有机合成知识范文

时间:2023-11-21 17:41:01

有机合成知识

有机合成知识范文第1篇

关键词:有机合成设计思路;有机合成评价思路;思S能力;信息迁移;正逆向分析法

文章编号:1005C6629(2017)1C0052C06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1 设计背景

从2013年开始,上海高考有机推断题出现让学生自己设计有机合成路线图;2015年,上海高考有机推断题出现让学生评价不同的合成路线,有机合成设计与评价的考查相对传统的有机推断题对学生的逻辑思维能力以及信息的迁移能力要求更高。在高三一轮复习中虽然已经系统复习有机化学基础知识,但学生在有机知识综合应用能力、信息迁移能力和逻辑思维能力等方面还比较薄弱。通常具体表现为:(1)官能团的引入与转化生搬硬套,不能灵活应用;(2)题给信息不能很好地吸收应用,对题给信息解读不够,审题也不严密;(3)步骤先后随心所欲,没有很好理解有关官能团的引入次序及基团间的相互影响等知识;(4)合成“绕圈子”,没有理解条件对反应进行的影响,合成步骤较多[1];(5)合成思路狭隘,表达不规范;(6)对有机合成路线没有评价思路,不知道从哪些角度去评价。为了提升学生思维能力,笔者设计了高三二轮“有机合成设计与评价”专题复习课。

2 教学设计

在上这节课前笔者做了三个准备。第一,在高三教学中笔者批改作业时不仅会写批语指出学生的错误症结,还会用手机拍下学生的典型错误,截取图片保存。在上这节课前笔者从积累的图片中选取四个有代表性的错误合成路线,用于有机合成评价环节教学。第二,开展学霸自编有机合成设计题活动。经过一周的收集,全班都上交了自己设计的题,积极性非常高,笔者选取和修改两道较好的题。第三,设计课前复习学案,让学生整理常见有机官能团的转化知识点[2]。

以下就是课前复习学案的内容:

(1)常见官能团的引入(或转化)方法

(2)官能团的消除

①消除双键:

②消除羟基:

③消除醛基:

具体教学过程如下:

[引入]有机合成之父――伍德・沃德先后合成了胆固醇、维生素B12、叶绿素、可的松、利血平和奎宁等一系列复杂有机分子。他曾说过这样一句话:在上帝创造的自然界的旁边化学家又创造了另一个世界。

[展示] 1.人工合成最复杂的有机物――海葵毒素。

2.合成的具有几何结构的有机分子。

(有机合成已经从科学进入到了科学-艺术的殿堂。)

[活动一]设计意图:本环节设计成“大家来找茬”游戏,让学生评价班级同学的有机合成设计流程,学生会比较兴奋,没有压力,跃跃欲试,有利于激起思维的火花,在轻松愉悦的气氛中归纳出有机合成评价思路。

[讲解]有机合成从基础原料到目标产物要经过一系列中间体,还要添加辅助原料,可能产生副产物(见图2),如何更合理设计有机合成路线呢?

[活动一]今天我们也创造一个属于我们自己的有机合成世界。首先我们进行一个有机合成“大家来找茬”活动。以下是近期同学作业中的小合成(图略),大家来评价一下。

苯环取代和侧链取代条件混淆

引入溴原子和硝基顺序颠倒,不能实现间位取代

苯环上卤原子难水解,需高温高压催化剂浓碱反应

碳碳双键易被氧化

碱性条件下羧基形成钠盐,需酸化

合成步骤太多,R-OH可以直接与HX取代反应

H既有羟基又有羧基,在浓硫酸作用下发生消去反应时,会生成酯类副产物

总结:

[应用]评价2015年上海高考有机合成三条设计路线(见图1)。

设计从2-甲基丙烯制取甘油的流程图(用反应流程图表示并注明反应条件,无机试剂任选)。

讨论思路:对比原料和产物

[展示]展示学生设计结果(见图3),对典型的两种思路进行评价。

第一种方案先碳链变短再卤代,共6步实现目标合成;第二种方案先巧妙地加工信息并进行二元应用引入两个卤原子再氧化短链,共4步实现目标合成。

[活动二]设计意图:通过这个小合成设计的挑战,让学生学会从碳架变化、官能团变化两个角度对比原料与目标产物,进而从碳链的改造和官能团的转化两个角度入手合成目标产物。学生设计了两种都可行的方案,其中第二种方案体现了思维的灵活性,需要学生善于利用和加工信息。在有机合成中经常会碰到信息的再加工应用,如多元应用、环状应用、聚合应用等。这个环节的讨论,让学生切身感悟到信息的灵活应用,提高学生思维的灵活性。

注:先给目标产物碳原子编号,然后开环推理中间体,中间体与目标产物的碳原子编号对应。

[讲解]化学家科里于1967年提出了“逆合成分析原理”(见图4),他利用电子计算机来设计有机合成路线,开创了计算机辅助有机合成的新纪元,因而获得了1990年诺贝尔化W奖。

[展示]展示学生设计的几个途径并评价讨论(见图5)。

[活动三]设计意图:该活动是成环与开环设计,合成复杂环状化合物路线,分析和对比原料和目标产物的碳链和官能团,并给复杂环状有机物的碳链进行编号,可以找到合成突破口,切断目标产物,确定有把握的中间体。通过有机物逆合成分析法的推理,进一步培养学生逻辑思维能力以及信息的迁移能力,同时加深学生对各类有机物的相互转化关系以及重要官能团的引入等基础知识的认识。逆向性思维是进行有机合成设计重要的思维方法[3]。

[课堂练习]化合物F是一种重要的有机合成中间体,它的合成路线如下:

[课堂练习]设计意图:合成一考察正向分析法,碳链变短、链状的合成;合成二考察逆向分析法,碳链增长、成环的合成;课堂练习设计考察正逆结合分析法,碳链变长、开环的合成,检验学生课堂学习效果,检测学生思维的应变能力。

注:先给目标产物碳原子编号,然后成环推理中间体,中间体与目标产物的碳原子编号对应。

[活动四]小合成挑战3

对乙酰氨基酚俗称扑热息痛,具有很强的解热镇痛作用,工业上通过下列方法合成:

[学生交流]保护酚羟基防止在引入氧化甲基时被高锰酸钾氧化。

[活动四]设计意图:阅读信息流程,挖掘信息中隐含的酚羟基保护问题,在自己的设计中注意应用信息中的方法保护羟基。目的是培养学生敏锐地捕获提示信息,仔细挖掘信息中隐含的解题线索,形成解题思路。

[展示与挑战]

学霸自编合成题1:

已知:(1)不饱和碳上的氢可与1,3-丁二烯发生1,4加成。如:

请以分子式均为C4H6互为同分异构体的两种链烃为原料合成3-羟基丁酸。

学霸自编合成题2:

格氏试剂在有机合成方面用途广泛,可用卤代烃和镁在醚类溶剂中反应制得。设R为烃基,已知:

设计意图:开展学霸自编有机合成设计题活动,学生主动研究有机化学学习资料,学习积极性提高,学生思维由局限变开放,创造性思维能力提高。

[总结]在几个合成挑战环节中同步总结思维方法进行板书如下:

3 教学反思

许多科学家的研究证明:“人的大脑就像一个沉睡的巨人,它比世界上最强大的电脑还要强几千倍。”如何让学生大脑积极运转、激发出学生的思维火花呢?怎样让学生对核心概念和科学思想达到深刻的领悟呢?我们需要给学生一个支点,那么这个支点就是思维的切入点。教学的起点是呈现有较大包容性的、由浅入深有层次的引导材料,这些材料就是思维的切入点、知识迁移和知识应用的起点[4]。本节课思维的切入点就是课堂需要的有机合成设计和评价材料,材料包括学生作业中的有机合成片段、笔者改编的有思维层次的小合成题,以及学生自编的有机合成题。教学过程以学生的思维为主线,在层层递进的挑战中开展教学,提高了课堂效果,达到了教学目标,让学生在思维过程中提高理解的层次,在思维过程中构建知识网络,在思维过程中,思维的品质得到有效的培养和发展。

优良的思维品质包括思维的广阔性、深刻性、灵活性、批判性四要素,它们都是在实践过程中内化而形成的[5]。有机合成设计与评价是一个培养这四要素最好的平台。有机合成设计要根据已有原料、信息和有关规律,找到官能团引入、转化、保护的方法,找出合成目标有机物的关键点和突破口,尽可能合理地把目标有机物分解成若干片断、根据信息提示将各片断合理地拼接和衍变,并采用正向思维和逆向思维以及综合分析相结合的方法,最终设计出最佳的合成路线,这个过程正是体现学生思维的广阔性。合成挑战一两种合成方案都可行,但思维不同。合成挑战二由原料1,3-丁二烯合成中间体1,4-丁二醇,关于两个羟基定位问题,学生思考难免不够全面甚至出错,让学生反思出现错误的原因,并找到正确答案。在一错一对之间,培养了学生思维的深刻性。有机合成设计在解决碳链增长与变短、成环与开环、官能团一元与多元、官能团定位与保护等问题时都需要学生不受思维定势和固定模式的束缚,善于发现新的条件和新的因素,随机应变,及时调整思路,找出符合实际的解决问题的最佳方案,这就是化学思维的灵活性。“大家来找茬”活动和合成挑战中都有评价环节,批判性思维得到了锻炼。

让学生暴露思维过程,在思维的冲突碰撞过程中,学生既体验到活动探究的乐趣,也体会到已有知识的概括总结、融会提升、迁移应用的意义,同时在倾听他人意见的过程中,真切感受到合作与交流的必要性。在这节课上,师生关系民主、平等,教学环境宽松、和谐,学生主动参与活动、主动展示合成方案,各抒己见,达成思维共振与情感共鸣。学生在交流中通过自主纠错,发现合成过程中要考虑官能团转化条件、定位、保护、顺序等一系列问题,加深对知识的理解。学会用正向分析法和逆向分析法以及综合分析的方法对有原料和目标产物进行分析研究,学生各展所长,各取所需,优势互补,从而激活学生的思维,实现知识复习与能力提升的双赢。

参考文献:

[1]魏崇启,牛永香.例谈高考题中有机物合成路线的设计方法[J].化学教学,2012,(8):56~59.

[2]杨大强.选修模块“有机合成”辅学课案设计的探索[J].化学教学,2014,(11):35~37.

[3]蔡秀忠.“有机合成”单元教学的设计与思考[J].化学教学,2010,(7):27~30.

[4]闫翠芬.提高学生思维品质是提高课堂教学效率的核心[J].考试周刊,2012,(16).

[5]陈娜娜.高中化学教学中如何提高学生的思维品质[J].素质教育论坛月刊,2011,(7):61~62.

[6]张宗仁,刘益良.浅谈高中化学教学中学生良好思维品质培养途径[J].新课程・下旬,2015,(12):28~29.

[7]蒋小钢.基于提升学生思维品质的高考复习习题讲评课的教学优化[J].化学教学,2014,(6):60~63.

[8]顾晔,马明祥.浅谈有机合成题的解题思路[J].化学教学,2006,(5):56~57.

有机合成知识范文第2篇

关键词:有机合成;设计技巧;合成技巧

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)33-0092-02

有机合成的发展是与人们对自然界的认识范围和深度,科学技术发展水平和一定的社会生产力紧密联系在一起的。有机合成的雏形是古代化学家用简单的元素和无机物为原料,制造为人们生活所用的简单有机物。他们也只能靠所得的点滴有机化学知识,类比无机合成类型来完成有机合成过程。20世纪以来,随着天然有机物化学知识的迅速增长,元素有机物的发现和制备成功,现代分析测试技术的日新月异,石油化学工业的迅速崛起,都促进了有机合成的发展。随着有机合成的原料来源的多样化,有机合成范围的不断扩大,人们不再只希望合成出天然的有机物小分子,结构特别、功能奇异的轮烯、球芳烃、高分子材料和生物大分子等都成为现代有机合成的发展方向。同时其他学科的发展和渗透也使得有机合成的方法、途径和实验技术有了较大的发展。这些都形成了近代有机合成的特点。几十年来,人们把千百万次成功的有机合成经验总结成有机合成方法和规则,反映了有机合成方法的技巧。有机合成路线设计是现代有机合成策略和战术的主要方面之一。

有机合成设计是有机合成化学家对预先要合成的目标化合物进行化学结构、官能团和化学性质分析、筛选出适应的合成原料和有机合成的反应和方法,从而拟定有机合成方案。

无论是人的实践活动,还是思维活动,都是不断从繁到简、从粗到细,日益完善的过程。有机合成设计技巧是设计者有机合成设计技能的升华。每一个理想的、成功的有机合成设计都是设计者锐利的眼光、深邃的洞察力、宽广的知识、灵敏的直觉、丰富的经验和独到的构思的综合体现。它不仅为有机合成实践活动的成功给出了宏伟蓝图,也给人以美的启迪。一个精巧的有机合成设计无不使欣赏者感到“洞天异开”、“柳暗花明”之惊奇。

现在我们举一个合成设计的例子来说明有机合成设计技巧在合成实验中的重要作用。托品是一大类杂环化合物,其化学结构为图1。

1902年Willstatter用20余步合成反应实现了他的全合成图2。

此后不久,1917年Robinson创造性地利用经典的Mannich反应,以简洁的合成方法制备出了托品生物碱。

虽然两位化学家在各自发表的论文中,未说明他们合成设计的艺术思想,但我们沿着两条合成路线可窥视Willstatter和Robinson合成设计的巧与拙、繁与简、妙与不妙的艺术技巧。从Willstatter的合成路线来说,他认为托品结构是由一个七员碳环和氮桥键组成的杂环化合物。因此Willstatter认为适宜的合成起始原料应是七员碳环化合物和二甲胺。他利用经典的加成反应、取代反应、清除反应等20余步合成步骤建立了托品结构。在Willstatter时代里,他的托品合成法可算是有机合成史上一个辉煌成就,因为他在前无古人的情况下完成了托品天然生物碱的全合成工作。Robinson则以他的慧眼金睛认为托品结构是一个具有平面对称性的分子,这个平面经过氮原子和羟基可将托品骨架分割成对称的两部分。

每部分均由四个亚甲基、两个甲川基、半个甲基、半个氮原子和半个羟基组成。Robinson又认为托品骨架的半边可由Mannich反应建立起来。经典的Mannich反应是:

若使两个Mannich反应同发生在一个胺分子和一个酮分子之内,那么刚好组成一个托品骨架,这样一个精巧的托品合成方法雏形就形成了图3:

但事实上,丁二酮和丙酮两个化合物内都含有两个活泼亚甲基和羰基,有可能丁二醛的羰基和丙酮的活泼亚甲基与叔胺发生意定的Mannich反应,也有可能丁二醛的活泼亚甲基和丙酮的羰基与胺发生非意定的Mannich反应。为了避免后一个反应的发生,Robinson又巧妙地对丙酮分子进行了化学修饰,在丙酮的1,3位的甲基上又各连接一个羰基,使丙酮改换为戊酮二羧酸,如此一改,具有两个方面的意义:首先由于两个羧基的诱导效应,使得戊酮二羧酸2,4位的亚甲基具有更强的化学活泼性,另一方面两个羧基都是亲水性的,增大了水溶液中丙酮的溶解度,更适合于丁二醛和甲胺与戊二酮酸在水溶液中的均相Mannich反应。所以一个精简而完美的托品合成方法就形成了。

很显然,Robinson对托品骨架神刀鬼斧地切断和分折,对合成原料的巧妙修饰,对合成反应步骤独具匠心的精心设计,使得他的合成工作如此绝妙完美,着实另人回味无穷。

在实际的有机合成设计过程中,合成设计技巧大致可分为三种类型。

首先是合成目标化合物的剖析技巧。在现代有机合成中,逆合成分析法是在有机合成设计中较为普遍使用的方法。对合成目标化合物分子结构的碳胳的切断分析,目标化合物分子所带官能团恰如其分地运用,都有利于从分析中找出最佳的合成原料和建立碳胳的途径方法。

其次是设计者对选中的合成素材的提炼技巧。有机化合物是极其丰富的,有机合成反应种类也是繁多的。一个成功的合成设计者还必须在对合成目标化合物分析的基础上,对选出的合成原料和有机合成方法进行琢磨、推敲、提炼和构思,使得设计的合成设计方案布局严谨,巧妙精确,既符合有机合成客观规律的真实性,又使得合成设计方案更巧、更新。

最后是合成原料、合成反应和实验技术的运用技巧。一般来说一个目标化合物的全合成过程往往要经过多步反应,运用许多试剂才能完成。在合成方案设计过程中,合成原料和合成反应及实验技术的巧妙安排运用,可以充分发挥其功效。因为有机合成反应就是合成原料和试剂进行化学转化的过程。在多步的反应过程中,前后几个反应过程是否有相抵之处,合成原料分子中所带基团和官能团是否能在合成反应中运用得恰到好处,是否最终能成为目标化合物分子的基团或官能团等,这都取决于合成设计中的适当布局。另外诸如合成设计中合成路线的收敛性可以大大缩短反应进程。试剂或原料的致活与钝化,可改变其化学反应性;官能团的保护与去保护,可免除在合成反应中某些化合物所带官能团遭受破坏;原料或试剂及有机合成反应的差异性运用,可使合成反应的某个既定产物获得更高的收率,还有其他实验条件,包括温度、溶剂、催化剂和压力等独具匠心地运用,在有机合成设计中都是至关重要的。

参考文献:

[1]叶飞,黄长干.有机合成化学[M].北京:化学工业出版社,2010:55.

[2]郭书好.有机化学[M].北京:清华大学出版社,2007:136.

[3]吴世晖.有机合成[M].北京:高等教育出版社,1986:125-126.

有机合成知识范文第3篇

有机合成是有机物的性质的应用,要求学生熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。在前三节的学习中,学生掌握了醇、酚、醛、羧酸、酯等含氧衍生物的结构特点、物理性质、化学性质以及用途等方面的知识。学生的逻辑思维能力以及信息迁移能力有了显著提高,通过本节课的学习,学生将会认识到合成的有机物与人们生活的密切关系.对学生渗透热爱化学、热爱科学的思想教育;通过有机物逆合成分析法的推理,进-步培养学生逻辑思维能力以及信息的迁移能力。

二、学生分析

1.学生已有知识分析:已知各类有机物的性质

烷烯炔苯及苯的同系物、卤代烃、醇、苯酚、醛、羧酸、酯的性质。

2.学生思维能力要求:充分运用正向思维和逆向思维方法,掌握有机合成的解题方法,特别是逆向合成分析法。通过教材例题掌握逆合成分析法的解题思路,并能熟练运用。

三、新课程标准要求

1、举例说明烃类物质在有机合成和有机化工中的重要作用;

2、认识卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点,知道它们的转化关系

四、教学目标

1、知识与技能目标:

①掌握烃及烃的衍生物性质及官能团相互转化的一些方法

②了解有机合成的基本过程和基本原则

③掌握逆向合成法在有机合成用的应用

2、过程与方法目标:

①通过小组讨论,归纳整理知识,培养学生对物质性质和官能团转化方法的归纳能力

②通过有梯度的与生活实际相关的有机合成的训练,培养学生的逆合成分析法的逻辑思维能力

③通过设计情景问题,培养逆合成分析法在有机合成中的应用能力

3、情感、态度与价值观目标:

①培养学生理论联系实际的能力,会结合生产实际选择适当的合成路线

②通过对新闻资料的分析,使学生关注某些有机物对环境和健康可能产生的影响,关注有机物的安全生产和使用问题

③通过逆合成分析法的研究,培养学生逻辑思维的能力

五、教学重、难点:

①官能团相互转化的方法归纳

②逆合成分析法在有机合成过程分析中的应用

教学难点:

逆合成分析法思维能力的培养

六、教学方法、手段:

①新闻材料分析,分组讨论,引导启发、激发思考、情景问题的创设与解决、多媒体

②针对难点突破而采用的方法:通过设置有梯度的情景问题,分三步,让学生由浅入深的进行合成训练,在动手训练中自己体会、掌握逆合成分析法的思维方法

七、课时安排:1课时

八、教学过程设计:

教师活动

学生活动

设计意图

【引入】

多媒体展示与PVC保鲜膜有关的“新闻链接”以及“资料卡”,创设一个与生活密切相关的合成情景引入新课(资料见后附表)

【情景创设1】

你能够根据已学的知识,利用一些常用的原材料,合成PVC吗?

【教师评价】

让学生把自己的方案写到黑板上,做出评价

【新课】

教师作归纳,以PVC的合成为例,引出有机合成的过程,以流程图直观展现

【过渡】

实际上很多时候有机合成是不能一步到位的,那我们要学会分析比较目标化合物和基础原料之间在骨架构建和官能团转化的联系,这就要求我们掌握一些官能团的引入或转化方法。请同学们以学习小组为单位,共同讨论完成“思考与交流”

归纳内容

【教师引导】观察学生的讨论情况,做出适当的引导

【教师评价】提问不同小组学生的讨论成果,作出肯定与评价,引导学生做好归纳总结

【过渡】当我们掌握了一些官能团的引入或转化方法后,就要学会把这些方法应用到有机合成过程中了

【情景创设2】

在日常生活中,饮料、糖果中常常添加一些有

水果香味的酯类香料,例如具有苹果香味的戊酸戊酯,你能利用1-戊烯为原料合成戊酸戊酯这种香料吗?

【教师评价】

对学生的成果作出评价,及时纠正错误;

引导学生思考总结逆合成分析方法的思路

【过渡】

我们发现,在分析合成路线的时候,可能会出现要对不同原料或合成路线的选择,那么

【情景问题创设3】

想一想:结合生产实际,同学们,你认为在选择原料和合成途径时,你应该注意一些什么问题?

【教师归纳】

选择有机合成路线应遵循的一些原则:

???反应条件必须比较温和

?产率较高

?原料地毒性、低污染、廉价

【过渡】

逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线是,它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体,该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成也是从更上一步的中间体得来的。依次倒推,最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。下面,我们就利用这种分析法,来完成这一道练习:

【例题练习】

试用逆合成分析法研究合成草酸二乙酯的路线

【小结】

本节我们要重点掌握:

1、一些常见官能团引入的方法

2、在有机合成中应用逆合成分析法

【作业布置】

1、课后习题1、3题

2、思考课本P64学与问

通过阅读新闻资料,联系已学知识,解决一个合成问题,初步体会合成的过程与方法

【活动1】

迁移已学知识解决新问题,写出方程式

自我评价

形成对有机合成的基本过程的认识,初步了解有机合成的思路

【活动2】

以学习小组为单位进行讨论,共同合作完成“思考与交流”的归纳

在评价过程中自我纠正错误,对官能团的引入和转化方法做出更准确的归纳

【活动3】

利用已学的知识,解决问题,寻找出合成路线

自我评价

受启发,思考

思路分析

联系生活中的实际,思考选择有机合成路线应遵循的一些原则,

各抒己见

应用逆合成分析法完成练习,分析思路,写方程式。

自我评价

总结归纳本节知识,

了解课堂学习重点

创设情景,联系时事新闻、生活实际,激发学生学习兴趣;

设计一个较容易的实际合成训练,为培养有机合成的分析方法作铺垫,作为完成后面的练习做准备

以学生所做的练习做过渡,引出有机合成过程,培养学生理论联系实际的能力

通过小组合作,培养学生的合作能力,而且本活动要求学生有一定归纳能力,学生之间可以互补

培养学生归纳总结的能力

培养学生逻辑思维的能力,对知识的应用能力

初步培养学生的逆合成分析法的思维能力

设计一个中等难度的实际合成训练,为培养有机合成的分析方法作铺垫,作为完成课本中有一定难度的例题做一个过渡

培养学生的理论联系实际的能力

进一步培养逆合成分析法的思维,在训练中掌握逆合成分析法在有机合成中的应用

将课本的学与问部分留给学生课后思考交流,将在下一课时作出评价

附表1:

新闻链接:

?2005年9月2日,中国包装网刊登了题为《美国:保鲜膜包食品有害健康》的文章,指出PVC含有致癌物

九.教学资源建议:

1、为了增强学生的理性和感性认识,可利用大量的图片信息、flas和视频材料。

例如在对不同有机物的相互转化的教学中可利用动画模拟转化过程中官能团中旧键的断裂和新键的形成过程,让学生从立体的角度对有机合成有一个理性的理解。

2.充分利用人民教育出版社的相关网站及教师研修网等查询所须内容。

例如:对某些教学内容的教学图片和图片,可以充分利用网站:资源。

3.可引用社会生产和生活实际,举例说明。

有机合成知识范文第4篇

1教学中渗透化学史,保持学习兴趣

爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师”。上好一门课程的关键问题是如何激发和保持医学生的学习兴趣。作者在教学中发现,学生对有机合成的化学史很感兴趣,就有意识地尝试课程内容与化学史结合,并且贯穿在整个教学过程中,这样能不断增强学生对有机合成的兴趣。例如讲绪论时介绍1828年人类第一个有机物的人工合成,化学家维勒用氰酸银与氯化铵反应得到了有机物尿素,这是人类正式进入到有机合成年代;我国1965年制成了世界上第一个具有生物活性的人工合成结晶蛋白质—牛胰岛素,标志着我国有机合成的水平已达到国际先进水平。针对一些特殊的试剂如格氏试剂,首先讲述格氏试剂的发明者维克多•格林尼亚年轻时爱情经历挫折所激发起的奋发学习劲头,成为著名化学家的轶事,接下来再讲述格氏试剂的制备、反应,就会使学生感兴趣。在讲有机反应时,介绍了国际上唯一以我国化学家名字命名的有机反应——黄鸣龙反应。黄鸣龙先生对反应过程一次忘塞瓶塞,产物收率提高的偶然事件认真探究,发现了新的羰基还原反应。我国科学家的这些成就唤起了学生的强烈民族自豪感,并养成了认真做好实验的习惯。美国有机化学家科里1967年提出的有机合成路线的常用逆合成分析法,使合成路线设计成为严格思维逻辑的科学,并编制了第一个计算机辅助设计程序,开计算机辅助有机合成先河。他由于这方面的重大贡献获得1990年诺贝尔化学奖。2001年诺贝尔化学奖获得者美国科学家威廉•诺尔斯、日本科学家野依良治和美国科学家巴里•夏普雷斯在不对称合成方面所取得的成就使化学家们能够有效地操纵化学反应。在课程中贯穿有机合成发展的历史,让学生多了解科学家们的探索经历和伟大成就,激发自己的斗志,始终保持学习兴趣。

2对照比较,建立概念的规律性联系

有机化学的知识点多,使内容显得繁杂,在学习时医学生常常感到混淆不清,理解不深入,导致死记硬背。为了解决这个问题,作者在教学过程中采取对照比较的方法,进行相似知识点的异同辨别,突出知识点的内涵和本质,使学生从根本把握。例如有机化学中的一种常见现象,是在有机反应中,在不同的反应条件下,相同的反应物其反应产物也不同,在讲课时注意对比这些反应,引导学生注意到它们之间的区别。再如,具有不同官能团的化合物对应于不同类型的有机化学反应,上课时可就这方面进行对照比较。学生普遍认为在有机化学的学习中,最困难的是要记忆大量的反应式。有机化学反应看似千变万化,实际是极具规律性的,从反应机理来看,基本是亲电、亲核、取代、加成等,而有机合成基本是这些反应的组合。如果学生熟悉了有机反应,就能有规律地学习合成的技巧。在学生具备有机化学基础后,教师把亲电、亲核、取代、加成等基本概念,以及相关的规律性概念和思维方法给学生归纳出来。学生在理解有机化学反应机理和掌握基本方法后,就能化解反应式记忆的困难,只需适当的记忆就能掌握大量的反应式。

3引入学术前沿动态,培养学生的创新意识

教师应在教学中让学生认识到有机合成是一个新反应和新试剂不断涌现的快速发展的领域,而新反应和新试剂的应用使有机分子的合成路线更趋向简单、快速、高效、绿色。给他们介绍生物化学合成、仿生合成、超分子合成、模板合成及绿色有机合成等新领域,使学生了解有机合成化学的学科进展,体会到新知识对人类的影响。在这个过程中,教师应该关注两个方面。一个方面是要向医学生介绍学术前沿的新动向、新知识,让学生尽快的接触学科前沿,体会到有机合成的魅力,保证教学内容的科学性和先进性。另一个方面是要引导学生关注科学研究,形成创新意识。教师上课时可结合教学内容给学生介绍自己学术研究方面的进展情况,以及自己做科研时遇到的问题、困难和解决思路与方法等,以自己的切身经验和体会带领学生跨入研究和创新的门槛,引导他们适应新的社会要求,跟上时代的步伐。

4结语

总之,为了提高医学院校有机合成课程的教学效率,首先是在授课中把有机合成的科学知识与科学史料紧密结合起来,使医学生在整个课程学习期间保持浓厚的学习兴趣;其次是把看似繁杂松散的有机合成知识,在教学中不断梳理,帮助学生建立起规律性的联系,内化为自己的知识;再次是在教学中引入学术前沿动态和知识,在更新教学内容的同时,培养医学生的科研意识和创新意识。

有机合成知识范文第5篇

关键词有机合成;课程建设;教学改革;能力培养

有机合成化学是有机化学学科的核心内容,是创造新分子的主要手段和工具,它既是一门科学,又是一门艺术,同时也具有极强的实用性,是高等院校化学化工及相关学科的重要专业课程之一[1]。有机合成的教学内容丰富,实践性强,与生命、环境、材料、能源等诸多学科领域都有不同程度的交叉与渗透[2-5]。随着现代科技的迅速发展,有机合成研究领域中新反应和新理论的大量出现,使有机合成的教学内容发生了巨大变化,加之化学专业生源的改变,有近一半学生报考的第一志愿不是化学专业,导致教学对象也发生了明显的变化。尤其是面对新世纪的挑战,作为专业选修课的有机合成化学教学在笔者所在的学校面临以下问题:(1)对有机合成选修课不够重视。一方面上课教师安排随意,教学内容没有充分讨论及论证,另一方面学生选课也很随意,对期末考试不够重视;(2)内容陈旧松散,教学模式单一。学生被动灌输,机械接受,主体能动作用不能发挥,课堂教学气氛缺乏活力,学生的学习兴趣和动力不足,不利于学生创新能力的培养;(3)在教学过程中,过多地采用多媒体教学,尽管提高了讲课的速度,增加了课堂知识量,但缺乏沟通互动,学生对知识的理解程度有所欠缺;(4)有机合成参考教材内容老旧,缺少现代的有机合成化学新知识和新理论,与现代有机合成化学学科前沿领域没有实现很好的交叉渗透;(5)在网络时代,学生玩手机、上网,不喜欢看书。以上问题的存在导致学生既不能掌握系统的学科基础理论,也不能得到很好的专业素质培养,反而使学生专业兴趣下降、创新意识淡泊,能力培养更无从谈起。为了适应新形势的要求,解决以上问题,2006年至今,我们对有机合成化学课程进行了一系列改革,采取以下改革举措:坚持以“以学生为主体,教师为主导”为原则,以“注重能力培养”为核心,采取精选参考教材、整合课程内容、优化教学方法,让长期从事有机合成研究的教师担任主讲教师,控制选课人数、实行小班上课、改进考试办法等一系列举措,目的是让对有机合成有兴趣的学生打好基础,提高能力,培养化学创新人才。

一、精选中英文参考教材

选取好的参考教材是教学质量的基本保证。根据有机合成化学内容丰富、理论深刻、实践性强、与多门学科互相交叉渗透、国内外参考教材多等特点,2012年开始我们选用清华大学巨勇等编著的《有机合成化学与路线设计》(第2版)[6]及厦门大学黄培强教授等编著的《有机合成》[7]作为国内教材。这两本教材取国内外众多教材所长,主题明确、讲解精炼、题材新颖、习题及相关内容很有代表性,近年来颇受有机合成化学工作者的欢迎,使用效果很好。与此同时我们还选用欧美名校使用的OrganicSynthesis:TheDisconnectionApproach(《有机合成:切断法》)作为英文教材[8],一方面让学生打好基础,拓宽知识面;另一方面结合课堂学习,让对有机合成化学感兴趣的同学在课外了解国外先进教材的相关内容,学习有机合成化学专业知识的同时也学习了专业英语。同时,我们还加强教材建设,《有机化学习题精解精练》《有机合成实验》和《有机合成300例》3本教材的编辑与出版于2014年和2015年分别获得了福州大学教材立项资助。其中《有机合成300例》既是我们近几年来让学生反复练习的有机合成习题,也是历年来有机合成考试的笔试题。

二、整合课程内容

结合学生的实际水平及专业选修课的要求,按照“选修课中有基础,基础课程中有前沿进展”及“少而精”的原则整合课程内容。由于有机合成化学涉及的内容多且课时有限,在教学过程中学生往往觉得内容繁杂,难以完全掌握,整合课程内容有利于全面掌控教学整体过程。有机合成选修课安排在大三第二学期,学生已经学习了“基础有机化学”,较系统地掌握了许多经典的有机合成反应,为了避免重复,涉及基础有机化学的内容通过提问及课前预习进行熟悉掌握,本门课程主要强调如何利用相关有机反应合成目标分子,目标分子的合成有哪些内在的规律与逻辑,因此重点讲解有机合成路线设计的思维方法和技巧,其中重点与难点是逆合成分析法(RetrosynthesisAnalysis)。逆合成分析法是当今有机合成化学的重要手段之一,于20世纪60年代由哈佛大学教授E.J.Corey提出,1990年,他因此获得了诺贝尔化学奖。逆合成分析法从合成产物的分子结构入手,采用切断一种分析法,这种方法就是将分子的一个键切断,使分子转变为一种可能的原料的方法得到合成子在切断时得到的概念性的分子碎片,通常是个离子,这样就获得了不太复杂的、可以在合成过程中加以装配的结构单元[6-9]。其中,最主要的便是切断(Dis-connection)和合成子(Synthon)两个概念。通过一系列逆向思维把目标分子恰当地切断,找到合理的路线,而不再胡乱猜测如何合成目标分子,这样学生就知道如何通过缜密的逻辑思维自行设计合成路线。另外还要重点讲清楚“目标分子的拆开”“合成子与极性转换”“导向基团和保护基的引入”“合成路线的简化”等知识点。在此基础上,还要介绍当代有机合成路线设计方面的经典案例,并以几个复杂的功能活性分子为例,讨论它们的设计合成路线。

三、优化教学方法

福州大学过去的有机合成化学教学,以教师讲授为主,学生被动接受,学习效率不高。在这次教学方法改革和优化的过程中,我们坚持以“学生为主体,教师为主导”的改革原则,尝试着用小班授课、启发研讨式、互动交流式等多元教学形式。

(一)采用小班授课,研讨式教学

过去有机合成选修课由于是任选课,对选修人数没有限制,导致选修该课的学生最多时达120人。加之又是大班上课,课下缺乏辅导,教师与学生缺乏交流互动,教学效果很差。2014年,我们将本课的选修人数限制在50人左右,杜绝盲目选课,让真正感兴趣的同学参与进来。这样可以安排在小教室上课,课下教师与学生方便交流,课堂上教师可以提问、学生讨论,课后作业可以及时检查督促,方便采用研讨式教学,这样学生学得主动,学得快乐。

(二)充分利用网络资源,建立有机合成化学

QQ群,丰富教学手段有机合成化学课程内容多、教学时数少,解决这一矛盾的有效途径就是充分利用网络资源。通过建立有机合成化学QQ群,学生可以随时查看课堂教学课件等,下载有关的网络学习资料,并设立开通讨论交流版;学生可以通过网络,相互提问讨论互动,交流学习经验;教师可以通过网站,及时解答学生的疑惑,更有效地掌握学生学习的状况,提高了学习效率,完善了教学过程中的不足。通过网络给学生介绍小木虫、科学网及相关的国内外有机(合成)化学资源网站,让他们在课外有时间查看自己感兴趣的资料,真正做到课堂时间有限、知识无限、资源无限。

四、通过“三结合”方法丰富教学内容

(一)科研与教学结合

教师的科研阅历丰富,才能教会学生学以致用,把前人实践所得到的成果或理论灵活运用到今后的科研实践中,培养时代需要的创新人才。自2006年以来,我们明确要求有丰富科研经历的教师担任有机合成课程的主讲任务,这样可以把自己的科研经历和经验通过课堂传授给学生,启发学生明白学科发展无止境,使学生树立起敢于创新、敢于发现的科学态度。有机合成课程组近年来始终重视教学与科学研究工作,课程组教师近五年先后承担了部级、省(部)级以上科研课题20项,80余篇,其中大多数论文被SCI收录。主讲教师及时将研究成果融入有机合成的教学中,使教学内容与学科前沿接轨,有效促进了教学内容、方法和手段的改革,提高了教学质量。与此同时,尽可能地将近年来与有机合成相关的几个诺贝尔科学奖项在课堂上介绍给学生。例如2010年诺贝尔化学奖获得者授予理查德•赫克(RichardF.Heck)、根岸英一(Ei-ichiNegishi)和铃木章(AkiraSuzuki),因为他们在有机合成中发现了钯催化的交叉偶联反应[10]。1968年,赫克与日本化学家沟吕木努几乎同时发现了微量钯就可以催化烯烃的芳基化反应,也就是现在被广泛使用的沟吕木努—赫克反应。根岸英一和铃木章的工作增强了钯在交叉偶联反应中的“媒人”地位,让钯更好地催化交叉偶联反应,是对赫克反应的进一步发展。三位获奖科学家的科学发现至今依然充满生机和活力,特别是近年来,有机钯催化的碳—碳键形成方法在有机合成中占有重要地位,已广泛应用于制造柔性塑料、发光二极管以及无数新型的药物,包括抗癌药、哮喘药、抗精神病药、抗艾滋病药等。我们特别安排一个专题集中介绍“有机钯化合物在碳—碳键形成中的应用”。2015年10月,我国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖,理由是她发现了青蒿素,这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。她成为首获科学类诺贝尔奖的中国人,尤其是第一位获得诺贝尔科学奖项的中国本土科学家、第一位获得诺贝尔生理医学奖的华人科学家。为此我们安排一个专题专门介绍“青蒿素的化学合成”。

(二)实验与教学结合

加强有机合成实验教学,理论联系实际,培养学生必要的有机合成技能技巧。有机合成是理论性和实践性都很强的专业课程,对有机合成工作者来讲,理论上的可能性必须要通过实验的可行性进行验证。因此有机合成实验在有机合成课程教学中占有重要地位,必须要求学生重视有机化学实验基本操作和实验技能技巧的培养。例如以与苯甲醛相关的3个著名反应:康尼查罗(Cannizzaro)、安息香缩合反应及Perkin反应为例进行有机合成实验与理论教学。这3个有机反应的合成实验学生恰好在实验室做过,学生有亲身经历。苯甲醛属于无α-氢的醛,在浓碱溶液中进行康尼查罗生成苯甲酸和苯甲醇,通过这个实验一方面使学生了解到该反应是有机化学中最典型的歧化反应,歧化反应在日常生活中很重要,其类似于生理的氧化还原反应,工业上就是利用甲醛和乙醛的羟醛缩合和歧化反应制备季戊四醇,季戊四醇是一种重要的化工原料;另一方面苯甲醛歧化生成苯甲酸和苯甲醇,该反应产物的纯化分离是典型的有机混合物多组分分离纯化实验,涉及从醇(苯甲醇)、醛(苯甲醛)、羧酸(苯甲酸)3种含氧官能团衍生物的分离提纯与鉴定,很有代表性,让学生设计纯化分离路线图,给学生深刻印象,提高了其学习兴趣,理论和实践两者有机的结合,互相促进,融会贯通。安息香缩合反应又称为苯偶姻缩合(BenzoinCondensation)反应,该反应早期的催化剂是氰化物,但氰化物是剧,易对人体危害,操作困难,且“三废”处理困难。20世纪70年代后,开始采用辅酶维生素B1(盐酸硫胺)代替氰化物作催化剂进行缩合反应。以维生素B1作催化剂具有操作简单、节省原料、耗时短、污染轻等特点,但反应需要在冰水浴中操作,而且反应收率比较低。近年来发现安息香缩合反应也可用噻唑及氮杂卡宾类化合物催化反应,原理和维生素B1相同,是典型的绿色有机合成。Perkin反应,又称普尔金反应,现用不含有α-H的芳香醛(如苯甲醛)在强碱弱酸盐(如无水碳酸钾、醋酸钾等)的催化下,与含有α-H的酸酐(如乙酸酐、丙酸酐等)所发生的缩合反应,并生成α,β-不饱和羧酸盐,后者经酸性水解即可得到α,β-不饱和羧酸。需要说明的是本反应要求无水,所有溶剂均经过处理。尤其是我们在2015年举办的福建省暑期大学生化学夏令营活动中,安排了微量有机合成,涉及有机反应、纯化分离及结果鉴定,给学生提供了一个很好的实验实训机会。

(三)中英文相结合

由于授课对象是化学专业大三学生,英语基础很好,但专业英语学习机会不多,因此我们要求教师的PPT课件用英文、辅助教材选英文、参考资料尽可能是英文文献,让学生在学习有机合成选修课的同时,阅读英文原版教材,接触地道的英文表达,既学了专业知识,又提高了英语水平。我们选用沃伦(StuartWarren)等人2008年出版的英文第二版的《有机合成:切断法》作为英文教材[8]。该教材已经被译成中文,因此学生也可以参考该书的中文版[11]。通过以上“三结合”的方法,有机合成教学做到了选修课中有基础,基础课程中有合成化学前沿新进展,激发了学生对有机化学的研究兴趣,获得了一致好评。五、改革考核方式和内容鉴于考试考查是检查学生理解掌握和灵活运用知识的必要环节,是教学过程管理的重要内容之一,同时也是监督学生学习、提高学生综合素质的有效方法,因此我们通过设立教改项目“有机化学学科教学质量保障体系构建与实践”来完成这一任务,该项目在2014年获得了福州大学教改项目资助。该项目主要是改革有机化学相关课程的考核体系,强调有机化学教学过程的动态监管,把提高教学质量落到实处。改革考核体系包括考试的方法和考试方式的完善,积极探索与有机化学课程特点相适应的考核方法,灵活采用包括闭卷、半开卷、操作、答辩、论文等考核形式,加强学生对基础知识的理解,尽量减少死记硬背,可通过案例分析、阐述答辩等方式考查并培养学生的综合运用能力。由于有机合成选修课课程难度大,涉及面深、广,我们改变了期末一张考卷定“终身”的做法,对考核内容、考核方式进行了改革和实践。(1)我们加大了平时考核的比例,平时成绩占30%~40%;增加了平时考核的内容,平时考核包括学习小结(5%)、综合讨论(5%)、单元测验(至少两次,10%~20%)、课外文献阅读作业的检查(10%)等内容。这一做法引导学生把注意力集中到了平时知识的掌握与积累、重视自学能力等方面,有效地培养了学生的综合素质;(2)我们建立了有机合成化学试题库,增加了有机合成文献试题,采取抽签的办法让学生获得期末考试题,要求学生查阅相关文献,对目标分子的合成路线进行归纳总结优化,鼓励学生对感兴趣的问题深入思考,以多元的方式记录教学成果。以上这些做法不仅要求教师按照课程教学大纲和基本要求组织教学,注重教学研究,改进教学方法,求得好的教学效果,同时也要求学生树立端正的学习态度,努力学习并掌握课程的基本内容、重点内容,经受课程学习结束后的考试检验。从而形成重教重学的良好氛围,不断提高教学质量。鉴于有机合成化学的实验和教学是化学专业非常重要的专业课,考研时很多专业都会考,因此我们每年都要召集毕业班学生座谈。对近四年化学专业毕业生进行跟踪调查,学生一致认为有机合成化学课程教学内容完全能满足考研及毕业论文要求,有助于他们取得好的考研成绩,为以后读研及从事科研打下了坚实的基础。近几年考研中,福州大学化学专业的考研成绩令人满意,考研率稳定在35%左右,居于全校领先水平。其中选修有机合成的学生中约有1/3从事与有机化学相关的专业及研究工作。总之,通过以上改革措施,学生学习有机合成化学的积极性普遍提高,知识的综合运用能力增强。近四年来学生对该课程的教学满意度都在92%以上,教学的改革实践取得了预期效果。今后我们还将与时俱进,不断进行改革与探索,使有机合成的教学内容和教学方法更好地适应21世纪科技、经济和社会发展的需要,以利于培养化学创新人才。

有机合成知识范文第6篇

关键词:有机合成;教学改革;探索

化学一直是自然科学的中心学科,有机化学又是化学中最为重要的分支,而有机合成是有机化学的核心和灵魂。人们的生活和有机化学的联系越来越紧密,从以前的有机试剂、染料到近代的药物、维生素和高分子材料以及各种具有特殊性能的现代材料等,大多数都是有机合成的产物,人类的生活越来越离不开有机合成。有机合成历来都是各高校化学、化工、医药等专业必修的课程之一,目的是为了培养学生通过已有的知识解决实际问题的能力;培养学生的自学能力和互学能力;培养学生独立思考、善于思考的能力。有机合成课程主要是让学生掌握以下几方面的能力:1)掌握基本有机反应,能够合成较为复杂的有机化合物;2)分析和解决实际生产中影响反应产率的因素,为降低生产成本和提高产品质量提供技术支撑;3)能够对已有产品结构进行修饰,提高产品的附加值;4)能够设计并合成结构复杂且具有较强生物活性的药用化合物。有机合成已经成为化学、化工类学生提升自己主要课程,大量的同行也针对有机合成的教学有教学经验的总结[1-10]。为了适应社会对创新性人才的需求,使我们的教学质量能够满足社会对学生的要求,对我校的有机合成课程进行了改革,主要对教学内容、教学方法与考核方式进行了改革与探索,本文就所做的工作谈谈教学体会和实践。

一、精选教学内容

教学内容决定了教学的层次和水平,而教材又是教学内容的集中表现,选择与学生水平相适应的教学内容尤为关键,是提高教学质量的基础。目前我国关于有机合成的教材相对较少,且大多数都是60~100学时的,而我校的有机合成课程的学时仅为48学时,要在有限的学时里完成教学目标,就需要选择一本合适的教材。根据学校的要求:优先选择面向21世纪教材、部级规划教材或获得省部级以上奖励的获奖教材。故我们选择由河南师范大学王玉炉教授主编的“十一五”部级规划教材《有机合成化学》,教材的难度和内容相对于我校的学生和学时都略有偏高,难度较高可以提升我们学生的水平,为将来的考研等做好铺垫,内容偏多可以通过优化教学内容予以解决。该教材全书共11章,绪论指出有机合成化学目前备受关注的一些研究领域,接下来介绍官能团化和官能团转换的基本反应,然后介绍酸催化缩合与分子重排、碱催化缩合与烃基化反应,之后对有机合成试剂、逆合成分析法与合成路线设计、基团的保护与反应性转换、不对称合成进行说明,最后介绍氧化反应、还原反应和近代有机合成方法。由于课时的关系我们对教学内容进行了分类、分级,第一类是教师引导性的,例如官能团化、官能团转换与有机合成试剂等,这部分内容主要是在教师的引导下复习强化知识内容;第二类是重点讲述部分,例如:酸碱催化缩合、逆合成分析法与合成路线设计等,这部分内容教师先通过典型案例进行讲解,培养学生的思维方法和习惯,随后再对大量的例题进行分析解剖,使学生对于较复杂化合物的合成形成基本的解题思路;第三类是学生以自学为主,教师答疑为辅的,例如:氧化还原反应、合成方法等,这部分知识主要是以记忆和拓展方法为主,相对学习难度较小,故在学时不足的情况下,以培养学生自学能力为主。这样可以在较少的课时内完成教学内容,同时学生的知识面、分析问题和解决问题的能力都有提高。

二、改进教学方法

先进的教育思想、理念是优秀教学方法产生的源泉,随着互联网的普及,知识的来源和方式更加丰富多样,我们要改变以往对教学主要任务是知识传承的片面理解和认知,随着知识大爆炸时代的到来,教育主要是培养人们如何获取对自己有用的知识,更有效的从大量的知识中筛选出对自己发展有用的信息。教学方法的先进与否,直接影响创新人才的培养。如果不对落后的教学方法进行大的改革,培养创新人才就将成为一句空话。因此教学方法的改革是十分必要而又十分迫切的,可能是今后教学改革、质量提高的一个切入点和突破口[11]。教学方法多种多样,每种教学方法都有自己优势和特色,怎么样找出适合学生的教学方法至关重要,笔者认为结合教学实际将多种教学方法有机的结合起来,发挥每种教学方法的优点,摒弃其劣势,提高教学质量。有机合成设计是一门理论性强、综合性强的课程,也是较为难学的课程,容易让学生丧失学习兴趣。为了让学生学好此门课程,就要增加他们的学习兴趣,首先通过对有机化学主要内容的简略复习增加学生对课程的熟悉感和亲近感,这部分我们主要依靠讲授法进行教学,既用较少的时间又迅速提高了学生的信心和对有机合成的兴趣。其次在学习缩合反应和重排反应时,上课要适时的应用讨论式教学方法增加学生对课堂教学的参与度,进一步提高学生的学习兴趣,比如在教学中给学生讲授Beckmann重排,以A为例将解,讲解后就让学生进行随堂练习,做B和C进行练习,并让学生讨论为什么结构如此相似的两个化合物在相同的反应条件下结构却不同,加深对Beckmann重排的理解,提高教学效果。再次在学习合成策略时应用启发式教学方法,拓展学生的思维和对合成的全面理解,提升学生对知识理解的深度和广度,激发学生的学习欲望,比如在化合物D逆合成分析中可以分别在C1-C2,C2-C3之间切断,切断后每部分都可以为正负合成子,引导学生思考那种切断方式合理,得到不同的合成子,那个有合适的试剂可供使用,首先通过简单的例子引导学生的思维发散,学生讨论后老师再分析每种方法的可行性与优缺点,通过这种启发式教学使学生对合成的理解不再是简单的设计一个路线,而是综合考虑以下几点:1)反应步骤尽可能少;2)每一步的产率尽可能高;3)反应条件尽可能温和,易于达到;4)中间产物和最终产物的分离纯化容易进行;5)起始原料、试剂尽可能廉价易得,反应时间尽可能少;6)新理念:绿色、原子经济效率等,这样才能培养出适合社会发展需求的实用型人才,完成大学的根本使命。最后在讲复杂化合物合成时主要采取赏析式案例教学法,举几个具有代表性的化合物的全合成方法,通过讲解让学生了解科学家在做全合成时的方法和技巧,慢慢领悟其中的奥秘,使学生对有机合成的认识有感性向理性转变,比如我们在教学中增加了学生熟悉的2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦发现的青蒿素E的合成,共有九种的全合成和5条半合成的方法与策略[12],通过这些例子的赏析拓展了学生的思维方式和空间,对于投身科学研究打下了坚实的基础。教学中多种教学方法的联合使用使教学效果进一步提升,学生学习的积极性和学习效果得到大幅改善,提高了教学质量。

三、改革考核方式

教育的目的不是培养“考生”,而是培养“学生”。“考生”是以“学会”为目的的寻找已知世界现成答案者;“学生”是以“会学”为手段的探索未知世界者[13]。考核是教学的重要环节,是评价教学质量的重要依据。科学有效的考核方式能够促进教与学,有机合成这门课程对于普通二本学校的学生是相对较难的,而传统的期末闭卷考核方式不能真实有效的反映学生学习这门课程的所付出的努力和对知识掌握的掌握程度,从而打击学生学习积极性,为此我们对考核方式进行了改革,将原来平时成绩的比例由30%升至40%,其中包括考勤20%、作业30%、课堂互动及讨论20%和单元测验30%,将原来期末考试成绩比例由70%降至60%,试题中60%是基础知识,主要以完成反应方程式、反应机理等形式考查,20%~30%是中等难度的知识,主要以合成题的形式;10%~20%是较高难度的,以逆合成分析形式进行考查,试题有4~8试题,要求学生从中选取2~4进行作答,可以更加合理科学的评价学生,对学生的学习起到促进作用。通过有机合成课程的教学改革,构建有机合成的创新性教学体系,能全面实现有机合成教学目的,激发学生们的求知欲望和探索精神,将有利于培养学生的独立思考、独立解决问题的能力,提高学生的综合素质,为在将来的工作中发挥骨干作用打下良好的基础。同时对于提高有机合成及有机化学教师的教学水平上起到一定的作用。

参考文献:

[1]刘平,刘岩,谢建伟,等.《有机合成化学》课程教学改革与实践研究——以石河子大学应用化学专业为例[J].时代教育,2015(1):207.

[2]库尔班江,欧阳艳.有机合成教学内容及教材体系的改革与实践[J].化学教育,2015(2):16-18.

[3]李江胜,李浔,黄朋勉,等.逆合成分析法在精细有机合成工艺学教学中的应用[J].广州化工,2010(7):254-255,265.

[4]张泽,吴之传,陶庭先.工科化学有机合成教学内容优选之探讨[J].滁州学院学报,2010(5):106-107.

[5]石文艳,董小飞.有机合成新方法课程教学实践与探索[J].中国科教创新导刊,2009(32):22.

有机合成知识范文第7篇

(一)理论课教学内容落后

目前,北京林业大学院材料科学与技术学院林产化工专业的“有机合成化学”课程是以2004年版王玉炉主编的《有机合成化学》教材为主。它包含了有机合成的重要反应、选择性反应等内容,体现了当前的合成反应内容,但该教材缺少林化产品应用的实例,因此需引入新的教材充实教学内容。

(二)实验课教学内容和实验方法陈旧

林产化学工业是以森林资源为原料进行化学加工利用的工业,是森林工业的重要组成部分,是制取人类生活和生产所需要产品的工业。当前“有机合成化学”实验课程的授课内容为“樟脑氧化合成樟脑醌”的实验,其选题和采取的实验方法都已较为陈旧,不能满足当前林产化工行业科技发展的需要。而且实验设备数量有限、老化等原因使得实验测试分析方法单一、落后,从而导致实验数据误差增大、高质量的设计性实验无法正常开展。

二、“有机合成化学”课程教学改革的措施

(一)理论课教学内容的改革

针对林产化工专业“有机合成化学”课程教学内容存在的问题,笔者从以下几个方面对课程教学内容进行了改革。

1.引入新的教材

笔者结合林产化工专业林化学科的发展趋势,分析国内外相关课程的发展现状,适时吸纳有机合成化学方面的研究成果,对教学参考书的选择进行了广泛的调研,选择出适合课程教学内容、具代表性的中外文教学参考书,如Morrison的《OrganicChemistry》原版专业教材。

2.增加新的教学内容

笔者认为教学新内容和前沿科研内容的引入,不仅使教师所授的理论知识更加全面、具有紧跟国际形势的先进性,而且体现了林产化工产品的多样性,培养了学生的创新能力。另外,笔者还将“有机合成化学”课程中没有包含且属于当前我国林产化工行业发展的热点内容介绍给学生,目的是扩大学生的知识面、提高学生的学习兴趣和积极性、激发学生对科学研究的热爱、培养学生勤于观察思考的习惯。

(二)理论课教学方法和手段的改革

“有机合成化学”课程是在学生具备了必要的有机化学、分析化学等基础知识之后必修的一门专业基础课程,是承上启下的课程。因此,笔者认为教师做好本课程的教学工作,对其进行教学方法和手段的改革,有利于提高林产化工专业人才培养的质量。

1.以现代教育理念为指导,制作高质量的多媒体课件

笔者认为采用“黑板+粉笔”的教学手段授课,教学效率低下,因此必须以教育教学理论为依据,采用现代教学工具和手段开展教学活动。在“有机合成化学”课程教学过程中,笔者改变传统的教学方式,采用新颖多样的多媒体课件授课,激发了学生的学习兴趣和求知欲望。如,笔者采用自己制作和搜集的与理论知识相关的反映实际合成反应现象和反应机理的模拟视频和三维动画片及部分生产工艺流程的录像,开展“有机合成化学”课程的教学活动,使抽象难懂的“有机合成化学”课程变得生动形象,使抽象的反应机理直观、清晰。学生在课堂上可以清楚地看到各种合成产物的准确结构和详细反应工艺原理,这不仅可以帮助学生加深对所学内容的理解,而且也可以使教师在有限的课堂教学时间内为学生讲授更多的教学内容及学科前沿知识。

2.遵循现代教学理念,使学生成为教学活动的主体

如果教师在课堂上采用“仓储式”“填鸭式”教学方式授课的话,那么学生就会对学习产生厌烦的情绪。因此,在课堂教学过程中,笔者应用现代教学理念,结合日常生活中遇到的有机合成化学方面的素材进行讲授,提高学生学习的趣味性,使学生真正成为教学活动的主体。如教师在讲授“应用萜类化合物进行香料的合成”“塑料用增塑剂的合成”等问题时,首先将学生分成小组,让学生以小组为单位查找资料;其次让小组的代表在课堂上对这个问题进行讲解,并让学生对不明白的问题互相提问;最后由教师评出讲解内容和所提问题都有深度的一组,给予适当的奖励,目的是激发学生学习的主观能动性。

3.将理论教学与科研、生产实践相结合,提高学生的科研能力

笔者通过一些小型科研活动,让学生掌握并设计出先进合理、贴合生产实际的目标产物的有机合成路线,激发学生学习的兴趣,提高学生的科研能力。此外,还要鼓励学生积极参加大学生科研训练计划及各类科研活动,这既拓展了理论教学的内容,又锻炼了学生的科研能力。因此,笔者认为只有让学生直接参与一些小型的林产化工学科实际生产的目标产物的有机合成路线设计,才能让学生把所学的“有机合成化学”课程的知识真正应用到实践中去,教师才能够发现学生在实际应用中所暴露出的问题,并及时解决问题。

(三)实验课教学的改革

高校实验课教学的主要目标是培养学生对所学理论知识的应用和创新能力。实验环节的教学不仅对学生巩固有机合成化学基本理论知识具有重要作用,而且有利于培养学生的观察分析、实际操作、综合设计等能力。因此,笔者认为必须深化实验环节的教学改革,具体做法如下。

1.根据科研情况开设研究设计性实验

在对实验室进行建设的同时,笔者结合“有机合成化学”实验课程教学内容及林化产品加工的特点,让学生设计具有前沿科研性的实验。如藿檀酯木香型香料(国际著名香精香料公司Symrise和Quest的产品)的合成实验,学生利用α-松油烯(林化产品中间体)与缺电子亲二烯体,通过Diels-Alder反应,合成一系列化合物,如与丁烯酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯醛等物质通过双烯加成合成不同香型的香料。笔者多年的教学实践经验证明,学生通过设计新的实验,激发了对科学研究的兴趣,提高了科研思维和创新能力,为其今后的毕业设计和将来从事科研开发工作提供了实践平台。

2.开展双语教学

在“有机合成化学”实验课程中有许多“人名”反应,翻译成中文后会有很多不同版本,不易被学生理解,不利于“有机合成化学”实验课程的讲解,影响学科的发展。因为很多专业知识点用英语解释时准确性较高,并有利于学生对专业知识点的理解,所以笔者在“有机合成化学”实验课程中引入了英文版的专业教材,开展双语教学活动。这不仅可使实验教学内容紧跟国际科研前沿信息,及时将专业领域研究的最新发展和所学的知识有机地结合起来,而且可使学生在实验课教学中很好地掌握专业外语知识,为学生今后独立查阅科技外文文献打下良好的基础。

3.采取灵活多样的考核方式

在这次教学改革中,笔者建立了科学、系统、客观、严格的实验课考核方式,主要从以下几方面对学生进行考核:①实验操作;②对实验常识性问题的理解与掌握;③对实验过程突况的处理;④实验报告书写的规范性。笔者认为使用这种考核方式,教师不仅可以全面地考核学生对实验内容的掌握程度,给出科学、合理的实验成绩,而且还提高了学生的实际动手能力。

三、“有机合成化学”课程教学改革的效果

“有机合成化学”课程经过多年的探索与实践,在教学内容、教学方法、教学水平和师资队伍建设等方面都有了较大的提高。同时“有机合成化学”课程的教学活动得到了学校教学督导组专家的肯定,主讲教师的授课多次被评为优秀、受到学生的热烈欢迎和一致好评。

(一)理论课教学改革的效果

因为“有机合成化学”课程本身具有理论性强、概念抽象等特点,所以单纯的理论授课很容易使学生感到枯燥。改革后的课程使教学内容更加紧跟国际先进趋势,体现出林产化工产品的多样性,更符合我国林产化工行业的发展趋势,从而更能激发学生对专业课学习的兴趣,提高学生自主创新、自主设计的能力。另外,教学理念的转变活跃了学生的思维,使学生不仅在课堂上积极参与教师的教学活动,而且在课下踊跃思考、提出问题,收到了好的教学效果,提升了学生的综合素质,并使年轻教师的教学基本功得到提高。

(二)实验课教学改革的效果

开设先进合理、贴合实际生产的设计性实验课程,激发了学生学习兴趣,提高了学生动手能力,培养了学生科研思维和创新能力,使学生在毕业论文(设计)中涉及新产品的制备和应用的内容明显增加。实验课的全新考核方法真实地反映了学生的实际水平。学生普遍认为这一考核方法比较好,能较真实地反映学生的综合实践能力,对他们的学习有良好的促进作用。

四、结语

总之,林产化工专业的特点决定了“有机合成化学”课程的教学改革要紧密联系林业生产及科技发展的实际情况,使学生学到的知识与时展同步。90%以上学生反映,课程学习完成后,他们对本专业的认识不再盲目,真正认识到所学知识的应用所在。从2008年开始,本专业申请部级大学生创新训练计划17项,北京市和校级大学生创新训练计划36项,本科生发表学术论文50余篇,本科生参与发明专利授权5项,参与申请发明专利11项,并且多人代表学校参加了全国大学生科研创新论坛。虽然取得了良好的成绩,但也清醒地认识到“有机合成化学”课程的教学改革工作仍需不断的改进与提高。

有机合成知识范文第8篇

1.知识与技能

(1)知道有机合成的原则和过程,体会有机合成在生活和生产中的应用。

(2)能列举碳键增长和引入碳碳双键或三键.卤原子.醇羧基.醛基和羧基的化学反应,并能写出相应的化学方程式。

(3)能根据要求合成指定结构简式的产物。

2.过程与方法

(1)通过练习归纳常见官能团的引入,消除和碳骨架增减的方法。

(2)通过阅读和讨论。了解合成路线设计的一般思路。

(3)通过实例掌握有机合成路线的选择和有机合成的方法。

3.情感、态度与价值观

应用教材中的资料长片对学生进行化学发展史介绍,培养学生的爱国热情,激发学生对本学科的学习兴趣。

【教学重点】

有机合成遵循的原则及其过程,有机合成的方法。

【教学难点】

有机合成的方法。

【教学方法】

阅读导读指导法,讨论交流法,图示分析法。

【教学过程】

引言:从远古时代起,人类一直依靠自然资源生存,但自然资源是有限的,而且有时天然物质的性能也不尽如人意。通过有机合成不仅可以制备天然有机物,以弥补自然资源的不足,还可以对天然有机物进行局部结构改造和修饰,使其性能更加完美,甚至可以合成具有特定性质的自然界并不存在的有机物,以满足人类的特殊需要。

板书:一、有机合成的过程

板书:(一)有机合成的概念

生阅读教材第64页第三自然段。

生:有机合成是利用简单.易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。

板书:(二)有机合成的任务

生:目标化合物分子骨架的构建和官能的转化

板书:(三)有机合成的过程

生:

板书:二、有机合成遵循的原则

师:原料廉价,原理正确,路线简单,便于操作,条件适宜,副产物少,易于提纯,绿色环保等。

生:讨论并完成教材第65页思考与交流。

板书:三、有机合成的方法

(一)逆合成分析法

师:参照教材第65页资料卡片对化学发展史实介绍。

生:阅读教材第65页第二自然段了解逆合成分析法的路线。

目标化合物中间体中间体基础原料

案例分析(一)

以草酸二乙酯的合成为例。

板书:

根据分析,可以确定合成草酸二乙酯的基础原料为乙烯,通过以下五步反应合成:

(二)正合成分析法

合成线路:

基础原料中间体中间体目标化合物

案例分析(二)

以环己烷为基础原料合成二乙酸―1,4―环己二醇酯。

【练习】完成相关反应方程式(略)

【小结】有机合成是化学学科中最活跃最具创造性的领域。通过有机合成制得的许多药物,材料,催化剂广泛地应用于农业,轻工业等领域。本节重点掌握:(1)一些常见官能团的转换。(2)分子骨架的构建。

【板书设计】

有机合成

一、有机合成的过程

(一)有机合成的概念

(二)有机合成的任务

(三)有机合成的过程

二、有机合成遵循的原则

三、有机合成的方法

(一)逆合成分析法

(二)正合成分析法

【作业布置】

教材第67页,习题:1.3。

【教学反思】

有机合成知识范文第9篇

1.问题的提出

1.1对试题进行分析

高考,学考试题主要以常见有机化合物的主要性质和重要用途为主体,涵盖有机物的组成、结构和反应类型等基础知识,考查有机物与社会、生活中的实际问题的联系.以信息为知识铺垫,考查学生运用有机物结构与性质的关系分析和解决问题的能力.考查形式简单,内容相对单一,综合性不是很强.有机物推断主要以框图填空题为主.常将对有机物的组成、结构、性质的考查融为一体,具有较强的综合性,并多与新的信息紧密结合.有机合成主要是利用一些基本原料(如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯、苯、甲苯等)并限定合成路线或设计合成路线来合成有机物,并与有机物的结构简式、同分异构体、有机反应类型、有机反应方程式的书写等基础知识的考查相结合.

1.2对学生进行分析

我们学校的学生总体来说基础较差,学习习惯不好,自学能力差,遇到像有机合成推断这样的难题,大多数基本上不会也就不做,基本有机合成部分是一片空白.

2.研究过程

2.1通过实际的调查

考察了学生的现状,摸清了学生的底子,了解了学生的心理.对学生进行了激发兴趣,树立自信,培养成功感等一系列教育培训.

2.2材料整合与分析

针对训练及相关材料进行细致的分析,总结,归纳.找出经验和不足,并不断改进.

3.研究结果

3.1对学生的训练结果

针对我校学生实际情况,我首先从激发学生的学习兴趣方面入手,从最简单的含有一种官能团的物质开始,让学生推断它的性质,以及它能发生那些化学反应.经过多次练习学生对这种题型不再害怕,学生敢做,并有兴趣了解他们所遇到的有机物的性质.其次,培养学生的自信心,相信自己能够独立完成有机合成推断这样的难题.我依然由最简单的开始,循序渐进,一步一步增加难度.我先从给出原料,给出目标化合物,只需一步反应就能实现,慢慢讲解培养学生的自信心,然后需要两步,三步,四步,甚至更多步.逐渐增加学生的自信,使他们不再畏惧有机合成推断这样的难题.经过近一年的培训,这些学生在有机合成推断题中的得分率明显提升.

3.2对知识进行分析,总结,并认真透彻讲解给学生

有机合成知识范文第10篇

关键词:高中化学;有机合成;教学策略

中图分类号:G633.8文献标识码:B文章编号:1672-1578(2016)11-0263-02

有机合成是高中生学习的重点部分之一,它要求学生们能够熟练掌握各种有机物的结构、物理与化学性质以及各种化学反应,还有各有机物间的转化关系。但是有机化学具有知识点多而繁琐的特点,虽然不难但是不好记忆,因此学生对于系统的掌握有机知识比较困难。从学生们的学习难点出发,教师可以在教学过程中要采用有针对性的教学策略,使得学生们更轻松的理解和掌握知识,提高学生的学习效率。

1.知识梳理,构建体系

对于知识点繁多的有机化学基础而言,最好的应对方法就是系统的对于繁琐的知识点进行梳理,引导学生形成条理有序且客观全面的知识体系,从而方便学生们比较理解知识,同时使得学生更好地掌握知识并建构起知识间联系,加固学生知识结构体系,方便学生们在学习有机合成时知识迁移。

比如,我在为学生们讲解《有机合成的过程》这一小部分内容时,因合成过程中需要很多有机化学知识的辅助,所以我先带领学生们对有机化学知识进行了疏理。我提问学生说:"我们所有学过的有机物可以分为几类,并且每类包括什么?"学生们仔细思考后回答说:"所有有机物可分为脂肪烃、芳香烃、卤代烃和烃的含氧衍生物四种。其中脂肪烃包括烷烃、烯烃、炔烃,芳香烃包括苯和苯的同系物,烃的含氧衍生物包括醇、酚、醛、羧酸和酯。"学生们回答完后,我要求学生们梳理各类型中有机物的性质和各自的化学反应,然后根据各有机反应类型将各有机物进行联系。学生们纷纷开始了知识梳理,梳理后学生们建构了有机知识体系,理清了各有机物间的转化关系。

在教学过程中教师引导学生对知识进行整理,并且形成知识体系,不仅能够加强学生们对有机知识的理解和掌握,而且还能够使学生的基础知识更加坚固,更方便了学生们在实际运用时的合理迁移。

2.强化实验,引导探究

有机合成题是高考中的高频考点,而解开此题需要学生们具备正向有机推理和逆合成分析的能力。而实验的引入可以很好的培养学生们的这两种能力,因此在实际教学中,高中化学教师要多带领学生们进行实验,并在实验的讲解过程中引导学生依据实验现象推断可能产物或根据产物推断反应过程,以此培养学生们的推理能力和逆向思维,提高学生解题能力。

比如,我在讲解高中化学《逆合成分析法》这一小部分内容时,为了让学生们更了解合成路线、合成过程以及基本原料和辅助材料的性质,我带领学生们进行了溴乙烷与乙醇的消去反应实验,引导学生们在实验的过程中学会根据现象推断中间体和终产物。我先给学生们展示了实验装置和实验的注意事项,即混合液体积为乙醇5ml浓硫酸15ml并且温度计不可插入到混合液中。大家在清楚了注意事项后,我们开始了实验,实验中我们观察到溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾溶液均褪色。:"根据这个现象我们可以知道终产物是什么?"学生们回答说:"终产物是乙稀"。学校们回答完后,我与学生们展开了讨论去探究实验过程中各化学用品的用处及副产物,经过讨论学生们清楚那个化学用品的用处以及反应的整个过程。

学生通过做实验可以更深刻的体会反应进行的过程并且在脑海中形成直观的记忆,同时加强实验操作不仅能够更深刻的理解和掌握知识,还能在实验操作中根据不同的实验现象培养学生们的实验探究能力。

3.链接生活,强化应用

无论是那个阶段的学习,能够将所学知识与生活实际结合起来进行教学都是一种很好的教学方法。高中阶段的学习也是一样的,通过链接生活进行教学不仅能够使得学生在知识的接受和掌握方面更加轻松,还可以为学生增加生活经验,引导学生将所学知识运用到实际生活中,从而强化学生的应用能力。

比如,我在开始讲解高中化学《有机合成》这一部分内容时,为了让学生们清楚有机合成的必要性,我先带领学生们回顾了原油的分馏及裂化的产物和用途。我对学生说:"我们大家都熟悉汽油、煤油、柴油,这些都是煤制油工程的产物,而煤制油工程就是以有机合成为基础的。也正是由于有机合成化学工业的兴起是的,煤焦油和石油这些天然资源的综合利用得到了快速发展。那么现在大家来谈一谈有机合成给我们生活带来的便利。"学生们纷纷开始了发言,有的同学说:"汽油、煤油和柴油的出现极大的方便了我们的出行,缩短了人与人之间的距离。"也有的同学回答说:"由石蜡制成的各种化工原料丰富了我们的日常生活。同时油的也增强了机器的寿命,为我们节约了钱财。"同学们发表完自己的见解后,都了解到了有机合成在生活中的应用。

教师在教学过程中通过链接生活的教学方法,引导学生理论联系实际,加深对知识的掌握的同时提高对于知识的应用能力。这样不仅能够高效的完成教学任务,还可以更好的培养学生各方面的能力。

总而言之,从学科知识本身的特点出发从而采用恰当的教学方法是作为一名教师应该具备的基本素养。因此,在高中有机合成的教学过程中采用不同的方法对特点不同的内容进行教学,不仅能够更好的挖掘教材内容还能够使学生的学习更加轻松,学生对于知识的掌握也更加牢固。同时,通过有效的方法学习化学知识还可以强化学生对于知识的运用能力,完善学生能力的培养。

参考文献:

[1]周莉.新课改下有机化学教学有效性分析[J].理科考试研究,2013(12).

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