有机化学课堂中激发学生学习兴趣的教学探索与实践

2017-04-10 06:30静,赵
山东化工 2017年23期
关键词:亲核化合物内容

张 静,赵 宇

(中国海洋大学 化学化工学院,山东 青岛 266100)

有机化学是高校化学、药学、食品等专业不可缺少的专业基础课程之一,主要讲授有机化合物结构、性质、制备等反应原理和基础知识,有机化合物种类繁多,而且很多反应都依赖于反应条件而变化,使得有机反应似乎无规律可循。使学生感觉有机化学内容复杂、理论性强、枯燥乏味,从而导致学习兴趣下降,严重影响教学效果。孔子说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”只有通过提高学生对有机化学的兴趣,才能达到满意的教学效果。而学生对课程兴趣的大小,主要取决于任课教师的培养。因此,根据有机化学的课程特点和要求,结合十几年来讲授有机化学的教学实践,在保证教学质量的前提下,在提高学生学习兴趣及课堂效率等方面进行了一定的探索和实践,并提出了自己的几点体会。

1 丰富绪论课内容引起学生兴趣

有机化学的绪论课内容主要涉及各种概念、定义及枯燥的理论等,如果只围绕课本内容讲授,很难激起学生学习有机化学的积极性。因此,要调动学生学习有机化学的积极性,第一堂绪论课上让学生感受到这门课的必要性和重要性就显得尤为重要。为了提高学生的兴趣,在授课过程中我们不断补充增加了以下几个方面的内容。首先通过网络等途径收集一些相关资料,结合生活实际,图文并茂地介绍有机化学学科对人类生活和社会发展的重要性,具体到有机化学对生命科学、环境科学、医药学等方面的作用,让学生体会到有机化学对人类社会的贡献以及学习有机化学对自己学习后续专业课程的重要性。

此外,为了突出有机化学的重要性,绪论课中还介绍了有机化学学科获得诺贝尔化学奖[1]的情况。首先讲述了诺贝尔的事迹及诺贝尔奖的设立过程。就诺贝尔化学奖而言,至2016年共颁发107次,其中60%以上的诺贝尔化学奖授予了在有机化学研究方面有突出贡献的科学家,如2005年的烯烃复分解反应及2010年有机合成中钯催化交叉偶联反应研究。随后又给大家介绍了几个对有机化学发展做出重大贡献的科学家如生物化学的创始人德国化学家埃米尔·费歇尔、现代有机合成之父-美国化学家伍德沃德等。这些数据和科学家的事迹,像听故事一样把大家的注意力吸引到课堂上,同时也使学生对有机化学的重要性有了初步认识,对学习有机化学产生了一定的兴趣。

2 联系高中有机化学知识,增加学生学习兴趣

大家在进入大学之前高中的学习中基本上都对有机化学进行了一定程度的学习[2]。大学和高中有机化学授课内容基本上都是按照有机化学官能团分类讲解每一类化合物。只是在高中时主要学习每类代表化合物的物理及化学性质,对化合物的结构只是简单介绍,对反应机理涉及的更少。大学有机化学是对高中知识的拓展与深化,更加注重引导学生从化合物的结构去分析和学习各类化合物反应问题。在多年的教学过程中发现,化合物结构和机理内容比较抽象,也是学生学习中的重点和难点。因此,为了让学生更好的接受新的知识和学习思路,教师需要找到学生已有知识和新知识之间的切入点,把高中的相关知识作为一个“桥梁”,引导学生把新知识与原有相关知识联系起来,使学生充分认识到新旧知识间的联系与区别,以更好的理解和掌握新知识。例如醇的内容,高中学习以乙醇作为代表进行学习,包括乙醇和金属钠、氢卤酸的反应,脱水反应,氧化反应等。通过高中学习,学生对醇类化合物的弱酸性、亲核取代等反应都有了基本的了解。因此,在此基础上,大学老师在授课过程中要充分利用学生已有的知识。如讲解醇的弱酸性时,先采用提问的方式,“如果分别向盛有乙醇和水的烧杯中,加入一小块钠,会有什么现象?两个烧杯有差别吗?”这时就把学生注意力吸引过来,学生会回忆起高中的实验现象和无机化学中金属钠和水的反应现象,回答出两者都会有氢气放出,与水的反应剧烈。这时老师再顺势进一步提问:“为什么乙醇和水都可以和钠反应,放出氢气?为什么水与钠的反应更剧烈?”这时候再和学生分析乙醇与水的结构的差别,加深学生印象。

总之,大学老师先带领学生复习学生熟悉的内容,再设置相应的问题,多问“为什么”,可以使学生由被动变为主动,大大激发学生学习兴趣。

3 理论与实践相结合,利用趣味性语言为教学增色,激发学生兴趣

有机化学知识在生活中应用广泛,将身边的化学物质、生活中的化学以及有机化学学科近几年取得的重大进展引入课堂,使学生知道我们的衣、食、住、行都与有机化学密切相关[3],有机化合物是人类日常生活中一刻也离不开的必需品。在教学中,如果能将有机化学知识和生活中的大家熟知的现象结合起来,可以使得学习变得轻松、具体和亲切,大大激发学生浓厚的学习兴趣,进而做深层次探讨。如讲醇的氧化反应时,让学生根据醇的氧化反应设计一款酒精测定仪,学生非常感兴趣,纷纷出谋划策,讨论各种氧化剂氧化乙醇的性能差别,并分析出利用乙醇氧化设计的酒精测定仪的优缺点。在醛酮的亲核加成反应,课堂设计时,先播放了一组有机玻璃的制品,让学生讨论它们是由什么材料制备而成的,学生马上来了兴致,说是有机玻璃。然后再让学生找找身边有机玻璃的制品,这个时候开始再讲解有机玻璃在我们生活中的重要性,那目前工业上怎么来准备呢?逐步引入丙酮和氰化钠的亲核加成反应及工业制备有机玻璃的反应过程及原理,加深了学生的印象。

另外在讲课过程中还注意恰当运用趣味性教学语言,来提高和激发学生的兴趣。生动形象、通俗易懂的语言,可以提高学生对教学信息接受和反馈的效率,也会使学生喜欢上课,乐于听课。比如讲解碳正离子的稳定性顺序时,除了利用电子效应解释外,还可以总结为,正电荷越分散,碳正离子就越稳定,简单概括为“有福同享、有难同担”。在讲解卤代烃的SN2反应的立体化学特征时,通过用多媒体课件演示瓦尔登转化后,指出瓦尔登转化就像一把雨伞在刮大风时被吹翻过来一样。这种方式让学生在轻松的语言环境中掌握了重点,加深了印象,达到了非常好的教学效果。

4 应用有机化学食品安全等案例引起学生兴趣

食品安全的很多问题与有机化学联系紧密[4],只要在相应内容花费几分钟的时间,就能激发学生学习有机化学的兴趣及探索欲望。如学习立体化学内容时,可结合“反应停”事件。“反应停”是一种合成药物,学名肽胺哌啶酮,而实际上反应停药物中包含的两种不同构型的光学异构体,只有(R)-异构体起镇定作用,而(S)-构型异构体则有致畸作用。醛酮章节可以引入“吊白块”,虽然国家明令禁止在食品中加入甲醛,但是,还是有一些不法商贩采用“吊白块”处理水产品、米粉和面制品等。“吊白块”是通过甲醛和饱和亚硫酸氢钠发生亲核加成反应制得,这些内容讲解就把甲醛性质及醛酮亲核加成反应重点内容结合起来,使得学生印象深刻。学习杂环化合物内容时,穿插三鹿毒奶粉事件,讲解奶粉中为什么可以添加三聚氰胺?介绍三聚氰胺的结构性质及毒性,达到良好的听课效果。

很多食品安全问题都源于对有机化合物的滥用,通过讲解一些真实存在的食品安全问题,不仅使学生对食品安全问题有了一定的认识,同时还提高了学生学习有机化学的兴趣,拓宽了学生的知识面,更加深了对有机化学理论知识的理解和掌握。

5 引用有机化学史引起学生兴趣

在有机化学教学中,将化学史适时融入教学中,既可以提高学生的学习兴趣,又可以拓宽学生的科研思路。例如,讲到芳香化合物结构时,穿插了凯库勒如何发现苯环结构的故事。在讲解碳基化合物还原时,介绍我国化学家黄鸣龙的贡献。另外,有机化学内容中还涉及很多的有机人名反应、有机试剂等,这些人名反应大部分是有机化学的重点内容,但基本上都是外国人名,学生记忆起来有些困难。在讲解一些重要的人名反应时适时地插入相关化学史的小故事,可收到事半功倍的效果。如讲到格氏试剂时介绍格利雅发明格氏试剂的过程及其贡献。讲述烯烃的内容时,可以穿插狄尔斯和阿尔德的D-A反应的故事。

有机化学史在有机化学课堂上的渗透,可以使得学生对相关的概念或反应印象深刻,变得容易理解和记忆,极大的提高了学生学习有机化学的兴趣。但要注意,为了保证课堂教学的科学性和系统性,穿插的化学史小故事一定要精选、精讲。

6 优化教学手段,提高学生学习的兴趣

新的教学方法层出不穷,在教学中根据不同的教学内容采用不同的、行之有效的教学方法[5],提高学生学习的兴趣。新课的引入运用设疑,让学生通过观察产生疑问、发现问题。如介绍葡萄糖的环状结构时,先通过一些实验事实提出问题:(1) 葡萄糖为什么存在变旋光现象?(2) 在葡萄糖红外光谱、核磁谱图中找不到醛基的特征吸收峰,为什么葡萄糖的开链结构中含有醛基,却没有醛基的特征反应?这时再引导学生思考葡萄糖是一个多羟基的醛,而羟基可与醛基可以发生亲核加成生成半缩醛,再进一步讨论这些实验现象产生的原因。引导学生学会运用掌握的知识去解决问题,打破了教师“一言堂”的局面,增强了学生参与感,培养学生逻辑思维能力,使学生更牢固掌握所学的基本知识。

不同章节之间多采用对比教学法,分析并比较相似的知识点,引导学生去发现知识点的异同。如讲解醛酮的结构时,对比C=C的结构,讲解两种双键的异同,分析为什么C=C发生亲电加成,而C=O发生亲核加成?讲解醇的内容时对比卤代烃的内容讲解,分析两者都可以发生亲核取代,而醇为什么必须要加入酸催化?在有机化学教学过程中,可进行对比的内容很多。通过对比,不仅可以引导学生分析同类物质、相似反应的差异以及不同物质、不同反应的共同特点,从而更好地掌握有机反应的本质和特征;而且可以帮助学生通过已有熟悉知识获得更加鲜明、准确的新知识,使已学的知识更加巩固、深刻。另外,在有机化学教学过程中,还尝试采用了PBL( Problem-Based Learning) 教学法[6]。PBL 教学法作为一种新型的教学模式,已经成为国内外上教学改革的趋势。结合有机化学课程特点,在授课过程中我们把PBL教学模式与传统教学模式相结合,学生掌握了一定基础知识的基础上,选择了醇、酚的内容进行了PBL教学尝试,提前两周先布置相关问题,学生课下自学、制作课件,课堂上学生讲解、讨论,加强了学生对新知识的理解和掌握。PBL教学法强调“以学生为教学中心”,对提高教学效果和教学质量起着积极地推动作用。

教学方法层出不穷,但到底该选用哪种教学方法也不是一成不变的。这就要求教师要根据不同教学内容,选择合适的教学方式,探索出真正适合有机化学的教学模式,从而提高学生的学习兴趣。

综上所述,激发学生学习的兴趣,不仅仅在于教学内容的设计,还需要教师精心的课堂设计和长期的经验积累。教师应该具有较高的专业知识水平,会选择先进多样的教学方式,将教学内容、教学方法及教学手段有机地结合在一起,才能使课堂充满活力,从而提高学生学习有机化学兴趣,达到教学目标,为后续课程的学习打好基础。

参考文献

[1]张丽娟.浅析通过丰富有机化学教学内容激发学生学习兴趣[J].化工高等教育,2009(6):66-68.

[2]史瑞欣,孙才英.浅析高中有机化学在大学有机化学教学中的作用[J].黑龙江教育(理论与实践),2017(3):57-58.

[3]王 琰.理论联系实际 提高学生学习兴趣-《有机化学》教学方法探讨[J].安阳大学学报,2003(2):117-119.

[4]康海霞,傅玉琴.食品安全教育与有机化学教学的融合[J].洛阳师范学院学报,2014,33(8):57-59.

[5]吕志凤,姜翠玉.以学生为中心的有机化学课堂教学改革与实践[J].化学教育,2016,37(14):17-19.

[6]张 静,赵 宇,张大海. PBL教学法在有机化学教学应用中的问题及解决措施[J].化学教育,2016,38(18):24-27.

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