高�；瘜W(xué)教學(xué)論文
化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結構、性質(zhì)以及變化規律的一門(mén)基礎自然科學(xué)。以下是小編整理的高�；瘜W(xué)教學(xué)論文，歡迎閱讀。
有機化學(xué)是化學(xué)專(zhuān)業(yè)的四大基礎課程之一，也是化學(xué)、生物，環(huán)境，材料，醫學(xué)等專(zhuān)業(yè)的基礎課程。[1]因此，學(xué)好有機化學(xué)非常重要，但大學(xué)有機化學(xué)反應類(lèi)型繁多，反應機理抽象，在有限的學(xué)時(shí)內掌握該課程的要領(lǐng)有一定的困難。教師在完成教學(xué)計劃，保證教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)又要注重培養學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng )新能力。[2]這就需要教師不斷改進(jìn)教學(xué)理念，對教學(xué)方法進(jìn)行大膽改革，在講授反應類(lèi)型和有機合成時(shí)要深入淺出的講解該反應的反應機理，使學(xué)時(shí)易于理解記憶；同時(shí)，教學(xué)與實(shí)驗相結合激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，板書(shū)與多媒體相結合使抽象的反應形象生動(dòng)，從而達到化難為易的目的。本文結合筆者的教學(xué)經(jīng)驗從兩個(gè)大方面，探討了有機化學(xué)教學(xué)的改革創(chuàng )新。
1 深入淺出的講解反應機理
有機反應即涉及有機化合物的化學(xué)反應，是有機合成的基礎�；镜挠袡C反應類(lèi)型為：取代反應、加成反應、消除反應、周環(huán)反應、重排反應和氧化還原反應。決定有機反應反應活性的因素與其他化學(xué)反應的類(lèi)似，即反應物的性質(zhì)是主因，外界因素可以影響反應活性。但有機反應還有它的特別之處：（1）反應物和產(chǎn)物的穩定性--因素包括共軛效應、超共軛效應和芳香性等；（2）活性中間體的產(chǎn)生及穩定性--如自由基、碳負離子和碳正離子。
反應機理是對一個(gè)反應過(guò)程的詳細描述，在表述反應機理時(shí)要指出電子的轉移路線(xiàn)，并用箭頭表示電子的轉移，它是根據很多實(shí)驗事實(shí)總結后提出的，有一定的適用范圍，能解釋很多的試驗事實(shí)，并預測反應的發(fā)生。通過(guò)理解反應的機理可以掌握一類(lèi)的有機反應，而不用死記硬背每一個(gè)有機反應，還可以提高學(xué)生的剖析有機化學(xué)反應的能力，具有事半功倍的作用。
雖然有機反應的數目和反應機理數有很多個(gè)，但這些反應和反應機理都符合一定的規律。有機反應機理基本都可以用電子效應來(lái)解釋?zhuān)娮有獩Q定有機反應的方向和種類(lèi)。電子效應分為誘導效應和共軛效應，多原子分子中一個(gè)鍵產(chǎn)生的極性可以影響到分子的其余部分，這種影響可以按靜電誘導方式沿化學(xué)鍵進(jìn)行傳遞，也可以在共軛體系中由軌道離域或電子離域產(chǎn)生，從而對有機物的性質(zhì)產(chǎn)生影響。前者稱(chēng)為誘導效應（用 I 表示，-I 為吸電子，+I 為給電子），后者稱(chēng)為共軛效應（用 C 表示，-C 為吸電子，+C 為給電子）。誘導效應一般只存在于單鍵鏈中，而共軛效應則一般存在于有 P 軌道側向交疊、有電子離域的共軛體系中。在分子中誘導效應、共軛效應常常并存，方向有時(shí)一致有時(shí)相反，方向一致時(shí)相加，相反時(shí)則優(yōu)先考慮共軛效應。下面用電子效應來(lái)深入淺出的分析三種主要的有機反應類(lèi)型的反應機理。
1.1 取代反應
碳正離子缺電子，其所連基團若是給電子基則可以緩解缺電子的程度，使正負電荷中心集中，這樣的碳正離子更穩定，若所連基團為吸電子基團則加劇其缺電子的程度，使正負電荷中心分散，這樣的碳正離子更不穩定。因為甲基是給電子基，所以碳正離子的穩定性為 3o>2o>1o>+CH3.同理，自由基的穩定性為 3o>2o>1o>·CH3.碳負離子則相反，吸電子基可以緩解富電子的程度，使正負電荷中心集中，從而穩定碳負離子；給電子基則加劇其富電子的程度，使電荷分散，這樣的負電荷穩定性差。取代反應的中間體不外乎這三種：碳正離子中間體，自由基中間體，碳負離子中間體。反應是否易于進(jìn)行，反應的區域選擇性如何，就看生成的中間體是否穩定。如：烷烴的鹵代反應屬于自由基取代反應，烷烴中三類(lèi)氫的鹵代反應活性次序一般為叔氫>仲氫>
伯氫。醇的取代反應為碳正離子機理，所以醇發(fā)生取代反應的活性次序為叔醇>仲醇>伯醇，這也是可以用 Lucas 試劑來(lái)鑒別三類(lèi)醇的原理。
1.2 加成反應
加成反應發(fā)生在有雙鍵或叁鍵的物質(zhì)中。加成反應進(jìn)行后，重鍵打開(kāi)，原來(lái)重鍵兩端的原子各連接上一個(gè)新的基團。根據機理，加成反應可分為親核加成反應，親電加成反應，自由基加成，和環(huán)加成。不管是那種反應類(lèi)型，不對稱(chēng)的不飽和化合物發(fā)生加成反應時(shí)的反應方向由生成的中間體的穩定性決定。能夠生成穩定中間體的加成方向決定了反應的區域選擇性。如：1-丁烯與氫溴酸加成時(shí)在 CCl4溶劑中反應的區域選擇性遵循馬氏規則，但是在有過(guò)氧化物存在時(shí)反應的區域選擇性遵循反馬氏規則。學(xué)生如果死記規則，有時(shí)就會(huì )迷惑，為何一會(huì )是馬氏規則一會(huì )是反馬氏規則。其實(shí)不用死記任何規則，根據電子效應，分析可能生成中間體的穩定性，能夠生成穩定中間體的反應方向就是反應的主方向。1-丁烯與氫溴酸的加成反應是氫離子先加成到碳碳雙鍵上，有兩種加成方向，若是按照路線(xiàn) 1 的方向加成生成的碳正離子中間體是一級碳正離子，若是按照路線(xiàn) 2 的方向加成生成的碳正離子中間體是二級碳正離子，二級碳正離子的穩定性強于一級碳正離子，所以反應的主產(chǎn)物是 2-溴丁烷（圖一）。但是在有過(guò)氧化物存在時(shí)，是氫溴酸在過(guò)氧化物的作用下先生成溴自由基，溴自由基與 1-丁烯中雙鍵的加成方向也有兩種，若是按路線(xiàn) 1 的方向加成得到的是二級碳自由基，若是按路線(xiàn) 2 的方向加成生成的是一級碳自由基，二級碳自由基的穩定性強于一級碳自由基，所以反應的主產(chǎn)物是 1-溴丁烷（圖二）。這樣從機理上來(lái)理解反應的區域選擇性，可以提高學(xué)生分析，解決問(wèn)題的能力。
1.3 消去反應
消去反應是指從有機物中消除一個(gè)小分子或兩個(gè)原子或基團，生成雙鍵，三鍵或環(huán)狀化合物的反應。對于不對稱(chēng)的鹵代烴、醇、磺酸烷基酯或季銨鹽的消去反應，消去的方向有兩種，電子效應對消去反應的影響主要體現在消去方向的選擇上。鹵代烴、磺酸烷基酯和醇的消除方向都遵循 Saytzeff 規則，季銨鹽的消除方向遵循 Hofmann 規則，不管是哪種規則，其歸根結底是看電子效應對反應的影響。如：2-溴丁烷在氫氧化鈉的醇溶液中發(fā)生 E2消除，消去的產(chǎn)物有 1-丁烯和 2-丁烯兩種（圖三）。其中 2-丁烯是主要產(chǎn)物，1-丁烯是次要產(chǎn)物，這是因為 2-丁烯中有 6 個(gè) C-H 鍵與 C=C 鍵形成 σ?π 超共軛作用，比較穩定，而 1-丁烯中只有 2 個(gè)C-H 鍵與 C=C 鍵形成 σ?π 超共軛作用。但是在季銨鹽的消除反應中 1-丁烯是主要產(chǎn)物，而 2-丁烯是次要產(chǎn)物，這是因為該類(lèi)反應是 E1cb 機理，反應的第一步是堿性試劑進(jìn)攻 β-H,它優(yōu)先進(jìn)攻酸性大的 β-H 即含烷基少的 β-C 上的氫。此外，β-烷基對進(jìn)攻試劑有空間位阻作用，也使堿更易進(jìn)攻烷基較少的 β-C 上的氫（圖四）。
2 使有機化學(xué)的教學(xué)生動(dòng)形象化
有機物種類(lèi)繁多，有機反應形式各異，千變萬(wàn)化，反應條件不同反應就可能不同，產(chǎn)物也不同。針對這些問(wèn)題除使用傳統的教學(xué)方法外，我們特別注意在教學(xué)方法方面進(jìn)行改革，并收到良好的教學(xué)效果。
2.1 實(shí)驗與理論教學(xué)相結合
有機化學(xué)是以實(shí)驗為基礎的自然科學(xué)，實(shí)驗是有機化學(xué)教學(xué)的重要部分。[3]教師在傳授知識和技能的同時(shí)，更需要訓練科學(xué)思維方法，培養科學(xué)的精神和品德。有機化學(xué)實(shí)驗是將基本操作與物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗技術(shù)融為一體的理論聯(lián)系實(shí)際的綜合性課程。
通過(guò)有機化學(xué)實(shí)驗可加強學(xué)生對有機化學(xué)基礎理論與基本概念的理解，培養學(xué)生正確選擇有機化合物，掌握其合成、分離、提純與分析鑒定的一般方法；同時(shí)具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和研究創(chuàng )新的思維方法，具備從事科學(xué)研究的初步能力。重視實(shí)驗和理論教學(xué)的互補配合，使學(xué)生對每一實(shí)驗都能通過(guò)感性認識，加深對有機反應規律的認識。這需要教師要適當增加一些設計性實(shí)驗和開(kāi)放性實(shí)驗，給學(xué)生提供學(xué)習空間，發(fā)揮他們的主觀(guān)能動(dòng)性。
2.2 板書(shū)與多媒體相結合的教學(xué)方式
多媒體集圖文、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體，把一些抽象的理論、復雜的結構，通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)、視頻、圖像等手段形象、生動(dòng)地展現出來(lái)。[4]
有機化學(xué)內容多，涉及大量分子結構式、構型、化學(xué)反應方程式以及反應機理等，將這些信息以板書(shū)形式呈現需要花很多時(shí)間。特別是在講反應機理時(shí)，這些抽象的機理需要學(xué)生具有很強的空間想象力，才能理解教師所講內容。教師在有機化學(xué)教學(xué)中可以恰當地運用現代教育技術(shù)，利用計算機的模擬功能，變抽象為直觀(guān)，使靜止內容動(dòng)態(tài)化，逼真地模擬宏觀(guān)變化中的微觀(guān)過(guò)程。[5]
總之，利用多媒體技術(shù)，可以生動(dòng)形象的的從微觀(guān)的角度展示反應歷程，從而吸引學(xué)生注意力、提高學(xué)生學(xué)習興趣，達到降低學(xué)習難度，使學(xué)生易于接受的目的。但是，多媒體技術(shù)是為課堂教學(xué)服務(wù)的，并不是為了向學(xué)生展示電腦技術(shù)，在教學(xué)中要注意多媒體與板書(shū)的恰當結合。板書(shū)可以在教學(xué)中起到強化的效果，是輔助教師進(jìn)行課堂教學(xué)的有效方法。好的板書(shū)能簡(jiǎn)明精練地整理課堂教學(xué)的內容，起到總結歸納，畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。所以，現代的多媒體與傳統的板書(shū)各有優(yōu)點(diǎn)，只有把二者有機的結合起來(lái)，才能真正的保證和提高教學(xué)質(zhì)量。
綜上，通過(guò)將這些教育理念和方法貫徹到平時(shí)的教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習有機化學(xué)的積極性得到了普遍的提離，知識的綜合運用能力增強，創(chuàng )新思維得到了良好訓練。近幾年來(lái)，學(xué)生的教學(xué)滿(mǎn)意度都在 95 %以上，教學(xué)實(shí)踐取得了良好的效果。
參考文獻
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[3]許敖敖。處理好理論教學(xué)與實(shí)驗教學(xué)的關(guān)系，提高學(xué)生素質(zhì)，培養學(xué)生創(chuàng )新能力[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2001（6）：1-3.
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