王帅
摘 要:针对大学有机化学存在教学内容多、理论难记忆、知识点分散、有机反应式多、反应条件复杂,使得学生容易混淆重要知识点,对有机化学产生抵触和畏难的问题,结合自己的实践教学经验,提出了“总结性教学”这样的改进教学思想和理念。通过边学边总结的方式引导学生理清知识点和教材的脉络,使学生对繁多的反应式和复杂对机理重拾自信,激发学生对有机化学的学习热情,提高学生的综合能力,强化学生对知识的吸收,真正做到有效提高教学效果,提升教学质量。
关键词:有机化学 教学改革 总结性教学
有机化学这门学科在大学教育中占有着不可替代的地位,尤其在理工科专业,有机化学是一门重要的基础课程,是构成学生理论知识体系的不可缺少的重要组成部分,为后续课程的学习以至毕业后的工作提供良好的基础和实验技能。[1]
有机化学作为化学学科中涉及最为全面的领域,已经广泛渗透到生命科学、材料科学、环境科学等诸多领域中。其内容的不断丰富给有机化学的教学与实践提出了新的挑战。而如今的大学有机化学存在教学内容多、理论难理解难记忆、知识点分散、有机反应式多、反应条件复杂,使得学生学习这门课的时候,很容易混淆重要知识点,从而对有机化学产生抵触、害怕、畏难的思想,不但不能提高当代大学生对有机化学的学习积极性,而且学生对知识的吸收程度将会越来越低,严重影响这门课程的学习效果。尤其是生物系的有机化学课,课时量少,但只是覆盖面却跟化学专业的大纲相近。为确保教学质量,同时注重学生素质的培养和创新能力的提高,打破传统的单一的教学方法,寻求一种新的教学模式是至关重要的。针对这样的问题,我提出自己在教学中认识到的一些经验。
传统的课堂教学主要采用教师和课本为中心的教学模式,老师往往严格按照教学大纲进行备课准备,在课堂讲授时也会严格按照教科书知识点顺序传授给学生。我觉得这样的教学方式缺乏总结性,比如同一类型反应的总结、同一理论的总结以及同一实验结果的总结等等。而学生在学习的时候面对众多化学反应、众多反应条件、众多理论并不能准确的对整本书的相同知识点进行总结,这就容易使学生感到枯燥和混乱,从而导致学习兴趣下降,影响了课堂教学效果。所以我认为可以在课堂上加入总结性教学课堂来引导学生,使其对有机化学的知识脉络更加清晰,对有机化学的学习更加有信心,提高对有机化学的学习兴趣,也能强化学生对知识的吸收。
一、同一反应类型的总结
在有机化学教材中有很多同一类型的反应,最简单的也是学生刚接触有机化学学的反应就是烯烃的马尔可夫尼可夫规则的反应,也叫“马氏规则”的反应和“反马氏规则”的反应。这一部分知识主要是对烯烃的加成反应类型进行总结。马氏规则就是当不对称烯烃受到加成时,氢原子主要加到含氢较多的碳原子上。在总结时,可以为学生指出,马氏规则的加成反应一般都发生在以酸为反应物或是催化剂的基础上,酸中的H+或是以酸为催化剂中的H+会和电子云密度较高的碳原子结合,而仅以碳、氢组合成的不对称烯烃中,电子云密度较高的碳原子正是双键两边含氢较多的碳原子,这就条理清晰地理解了这个知识点,甚至避免了死记硬背。由于这一部分知识在同一章节,所以总结起来比较容易。[2]
二、同一反应机理的总结
在有机化学中,反应繁多,而每一个反应都有相应的反应机理,这些反应又分散在各个章节,学生在学习过程中很容易混淆,记乱。适当的加一节总结课对知识的吸收将有很大帮助。在学习卤代烴的亲核取代反应时,第一次接触了两个重要的反应理论,即SN1和SN2反应机理。当反应速率同时与两个反应物浓度相关,称这类反应为双分子历程,其机理为SN2反应机理;当反应速率只与一个反应物的浓度相关,称这类反应为单分子历程,其机理为SN1机理。SN2机理的取代反应主要发生在一些空间阻碍小的分子,从而使分子发生构型翻转;而SN1机理的取代反应主要是先生成稳定的正碳离子,再接受进攻试剂在分子平面两端的进攻,从而生成一对对应异构体。除了卤代烃的取代反应以外,其他章节依然存在类似SN1和SN2反应机理的反应,这就需要老师及时给学生做好总结,以免边学边忘。其中就有醇与卤化氢的反应,实际上这类反应正好是卤代烃水解反应的逆反应,只是进攻试剂由OH-换成了卤素负离子,其实质发生的依旧是取代反应。除此以外,还有不对称环氧化合物在醇存在条件下的开环反应,同样存在类似SN1和SN2的反应机理,而这里往往是学生容易忽略的。在碱性条件下直接进攻空间阻碍小的碳原子,而在酸性条件下,H+要先与氧原子结合,然后生成稳定正碳离子,最终完成反应的。同样还有醚的分解反应,第一步在酸性条件下都是H+先与醚中的氧原子相结合,如果醚的一端存在能够生成稳定正碳离子的基团(比如叔丁基),那么就会发生类似SN1的反应机理,直接断键生成正碳离子,反之则发生类似SN2的反应机理,进攻试剂会从空间阻碍小的位置进攻从而发生醚键的断裂。这些反应都在不同的章节,分着讲也无可厚非,但如果适当总结,教学效果会事半功倍。
三、同一实验结果的总结
在有机化学反应中,有许多反应都能得到相同或类似的反应结果。最典型的例子就是增加碳数的方法。比如增加一个碳的方法,第一个接触的反应就是卤代烃与格氏试剂的反应,形成的中间体在与CO2反应从而得到增加一个碳的酸。除此反应外,在其他章节仍然有增加一个碳的方法,比如一些有机物被氰基取代后水解,同样能得到增加一个碳的酸。如果不及时总结,非常影响学生在做合成题的思路和效率。
综上所述,在大学有机化学教学中适当加入总结性教学课堂是一种全新并实用的有机化学教学思想和教学理念。这种总结性教学理念能够引导学生理清知识点和教材的脉络,不仅重视总结能力培养、更重视素质教育的观念,使学生不会再被繁多的反应式和复杂对机理感到混乱和畏惧。这样的教学改革理念可以激发学生对有机化学的学习热情,提高学生的综合能力,强化学生对知识的吸收,真正做到有效提高教学效果,提升教学质量。
参考文献
[1] 邢其毅, 徐瑞秋, 周政. 基础有机化学[M]. 北京: 高等教育出版社,1980.
[2] 汪小兰. 有机化学(第四版)[M]. 北京: 高等教育出版社,2005.