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“十二五”規(guī)劃中指出,未來五年將是化工行業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期,將著力調(diào)整結(jié)構(gòu),重點發(fā)展化工新材料、生物化工、專用化學(xué)品等新興產(chǎn)業(yè),因此近年來報考有機化學(xué)類專業(yè)的同學(xué)也有增無減。在大眾的眼中,它是一門略帶神秘的學(xué)科。想對此有更清晰明確的認識,不妨從有機化學(xué)相關(guān)專業(yè)的師生故事中深入了解一下吧。
2011年,我正式成為山東大學(xué)有機合成專業(yè)的研究生。有機合成是有機化學(xué)的分支之一,學(xué)習(xí)課程主要有《高等有機化學(xué)》、《有機催化導(dǎo)論》、《有機化合物光譜分析》、《現(xiàn)代有機合成》等。學(xué)習(xí)范圍大致分為兩類,一為有機合成,如化學(xué)工業(yè)原料;二為基本有機合成,如化學(xué)試劑。此外,我們還必須掌握兩種最基本的分析方法——正向分析法和逆向分析法,前者是從已知原料入手,找出合成所需的直接或間接的中間體,逐步推向合成的目標(biāo)有機物;后者則剛好相反,將目標(biāo)化合物倒退一步尋找上一步反應(yīng)的中間體,而這個中間體,又可由上一步的中間體得到,以此類推,最后確定最適合的基礎(chǔ)原料和最終的合成路線。
愛上有機化學(xué)
一開始,我只是把這個專業(yè)當(dāng)做一項任務(wù)來學(xué),不管是專業(yè)課還是實驗,都感覺有些枯燥乏味,直到在一次有機化學(xué)課上,看上去有些古板的老師居然給我們講了一個浪漫的故事。故事是這樣的:有一個孤獨的親核試劑一直暗戀著一個碳原子。他希望有一天,這個碳原子會變成碳正離子,自己能夠以SN1的機理去接近她??墒撬劝〉劝?,卻什么也沒有發(fā)生。終于有一天,當(dāng)他決定直接以SN2的機理向碳原子表白時,他卻發(fā)現(xiàn)碳原子對于已經(jīng)連在她身上面的親核基團非常眷戀,于是他退卻了。
時間一點一點地過去,這個親核試劑始終無法忘記碳原子。可是他對自己的親核能力沒有信心——他既沒有替代已經(jīng)連著的基團的信心,也沒有代替基團之后,自己與碳原子形成一個穩(wěn)定的分子的信心。他忽然覺得,碳原子和那些基團在一起更合適。她已經(jīng)習(xí)慣了目前的構(gòu)型了,如果發(fā)生SN2反應(yīng),碳原子的構(gòu)型就必須翻轉(zhuǎn),他覺得不該為自己的那一點執(zhí)著而讓她發(fā)生改變。在接下來的時間里,孤獨的親核試劑只是注視著碳原子。有一天,一個不可抗拒的力量——一個分液漏斗,將他們永遠地分開了。親核試劑這才發(fā)現(xiàn),原來機會只在方寸之間——逝去了的,永不再來。
萬萬沒想到,化學(xué)粒子身上還隱藏著這么浪漫的愛情故事。在我為親核試劑與碳原子的錯過而唏噓不已時,突然發(fā)現(xiàn)換一個角度看有機化學(xué),原來很有意思。之前在我眼里那些冷冰冰的概念和實驗,似乎在一瞬間都變得有感情了起來。這節(jié)課,讓我開始愛上了有機化學(xué)。
隨機應(yīng)變最重要
學(xué)習(xí)有機合成,就必須做大量有機合成實驗。有機合成實驗是一項系統(tǒng)性、邏輯性很強的實踐活動。雖然實驗本身很有趣,可以親眼見證幾種化合物變成一種全新的化學(xué)物,但實驗背后卻包括了選題、查閱資料、設(shè)計路線、實驗、檢測、得出結(jié)論一系列的過程,單純靠書本知識指導(dǎo)實驗往往會失敗,因為實驗遇到的情況是千變?nèi)f化的,所以分析和應(yīng)變能力顯得尤為重要。
記得在做某次實驗時,前幾個月同樣的實驗都很順利,時隔數(shù)月再做,反應(yīng)三天仍有原料沒反應(yīng)完。我十分納悶,明明工藝條件是完全一樣的,重復(fù)了幾次為何還是這樣呢。我把書上的實驗步驟又仔細瀏覽了一遍,確定完全是按照書上的實驗要求做的。思來想去,不得其解。在導(dǎo)師的提點下,我仔細回憶了前幾個月做實驗時的條件,這才發(fā)現(xiàn)雖然實驗都是在室溫條件下反應(yīng),但前幾月的溫度相對現(xiàn)在要高許多,如果把反應(yīng)溫度升到當(dāng)時的室溫會不會有不一樣的結(jié)果?帶著疑惑,我嘗試了一次,問題果然得到了解決。
還有一次,我接手另一名同學(xué)做了一個多月都沒做好的項目。他在實驗中的反應(yīng)收率一直做不好(反應(yīng)收率是指在化學(xué)反應(yīng)或相關(guān)的化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,投入單位數(shù)量原料獲得的實際生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量與理論計算的產(chǎn)品產(chǎn)量的比值)。文獻中所提供的溫度是溶劑沸點溫度約接近200度,雖然這個同學(xué)也嚴格控制反應(yīng)溫度,但是溶液回流始終不理想。因為當(dāng)時這個化合物是比較新的一種類型,文獻上的資料很有限,分析方法需自己建立,且這種化合物在各種溶劑中溶解度都不是很好,研究條件很麻煩。在導(dǎo)師的鼓勵下,我嘗試自己摸索實驗方法,改變反應(yīng)的條件,發(fā)現(xiàn)提高攪拌轉(zhuǎn)速能增大反應(yīng)收率。再經(jīng)過兩天的深入分析和實驗,我最終找到最佳攪拌速度,使反應(yīng)收率提高了近十個百分點。
菜鳥挑戰(zhàn)高收率
我的第一份實習(xí)是一家知名的化工公司,協(xié)助技術(shù)研發(fā)工作。在學(xué)校的學(xué)習(xí)時,我一直很自信,而在公司里我卻遇到了很多意想不到的問題,生產(chǎn)流程中,常常遇到壞的項目,壞的路線,常常會出現(xiàn)顧此失彼的情況,比如先要送個樣,然后回來接著做反應(yīng),這時候老員工會突然問送樣結(jié)果怎么樣了,于是又得放下手頭工作找編號,去辦公室調(diào)圖等等。一開始缺乏經(jīng)驗,我總是手忙腳亂。實習(xí)初期,讓我印象最深就是在遇到問題時要多與組長、老員工、主任溝通,這樣能讓我少走彎路,在總結(jié)錯誤經(jīng)驗時,就能明白了真正的實驗路線應(yīng)該是怎樣的。
隨著項目越做越多,我接觸到了不同的反應(yīng)類型,很多是學(xué)校里上沒有接觸過的。有一次,我要做一個中間體工藝放大工作。這個工作的核心內(nèi)容是技術(shù)攻關(guān),即如何將一個非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)優(yōu)化放大,完成三百公斤旋光性對映體的生產(chǎn)。對于有機合成的研究生來說,這個工作充滿了未知,不過從另一角度看,但如果能啃下這塊硬骨頭,將是對我能力的極大提高,于是我毫不猶豫答應(yīng)了與部門技術(shù)指導(dǎo)一起參與這個項目。
這個中間體的合成分為三個步驟,一是高溫(140攝氏度)下進行三加二環(huán)加成反應(yīng)得到消旋產(chǎn)物的二聚物,然后再將二聚物轉(zhuǎn)化成消旋性產(chǎn)物,最后將消旋性產(chǎn)物拆分成所需的旋光性對映體。在我們接手之前,已經(jīng)通過多批次的辦法合成了40公斤的旋光性對映體,但當(dāng)時的平均收率比值只有16%左右,技術(shù)人員對此很不滿意,而這距離300公斤的任務(wù)還有很大的差距,怎么辦?
1建立多樣性的實驗教學(xué)平臺
藥物化學(xué)實驗要求學(xué)生能夠?qū)σ恍┲攸c藥物的合成、結(jié)構(gòu)表征等方面有一定的了解和認識。要達到這些目的,良好的藥物化學(xué)實驗平臺必不可缺。為此,教學(xué)實施單位要為學(xué)生提供一個良好的實驗平臺來開展相關(guān)的實驗??梢詮囊韵氯矫鎭磉M行實驗教學(xué)平臺的建設(shè)?;A(chǔ)實驗平臺的建設(shè)。這個平臺配置開展藥物化學(xué)實驗所需的基本操作儀器,比如加熱攪拌器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、旋光儀、熔點儀、溶劑蒸餾裝置、薄層色譜分離柱等。這些基本的操作儀器可以讓學(xué)生在盡可能短的時間內(nèi),掌握基本的操作技能。比如,化合物熔沸點的測定、旋光度、萃取、減壓蒸餾、薄層色譜等。這些基本操作技能的完成,一方面可以加強學(xué)生的基本操作和技能的訓(xùn)練,讓他們體會到實驗課程的有趣性;另一方面可以培養(yǎng)他們嚴謹認真的實驗態(tài)度,讓他們掌握規(guī)范性的實驗操作?,F(xiàn)代藥物合成平臺的建設(shè)。一方面,目前的藥物化學(xué)實驗課程環(huán)節(jié)多數(shù)是圍繞一些經(jīng)典藥物的合成來開展,其中涉及到的合成方面的內(nèi)容大多數(shù)是傳統(tǒng)的有機合成反應(yīng),盡管這些方法被廣泛采用,但是部分方法存在反應(yīng)步驟冗長、產(chǎn)率較低等缺點,因此并不符合當(dāng)今化學(xué)合成的標(biāo)準(zhǔn)。另一方,由于許多方法涉及的化學(xué)反應(yīng)類型單一,不利于豐富學(xué)生的知識體系。隨著現(xiàn)在合成方法和合成技術(shù)的快速發(fā)展,已經(jīng)出現(xiàn)了越來越多的新的藥物合成方法,尤其是催化合成方法,這些方法在反應(yīng)原料的可獲性、實驗操作的簡便性、反應(yīng)的產(chǎn)率等方面能與傳統(tǒng)的方法媲美。比如,2010年獲得諾貝爾化學(xué)獎的鈀催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)已經(jīng)大量的使用在了藥物分子、工業(yè)化生產(chǎn)中,可以將這些前沿的合成技術(shù)引入到藥物化學(xué)實驗中,建設(shè)相應(yīng)的實驗平臺。這樣,可以讓學(xué)生更好的認識到現(xiàn)代合成手段對藥物分子合成的重要性。鑒于這些催化合成方法的重要性和有用性,現(xiàn)代藥物合成平臺可以圍繞催化領(lǐng)域的有機小分子催化、金屬催化、酶催化三個方面來進行建設(shè)。同時,在條件允許的情況下,可以添置一些先進的實驗儀器,比如核磁共振儀、紅外等,這些儀器的配置,除了可以讓學(xué)生掌握藥物分子的合成方法以外,還能夠?qū)W習(xí)藥物分子結(jié)構(gòu)表征的常用方法??傊?,這個平臺的建立將極大的豐富學(xué)生的知識面,擴大他們的眼界,讓他們了解和掌握一些前沿的知識,掌握藥物合成的一些新的方法和技術(shù)。計算機輔助藥物設(shè)計平臺的建設(shè)。計算機輔助藥物設(shè)計以計算機化學(xué)為基礎(chǔ),通過計算機的模擬、計算和預(yù)測藥物與受體生物大分子之間的關(guān)系,設(shè)計和優(yōu)化先導(dǎo)化合物的方法[2]。計算機輔助藥物設(shè)計實際上就是通過模擬和計算受體與配體的這種相互作用,進行先導(dǎo)化合物的優(yōu)化與設(shè)計。藥物化學(xué)實驗課除了要讓學(xué)生掌握一些已知藥物的合成方法以外,也應(yīng)該讓學(xué)生了解藥物分子具有藥性的原因,在這方面計算機化學(xué)模擬和計算藥物分子與相關(guān)靶點的相互作用便能夠給出一些合理的解釋。通過這些模擬和計算,能夠加深學(xué)生對藥物分子的理解。此外,基于模擬和計算的結(jié)果,學(xué)生可以更有針對性地對化合物分子進行結(jié)構(gòu)改造和修飾,一旦實驗結(jié)果與計算結(jié)果吻合,這不僅能增加他們的學(xué)習(xí)興趣,而且能使他們體會到藥物的發(fā)現(xiàn)是一個有理有據(jù)的過程,而不是一個對眾多化合物進行盲目篩選的過程。
2建立多樣性的實驗教學(xué)課程
在建立了多樣性的實驗教學(xué)平臺的基礎(chǔ)上,可以圍繞實驗課的教學(xué)內(nèi)容進行以下三方面的探索,以提高學(xué)生的綜合能力?;A(chǔ)性實驗教學(xué)?;A(chǔ)性藥物化學(xué)實驗包括基本的合成操作和部分驗證性實驗。通過基礎(chǔ)性的實驗教學(xué)使學(xué)生了解和掌握藥物合成的基本知識、常用實驗方法、常用儀器的使用以及常見數(shù)據(jù)的處理方法等,使得學(xué)生具有基本的實驗技能和實驗分析能力。盡管所涉及的只是基礎(chǔ)性的實驗,但是這些過程要涉及到許多藥物合成的原理(如拼合原理)和實驗方法的運用。實驗中要記錄實驗現(xiàn)象和檢測反應(yīng)的進程;實驗后要對實驗數(shù)據(jù)進行分析和總結(jié)并完成實驗報告。所以,完成一個基本的實驗涉及到基本原理、實驗方法和數(shù)據(jù)總結(jié)等方面的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。這樣通過實驗現(xiàn)象的記錄和數(shù)據(jù)總結(jié)可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,而通過實驗報告的完成可以培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)膽B(tài)度和寫作能力。為了保證教學(xué)的順利進行,對于教師來說,需要合理設(shè)計實驗內(nèi)容,既不能太難也不能過于簡單。此外,教師應(yīng)在課前進行預(yù)實驗,從中發(fā)現(xiàn)學(xué)生可能出現(xiàn)問題的地方。在學(xué)生動手實驗前,需要針對具有的實驗內(nèi)容,詳細地講授相關(guān)的原理、實驗步驟、注意事項和數(shù)據(jù)分析,使學(xué)生對實驗的內(nèi)容有一個初步的理解和掌握。在實驗過程中,要及時糾正學(xué)生的不規(guī)范操作。對于學(xué)生而言,要做好課前的預(yù)習(xí),寫好預(yù)習(xí)報告,設(shè)計好原始數(shù)據(jù)表格。在實驗中,要認真記錄實驗現(xiàn)象,保存好原始記錄數(shù)據(jù)。在實驗完成后,要認真地進行實驗數(shù)據(jù)的分析,找出實驗失敗或者結(jié)果不理想的原因,并認真撰寫實驗報告。經(jīng)過這些環(huán)節(jié)的嚴格訓(xùn)練,學(xué)生能夠在一定程度上掌握相關(guān)的知識。綜合性實驗教學(xué)。綜合性實驗在實驗要求的深度、廣度以及難度方面都要高于基礎(chǔ)性實驗。在這些實驗中,涉及到更多的原理、實驗方法和實驗儀器的使用,這些有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識、獨立思考和解決問題的能力。通過綜合性實驗,學(xué)生可以更好的理解基礎(chǔ)知識和掌握前沿內(nèi)容,比如藥物的構(gòu)效關(guān)系、電子等排原理等。除了讓學(xué)生具有更多的理論知識和操作技能,還可以讓他們接觸到更多的儀器,了解這些儀器的用途、實驗效果等,消除對儀器的神秘感。通過這些實踐,將極大的開闊學(xué)生的視野、拓寬他們的知識面、增強他們的自主能動性和提高他們的興趣和積極性。設(shè)計性實驗教學(xué)。設(shè)計性實驗主要是學(xué)生根據(jù)自己的興趣提出或者教師給定實驗題目來開展。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生獨立完成相關(guān)的實驗,包括數(shù)據(jù)庫的搜索、實驗方案和方法的制定、實驗儀器的選擇、實驗報告的撰寫等。設(shè)計性實驗?zāi)軌蚝芎玫呐囵B(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、分析問題和解決問題的能力,是對他們在基礎(chǔ)性和綜合性實驗中獲得的各種能力的檢驗。學(xué)生通過自己興趣的選題并最終完成實驗,這對提高他們的學(xué)習(xí)興趣和增強信心非常有利。在具體的教學(xué)實施中,教師可以給出幾個目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu),然后讓學(xué)生去查詢相關(guān)的數(shù)據(jù)庫,制定出幾種可行的實驗方案,然后根據(jù)實驗條件選擇適合自己的方案進行實驗[4]。設(shè)計性實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ囊环N有效的教學(xué)模式,這種教學(xué)模式具有許多優(yōu)點,比如可選擇內(nèi)容較廣泛、選題有多樣性和靈活性。這些優(yōu)點可以避免實驗內(nèi)容過于陳舊,進而讓學(xué)生接觸到新的實驗內(nèi)容,跟上時代的前進步伐,除此以外,也可以使學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),讓他們在自主學(xué)習(xí)中體會到成功帶來的樂趣和失敗帶來的痛楚,這些不僅對他們心理素質(zhì)的鍛煉非常重要,而且也利于培養(yǎng)他們的探索和大膽創(chuàng)新的精神。
作者:魏曄 蔣坤 第三軍醫(yī)大學(xué) 藥學(xué)院藥物化學(xué)教研室
in Medicine and Pharmacology Major
Zhang Laixin;Yang Qiong;Chen Qiang
(Baoji University of Arts and Sciences,Baoji 721013,China)
摘要:報道了對醫(yī)藥學(xué)專業(yè)有機化學(xué)實驗進行綠色化改革的措施。通過新實驗技術(shù)的應(yīng)用、實驗內(nèi)容的更新、對環(huán)境友好試劑和反應(yīng)的選用、實驗的微量和半微量化、實驗的重新組合、廢物的回收利用等措施的實施,收到了有機實驗綠色化的良好效果。
Abstract: Present measures on greening reform of organic chemistry experiment in medicine and pharmacology major. Apply new experiment technique, renew experimental content, select environment friendly reagent and reaction, microscale and half- microscale experiment, reorganize experiment, recycle trash, and achieve good result of greening organic chemistry experiment.
關(guān)鍵詞:有機化學(xué)實驗 綠色化 改革
Key words: organic chemistry experiment; greening; reform
中圖分類號:G42 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2011)19-0254-02
0引言
隨著社會對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的日益關(guān)注,人們對化學(xué)化工的發(fā)展和環(huán)境保護提出了更高的要求?!熬G色化學(xué)”的提出是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展對環(huán)境保護的挑戰(zhàn),它可以看作是化學(xué)進入到成熟期的更高層次的化學(xué)[1]?!熬G色化學(xué)”的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過程和化工生產(chǎn)中,盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害的化學(xué)物質(zhì)。因之,化學(xué)化工過程中的綠色化,是人類生存和自然和諧發(fā)展的需要,是我們的社會可持續(xù)發(fā)展的必由之路[2]。
有機化學(xué)實驗是醫(yī)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)藥學(xué)有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的重要組成部分,通過有機化學(xué)實驗操作技能的訓(xùn)練,不僅鍛煉學(xué)生的動手能力、掌握了嫻熟的實驗技能,而且也在實驗過程中加深了對理論知識的理解,增強了學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。但是有機化學(xué)實驗過程中使用的試劑中大多有毒性,且操作過程中可能還產(chǎn)生多種有害廢棄物,故對周圍的環(huán)境和學(xué)生的身體健康都會有一定影響。因之,如何把有機化學(xué)實驗的綠色化融合于化學(xué)教學(xué)中,是我們醫(yī)藥學(xué)有機化學(xué)教育工作者所面臨的一個迫切解決的問題。近年來,我們以有機化學(xué)實驗教學(xué)盡可能綠色化作為指導(dǎo)思想,結(jié)合醫(yī)藥學(xué)專業(yè)特點,在醫(yī)藥學(xué)有機化學(xué)實驗教學(xué)中開展了綠色化改革的探索與實踐,從而既培養(yǎng)了學(xué)生在醫(yī)藥學(xué)化學(xué)化工學(xué)習(xí)和生產(chǎn)中的綠色化學(xué)思想,減少了有機實驗對環(huán)境的污染和學(xué)生身體健康的影響,又提高了醫(yī)藥學(xué)學(xué)生的綜合素質(zhì)、環(huán)境意識和社會責(zé)任感,使得教學(xué)與人才培養(yǎng)相得益彰。
1盡量選擇綠色實驗題目
在有機化學(xué)實驗教學(xué)中要從源頭上實現(xiàn)綠色化,首先必須以綠色化學(xué)理念,結(jié)合醫(yī)藥學(xué)專業(yè)的特點精選實驗內(nèi)容,并力爭減少有機實驗對環(huán)境的污染和對學(xué)生健康的影響。我院醫(yī)藥學(xué)專業(yè)開設(shè)有機化學(xué)實驗72學(xué)時(共18個實驗),其內(nèi)容包合基本操作、提取分離、有機合成及綜合設(shè)計實驗4個部分,針對不同部分的特點,對實驗進行重新選擇和整合,其中:①涉及到基本操作實驗內(nèi)容中的常壓蒸餾實驗與沸點測定實驗合二為一,將水蒸氣蒸餾實驗將早期使用的苯胺和苯甲醛、溴苯改為蒸餾花椒或桂皮,使之成為純天然的綠色實驗。將層析實驗中薄層層析與柱層析合二為一;②在分離提取實驗中,將從茶葉中提取咖啡因和煙葉中提取煙堿的裝置改用乙醇在索氏提取器中提取,這樣既將提取時間減縮了2h,又減少了毒性。與此同時我們還將從黃連中提取黃連素、從槐米中提取蘆丁的實驗進行所用溶劑和實驗裝置的改進,即將有害溶劑更換為綠色溶劑,并使裝置及實驗步驟簡化,從而使之產(chǎn)率提高且對環(huán)境友好,同時也降低了能耗;③在有機合成實驗中刪去一些毒性較大的實驗,如苯和液溴制備溴苯、苯加混酸加熱制硝基苯、硝基苯還原制苯胺等,并結(jié)合專業(yè)特點新增一些對環(huán)境友好的藥物合成實驗如:合成口服治療尿道感染藥物扁桃酸、局部麻醉劑苯佐卡因、退熱冰(曾用作解熱鎮(zhèn)痛藥)乙酰苯胺及解熱鎮(zhèn)痛抗風(fēng)濕類藥物阿司匹林;④在綜合實驗中安排了利用超聲波法從女貞子中提取藥效成分齊墩果酸內(nèi)容,該方法工藝簡單易行、產(chǎn)率高、能耗小、綠色環(huán)保、溶劑損失小。結(jié)合專業(yè)特點,增加一些與生命科學(xué)有關(guān)的性質(zhì)實驗內(nèi)容;如糖、脂類、氨基酸及蛋白質(zhì)等。從而提高和開闊了師生的眼界和思維,培養(yǎng)了學(xué)生的綠色化學(xué)意識。
2大力推廣微型實驗
微型實驗的宗旨是以盡量少的化學(xué)原料和試劑獲取盡量多的化學(xué)信息。這是現(xiàn)代科學(xué)研究進步的重要方法之一,它所具有的優(yōu)點是:①試劑用量少;②節(jié)省時間;③安全性好;④對環(huán)境污染少;⑤儀器損耗率低、耗能低;⑥與時俱進地體現(xiàn)現(xiàn)代實驗技術(shù),其藥品用量正好可與現(xiàn)代分析測試手段相匹配、相適應(yīng)、相融合;⑦有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實驗水平、培養(yǎng)科技能力、啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、提高科學(xué)素養(yǎng)等。
我們在醫(yī)藥學(xué)有機化學(xué)實驗中引入微型實驗技術(shù)和半微量實驗,起到了事半功倍的效果。隨著實驗的微型化和半微量化使試劑用量減少,大大縮減了“三廢”的排放,同時提高了實驗的安全度,其實驗成本降低。為此我們將安眠鎮(zhèn)靜藥物巴比妥酸的合成和香料及藥物中間體β―萘甲醚的合成均改為微型實驗,效果均佳。通過上述微型實驗的開設(shè),使學(xué)生對實驗的認真程度和操作技能都有明顯提高,同時微型儀器的新奇也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)前,在教學(xué)課程中,微型實驗及半微量實驗不僅是承擔(dān)一定教學(xué)目標(biāo)的主要環(huán)節(jié),而且在課程體系中是不可代替的構(gòu)成部分。所以,我們深層次對新的微型實驗進行研發(fā),并發(fā)展微型實驗,從而拓展教學(xué)成果,這也是我們將來實施綠色化教學(xué)的一個主要內(nèi)容。
3在有機化學(xué)實驗中引入新方法新技術(shù)
現(xiàn)代化教學(xué)手段和實驗方法為我們開展綠色化學(xué)實驗提供了強有力的支持。在有機化學(xué)實驗中利用微波、超聲波、電化學(xué)等技術(shù),是實現(xiàn)綠色化的重要內(nèi)容。例如開設(shè)微波合成、微波消解、微波提取實驗、超聲波提取、電化學(xué)反應(yīng)等新技術(shù)實驗項目,其效果是減少了試劑用量,提高了轉(zhuǎn)化率、節(jié)省了時間、降低了能耗,縮減了“三廢”排放,實現(xiàn)了實驗綠色化。如我們利用超聲波法從女貞子中提取藥用成分齊墩果酸;利用微波輔助加熱技術(shù)合成具有解熱鎮(zhèn)痛藥物乙酰苯胺;采用微波輔助法制備解熱鎮(zhèn)痛、抗風(fēng)濕類藥物乙酰水楊酸(阿司匹林),它們的共同優(yōu)點是合成產(chǎn)率高、物耗能耗低、污染小,因之很受學(xué)生歡迎。
通過這些新技術(shù)的實施,減少了實驗的環(huán)境污染,降低了試劑用量和能耗,提高了產(chǎn)率和安全度,讓學(xué)生親自感受到新技術(shù)和新方法運用所帶來的技術(shù)革命和進步,從而激發(fā)和培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識和綠色化學(xué)理念,做到寓教于中。
4利用計算機多媒體系統(tǒng)進行模擬化學(xué)仿真實驗
對于一些在實驗過程中必須使用的有毒害試劑、易燃易爆、操作不易控制的實驗,采用現(xiàn)代化教學(xué)手段多媒體進行模擬化學(xué)仿真是很有必要的。例如,除上述易燃、易爆、有毒、有害及不易控制的的實驗采用計算機多媒體系統(tǒng)進行模擬化學(xué)仿真實驗教學(xué)以外,還有一些注重培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的性質(zhì)實驗,對培養(yǎng)學(xué)生動手能力沒有太大幫助,且準(zhǔn)備這類實驗耗時耗力又耗物很大,易造成一定的環(huán)境污染,實驗效果也不理想,而采用CAI課件進行教學(xué),既能讓學(xué)生觀察到實驗中的現(xiàn)象,以驗證理論,又避免浪費和污染。利用計算機多媒體技術(shù)對實驗原理、裝置、流程、實驗過程進行仿真,用文字、聲音、圖像、動畫的效果讓學(xué)生有身臨其境的感受,如醚的過氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、酰氯的水解和氨化等。所有這些使學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)會化學(xué)原理和實驗方法,同時還避免了實驗帶來的污染、中毒和不安全因素。即使那些毒性大、危險性大、試劑昂貴的實驗變成了綠色化實驗。
5合理安排實驗順序,節(jié)約試劑,消除污染
在化學(xué)實驗中總要產(chǎn)生一些廢物,而將實驗產(chǎn)生的廢物綜合利用將是消除污染最理想的方法。為此我們將一些有關(guān)聯(lián)的實驗按先后順序“串聯(lián)”起來,如在合成實驗中設(shè)計“一條龍”實驗的編排方式,即在多個系列合成實驗中,前一個實驗的產(chǎn)品作為后一個實驗的原料,如此連鎖進行。如在合成具有抗細菌、抗微生物的藥品對氨基苯磺酰胺(合成磺胺類藥物的重要中間體)時,我們將5個合成實驗串聯(lián)合成,即苯硝化硝基苯(還原)苯胺(乙?;┮阴1桨罚ɑ酋;σ阴0被交酋B龋ò苯猓σ阴0被交酋0罚ㄋ猓Π被交酋0?。又如“乙酰水楊酸含量的測定”實驗是利用學(xué)生自己合成的乙酰水楊酸為原料完成。在甲基橙制備實驗中將3個實驗串聯(lián)起來,即苯胺磺化對氨基苯磺酸(重氮化)重氮鹽(偶合)甲基橙。在局部麻醉劑苯佐卡因的合成中,將2個實驗串聯(lián),即對硝基苯甲酸酯化對硝基苯甲酸乙酯(還原)對氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)。將水蒸氣蒸餾實驗并入肉桂酸制備實驗中等等。所有這些既使學(xué)生把學(xué)過的知識系統(tǒng)化掌握,又節(jié)約了實驗經(jīng)費開支,并減少了環(huán)境污染。
6實驗廢物的回收利用
化學(xué)實驗無疑要產(chǎn)生大量廢棄物,如不及時處理而隨意排放,不僅造成嚴重的環(huán)境污染,而且還會淡化學(xué)生的環(huán)保意識,養(yǎng)成不良的實驗習(xí)慣,因之應(yīng)盡可能做到“三廢”對環(huán)境的零排放。為此,我們在實驗中將廢棄物盡可能做到統(tǒng)一回收利用。如我們將合成實驗所得產(chǎn)品均收集起來作為性質(zhì)實驗、熔點測定實驗或溶劑使用。如將柱色譜分離甲基橙與亞甲基藍實驗和其它實驗中的乙醇廢液用于蒸餾回收95%乙醇,回收后的乙醇可重新用于柱色譜分離實驗。將合成的乙酰水楊酸、乙酰苯胺、用于重結(jié)晶實驗和微波水解實驗,將合成的甲基橙做分析化學(xué)指示劑等等??傊瑢嶒炛械膹U棄物,只要開動腦筋均有可回收利用的可能。在這些回收利用和循環(huán)使用的實驗中將實驗方法和技能聯(lián)系起來,不僅提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力,而且還使學(xué)生在少學(xué)時內(nèi)學(xué)到更多的理論知識。同時又起到了強化學(xué)生綠色化學(xué)思維和環(huán)境保護意識的作用。
千百年來,化學(xué)為人類社會文明進步發(fā)展做出了巨大貢獻,推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會的文明進步。但在造福人類的同時,化學(xué)也對人類生活、生態(tài)環(huán)境造成負面影響。發(fā)展綠色化學(xué)是順應(yīng)時代潮流發(fā)展,保護人類賴以生成的自然環(huán)境的一項必要措施。新實驗技術(shù)的應(yīng)用,實驗內(nèi)容的更新,對環(huán)境友好的化學(xué)試劑和反應(yīng)的選用,實驗的微量和半微量化、綜合化和產(chǎn)品及廢料的回收利用等構(gòu)成了有機化學(xué)實驗綠色化的改革方向。作為化學(xué)教育工作者應(yīng)該在實驗教學(xué)中不斷研究、發(fā)現(xiàn)和探索綠色化反應(yīng)及條件,加強對學(xué)生的綠色化教育和環(huán)保意識教育,才有可能從根本上切斷污染源,使化學(xué)化工事業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
有機化學(xué)實驗課程是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的重要必修課程.在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容方面,傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗教學(xué)存在一定的弊端.為了適應(yīng)新形勢下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)需要,從有機化學(xué)實驗教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容方面,提出了一些改革意見和建議,以提高實驗教學(xué)效率,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力.
關(guān)鍵詞:
有機化學(xué)實驗;教學(xué)改革;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)
2014年9月,總理在夏季達沃斯論壇上首次提出“大眾創(chuàng)業(yè),萬眾創(chuàng)新”的號召,要在全國掀起“大眾創(chuàng)業(yè)”、“草根創(chuàng)業(yè)”的新浪潮,形成“萬眾創(chuàng)新”、“人人創(chuàng)新”的新態(tài)勢.[1]2010年5月,教育部在《關(guān)于大力推進高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》中指出:“在高等學(xué)校開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,積極鼓勵高校學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)”.[2]四川文理學(xué)院實施四年遞進式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育計劃,提出了“三新四能五復(fù)合”的人才培養(yǎng)目標(biāo),將學(xué)生培養(yǎng)成為具有高素質(zhì)應(yīng)用型、復(fù)合型人才.因此,開展基于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的有機化學(xué)實驗教學(xué)改革符合時展的要求.有機化學(xué)實驗課程是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)的重要必修課程,在基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)中具有十分重要的作用.[3-4]隨著高校教學(xué)改革力度的不斷深入和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的不斷加強,有機化學(xué)實驗教學(xué)模式的改革也在逐漸推進.傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗的基本功能是讓學(xué)生掌握實驗基本原理和基本技能,學(xué)會觀察實驗現(xiàn)象、正確記錄處理實驗數(shù)據(jù)和撰寫實驗報告.新形勢下,隨著應(yīng)用性、復(fù)合性和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)目標(biāo)的確立,更加注重學(xué)生創(chuàng)新精神的培育和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng).[5]傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗教學(xué)已經(jīng)不能滿足人才培養(yǎng)的需要,因此推進有機化學(xué)實驗教學(xué)改革具有十分重要的意義.本文主要針對地方應(yīng)用型本科院校,基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的培養(yǎng),在有機化學(xué)實驗教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容方面進行了積極的探索和總結(jié),提出了一些改進的意見和建議.
1改革實驗教學(xué)方法,培育創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神
1.1傳統(tǒng)教學(xué)方法主要存在的問題
傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗教學(xué)方法一般按固定模式進行,課前學(xué)生預(yù)習(xí),寫出預(yù)習(xí)報告,課間教師先詳細講解實驗中的關(guān)鍵技術(shù)問題,然后學(xué)生順利的完成實驗,課后學(xué)生按固定模式寫出實驗報告.這種教學(xué)方法完全是一種灌輸式的教學(xué)方法,教師只注重實驗結(jié)果,對實驗過程漠不關(guān)心,學(xué)生不用開動腦筋,只需照方抓藥,完成任務(wù)了事.導(dǎo)致實驗過程枯燥,缺乏實驗激情,容易造成思維定勢,降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不利于學(xué)生實驗技能和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的培育.[6]
1.2教學(xué)方法改革的舉措
傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法,不能體現(xiàn)“教為主導(dǎo),學(xué)為主體”的教學(xué)理念.[7]因此有必要改變有機化學(xué)實驗教學(xué)方法,處理好教師和學(xué)生之間的教學(xué)地位以及教和學(xué)之間的教學(xué)關(guān)系,才能使教師的教由主動變主導(dǎo),使學(xué)生的學(xué)由被動變主動,有效的培育學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。
1.2.1開展啟發(fā)式教學(xué),培育學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)觀念
開展啟發(fā)式教育,讓學(xué)生通過實驗預(yù)習(xí)提出本實驗需要解決的問題,通過問題分析和查閱資料,提出問題解決方案,通過實驗操作,最終達到問題的解決,將實驗過程和實驗數(shù)據(jù)進行整理,結(jié)合實驗討論和實驗展望,寫出實驗報告.這種教學(xué)方法,讓學(xué)生自己提出問題或帶著問題主動去學(xué)習(xí),著重于改變學(xué)生學(xué)習(xí)觀念.例如苯胺制備乙酰苯胺實驗,教師可以通過創(chuàng)設(shè)問題的形式啟發(fā)學(xué)生思維:為什么要合成乙酰苯胺?從理論上怎么合成乙酰苯胺?實驗過程怎樣操作來合成乙酰苯胺?學(xué)生通過對這些問題的思考,逐漸認識合成乙酰苯胺的作用,逐漸了解合成乙酰苯胺所涉及的理論知識和逐漸解決合成乙酰苯胺的具體實驗操作.引導(dǎo)學(xué)生建立正確的有機合成實驗觀念,即提出問題、分析問題和解決問題.創(chuàng)設(shè)實驗問題情境,使學(xué)生對有機化學(xué)實驗產(chǎn)生濃厚的興趣,有利于培育學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)觀念.[8]
1.2.2開展討論式教學(xué),培育學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維
開展討論式教學(xué),讓學(xué)生通過實驗關(guān)鍵問題的討論,解決實驗過程中存在的疑問,達到理解實驗原理,認識實驗現(xiàn)象,掌握實驗關(guān)鍵操作的目的.在做好實驗的基礎(chǔ)上,培育學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維.例如在有機合成實驗中,開展實驗原理部分的討論,使學(xué)生弄清反應(yīng)機理,認識反應(yīng)過程中存在的副反應(yīng),有助于實現(xiàn)理論與實踐的深度結(jié)合;開展實驗步驟的討論,使學(xué)生掌握實驗合成方法和技術(shù)手段,有助于學(xué)生選擇合理的實驗方法和技術(shù)手段,有助于學(xué)生知識的積累和發(fā)散思維的培養(yǎng);開展實驗關(guān)鍵及注意事項的討論,可以有效減少副反應(yīng)的發(fā)生,提高實驗操作技能和成功率;同時在實驗報告中開展“反常”實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果的討論,總結(jié)實驗失敗的教訓(xùn)和介紹實驗成功的關(guān)鍵,供其他同學(xué)學(xué)習(xí)和參考.
1.2.3開展互動式教學(xué),培育學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識
為了改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)中教師講,學(xué)生聽,然后按部就班的完成實驗操作的灌輸式教學(xué)方法.[9]我們在有機化學(xué)實驗教學(xué)中開展了互動式教學(xué),主要體現(xiàn)在以下兩個方面,一是,學(xué)生參與講課,教師和學(xué)生角色互換.每學(xué)期教師拿出2~3個實驗項目讓學(xué)生進行講解,為了講好一堂課,學(xué)生可以充分利用課余時間查閱相關(guān)資料,并可以到實驗室做準(zhǔn)備實驗,親身體驗實驗前的準(zhǔn)備工作;講課結(jié)束后,教師和學(xué)生都可以提出相關(guān)問題,講課的學(xué)生能對提出的問題給予解答,最后老師可以補充并幫助回答問題,讓學(xué)生正真感受到講好一堂課的艱辛,使學(xué)生感受一堂完整實驗課不僅需要豐富的知識,還需要較強的實驗動手能力.二是,學(xué)生參與實驗改進.其實實驗方法都不是唯一的,并且教材上的這些方法也并不一定是最好的,很多實驗我們都不一定要按照書上來做,可以進行實驗改進.例如:環(huán)己酮的制備實驗,教材用鉻酸氧化環(huán)己醇,實驗過程中經(jīng)過多步萃取分離,最后得到產(chǎn)品.我們對實驗進行了改進,待氧化反應(yīng)進行完全后改成蒸餾裝置,根據(jù)環(huán)己酮和水形成共沸點,將環(huán)己酮從反應(yīng)物中分離出來,改進以后,實驗操作簡單,實驗產(chǎn)率提高了10%~15%.可見,開展互動式教學(xué)可以留給學(xué)生更多的探索空間,讓學(xué)生主動去學(xué)習(xí),主動去嘗試,主動去創(chuàng)新,發(fā)掘?qū)嶒炛写嬖诘膯栴},提出改進意見或建議,增強學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識.
1.2.4開展研究式教學(xué),培育學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神
有機化學(xué)實驗不僅可以驗證理論,更重要的是通過有機化學(xué)實驗的學(xué)習(xí)可以提高實驗技能,從而達到開展實驗創(chuàng)新和科學(xué)研究的目的,因此開展研究式教學(xué)在有機化學(xué)實驗教學(xué)中尤為重要.可以從以下幾個方面進行實施:一方面,開放實驗室.實驗室在滿足正常教學(xué)的情況下,應(yīng)該向?qū)W生開放,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣或?qū)嶒炄蝿?wù),在教師的指導(dǎo)下,完成一定的課外實驗.開放實驗的開設(shè)有效避免了學(xué)生相互依賴的現(xiàn)象,學(xué)生的積極性和主動性明顯提高,有利于培育學(xué)生獨立思考問題、自主決策、科學(xué)研究和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神.另一方面,加大大學(xué)生科研立項和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目的力度.學(xué)?;蚨墝W(xué)院應(yīng)鼓勵大學(xué)生開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目或應(yīng)用研究,激發(fā)學(xué)生開展研究或創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情,培育學(xué)生適應(yīng)社會、敢于挑戰(zhàn)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的精神.要使科研項目成功立項,必須查閱大量文獻資料,了解本學(xué)科最新動態(tài)和知識前沿,要順利完成科研項目,必須具備較好的實驗?zāi)芰土己玫膶嶒炈仞B(yǎng).學(xué)生的研究成果將成為他們不斷前進的無限動力.最后,開展實驗競賽活動.學(xué)?;蚨墝W(xué)院應(yīng)當(dāng)加大實驗競賽活動力度,籌辦或參加各級各類實驗競賽活動.實驗競賽活動的開展,有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神,有利于培育學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神,更有利于推動有機化學(xué)實驗教學(xué)的提高和發(fā)展.開展實驗競賽活動,給學(xué)生一個發(fā)揮技能的舞臺,為優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出創(chuàng)造條件.
2改革實驗教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力
2.1傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容主要存在的問題
傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗在教學(xué)內(nèi)容的編排上,主要注重了學(xué)生對基本原理和基本技能的掌握,而忽視了學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展和創(chuàng)業(yè)驅(qū)動.實驗內(nèi)容分為五部分:有機化學(xué)實驗的一般知識、基本操作和實驗技術(shù)、有機化合物的制備、有機化合物的性質(zhì)實驗和理論部分.其中基本操作和性質(zhì)驗證實驗占有相當(dāng)大的比重,并且實驗內(nèi)容與生產(chǎn)實踐沒有太大聯(lián)系,內(nèi)容相對陳舊,技術(shù)相對落后,對學(xué)生的實驗認知性教育具有一定作用,對學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展實在沒有太多的體現(xiàn),對學(xué)生的創(chuàng)業(yè)需求沒有指導(dǎo)意義.按現(xiàn)在實驗內(nèi)容教學(xué),學(xué)生只需“照方抓藥”,無需思考問題,更不需要查找資料,缺乏自主學(xué)習(xí)的積極性.不利于實驗基本功能的發(fā)揮,不利于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng).
2.2教學(xué)內(nèi)容改革的舉措
針對有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容上存在的弊端,建議對有機化學(xué)實驗內(nèi)容進行重新整合和編排,其內(nèi)容主要分為有機化學(xué)實驗的一般知識、基本操作和實驗技術(shù)、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗五大部分.實驗過程中注重基本操作訓(xùn)練,加強綜合性實驗,加大設(shè)計性實驗,增設(shè)創(chuàng)新性實驗,從而增加實驗的實用性.達到增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的效果.[10]
2.2.1注重基本操作訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生基本操作能力
基本操作和實驗技術(shù)是有機化學(xué)實驗的基礎(chǔ),學(xué)好基本操作訓(xùn)練,是培養(yǎng)相關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的前提條件.只有在練好基本操作的基礎(chǔ)上,才能出色的完成后繼的實驗任務(wù).例如:重結(jié)晶實驗,蒸餾實驗,萃取實驗和色譜實驗等都是基本操作訓(xùn)練的核心內(nèi)容,是有機化學(xué)實驗中最基本、最重要的實驗技術(shù),若不能熟練掌握這些基本技能,在以后的合成綜合實驗中卻無法完成相應(yīng)的實驗任務(wù),產(chǎn)品的提取和純化就不可能實現(xiàn).因此只有注重學(xué)生基本操作訓(xùn)練,才能達到熟練掌握,實現(xiàn)學(xué)生基本操作能力的培養(yǎng).
2.2.2加強綜合性實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生綜合運用能力
綜合性實驗是指將原有有機化學(xué)實驗中的合成實驗和性質(zhì)實驗,甚至部分基本操作實驗進行有效的整合后,形成的一種新的實驗形式.其表現(xiàn)形式包含下列幾個方面:一是,性質(zhì)實驗與合成實驗相互融合.例如:在開設(shè)環(huán)己烯的合成實驗時,可以將烯烴的性質(zhì)實驗融合其中;溴乙烷的合成實驗,可以將鹵代烴的性質(zhì)融合其中等.以往單列的實驗進行從新融合之后,節(jié)省了時間,增加了知識之間的相互聯(lián)系,提高了實驗效率.二是,多個實驗串聯(lián)整合.例如:實驗教材中苯胺的合成和乙酰苯胺的合成實驗,我們可以在教學(xué)過程中將實驗進行整合,首先用硝基苯合成苯胺,再通過產(chǎn)品苯胺,進行酰基化反應(yīng)合成乙酰苯胺,而乙酰苯胺正是我們重結(jié)晶實驗的原料,因此我們將合成的乙酰苯胺收集起來,用于學(xué)生的重結(jié)晶實驗.這樣不僅達到了產(chǎn)物的再利用,而且減少了苯胺對環(huán)境的污染,提高了學(xué)生保護環(huán)境的意識.三是合成實驗與物質(zhì)表征相結(jié)合.例如:溴乙烷的制備實驗中,讓學(xué)生使用紅外光譜等儀器設(shè)備對所合成的溴乙烷進行表征.通過物質(zhì)的合成和表征,將有機合成和儀器分析結(jié)合起來,有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力.
2.2.3加大設(shè)計性實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造能力
通過基本操作和實驗技術(shù)、綜合性實驗的開設(shè),學(xué)生已經(jīng)基本熟練掌握了實驗技能和具備了一定綜合實驗運用能力,基本具備獨立完成簡單設(shè)計實驗的能力,這時可以加大簡單設(shè)計性實驗的教學(xué),讓學(xué)生自主設(shè)計實驗,擬定實驗方案,獨立完成實驗.例如:從茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?,教材中采用索氏提取法,我們叫學(xué)生自己設(shè)計實驗提取方法,他們通過查閱資料、提出想法和設(shè)計方案,自己完成實驗.實驗中,同學(xué)們,分別采用了溶劑浸提法、微波提取法和超聲波提取法等,最終都順利完成了實驗任務(wù),通過茶葉中提取咖啡因設(shè)計實驗教學(xué),收到了預(yù)期的效果.因此,開展適當(dāng)?shù)脑O(shè)計性實驗,學(xué)生積極主動的完成整個實驗過程,有利于學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)新事物,有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力.
2.2.4增設(shè)創(chuàng)新性實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力
在有機化學(xué)實驗本科教學(xué)任務(wù)完成之后,我們可以讓有興趣或有任務(wù)的同學(xué)開展有目的的創(chuàng)新性實驗.例如:我們到某公司去見習(xí),公司給同學(xué)們一個任務(wù),怎么判明引種玄參和本地玄參的優(yōu)劣?同學(xué)們對公司提出的問題很感興趣,于是針對公司提出的問題,查閱資料,進行大量的試驗和研究,最終解決了公司的難題.在有機化學(xué)實驗教學(xué)中,增設(shè)少量的創(chuàng)新性實驗,開展一些解決企業(yè)實際問題的項目.學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于解決生產(chǎn)實際,有利于加強校企合作研究,實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研一體化,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力.
3結(jié)語
有機化學(xué)實驗是化學(xué)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)計劃的重要組成部分,也是一門重要的必修課程.本文指出了傳統(tǒng)有機化學(xué)實驗教學(xué)中存在的弊端,提出了有機化學(xué)實驗教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改革建議.教學(xué)方法方面,主要嘗試和開展了啟發(fā)式、討論式、互動式和研究式教學(xué)方法的改革和實踐;教學(xué)內(nèi)容方面,主要嘗試和開展了基本操作訓(xùn)練、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗教學(xué)內(nèi)容的改革和實踐,并提出了一些個人的看法和建議.總之,通過有機化學(xué)實驗教學(xué)改革研究,希望構(gòu)建實驗教學(xué)新體系,促使學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng).
作者:黃小梅 單位:四川文理學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院
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一、化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)
1.1化學(xué)的形象正在被與其交叉的學(xué)科的巨大成功所埋沒
化學(xué)是一門中心科學(xué),化學(xué)與生命、材料等朝陽科學(xué)有非常密切的聯(lián)系,產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科,但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒。化學(xué)這門重要的中心科學(xué)(centralscience)反而被社會看作是伴娘科學(xué)(bridesmaidscience)而不受重視。
1.2化學(xué)正被各種各樣的環(huán)境污染問題所困擾
化學(xué)的發(fā)展在不斷促進人類進步的同時,在客觀上使環(huán)境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題。一些著名的環(huán)境事件多數(shù)與化學(xué)有關(guān),諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營養(yǎng)化等;另一方面把所有的環(huán)境問題都歸結(jié)為化學(xué)的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當(dāng)然與化學(xué)沒有樹立好自己的品牌有關(guān)系,在最早的化學(xué)工藝流程里面,根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍,因此很多化學(xué)工藝都是會帶來環(huán)境污染的?,F(xiàn)在,有些人把化學(xué)和化工當(dāng)成了污染源。人們開始厭惡化學(xué),進而對化學(xué)產(chǎn)生了莫名其妙的恐懼心理,結(jié)果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復(fù)強調(diào)本產(chǎn)品不含有任何“化學(xué)物質(zhì)”。事實上,這些是對化學(xué)的偏見,監(jiān)測、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學(xué)家。
二、綠色化學(xué)是應(yīng)對挑戰(zhàn)的必然
科學(xué)不但要認識世界和改造世界,還要保護世界?;瘜W(xué)也如此,為了應(yīng)對化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)是刻不容緩。
2.1綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個原料原子,在始端就采用實現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護,綠色化學(xué)不是被動地治理環(huán)境污染,而是主動的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
2.2綠色化學(xué)的產(chǎn)生及其背景
當(dāng)今,可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認同的發(fā)展觀。它強調(diào)人口、經(jīng)濟、社會、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,既要發(fā)展經(jīng)濟,又要保護自然資源和環(huán)境,使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年,美國環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年,美國環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念。1990年,美聯(lián)邦政府通過了“防止污染行動”的法令,將污染的防止確立為國策,該法案條文中第一次出現(xiàn)了“綠色化學(xué)”一詞。1992年,美國環(huán)保局又了“污染預(yù)防戰(zhàn)略”。1995年,美國政府設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”。1999年英國皇家化學(xué)會創(chuàng)辦了第一份國際性《綠色化學(xué)》雜志,標(biāo)志著綠色化學(xué)的正式產(chǎn)生。我國也緊跟世界化學(xué)發(fā)展的前沿,在1995年,中國科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題。
2.3綠色化學(xué)的核心內(nèi)容
原子經(jīng)濟性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學(xué)的著名有機化學(xué)家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”的學(xué)術(shù)獎)提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟性,認為高效的有機合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟性的反應(yīng)有兩個顯著優(yōu)點:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達式是:
原子利用率=(預(yù)期產(chǎn)物的式量/反應(yīng)物質(zhì)的式量之和)×100%
如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復(fù)出并可循環(huán)使用。此反應(yīng)原子利用率為100%,體現(xiàn)了原子經(jīng)濟性,減少廢物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4綠色化學(xué)的12項原則和5R原則
為了簡述了綠色化學(xué)的主要觀點,P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)的12項原則,這12項原則對我們今后從事綠色化學(xué)的研究具有一定的指導(dǎo)作用。
Ⅰ.防止——防止產(chǎn)生廢棄物要比產(chǎn)生后再去處理和凈化好得多。
Ⅱ.講原子經(jīng)濟——應(yīng)該設(shè)計這樣的合成程序,使反應(yīng)過程中所用的物料能最大限度地進到終極產(chǎn)物中。
Ⅲ.較少有危害性的合成反應(yīng)出現(xiàn)——無論如何要使用可以行得通的方法,使得設(shè)計合成程序只選用或產(chǎn)出對人體或環(huán)境毒性很小最好無毒的物質(zhì)。
Ⅳ.設(shè)計要使所生成的化學(xué)產(chǎn)品是安全的——設(shè)計化學(xué)反應(yīng)的生成物不僅具有所需的性能,還應(yīng)具有最小的毒性。
Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料(如溶劑或析出劑)當(dāng)不得已使用時,盡可能應(yīng)是無害的。
Ⅵ.設(shè)計中能量的使用要講效率——盡可能降低化學(xué)過程所需能量,還應(yīng)考慮對環(huán)境和經(jīng)濟的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強下進行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術(shù)上、經(jīng)濟上是可行的,原料應(yīng)能回收而不是使之變壞。
Ⅷ.盡量減少派生物——應(yīng)盡可能避免或減少多余的衍生反應(yīng)(用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學(xué)過程),因為進行這些步驟需添加一些反應(yīng)物同時也會產(chǎn)生廢棄物。
Ⅸ.催化作用——催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學(xué)計量數(shù)的反應(yīng)物更占優(yōu)勢。
Ⅹ.要設(shè)計降解——按設(shè)計生產(chǎn)的生成物,當(dāng)其有效作用完成后,可以分解為無害的降解產(chǎn)物,在環(huán)境中不繼續(xù)存在。
Ⅺ.防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發(fā)展分析方法,在實時分析、進程中監(jiān)測,特別是對形成危害物質(zhì)的控制上。
Ⅻ.特別是從化學(xué)反應(yīng)的安全上防止事故發(fā)生——在化學(xué)過程中,反應(yīng)物(包括其特定形態(tài))的選擇應(yīng)著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學(xué)事故的可能性降至最低。
為了更明確的表述綠色化學(xué)在資源使用上的要求,人們又提出了5R理論:
Ⅰ.減量——Reduction減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護產(chǎn)量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率、減少損失率。②減少“三廢”排放量。主要是減少廢氣、廢水及廢棄物(副產(chǎn)物)排放量,必須排放標(biāo)準(zhǔn)以下。
Ⅱ.重復(fù)使用——Reuse重復(fù)使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學(xué)工業(yè)過程中的催化劑、載體等,從一開始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計。
Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。
Ⅵ.再生——Regeneration再生是變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑。它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在工藝設(shè)計中應(yīng)考慮到有關(guān)原材料的再生利用。
Ⅴ.拒用——Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)過程中使用。
三、綠色化學(xué)的發(fā)展前景
3.1反應(yīng)原料的綠色化即反應(yīng)原料符合5R原則。
3.2原子經(jīng)濟性反應(yīng)在基本有機原料的生產(chǎn)中,已有一些原子經(jīng)濟性反應(yīng)的典范,如丙烯氫甲?;贫∪⒓状剪驶拼姿岷蛷亩《┖蜌淝杷岷铣杉憾娴?。
3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無疑是潔凈技術(shù)的重要組成部分。
3.4.提高反應(yīng)的選擇性———定向合成如不對稱合成。
3.5.環(huán)境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應(yīng)中,固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性,更小的腐蝕性。
3.6.物理方法促進化學(xué)反應(yīng)如微波引發(fā)和促進DielsAlder反應(yīng)、Claisen重排、縮合等許多重要的有機反應(yīng)。
3.7.酶促有機化學(xué)反應(yīng)酶促有機化學(xué)反應(yīng)有高效性、選擇性、反應(yīng)條件溫和和自身對環(huán)境友好等特點。
3.8溶劑化學(xué)污染不僅來源于原料和產(chǎn)品,而且與反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中使用的溶劑有關(guān),有毒揮發(fā)性溶劑替代品的研究是綠色化學(xué)的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機合成和室溫熔鹽溶劑等。
3.9.計算機輔助綠色化學(xué)設(shè)計和模擬在化學(xué)化工領(lǐng)域,計算機已廣泛用于構(gòu)效分析、結(jié)構(gòu)解析、反應(yīng)性預(yù)測、故障診斷及控制等許多方面。無疑,計算機在尋找符合綠色化學(xué)原則的最佳反應(yīng)路線、化工過程最優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)計等方面推動了綠色化學(xué)的更快發(fā)展。
3.10環(huán)境友好產(chǎn)品如可降解塑料、環(huán)境友好農(nóng)藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。綠色化學(xué)為化學(xué)的發(fā)展注入了新的活力,在21世紀(jì)化學(xué)必將大有可為。
參考文獻
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充分整合本組優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,通過每周一次的集體備課和組內(nèi)聽課,將不同教師的課堂教學(xué)智慧、資料和教學(xué)特長加以組合使用,并且積極聯(lián)系校外資源,拓寬思路和廣度,這里給大家分享一些關(guān)于2021高二化學(xué)教師新學(xué)期工作計劃,供大家參考。
高二化學(xué)教師新學(xué)期工作計劃1一、指導(dǎo)思想
以化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)為指引,以新課程理念為指導(dǎo),緊跟學(xué)校教學(xué)工作計劃,以提高課堂教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo),抓好常規(guī)教學(xué),夯實基礎(chǔ),不斷優(yōu)化課堂教學(xué)的方法和手段,以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能力以及創(chuàng)新思維能力作為教學(xué)教研工作的中心任務(wù)。
近幾年高考都非常重視化學(xué)基本概念、基本理論等主干知識內(nèi)容的考查,化學(xué)高考對課本實驗的考查力度在加大,突出了中學(xué)實驗基本操作、技能的考查。
課改以來,化學(xué)考試說明中都非常重視與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)的化學(xué)知識的考查。重視與此相關(guān)的化學(xué)題目,注意搜集高考前與化學(xué)相關(guān)的新聞、科技、發(fā)明創(chuàng)造等,特別關(guān)注日益突出的環(huán)保問題
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)、有機化合物的組成與結(jié)構(gòu)
1、能根據(jù)有機化合物的元素含量,相對分子質(zhì)量確定有機化合物的分子式。
2、了解常見有機有機物的結(jié)構(gòu)。
了解有機分子中的官能團,能正確的表示它們的結(jié)構(gòu)。
3、了解確定有機化合物結(jié)構(gòu)的化學(xué)方法和某些物理方法。
4、了解有機化合物存在異構(gòu)現(xiàn)象,能判斷簡單有機物的同分異構(gòu)體。
5、能根據(jù)有機化合物命名規(guī)則命名簡單的有機化合物。
6、能列舉事實說明有機分子中基團之間存在相互影響。
(二)、烴及其衍生物的性質(zhì)與應(yīng)用
1、以烷、烯、炔和芳香烴的代表物為例,比較它們在組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)上的差異。
2、了解天然氣、石油液化氣和汽油的主要成分及其應(yīng)用。
3、舉例說明烴類物質(zhì)在有機合成和有機化工中的重要應(yīng)用。
4、了解鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的組成和結(jié)構(gòu)特點以及它們的相互聯(lián)系。
5、了解加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和消去反應(yīng)。
6、結(jié)合實際了解某些有機化合物對環(huán)境和健康可能產(chǎn)生影響,關(guān)注有機化合物的安全使用問題。
(三)、糖類、氨基酸和蛋白質(zhì)
1、了解糖類的組成和性質(zhì)特點,能舉例說明糖類在食品加工和生物質(zhì)能源開發(fā)上的應(yīng)用。
2、了解氨基酸的組成、結(jié)構(gòu)特點和主要化學(xué)性質(zhì),氨基酸與人體健康的關(guān)系。
3、了解蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
4、了解化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。
(四)、合成高分子化合物
1、了解合成高分子的組成與結(jié)構(gòu)特點,能依據(jù)簡單合成高分子的結(jié)構(gòu)分析其鏈節(jié)和單體。
2、了解加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)的特點。
3、了解新型高分子材料的性能及其在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
4、了解合成高分子化合物在發(fā)展經(jīng)濟、提高生活質(zhì)量方面的貢獻。
三、學(xué)生基本情況分析
基本情況:高二年級共有6個化學(xué)班,其中4個理科班,本學(xué)期化學(xué)教學(xué)內(nèi)容為選修5《有機化學(xué)基礎(chǔ)》.
學(xué)情分析:理科班大多數(shù)學(xué)生有學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,有較好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和一定的學(xué)習(xí)方法。但學(xué)生程度參差不齊,部分學(xué)生必修2的知識遺忘較嚴重,理解掌握上差別較大。有極個別學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
四、教材分析
《有機化學(xué)基礎(chǔ)》是為了對化學(xué)反應(yīng)原理感興趣的學(xué)生開設(shè)的選修模塊,以滿足不同學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的需求。本期重點是讓學(xué)生了解有機化學(xué)的基本知識,熟悉重要的有機化學(xué)反應(yīng)類型,掌握重要的有機物的制備,使學(xué)生能夠運用有關(guān)有機化學(xué)的原理及有機物的性質(zhì)解決實際問題。
五、具體工作措施
1、做好高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的研究工作。
在實踐中不斷探索和研究,增強對新課標(biāo)的理解和駕馭能力;立足課堂開展教學(xué)研究,實現(xiàn)課堂教學(xué)的最優(yōu)化。
2.根據(jù)學(xué)校工作計劃,結(jié)合學(xué)科實際,落實各項教研和教學(xué)常規(guī)工作。
樹立質(zhì)量為本的教學(xué)理念,全面推進教學(xué)改革,確保教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。不斷更新教育觀念,積極投身教學(xué)改革,促進教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。
3、積極參加教研活動,提高教學(xué)業(yè)務(wù)能力
①利用每周四下午的備課組活動時間,學(xué)習(xí)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),明確新課程的具體要求,認真學(xué)習(xí)新課程教學(xué)理念,深入研究教育教學(xué)方法。
②加強集體備課,認真聽課,落實課堂教學(xué),提高“優(yōu)質(zhì)課”百分率。
③還要探討下一周的教學(xué)內(nèi)容及采用的教學(xué)方法、制定學(xué)案和周周練的習(xí)題。
④學(xué)案的制定要符合學(xué)生實際以利于課堂的實施,
⑤選擇最優(yōu)的教學(xué)法,提高教學(xué)效益,使本學(xué)科 的教學(xué)穩(wěn)步推進。
4、認真做好教學(xué)常規(guī),確保教學(xué)有效開展
對每一位任課教師而言,一定要深入備好每節(jié)課,按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,積極認真地做好課前的備課資料的搜集工作。然后,備課組共同研討確定學(xué)案內(nèi)容,根據(jù)班級具體情況適當(dāng)調(diào)整、共享。認真上好每節(jié)課,積極實踐新課程理念,把握好課堂,提高課堂教學(xué)的實效性。精心設(shè)置習(xí)題,合理、布置學(xué)生作業(yè),書面作業(yè)要求全批全改;及時反饋。
5 認真實施分層教學(xué)
注意提高整體教學(xué)質(zhì)量,防止兩極分化,對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生還要注意知識的深化,為高三教學(xué)作準(zhǔn)備在確保尖子生的情況下,要做好補差工作。在學(xué)生自愿的基礎(chǔ)上促優(yōu)補差工作可在晚自習(xí)或周六周日進行。對學(xué)生加強學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),幫助學(xué)生掌握高效的學(xué)習(xí)方法,以應(yīng)對日益加深的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
6,精選每周的測驗題, 并要達到一定的預(yù)期效果。
對每一次測試要認真分析,總結(jié),為學(xué)生確定合理的目標(biāo)。并且要注意習(xí)題的講評方法,教師要幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識間的聯(lián)系和不同試題間的關(guān)系,將各類習(xí)題和知識板塊進行歸納、歸類總結(jié),形成知識網(wǎng)絡(luò),以方便學(xué)生掌握,并有利于其在具體問題情境中的應(yīng)用。選修教學(xué)中要注意前后知識的聯(lián)系和總結(jié),不孤立的進行教學(xué),把握當(dāng)前內(nèi)容為主,連帶復(fù)習(xí)前面的知識,最好以練習(xí)的形式出現(xiàn),并及時發(fā)現(xiàn)問題及時講評。
7、教學(xué)組織上,學(xué)生活動和教師引導(dǎo)并重。
新課程倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,強調(diào)學(xué)生的主體地位,但這并不意味著在教學(xué)過程中教師地位的下降,或否定教師在教學(xué)過程中的作用。在整個教學(xué)活動中教師仍是教學(xué)活動的組織者和引導(dǎo)者,特別是在新知識的教學(xué)時,學(xué)生還有許多化學(xué)知識沒有接觸過,在這樣的條件下一味地強調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)是不切合實際的。但是,我們也不能因為學(xué)生的化學(xué)知識太少而否定自主學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí),因為學(xué)生沒有感性認識就會妨礙知識的獲得。綜合兩方面的因素,比較好的教學(xué)策略是既重視學(xué)生的活動,同時也強調(diào)教師的引導(dǎo)。
8.靈活運用多媒體
多媒體(課件)包括文字、圖形、圖片、聲、光等。其特點是直觀、生動、形象。運用多媒體電教手段可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解,對優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),提高課堂效率有很大的幫助。特別是選修3這一模塊探索到物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu),學(xué)生的感性認識不強,并且這一模塊的理論艱澀、隱晦、難懂。學(xué)生不易掌握,教學(xué)過程中最好采用模型教學(xué)法實施教學(xué),但是我們學(xué)校的教學(xué)模型較少不能滿足教學(xué)要求,所以實施教學(xué)時利用多媒體教學(xué),可以克服這個缺點,增強學(xué)生的感性認識,提高理論的理解水平,提高學(xué)習(xí)效果。
六、具體落實措施
1.堅持至少每周一次的備課組活動,同時堅持選修小組、必修小組每天討論制度,做到統(tǒng)一備課,統(tǒng)一進度,統(tǒng)一練習(xí),共同探討教學(xué)過程中所碰到的問題。
2.在每一章新課開始之前,由備課組長進行分工,組內(nèi)老師輪流備重點、備難點、明確新教材難度的把握,并提供詳細的教案、課件,為全組成員提供資料,共同探討,提高效率。
當(dāng)然,雖然任務(wù)分到了各個負責(zé)主備的老師處,但全體成員都會提前熟悉教材,做出自己的思考。
3.精心篩選題目,適當(dāng)補充典型例題,精講精練,力爭做到減負增效。
認真出好每周一次的限時訓(xùn)練。認真落實有發(fā)必收、有收必改、有改必評、有錯必糾。
4.做好單元過關(guān)和查漏補缺工作,每章完后進行一次單元小考,每節(jié)課前5分鐘,做一些鞏固練習(xí)。
5.認真做好階段考出題、審題、考試閱卷工作及分析總結(jié),做好教學(xué)反思工作。
6.結(jié)合本年級的現(xiàn)狀,對于文科班學(xué)生,加強基礎(chǔ)知識的訓(xùn)練,著重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)基本技能和基本素養(yǎng),要求在上學(xué)期將化學(xué)與生活的內(nèi)容全部結(jié)束,本學(xué)期開始化學(xué)1、化學(xué)2以及《化學(xué)與生活》的復(fù)習(xí),準(zhǔn)備迎接下學(xué)期的學(xué)業(yè)水平測試。
對于理科班的學(xué)生爭取在本學(xué)期內(nèi)將選學(xué)的《有機化學(xué)基礎(chǔ)》全部結(jié)束。并準(zhǔn)備學(xué)業(yè)水平測試。
7.認真開展“培優(yōu)補差”活動,本學(xué)期,在高二年級競賽班的平時的教學(xué)過程中就加強對學(xué)生的競賽輔導(dǎo),培養(yǎng)優(yōu)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,爭取在下學(xué)期的化學(xué)競賽中取得理想的成績。
對暫時落后的學(xué)生要多鼓勵多表揚,增強其學(xué)習(xí)的自信心,激發(fā)其學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,為下學(xué)期的學(xué)業(yè)水平測試做準(zhǔn)備。
8.教師要樹立全局觀念,嚴格控制學(xué)生作業(yè)量和教輔用書。
注重考試質(zhì)量和試卷分析。定期組織備課組教師進行學(xué)情分析,發(fā)現(xiàn)問題,尋找對策,及時解決,確保年級科學(xué)課程的教學(xué)水平的不斷提高。
9.堅持做好每一個演示實驗,積極探索研究性實驗的實施方案。
高二化學(xué)教師新學(xué)期工作計劃2本學(xué)期高二化學(xué)主要開設(shè)選修課程,高二共有二十個班,根據(jù)學(xué)生的選課情況,有十二個班級開設(shè)《化學(xué)反應(yīng)原理》,八個班級開設(shè)《化學(xué)與生活》,經(jīng)全組討論,制訂教學(xué)計劃如下。
一、指導(dǎo)思想及目標(biāo)任務(wù)
本學(xué)期以《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》和《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》為主要指導(dǎo)思想,明確當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程改革的方向,深刻理解課程改革的理念,全面推進素質(zhì)教育。
本學(xué)期高二化學(xué)組將緊緊圍繞提高課堂教學(xué)效率這個中心,狠抓教學(xué)常規(guī)的落實,全面提高本組教師素質(zhì)和課堂教學(xué)水平,深化課堂教學(xué)改革,制訂切實可行的改進措施和教學(xué)方案,保證我校的化學(xué)學(xué)業(yè)水平測試一次過關(guān)率,力爭圓滿完成學(xué)生學(xué)業(yè)修習(xí)任務(wù)。繼續(xù)認真學(xué)習(xí)新課程的教學(xué)理念,開展基于模塊的課堂教學(xué)研究,改革課堂教學(xué)方式。把研究新課程中增加的實驗作為重點,引導(dǎo)學(xué)生樂于探究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
以新課程的知識體系的設(shè)置與舊大綱的不同點為突破口,深刻、具體領(lǐng)會新課程的教學(xué)理念,并以此為指引,對照課標(biāo)進行備課,特別注意新課標(biāo)中增加的內(nèi)容、實驗、知識順序的編排的不同,注意研究不同的教材對課標(biāo)的'知識點闡述、教法上的不同,從而選擇最佳的教學(xué)方案,使本學(xué)科的教學(xué)穩(wěn)步前進。針對學(xué)生基礎(chǔ)較差的實際,在教學(xué)上采取穩(wěn)步前進的策略,即新課要求講解詳細,適量的作業(yè),及時評講,加強解題方法的講解,遇到學(xué)生不過關(guān)的地方要及時補上,以減少高二復(fù)習(xí)的壓力。
二、教材分析
《化學(xué)反應(yīng)原理》是高中化學(xué)課程選修修部分內(nèi)容,是高考必考模塊,教材從“化學(xué)反應(yīng)與能量”,“化學(xué)反應(yīng)的速率和平衡”,“水溶液中的離子平衡”,“電化學(xué)基礎(chǔ)”三個方面介紹有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的基本原理和研究方法。這些原理和研究方法對于深入了解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和規(guī)律是極為重要的,有其理論的實際意義,更有其實用價值;是核心的基礎(chǔ)化學(xué)知識,而且對于學(xué)生以后從事科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新具有重要的指導(dǎo)作用。
選修《化學(xué)與生活》模塊的教學(xué)內(nèi)容主要有以下四部分組成,第一,關(guān)注營養(yǎng)平衡,第二,促進身心健康,第三,探索生活材料,第四,保護生存環(huán)境。
從知識體系上看,《化學(xué)與生活》更多體現(xiàn)了化學(xué)與生活的角度展開教學(xué),利用學(xué)生已有的化學(xué)知識和理論來解釋生活中的很多生活問題:營養(yǎng)與健康,生活與材料,環(huán)境和生存等,知識點深入淺出,充滿生活情趣,很容易引起學(xué)生的共鳴,因此在教學(xué)利用這一特點充分及時引學(xué)生對化學(xué)的重新認識,激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的信心和熱情。
三、學(xué)生情況分析
學(xué)生進入高二后由于化學(xué)基礎(chǔ)知識比較薄弱,化學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法沒有建立,對化學(xué)學(xué)習(xí)不感興趣。部分學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的目的并不明確,學(xué)習(xí)積極性不高。基于這種情況,教師要及時糾正調(diào)整學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情,同時必要時對他們的基礎(chǔ)知識進行必要的補充,對成績稍微好的學(xué)生更要不斷加強指導(dǎo)。教師需更快,更好地走近與了解學(xué)生,不斷地給學(xué)生信心與鼓勵,并認真教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為化學(xué)必修學(xué)業(yè)水平測試和高考做好鋪墊。
四、分層推進措施
1.認真分析研究新教材,以及學(xué)習(xí)學(xué)生的特點和基礎(chǔ)知識,有計劃,有步驟進行高二化學(xué)教學(xué)及高二化學(xué)復(fù)習(xí)。
2.根據(jù)學(xué)生的實際水平,分層次開展教學(xué)輔導(dǎo)。
實現(xiàn)優(yōu)秀生和后進生分類教學(xué)及輔導(dǎo)。
3.定期開展學(xué)生和教師交流會,認真聽取學(xué)生的意見和反饋,根據(jù)學(xué)生的反饋情況,及時調(diào)整教學(xué)課堂組織及教學(xué)目標(biāo)
4.加強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)心理輔導(dǎo),從生活中的常見的問題和現(xiàn)象出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會關(guān)心生活和自己,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)外的興趣,調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的思維和習(xí)慣。
5.收集同類學(xué)校的教學(xué)資源和教學(xué)信息,開展及時的學(xué)校和教研室的教學(xué)交流和探討,并及時調(diào)整的教學(xué)目標(biāo)的措施。
6.化學(xué)班學(xué)生加強理論學(xué)習(xí)的同時重于實驗和課外知識的探究和收集及整理,加強邏輯教學(xué),落實基礎(chǔ)知識。
7.加強實驗研究,重視實驗教學(xué),改革實驗教學(xué)模式,增加學(xué)生動手機會,培養(yǎng)學(xué)生實踐能力。
8.指導(dǎo)學(xué)生作好課堂教學(xué)筆記,加強交流學(xué)習(xí)。
認真及時更改錯題。
9.根據(jù)年級組的建設(shè)的基本要求和學(xué)校的要求,開展虛擬班補習(xí),落實每一層次的學(xué)生的針對性輔導(dǎo)。
高二化學(xué)教師新學(xué)期工作計劃3一、背景分析
高二化學(xué)備課組現(xiàn)有教師5人,每個老師都有從事高二教學(xué)的經(jīng)驗。本屆學(xué)生整體的基礎(chǔ)較差。對于理科同學(xué),我們的目標(biāo)是幫助他們高考中沖本科;文科同學(xué)高一的化學(xué)基礎(chǔ)比較差,我們的目標(biāo)是能夠讓他們順利地通過高二會考。
二、基本目標(biāo)
理科班:完成選修5內(nèi)容。
文科班:主要以學(xué)業(yè)水平考試要求為目標(biāo),完成選修1的教學(xué)任務(wù)和必修1及必修2第一章的復(fù)習(xí)。
不管是理科班還是文科班,在教學(xué)上要重基礎(chǔ),不要過多的將高考的要求下放到高二。提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和動力,經(jīng)確保有較大的推進率。
另外以提高學(xué)生的能力發(fā)展,開展化學(xué)競賽、實驗化學(xué)、化學(xué)思維方法訓(xùn)練等校本選修課程,以滿足學(xué)生的需要。
三、工作重點
1、有計劃的安排一學(xué)期的教學(xué)工作計劃
一個完整完善的工作計劃,能保證教學(xué)工作的順利開展和完滿完成,所以一定要加以十二分的重視,并要努力做到保質(zhì)保量完成。在以后的教學(xué)過程中,堅持每周一次的關(guān)于教學(xué)工作情況總結(jié)的備課組活動,發(fā)現(xiàn)情況,及時討論及時解決。
2、定時進行備課組活動,解決有關(guān)問題
備課組將進行每周一次的活動,內(nèi)容包括有關(guān)教學(xué)進度的安排、疑難問題的分析討論研究,化學(xué)教學(xué)的最新動態(tài)等。一般每次備課組活動都有專人主要負責(zé),其他老師進行討論補充。經(jīng)過精心的準(zhǔn)備,每次的備課組活動都將能解決一到幾個相關(guān)的問題,各備課組成員的教學(xué)研究水平也會在不知不覺中得到提高。同時認真學(xué)習(xí)教務(wù)處的工作計劃,組織學(xué)習(xí)有關(guān)教育教學(xué)的理論,不斷提高適應(yīng)時代的教育教學(xué)理念,開拓創(chuàng)新教學(xué)方法,努力提高教育教學(xué)質(zhì)量。
3、積極抓好日常的教學(xué)工作程序,確保教學(xué)工作的有效開展
按照學(xué)校的要求,積極認真地做好課前的備課資料的搜集工作,然后集體備課,編寫好教學(xué)和案作業(yè)紙,制作成教學(xué)課件后共享,全備課組共用。
(1)在備課活動中,要把課堂教學(xué)改革,德育教育放在首位。在教學(xué)目標(biāo),方法,內(nèi)容的確定,作業(yè)的布置與批改,單元的測試。
(2)要注意深入實際,了解學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的困難和問題,有針對性的調(diào)整教學(xué)計劃,改變教學(xué)方法,以適應(yīng)好,中,差學(xué)生的平衡發(fā)展,同時作好分層教學(xué)工作。
(3)繼續(xù)重視作業(yè)的布置與批改研究。學(xué)生作業(yè),要求全批全改,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,及時在班上評講,及時反饋;
(4)積極開展聽課評課活動
提高課堂教學(xué)質(zhì)量是備課組活動的重要內(nèi)容,做好對外開課周的研究課、以及校內(nèi)公開課、匯報課的開課和評課活動,經(jīng)常性的進行互聽互評,教學(xué)相長,共同提高。
(5)備課組老師的工作分工
所有老師參與選修班的教學(xué)案和作業(yè)紙的編寫,黃波和鄒穎老師負責(zé)非化學(xué)班的教學(xué)內(nèi)容的編寫,吳光明老師負責(zé)教學(xué)案和作業(yè)紙的審核、網(wǎng)上資源的下載,閔啟發(fā)老師負責(zé)資料的收集和整理。
高二化學(xué)教師新學(xué)期工作計劃4一、工作計劃
以化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)為指引,緊跟學(xué)校教學(xué)工作計劃,以提高課堂教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo),抓好常規(guī)教學(xué),夯實基礎(chǔ),不斷優(yōu)化課堂教學(xué)的方法和手段,以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能力以及創(chuàng)新思維能力作為教學(xué)教研工作的中心任務(wù)。
二、現(xiàn)狀分析
1、基本情況:
高二年級共有14個理科班,其中為重點班,其余均為普通理科班,高一時基礎(chǔ)比較差,從第一學(xué)期還需要一個熟悉和相互適應(yīng)的過程,希望能盡早進入狀態(tài)。理科班周課時為4節(jié)。理科班第一學(xué)期上選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》,第二學(xué)期上選修5《有機化學(xué)基礎(chǔ)》1~2章),學(xué)生配套教輔為《名師金典》。
本學(xué)期,將以學(xué)校教務(wù)處工作意見為指導(dǎo),圍繞化學(xué)教研組計劃要求認真學(xué)習(xí)教育教學(xué)理論,認真研究和學(xué)習(xí)新課程標(biāo)準(zhǔn),積極推進新課程改革的實施,轉(zhuǎn)變教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ),做好高二化學(xué)教學(xué)工作。在加強常規(guī)教學(xué)的同時,積極開展科研課題的實驗和研究,以及為高三培養(yǎng)化學(xué)尖子作好培優(yōu)工作。
2、教材分析:
選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》內(nèi)容是最基本的化學(xué)反應(yīng)原理,包括反應(yīng)速率、反應(yīng)方向及限度等問題。從理論的高度認識酸、堿和鹽的本質(zhì)及其在溶液中的反應(yīng)。對于大家已經(jīng)熟悉的化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系,將以反應(yīng)熱與反應(yīng)物的物質(zhì)的量的定量關(guān)系為主。以化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)的電化學(xué)過程和裝置,如電池、電冶金和金屬腐蝕等,是富有時代氣息和應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域。作為化學(xué)原理應(yīng)用于實際的每個實例,都是那樣的有趣和富有啟發(fā)性。書中的一些實驗、活動建議,對于大家來說顯然是不夠的。如果我們能夠經(jīng)常注意觀察在自己周圍發(fā)生的化學(xué)現(xiàn)象,思考和設(shè)法進行模擬或?qū)嶒?,大自然將成為無所不在的大課堂。
選修5《有機化學(xué)基礎(chǔ)》模塊涉及有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用等內(nèi)容,包括“認識有機化合物”、“烴和鹵代烴”、“烴的含氧衍生物”、“生命中的基礎(chǔ)有機化學(xué)物質(zhì)”和“進入合成有機高分子化合物的時代”五章的內(nèi)容。
從知識體系看,是在必修2第三章和第四章部分內(nèi)容基礎(chǔ)上,進一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、官能團與有機化學(xué)反應(yīng)、有機合成及其應(yīng)用等相關(guān)知識。通過學(xué)習(xí),要使學(xué)生達到如下目標(biāo):(1)建立官能團體系,認識更多的有機化合物;(2)探究有機化合物的反應(yīng),理解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系;(3)走進有機合成的世界,體會合成的思想和方法。但本學(xué)期主要學(xué)習(xí)第一章最多到第二章內(nèi)容。
3、學(xué)情分析:
理科班大多數(shù)學(xué)生有學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,有較好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和一定的學(xué)習(xí)方法。但學(xué)生程度參差不齊,由于高一課時緊,內(nèi)容多,部分學(xué)生必修1、2的知識遺忘較嚴重,理解掌握上差別較大。有極個別學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
三、具體工作措施
1、認真做好教學(xué)常規(guī),確保教學(xué)有效開展
深入備好每節(jié)課,按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,積極認真地做好課前的備課資料的搜集工作。然后,備課組共同研討確定學(xué)案內(nèi)容,根據(jù)班級具體情況適當(dāng)調(diào)整、共享。部分章節(jié)內(nèi)容制作成教學(xué)課件后,再根據(jù)班級具體情況適當(dāng)調(diào)整、共享。此項工作上課前兩至三天完成。認真上好每節(jié)課,積極實踐新課程理念,把握好課堂,提高課堂教學(xué)的實效性。精心設(shè)置習(xí)題,合理、分層布置學(xué)生作業(yè),書面作業(yè)要求全批全改;學(xué)生配套教輔《名師金典》不定期抽查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,及時反饋。精選每章的測驗題,與備課組共同出題,并要達到一定的預(yù)期效果。對每一次測試要認真分析,總結(jié),為學(xué)生確定合理的目標(biāo)。
2、積極開展實驗教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),積極、認真開展實驗教學(xué)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和直觀理解,有助于培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?。依?jù)學(xué)?,F(xiàn)有實驗條件,在保證演示實驗絕大部分完成的基礎(chǔ)上,適當(dāng)開展學(xué)生分組實驗和課后實踐。
3、做好綜合實踐,踐行分層教學(xué)
(1)成立化學(xué)學(xué)習(xí)興趣小組(奧賽小組),培養(yǎng)特長生學(xué)習(xí)、探究化學(xué)的興趣和能力。
(2)利用晚自習(xí)做好缺差輔導(dǎo),確保每一個學(xué)生學(xué)習(xí)不掉隊,力爭高中學(xué)業(yè)水平測試全面通過。
4、積極參加教研活動,提高教學(xué)業(yè)務(wù)能力
(1)學(xué)習(xí)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),明確新課程的具體要求,利用每周的教研組和備課組活動時間,認真學(xué)習(xí)新課程教學(xué)理念,深入研究教育教學(xué)方法。
(2)定時與備課組內(nèi)的老師進行交流,解決有關(guān)問題。每個教學(xué)環(huán)節(jié)、每個教案都能在討論中確定;與備課組每周進行一次活動,內(nèi)容包括有關(guān)教學(xué)進度的安排、疑難問題的分析討論研究,化學(xué)教學(xué)的最新動態(tài)、化學(xué)教學(xué)的改革與創(chuàng)新等。
(3)積極參加教學(xué)改革工作。要使學(xué)生參與到教學(xué)的過程中來,更好地提高他們學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)的積極性,使他們更自主地學(xué)習(xí),學(xué)會學(xué)習(xí)的方法。都能積極響應(yīng)學(xué)校教學(xué)改革的要求,充分利用網(wǎng)上資源,使用啟發(fā)式教學(xué),充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式,不斷提高自身的教學(xué)水平。
高二化學(xué)教師新學(xué)期工作計劃5一、指導(dǎo)思想
以化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)為指引,認真落實學(xué)校教學(xué)工作計劃,以提高課堂教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo),抓好常規(guī)教學(xué),夯實基礎(chǔ),不斷優(yōu)化課堂教學(xué)的方法和手段,以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能力以及創(chuàng)新思維能力作為教學(xué)教研工作的中心任務(wù)。
二、現(xiàn)狀分析
1、基本情況:
本學(xué)期理科班周課時為6節(jié),主要學(xué)習(xí)選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》,向高考輻射。
2、教材分析:
選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》內(nèi)容是最基本的化學(xué)反應(yīng)原理,包括反應(yīng)速率、反應(yīng)方向及限度等問題。從理論的高度認識酸、堿和鹽的本質(zhì)及其在溶液中的反應(yīng)。對于大家已經(jīng)熟悉的化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系,將以反應(yīng)熱與反應(yīng)物的物質(zhì)的量的定量關(guān)系為主。以化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)的電化學(xué)過程和裝置,如電池、電冶金和金屬腐蝕等,是富有時代氣息和應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域。作為化學(xué)原理應(yīng)用于實際的每個實例,都是那樣的有趣和富有啟發(fā)性。
3、學(xué)情分析:
理科班大多數(shù)學(xué)生有學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,有較好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和一定的學(xué)習(xí)方法。但學(xué)生程度參差不齊,由于高一課時緊,內(nèi)容多,部分學(xué)生必修1、2的知識遺忘較嚴重,理解掌握上差別較大。有極個別學(xué)生基礎(chǔ)薄弱,沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
三、工作目標(biāo)
1、要求認真學(xué)習(xí)教育教學(xué)理論,認真研究和學(xué)習(xí)高考考試說明,做好高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施工作,在實踐中不斷探索和研究,增強對新課標(biāo)的理解和駕馭能力,立足課堂開展教學(xué)研究,實現(xiàn)課堂教學(xué)的高效化,轉(zhuǎn)變教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
在加強常規(guī)教學(xué)的同時,積極開展科研課題的實驗和研究,以及為高三培養(yǎng)化學(xué)尖子作好培優(yōu)工作。
2、根據(jù)學(xué)校教學(xué)工作計劃,結(jié)合學(xué)科實際,落實各項教研和教學(xué)常規(guī)工作。
樹立質(zhì)量為本的教學(xué)理念,全面推進教學(xué)改革,確保教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。不斷更新教育觀念,積極投身教學(xué)改革,促進教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。
四、具體工作措施
1、認真做好教學(xué)常規(guī),確保教學(xué)有效開展
深入備好每節(jié)課,按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,積極認真地做好課前的備課資料的搜集工作。然后,備課組共同研討確定學(xué)案內(nèi)容,根據(jù)班級具體情況適當(dāng)調(diào)整、共享。部分章節(jié)內(nèi)容制作成教學(xué)課件后,再根據(jù)班級具體情況適當(dāng)調(diào)整、共享。此項工作上課前兩至三天完成。認真上好每節(jié)課,積極實踐新課程理念,把握好課堂,提高課堂教學(xué)的實效性。精心設(shè)置習(xí)題,合理、分層布置學(xué)生作業(yè),書面作業(yè)要求全批全改;學(xué)生配套教輔不定期抽查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,及時反饋。精選每章的測驗題,與備課組共同出題,并要達到一定的預(yù)期效果。對每一次測試要認真分析,總結(jié),為學(xué)生確定合理的目標(biāo)。
2、積極開展實驗教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),積極、認真開展實驗教學(xué)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和直觀理解,有助于培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?。依?jù)學(xué)?,F(xiàn)有實驗條件,在保證演示實驗絕大部分完成的基礎(chǔ)上,適當(dāng)開展學(xué)生分組實驗和課后實踐。
3、做好綜合實踐,踐行分層教學(xué)
(1)培養(yǎng)特長生學(xué)習(xí)、探究化學(xué)的興趣和能力。
(2)利用晚自習(xí)做好缺差輔導(dǎo),確保每一個學(xué)生學(xué)習(xí)不掉隊。
4、積極參加教研活動,提高教學(xué)業(yè)務(wù)能力
(1)學(xué)習(xí)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),明確新課程的具體要求,利用每周的教研組和備課組活動時間,認真學(xué)習(xí)新課程教學(xué)理念,深入研究教育教學(xué)方法。
(2)定時與備課組內(nèi)的老師進行交流,解決有關(guān)問題。與備課組每周進行一次活動,內(nèi)容包括有關(guān)教學(xué)進度的安排、疑難問題的分析討論研究,化學(xué)教學(xué)的最新動態(tài)、化學(xué)教學(xué)的改革與創(chuàng)新等。
(3)積極參加教學(xué)改革工作。要使學(xué)生參與到教學(xué)的過程中來,更好地提高他們學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)的積極性,使他們更自主地學(xué)習(xí),學(xué)會學(xué)習(xí)的方法。都能積極響應(yīng)學(xué)校教學(xué)改革的要求,充分利用網(wǎng)上資源,使用啟發(fā)式教學(xué),充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式,不斷提高自身的教學(xué)水平。
一、運用多維變式教學(xué),培養(yǎng)思維的流暢性
多維變式教學(xué)特點是,對問題盡量提出多種設(shè)想和答案,擴大選擇余地,多途徑、多方向地思考而解決問題,培養(yǎng)學(xué)生多視角審視問題的智慧。
1.多途徑發(fā)散
對問題從不同的方向進行思考,做出多種多樣的解答。例如,在氫氧化鋁的教學(xué)中,可以運用下列探索性實驗激發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思考,借以從多個側(cè)面認識氫氧化鋁的兩性:(1)將少量鋁鹽滴入強堿溶液有什么現(xiàn)象?(2)將強堿溶液逐滴滴入鋁鹽溶液中去,又有什么現(xiàn)象?(3)將鋁鹽溶液逐滴滴入強堿溶液直至過量,又有什么現(xiàn)象?(4)鋁鹽溶液逐滴滴入過量氨水中時,又有什么現(xiàn)象?(5)鋁鹽溶液跟碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液混合有什么現(xiàn)象?為什么?(6)用明礬溶液代替鋁鹽溶液重做上面實驗,有什么現(xiàn)象?(7)鋁鹽溶液為什么顯酸性?(8)氫氧化鋁為什么顯堿性?(9)怎樣由氫氧化鋁制取純凈的硝酸鋁?(10)怎樣除去明礬中的離子和離子?
2.多方向匯聚
對問題從多方向各尋捷徑求解,最后殊途同歸。計算題中的一題多解、化學(xué)物質(zhì)的多途徑合成、物質(zhì)鑒別與檢驗的多種方法設(shè)計、習(xí)題研究中的多題歸一等屬于這種形式。教學(xué)中還可以運用這種策略進行知識規(guī)律的總結(jié)。例如,針對問題:常溫常壓下,50mL硫化氫與60mL氧氣混合點燃,問能生成相同條件下的二氧化硫多少mL?可指導(dǎo)學(xué)生以硫化氫不完全燃燒和完全燃燒的兩個化學(xué)方程式為起點,分別從并列反應(yīng)、連續(xù)反應(yīng)、合并反應(yīng)、電子守恒、體積差量等多個方向去總結(jié)硫化氫與氧反應(yīng)的基本規(guī)律:
3.多角度推論
對論點從不同的視角進行思考,尋找多種論據(jù)加以推論。在氣體摩爾體積的教學(xué)中,教師通過氣體摩爾體積的概念引出阿伏加德羅定律以后,可指導(dǎo)學(xué)生從不同的角度對阿伏加德羅定律進行推論,則可得出阿伏加德羅定律的各種特殊情況:(1)同溫、同壓下,兩種氣體的體積(V)之比=物質(zhì)的量(n)之比=分子數(shù)(N)之比;(2)同溫、同體積時,兩種氣體的物質(zhì)的量之比=壓強(p)之比;(3)同溫、同壓下,同質(zhì)量的兩種氣體,體積(或物質(zhì)的量)與式量(M)成反比;(4)同溫、同體積時,同質(zhì)量的兩種氣體,壓強與式量成反比;(5)同溫、同壓下,兩種氣體的密度(ρ)之比=式量之比;(6)同溫、同壓下,同體積的兩種氣體,密度(ρ)之比=式量之比=質(zhì)量(m)之比;(7)同溫、同壓下,同質(zhì)量的兩種氣體,體積與密度成反比。
二、運用換元變式教學(xué),培養(yǎng)思維的變通性
換元變式教學(xué)的特點是,靈活地變換事物諸影響因素中的一個或幾個,產(chǎn)生新的解決問題的思路,培養(yǎng)學(xué)生機智、靈活地解決問題的能力。
1.變方式思考
主要通過對問題“變臉”(問題的內(nèi)容、形式、順序和結(jié)論變換)后而引發(fā)出新的思考途徑。這種策略可以培養(yǎng)思路通暢、靈活多變,從不同的角度思考和解決問題。
(1)變換敘述方式
簡單地變換題目的敘述方式,可以加深學(xué)生對問題的理解。例如,18.4g氫氧化鈉和碳酸氫鈉的固體混合物在密閉容器中加熱到250℃,充分反應(yīng)后,排出氣體,冷卻,稱得剩余固體質(zhì)量為16.6g,求原混合固體中氫氧化鈉的百分含量。可將原題中的16.6g變換為12.72g,其他條件不變。此題有三種可能:一是氫氧化鈉和碳酸氫鈉恰好反應(yīng);二是氫氧化鈉過量;三是碳酸氫鈉過量,其中碳酸氫鈉過量最復(fù)雜。此題的變換就是把氫氧化鈉過量變成了碳酸氫鈉過量,把問題引向復(fù)雜和深入。
(2)變換設(shè)問角度
把設(shè)問的角度的多重變換,引導(dǎo)學(xué)生從更廣闊的思維視角去研究問題。例如,相同物質(zhì)的量濃度、相同體積的氯化鈉、氯化鎂、氯化鋁三種溶液分別與足量的硝酸銀溶液反應(yīng),求生成氯化銀的質(zhì)量比。變式①:相同物質(zhì)的量濃度的氯化鈉、氯化鎂、氯化鋁三種溶液分別與足量的硝酸銀溶液反應(yīng),當(dāng)生成的氯化銀的質(zhì)量相同時,求三種溶液的體積比。變式②:相同物質(zhì)的量濃度的氯化鈉、氯化鎂、氯化鋁三種溶液,在其體積比為1:2:3時,與足量的硝酸銀溶液反應(yīng),求生成的氯化銀的質(zhì)量比。變式③:相同物質(zhì)的量濃度的氯化鈉、氯化鎂、氯化鋁三種溶液,分別與硝酸銀溶液反應(yīng),當(dāng)生成氯化銀的質(zhì)量比為3:2:1時,求三種溶液的體積比。
(3)變換已知條件
變題目的制約因素,包括增加已知條件和減少已知條件,引導(dǎo)學(xué)生從不同的側(cè)面去研究問題。例如,電化學(xué)的教學(xué)中,為了讓學(xué)生深入理解原電池、電解池、電鍍池之間的聯(lián)系與區(qū)別,可運用探索性實驗進行研究:①把銅片和鋅片分別放入稀硫酸中,再觀察現(xiàn)象,解釋原因。②把銅片和鋅片平行插入稀硫酸中,先把在溶液中的部位相互接觸,觀察現(xiàn)象;再改為露在外面的部位相互接觸,觀察現(xiàn)象,解釋原因(銅片上有氫氣放出的原因)。③再用電線把銅片和鋅片相連插入稀硫酸的燒杯中,觀察現(xiàn)象,然后再接上電流計觀察現(xiàn)象。④把銅片的鋅片換成碳棒和鐵釘按③的實驗步驟進行實驗,并要求把觀察到的現(xiàn)象與銅鋅連接的實驗做比較。⑤把碳棒和銅片也按④的實驗步驟進行實驗,觀察現(xiàn)象,解釋原因。⑥把碳棒和銅片分別接上外加電源,碳棒接電源的負極、銅片接正極,插入氯化銅溶液中去,通電一段時間后,觀察現(xiàn)象,解釋原因。⑦把電極換成兩根碳棒,按⑥的實驗步驟進行實驗,把濕的淀粉KI試紙放在陽極碳棒附近,觀察現(xiàn)象,解釋原因。
(4)變換因果關(guān)系
這是一種“兩面神”思維方法。可設(shè)計“互逆型”問題,通過題目因果關(guān)系的互相逆轉(zhuǎn),激發(fā)學(xué)生的思路轉(zhuǎn)換。例如,在元素周期律的教學(xué)中,可巧妙利用:
之間的相互聯(lián)系,在問題中分別把元素的位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)設(shè)為因和果,進行互相推導(dǎo)。
2.排除性運用
這是“優(yōu)選式”思維方法,可設(shè)計“多解型”問題,指導(dǎo)學(xué)生在解決問題時,排除已掌握的習(xí)慣性方法,而用新方法進行創(chuàng)造性思考。例如,向15g鐵和氧化鐵混合物中加入150mL稀硫酸,能放出1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣,鐵和氧化鐵均無剩余,向所得溶液中滴入硫氰化鉀溶液時,未見血紅色。為了中和過量的硫酸,且使溶液中的亞鐵離子全部轉(zhuǎn)化為氫氧化亞鐵,共消耗了200mL3mol/L的氫氧化鈉溶液,原硫酸的濃度有多大?此題運用常規(guī)方法求解,非常繁瑣。如果能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,找出題中的隱含條件,很快就會發(fā)現(xiàn):氫氧化鈉的物質(zhì)的量為原硫酸溶液中硫酸物質(zhì)的量的2倍,即可簡捷的求出硫酸溶液的濃度:(0.2×3)÷(2×0.15)=2mol/L。
3.逆向性思考
可設(shè)計“逆思型”問題,指導(dǎo)學(xué)生脫離常規(guī)的思維程序,能從常規(guī)思路相反的方向或通過倒轉(zhuǎn)事物的因果關(guān)系來引發(fā)解決問題的新思路,從而獲得新穎獨創(chuàng)的結(jié)論。在無機合成或有機合成的教學(xué)中,常運用逆向性思考來解決問題。例如,以苯、天然氣、食鹽、水、空氣為原料制取酚醛樹脂。此種題運用逆向性思考很容易解決問題。
三、運用創(chuàng)優(yōu)變式教學(xué),培養(yǎng)思維的獨特性
創(chuàng)優(yōu)變式教學(xué)的特點是,不為已有答案所滿足,盡力尋優(yōu),通過獨創(chuàng)性思考,標(biāo)新立異地解決問題,從而培養(yǎng)學(xué)生能挑戰(zhàn)權(quán)威的觀點,并迫使其從自己的角度去重新審視問題的習(xí)慣。
1.審視性閱讀
可以指導(dǎo)學(xué)生探索教科書、參考書中的失當(dāng)之處予以糾正,或啟發(fā)學(xué)生對一些知識規(guī)律,從不同的角度提出各種不同的看法,得出一些派生的結(jié)論或間接性結(jié)論等;也可以設(shè)計一些不完整的、有缺欠(缺少條件的試題,讓學(xué)生補充條件)的,或似是而非的,或含有幾個解答的不確鑿的問題,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)、確定、修改;還可以提供一些科學(xué)上仍在探索、推測的科學(xué)之謎,激發(fā)學(xué)生去思考、辨別、選擇和推測。
2.完美型加工
可以指導(dǎo)學(xué)生對正確的運算過程、表述、推理、結(jié)論進行加工、修改(如優(yōu)化解題方法,改進化學(xué)實驗或把某一學(xué)習(xí)材料的某一部分重新構(gòu)思和改寫等),使之更科學(xué),更完美(由于加工的東西是正確的,因此更需要獨辟蹊徑地創(chuàng)造性思維),培養(yǎng)學(xué)生善于鉆研和思考問題,善于借鑒而不單純模仿,于被人忽視的細微之處有獨到的發(fā)現(xiàn)或見解,在已知領(lǐng)域中有所突破的能力。
3.新角度表述