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中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)06-0071
对于高中化学课程来讲,有机化学部分包含的内容相对来说是较为复杂、枯燥的,学生在刚开始接触有机化学的时候会感到有一些困难,进而降低教学质量。作为高中教师,我们应利用多种教学措施帮助学生认识化学、喜爱化学,使学生更愿意主动探究化学,从而提高学生的化学成绩,帮助学生完善自身成长。
一、高中有机化学教学中存在的问题
1. 教学的广度与深度处理不当
现今,很多高中化学教师在教学期间都是遵照高考的要求把握教学内容的,从而局限了教学的广度与深度,给学生造成了较大的压力。在进行有机化学课程教学期间,一些教师经常发生越位的情况,尽管经过新课改后使用的化学教材由内容来看,同以往教材差别不大,但经过观察发现,在知识的难度及深度方面有所降低,知识的广度却有一定扩展。然而,一些高中化学教师依旧沿用以往的教学模式,无形中加重了知识的深度与难度,从而让学生感觉学习化学枯燥、乏味、困难,进而降低了学生的学习热情,影响了教学质量。
2. 学生实验的次数与机会较少
在进行高中有机化学课程教学期间,很多教师以高考为导向,为了尽量让学生多做习题,将理论课程安排的很多,实验课程数量较少,并且学生真正能够动手进行操作的机会更少。所以,学生无法深入、正确地理解知识点。一些教师通过多媒体技术的方法为学生播放实验视频,却不知道此种方法学生亲自动手存在较大的差别。在进行化学实验期间,可能会由于多种因素而导致实验失败,而学生通过亲自动手并思考,能更深层次地理解化学内容,进而提高教学质量。同时,亲自动手还能够激发学生对化学学习的热情,为学生以后的学习及发展奠定基础。
二、高中有机化学教学的创新与改进
1. 指导学生掌握学习化学的技巧
因为新课程改革后使用的教材知识层次是由简单到复杂过渡的,所以,对有机物课程来讲,教师在讲解期间,应先引导学生对其结构有所了解,然后明确有机物的特性,再深入对相关知识点进行记忆,通过这种方法,能够帮助学生更清晰、有条理地记忆化学内容。作为高中化学教师,我们应不断提高自身的专业技能,引导学生掌握学习有机化学的技巧,从而为学生以后的学习及成长夯实基础。
2. 加大实验的比重
对于化学实验教学来讲,其不仅能够帮助学生深入理解知识,调动学生的学习积极性,同时还可以帮助学生掌握研究化学的基本方法。所以,教职人员在进行高中有机化学教学期间,应加大实验的比重,并且借助实验的方法,培养学生的观察能力、分析能力、思考能力及动手能力,为学生以后的发展奠定基础。一般来讲,可以从以下几个步骤培养学生的实验才能:其一,基于学生认知水平的前提下,对学生的实验活动进行安排;其二,培养学生单独实验的能力;其三,引导学生自己获得结论,并书写实验报告;其四,让学生自行设计相关实验,论证问题,总结结论。另外,教师还应重视演示实验,一些实验内容学生无法正确操作或者操作存在安全问题,而不进行操作又会降低教学质量,那么,教师就可以为学生进行演示实验,通过该方法让学生更直观地观看实验现象,提高教学质量。
3. 和学生的实际生活联系起来
对于有机化学知识来讲,其与学生的生活存在密切的关联,所以,教师在讲解课程内容时,应将知识点与学生的日常活动联系起来,通过真实事件、真实现象等让学生认识到学习有机课程的重要性,并激发学生的学习兴趣。例如:教师在讲解“糖类”课程时,就可以让学生列举一些生活中常见的糖类有机物,进而帮助学生更深入地理解并记忆相关知识点。
4. 培养学生的问题意识,倡导“探究取向”
传授学生知识,不如传授给学生学习的方法;传授学习方法,不如培养学生渴求知识的欲望。对于知识的渴求很大程度上源于现实中的困惑。因此,我们在有机化学教学中应着力培养学生的问题意识,提升学生的创新能力。在有机化学教学中,应引导学生发现问题,问题可能来源于书本,也可能来源于现实,还可能来源于相互之间的交流。培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,并最终实现理论的总结与升华。科学的实质就是探究,科学技术人员的工作方式和方法就是对科学的不断探究,这也是科学教育最基本的教育取向。所以,把专业人员发现或发明的成果传承给学生不是科学教育,帮助学生从事科学探究和技术设计,让学生自己能够在探究活动中产生自己的思想才是我们的努力方向。
三、高中有机化学教学发展趋势的展望
伴随着当前社会经济的不断发展、科学技术水平的逐步提高,教学模式及方法也向着现代化的程度发展。以往的讲解教学模式已经无法紧跟时展的步伐,想要提高教学质量,高中化学教师就需要及时更新自身观念,借助现代化技术实施教学活动,从而提高教学质量。电教化的教学方法及信息网络化的教学措施能够良好地激发学生的学习热情,并且还可以实现绿色化学的目的。电教化教学包含:光盘、投影、录像等,信息网络化教学包含:多媒体技术、上网等,教师通过这些方法能够与学生进行密切沟通,学生可以将不会的知识点通过网络随时反馈给教师,教师予以解答,进而帮助学生完善自身成长。
部分学生由于对高中有机化学没有掌握到学习要领,因此对化学知识吸收能力不强、不能灵活运用知识,出现知识拖欠情况,逐渐跟不上课堂进度,进而陷入学困境地。针对这一问题,高中化学教师该如何采取有效措施去这一问题的症结所在,是本文中笔者所要重点提出与研究的。
1基于学生的学习兴趣,选择教学的最佳时机
对于任何学习科目而言,良好的学习兴趣都是其能够主动投身到学习过程当中,在课堂上完全跟随教师的思维而展开学习和理解活动的重要基础与前提。所以教师在展开有机化学教学的过程中,要充分把握学生的兴趣点,选择更加符合高中生心理特征、思想特点以及兴趣爱好表现的教学时机,在课堂上引入新内容、新观点以及教学重点等。由于化学本身是与现实生活、人类生活科技进步、乃至于人体机能构造都有着密切联系的学科,因此教师可以通过引入这样一种关联性,有效激发学生的学习兴趣。再例如,整个高中化学教材的设置,其内容划分为有机化学和无机化学两大版块,当无机化学的学习结束之后,学生随即而来接触到的就是有机化学,这个时候就有可能因为接触到一个全新的知识体系,而感到好奇和兴奋,这本身就是一个兴趣拔高点,也是教师可以用来把握教学的第一个最佳时期。
2处理好不同知识模块之间的过渡与衔接
高中有机化学部分的教材内容涉及主要包括两方面内容,即必修板块和选修板块。相对而言,前者是内置于“化学与可持续发展”部分展开的较为笼统的介绍,而后者则是相对独立的教学板块,有非常详尽的有机化学教学内容与模块设置。鉴于此,教师在展开具体的教学活动时,就需要充分处理好这二者之间的关系,做到必修内容和选修内容之间的有效衔接,使学生产生良好的过渡和缓冲心理,具体来说,主要包括下述两方面内容:首先,时刻把握化学课程学习的主题与精髓,即“结构决定性质,性质反应结构”。同时这也是有关有机化学学习的一项非常重要的指导思想,在解决诸多有关该系列内容的题目当中会发挥十分重要的作用。它指的是学生必须充分认知和理解“官能团”在有机化学学习过程中所能起到的作用和所扮演的角色,在通过必修课程模块当中理解和掌握到一定有机化学代表物的基础上,能够根据“官能团”的一致性,由代表性物质引申出一系列具有相似性或关联性的物质,例如从甲烷到乙烷,甲醛到乙醛,甲醇到乙醇的过渡;或者由乙醇过渡到一半醇类化合物和其它经济基化合物等,实现从个性到共性的推论。其次,充分认知和理解自然科学学习的主要方法———“归纳、演绎和类比推理”。例如在学习脂肪烃这一章节的相关内容时,就可以充分采用“复习再现、迁移提高”的教学模式。教师可以首先通过演示甲烷、乙烯等有机化学物质的立体模型,通过复习、总结出个性特点和结构规律;然后通过学习迁移,根据有机化学学习的关键点“结构决定性质”,进一步的出所有有关烷烃、烯烃的结构化学式的表达方法、结构特点以及其性质表现。其目的在于让学生在手动的观察过程中,能够更为清晰和直观到感受到有机化学的空间感、和立体感,从而在由手到眼、再到思考的过程中,不断提升个人的思维判断能力和类比迁移能力。
3利用多媒体或其它现代化的教学设备辅助教学
有机化学当中所涉及到的物质大多具有非常复杂的结构特征,其内部空间排列、次序以及不同元素之间的组合关系都呈现着非常明显的特殊性,会为学生理解和充分认知这一章节与该系列内容的知识带来一定的困难。因此在有机化学教学过程中充分使用各类辅教学资源(挂图、视频影像、立体模型等)就显得十分重要。通过引入各类现代化的辅教学设备,不仅可以让学生对有机体的空间构型、元素比例、结构排列以及同分异构等问题产生非常直观的认知,还能在一定程度上培养学生的空间想象力和思维关联性,从而起到加深学生学习效果与理解力、记忆力的作用。
4注重对学生学习能力和分析能力的培养
对于有机化学的学习者而言,在教材设置促使其必须有传统无机化学转向有机化学进行过渡时,会出现思维上和学习方法上的“不适应”,其不仅表现在解题过程和理解问题中出现的“不适应”,也表现在课堂上传统的思维模式却没有办法接受全新的知识讲解过程,事实上这些都是由有机化学这一全新知识模块其独有的特点所造成的。相对于有机化学,无机化学从整体课程的设置以及内容的排不上来说,所涉及到的知识点、记忆点都比较少,需要强行理解的部分也不多。但是由于有机化学本身是“结构至上”的一系列内容,因此多样的组合导致了多样的变化,也导致了学科的复杂性,这就对学生的综合素质出现了不小的挑战与更高的要求。在这样一种局面下,学生就要打破传统的思维定式,不断提升自我的思维判断能力和逻辑分析能力,以一种全新的视角来展开有机化学的学习。
5结语
综上所述,高中有机化学部分的教学是整个高中化学进程中的关键点与难点。对于化学教师而言,为提高教学质量就需要基于学生的学习兴趣,选择教学的最佳时机;处理好不同知识模块之间的过渡与衔接;利用多媒体或其它现代化的教学设备辅助教学;注重对学生学习能力和分析能力的培养———只有这样才能让学生逐渐克服对于有机化学学习的困境,从而更好地投入到对知识理解和内容吸收的过程当中。
参考文献
0引言
随着社会环境的不断变化,对学生的教学要求也在不断提高,现阶段高中教学中不仅仅要提升学生对基础知识理论的掌握,还要加强学生综合能力的提升,实验教学作为高中化学教学中的重要环节,是教学改革中的关键内容。高中化学实验教学过程中要不断创新教学方式,以多种教学平台为依托,灵活运用多种教学方式提升高中生化学的学习质量,促进高中生综合素质的培养和成长。
1丰富实验教学内容,锻炼学生动手能力
受应试教育影响,传统高中化学实验教学中大部分实验都为验证性实验,其目的都是为了帮助学生认识化学知识中的各类知识点,但是在实际实验教学中学生的实际操作机会很少,该情况的持续存在不利于学生实验动手能力的提升。可见,高中化学教师在有机化学实验教学中要根据教学内容,把握有机实验教学方向,丰富课堂活动,为学生带来学习新鲜感,并为学生提供多种实验操作机会[1]。在实际实验教学中,教师可以在基础验证实验的同时为学生扩展多种不同类型的实验,比如,设计型实验、研究型实验以及文献类实验,通过丰富有趣的实验活动激发学生对有机化学试验的学习兴趣,调动学生对各类有机化学实验的操作积极性,在有机化学实验教学设计过程中,教师可以将各类有机化学实验进行整合,根据有机化学实验的实际性质、实验操作方式以及实验材料,对不同的有机化学实验进行整合设计。在实际课堂实验教学过程中要重点观察学生各个实验的实际操作步骤,规范学生对于实验的记录,帮助学生完善实验报告。化学教师再合成实验过程中要充分考虑实验的安全性、可操作性以及实际教学意义,在实验开始前需详细向学生介绍实验中的注意事项,危险情况以及应急处理措施,做好实验操作过程中的安全保护。可以根据实验类型指导学生对实验进行适当调整和改进,可以让学生根据自己的想法对实验进行调整和改进,自主进行实验操作,以提升学生的创新思维和逻辑能力。高中化学有机实验教学中丰富实验内容能够促进学生实践操作能力以及逻辑思维能力。比如,学生在进行有机化学实验过程中,化学教师可以通过波层色谱法观察学生实施有机化学试验过程中出现的各类反应情况。除此之外,质谱、核磁表征以及红外等分析方式都能够帮助学生更加简单方便的了解有机化学中的各类结构。
2合理划分教学实践,提高课堂教学效率
传统高中有机化学实验教学中实验教学时间过长是导致学生对实验教学兴趣逐渐降低的主要原因,很多化学教师在有机实验教学过程中浪费了大量时间在实验理论知识讲述中[2],导致学生能够动手进行实验操作的时间越来越少。据相关调查统计显示,学生在课堂学习中注意力完全集中的时间只有二十至三十分钟,前半截课程中大量理论知识的教学,会降低学生对有机实验的学习兴趣,导致学生在实验学习过程中达不到预期的学习效果[3]。可见,教师在教学过程中要对有机化学试验教学过程进行优化设计,做好课前设计规划,根据有机化学实验教学内容以及教学要求对理论知识、实验注意事项讲解、实验操作、实验总结等环节进行合理规划,以提升高中有机化学实验教学质量。比如,教师可以将有机化学实验教学划分为多个环节,其中最重要的分别为实验注意事项讲解和实验操作环节,教师在有机化学实验教学过程中可以对不同的模块提取相应的关键词,重点关注实验注意事项讲解以及实验操作环节的介绍。另外,学生在实验操作过程中,教师要加强对学生的引导,由于大部分有机化学试验的反应时间都比较长,学生需要花费较多的时间对实验反应情况进行观察,但是长时间的实验反应会消磨学生对于实验的兴趣,很难完全集中注意力,学生在实际实验过程中很容易出现开小差等情况,化学教师在教学过程中需要关注到这一问题,在此时间段内,教师可以围绕有机化学试验的实际操作及反应类型向学生提出一些思考问题,或者可以向学生介绍该实验在实际生活生产中的实用情况,让学生在思考的引导下加深对于实验的学习和理解,提高学生的实验探究意识,促进实验教学质量的提升。
3结合课外实践活动,帮助学生保持兴趣
有机化学是高等教育中非常重要的一门专业基础课[1],是化学、化工、药学[2-4]、医学、食品[5]等众多专业的专业基础课,涉及的专业面和学生面都很广。如何上好有机化学课,如何在有限的时间内提高学生的有机化学素养是有机化学教师面临的一个重要问题。有机化学是一门博大精深的课程,涉及众多有机化合物的性质和大量的有机反应,并且有机反应的变化非常丰富、应用及其灵活。在有限的课程时间内,如何通过学习有机化学这门课程使学生具有较好的有机化学的思维和素养,对有机化学教师而言是极具挑战的。通过多年的有机化学教学实践,笔者认为在有机化学课程中必须抓住主线,利用有机反应中的电子理论[6,7]把众多复杂的有机反应进行整合,如亲电加成、亲电取代、亲核取代、亲核加成等。反复利用电子理论对这些反应进行系统的讲解,使学生在本质上理解反应的为什么发生、如何发生及其反应结果。同时在课堂教学中引入相关化学史的知识提高学生的学习兴趣和他们的全面素质,以及在课程中加强安全意识的教育都不容忽视。
1在有机反应中引入电子理论进行教学
在讲解有机反应过程和反应活性等知识内容时,引入电子理论教学,引入较为合理的逻辑概念,有利于学生对有机反应本质的理解和反应活性之间的差别。有机电子理论是用正负电荷吸引的性质,来说明化学反应的发生方式,即发生的位置和顺序,发生的难易程度。因此,它把分子中电子携带的电荷分布情况,也就是以电子密度作为基础概念来思考化学反应。电子密度的大小、增量已被量子中的理论计算和物理测定所证实,并获得化学界的承认。化学家中把这种电子密度当做类推的基本概念,广泛用于说明和理解各种化学现象。电子理论认为,分子中,电子(携带负电荷聚集的位置,即电子密度大的位置),容易与携带正电荷的试剂(亲电试剂具有吸引电子的性质)发生化学反应。反之,电子密度小的位置容易与携带负电荷的试剂(亲核试剂,具有排斥电子性质的一方)发生化学反应。利用电子理论能够轻而易举的解释有机反应中的离子型反应,而我们大学有机化学的教学当中,大部分反应是离子型反应,如亲电加成反应、亲核取代反应、亲电取代反应、亲核加成反应等。当然电子理论的理解有一个过程,学生在刚开始接触的时候很难理解电子密度的概念。在教学过程中需要逐步为学生打下一定的物理基础,如电子-电子云-电子密度等概念,使学生能够从微观的角度、物理的角度去理解有机分子、有机原子,同时强化电负性、诱导效应、立体效应、共轭效应等概念,让学生从高中学习化学的思维中转变过来,使用一种全新的有机化学微观思维方式来理解反应为什么发生、为什么在这个位点最容易发生、反应活性变化等现象。从而从本质上理解反应,在以后的学习和工作中能够举一反山,真正达到学习有机化学的目的。
2在课堂中引入化学史教学
在有机化学中有大量的人名反应,每个重要反应的发现过程都是一个传奇,里面闪耀着人性的光辉,科学家对真理的孜孜不倦的追求。比如第一堂绪论课中讲解有机化学的发展史,介绍维勒伟大的工作-尿素的人工合成,以及维勒和伯者里之间的故事,他们的书信往来-关于尿素人工合成的探讨,展现了维勒治学严谨、坚持科学真理的品质。在讲解卤代烃这一章时,一定会介绍格式试剂,介绍法国化学家格利雅的生平,向学生介绍他突然发奋图强,并在几年后在科学界做出了巨大的贡献,因此一个人无论什么时候努力都不晚。鼓励学生,特别是高考发挥失常的学生,一定要振作,调整心态,大学不是人生的结束,而是人生的开始,只要在大学期间认真为了自己的理想,不断努力,一定会取得很好的成绩。在学习芳烃这一章节中,讲解F-K反应时,引入法国化学家傅里德里和美国化学家克拉夫次之间国际合作研究以及科研工作无穷的魅力,激发学生对科学的热爱,对真理的崇敬和追求。在讲解硝基化合物这一章节时,可介绍诺贝尔的事迹,他那种无畏的追求真理的精神和崇高的人格。总之,在有机化学各个章节中,传插介绍有机化学史的内容有助于提高学生的综合素质,鼓励、激发学生对科学知识的学习热情,对真理的追求,学习化学家们各方面的优秀品质。
3在课堂中引入安全概念
很多有机化合物性质活泼,在处理它们的时候需要特别注意。安全在有机化学课堂中非常重要。很多学生听说有机化学具有一定的危险性,但是理解的不深刻。对于学完一门有机化学课程的学生来说,他必须建立一定的安全意识,知道它们的危险性并能够正确的处理,这是有机化学素质的一个重要表现。因此,笔者认为有机化学教师在有机化学课程上,要不失时机地介绍化合物安全性方面的知识,使学生能够建立安全意识,也有助于他们以后走上工作岗位之后能够正确合理的处理一些突况。比如,在讲解正丁基和叔丁基的性质不同时,可介绍两种化合物,正丁基锂(n-BuLi)和叔丁基锂(t-BuLi),介绍它们的性质差别,正丁基锂很活泼,不能接触空气,需要惰性气体保存,在使用的时候也有特殊的要求;但是叔丁基锂更加活泼,它遇到空气直接燃烧,处理时要非常小心。在讲解醇时,醇能够与金属钠发生反应生成氢气,反应温和,但金属钠与水的反应非常剧烈,因此可以提问,如果实验室当中有过量的金属钠需要处理,我们该怎么办?可以用水处理吗?可以倒入垃圾桶吗?该怎么办呢?最后给出合理的方案,可以在空旷的水泥地上,让金属钠与过量乙醇发生反应,反应温和。大多数有机化合物容易燃烧,易燃易爆,因此要避免火源,在学生的头脑中不断的灌输这样的理念。
4板书与计算机教学相结合
使用计算机(ppt)进行教学的时候,信息量大,对教师来说比较方便,但是也存在一定弊端。比如反应方程式放的太快,并不适合有机反应方程的学习,以及有机化学机理的讲解,反应过程的讲解。在我们有机化学教学实践中发现对反应过程、反应机理的讲解还是使用传统的板书教学较为合适,板书教学灵活,细致,可以把教师需要讲解给学生的每一个细节步骤都表现出来,板书的过程就是教师教学的思路过程,速度相对缓慢,学生通过看教师板书,记笔记等方式跟上老师的思路和教师步骤,相对而言更容易掌握复杂的化学过程和反应机理,教学效果较好。
5结束语
在有机化学课程上,通过这样的课程设计和教学方法改革,学生通过理解而不是死记硬背掌握众多的有机反应,从本质上理解反应,从而在以后的学习工作中能够举一反三,达到真正学习的目的。同时化学史有助于提高学生的学习兴趣,并从化学家们的身上学到更多宝贵的品质,引导他们去阅读更多化学家的传记,拓展学习内容,提高综合素质。安全意识教育在有机化学中非常重要,在有机化学课程中不可忽视。
参考文献
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[3]方方,吴培云,朱业宝,等.药用有机化学本科教学实践与教学体会[J].广州化工,2010,38(4):230-232.
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有机化学是高中化学教学中的重点,也是难点.有机化学内容基本占据高中化学教材总体内容的四分之一.在有机化学教学中,教师应优化教学方法,提高教学效率.
一、目前有机化学教学中存在的问题
1.教师的教学方法不丰富.有些教师认为,所谓教学,便是将知识点教授给学生,而忽略了学生学习过程中个人的情感.在教学中,有些教师往往将学生当作学习的机器,将知识点灌输给学生,使学生逐渐丧失学习兴趣;有些教师忽略了学生学习的主动性,强行将课程内容呆板抽象地教授给学生,学生不仅难以接受,还会产生厌学心理.
2.学生承受较大压力.有机化学知识较为抽象、复杂,有些学生难以在短时间内理解,在学习过程中便会产生焦躁情绪.同时,高考压力令学生紧张,学习效率有所降低.另外,有些教师依旧按照传统的教学方式开展教学,使学生承受较大压力,在学习过程中产生烦躁心理,学习效果不理想.
二、优化有机化学教学方法
1.利用多媒体开展教学.相比无机化学,有机化学的学习难度更大.有机化学的学习内容中涉及有机物的物质结构,部分物质结构属于三维结构.这就需要学生具备一定的空间立体思维以及想象力.实际上,有些学生并不具备这一能力.此外,有机化学的学习内容,存在复杂的反应机理以及反应方程式.这些有机化学知识都需要学生花费较多时间与精力进行理解、消化.然而,有些教师受教学时间的限制,只能通过口述进行讲解,导致学生无法完全理解化学知识.利用多媒体开展教学,能够为学生直观形象地展示有机物的物质结构,还能够为学生展示化学反应机理以及反应过程,加深学生对知识点的印象.例如,在讲解化合物成键过程中,教师可以利用多媒体向学生演示碳、氢、氧以及氮等化学元素通过怎样的连接方式形成有机化合物.教师可于课前制作一段多媒体视频,利用带有四个孔的红球表示碳原子,带有三个孔的绿球表示氮原子,带有两个孔的蓝球表示氧原子,带有一个孔的白球表示氢原子,细长的圆柱状物体表示键.然后向学生讲解氧原子、氮原子、氢原子以及碳原子分别可以连接键的数量,利用视频中圆柱与球体之间的连接,向学生演示有机物的成键原理.以甲烷为例,教师借助多媒体演示,向表示碳原子的红球上插入四根圆柱体,之后将四个白球连在圆柱之上,此时便形成了四个碳―氢键,进而形成甲烷的分子.同理,教师可以演示乙烷、甲醇等有机物.这样,学生直观地观看了有机物的成键过程,对该部分知识点的理解自然加深.多媒体技术的运用,还能够激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效率.
2.开展探究式学习.有机化学学习内容复杂多样,学生无法依靠单纯地背诵与记忆理解有机化学内容.在学习有机化学时,学生需深入了解有机物结构、有机物反应机理以及官能团的性质.因此,除了背诵知识点外,还需学生主动思考.在传统的教学方式下,学生被动接受知识,无法形成自身思考.为此,教师要引导学生进行探究学习,使学生在学习过程中处于思考状态,并积极参与课堂学习活动.教师可以适时在课堂中进行实验,引导学生对实验过程进行思考,借助对有机物反应以及性质的研究,从有机物结构方面认识知识点.这样,能够培养学生独立思考的能力,也能够提高学生解决问题的能力.例如,在讲“酸与醇的酯化反应”时,有些教师往往单纯地向学生讲授教材中的知识点,指出酸与醇在反应过程中将一个水分子脱出,形成了酯.而水是由酸供应了一个羟基,醇供应了一个氧,两者相结合而成.这样教学,学生难免产生疑问,为什么不是由酸供应氢,而由醇供应羟基?教师如果不为学生解答,学生的知识体系就会存在漏洞.为此,教师在教学过程中可以向学生提出问题:能否由酸供应氢,而由醇供应羟基?引导学生进行探究,要求学生提出验证方式.学生通过探索得出答案,不仅可以解答自身的疑问,也能加深对该部分知识点的理解,有助于培养自己的科学精神.
1 eChem的主要功能
eChem软件的主要有三个功能: Construct(构建)、Visualize(观察)和Analyze(分析)。Construct(构建)即可以方便自主地在工作区创建有机分子结构,软件自动形成三维的分子空间结构(默认是球棒模型),通过移动鼠标,就可以从不同角度观察这些空间结构(见图1)。此时如果点击Visualize(观察)菜单,软件底部的下拉列表就可以方便地对于所构建的分子模拟出球棒模型(Ball and Stick)、键线式(Wirefram)和比例模型(Space Fill),非常直观(见图2)。当按住鼠标的左键,就可以自由地全方位旋转窗口中的三维分子模型,观察到分子的三维空间和各个原子排列状况。当选择Analyze(分析)模块,软件会提示“Do you want to analyze just some of your molecules,or all of them at once?”(是否立即分析全部或部分分子?)这其中有两个选项,一个是部分分子(Some molecules),如果选择了就可以选择特定的分子进行性质比对;如果选择了所有分子(All molecules),则会把所有已经创建的分子进行比对;比对的内容是这些分子的参数,如熔点、沸点、分子量、原子数目、碳原子数量、偶极距、表面积等,便于分析了解构建分子的物理性质以及分子组成状况(见图3)。在操作中可以通过Choose Property(性质选择)项一个一个地列表出来,如果所选择的数据没有,就显示Unknown(未知)。
图1 eChem的构建(Construct)界面
总之,eChem软件简洁、小巧、实用,由于该软件是共享版的,不需要授权(License),可以免费共享给同学们课后自习和复习之用,也方便同学们自己来研究探讨分子的立体结构,提升学习兴趣。
2 eChem在有机化学教学中的应用
笔者在教学中通过软件非常方便地显示三维立体图形的特点为学生讲解和演示了有机分子的空间结构,取得了不错的效果;同时,还可以利用该软件进行有机分子的物理性质和立体化学的分析与讲解。
图2 eChem的观察(Visualize)界面
图3 eChem的分析(Analyze)界面
2.1 性质列表比较
有机化学结构复杂,性质有一定的差异,通过合适的分析(Analyze)列表对照,可以很好地比较各种有机物的物理性质(如:沸点、熔点等),如图4(右)就分别列举了乙烷、乙烯和乙炔的熔点、沸点等物理参数进行对照比较,便于讲述烷烯炔的物理性质差异;而图4(左)则列举了丙烷和乙醇的沸点差异,从而引入氢键对沸点的影响的讲述。这样增强了学习者的视觉刺激,帮助学习者对知识点的记忆。
图4 (左)丙烷、乙醇性质列表;(右)乙烷、乙烯、乙炔性质列表
2.2 立体化学的空间展示
有机化学的空间展示和立体异构一直是一个教学难点,通过eChem软件,可以帮助教师展示分子的三维空间,更方便地为学生分析分子的空间结构差异。
我院许多学生是文科生,对于空间想像能力不是很强,在讲述烯烃的“顺反异构”时(如图5所示的1-溴-1-丙烯的一对顺反异构体),学生会产生疑惑:氢原子和溴原子为什么不能通过双键碳原子的旋转交换位置?不理解含有双键的分子中会出现顺反异构体?笔者运用多媒体教学,应用eChem软件的立体三维图形,显示了氢原子和溴原子的位置是不可交换的,很好地展示了有机分子的空间结构,帮助学生很好理解了两个分子的空间结构的不同性和差异性,成功解释了顺反异构体的存在。
同样,在讲述对映异构的时候,可以利用eChem软件显示对映体之间的三维立体结构上的区别,通过把R-对映体和S-对映体的对照,并旋转对映体可以清楚的演示出两个对映体之间是无法完全重叠的,以及它们之间的镜像关系(见图6右),从而帮助学生从立体空间角度更好地理解了对映异构的概念,也方便了教师的讲解。
图5 1-溴丙烯的顺反异构体
图6 (左) 1-溴丙烯的三维球棒模型;(右)R-对映体和S-对映体的对映关系
eChem计算机分子建模软件使得我们能够借助计算机的多媒体教学系统,方便有效地构建分子模型及其三维空间,使教师更加简便地为学生演示分子空间的立体结构以及各种常见的性质,帮助学生更好地理解碳原子的杂化和化学键和有机分子比较真实的立体空间模型,提升了空间想象能力,同时也令学生加深了对微观世界的认识,而空间想象能力的培养对于学好有机化学是非常重要的。当然eChem也有一些不足之处,譬如软件自带数据库里的资源(如分子的分子量、熔点等)过少等,但是,eChem依然是一款有机分子三维空间展示的好软件,是学生学习和教师教授有机化学的好帮手。
一、做好化学实验,实施有效教学
学生对化学科目的兴趣直接影响到他们的学习效率。作为一种无形的学习动力,教师应该把提高学生学习化学的兴趣作为化学有效教学的一个重要途径。托尔斯泰曾经说过:“成功的教学,所需的不是强制,而是激发学生学习的兴趣。”作为教师,我们应想方设法将兴趣教学渗透到化学教学中去,让学生既感受到学习的动力又享受学习的快乐。从而实现有效教学,高效课堂。在课堂中,教师充满激情地用生动、形象、幽默的语言进行教学,可点燃学生的兴奋点,使学生对化学知识产生兴趣,增强学习的内在驱动力,可有效提高课堂效率。例如,在对取代反应、加成反应的概念进行讲解时可用“一上一下,有进有出”“只进不出”这样一些词语形象地描述取代反应的特点。这种形象的、富有感染力的语言使得原本枯燥的教学过程变得生动有趣,使得难以理解的概念变得浅显易懂,在活跃课堂气氛的同时又使学生对知识产生浓厚的兴趣,加深了对有机化学概念、规律的理解。
化学是一门以实验为基础的学科。合理的实验教学不仅能激发学生学习的积极性,还能培养和锻炼其思考问题、分析问题和解决问题的能力。对于简单易做的实验在条件许可的情况下,教师应让学生亲自去做(如乙醇、苯等有机物的性质等实验),也可由教师课堂演示;对于较复杂的实验,教师可通过视频呈现(如甲烷的取代反应等实验)。在有机化学教学中的探究性实验有助于学生更好地掌握物质的性质,教师可以根据教学内容的性质和教学目标的需求设计合理的探究性实验来组织课堂教学(如可让学生进行苯酚与浓溴水的实验,看到浓溴水褪色且有白色沉淀现象产生再引出问题:苯酚与浓溴水发生的是加成反应还是取代反应,如何设计实验加以证明?最后通过实验得出结论:酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得更活泼,易被溴取代)。
二、运用现代技术,促进有效教学
传统化学教学中,由于知识点较多且零散、板书多、容量少、课时拖延,使得课堂教学死气沉沉、缺乏活力,导致效率低下。如今,多媒体教学辅助技术的快速发展使得枯燥乏味的讲课转变为将图片、文字、声音等有机组合在一起的授课过程。化学课堂从静态变为了动态,从抽象变 为了具体,更生动、更形象、更直观地从不同方面对学生进行了感官刺激,激发了学生的学习兴趣。同时又在潜移默化中让学生学习到了新的知识,使有机化学知识中一些难以理解的反应机理变得直观易懂。此外,多媒体技术在有机物空间构型、原子的共平面等问题中的用处很多,例如CH1空间构型为正四面体结构,仅从书本、图片、模型中很多同学不一定能看出来,但利用多媒体动画将空间结构中的几个原子连起来,学生一下子就明白了。
分子结构模型在有机化学知识的学习中也有着重要的作用,可以培养学生的空间想象能力。有些立体感很强的有机结构可利用球棍模型帮助学生了解分子的立体结构和原子的相对位置;在同分异构体教学中也可利用模型让学生亲手操作,了解书写同分异构体的一般规律。这种看得到摸得着的直观的教学手段更能激发学生的学习兴趣,提升学习效率。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)15-0231-02
在当前的教学改革中,有机化学是化学和化工及相关专业重要的一门专业基础课,在我校化学、应化、化工、材料、能源、环境、生物和建工等相关专业都开设了这门课程。有机化学内容繁多,知识点多,有很强的理论性、系统性和应用性,对于大部分本科生来说,特别是课程只开一学期的工科学生而言,要掌握课本中的知识点,并对重点和难点内容做到基本了解有一定的难度。如何提高学生对有机化学的兴趣和学习能力是我们目前教学方面遇到的一大挑战。笔者根据多年的工科有机化学的教学实践,提出几点教学反思。
一、根据专业特点,选择合理教材
在最近几年,有机化学的科学研究有了很大的发展,出现了很多新的研究成果,一些旧的理论知识的修正和完善在教材内容中得到了更新,所以不同专业对教材内容的更新、广度和章节安排上有所差异。对工科专业的有机化学,我校选用高等教育出版社出版高鸿宾主编第四版的《有机化学》,此书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。此教材以脂肪族、芳香族、杂原子特征官能团化合物、杂环化合物、糖化学、氨基酸、蛋白质和核酸为主线进行编写。同时,每个章节中又分别从化合物的结构、命名、特性和化学性质及制法进行阐述。本书将难点进行了分散,有机反应结合实际应用,使学生对有机化学课程的学习更加直观,更加容易,并逐层深入理解。
二、了解课程特点,熟悉教学大纲
要把一门课程教好,需要花费很多的时间和心思。作为一名任课教师,最基本的要求就是要熟悉课程的教学大纲,清楚教材的知识点,哪些是难点,哪些是重点,哪些内容需要学生自学,这样才能把教学前的准备工作做好。有机化学中的每一类化合物都固有的几部分内容是结构、命名、物理性质、化学性质和制法。另外,对于工科有机化学,还需要任课教师了解当今化工领域一些化工产品的生产过程,结合化工行业特点进行专门的资料补充,这样在给工科专业的学生进行讲述时,让学生掌握书本知识的同时,还能够让学生更多地运用书本知识去了解化工产品在生产设计中的一些问题,更好地理解有机化学的基础知识在化工行业中的作用。
三、改进教学方法,提高学生的学习兴趣
工科有机化学课程教授的对象一般是大学二年级的学生,根据近几年的教学发现,现在高中化学讲授的有机化学内容非常少,而当学生从中学进入大学后,在讲解有机反应机理时,大部分学生会感觉不适应,另外,机理本身设计到电子杂化、跃迁、空轨道、诱导效应和极化等纯理论知识,更增添了枯燥和抽象程度,这样会使学生冒出这种想法:反应就是几个物质混合在一起生成新物质,为什么要学习反应机理,这些机理在现实中有啥用?如果上课教师再死板,照本宣科,学生就会出现对这门课厌学。如何在有机化学教学中增加趣味,提高学生的兴趣,使枯燥的有机反应、反应机理和性质吸引学生的眼球或活跃他们的思维呢?通过多年的课堂教学实践,笔者对教学方法进行了几点改进,这样可以取得较好的教学效果。
1.引入电影、新闻、科普进入课堂。在枯燥的课题中加入一些调味剂,课堂的气氛会活跃起来,同时也会提高学生的注意力。例如,讲授“烃类”章节时,可以引入石油的炼制工艺;“醇酚醚”章节,可以从酿酒工艺出发;“醛酮醌”时,可以通过科普知识――为什么有的人爱被蚊虫叮咬;“SN1”和“SN2”反应机理,可以用电影《证人》或婚姻法来作为比喻讲解;等等。只要能将枯燥的反应变得有趣、生动,增加学生的学习兴趣,凡是生活中可用的素材均可用来尝试。
2.作业考察,课后反思。结束完一章的教学内容后,学生要独立完成课后练习题,教师必须及时了解学生的作业情况,了解全班对章节中知识点的掌握情况,然后认真对章节进行反思,回忆教学中可能漏掉什么、失误在哪里,记录学生必须要解决的疑难和错误,教师必须从中间受到启发,记录、思考和总结问题,为后续教学更好地做准备。
3.学长的学习经验。在刚接触有机化学学习的时候,可邀请一些已经学过有机化学课程的学生或考上有机化学的研究生来谈谈自己的一些学习心得,通过了解学长是如何学习有机化学来帮助新生改进自己的学习方法,也可以引导学生进一步认识到目前化工行业中的有机化学的地位,为学生自己创造一个系统学习有机化学的规划。
4.课堂的作用。传统的课堂模式就是教师的“一言堂”,“填鸭式”灌输给学生所有的信息。随着社会信息量的飞速更新,当今创新思维已经充斥着每个角落,而大学教育的冲击则体现的非常明显,传统的教学模式已经无法挖掘出创新人才,在这样的情况下就需要改变教学模式,激发学生的学习热情,开发学生的创造性思维,对于课堂就是一个很好的发掘空间。在课堂上,可以将化合物的实体模型演示给学生;可以将所讲内容制成卡片编成脱口秀展示给学生;可以将部分章节留给学生主讲;可以将难点改为专题讨论;可以让学生在课下收集下堂课讲解内容的素材来展示。以多样化的教学方式来激发学生的学习积极性,增强学生主动学习的意识。
四、黑板教学与多媒体教学的结合
随着电子技术的飞速发展,多媒体教学有取代黑板教学的趋势。多媒体教学可以将抽象的问题具体化。在有机化学中,利用计算机可以将抽象的电子运行轨道、电荷的进攻方式等以动画的形式直观生动地展示出来,多媒体教学可以让枯燥的有机化学课堂变得趣味化。利用计算机的各种功能,可以对繁杂的内容给出动态解释,同时配上声音,让学生感觉这个课堂“活”了起来。但是,黑板在教学中的重要地位是无法取代的。黑板教学作为传统的教学模式,具有很多多媒体教学无法取代的地方。在一些具体反应上或机理解释中,教师可以通过板书让学生的思维跟上教师讲解的节奏。例如通过教师在黑板上边书写边讲解,能够让学生更好地理解反应的引发、进行和终止的过程。所以,对于有机化学课时较少的工科学生来说,要很好地让学生掌握有机化学的知识点,就应该板书和多媒体有效结合,让学生在学习中张弛有度,节奏理解。
总之,在素质教育的背景下,课堂教学是传授知识的重要途径。有机化学作为重要的专业基础课,要抓好授课环节,改进教学模式和方式,注重课堂内容与实际相结合,帮助学生逐步深入认识、理解和掌握有机知识点。在教学中,教师要不断探索,努力研究,运用新的教学模式激发学生的学习兴趣,培养学生的自学能力,提高学生分析、解决问题的能力,促进教学质量,实现教学目的。
参考文献:
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[3]谷芳.工科有机化学教学改革的探索与实践[J].中国科教新导刊,2010,(7):52-53.
从古至今,无论学习什么,都应该学会探索和总结。而在中学学习中,不管是普通化学还是有机化学,安排教学时间相对比其他学科都晚一些。新鲜的事物特别能引起人的兴趣,对待新的改革课程,在教学中应利用这种优势来引发学生的积极性,从而使学生主动探讨这门学科。
一、推陈出新
照搬教材的教学方法已经被淘汰,教师的教学方法虽然是来自教科书,但是也应钻研新教学方法,提出学习新招式。对于新课程教学,大家都是摸着石头过河,当应用在实际教学课程中时,才能发现问题,完善新教学方法。
新课程改革的有机化学,相对未课改之前的课程,难度系数相应增大,对教学要求也对应提高。虽然新课程相对难度增大,但是由于系统性也相对增强。教师教学也能系统化,但也不能对学生要求过高。应让循序渐进代替教学中的一蹴而就,积累新的教学经验,通过师生之间的共同学习,取得共同进步。对于新课程,大家都不熟悉,各个教师的理解也各不相同,教师的教学行为直接影响学生的学习。而今的教学不是让学生适应老师,而是让师生相互适应,这样的方式才能让学生容易接受,在学习知识时更轻松。教学应以鼓励为主,要化被动为主动。教师不是单纯给予学生知识,而是引导学生主动吸取知识。无论课内还是课外,可以设立些提建议环节,争取让每位学生都满意教学,增强学生学习积极性。
二、把学科当成兴趣
让学生对学科产生兴趣来主动学习,是每个学科教学成果的最好体现。应该把学习当成兴趣而不是当成任务。而引导学生产生兴趣就是教师需要努力探讨的难题。培养兴趣的产生,有多种方式,其中最常用的方式是进行生动有趣的实验。实验课时的增加也说明了应该培养学生产生学习兴趣。教学时兴趣小组的设立就是一种较好的培养兴趣方式。兴趣小组活动讲究主动性和实操性,不仅给予学生新的课程体验,还能让学生更深体会化学的具体性。兴趣不是一两天就能养成的,需要教师在教学中坚持。在各种教学活动中,应适当增加活动的竞争性,有竞争才有动力。但是竞争不等同于增加学生学习压力,这就需要教师把握教学的深度,尽可能让学习轻松化。无论以何种方式培养学生兴趣,都应注重学生的主观思考能力,让学生乐于学习来提高学习效率。
三、实操性培养
实操性,就是实际操作能力。学生的培养不仅指的是学习能力培养,更重要的是综合素质的培养。有机化学这门课,作为一门科学,相对比其他学科都更为抽象,只有实验课才能化抽象为具体,才能发展学生的动手创新能力。新课程本就吸引学生学习,但是一旦深入学习,这门学科就更为抽象,最终有可能使兴趣都丧失。教学实验课的增加就不失为一个很好的培养学生兴趣的方法。实验中一些有趣的化学反应,更能吸引学生探讨学习。由于化学实验的一些危险性,在教学实验课程,教师应提醒学生保护自己,在安全前提下进行动手操作。只有通过实验操作才能理论联系实际,对理论知识有更深刻的记忆。科学素质的提高依靠实验摸索。面对一板一眼的教材,实验教学更能引人入胜,培养综合素质强的学生。
实际操作能力也不仅体现在实验课当中。在课堂上,教师应提供化学有机模型。对于有机物模型如何组合拆分、转变,应让学生自己动手。通过自己的制作和组装,了解有机模型,深刻认知,还能激发学生兴趣,使教学活动更吸引人。
四、实施多媒体教学
现今多媒体越来越盛行,采用多媒体教学,有助于学生对化学结构由抽象到具体化,促使学生创造性思维。多媒体教学,有助于放映有机模型,使理论知识不仅在文字描述,还能在影象中表现,具体化了理论知识。在备课、教学中,利用多媒体方式,更方便表现知识网络化和清晰化,使教学系统化。课后,还可以给学生打印课件上的知识点,使学生方便复习,更容易掌握知识。由于多媒体教学的方便性,课上教学不用花时间排版,因此课堂时间能得到充分利用,教学效率相应也能提高。
虽然多媒体教学比较生动,但是也不能让其完全代替课堂教学。相对教师的板书,PPT呈现死板。在学生学习放映当中,遇到知识难点,教师也应书写板书,联系PPT做更详细的讲解。教师教学是利用多媒体,而不是依靠多媒体。电子多媒体教学的盛行,在教师的合理利用下,优化PPT教学,才能提高课堂效率。
五、总结性学习
教学都是由简入深,学习不能捡了芝麻,丢了西瓜。很多学生都是学了后面忘记前面,甚至于消极学习,这就需要学习者学会总结归纳,串联记忆。有机化学中有机物有相似特点,课堂应紧跟教学思路,在课外应懂得总结归纳,自行整理笔记,形成系统化,通过自己的方式整理才能形成深刻记忆。
化学内容本就抽象,加之化学思想的丰富性,使得化学这门课难以掌握。化学作为理科,又跟其他理科科目不一样。化学知识点多,需要记忆的也多。由于化学思想丰富,跳跃性大,就单纯的背诵,并不能把化学学好。有机化学知识点多,而且零散,增加了学生学习的难度。利用多媒体教学,有利于使化学知识网络化,教师应通过PPT引导学生总结、整理。多以学生的角度考虑教学,让学生总结性地学习才能掌握知识。
总而言之,无论有机化学教学策略是新是旧,最终的目的都是培养综合素质强的人才。课改在不断实行,传统的教学方式已经逐渐被淘汰。新的教学方法不断显现,如何使教学顺利有效进行是一个永恒的难题。教学策略应该推陈出新,不断完善来解决这个教学难题。教学是一个不断积累、不断改革的过程。只有在教学实践中不断地总结反思,因材施教,才能优化教学活动。
信息技术与课程的整合就是通过课程把信息技术与学科教学有机地结合起来,从根本上改变传统教与学的概念以及相应的学习目标、方法和评价手段。而这种整合对学科教学来说也是必要的。随着教学要求的进一步提高,教学目标的不断提升和深化,信息技术进入学科课堂教学已是必然。
对化学学科教学来说,合理适当地运用信息技术不仅能够大幅度提高学生的学习兴趣,更重要的是能够将学科知识呈现得更加直观、形象,甚至能将一部分传统教学手段无法呈现的内容以精彩的形式展示出来,使得学生容易理解接受,大大增强了教学效果。对有机化学课程教学来说,笔者认为主要表现为以下几个方面。
直观地展示有机物结构
有机物分子的空间结构比较复杂,也很抽象,如果学生对有机物的空间结构缺乏想象力,那么仅凭教师的讲解,是很难想象出有机化合物的空间结构的。比较简单的有机物如甲烷、乙烯、乙炔、苯等小分子可以借助模型来展示其结构。但是那些结构复杂的有机物就不适合于使用模型了,当有机物中原子个数较多、连接方式较复杂时,模型难以真实再现其空间结构。并且有的模型制作较困难,如多元醇、醛类、羧酸、氨基酸、卤代烃等原子种类和个数较多的分子模型,在保存、使用过程中都会受到一定程度的限制。
若是利用信息技术中的三维图形功能,则可以轻易解决化学模型的不足。在教学中可以借助一些优秀的软件来达到应有的效果,如Flash,在绘制化学分子结构模型时可以将二维平面结构转化为三维立体结构。例如,卤代烃分子、葡萄糖分子的球棍模型和比例模型,可制作出任意旋转的三维分子结构,从不同角度清楚观察有机物三维立体结构的外观,并将结构中的不同原子赋予其不同的颜色,这样不仅将有机物的结构直观地呈现在学生面前,还给学生以美的享受,枯燥的分子立即变得活灵活现,能大大激发学生的学习兴趣。这些是传统的教学手段所无法达到的。
形象地演示有机反应原理
学生在学习有机化学时,感受最深刻的就是有机化学反应方程式难书写、有机反应历程过于复杂抽象。大多数有机化学反应历程都涉及原子的断键及重新成键的过程,如碳碳双键的断键加成反应,苯的加成反应和取代反应,乙醇的消去反应和氧化反应,乙醛的氧化反应和还原反应,乙酸的酯化反应,酯和油脂的水解反应,葡萄糖的各种反应,其中都有比较复杂的断键成键过程,比较抽象,要将其变化过程表述清楚需要教师做大量的讲解和板书。
若运用信息技术将这些过程制作成动画,向学生展示其微观演变过程,通过形象化的手段进行直观性模拟展现,学生会真实地“看到”原子的变化过程,利于学生更清晰地掌握反应机理。此外,加成、加聚、消去、酯化、水解、催化氧化等典型有机反应类型,做成动画演示其反应机理,让学生直观看到反应时物质内部所发生的变化,从而更好掌握典型有机反应的原理,而且可以节省大量的板书设计。
例如,乙烯发生加聚反应生成聚乙烯。这个过程应用了乙烯的加成反应原理,但是要想把生成聚乙烯的过程完整地展现给学生,在有限的黑板板面上是不容易的。此时我们可以借助信息技术,制作一个关于加聚反应的动画视频。若干个乙烯分子一字排开,动画演示每一个乙烯分子的断键过程,慢慢地过渡到断开的化学键重新结合成新的化学键,这样,多个乙烯分子最后相互之间“手拉手”,形成了一条长长的直链——聚乙烯。由聚乙烯的结构进一步分析其结构特点,得出聚乙烯的结构简式,从而顺利书写其化学方程式。这段动画的播放,比起教师的板书和讲解效果要好得多。
生动地模拟有机物性质实验
化学是一门以实验为基础的自然科学,以实验促教学是提高化学教学质量的关键。课堂演示实验是化学课堂教学中最常用的教学辅助手段,所以演示实验的成功与否对课堂教学质量有着至关重要的影响。但是,很多实验因为各种条件的限制往往达不到理想效果。譬如,有些演示实验,教师只能在讲台上演示,这就导致只有前面几排的学生才看得清楚实验现象,后面很多学生都看不清楚,这样的演示实验就不能很好地发挥其应有的作用;而且现在教材中的某些演示实验,由于种种原因存在一定的缺陷,如现象不明显、不安全、药品用量大、污染严重、操作复杂费时等。教材上有些实验的可操作性差,实验中产生一些有毒气体,而目前大多数学校班级不具备通风的条件。例如,制取乙炔的实验中因副反应产生的H2S、PH3等气体,制乙烯时副反应产生的SO2气体,溴苯的制取试验中会发出的液溴和苯的蒸气,这些有毒物质都会直接影响学生的身体健康和课堂教学。
而利用多媒体可展示课堂演示实验无法演示的有毒的、微观的、极慢的或极快的化学过程。例如,有机化学中甲烷与氧气的爆炸性实验,演示起来具有一定危险性。若这些爆炸性实验做成动画,配上爆炸响声进行模拟播放,既可以避免在实验过程中可能造成的危险,确保了师生的安全,又因为有视频和音频的呈现,生动活泼、惟妙惟肖,教学效果极好,很大程度地调动了学生的学习兴趣和积极性。
当然,多媒体实验是对课堂演示实验的一种补充。信息技术的应用不能完全代替化学实验操作,只能作为化学实验的补充和延伸。因为通过化学实验可以来培养学生的动手能力、观察能力、分析问题和解决问题的能力,即使是失败的实验,也可以从中学到不少相关的知识。
如何在有机化学课堂中对信息技术进行整合,使之最大程度地发挥优势,是每一位化学教师需要认真思考的问题。在教学中只有深入研究和实践如何充分而恰当地设计、开发、运用信息技术,使之与其他手段有机结合,优化课堂教学,力求最大限度地提高效率,才能体现出信息技术辅助教学的真正价值。
总之,信息技术与有机化学教学的整合,不仅仅是一种教学方法的更新,更重要的是把信息资源引入化学教学活动中,合理、机动地运用信息技术的辅助功能,给学生提供视觉和听觉感受,有效地培养学生自主学习、主动发展的意识和能力,把学习空间还给学生,充分挖掘学生的创造潜能和对信息的获取、分析、加工、创新、应用能力。
信息技术与学科课程整合不是一朝一夕能完成的,但只要持之以恒,大胆把信息技术当成工具用于教学中,一定能取得不错的教学效果。
参考文献:
关键词 新课程改革;有机化学;探究式教学;理解性对话教学
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)03-0028-02
新课程要求教师在教学中改变过于注重知识传授倾向,而更加强调培养学生积极主动的学习态度,在这个过程中,使学生的基本技能和基础知识得到积累,同时培养学生学会学习并形成正确的价值观。反映在高中有机化学具体教学中,教师可以从以下这些方面来落实新课程的三个维度的目标要求:可以进行与课程内容相应的理解性对话教学,培养学生的探究和合作精神,引导学生进行有深度的反思。
一、进行与课程内容相应的理解性对话教学
教学过程是学生、课本、教师之间的理解与对话过程,教师与学生间的对话应该在学生对教学内容有相应的兴趣,并对该内容的铺垫知识有所理解的基础上来进行,反映在有机化学的教学过程中,教师应该做到以下几个方面:
1.注重知识的衔接和过渡。高中有机化学内容分为两个部分:必修2和选修5。知识内容章节上的衔接和过渡直接决定着学生对知识内容的兴趣和对待所学内容的预判,这对未知的知识内容是重要的指引。如在选修5中醇的化学性质与醛的化学性质有共同的交集部分,醇通过催化氧化反应可以生成醛,通过断键的规律可知:是-OH中的氢与-OH相连碳上的氢原子断键后生成碳氧双键。同时,醛的加成反应则是通过碳氧双键的断裂后与H2发生加成反应,这部分内容就可以在由醇过渡到醛这部分内容中作为学生学习醛的结构的基础,而醛的催化加氢也可以以这部分内容为可联系的知识点对学生加以引导。对于知识点跨度较大的课本间的衔接和过渡则可以在新课开始之前进行简要地复习和回顾,做到了知识点的衔接和过渡,学生就有了在教学中进行对话的基础。
2.注重对话教学的方向性。对话教学的目的之一是关注对话过程中学生的即时性体认,即有所感悟,因此,在课堂的对话过程中,教师要构建情境、留有时间与学生自我评价,同时,结合所要学习的内容引导学生对未知知识进行理解。在这个过程中,教师也应该进行自我评价,并即时对对话方法和内容进行相应的修正。将学习中的问题通过“对话沟通”产生对知识的感悟,并将这个感悟进行强化,进而形成自己的知识,从而达到将即时性体认转化为固有认知的目的。
二、培养学生的探究和合作精神
新课程改革重视学习方式的转变,合作和探究成为课堂教学的常态,但合作和探究不是孤立的学习模式,合作和探究是对新课程要求学习方式的不同侧面的描述而已,在有机化学的学习中,探究和合作体现得尤为突出。
1.探究方式的多元化。在有机化学的教学中,探究方式可以多元化,例如,可以以实验的方式,也可以用推理的方式,还可以用归纳的方式等。如:选修5在讲解苯酚弱酸性的实验中,我们可以进行实验和推理探究,首先引导学生观察苯酚的结构简式,学生会利用已有的知识发现其结构简式中存在羟基。由于学生学习过乙醇与单质钠反应,因此可就此进行实验和推理探究:苯酚与钠反应和乙醇与钠有相似之处(均产生气体),通过实验验证均为氢气。苯酚与钠反应比乙醇与钠反应剧烈证明苯酚中的羟基氢较乙醇中的羟基氢活泼。其次,可以通过课本中的实验进行探究苯酚与碱的反应以及苯酚钠与盐酸的反应,通过这两个实验进行推理:苯酚可以和强碱(NaOH)反应说明苯酚具有酸性,引导学生分析是否可以证明苯酚有弱酸性呢?通过苯酚钠与盐酸的反应可以说明酸性—盐酸酸性强于苯酚,通过向苯酚钠溶液中通入CO2发现溶液变浑浊说明碳酸酸性强于苯酚。通过多元化探究,学生在理解有机反应本身和有机反应间的联系有了新的认识,同时,还培养了实际动手能力与推理分析有机物性质的能力。
2.探究中要明确分工协作。有机化学知识的探究需要明确进行分工协作,在这个过程中锻炼学生面对任务(或问题)进行分析,进而进行分解的科学素养。教师在进行探究前就可以有针对性地进行引导,对学生出现的欠缺考虑的地方进行评价,让学生自己发现他们在分析问题时出现的不足。通过分工协作来提高学生解决问题的效率和准确度,进而培养学生解决问题的科学素养。以乙酸乙酯的制备为例:学生可以有解决反应原理评估产率小组、实验仪器组装和实验小组、对生成物进行分离提纯小组,推选组长进行协同。这个过程既有同学间的分工协作,又有相互间的讨论交叉,既提高了效率,又培养了学生的优势智能。
三、引导学生进行有深度的反思
根据“反思性实践”理论可知,反思性教学理论认为,学习这种社会行为发生的对象间不是权威关系,而是对话关系。学生是知识构建的积极参与者,是具有自觉反思的意识和反思能力的个体,该理论要求对危害教育本质的放大化工具理性进行深刻理解,这在有机化学的教学中有着重要的意义。
1.对断键规律进行反思。有机物结构决定了有机物的性质,其中,如果发生了化学反应则要求有化学键的断裂和形成,对断键规律的理解有助于对物质性质的理解和运用。有机物断键类型主要有以下几种:C-H的断裂、C-O的断裂、C=O的断裂、C-X(X表述氟、氯、溴、碘)的断裂、C=C(CC)的断裂、O-H的断裂,其中有些是单独断裂,有些是组合式的断裂。我们平时在课堂中可以适当引导学生进行归纳和反思,如当我们学习有机物与单质钠的反应时,都是因O-H的断裂而发生的,那么,当有O-H出现时,我们就可以快速地分析出其发生的反应,同时可进行定量的计算氢气与有机物之间的量得关系。同样,我们可以对C-O的断裂进行归纳和反思,若C-O的断裂时发生的是取代反应,反映到具体的例子为醇的取代反应;羧酸的取代反应。这样,当学生养成反思的学习习惯后,有机物的性质就可以触类旁通。
2.对物质间的转化关系进行反思。有机物之间的相互转化是一个难点,同时也是重点。有机合成的精髓为各有机物之间的转化关系和对有机物结构的灵活理解,只有对物质间的转化关系有了深刻地认识,对有机物结构有累积的认识后才能找到最优的有机合成路线。例如,卤代烃是联系醇和烷烃(烯烃)的重要物质,通过卤代烃可以实现合成醇、烯烃、炔烃,通过烯烃、炔烃、烷烃、醇可以实现合成卤代烃的目的。此外,对醇、醛、酸、酯的转化关系进行反思学生可以发现醛为醇与酸之间的中间物,醛与醇可相互进行转化,但醛与酸是单一转化,醇与酸可合成酯。对物质间转化关系有了充分的认识后,我们需要对有机物成链或成环进行反思——酯化反应、取代反应可成环,水解或取代反应可开环。有了对物质间转化关系的反思,学生在有机合成中就有更多的选择路线,就能充分理解各步骤的含义。
有机化学与日常生产生活息息相关,学生有学习的兴趣基础,如何在课堂中真正落实新课程要求,培养学生有机化学素养的关键还在于教师教学方法的转变。在有机化学教学中进行理解性对话教学、培养学生的探究和合作精神、引导学生进行有深度地反思,对提高学生有机化学素养有积极意义。
参考文献:
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