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河南焦作师范高等专科学校 程敏敏
【摘 要】通过教学实践,提出给学生建立有机化学理论体系的重要性,指出突出理论教学,引进原版英文教材,实行双语授课,利用网络资源,加强与科研、生活的联系等几个方面有利于提高有机化学的教学效果。
关键词 基础理论;双语教学;有机化学;教学效果
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)05-0092-01
基金项目:本文系2010年度河南理工大学精品课程建设和重点课程建设资助项目“2010年重点建设课程—有机化学”(编号:201002)的研究成果。
有机化学是应用化学、化学专业的一门重要专业基础课, 也是材料化工、资源环境、生命科学等学科的基础课。有机化学涉及范围广,理论性强,就课程本身来说它有三个主要的特点:其一,有机化合物和有机反应种类繁多;其二,有机反应受反应条件的影响极大,虽有规律可循,但例外情况也比较常见;其三,化合物性质对结构,有机反应对机理的依赖性强。学生在学习过程中容易出现轻逻辑推理,重机械记忆的错误认识。导致出现知识点混淆、易忘记,一些重点和难点内容难以理解,面对实际问题无从下手等学习困难,很容易产生厌烦情绪,从而失去学习兴趣。如何在课堂教学中为学生建立起有机化学的理论框架,使学生从繁重的记忆任务中解脱出来,提高学习信心与积极性,就成为有机化学教师必须思考的重要问题。
一、重视有机化学的基本概念、基础理论,以及化合物的结构和立体化学教学,建立有机化学的理论体系
建立起正确的有机化学理论体系,对于学好有机化学有非常重要的作用。许多学生在学习有机化学过程中,不重视有机化学的基本理论,认为有机化学主要靠机械记忆就能学好,这是非常错误的认识。需要从下面几个方面着手来指导学生掌握有机化学的理论体系。
1.首先建立起结构(Structure)、性质(Property)、机理(Mechanism)和反应(Reaction)四者之间相互联系的逻辑关系。在这个关系中,结构和机理是基础,性质和反应是衍生。首先要让学生掌握化合物的结构特点,理解结构与性质的相互关系;掌握反应的机理,用反应来验证机理,用机理来推测反应。只有从根本上理解每类化合物的结构,才能掌握其性质;只有从根本上理解每类反应的机理,才能掌握各种化学反应。
2.掌握并理解有机化学中常用的基本概念。有机化学基本概念是有机化学基础知识的重要组成部分,是系统学习有机化学理论的基础。有机化学基本概念与其他学科有着广泛的联系,特别是无机化学。从教学实践来看,大多数学困生都不理解常见的概念性问题。
3.掌握常用的基本理论。如价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论、共振论、微观可逆性原理等。这些理论有的抽象,如分子轨道理论,虽然不要求理解分子轨道理论的数理基础,但是对分子轨道具体成键的特征必须掌握,像分子轨道对称性的特点,节点变化的规律,成键轨道、反键轨道和非键轨道数目的确定等,有些理论比较具体,如共振论,就不仅仅是理解的问题,而是必须熟练的掌握,这样才能更好理解反应机理和一些特殊的反应现象。
4.正确书写有机化学中常见的表达式。如Lewis结构式、共振式和反应机理等。必须强调有机化学中常用表达式的书写规则,特别是最基本的Lewis结构式的正确书写。否则学生无法判断共振式书写的对错,也无法比较共振杂化体的稳定性和推导正确的反应机理。
5.重视绪论的教学,对有机化学课程的整体框架及相关内容做适当的调整。通常在教学中安排绪论章节来学习有机化学的预备知识,作为随后按官能团分类学习有机化学的基础。在有机化学绪论课上,不仅要告诉学生有机化学的目的和任务,还要联系实际讲述有机化学和其他学科的关系和重要性,激发学生的学习热情。
二、实行双语教学,引进英文原版教材,提高学生自主学习的能力
1.实行双语教学,引进英文原版教材的必要性。双语教学有助于学生更深入的掌握有机化学知识点,了解有机化学学科的前沿动态。由于近代化学学科发源于西方,而绝大多数重要的化学类期刊(包括我国化学期刊)使用的语言都是英语,为使学生更准确的把握有机化学的知识脉络,理解化学家的思维模式,通过中英双语教学,引入英文原版教材,就显得非常必要。
由于使用英语课件授课,学生在课堂上接受知识的难度增大,为了更好地在课堂上理解教师所讲的内容,学生就必须提前预习所学课程,以求对教师即将讲授的知识有初步的了解。这样就在客观上提高了学生的自主学习的积极性,使得学生能够锻炼独立思考问题、解决问题的能力,为以后的工作和学习打下良好的基础。
2.实行双语教学的可接受性。有机化学适合双语教学。双语教学的最大难点是需要掌握大量的专业词汇,但是对于有机化学而言,这些词汇都可以利用简单的、已经学过的单词通过构词法快速掌握。例如,有机化合物的命名问题,只要掌握常见的十几种碳链的命名和各类官能团化合物的词尾(头),便能快速识别出这些专业词汇的意思。
在有机化学的教学过程中,仍然采用以前的中文教材,但必须是加入专业英语内容的双语课件,课件与所采用的中文教材保持内容的一致性,但把每一章节的大小标题、人名反应、常见的专业术语和化合物的名字都采用双语标记的办法,缓解学习者的语言压力,减轻紧张感,增强学习热情和信心,长此下去,学生通过课后进行中英文的对照、复习,经过一个循序渐进的过程,可逐渐熟悉和接受英文的教授,从而达到双语教学的目的。
三、有效利用网络资源,快速搜索自己需要的知识,提高学生获得化学知识的能力
网络上的有机化学资源十分丰富。目前,国内很多有机化学精品课程网站和世界上重点大学的有机化学课件,如哈佛大学等都在官网免费公开,介绍学生上网搜索,观摩学习。
四、与生活、科研相结合,提高学生的学习兴趣,不断更新课件内容
化学是理论与实践相结合的学科。在平时的授课中要把生活中常用的有机化学品或生产活动与化合物和有机反应原理的学习相结合,使学生充分认识到有机化学的重要性,切实感受到有机化学的魅力,激发学习有机化学的热情。
总之,一方面要加强有机化学基本概念和基础理论教学,引入双语授课,指导学生阅读原版教材,使学生掌握正确的学习方法;另一方面, 可以根据教学内容, 综合运用各种教学资源,提高学生获得化学知识和自主学习的能力,认识有机化学对社会生活的重要性,激发学习有机化学的热情和创造性的学习能力,再加上教师的丰富教学手段,就一定能提高有机化学的教学效果。
参考文献:
[1]郑彧,等.高校有机化学双语教学探索与实践[J].辽宁中医药大学学报,2012,14(8):153-154.
[2]陈博,等.有机化学双语教学网络资源分类介绍[J].化学教育,2009,30(5):47-48.
结合教学实践,针对医学专业有机化学的特点,提出抓好几个重要教学环节的具体方法,灵活运用各种教学手段,取得良好的教学效果。
【关键词】 有机化学; 医学 教学
20世纪下半叶,生命科学迅速发展的标志是分子生物学的兴起。从分子水平上理解生物体和生命过程,实际上也就是从化学的观点去从事现代生命科学的研究。这种发展趋势不仅对有机化学提出了新的挑战,也使得医用有机化学在高等医学院校公共基础课中提到了更高的战略地位。医用有机化学所涉及的内容广泛,概念比较抽象,分子结构复杂,化学反应多,但是由于课时的限制,不能深入展开讲解,学生普遍感到难于理解,难于掌握。因此,作为授课教师,如何达到预期教学目的,取得良好的教学效果是笔者经常思索的问题。笔者近年来在承担该门课的教学工作中,积累了一些经验,认为如果能根据学生的实际水平,把握医用有机课程的特点,处理好教学中的几个重要环节,灵活运用各种教学手段,将会取得事半功倍的效果。
1 精心设计绪论课教学,激发学生学习兴趣
在高等医学院校,一般将《医用有机化学》放在大学一年级第二学期,与《医用有机化学》同时开设的还有《解剖学》等专业基础课程。许多学生只重视专业课,对学习化学兴趣不大。针对这种现状,笔者认为必须重视绪论课的教学,要认真钻研教材,精心备课,用心安排好绪论课的内容,要使学生充分认识到医学离不开化学,化学是医学发展的基础,学不好化学不可能成为一名合格的医务工作者,更无法攀登医学科技的高峰,激发学生学习有机化学的热情。
为此,笔者认为在绪论课上除了介绍有机化学的发展简史外,还要讲授以下两个方面内容:一是有机化学新的成就和贡献以及有机化学与生命科学的关系。这就要求我们不能局限于教材,备课时应该查阅文献,了解有机化学的前沿,激发学生学习兴趣。例如,可以通过列举上世纪80年代以来诺贝尔化学奖的主要工作来分析化学的发展方向。因为通常诺贝尔化学奖所表彰的工作是10年前甚至20年前完成的,但是这一评选则是以现代科学发展的眼光来进行的,一定程度上反映了对化学发展趋势和方向的看法。[1]值得注意的是直接与生命科学有关的化学诺贝尔奖至少有10项之多。近年来,随着人类的约80000条基因测序工作的完成,接下来的后基因工作就是寻找相应的小分子去调控这80000条基因,包括天然产物和它们的类似物去调控基因的表达过程或直接作用于基因本身。这些实例能够激发学生科学地认识到化学在生理过程、疾病的防治、诊断、治疗中的重要作用。人类全面揭开遗传、变异繁殖、疾病、死亡等生命的奥秘必须依靠化学、医学、分子生物学家们共同努力。二是有机化学学科的特点、自己对学生的具体要求、以及授课计划等。使学生对教材知识结构有一个大概的了解,并且让学生明白应如何学习该课程。有机化学教材一般是按有机化合物的官能团体系划分章节,在每一章节,先学习命名,然后对其中一种或几种典型物质进行结构、性质、应用等内容的学习,并掌握它们同系物的相似性和规律性,有很强的系统性。医学专业学生要通过学习简单有机分子的反应,掌握有机化学的普遍原理,并初步具备联系体内复杂反应的能力。例如,醛与醇的亲核加成反应是糖的环状结构形成以及成苷反应的基础;含氮化合物的性质是蛋白质和核酸中涉及的一些反应的基础。这就要求我们要授予学生有机反应历程的理论知识,而不是孤立地陈述一个个具体的反应。因此绪论课上有必要介绍有机化学反应几大类型,使学生初步接触自由基、亲核试剂、亲电试剂等概念,对有机化学反应过程形成初步认识。
2 以“性质结构”作为教学主线,提高学生学习效率
笔者在历年的教学中发现学生在学习有机化学时觉得有机化学内容太多,头绪太乱,难记难学。其实有机化学课程的中心内容就是有机化合物的结构和性质,因此学习有机化学的重点应该放在认识化学结构上,结构决定性质,性质反映结构,“结构性质”就是掌握有机化学的“金钥匙”。
在各章的教学中, 讲解化学性质之前, 以“结构决定性质”为出发点, 对各类官能团的结构特征, 反应特性作全面的剖析, 使学生在接触具体性质之前, 对结构这一内因对化学性质的决定性影响先有一个轮廓认识。有了这种理论对实际的指导作用, 学生就会摆脱“不知其所以然”、“规律难寻”的状况。以《醛酮》一章的教学为例。醛、酮的分子中都含有官能团羰基,羰基碳原子为sp2杂化,碳氧双键由于碳氧的电负性不同而呈现较强的极性,电子云偏向氧原子一方,使氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷,亲核试剂首先进攻碳原子,发生亲核加成反应。由于羰基吸电子诱导效应的影响,使α氢活泼,能发生一系列反应。由于醛羰基的极性比酮羰基的极性大,空间阻碍也较小,因而在相同条件下醛比酮一般较易起反应。醛、酮的反应与结构关系一般描述如下:
这样, 学生在学习醛酮的亲核加成、氧化、碘仿、羟醛缩合等反应时, 不仅不会有凌乱无序的感觉, 反而产生了刨根问底的求知欲,带着浓厚的兴趣,更加牢固地掌握繁琐的有机化学反应。
转贴于
在讲授有机物性质和结构的过程中,还应注意引导学生运用有机结构理论,从空间位阻效应和电子效应等方面综合分析有机物结构特征,以及由此引起的化学性质的微妙差异。引导学生从更高层次上理解结构和性质的辩证关系,从而更加全面深刻地把握整个学科体系。例如, 在讲不对称烯烃与不对称试剂的亲电加成时, 如果不从电子效应来分析, 学生即使记住了马氏规则, 遇到下列情况时, 做错了题也不知为什么。CH3CH=CH2+HCl;CCl3CH=CH2+HCl;ClCH=CH2+HCl这三个反应都是单烯烃的加成反应,但是加成方式是一样还是不一样呢?影响上述加成反应的结果是共轭效应还是诱导效应?这时学生就可能就老师的提问,根据所学知识而给出种种可能的解释。再经教师指导性释疑,他们就会茅塞顿开,既明白了何种情况下是诱导效应或共轭效应在起作用,又提高了学生分析判断问题的能力。
3 突出重点,分散难点,运用多种教学手段教好立体化学
立体化学是有机化学的一个重要组成部分,是有机化学课程教学中的一个难点,但立体化学知识对于医学院校学生充分了解酶促反应、药物疗效等知识有着重大的基础作用,不仅要讲,还要把基本概念和关键问题讲深讲透。
适用医学专业的有机化学教科书一般都设有专章进行讨论,差异在于把这一章放在全书中的哪一部分,是否在其他章节提前介绍基本概念和理论。目前我们选用的是卫生部规划教材吕以仙主编的《有机化学》,在讨论烃类化合物之后便安排立体化学这一章,并且在烃的各章中就开始介绍一些有关的立体概念,例如烷烃和环烷烃的构象分析,烯烃和环烷烃的顺反异构现象以及烯烃加成反应的立体化学等[2]。这种安排有利于教学,使学生在开始接触简单有机物的分子时就树立一个正确的立体概念。在立体化学专章中是以旋光异构现象为重点,对这方面的基础知识不仅要系统介绍,还要注意同其他章节或其他课程的配合。对已经学过的有关内容,可以扼要地再提一下,加深学生对这些基本概念和基本原理的印象;对需要留待以后章节中才讨论的内容,有些也需要及时地予以指出,为后面的讲授埋下一条伏线。例如在引出本章重点内容旋光异构现象之前扼要地小结一下烷烃、环烷烃及烯烃的构象及构型问题,就会有利于全面了解立体异构现象的概况,对问题的提出也感到比较自然,有利于引导学生进一步认识分子立体结构的重要性。
为了使医学生能学好立体化学知识,我们使用了大量的分子模型,使学生能比较直观地学习,同时我们充分利用多媒体教学手段,把化学结构绘图软件Chemwin与Powerpoint结合起来,将立体感极强的分子立体图形展示给学生。通过这些手段,我们使学生较快较好地掌握了立体化学的基础知识。我们在基础课教学中主要使用球棍式模型(Kekule模型),这种模型代表价键的小棍可适当选择其长度,便于观察分子中各原子在空间的相对位置,学生可以获得立体异构体的清晰表象,认识到立体异构体分子中各基团在空间的排列本质。但这种模型构成的分子与真实分子的形象相差甚大,因此在适当时机还需要用Stuart模型做一些典型化合物的分子结构进行示范和比较,使两种模型取长补短,更有利于帮助学生认识分子结构的立体形象[3]。
理解概念力求准确,这是学好立体异构的关键。对于概念的模糊或误解往往会导致错误的判断。例如:“旋转”和“翻转”这两个概念,顺反异构体产生的条件之一是“分子中存在不能自由旋转的因素”,如果误解为“翻转”,分子中各基团在空间的相对位置无任何变化,不能产生产生顺反异构体。旋光异构体的费歇尔投影式不能离开纸平面“翻转”,只能在纸平面上“旋转”偶数倍构型保持不变。如果“翻转”,使得费歇尔投影式表示旋光异构体的基团前后位置交换,其实质是改变了旋光异构体的构型,恰好变成它的对映体,所以不能“翻转”。由此看来,准确理解概念至关重要,来不得半点马虎。此外,本章中还要注意结构和构造、构型和构象、手性和手性碳、顺/反和Z/E、D/L 和R/S等概念的区别和联系。
诚然,在医用有机化学的教学过程中,有许多方面的问题值得我们探索、研究、解决。而每位教师因各自的教学方式不同,对上述问题可能有不同的理解。因此在这里提出的几个问题仅仅是笔者通过几年的教学实践总结出来的,供大家商讨,它对提高学生的学习兴趣,增强其学习主动性,改善教学效果均有一定作用。
【参考文献】
1 吴毓林,陈耀全.化学迈向辉煌的新世纪.化学通报,1999,62(1):3~9.
2 吕以仙,主编.有机化学.人民卫生出版社,2004,18~104.
有机化学一直是化学高考的重点和难点。在进几年的四川高考中,虽然此问题地位和作用没变,但是许多方面以发生了变化:1.有机试题题量在逐年上升,分值权重有所增加。2.有关题目信息量大,综合性强,重点考查学生的思维能力、阅读能力和创新能力。3.与生活联系的更加紧密。同学们主要存在的问题:1.畏难情绪教大。2.学法不足。3.题目对同学们的阅读能力、思维能力和创新能力的要求很高。
二、有机化学学法指导。
(一)、引导同学们正确认识有机化学。让同学们对有机化学的学习充满希望和信心。
1.有机化学与生活联系的很紧密,对同学们生活的帮助很大。
2.有机化学在进几年的四川高考中,分值权重有所增加。
3.掌握有机化学的学习方法,同学们学习有机化学将会很容易。
(二)、有机化学的学习方法和措施。
1.高度关注知识的形成过程以及教学过程与学习方法的培养
中学阶段,化学可分为有机与无机两大块,结束无机化学的学习,同学刚接触到有机化学,兴趣很浓。这时候,是再一次激发学生学习兴趣的最佳时期,也是进行学习方法与学习能力培养的最佳时期。在教完甲烷、乙烯、乙炔之后,我就总结出有机化学学习的一般规律与方法:结构性质(物理性质、化学性质)用途制法(工业制法、实验室制法)一类物质。以后几节的教学,我都反复强调这样的学习方法:结构性质用途制法一类物质。到了讲烃的衍生物,我请同学自己站起来阐述这样的研究方法,我顺着这样的思路一点一点地讲下去,很清晰。学生自己掌握,复习时也就感觉到有规律可循、有方法可用。有机化学其实很好学,重要的是要培养学生学习方法,时时提醒学生,以后就是进入高一级学校,有机化学的学习与研究也采用的是同样的方法,这在一定程度上也激发了他们学习与探索的兴趣。
2.重视教学过程与能力培养
(1).自学能力的培养
(2).观察能力的培养
(3).动手能力的培养
(4).记忆能力的培养
3.注意有机化学知识的内在联系,使知识系统化、网络化
有机化合物知识是中学化学知识的重要组成部分,它是由烃、烃的衍生物、糖类、油脂、蛋白质和合成材料等几部分组成,系统性比较强。由于有机物结构组成复杂,反应繁多,而使学生感到初学容易,愈学愈难,最终导致一锅粥的现象,对有机化学实施有效的教学手段就更具有举足轻重的作用。因此,在教学过程中,要抓住知识点,使知识点网络化,系统化,找出内在的规律和联系,便于学生记忆和掌握。
4.以知识为载体,培养学生的思维能力和创新能力
由于有机化学的迅猛发展,有机试题更是求异变新,近几年的高考有机试题提供的材料新,信息量大,需解决的问题大多是同学们平时没有见过的,这就要求学生不仅要有扎实的基础知识,而且要以知识为载体,培养和训练自己的思维能力和创新能力。
(1)、培养发散思维能力,提高思维的灵活性
发散思维是一种不依靠常规,寻求变异,从多角度寻求解决问题方法的思维形式,是将输入的一种信息转化为多种目的输出,其主要特点是具有多向性,灵活性和独特性,联系越多,发散越广,在有机化学教学中,注意发散思维能力的培养,培养学生能够运用自己所储存的有机知识,将有机化学实际问题分解,迁移。转换,重组,寻求问题解决的立法的能力,使所学有机知识得以灵活运用,在教学过程中,教师可选择有一定思考性,多角度联想的问题使学生思维向多层次,多方位,跨学科发散,从而达到激发学生的求知欲望,训练学生拓宽思路的目的,培养思维的灵活性,适应性。例如,根据某有机物的结构可推测
(2)、培养学生的逆向思维能力
逆向思维又称反向思维,其实质是由求知推向已知,有机化学中的合成题也是高考的常考题型,在教学中,通过有机合成训练,使学生掌握“逆推顺展”的方法,打破通常的顺向思维的定式,培养学生逆向思维的能力。通过逆向思维,可以提高思维的敏捷性。
(3)、培养综合思维能力,提高思维的创造性
在有机化学教学中,教师可利用习题课训练学生的综合思维能力。教师可通过学生掌握的知识点,把问题按照内在联系,让学生进行抽象归纳、推理、想象、分析、综合,找出问题的规律性,培养学生的知识迁移能力和创造能力,提高思维的综合性,整体性和创造性。
三、有机化学教学中取得的成效。
在高2012届化学教学中,我一直引导同学们正确、客观的对待有机化学教学中的问题,
并用以上的方法和措施指导同学们在学习有机化学。同学们学习兴趣很好,作题的效果也不错。
生物化学是应用化学的理论和方法来研究生命现象,是生物学和化学交叉形成的学科,它的发展和化学--尤其是有机化学紧密的联系在一起,许多对生物化学发展起推动作用的生物化学家对有机化学的研究也有着很深的造诣。在学习有机化学时,学生对法国杰出的化学家巴斯德有着很深的印象,因为巴斯德在年仅28岁的时候就阐明了具有相同化学结构的酒石酸由于其立体结构上的不同而分为两种分子,这两种分子呈镜象关系,并由此提出了对映异构现象[5],而在学习生物化学发展史时,我们不得不提的是生物化学是由于巴斯德在解决发酵本质的著名论中所产生的,所以巴斯德被称为生物化学的鼻祖。再如学生们所熟知的化学家鲍林,提出了共振论和杂化轨道理论,对有机结构理论的发展做出了杰出的贡献,而鲍林在40年代中期以后提出纤维状蛋白质的螺旋结构,及蛋白质是具有多肽链结构的物质,打开了通往蛋白质与DNA分子奥秘的大门,并由此获得了1954年的诺贝尔化学奖。据统计表明百余年来诺贝尔化学奖的颁发过程中,多位化学家都是因为在生物化学领域内的杰出贡献获得了诺贝尔奖。通过生化发展史中这些具体的例子,能够激发学习生物化学的兴趣和优越感,会深刻的感受到生物化学和有机化学自发展之始就是有机的融合体,扎实的有机化学理论和知识是研究生物化学所必备的,否则生物化学的研究就是无本之木,无源之水。而生物化学是有机化学研究的最终归属,因为任何学科的发展都将应用于生命体,为生命服务。
2通过有机化学的观点和理论解决生物化学
问题,促使两者的有机融合生物化学课程知识覆盖面广,物质代谢复杂,涉及反应多,知识体系和化学学科有很大的区别,学习方法和思维方式也有别于化学学科知识体系的学习,基于此,化学专业的学生在学习生物化学时往往感到不适应。我们认为在教学过程应在保证学生对生物化学整体知识框架的系统认识的前提下,充分发挥化学专业学生系统、扎实的有机化学知识,通过有机化学的理论和观点来讨论生命过程中的化学问题,对缓解学生的这种现状有很大的帮助。如有机化学的学习主线“结构决定性质,性质反应结构”在学生的脑海中根深蒂固,所以学生很容易理解蛋白质结构和功能之间的关系。从化学的观点出发,学生很容易理解人造奶油反式脂肪酸为什么给我们带来了巨大的灾难,其原因就在于比起反式构型的双键结构,顺式不饱和脂肪酸有较低的熔点,能够保证在生理温度油脂的液体状态。晒太阳能补钙的这个生活小常识用化学的理论解释是:钙的吸收需要维生素D的参与,而人的皮肤中含有维生素D原,在光照条件下,会发生周环反应生成维生素D,所以才有了晒太阳能补钙这一说法。类似的例子在生化内容比比皆是。通过有机化学的理论和观点来解决生化问题,可以让学生自然而然的融入生化课程的学习,发挥学生扎实的有机理论和知识的优势,降低学习生化的难度,变死记硬背为逻辑推理,在潜移默化中将两者进行了有机的融合,激起学生学习生化的兴趣。
3结合生活实例,促使两者的有机融合
众多的教学研究表明,在教学过程中生活实例的结合能够促使学生“学”和“用”的有机结合,让学生感受到学习的重要意义,激发学生学习兴趣的产生,促进学生书本知识向实践能力的转化和创新思维的发展。生物化学是一门基础的自然科学,是通过化学的理论和方法来研究生命体内的化学变化,所以在实际生活和生产中的广泛用既以生化原理为基础,又和化学知识密不可分。因此在教学的过程中,结合具体的应用事例,以此为桥梁,促进有机化学和生物化学的有机融合,提高学生学习生物化学的兴趣。如日常生活中的烫发,其原理是以生物化学为基础,头发是角蛋白,角蛋白的螺旋多肽链间有很多的二硫键交联,二硫键的生成的位置是决定着头发的形状,二硫键是巯基通过氧化反应生成的[6]。烫发的过程实际就是通过还原剂破坏头发原有的二硫键,通过还原剂使二硫键在新的位置生成,从而达到了改变发型的目的。其中涉及到的还原剂就是一种小分子有机物,烫发质量的好坏和还原剂有很大的关系,了解到这一点,思维活跃的学生就会考虑,在学习过的类似结构的有机化合物中,有没有可以充当改良的还原剂,从而达到降低烫发的副作用,改善烫发的效果。通过类似实例的引入,作为学生会深刻的感受到,要使自己已有的有机化学理论和知识发挥更大的作用,为人类造福,学习和掌握一定的生化知识是非常必要。显而易见,结合生活实例的教学过程,进一步将有机化学和生物化学进行了融合,使学生学习生化的兴趣进一步得到提升,亦有助于培养学生的创新思维。
4通过有机化学的前沿科学研究成果的学习,促使两者的有机融合
在教材中并不能体现,为了让学生对这些前沿的研究成果有一定的了解和认识,使学生更深刻的认识和体会到有机化学与生物化学的紧密联系,激发学生学习生化的热情,提高生物化学的教学质量,我们将利用丰富方便的网络资源,查找相关的文献资料,利用4课时左右的时间,与学生一起讨论有机化学领域的最新研究成果在生物化学领域的应用,同时,给学生指定内容,利用业余时间进行相关小论文的撰写。在教学实践中,我们查阅了小分子有机化合、药物等与蛋白质、DNA的之间相互作用的文献,让学生了解这些前沿的研究成果。通过这样的学习方式,一方面可以弥补传统生物化学内容更新慢的缺点,有助于学生了解有机化学与生物化学交叉发展的最新研究成果,有助于学生的科研素质水平的提高,知识视野的开阔;另一方面,使学生认识到有机化学和生物化学的发展是相互依存,相互促进,两者的最终的目标是一致的—即从分子水平研究生物学问题。
5结语
摘 要:为探索高中生初学有机化学困难的原因,笔者对进行了有关学习情况的调查,了解到学生初学有机化学的困难根本在于有机知识结构的变化和不当的学习方法,并建议教师改进教学方法帮助学生尽快克服学习有机的心理障碍,提高高一有机化学教学质量。
关键词:有机化学;高一学生;学习困难
一、问题的提出
新课改实施后,原本高二学习的全部化学内容中的一些简单的内容被提到高一下学期来学习,这一部分内容包括甲烷和烷烃、乙烯和苯、乙醇和乙酸,糖类油脂和蛋白质。教材的编排十分合理,充分考虑到高一学生的化学知识并不是特别扎实,所选择的内容都是与生活息息相关,学生易于入手学习的,并且避开了一些复杂的化学反应方程式,只要求知道现象,因此其认知能力已经足以完成这一部分简单有机化合物内容的学习。
虽然有机化合物知识教材编排合理,充分考虑学生的认知特点,但在教学中发现,高中学生初学有机时,都不同程度的感到学习困难,个别学生甚至持续整个有机化学学习阶段一直难以适应,以至于对自己的学习能力产生怀疑,失去学习化学的兴趣,影响他们继续学习化学的信心。在与教师探讨时发现,这一现象非常普遍,而且历届如此。
笔者于某校的调研过程中发现学生在学习高一化学必修2第三章《有机化合物》时出现了从未有过的困难表现。学生在学习了前两节课后很难继续下去,经过几堂课的复习和练习后,才进行了后两节课的学习。好不容易学完了新课,学生基本完成了新课标的要求,但在进行单元检测时,成绩却不尽如人意。
为了深入了解其中缘由,笔者进行了有关学生学习情况和教师教学情况的调查,分析、探讨了如何帮助学生尽快克服学习有机化学的困难,为其高二具体学习有机化学打下坚实的基础和提供有力的方法,希望能够对初学有机化学的高一学生提供一些学法上的指导,更加希望能给高一有机化学的教学提供一些新鲜元素供老师参考。
二、 调查结果分析
调查对象选取在校高一年级的理科学生,调查时间安排在学生学习完人教版化学必修2第三章《有机化学基础》并完成章节考试之后。调查完毕后与几位任课老师交换看法,分析学生的作业、试卷,并与参加调查的部分学生座谈。经过调查研究和讨论,造成高中生初学有机化学困难的主要原因有以下几个方面:
(1)有机化学内容的新特点是造成学习困难的客观因素
有机化学与无机化学相比,除了物质种类繁多、有机反应复杂等新特点外,还要求利用分子的空间结构思考问题,对形象思维能力提出了更高要求。能否对分子的空间结构有明确的认识,直接影响到对结构式、同系物、同分异构现象、有机物种类、有机物之间的转化等一系列基础知识的理解和运用。此前的无机化学学习中对形象思维不作过高的要求,因此学生认知方式、思维模式停留在无机化学的学习上。缺乏对分子三维结构的想象力是初学有机化学最大的思维障碍[1]。
(2)不良的学习习惯和学习方法
学生在各学习环节上方法不当,偏重机械记忆而缺乏深入思考,学习主动性不强,自我调控能力差,对老师的依赖性很强,很少主动采取改进措施,甚至听之任之,知难而退。尤其在学习有坡度、有难度的内容时,不良的学习习惯和学习方法的消极影响,表现得更为突出。在调查中发现,有些学生因为听不懂、记忆的东西多而拒绝听课,这种消极的心理及影响都是极不乐观的,应该及时加以控制,让积极的学习方法盛行起来。
(3)习题偏多、难度偏大
与老师的交流中发现,为了应付考试,几乎每个学生都有几种课外学习参考书和一至二套章节练习题来加强对知识的理解和训练,这些资料来源,质量参差不齐。这些教辅资料不但题量大,而且常掺入难度偏大的习题,超出了初学者当时的能力水平,无疑加大了学习难度,转移了师生教与学的注意力,易使学生脱离课本,没时间深入思考搞清知识的本质和内在联系,把大部分的时间和精力放在对付习题的纠缠上,没有时间认真研究教材,学习基础知识。
(4)教师重视不够,教学过于程式化
教师一般都会发现学生初学有机普遍困难的现象,历届学生都是如此,司空见惯,反倒认为这是一种正常现象。在教学过程中,没有好好地利用有机化学与生活的紧密联系进行教学,复杂的反应和零散的知识点让理科学生有些头大。老师没有针对这些给予学生记忆的规律和技巧,对学生的指导也没有具体的针对某些具体的知识点或习题,未将尽快克服学习困难作为一个明确的教学目标,而采取具体、有效、系统的措施。
三、 解决策略和建议
第一,充分发挥教师的主导作用,帮助学生克服心理障碍。
教材的内容是造成困难的客观因素,学生是学习活动的主体,教师是学习活动的直接组控者,对学习活动提供引导、指导、调整、编排、选择、设计等帮助。初学有机,学生学习兴趣和热情很高,教师就要抓住这个有利契机,未雨绸缪,一开始就要把克服学习困难作为一个整体教学目标,铺设台阶,降低知识难度,优化教学方法,突破思维障碍,使学生尽快适应有机化学学习的新特点、新要求,掌握学习有机化学的方法。
第二,加强学习方法指导,培养学生良好的学习习惯。
在有机化学的教学中,除了掌握好各类有机化合物的结构、性质、用途外,更重要的是要理清有机物之间的相互转化关系,形成结构化的知识网络,从而对有机化学知识有一个整体的认识,有助于知识的融会贯通[2]。教师应该充分利用和发挥有机化学的自身魅力,强调有机化学与生活的紧密联系,激发学习兴趣,充分调动学生的主动性。巩固并强化自觉性、坚持性、自我调控能力的培养。分散知识目标、能力目标,使学生不断获得成功感而树立信心。学习有机,需要记忆的东西很多,也很杂,教师需要引导学生找出学习有机化合物的规律和方法,从规律出发去学习去记忆,会收获好的效果。
第三,精选练习题。
布置作业时,应适当控制习题的数量和难度,以新课标的要求为基准,精心摘选,大胆删除,以符合学生的认知规律,适合当前学生的能力水平,跳出题海,使学生的认知能力顺利发展[3]。
第四,采用先进的教学媒体和教学理念,激发学生学习有机化学的兴趣。
有机化学与生活息息相关,而且高一所学习的内容更是与生活密不可分。在教学时,可以以生活中的应用来建构情境,让学生融入情境,探究式的,解决问题式的学习新内容。可以展示课本插图、球棍模型、投影幻灯、三维动画软件等,充分提供和利用上述多方面的感性材料,与某些实际问题相结合,使学生获得形象的感知、储存、识别,直至建立模型等形象思维活动。笔者发现,在动手制作模型的同时,进行观察、联想、想象,建立起烷烃结构的模型,改变了许多模糊认识。条件允许时,把有机分子及其化学反应制成三维动画,应用于教学中,直观形象,信息量大,效果会更好。
四、结语
笔者旨在通过此次调查研究找出该校高一理科学生在初学有机化学时的困难,并且找出困难原因并一一做了讨论和分析,最后给出了一些解决建议和方法,希望对该届学生及以后的学生学习及教师的教学有一定的帮助。
参考文献
[1] 李忠杰.高中生有机化学学习的思维障碍及其解决策略研究[D];辽宁师范大学:2001.