極易讓學生感到反感,使學生產生逆反心理,對學習產生厭惡感。在學生對有機化學還處于新鮮期時,教師要能夠抓住培養學生學習有機化學的興趣,引導學生在興趣的基礎上做深入的學習與探索。尤其是有機化學這個與生活實際聯系密切的學科,生活中有許多生動的實例可以利用。筆者認為,教師可以利用生活中的實例讓學生明確學習有機化學的目的和培養學生學習有機化學的成就感。向學生介紹有機化學在生活中的重要應用,如家庭用到的洗滌劑、洗發水、洗衣粉起到去污作用的主要成分就是有機物――十二烷基苯磺酸鈉。我們生活中用到的塑料、合成橡膠就是通過石油化工制得有機物單體,然后經過高分子化學得到的。此外,有機化學還涉及到藥物合成、農業、國防科技、航空航天等領域??梢哉f,人類離開有機化學將寸步難行。如此,通過向學習介紹有機化學在生活中的地位和作用,強化學生學習有機化學的使命感和成為一名有機化學家的榮譽感,可以最大程度地提高學生學習有機化學的興趣。
二、適當開展多媒體教學。
不同于無機化學的學習,有機化學涉及到有機物的結構,甚至是三維結構,這需要學生具有一定的空間想象力。此外,有機化學還涉及復雜的反應方程式和反應機理。高中階段,許多教師迫于教學壓力,一節上下來基上處于教師講學生聽的狀態。這種“填鴨式”的教學方式并不可取,許多學生一堂有機化學課下來,完全不知教師所云。多媒體教學在展示空間三維結構、展示化學反應過程以及展示化學反應機理方面具有無可比擬的優勢。此外,多媒體教學在引起學生學習有機化學興趣方面也有許多優勢。在講到有機化合物的結構時,可以通過多媒體向學生演示模型。比如講到化合物成鍵時,可以向學生展示碳、氧、氫和氮等元素是如何互相連結形成有機化合物的。用紅色帶有四個孔的小球代表碳原子,用綠色帶有三個孔的小球代表氮原子,用藍色帶有兩個孔的小球代表氧原子,用白色帶有一個孔的小球代表氫原子,再用一個圓柱小棍代表鍵。同時,向學生解釋碳原子、氮原子、氧原子和氫原子分別可以連接四個、三個、兩個和一個鍵,通過棍與球之間的連接,可以非常直觀地向學生展示有機物的成鍵過程,這就是典型的球棍模型。如講到甲烷的結構時,教師可以事先做好多媒體動畫,先出現一個紅色的小球表示碳原子,然后四根圓棍接在碳原子上表示四個鍵,然后再將四個白色的小球連接在圓棍上,表示形成四個碳-氫鍵,最后就形成甲烷分子。同樣地,可以通過多媒體技術展示甲醇、乙醇、乙烷等等有機物的成鍵過程。此外,對于復雜的有機反應過程,可以通過動畫分割成多個可見的步驟,讓學生直觀明了地“觀察”反應過程。
三、開展探究式教學
有機化學學習不同于無機化學,不能單純地通過記憶達到學習的目的,需要對有機物的結構、官能團的性質以及反應機理有較深的理解。因此,學生的主動思考在有機化學教學中非常重要。傳統有機化學教學方式主要是學生被動接受的授課方式,學生在上課的過程中僅處于接受狀態。利用探究式教學,可以改變傳統教學這一授課方式,調動學生主動參與課堂知識點的思考。在教學過程中引入與知識點相關的實驗,設計合理的實驗方案,通過研究物質的反應與性質,從結構的角度深化學生對相關知識點的認識,誘發學生對相關知識點的思想,從而達到良好的教學目的。例如在講到醇與酸的酯化反應時,許多教師會按教材上的知識點進行教學,即向學生介紹醇與酸之間脫去一個水形成酯,其中醇提供一個氫、酸提供一個羥基,氫與羥基結合形成水。但是,為什么不能是酸提供一個氫、醇提供一個羥基呢?許多學生肯定會有這樣的疑問。因此,在講授酯化反應這個知識點時,教師可以進行探究式教學。即提出假設:假設氫是由酸提供的,羥基是由醇提供的,讓學生進行討論,并讓學生提出進行驗證的方法。這種探究式教學通過誘發學生主動思考,可以達到激發學生學習的熱情,達到良好的教學效果。
四、培養學生學習有機化學的思維
由于有機化學在初中化學中很少涉及,且學習方法也完全不一樣,因此許多學生因為找不到正確的方法而放棄有機化學學習。正確的學習思維,可以讓有機化學的學習事半而功倍,因此教師在有機化學教學的前期要注意培養學生的思維。有機化學教學要讓學生重視有機物的結構,結構決定了有機物的性質,通過對結構的深入理解,可以很容易地記住有機物的性質。總之,無機化學重性質輕結構,而有機化學重結構輕性質,有機化學是從結構出發。
五、培養學生合理的有機化學歸納策略
有機化學知識點多且易混淆,即使老師在課堂上對每個知識點進行一一詳細講解,但學生課后如果不進行合理的歸納,根本無法學好有機化學。筆者認為,老師除了把知識點教給學生,更要教學生如何舉一反三。而高中有機化學的歸納主要還是通過有機物的結構(主要是官能團)進行,不能的官能團決定了有機物不同的性質。如乙烷、鹵代乙烷、乙醇、乙酸、乙醛、乙酸乙酯就可以通過官能團進行歸納總結,輕松地辨別它們的性質。
六、培養學生解答有機試題的方法與技巧
有機化學試題相對繁瑣,但是具有固定的解題思路。老師在教學有機化學知識的過程,同時也要向學生傳授有機化學習題的解題技巧[2]。許多學生不是對有機化學不感興趣,而是因為有機化學題目難解以及有機化學成績差,而失去學習有機化學的信心。有機試題的解答與學習異曲同工,都需要從有機物的結構出發。讓學生養成從有機物的結構出發來解答問題,對題目中涉及的有機物,要看其本質,看其具有哪些典型的官能團,從而辨別屬于哪類物質,最后通過簡單地對號入座即可達到解題的目的。(作者單位:哈爾濱師范大學化學化工學院)
二、有機合成題備考策略
1.有機合成試題??贾R點
近幾年的高考有機合成題大都以信息題的形式出現,考查的內容以高中所學的主干知識為主體,稍加一些大學知識的改進。涵蓋的知識點有重要官能團,比如鹵素原子、碳碳雙鍵(三鍵)、羥基、醛基、羧基、酯基以及結構簡式、分子式、同分異構體的書寫、化學方程式的書寫、核磁共振氫譜確定結構等,這些知識點常以官能團的引入、官能團的消去、官能團的轉換為載體,考查學生對機化學基本概念、基本理論、學科主干知識和綜合能力考查。
2.有機合成試題常考反應類型
主要包括烯烴、炔烴的加成反應、芳香烴的取代反應、鹵代烴的消去與取代反應、醇的催化氧化反應、羧酸的取代反應、酯的水解反應、加聚與縮聚反應。特別是近幾年的有機合成題常會呈現新的反應類型,包括有機人名反應(Wittig反應、Cannizzaro反應、),大學有機反應(羥醛縮合),特殊的有機試劑(格氏試劑)。這類高考有機合成題的新視角其特點是起點高落點低,雖然形式新穎但還是注重考查學生的雙基和綜合能力。
三、有機合成題解題策略和技巧
根據高中化學《考試大綱》和對相關的高考化學試題分析,筆者認為,要想提升學生的有機化學試題解題效率,需要掌握充分的基礎知識,然后再靈活運用,采取正確的解題思路。
1.正、逆思維相結合,突破解題瓶頸
所謂正向思維,就是人們在創造性思維活動中,沿襲某些常規去分析問題,按事物發展的進程進行思考、推測,是一種從已知到未知,通過已知來揭示事物本質的思維方法。而對于有機推斷題來說,就是按照有機物的性質和已知的反應條件,順著有機合成或有機一系列反應的步驟依次推出未知有機物的過程。這種思維方式避免了只憑經驗或盲目無序地解題。例如2013年四川高考有機推斷題:
重點考查學生思維的敏捷性和靈活性,對學生的信息獲取和加工能力提出較高要求。反應1~3可以利用正向思維進行解題,反應物為不對稱烯烴與HBr發生加成反應時產物有兩種,分別是,反應2的條件為NaOH水溶液,可推知該反應為鹵代烴的水解產物為醇。根據前一問A可能的結構可知B也有兩種結構伯醇或者仲醇,根據的結構特點可知B屬于飽和一元伯醇,其結構簡式為。但是反應4~6正向思維很難推知C的結構,利用逆向思維推理會降低解題難度。由G的結構為五元環狀內酯逆推可知F既含羥基又含羧基,F中的羥基是通過與H2加成得到的,可推知E中含有醛基。逆合成分析可知E的結構為β-羥基醛,可推知反應4為羥醛縮合。再根據反應5的特點為酯的水解逆推C的結構中含有酯基,這樣物質C的結構根據逆向分析順利得出,降低解題難度。
2.多向思維,打破解題閉塞、單一的處境
所謂多向思維是求異思維最重要的形式,表現為思維不受點、線、面的限制,不局限于一種模式,既可以是從盡可能多的方面去思考同一個問題,也可以從同一思維起點出發,讓思路呈輻射狀,形成諸多系列。而對于有機推斷題來說,就是學生在做有機推斷題時,從多個方面去思考,進而能找出解決有機推斷題的兩種或幾種突破口。
四、有機推斷題復習備考的啟示
1.構建知識網絡,理解反應機理
有機化學的特點是內容繁雜,知識點瑣碎,若不加以整理歸納,學生學起來比較吃力,且難以掌握。因此在平時的復習備考中應緊緊圍繞《考試大綱》說明,緊扣教材,對各章節知識點引導學生進行歸納總結,以烴和烴的衍生物為主線,根據各類物質的性質,總結歸納出各類物質間的相互轉化的關系,構建知識網絡圖。而有機化學研究的核心是“構性相依”,對有機物參與化學反應時的斷鍵方式的研究是有機化學的本質。所以在復習備考時要指導學生對考綱要求的重點反應進行機理分析,理解有機化學變化的基本規律。
2.注重思維能力的培養,提升學生的信息素養
高考《考試大綱》明確提出:“化學科試題旨在測試考生對中學化學基礎知識、基本技能的掌握情況和所應具有的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力……”其中思維能力的培養是核心。近幾年高考有機合成推斷題信息量大,要求學生具有很高的應變思維能力。因此,要從思維過程的各個環節培養學生對信息加工處理的策略,包括觀察、梳理、篩選、存儲、遷移、類比,提升學生的信息素養;從思維方式來看,要從多角度訓練思維的“互通”性,包橫向思維和縱向思維、正向思維和逆向思維;優化學生的解題思維,提升學生分析問題、解決問題的能力。
一、了解溝通
1.調查了解。學情調查顯示,大多數中職生的化學基礎比較薄弱,覺得化學難學,學習積極性不高??墒墙^大部分學生是想學習知識的,他們往往是看見讓人眼花繚亂的有機物分子結構很費力地預習,結果看不懂,會產生畏難情緒,甚至喪失學好化學的信心。這是中職化學教學必需重視的問題。
2.溝通引導。溝通是人與人之間的信息交流過程。通過學前溝通,了解學生學習化學的困難,做好教學預測,搞好教學設計;通過學前溝通,了解學生的學習心理,找準教與學的結合點和切入點,為循循善誘引導學生進入有機化學知識的殿堂打下堅實的基礎。教學實踐證明,溝通得好,引導得當,不僅可以保護好學生的學習積極性,而且可以吸引那些原來厭學的學生重新回到課堂。
二、教學策略
1.上好緒論,打消顧慮,讓學生揚起希望的風帆。有機化學的第一節課就要打消學生的“恐懼”心理。怎樣打消顧慮?關鍵是上好緒論。老師講完碳原子的成鍵特征、結構式后,一定要讓碳原子的結構這個知識點升華:引導學生總結出碳原子要達到8電子穩定,要形成4個共價鍵,表現在結構式上就是在碳原子周圍要有4根短線,就好像碳原子有4條腿一樣,這就是碳原子的4條腿規則。學生熟練掌握這一知識點后,介紹結構簡式,結構簡式是在結構式的基礎上把同一個碳原子上相同的部分合并得到的,教師就要進一步引導學生會在結構簡式中數出碳原子的4條腿。學生在掌握這個知識點后,老師可以鼓勵學生“你們已經為學習有機化學打下了堅實的基礎,你們可以楊帆起航了?!?/p>
2.把歌聲引入課堂,情景交融,讓學生在快樂中掌握知識。赫伯特·斯賓塞的教育理論提出孩子在快樂的狀態下,學習任何東西都比較容易。歌聲能讓學生快樂,把歌聲引入課堂可達到事半功倍的效果。如學習烷基,烷基是在烷烴的基礎上去掉一個氫原子后所剩的原子團。結合知識的這一特點,我在教學時扮演氫原子的角色唱了一首歌:“輕輕地我將離開你,請將眼角的淚拭去……”歌曲里的“輕”正好與“氫”諧音,“離開”意境相通,后面要學習的脂肪烴基、芳香烴基、氨基等都可以以此類推進行介紹。這樣教學,情景交融,化復雜為簡單,學生記得很牢固。邊唱歌邊學習,寓教于樂,不但活躍了課堂氛圍,更重要的是輕松地解決了難點,開辟了一條全新思維的康莊大道。
3.加強知識點的橫向聯系,構建知識網絡。教材對有機物的命名編排是有層次性的,由淺入深。學生對醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯的命名難以把握,教師要注意加強知識點聯系,找出規律。如脂肪醇、脂肪醛、脂肪酮、脂肪酸的命名與烯烴相似要優先考慮官能團;芳香醇、芳香醛、芳香酮、芳香酸的命名與脂肪族化合物不同,要以側鏈作主鏈把苯環當做取代基;醚和酯的結構特點是碳鏈被非碳原子氧中斷了,醚的命名要從氧原子為起點,看兩邊的基團,兩邊都是甲基叫甲醚,兩邊都是乙基叫乙醚;酯的命名以酯鍵中參與鏈組成的氧原子為起點尋找特征:有碳氧雙鍵的一側的基團是從酸中來,酸是什么酸?另一側連同氧原子是從醇中來,醇是什么醇?命名為某酸某酯(把醇字改成酯字)。這樣,通過知識點的聯系,使學生的知識“縱向”串聯,“橫向”聯系,建構知識網絡,系統化掌握知識。
4.搭建平臺,探究式教學培養學生智能。教學中要保護學生的學習積極性;要精心搭建好知識的臺階,突破教學難點;要培養學生的智能。如對映異構體構型判斷(R、S標記法) 這個教學難點,利用多媒體展示球棍模型,學生能夠判斷構型。但是做練習他們就不會了,為什么?因為習題里有機物的費歇爾投影式看起來是平面的,如何解決這個問題?把費歇爾投影式立體化?必需制作學具。如何制作學具?通過師生共同探討研究,我們發現了利用稿紙做學具的好辦法。如乳酸分子。
第一步:取兩張稿紙分別折成細長條狀,一條代表費歇爾投影式橫線上的兩個基團,一條代表豎線上的兩個基團。把代表橫線的紙條橫著拿在手上,代表豎線的紙條豎著壓在代表橫線的紙條上,交叉點代表手性碳原子。
第二步:代表橫線的紙條往前折出約100°夾角,代表豎線的紙條往后折出約100°夾角,得出一個四面體分子模型。通過動手做學具,很好地解決了平面分子立體化,變抽象為直觀,化深奧為簡單。有了這樣的學具,學生可以輕松地做出構型判斷。探究式教學把問題呈現在學生面前,挖掘他們的潛力,既加深了對知識的理解,又提高了能力,增長了智慧。
5.以實驗為基礎,培養學生的綜合能力。實驗可以培養基本操作技能,培養嚴密的思維。因此要嚴格要求學生細心實驗,注意觀察,縝密思考。首先,要設計好教學方法,引導學生參與討論如何進行實驗?怎么做?為什么?多設計幾個為什么?培養學生的科學思維能力。其次,要討論好實驗報告的樣表,提示實驗觀察點,要求學生做好實驗記錄。再次要對實驗的過程進行引導,減少失誤。最后,要及時進行總結,提升學生的實驗水平。
6.學以致用,讓學生走出課堂。有機化學有廣泛的用途。教學過程中教師要適時啟發學生運用化學的思維解決問題。如學習聚乙烯塑料后,介紹一些有毒塑料,結合生活中人們習慣用塑料袋裝高溫食物的現象,布置學生開展塑料袋的使用與危害調查主題活動,用化學的觀點判斷塑料袋在使用中有哪些危害,怎樣安全使用,進而糾正不良行為,改掉不良的習慣。這些實踐活動提高了學生與社會交往的能力,提升了解決問題的能力,讓學生覺得我們需要化學。
三、反饋與調控
1.認真觀察收集教學反饋及時調控。實施了以上教學策略之后,課堂氣氛活躍了,學生能力得到提高。這時,老師要注意學生的進步,做得好要及時肯定,特別是知識點掌握得不夠牢固的學生,更是要鼓勵。做得不夠好的及時引導、糾正。
2.學生的進步與發展。對教學效益的判斷,主要以學生有無進步與發展作為衡量標準。經過學習,學生能運用有機化學思維進行思考,若干年后還能肯定學習有機化學對工作、生活很有幫助。做到這些,說明我們的教學是取得了好的效果。我認為這樣的教學策略不但傳授了知識,更重要的是培養了學生有機化學的思維和能力,讓學生快樂而自信。
參考文獻:
[1]赫伯特·斯賓塞著.云曉主編譯.斯賓塞快樂教育全書[M].北京:朝華出版社,2011.
前言
高中化學教學的目的,不僅僅是為了讓學生應對考試,更多的是為了激發起學生主動探索化學知識的興趣,見識到化學對于大千世界的作用,從中感受到化學的魅力,從而促進化學知識學習效率的提高。
1.改變傳統的知識灌輸模式
在傳統的高中化學教學中,教師都是采用知識灌輸的模式向學生傳授知識,教師是高中化學課堂中的主宰者,在課堂中起到主導的作用,而學生只是機械的接收知識。高中化學知識點繁多,而又比較分散,知識點之間的聯系不大,比如金屬鈉的性質:Na是一種非?;顫姷慕饘賳钨|,能夠和許多物質反應,例如與S反應能生成硫化鈉,與H2O能劇烈反應,生成氫氧化鈉和氫氣,還原性較強,是由于其原子的最外層電子數是1,很容易失電子。再比如氫、氦、鋰、鈹、硼等元素的原子序數以及電子排布式等。如果學生僅僅是被動的去學習這些化學知識點,就會給自己造成很大的課業負擔,影響對化學知識點的理解與記憶。
教師應該主動的轉變自己在高中化學教學中的角色,改變傳統的知識灌輸模式,引導學生培養自己的主觀意識,加強與學生之間的溝通交流,讓學生主動的掌握化學課堂學習的節奏,更加積極的去學習,這樣才能高效率的學習并掌握高中化學知識點。
2.提高學生的化學實驗操作能力
化學是一門具有實驗性質的學科,縱觀歷史上的重大化學發現,無一不都是在開展化學實驗的基礎上取得的,比如法國著名的女化學家―居里夫人,是在不斷的實驗中,才突破性的發現了釙以及鐳這兩種元素,并獲得了科學界的最高獎項―諾貝爾化學獎。如果學生僅靠在課堂中聽老師講述化學理論、化學原理等,是無法真正的體會到化學物質之間到底是如何反應的,再精準的語言也不如讓學生真正的看到化學實驗現象,體會其中的化學原理。
因此教師在高中化學課堂中,應該多培養學生動手實踐的能力,通過科學的引導,首先打消學生對于化學實驗的恐懼心理,接著對學生進行分組,讓學生通過提前預習明白化學實驗的目的以及大致流程,在課堂中制定一系列詳細的化學實驗計劃,在學生看到實際的化學反應之后,再引入要學習的化學知識點,這樣學生在親自進行操作之后,肯定會對課本中的化學原理等有更加深刻的了解。
3.增加高中化學教學的趣味性
由于高中化學知識點的增多及其難度的增大,很多學生都對高中化學有著較為抵觸的情緒,加之化學教師往往都是用生硬無趣的教學方法、單調的板書等來講述化學知識,這就更讓學生提不起對高中化學學習的興趣。
教師在高中化學教學中,可以采用網絡多媒體教學法,依靠網絡多媒體,能夠將高中化學中非常抽象的化學原理具象化,將課本中對化學反應現象的描述生動化的展現出來。比如,在講化學有機反應的知識點時,其中涉及到消去反應、加成反應、取代反應、氧化還原反應、聚合反應等多種反應類型,每種反應類型中都會涉及到多種有機物,例如CH3COONa、C12H22O11等,這些有機物與平常所接觸到的H2O、CO2等簡單分子不同,它們分子量較大,分子結構比較復雜,學生學習起來會覺得難以理解,教師可以利用多媒體展現這些復雜結構的有機分子,使其三維立體結構呈現在學生面前,或者不同有機分子之間進行反應時,將其反應中分子結構變化的過程都展現出來,這樣就會大大減弱學生對這些復雜有機分子的陌生感,幫助其理解不同反應的過程,加深印象,以便更好的掌握這些有機反應。
4.鼓勵學生發現問題并探究問題
學生能夠提出問題,本身就是對知識的一種思考,教師應該鼓勵學生多思考多提問,主動去探究問題,在發現問題并探究解決問題的過程中得到提高。生活中有很多現象都與化學知識相關聯,教師在上課之前可以根據知識點的類型,設計與生活相關的課題,讓學生在生活中發現問題。
比如在高中化學中,鐵及其化合物的性質是一個非常重要的知識點,而鐵又是日常生活中非常常見的一種金屬元素,教師可以先讓學生對純鐵這種金屬進行觀察,然后提問,學生可能會問老師“展示的鐵是銀白色的,而我們平常所見的為什么是紅褐色的?”,這樣老師就可以引導學生在課本中找尋答案,因為鐵容易與氧氣、水等發生反應,從而生成紅褐色的鐵銹,繼而就可以讓學生繼續探究反應的過程及鐵在其中的作用以及價位的轉變等知識點。
5.提高教師的教學水平與能力
教師直接面對學生,在教學過程中扮演了重要角色,他們的作用不可替代,而教師教學水平的提高就顯得更加重要。為了提高教學水平,教師首先要從自身做起,轉變意識,不能僅僅局限于傳統教學中對教材的熟悉與掌握,更要主動拓展知識面,提高自身能力。教師除利用傳統信息媒介接受化學知識外,要充分利用網絡資源,上網查閱資料后經過消化吸收形成自己的認識,經過長期的總結可達到豐富自身知識體系的目的。另外學校要注意加強對教師的培訓,組織教師學習優秀課程和先進的教學理念,同時構建教師交流平臺,可通過定期舉行交流會等形式促進化學教師直接交流,分享教學心得,實現教學水平的共同提高
6.布置典型精煉的題目
做習題是促進學生理解和掌握知識點的重要手段,但在傳統教學活動中,這一手段被過分利用,學生往往要進行大量化學習題的練習。在保證教學質量同時為了減少學生的作業量,必須對題目進行精心設計,布置典型精煉的題目。題目必須緊扣所學知識點,重點考察學生對知識點的理解和掌握,而不在其他方面設置難度。教師可根據作業情況掌握學生的學習程度并對題目進行詳細透徹的講解,使學生達到做題鞏固知識的目的。
結語
針對高中化學教學,可以從改變傳統的知識灌輸模式、提高學生的化學實驗操作能力、增加高中化學教學的趣味性、鼓勵學生發現探究問題、提高教師的教學水平、布置典型精煉的題目等方面入手,促進學生更加積極主動的去發現問題并解決問題,提高其動手能力,推進高中化學教學改革的順利進行,最終使教師和學生都能在高中化學教學改革中受益。
參考文獻
為了提高有機化學教學的有效性,教師要充分研讀新課改中關于這部分知識的要求,進一步明確新、舊課程中關于有機化學這部分內容在考試中所出現的區別.比如,考點四中刪除了關于二烯烴這個知識點,而增加溴乙烷這個知識,因此教師要及時掌握這些變化,在教學中科學安排教學內容,運用適當的方法開展教學活動,從而提高教學效果.新課標與原教學大綱在培養目標以及編寫意圖等方面出現差別性,這就導致編排體制也有較大變化,因此教師要對比相同的知識點分別在必修與選修方面的要求,從而準確把握這部分內容在教學中的深度.這樣,一方面可以幫助學生高效學習有機化學知識,同時教師可以在比較新與舊版本中進行有效教學;另一方面,教師結合新課標的要求,通過對比不同版本教材,把握知識的廣度,循序漸進地開展有機化學教學,從而提高有機化學教學的有效性.
二、提高有機化學教學有效性
1.重視培養學生的自學能力.無論是在教學還是在考核中,對學生自學能力都要求比較高,因此對于有機化學這部分知識,教師在教學中要重視對學生自學能力的培養.教師可以通過設計一些學案問題,讓學生對所學的知識先有大概地認識,再運用已學知識誘發學生的回憶與梳理.同時,在學案中優化預習任務的安排,幫助學生有針對性地學習有機化學的重難點知識,進而降低學習難度.
例如,在講“乙酸乙酯的制取”時,簡單的制取步驟是:第一步加乙醇,第二步加入濃硫酸,第三步加乙酸.在這個順序中,其密度要先小后大.教師要在學案預習中梳理有關乙醇知識的化學反應機理,總結出乙醇中最活潑基團――羥基上氫,然后在課堂上提問有關乙酸乙酯制取方面的機理,如醇羥基參與反應的過程中易失氫原子的原因,幫助學生理解酯化反應基團變化,最后通過實際操作實驗幫助學生鞏固這部分知識.
2.介紹有機化學的計算方法.在學生剛開始學習有機化學時,對于有機化學的計算是許多學生比較畏懼的部分,因此教師需要在這方面加強教學指導,使學生能夠熟練地掌握有機化學計算的技巧.
例如,某烴在完全燃燒后消耗氧氣和生成二氧化碳的體積比是4∶3,而該烴可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,但是不能使溴水褪色,那么該烴化學式為().
A.C9H12B.C7H8C.C3H4D.C8H10
分析:烴燃燒的產物有兩種:CO2、H2O,從而可以得到其所含氧的量和消耗氧的量之和是一致的,如果在這個過程中消耗4mol O2,那么會產生3mol CO2,而在水中含的氧原子則是2mol(8mol-6mol=2mol),即生成2mol H2O,由此可以得到C∶H=nCO2∶2nH2O=3∶4.因題中缺乏烴的式量,所以根據比例可以寫出簡式C3H4,與被選答案對比之后有A與C可選.又因烴的性質,可以排除C.答案為A.
二、教材分析
“有機化學反應的研究”屬于蘇教版選修模塊《有機化學基礎》專題1的內容。該專題介紹了科學家研究有機物的方法,教材按照有機物組成的研究
有機物結構的研究有機化學反應的研究這樣的順序編排,使得學生對研究有機物的方法有一個系統的了解,而關于有機化學反應的研究不僅鞏固了必修2中所學的有機反應類型,并且對有機反應的本質有了更加深刻的解讀,為后續有機的推斷和有機的合成的學習奠定了更加堅實的基礎。
三、學情分析
學生通過必修2專題3的學習,已經具備了一定的有機化學基礎知識,這對學習本節課提供了必要的知識儲備,本節課中的逆合成分析理論,有機反應機理是屬于大學有機內容,難度較大,需要教師進行簡化處理以適應學生的認知水平。
四、教學目標
1.知識與技能
認識反應機理在有機化學反應研究中的重要性;能用同位素示蹤法解釋簡單的化學反應;知道甲烷鹵代反應、酯化反應、酯的水解反應機理。
2.過程與方法
通過小組討論的方式培養學生的合作意識,通過查閱資料的方式培養學生的收集信息等能力,通過理論與生活、生產、科研的聯系,提高學生解決實際問題的能力。
3.情感態度與價值觀
通過對科學史料的介紹激發學生對科學研究的熱情,增強學生學習化學的動力;使學生了解化學在生產生活中的應用,為學生的職業生涯規劃作指導。
五、教學過程
環節一:有機反應在有機合成中的價值體現
PPT展示 屠呦呦以及青蒿素的分子結構(如圖1所示)。
教師:屠呦呦獲得了2015年的諾貝爾醫學生理獎,她獲獎的原因是什么?
學生:發現了青蒿素。
教師:那么人們是從哪里獲取青蒿素的呢?
學生:從青蒿這種植物中提取出來的。
PPT展示 青蒿素資料。青蒿素是最有效的抗瘧疾藥物之一,目前青蒿素主要從植物黃花蒿中分離提取得到,由于黃花蒿中青蒿素含量極低,加上黃花蒿的種植又會受自然災害、地理條件和種植技術等因素的影響,使得青蒿素的產量并不穩定,對于貧困地區的患者來說青蒿素的價格過于昂貴。
相較于植物提取,科學家想到了依靠有機合成的方法合成青蒿素,讓青蒿素的生產不再依賴于一年一茬的黃花蒿,以保證穩定供應。
總結:通過有機合成可以獲得大量有特殊功能的有機物,如人們現在使用的西藥都是通過有機合成獲得的。作為高中生需要了解有機合成的方法和規律,為將來從事相關職業打好基礎。
設計意圖:以2015年重大科學成就――屠呦呦獲得諾貝爾獎為素材創設情境有利于激發學生的學習欲望,同時借助合成有機物這一載體將本節課的主題“有機反應的研究”滲透其中。
問題探究 乙酸乙酯是一種非常重要的有機化工原料和極好的工業溶劑,可用作香料。如何合成乙酸乙酯?
學生1:乙酸和乙醇通過酯化反應得到
學生2:將乙醇先氧化得到乙醛,再將乙醛氧化獲得乙酸,最后將乙酸和乙醇酯化。
學生3:乙烯先和水反應生成乙醇,乙醇再氧化得到乙醛,乙醛氧化得到乙酸,最后乙酸和乙醇酯化。
教師:那么選擇哪種原料好呢?
學生4:第1種方法好,因為步驟少。
學生5:第3種方法好,因為乙烯原料廣泛,成本低。
教師:很好,合成有機物選擇的原料應滿足廉價易得,綠色環保的要求。
設計意圖:合成乙酸乙酯沒有直接給出原料,有一定的開放性,有利于拓展學生的思維。通過比較幾種原料,使學生認識到合理選擇原料的重要性。
環節二:有機反應研究的重要方向――反應機理
1.酯化與水解反應的反應機理
教師:有機反應是有機合成的基礎,對于有機反應哪些方面是值得我們研究的?
學生1:反應類型、反應條件、影響因素。
教師:從微觀角度分析,乙酸和乙醇酯化時的斷鍵情況如何?
學生2:酸脫羥基、醇脫氫。
教師:如何通過實驗方法證明呢?
學生3:同位素示蹤法。
教師:很好!同位素示蹤法是研究反應機理的有效方法之一,請同學們描述一下實驗方法。
學生4:將乙醇中的氧原子用放射性的18O標記,反應后觀察18O是在水中還是在乙酸乙酯中從而判斷斷鍵的位置。
教師:同位素示蹤法是由匈牙利化學家海維西獲發現的,他也因此獲得了1943年的諾貝爾化學獎。
設計意圖:以乙酸和乙醇的酯化反應為例,教師分別從濃硫酸的作用、反應溫度、乙酸乙酯的產率、乙酸和乙酸的斷鍵情況等角度引導學生認識到有機反應可以從反應條件、影響因素、反應機理等方面去研究。同時介紹同位素示蹤法的發現者海維西獲得諾貝爾化學獎,讓學生體會到科學研究需要創新意識。
2.甲烷和氯氣的反應機理學生活動 書寫甲烷和氯氣反應的方程式(反應物和生成物均用結構式表示),并描述甲烷和氯氣反應的實質。
學生:甲烷和氯氣的反應屬于取代反應,甲烷中一個碳氫鍵斷裂,同時氯氣中的氯氯鍵斷裂,氯氣中的一個氯原子代替了甲烷中的一個氫原子,生成了一氯甲烷和氯化氫。生成的一氯甲烷繼續和氯氣發生類似的反應生成二氯甲烷和氯化氫,以此類推分別生成三氯甲烷和四氯甲烷。
教師:甲烷和氯氣按體積比1∶4混合,反應后產物的成分是什么?
學生1:只有四氯甲烷和氯化氫。
學生2:有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷及氯化氫。
教師:到底是哪位學生正確呢?下面我們就來研究一下這個問題,請同學們思考甲烷和氯氣是否是同時斷鍵,同時交換原子呢?(展示表1中數據)
學生:由于氯氣中的氯氯鍵比甲烷中的碳氫鍵鍵能更小,因此更容易斷裂。
教師:很好,請同學們觀察一下甲烷和氯氣反應機理的圖片(見圖2),并根據微觀符號描述一下該反應的歷程。
學生:光照后氯氣分子首先發生斷裂生成氯原子,氯原子和甲烷分子碰撞生成氯化氫和?CH3,?CH3再和氯氣分子碰撞生成一氯甲烷和氯原子,氯原子接下去又發生碰撞,從而使反應延續下去。
教師補充:化學家對氯氣和甲烷的反應提出如下的假設:
自由基理論很好地解釋了甲烷和氯氣產物的復雜性,隨著科技的發展自由基反應已經不再是一種假設,利用電子順磁光譜可捕捉到反應過程中自由基信息,證實了自由基歷程的真實性。
設計意圖:甲烷和氯氣反應產物眾多,學生在沒有學習該反應的機理前往往會認為書本上甲烷和氯氣的反應是逐步進行,通過自由基反應機理的學習可以有效地糾正學生的這一錯誤觀點,并且使學生認識到學好反應機理的重要性。
學以致用 已知有機分子中同一碳原子上連接兩個羥基是不穩定的,會自動脫水。
請在方框中填寫加氧氧化的中間產物的結構式。
要證明這兩種過程哪一種是正確的,我們仍然準備用同位素原子示蹤法。用18O2和銅催化劑在一定的溫度下氧化乙醇,下列有關說法中正確的是
(填字母序號)。
A.若18O只存在于產物H2O分子中,則說明醇的氧化是按①的過程進行
B.若在產物H2O分子中含有18O,則說明醇的氧化是按①的過程進行
C.若在產物乙醛分子中含有18O,則說明醇的氧化是按②的過程進行
D.若醇的氧化按②的過程進行,則18O只能存在于產物乙醛分子中
設計意圖:及時鞏固反應機理以及同位素示蹤法等相關知識點,做到學以致用。
環節三 逆合成分析理論的具體應用
交流討論 對于較復雜的有機物的合成,美國化學家科里提出的逆合成分析理論可以給我們提供幫助。逆合成分析法即分析目標分子結構,斷開化學鍵將其拆解為更簡單、更容易合成的前體和原料,從而完成路線的設計。請同學們找出下列有機物的斷鍵位置并推測合成原料。
學生:高聚物可以斷開主鏈2號碳和3號碳之間的碳碳鍵,推測出原料為乙烯和丙烯。環酯可以斷開酯基中的碳氧鍵,推測出原料為乳酸。
能力提升 草酸二乙酯是合成醫藥的重要中間體,請你以乙烯為原料采用逆合成分析理論推導出合成該物質的方法。
寫出有機合成路線圖。
設計意圖:逆合成分析理論是有機合成的重要理論之一,但僅僅介紹該理論并不能使學生有深刻印象,通過分析幾個常見有機物的合成方法,將逆合成法的思路應用到具體的實例中去,有利于提高學生的有機推斷能力,也使學生明白該理論在有機合成中的重要意義。
六、板書設計
七、教學反思
1.本節課的部分教學內容不屬于高考考試范疇,因此有很多教師將教材中的這塊內容簡單處理或者忽略不講,其實從教材的編排上看本專題是要告訴學生研究有機化學的方法是什么,以及過往的化學家是如何研究有機化學的,因此該章節更多的是側重于過程與方法以及情感態度價值觀的教育。學生在高一已經學習過必修1中的有機化學,該專題內容既是對高一內容的總結又是對后續不同種類有機物的學習做鋪墊,同時也將高中有機化學和大學有機化學相銜接,拓展了學生的視野,有利于學生對將來是否從事有機化學研究提早進行職業規劃。因此筆者認為本節內容不僅不能舍棄,還應充分挖掘教材中的素材,力求使課堂教學更加飽滿,更加有內涵。
近幾年來,計算化學軟件逐漸得到了人們的重視。在大學有機化學的教學中,它能夠通過傳統的平面符號將深奧的化學信息傳遞給學生,并加強他們對化學結構的理解。另外,傳統的教學方式已經不能夠滿足學生對知識的需求,只有結合現代化的輔助工具,才可以達到提升學習效率的目的。
1計算化學軟件在大學有機化學教學中的應用
(1)計算化學軟件在立體模型方面的分析方式。從本質上來講,分子立體結構的教學在有機化學中是必不可少的。但傳統的方式中,教師僅僅用單一的構圖法對知識點進行規劃,來將其中的規律呈現在他們面前。這種方法不僅復雜,增加了教師的任務量,也無法使學生徹底的理解知識,并產生了負擔。同時,一些想象空間缺失的學生更無法將立體結構展開,體現“具體問題具體分析”的合理性??梢娫谟袡C化學中計算軟件的應用是必不可少的。首先,大學化學中的重點就是有機化合物的分子結構分析。它能夠從化學反應的基本原理出發,構建物質之間的基本聯系,并體現其中的演變過程。因此,教師可以通過分子結構的剖析,利用計算軟件將排列方式呈現出來,并在多媒體中進行模擬教學,體現教學方法的靈活性。例如:在甲烷分子的構想過程中,教師則可以利用office中的3D處理功能,構建一個立體結構的演示過程,并將分子模型進行優化。同時,為了能夠將動態過程體現出來,教師也可以通過“Flash”動畫模型的建立做出C-C的360度旋轉過程,改變分子形態中的二苗角,來完成計算軟件中的曲線剖析動作。最后,教師要利用Gaussian03軟件實現分子關聯性講解。將每一分子作為一個數據節點,利用掃描功能對每一部分進行分析,并將對應的勢能曲線表達出來。這種教學方法的好處在于能夠使學生從全方位看出分子的構象規律,并實現曲線的交叉變換,令他們掌握乙烷的穩定排列形態。(2)計算化學軟件對分子光學模擬的分析。有機化學的學習目的是令學生能夠用更加全面、靈活的眼光來分析宏觀與微觀世界。因此,為了體現內容的多樣化,教師可以將光譜理念引入到其中。首先,傳統的有機化學學習方式主要是以引入儀器的方法來完成,但這些化學輔助工具卻無法將有機物分子展開。針對這種情況,教師要利用計算軟件進行知識解析。首先,在操作過程中教師以Gaussian03軟件為主,以功能的設定為具體方向,對分子光譜進行預測及模擬。例如:在有機分子紅外光譜的學習中,教師利用互動模式將學生帶入到課堂學習中,將他們兩兩分為一組,并在建立好的模型上進行演示。而學生要根據模型中的振動頻率將關鍵詞Freq輸入進去,在文件的處理界面中選擇“演示”字樣,系統則會選定一個基本頻率,以分子振動節點為中心,制定相應的光譜。學生只要點擊系統中的“開始”選項,多媒體就會將化合物分子中的伸縮振動過程、光譜曲線、結構對應方向逐一體現出來,實現了教學的動態化。再如:在雙分子親和的教學中,教師要首先建立好相應的計算模型。系統會依照分子之間的運動頻率確立核定方式,并將分析中所呈現出的關鍵詞運用到其中。最后,計算軟件能夠進行分子常態的設定,學生可以從中看出離子的分散過程以及試劑的投入順序。同時,教師要結合其中的重點內容將相關的理論知識融入進去,使學生根據總結出反應中呈現的狀態,并以小組討論的方式整理好雙分子親和中的關鍵點。最后,教師以小組為單位進行逐一評定,選取其中比較優秀的一組進行獎勵。
2計算化學軟件在大學有機化學教學中的意義
(1)深化學生對知識的理解。有機物特性分子在化學教學中是必不可少的。但這部分內容也是學習中的難點,如何將化學知識與其物理特征聯系在一起,并直觀的呈現在學生的面前是教育的關鍵。例如:以HOMO化學概念的學習為主,教師只有將分子組合或分裂的排序過程中展現出來,學生才能夠真正依照其運行軌跡進行知識學習。而以計算軟件為主的教學方式則可以滿足這一要求。教師可以在建立基本模型的前提下選擇一條分子排列軌道,將演示內容直觀、清晰的呈現在學生的面前,深化學生對知識的理解。(2)促進教學方式的轉變。由于有機化學的難度逐漸加深,單一的繪圖方式已經無法滿足學生的需求。因此,教學方式的轉變是必然的,也是現代化教育的結果。計算軟件能夠將分子的構成式逐一展現出來,并將平面圖像變為立體形狀。因此,如果教師想要適應時代的發展,就要提升自身的教育水平,學習計算化學軟件,并令其在課堂中能夠得到良好的應用。同時,這種方式也減輕了教師的課業任務,節省了繪圖與版面制作的時間。從學生的角度來講,這種教育模式可以為他們帶來新鮮感,激發起學習的興趣,促進自身能力的提升。
3結語
綜上所述,本文主要從兩方面入手。第一,以計算軟件的應用作為切入點,對其在有機化學教學中的應用進行闡述。第二,探究了計算軟件在化學課程中的意義。從而得出:教師要改變原有的教育理念,將現代化的多媒體技術應用到其中,以達到教育創新的目的。同時,計算化學軟件能夠將抽象的知識結構以直觀的方式呈現在學生的面前,有利于學習效率的提升,也可以實現知識的深化,為人才的培養奠定基礎。
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比如將高一化學中學到的鹵素的某些知識點融合到宋代著名詞人李清照的《一剪梅》中。
一剪梅·鹵素
鹵素單質皆劇毒,
棕溴揮發,紫碘升華,
氧化隨核增逐弱,
氟氫最穩,碘氫最強。
與堿反應見通式,
首鹵化物,次鹵酸鹽,
鹵銀不得把光見,
溴銀色鏡,碘銀降雨。
鹵族元素單質F、Cl、Br、I、均是有毒物質,氟和氯都是“氣”字旁,因此為氣體,溴“氵”旁為液態,碘“石”旁為固態。溴為棕色且易揮發,碘為紫色且易升華。
鹵素最外電子層上有7個電子,在化學反應中容易得到1個電子形成8電子的穩定結構,因此化學性質很活潑。從F到I,由于核外電子層數逐漸增多,對最外層電子的引力減弱,其得電子的能力也減弱,導致氧化性逐漸減弱。
鹵素單質與堿的反應通式為:生成鹵化物、次鹵酸鹽和水。鹵化銀一般見光易分解,因此常被用于制作感光材料,如含有溴化銀的變色玻璃,人工降雨用到的碘化銀都是利用了鹵化銀的感光性質。
又如硫元素有多種化合價且形成的化合物也繁多,性質又各異。因此采用律詩的形式:
硫
負二正四正六零,
氧化還原自縱橫,
低價還原高氧化,
中間兩路皆可行,
臭雞蛋味硫化氫,
與氧反應分缺盈,
高價濃酸強氧化,
外加吸脫兩特性。
硫元素的常見化合價有,由于其有眾多的價態,因此能發生多種反應。其反應類型多數屬于氧化還原反應,低價態的S可以失電子顯還原性,高價態的S可以得電子被還原顯氧化性,則中間價態的S便既得電子又失電子,因此還原性和氧化性兼而有之。處于低價態的S形成的化合物HS有臭雞蛋氣味,有還原性,與O反應分成兩種情況:
處于高價態的硫形成的化合物HSO有強氧化性,而且具有吸水性和脫水性。
有機化學是化學的一個重要組成部分,其中烴是有機化學中的基礎知識,對于接觸多年無機化學的學生來說,剛學有機化學部分會有些吃力,所以烴的學習則是學好有機化學的基石。我們可以將有機分類的知識運用到詞中,如:
菩薩蠻·烴
烴類只含氫和碳,
烷烯炔芳分類談,
雙鍵名曰烯,
單鍵稱作烷,
含苯是芳香,
炔類含叁鍵,
何需死硬記,
從古至今,無論學習什么,都應該學會探索和總結。而在中學學習中,不管是普通化學還是有機化學,安排教學時間相對比其他學科都晚一些。新鮮的事物特別能引起人的興趣,對待新的改革課程,在教學中應利用這種優勢來引發學生的積極性,從而使學生主動探討這門學科。
一、推陳出新
照搬教材的教學方法已經被淘汰,教師的教學方法雖然是來自教科書,但是也應鉆研新教學方法,提出學習新招式。對于新課程教學,大家都是摸著石頭過河,當應用在實際教學課程中時,才能發現問題,完善新教學方法。
新課程改革的有機化學,相對未課改之前的課程,難度系數相應增大,對教學要求也對應提高。雖然新課程相對難度增大,但是由于系統性也相對增強。教師教學也能系統化,但也不能對學生要求過高。應讓循序漸進代替教學中的一蹴而就,積累新的教學經驗,通過師生之間的共同學習,取得共同進步。對于新課程,大家都不熟悉,各個教師的理解也各不相同,教師的教學行為直接影響學生的學習。而今的教學不是讓學生適應老師,而是讓師生相互適應,這樣的方式才能讓學生容易接受,在學習知識時更輕松。教學應以鼓勵為主,要化被動為主動。教師不是單純給予學生知識,而是引導學生主動吸取知識。無論課內還是課外,可以設立些提建議環節,爭取讓每位學生都滿意教學,增強學生學習積極性。
二、把學科當成興趣
讓學生對學科產生興趣來主動學習,是每個學科教學成果的最好體現。應該把學習當成興趣而不是當成任務。而引導學生產生興趣就是教師需要努力探討的難題。培養興趣的產生,有多種方式,其中最常用的方式是進行生動有趣的實驗。實驗課時的增加也說明了應該培養學生產生學習興趣。教學時興趣小組的設立就是一種較好的培養興趣方式。興趣小組活動講究主動性和實操性,不僅給予學生新的課程體驗,還能讓學生更深體會化學的具體性。興趣不是一兩天就能養成的,需要教師在教學中堅持。在各種教學活動中,應適當增加活動的競爭性,有競爭才有動力。但是競爭不等同于增加學生學習壓力,這就需要教師把握教學的深度,盡可能讓學習輕松化。無論以何種方式培養學生興趣,都應注重學生的主觀思考能力,讓學生樂于學習來提高學習效率。
三、實操性培養
實操性,就是實際操作能力。學生的培養不僅指的是學習能力培養,更重要的是綜合素質的培養。有機化學這門課,作為一門科學,相對比其他學科都更為抽象,只有實驗課才能化抽象為具體,才能發展學生的動手創新能力。新課程本就吸引學生學習,但是一旦深入學習,這門學科就更為抽象,最終有可能使興趣都喪失。教學實驗課的增加就不失為一個很好的培養學生興趣的方法。實驗中一些有趣的化學反應,更能吸引學生探討學習。由于化學實驗的一些危險性,在教學實驗課程,教師應提醒學生保護自己,在安全前提下進行動手操作。只有通過實驗操作才能理論聯系實際,對理論知識有更深刻的記憶??茖W素質的提高依靠實驗摸索。面對一板一眼的教材,實驗教學更能引人入勝,培養綜合素質強的學生。
實際操作能力也不僅體現在實驗課當中。在課堂上,教師應提供化學有機模型。對于有機物模型如何組合拆分、轉變,應讓學生自己動手。通過自己的制作和組裝,了解有機模型,深刻認知,還能激發學生興趣,使教學活動更吸引人。
四、實施多媒體教學
現今多媒體越來越盛行,采用多媒體教學,有助于學生對化學結構由抽象到具體化,促使學生創造性思維。多媒體教學,有助于放映有機模型,使理論知識不僅在文字描述,還能在影象中表現,具體化了理論知識。在備課、教學中,利用多媒體方式,更方便表現知識網絡化和清晰化,使教學系統化。課后,還可以給學生打印課件上的知識點,使學生方便復習,更容易掌握知識。由于多媒體教學的方便性,課上教學不用花時間排版,因此課堂時間能得到充分利用,教學效率相應也能提高。
雖然多媒體教學比較生動,但是也不能讓其完全代替課堂教學。相對教師的板書,PPT呈現死板。在學生學習放映當中,遇到知識難點,教師也應書寫板書,聯系PPT做更詳細的講解。教師教學是利用多媒體,而不是依靠多媒體。電子多媒體教學的盛行,在教師的合理利用下,優化PPT教學,才能提高課堂效率。
五、總結性學習
教學都是由簡入深,學習不能撿了芝麻,丟了西瓜。很多學生都是學了后面忘記前面,甚至于消極學習,這就需要學習者學會總結歸納,串聯記憶。有機化學中有機物有相似特點,課堂應緊跟教學思路,在課外應懂得總結歸納,自行整理筆記,形成系統化,通過自己的方式整理才能形成深刻記憶。
化學內容本就抽象,加之化學思想的豐富性,使得化學這門課難以掌握?;瘜W作為理科,又跟其他理科科目不一樣?;瘜W知識點多,需要記憶的也多。由于化學思想豐富,跳躍性大,就單純的背誦,并不能把化學學好。有機化學知識點多,而且零散,增加了學生學習的難度。利用多媒體教學,有利于使化學知識網絡化,教師應通過PPT引導學生總結、整理。多以學生的角度考慮教學,讓學生總結性地學習才能掌握知識。
總而言之,無論有機化學教學策略是新是舊,最終的目的都是培養綜合素質強的人才。課改在不斷實行,傳統的教學方式已經逐漸被淘汰。新的教學方法不斷顯現,如何使教學順利有效進行是一個永恒的難題。教學策略應該推陳出新,不斷完善來解決這個教學難題。教學是一個不斷積累、不斷改革的過程。只有在教學實踐中不斷地總結反思,因材施教,才能優化教學活動。