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有机化学论文

时间:2023-01-04 15:02:03

有机化学论文

第1篇

一、认真备课,结合学生专业进行正确引导

备课时需针对不同的专业要求,确定讲课内容和重点。例如,在给生物制药专业本科生讲授有机化学时,需向学生阐述有机化学在制药领域中的应用,在药物合成过程中所用到的有机反应类型和机理,特别是引入绿色化学的概念,以减少在制药过程中产生的环境污染,达到资源最大化利用。在讲到乙烯聚合这一部分内容时,可向学生介绍聚合物在生活中的具体应用。比如说,生活中塑料制品的主要成分大多是聚乙烯,常用药物纯化分离、污水治理领域的膜分离技术,其核心部件膜组件也大多是高分子聚合物,比如聚醚砜超滤膜、聚偏氟乙烯超滤膜、聚氯乙烯微滤膜等。而在膜技术领域,膜污染问题是制约膜技术发展的瓶颈,可以通过对膜表面进行化学改性的方法提高膜的抗污染性能,这些都要用到有机化学相关知识。通过这些事例,进行专业引导,可以提高学生对本门课程的学习热情。

二、充分利用多媒体,丰富教学形式

有机化学中涉及到大量化学方程式、电子结构、分子构型等抽象概念,而多媒体课件则可以对其进行有效的补充。在讲解相关反应机理时,对于化学反应过程最好做成动画演示,帮助学生理解并且加深印象。例如,在讲解碳原子杂化轨道形成过程中,电子跃迁,轨道的杂化过程可通过flas演示,教师应结合每一步动画讲解相应的机理,从而让学生对抽象的过程有宏观的认识。同时,在采用多媒体教学过程中,需注意板书与多媒体课件有机地结合,对于一些反应过程必须利用板书进行详细的讲解,过分依赖课件有可能造成细节讲解不透彻。在教学过程中,要注意引入生活中的案例,使枯燥的理论生活化。例如,在讲授蛋白质化学这一章内容时,可先布置一个有关蛋白质的小课题,让学生课后查阅相关资料,并在课中进行讲解。例如,在生活中,如果误服了含有大量重金属的食物,如何采用急救措施,其解毒原理又是什么?儿童重金属中毒会对其生长发育有什么影响?学生通过对这些问题的查阅,搞清楚相关问题的原理,同时又增加了生活常识,从而达到学以致用。

三、理论联系实际,重视实验教学

在实验教学过程中,可采用阶段性实验教学,首先安排一些趣味性、实验性较强的验证实验,例如,阿司匹林、染料合成、茶叶提取咖啡因等。对于这类实验,学生往往表现出较大的兴趣。另外,结合教师的科研项目,我们还可安排一些开放性实验,实验室在特定的时间内向学生开放。例如,本课题组主要从事环境固体废物处理及资源化研究,对于生物科学专业的学生,可让他们参加到城市污泥好氧生物发酵的课题研究中,通过对课题的参与加深对本专业知识的理解,并且培养独立思考和解决问题的能力。

四、完善课程考核体系

课程考核体系对一门课程的顺利开展具有重要意义。大学学习中主要在于掌握学习方法,扩大知识面,而不能过分的强调考试分数的高低,不能单纯以期末卷面考试成绩的高低来考核学生对有机化学这门课的掌握情况。因此,需完善课程考核体系,加大平时成绩和实验操作成绩的比重。在教学中可根据教学章节实际内容,布置综合性知识总结论文,要求学生在查阅大量文献的基础上撰写学习报告,培养学生总结、思考、分析、概括问题的能力,还可以让个别有能力的学生根据自己的兴趣整理设计有机化学小课件,在学生中进行讲解,并对相关学生进行加分,以提高其积极性。另外,适当增加课堂提问和设问并给出成绩记录,也能有效地提高和强化学生对课程学习的积极性。结合随堂小考、课堂提问、综述论文、课件等平时成绩,进行学生成绩的综合考查,并且加大平时成绩在总成绩中的比重,而不是仅仅以期末考试成绩来考察对本门课程的掌握情况。

五、小结与展望

经过近年来的教学实践可知,完善与改革有机化学教学方法、探索新的教学方式是提高教学质量、培养学生学习积极性、增强学生学习综合能力的根本途径。教师要根据实际教学条件、联系学生专业,注重引入国内外最新研究成果、新动向,完善以学生为中心的教学体系,让学生成为教学的主体;提高学生的参与度,激发学生的学习兴趣,变被动学习为主动学习。要进一步完善考核体系,采取多样化的考核方式,减小卷面考试分数的比重,考核形式灵活多变,使其更能反应学生的真实综合能力。总之,在有机化学的教学过程中,要紧紧围绕本学科的特点,针对各专业的课程设置和培养方向,合理把握和划分课程知识体系和教学层次,借助教学方法改革和实践教学活动的开展,建立适合本课程的特色教学模式。

作者:黄健 单位:丽水学院生态学院

第2篇

一、有机化学教学内容的精选

为了培养矿物分选加工和矿产资源综合应用领域的工程技术人才,有机化学的教材内容应以培养学生的科学思维方法,分析问题、解决问题的能力和创新能力为目标,突出矿物加工工程专业特点,着力拓宽学生知识面。据此,本课程选择的是获得第三届国家教委优秀教材一等奖,由徐寿昌主编的《有机化学》,该教材按照官能团系统分类,每一个章节介绍一类有机化合物,而每一章节又按照结构、制备方法、物理和化学性质为主线,便于学生归纳总结和综合应用。但是在2011年我校在本科生培养方案的调整中,将矿物加工工程专业有机化学的教学课时由64学时缩减为48学时,有机化学的教学内容必须做出相应的调整。首先,我们贯彻“少而精”的原则,对教学内容进行了优化处理,在缩减课时的情况下,精选本学科中最基本、最重要、最精华的部分作为重点教学内容。例如,教材中烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃、芳烃、卤代烃、醇和醚、酚和醌、醛和酮、羧酸、胺、杂环化合物等每一个章节都包含有机化合物的分类和命名,而很多学生在高中阶段对这些内容略有掌握,因此我们在第一章有机化合物的分类中,补充有机化合物的命名,将有机化合物按照官能团命名方法进行归纳和总结,后面的章节中就不再介绍。教材中某种有机化合物的制备反应和另一种有机化合物的化学反应前后重复介绍,可以将这一部分内容合并简化。以醇制备卤烃为例,教材第九章卤烷的制备方法中介绍了醇与氢卤酸作用,而第十章醇的化学性质又详细介绍了卤烃的生成,将这两部分内容整合有助于学生的理解,避免了重复。教材中立体化学的内容比较抽象,对学生的空间想象力有一定的要求,而立体化学和矿物加工的专业知识关联较少,我们将其内容适当简化删减。其次,为了强调矿物加工专业特色,激发学生对专业的兴趣,有机化学的教学内容必须重点讲授一些和专业相关的内容。例如,我们学校的矿物加工专业主要是面对煤炭行业,学生必须对煤的相关知识了解透彻。煤是由有机质和矿物质组成,煤中的有机质又是由苯环、脂环、杂环和一系列的含氧、硫、氮的官能团组成,要认清煤的大分子结构,必须掌握好有机化学中芳烃、环烷烃、酚和杂环化合物这些章节的内容,另外煤经常发生的一些化学反应,如氧化反应、裂解反应、芳构化反应、加氢反应、缩聚反应、脱氧反应和磺化反应等也渗透在有机化学各章节中。煤的浮选过程中浮选药剂分为捕收剂、起泡剂和调整剂三种,这些药剂大多是有机化合物。捕收剂主要是煤油、轻柴油等,它们是石油裂解的馏分产品,主要是C11-C16的烷烃,在有机化学烷烃的学习中可以介绍;起泡剂包含天然起泡剂松醇油(α-萜烯醇),工业副产品起泡剂杂醇和仲辛醇,人工起泡剂醚醇类化合物,在有机化学萜类、醇类和醚类化合物的讲授中介绍;调整剂主要是一些乳化剂和絮凝剂,涉及有机化学中高分子聚合物的知识。水煤浆是一种新型的煤基流体燃料,由煤70%、水30%和少量添加剂经一定工艺流程加工而成,添加剂起着关键作用。水煤浆添加剂中主要是分散剂和稳定剂,分散剂是磺酸盐、羧酸盐、聚烯烃类化合物,稳定剂是高分子表面活性剂、聚丙烯酸盐类化合物,这些涉及羧酸和高分子聚合物的相关知识。目前,多学科交叉、渗透、融合,以基础知识与专业知识密切结合为切入点,将相互具有内在联系的有机化学、煤化学、选矿学的教学内容融合,将打破过去有机化学、煤化学和选矿学在课程设置上过于独立、缺乏联系的局面,整合原有课程内容,拓展学生知识结构。

二、有机化学教学方法的改革

传统教学方法以教师在课堂上的“填鸭式”教学模式为主,往往忽略了学生的主体性,不利于学生自主学习和创新能力的培养。为了培养学生的自学能力和思考能力,提高教学效率和质量,我们在教学中采用了灵活多样的教学方法,通过启发式、互动式和讨论式等多种教学方法,引导学生课堂上积极思考,独立解决问题。在教学过程中我们增加一些教科书上没有列出的反应及其具体应用实例,将同类型的反应随时进行总结,既可提高学生的学习兴趣和积极性,又可开拓学生的视野和扩大知识面。例如,水煤浆添加剂中普遍用到的分散剂是萘磺酸盐,在萘磺酸盐的制备过程中涉及我们所学有机化学中萘的磺化反应,萘在165℃时与浓硫酸反应的主要产物是β-萘磺酸,β-萘磺酸经过与甲醛发生缩合反应后与碱中和即可得到我们所需的产品萘磺酸盐。学生通过这个实例的学习,将会加深对萘的磺化反应的认识,同时拓宽了知识面,还与所学的专业知识也联系起来。FS-201作为一种浮选剂在很多选煤厂使用,它的药剂用量比煤油低30%左右。这种药剂的主要成分是轻质烷基苯。这种药剂的合成涉及有机化学中最著名的傅克烷基化反应。它的合成是烯烃与苯在三氯化铝的催化作用下进行傅克烷基化反应,反应物经碱洗、水洗再经脱苯、精馏,截取255℃以前的馏分。课本中一个普通的化学反应在工业上得到应用,学生将会印象深刻。通过这些实例的学习,学生发现有机化学课程并不是完全和自己所学的专业没有关系,专业知识也并不是深奥难懂,基础课程和专业课程相辅相成,融会贯通。

三、有机化学教学手段的更新

随着计算机的发展,多媒体教学成为课堂的主流教学手段,它增加了课程容量,提高了课堂效率,使有机化学中抽象的内容变得形象生动化。但是多媒体教学在有机化学的教学中也存在一些弊端,如学生觉得幻灯片的变换太快,知识内容太多,难以领悟,学生在课堂上看得多,思考得少。因此我们在教学过程中将多媒体技术与传统教学手段结合起来,每次课堂前十分钟,通过板书的方式回忆上一次课堂内容,这样就能巩固和复习旧的知识点。在课堂上我们还增加了一些课练习,让同学上讲台演示做法,大大提高了学生的兴趣。为了让多媒体生动形象,教师根据教学大纲的要求,对原有的扫描的方程式和图表采用ChemOffice软件重新制作,使课件更加美观,内容更加饱满。ChemOffice是英国剑桥公司出版的世界上优秀的桌面化学软件,包括ChemDrawUltra、Chem3DUltra、ChemFinderUltra等一系列完整的软件。它可以将化合物名称直接转为结构图,省去绘图的麻烦;也可以对已知结构的化合物命名,给出正确的化合物名称;还能够绘制化合物的3D分子轮廓图及对分子轨道特性进行分析。与此同时,我们还引导和鼓励学生自学掌握ChemOffice软件的使用,课后作业用软件完成,上交电子作业。学生对于这些基本工具的掌握,将对未来毕业论文(设计)中化合物的书写,以及发表学术论文有很大的帮助。模具教学也是我们有机化学的重要辅助手段,有机化学中的分子、原子、各种基团以及化合物的构型是肉眼看不见和摸不着的,学生对有机化合物的立体结构、反应机理感到抽象和难以理解,我们通过购买的模具演示,学生更易接受和理解,加深印象。总之,多种教学手段的结合,将发挥各自的优势,取长补短,各种教学手段的使用恰到好处,使课堂教学更加丰富,充满活力和吸引力。

作者:张军王启宝王立艳单位:中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院

第3篇

1注重基本操作的训练,培养学生独立工作的能力

有机化学是一门实践性很强的学科,掌握有机化学实验的基本操作技能是学生以后进行有机化学实验的重要基础。针对药学学科特点设计技能实验项目,如有机物物理常数的测定、有机物分离提纯等,加强学生的基本操作训练,使学生掌握规范的实验技能。药学实验中安排了21学时的基本操作实验,占总实验学时的38.9%,几乎涵盖了所有有机化学实验的基本操作。同时,将药学专业的基本操作实验分为独立实验和综合实验两部分,如将有机物熔点的测定与咖啡因提取实验结合、将有机物折光率的测定与柠檬烯提取实验结合等,既培养了学生的基本实验技能,又提高了学生对有机化学实验的认识,让学生认识到基本技能在实际工作中的重要性,为学生今后独立工作打下了坚实的基础。

2整合实验教学内容,注重新技术的应用,培养学生的科研意识和创新能力

我们通过在教学实践中不断分析和探索,整合了药学专业有机化学实验教学内容,避免了一些实验的重复设置。如有机物折光率的测定实验学生已经在物理实验中学习过,有机化学实验中不再单独设置,而是把折光率的测定与有机物的提取、合成实验整合在一起,不仅节省了时间,而且使学生对基本操作的运用范围有了全面的认识。同样,考虑到学生在中学阶段已经接触过诸如醛、酮、醇、羧酸等化合物性质的验证性实验,继续保留这些实验不仅重复,而且对学生技能的提高及能力的培养没有大的帮助,在实际应用中也存在一定的局限性,因而在教学安排中调整了验证性实验,并将验证性实验学时压缩为有机化学实验总学时的16.6%。事实证明,压缩上述实验为药学专业学生节约了时间,有利于学生将有限的学时用于强化操作技能、培养科研能力和拓展创新思维上。综合性实验和设计性实验在考查学生对基础理论知识的掌握及实验技术的应用上具有重要作用。所以,我们针对药学专业的特点,突破实验内容的限制,在教学实践中增加了综合性实验及设计性实验的比例,使此两类实验占到有机化学实验总学时的44.5%。如将阿司匹林的合成、熔点的测定和高效液相色谱技术3个不同类型的实验整合成一个综合性实验,要求学生在合成阿司匹林后,对阿司匹林进行熔点测定,在获得阿司匹林基本物理常数后,利用高效液相色谱仪对阿司匹林进行色谱分析。通过上述实验的整合,不仅加强了学生基本技能的训练,而且培养了学生综合运用知识分析问题和解决问题的能力。同时,积极引导学生对实验中出现的问题进行研究探索,激发学生参与实验的热情,提高学生对有机化学理论知识的掌握与应用。设计性实验针对药学专业学生未来的工作实践及继续深造的需要,结合本学科教师的科研内容,让学生直接参与教师的科研课题,培养学生的科研意识和创新能力。如我们在教师科研的基础上为药学专业学生设置了大黄中蒽醌苷元的提取、分离和检验识别实验,学生在完成该实验的过程中,在教师的指导下进行文献资料的检索及分析,并运用专业知识进行实验方案的设计及实验结果的分析等。通过类似的设计性实验,培养了学生查阅文献的能力,使他们及时掌握了国内外相关专业的研究现状及发展趋势,大大开阔了学生的视野,拓展了学生的思维,培养了学生的创新精神,使学生主动参与实验的意识明显增强,同时使学生对科学研究有了一个较完整的认识,培养了学生的科研意识及科研能力,为其今后工作及继续深造打下了一个良好的基础。

3实现有机化学实验的微型化、绿色化,加强学生的环保意识

x做到实验的绝对绿色化,但我们积极探索对部分实验的改进,实现绿色化设计,尽量选择低毒或无毒试剂,删除对环境危害大的实验,选择对环境污染小、用药少的实验,尽可能将实验对环境的损害降至最低。如在教学中将原来水蒸气蒸馏实验“从烟丝中提取烟碱”改为“从橙皮中提取柠檬烯”,降低了实验对环境的污染和对学生造成的伤害。同时,增加以天然无毒物质为原料的实验,如实验中设置了从茶叶中提取咖啡因、绿色叶子中色素的分离等实验,做到从原料到产物都对环境无污染,达到了保护环境的目的。积极改进实验方法,尝试开展微型化实验。微型化实验起源于埃及学者E.C.Grey的《化学实验的微型方法》一书,1982年,美国Mayo和Pike等人在有机化学实验中采取主要试剂为mmol量级的微型制备实验,取得了成功,从而掀起了研究与应用微型化学实验的热潮,并受到环保界的大力赞扬。在教学实践中,我们在保证实验成功的前提下,积极探索实施微型化实验,不仅降低了实验中药品用量过多造成的资源浪费和环境污染,而且帮助学生树立了药品定量的意识。此外,相对于常量实验,微型化实验对实验者基本操作、实验技巧及实验的准确性都提出了更高的要求,这就促使学生提高实验技能并在实验过程中形成认真细致的作风,同时培养了其缜密严谨的科学态度。在教学中将绿色化学的理念融于实践中,让学生树立起绿色环保意识。在有机化学实验中常常不可避免地产生一些废弃物,如不及时处理则会对环境造成极大污染,而且会淡化学生的环保意识,使其养成不良的实验习惯。因此,在有机化学实验教学中,应把废弃物的回收处理作为一项重要的教学和科研任务来完成。如柱层析中的洗脱剂、合成实验中的副产品等都要进行回收或进行无害化处理后再进一步利用。应将实验中废弃物的处理作为考核项目,要求学生在预习时设计实验产生的废弃物的相关处理方法,并在实验中付诸实施。通过训练,使学生灵活应用了所学的理论知识及实验技能,并养成了废弃物及时回收处理、循环使用的良好习惯,具备了从事绿色化学研究与开发的基本素质与能力。

4改进实验考核机制,培养学生良好的实验素质和综合能力

实验考核是检验教学效果和考查学生能力的重要手段。实验考核既要重视学生实验操作的规范性和实验技能的掌握与应用能力,也要考查学生发现问题、解决问题的能力。在实践中,我们对考核内容和方式进行了重新设计,逐渐形成了实验过程全程监控指导、实验技能全面考查、学生能力综合评价的模式。实验考核成绩分为平时成绩和期末成绩,平时成绩占60%,包括实验预习情况、回答问题的准确率、实验操作能力、环保意识及实验报告等;期末成绩占40%,针对药学专业特点,期末成绩主要对学生基本原理的掌握情况、基本操作的正确性及应用能力和实验中分析及解决问题的能力进行综合测评。要求学生在指定题目的情况下,独立完成一个设计性实验或综合性实验,主要从查阅文献的能力、实验路线设计的合理性及可行性、实验结论及废弃物处理等方面对学生进行综合评定。通过考核办法的改革,有效地调动了学生的积极性,培养了学生良好的实验素质和综合能力,提高了教学效果。

作者:谭晓虹王书华张利民杨辉田嘉铭王志宝单位:河北北方学院

第4篇

1.1忽视学生的主体地位

传统的有机化学实验教学模式是建立在学生客体性、受动性与依赖性的层面上,从而导致了学生主体性、能动性、独立性的不断缺失,学生主动的学习过程变成了被动的知识灌输过程,学生变成了知识的存储器和学习的奴隶,学生实验过程“照方抓药”,使得学生普遍缺乏实验的热情和主动性,更缺少独立解决问题的能力。

1.2重理论,轻实验

重理论,轻实验,这是传统实验教学方法的一个十分突出的问题,也是一个明显的教学弊端,严重影响了教学质量的提高。实验教学与理论教学是相辅相成,密不可分的。实验教学比理论教学更具有直观性和探究性,更能培养学生的创新意识以及运用理论知识解决实际问题的能力。学生对实验课的重要性认识不够,他们错误的指导思想是只要学好理论课,就学好了该课程。

2PBL教学过程

2.1确定教学对象

在2013级制药工程专业班级中选择3班学生作为实验组,学生4人一组,选1人作为小组长,采用PBL教学。选择2013级制药工程4班学生作为对照组,采用LBL教学。两个班级的理论课内容、实验内容、实验教师、考核量化评分标准均相同。

2.2编制问题库

在整个PBL的实施过程中,问题的设计是保证PBL教学能有效进行的前提。在设计问题时需要考虑以下几点:(1)设计的问题要结合学生的专业特点,符合教学目标。对于制药工程专业的学生,可把原来单一的有机化学实验内容与药物合成、天然药化等知识相结合,让学生更多的从制药方向去认识、理解和掌握有机化学实验操作,更符合制药工程专业学生的学习特点。(2)设计的问题要具有一定的深度和可探索性,可有多个解决方案,但问题的难易程度要让学生通过自主学习能够解决。(3)设计的问题要具有现实意义,值得去探究。同时,在设计问题时还要注意问题的层次性、开放性和有效性。以“重结晶法提纯乙酰苯胺”为例。

2.3学生自组学习

提前一周将下个实验的问题下发给学生,由小组长组织本组学生运用教材、工具书、网络、文献资料等进行查阅,并进行组内讨论学习实验内容,解决问题。这个环节能充分调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力、表达和沟通能力、分析问题和解决问题的能力以及团队精神和协作能力。

2.4课堂讨论

在整个PBL的实施过程中,课堂讨论是PBL教学的关键。每次实验操作前,由每组选出一个代表回答问题,其他学生可就刚才的回答进行补充,再一起讨论。通过相互交流和讨论,学生可获得多个答案,扩大了知识面,更加激发了学生的学习兴趣。此过程教师控制学生发言时间,调节课堂气氛,最后教师总结。

2.5交流和总结

实验结束后,组织学生根据自己在实验中遇到的问题、解决的方法、数据的分析、还存在的问题进行交流和总结,最后写出实验报告。

3PBL教学考核方法设计

考核方式由三部分组成:平时实验综合成绩考核(40%)、实验操作考核(30%)和实验基本理论笔试考核(30%)。与以往的考核方式相比较,PBL教学考核方式中提高了平时实验综合成绩的权重,特别是提高了实验预习的分值,这样更能激发学生的实验预习动力,提高实验预习积极性;增加了实验操作考核,这样更能有效反映出PBL教学的优势。实验操作以综合性实验为考试内容。评分标准包括实验所涉及的基本操作、整体美观度、后处理、回答问题等。整体美观度主要考察学生组装仪器的效果、安全等方面;后处理主要考察学生对废液、废渣的处理及台面的整齐;问答问题主要考察学生对实验原理、注意事项等的理解。实验基本理论考试考核主要涉及有关有机化学实验的基本操作及相关原理与注意 事项等。

4PBL教学效果评价

实验课程结束后,将两个班的实验成绩进行对照、分析,结果可知,采用PBL教学方法的3班实验平均成绩优于采用传统的LBL教学方法的4班,尤其是实验操作成绩明显高于LBL教学的4班。通过有机化学实验的PBL教学,使制药工程专业的学生在以下能力方面得到了提高:(1)运用网络、文献资料、工具书、教材,查阅到关于有机化学实验的相关信息并进行自学,完成了由“学会”到“会学”的转化,提高了自主学习能力。(2)综合分析所得文献、借鉴文献,使自己具有可独立拟订课题的能力,提高了分析问题与独立解决问题的能力。(3)通过小组讨论、回答问题等环节训练,提高书面和口头语言组织和表达能力。(4)通过PBL教学,使学生熟练掌握有机实验中物质合成常见的反应装置搭建、产物的提纯分离、产品的基本物理参数测定等基本操作技能,提高了动手操作能力。(5)通过小组学习,潜移默化地培养了学生的团队学习理念,提高了学生的团队精神和协作能力。在这几个能力方面的培养,PBL教学班的学生都更胜一筹。

5结束语

第5篇

1.有意义材料的记忆

“纵观信息论不难看出,对信息的加工水平愈深,掌握越愈透彻,记忆所达到的效果就愈佳。其具体步骤如下:第一步,对记忆材料的常见程序进行理解掌握,在这个过程中,需要从头至尾的将记忆材料精读细读,掌握整体的主旨大意;第二步,发散思维,对记忆材料进行分析,对各部分的内涵进行梳理,做到掌握其内在来龙去脉与相互关系;第三步,要将记忆材料各部分进行有机串联与联系,做到融会贯通;第四步,提炼主旨线索,纲举目张;第五步是对己有知识结构进行嵌入,达到长时记忆的效果,便于提取和应用;第六步,做到及时温习,避免出现遗忘”。常见的方法如下:

(1)比较记忆法。不难理解,这种记忆方法就是比较只是的相同点与不同点,具体可分为两个方面。一方面,是以共同点、相似点为基础,找出事物之间的差异性,即“同中求异”;第二方面,可以从不同处着手,比较后,总结出相同处与相似点,即“异中求同”。这种异同互证的方法,效果更佳。例如对比各类烃和烃的衍生物,无论是在水、醇中,还是在羧酸、酚中都含有羟基,但由于存在不同的基团,其性质自然会表现出有同有异。

(2)系统记忆法。需要学生用心加工而得出的化学知识网络,这种记忆法具有系统化、简约化和有效化的特点,通过这种方法能够将原本零散的有机化学知识联系起来,形成独有的知识体系。比如,学生在学习的过程中,通过知识之间的关联性,将其进行概括,组建网络图,形成知识网。

(3)图表记忆法。不管是图形还是表格,都能够让达到一目了然的目的。同时,表格的简洁、明了、易于分析归纳的特性,更有利于学生对有机化学知识的进行记忆;例如,学生可以对各类有机物的代表物的特性、结构进行归纳,形成表格,这个表格不仅是知识的汇集,更是精华所在。

2.无意义材料的记忆

学生要想记住无意义材料,就需要开动脑筋,使其产生联系或意义。而最简单的办法,无疑便是根据日常生活中,事物之间的相似点来认知化学知识,并在思想上建立联系,将一些零散、琐碎、易混淆的知识进行串联,有助于学生记忆。比如,将水与苯、四氯化碳分别混合后,因为物质密度大小不同,有机物会出现分层的现象,其处在上层还是下层,是特别容易记混的。此时,学生不妨将其与生活经验联系起来,“苯”字与“笨”字相似,“竹在木上”,木头轻,会浮在水上,即苯在水的上层,故容易记住苯会浮在水的上层。四氯化碳与苯相反,遇到水则在水的下层。

二、有机化学知识的组织策略———良好认知结构的构建

1.教学策略:有机化学的基本概念

对概念的学习意义重大,在整个学习过程中,影响概念学习效果的因素很多,主要分两个方面,即对概念实例的选择和分析。如果学生不知道实际案例,那么只能是对概念定义的硬性记忆,根本无法掌握概念的属性,从而造成对此类化学知识了解不够透彻。当然,要让学生了解概念的实例和属性,作为老师就应该做到“举三反一”,为学生搜集呈现出多个典型的实例,让学生拥有进行比较、分析的素材。当学生对概念有了初步的了解,可以让学生利用概念定义,从而挖掘出更多的例子,进一步分析理解概念和化学知识,最终明确概念的应用范畴。学习是一个过程,要在不断地学习中加深对概念的理解。做任何事情都不是一蹴而就的,因此,在在学习有机化学概念时,教师不应该强求学生一步到位,而是要让学生遵循认知规律,循序渐进,在学习过程中,逐步提升对有机化学知识的掌握程度。当然,要想深入了解化学概念,就必须了解概念的内涵和外延。什么是概念的内涵?便是指这类事物所表现出的属性,而这些属性往往是客观存在的、本质上特有的。概念的外延,顾名思义,就是至、指概念延伸后,所包含的一些事物。逐步学习有机化学概念是需要条件的,而在中学教程中,有机化学概念重复出现,就是重要的条件之一。重复率高,学生自然能够不断学习,并加深认知。

2.教学关键:有机化合物结构与性质

虽然有机物种类很多,组成结构也比较复杂,但是所有的有机物分子中都含有一种物质,那就是碳原子。学生要想掌握有机物的性质以及化学反应结果,比方从碳原子的结构入手,结合碳原子特殊的成键能力,深入了解有机物的相关知识。从碳原子的结构来看,最外层有4个电子分布,这就为其形成稳定的8电子结构创造了条件,只要拥有另外4个电子与之分别配对便能实现。故此,以共价键方式,碳原子与其他原子结合是很容易实现的,不仅如此,因为碳原子的价电子层距离原子核比较近,所以能够形成非常稳定的共价键。如碳原子可以和N、H、O等形成稳定的共价键;再者,它还能以双键或三键的形式相结合;这些都能够凸显碳原子成键能力之强。再分析碳原子对内对外的成共价键的能力,无论碳原子内部,还是和其他的原子,都能够形成共价键,而能否形成共价键、共价键的结合是有机化合物共同的特点,这也是有机物种类多,结构复杂的原因。

3.采用多元情景化教学

第6篇

在实验前两周,教师将本实验需预习的问题挂在教学实验中心网站上(http://jxsys.cczu.edu.cn/),学生通过查阅文献资料,做好充分预习。我们对苯甲酸正丁酯的合成课前预习设计了如下几个问题:1.如何使用分液漏斗?干燥剂种类、选择和用量?常压蒸馏的装置、操作和注意事项?如何提高反应的产率?2.分水器的作用和原理?带水剂种类和选择?3.反应后如何提纯苯甲酸正丁酯?4.如何设计反应的装置和实验的方法?5.减压蒸馏的原理是什么?如何正确地安装和操作减压蒸馏装置?设计问题的目的:问题1是为了让学生复习巩固前面所学的回流、干燥、洗涤与常压蒸馏等实验基本操作;问题2和5是预习的重点和难点,学生可通过预习初步掌握分水器的作用、原理和使用条件等,初步了解带水剂的种类和选用方法,初步了解减压蒸馏的原理、适用条件、实验装置、使用方法和注意事项等;问题3和4是考查学生对实验知识的综合运用能力,也是对学生实验技能的综合训练和提高。总之,通过预习实验前设置的问题,学生不仅能巩固所学的知识,了解实验的目的、原理、方法,以及注意事项等基本内容,也避免了实验前教师花费过多的时间作“注入式”的讲解,并能有效地增强学生的实验兴趣,拓展其知识面。

二、实验前讨论

将实验前教师的讲解改变成以问题为中心的探讨,不仅能确立学生的主体地位和教师的主导作用,而且能够活跃课堂气氛,提高学生的实验兴趣,更有助于学生分析问题和解决问题能力的训练和提高。课前的预习只是让学生对本次实验的内容有个大致的认识和了解,但是对实验的重点和难点,学生可能还是一知半解。因此,为了让学生全面掌握实验的内容,我们对实验前的讨论准备了以下的问题:

1.合成苯甲酸正丁酯的方法?反应的机理?如何提高反应的产率?大部分学生可能知道书本上的合成方法,即通过苯甲酸和正丁醇合成苯甲酸正丁酯。这时,教师可以适当补充其他合成酯的方法。这不仅能拓宽学生的知识面,而且能使学生因教师具有广博的知识而产生敬重,从而引发更加强烈的求知欲望。对于反应的机理,可让一名学生到黑板前边书写边讲解,教师既可以检查学生对基础理论知识掌握情况,充分体现理论与实践的有机结合,也能训练和提高其表达能力,提供展示自我的机会。如何提高反应的产率涉及化学反应的工艺优化。通过前面几次实验的练习,学生应该基本掌握了方法。教师可以对此问题直接提问,以了解学生对知识的掌握情况。根据化学反应动力学速率公式可知,降低产物的含量或将产物及时移走也可以加快反应的速率。那如何降低产物的含量或移走某一产物呢?接下来,教师可以顺势自然抛出下面的问题:

2.如何将产物移出体系?移除哪种物质比较方便?根据产物的物化性质可知,移除水显然比移除苯甲酸正丁酯要简单得多,怎么才能把水移除呢?对此,学生可以运用所学的知识进行思考和讨论。归纳其结论,主要有以下两种:一种是教科书上写的采用油水分离器,一种是采用精馏装置。对于第一种建议,教师首先要肯定学生已充分预习了教材;对于第二种建议,则要表扬其思维灵活,能学以致用,那也是工业上普遍采用的方法,这在我们以后的实验中会涉及并运用。接下来就讨论有关分水器的问题。

3.分水器的作用原理?如何设计分水器?带水剂的种类、选择、用量?使用注意事项?由于分水器的使用注意事项较多,我们将其分解成以下几个主要的问题进行讨论:(1)分水器如何检漏?可以让学生联系分液漏斗检漏方法。(2)在离支管下边沿1cm处,为什么要预装一定量的水?这主要从经济和节约的角度出发,让学生树立经济环保的思想。(3)如何观察是否有水生成?可以提示学生在预装水位处用笔做一个记号,便于观察现象。(4)搭建实验装置的时候分水器的支管为什么要尽量远离电热板?这是因为活塞上涂抹的凡士林和玻璃的膨胀系数不一样。如果把分水器放在电热板上直接烘烤,分水器活塞将打不开,导致放不出水。(5)如何运用分水器判断反应的终点?引导学生注意观察分水器中分水量和回流液中含水量,培养学生的观察能力。特别要交代的是,如果水量不再增多,说明反应已基本结束。但适当延长反应时间,反应将更加充分。以上对分水器诸多方面的分析探讨,能让学生明白有机化学实验不仅要有较多的理论支撑,还要有更多的技巧和经验,这需要我们善于学以致用,不断总结经验和教训,才能保证实验的顺利完成,体验到实验的成功感。

4.如何设计本实验的装置和实验的步骤?通过以上诸多问题的探讨,学生自然而然就会明确本实验的目的和方法,消化实验的重点和难点。对于实验的装置,可让一位学生结合问题的探讨和预习搭一个反应装置,其他学生进行观摩和评价。对于实验的步骤,可以让一位学生进行归纳总结,教师在黑板上按其方法书写流程图,其他同学进行补充修改。这不仅能帮助学生及时消化所学的内容,学以致用,同时对教师也能起到督促和检查的作用。

三、减压蒸馏

常压蒸馏结束后,由于实验条件的限制,学生不能人手一台减压装置,加上生成的苯甲酸正丁酯的量较少,我们要求2~3人合作进行减压蒸馏。将减压蒸馏放到实验后再讲解,也有助于分化难点、提高学习的效率。对于减压蒸馏,我们设计了以下几个问题:

1.为什么要先常压蒸馏再减压蒸馏?常压下,正丁醇的沸点只有117℃,容易蒸出来,如果直接减压蒸馏,易被抽到油泵里,会损坏油泵。另外,从原子经济的角度看,先常压蒸出正丁醇,也可以让原料能够充分回收利用。

2.减压蒸馏的原理、适用的范围、装置、操作方法?大部分学生通过预习已知道减压蒸馏的原理和适用的条件,教师可根据学生回答的情况做适当的补充。但实际操作中学生可能存在诸多的问题,因此,我们采取由一名学生示范,其他学生观摩、纠错,教师提出问题让学生进行探讨的方法。对于装置的安装,主要提醒学生每个接口都要涂油,以保证气密性,安装要由下至上,从左到右,横平竖直;对于操作主要提示毛细管鼓泡速度的调节、阀门开启的先后顺序、真空数字压力计的使用,减压蒸馏结束时的判断方法、阀门关闭顺序等。实践证明,这种以问题为中心,边操作边教学的方法要比纯粹讲解效果好得多。

四、课后思考题

1.实验中不加环己烷对反应有何影响?2.能否用强碱氢氧化钠?3.本实验成败的关键在哪些地方?有何心得体会?设计问题1和2的目的是将本课程实验的内容进行适当拓展,扩大学生的知识面;设计问题3的目的是让学生养成归纳总结的习惯,为以后的实验或科研做一些积累。

五、教学效果

苯甲酸正丁酯合成的PBL实践教学,已取得以下几点明显的效果:

1.通过实验前问题的设置,学生对实验的目的、内容、装置、实验步骤,以及注意事项都有比较详细的了解,一改以往只知大概不知细节,边翻教材边做实验的坏习惯。

2.预习报告的质量显著提高。其明显的表现就是:学生对实验的提问能用简练的语言回答,且正确率明显提高;实验装置图的绘制也不再是“依葫芦画瓢”,作图规范且有创意;实验步骤的设计简洁明了,更加科学合理。

3.实验记录翔实。学生不仅能够及时记录现象,还能备注操作目的、分析产生现象的原因、问题和讨论的结论,以及老师对问题的拓展等内容,杜绝了抄袭或写回忆录的现象。

第7篇

(1)实验技术人员与带课教师均要进行预做实验

影响有机化学实验成败的因素非常多,当实验药品、仪器某一条件发生改变时,都可能产生某种变化和差异。比如有的实验对化学试剂的要求非常高,如乙酰苯胺制备实验中的苯胺,肉桂酸的合成实验中的苯甲醛等试剂,需在实验前进行蒸馏处理;还有一些实验的操作中要求仪器干燥无水。所以无论是新开实验还是曾开设多次的实验,为保证实验教学的顺利进行,必须坚持进行预做实验。通过预做实验,可以对实验内容以及整个实验操作过程有更熟悉的掌握,对于实验要点、操作细节以及容易出现的问题有更全面的了解。对于带课教师来说,可以更好的在课上对学生进行指导;对于实验准备人员来说,可以有效避免在实验准备过程中相关物品的遗忘,提高学生实验的准确率和成功率。

(2)实验技术人员要经常与带课教师沟通

在每学期确定教学任务之后,实验人员和任课老师必须联系确定实验教学内容。进行预作实验之后,实验人员与任课教师应就实验中易出现问题的地方商量出统一的处理方案。每次实验前,实验员需要将本次实验中所准备的仪器设备的状况、试剂情况、准备过程中的各类异常和具体实验操作中的注意事项等,及时与带课教师沟通。实验课结束后,实验技术人员要及时听取教师和学生的反馈意见,发现问题及时解决。对老师及学生提出的建议和意见,在不断吸取他人的经验的同时,提高实验准备的质量。

2实验室的日常管理

(1)试剂管理

有机化学实验室的药品大多具有易燃、易爆、易挥发、腐蚀性强、有毒等危险性。必须严格按照药品的特性为其提供储存条件[2]。每开设一个实验,实验技术人员必须提前将所需试剂配制好并贴好标签,所有需要用到的药品要在上课前放在托盘中,并摆放在实验室带有通风橱的药品台上,同时将取用液体的滴管和取用固体的药匙贴上相应标签,防止弄混污染药品。实验结束后,需要将所有药品和托盘仪器放回库房。实验过程中,必须监督学生是否规范取用药品,对于危险品和一些较为贵重的药品,要求学生必须按量称取,实验结束后,必须认真查验并及时归位,以防危险品外流,发生意外事故;对于易挥发的有毒药品,必须在通风橱进行操作,以保证学生安全和防止污染环境;对于腐蚀性强的药品,必须戴乳胶手套,以防出现灼烧伤。

(2)玻璃仪器的管理

有机化学实验所用的仪器大多都是易碎的玻璃仪器,之前学生的实验柜中的仪器摆放混乱,铁夹、玻璃仪器混放在一起,很容易造成损坏。而且同一套仪器由各班轮用,使得每次实验课结束工作人员都要逐个检查实验柜的仪器破损情况,工作量很大。因此,我们对玻璃仪器的管理进行了以下的改革:常用的玻璃仪器和实验用品实行一柜一套,每班次的学生按学号1组负责1柜,首次进入实验室时进行全面清点,并让学生签名确认。上课时实验教师负责向学生讲授仪器操作方法和注意事项,监督学生正确使用仪器,每次实验后施行自我检查,如果仪器出现损坏,要填写仪器损害登记表,重新补齐,并按照仪器原价的20%进行赔偿。在学期末由教师监督统一进行仪器的交还工作并签字确认。这样的责任制增强了学生爱护公物的责任心和自觉性,使学生对仪器的清洗和保养有了更深入的了解,同时大大降低了教师检查仪器的工作量。由于学生责任心的增强有效减少了玻璃仪器的损害,延长了仪器的使用寿命,节约了资金仪器。一些较为贵重的玻璃仪器,如韦氏分留柱、索氏提取器等在一学期的实验课中仅仅使用一次或几次,如果同其他低值易耗玻璃仪器,既占空间,又增加了损坏几率,所以有必要对这些玻璃仪器进行规范化管理[3],编组标号,由实验教师单独存放,上实验课时再发放给学生,下课后及时收回库房。

(3)实验室安全管理

有机化学实验室相对其他的实验室更容易发生火灾、爆炸、中毒等安全事故,因此,实验室必须配备灭火器材、防爆器材和急救药箱,并定期检查、及时更新,以确保师生的人身安全和正常教学工作的进行[4-5]。在实验之前,要注意排查实验室的安全隐患;实验过程中,要配合带课老师认真检查和监督学生实验,及时纠正不规范的实验操作,做好随时处理突发事件的准备;实验结束后及时切断电源总开关,仔细检查水、电、门、窗是否关闭。实验室应注意通风换气,废渣、废液应分类存放、定期回收,保证师生在一个安全的环境下进行实验。

(4)实验室卫生管理

由于有机化学实验经常要用到腐蚀性强的或油状的试剂,生成的化合物很多也较难清洗,因此有机实验室较其他化学实验室更容易被污染。为此,在实验前,实验室人员应保持实验室的干净整洁,使学生在舒适干净的实验环境中感受到保持实验室卫生的重要性[6-7]。在实验过程中,我们要求学生要爱惜自己的实验台面,例如:将高温的蒸发皿或刚灼烧好的玻璃管垫在石棉网上再放到台面上,以免直接放在台面上而将台面烧焦;如果不慎将腐蚀性试剂洒到台面上,应及时擦掉,以免腐蚀更加严重。实验结束后,我们要求每组学生各自清理自己的台面并将卫生情况列入平时成绩,值日生负责公共区域的卫生。

3实验技术改革

在实验室管理人员的准备工作中,不应仅仅只是将实验需要的物品摆放出来,还应在工作中不断利用自己的专业知识,积极参与实验技术的改进和实验教学内容的改革。如有机化学实验中经常用到的冷却水一般是通过进胶管直接连接到自来水管上,而经过冷凝管后直接通过下水道排走了,这样造成了大量水资源的浪费,通过设计了一套循环水装置,用渔具泵不断的将桶中循环水泵入冷凝管,而经过冷凝管后的水又流回桶内,大大降低了水资源的浪费。如在玻璃工实验当中学生亲手拉制的毛细管可以在熔点测定中使用。如苯甲酸和苯甲醇的制备实验中的产品可以在后续实验中作为原料,实现了化学药品的循环利用,也减少对环境的污染。

第8篇

伴随着工业科学技术的日益发展,环境污染已成为人类生活中不可忽视的重要问题之一。据统计,目前传统化学产业每年制造的有害废物已达3—4亿吨,一些重金属及其化合物酚类和氰类污染造成的鱼贝类中毒,一氧化二氮和甲烷等温室气体造成的全球气温升高等现象层出不穷,严重威胁着人类生存环境的清洁健康,于是“绿色化学”的概念应运而生并伴随着环保观念的流行而渐入人心。“绿色化学”,其核心内容为提高对原料的有效利用,尽量消除和避免使用有毒和危险试剂,并争取将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。在高校化学教学过程中,有机实验是基础课程中不能忽略的重要一环,但是因开设相关实验的高校多、项目繁杂,且存在药品浪费严重,甚至随意处理废气废液等现象,难免聚沙成塔累积效应,无形中给实验室及外部环境带来负面影响。因此,我们应该采取有效手段加以预防和解决,将有机化学实验的绿色化作为一个崭新的课题加以探讨研究。

2.实现有机化学实验“绿色化“教学目标的若干措施

2.1绿色化学意识的树立与培养若想树立学生的绿色化学意识要求教师能够率先把握环保低碳理念,并积极实施环境无害化学实验管理模式。为此,应首先将绿色化学的相关概念及原则融入到课堂管理中,并进行科学指导。例如,在课前预习阶段积极引导学生以查找资料的方式初步了解相关实验试剂的毒性及其对环境产生的损害和影响,并鼓励学生不拘泥于教材,通过改良步骤或运用技术手段减少对生态环境有害的原料、催化剂的使用,并有针对性地降低有害副产物的产生和排放。再如,应密切关注实验整体的进行情况,及时纠正一些因意识疏忽而造成的装置安装问题,阻止因其导致的仪器损害或有毒物质泄漏现象的出现。通过教学过程,潜移默化地影响学生,使之在观念上重视化学实验绿色化,在学习中掌握更新实现绿色化学目标的方法途径。另外,可在教学过程中将能否贯彻绿色化学意识、积极实施对环境友好举措作为考核项目之一,杜绝学生在实验过程中不慎造成的药品浪费、随意丢弃废物等现象的发生。

2.2实验试剂的选用与教学内容的革新完善在有机化学实验中,难免使用一些易燃易爆、有毒或有腐蚀性的原料,这些试剂不但用量大,而且存在危险和污染,如果能勇于突破定性思维和教材,在保证实现原有教学目标的同时,有针对性地选取低碳无害试剂,也能起到推广“绿色化学”的目的。比如在原料与催化剂的革新方向上,可用无毒高效原料代替有毒原料,用新型催化剂取代腐蚀性严重的催化剂。在此试举两例:在利用硝酸氧化环己醇和环己酮制备1.6—己二酸的实验中,传统教科书一般选用高锰酸钾作为氧化剂。高锰酸钾具有放热强烈、有毒等不良特性,并不符合低碳环保标准,但若改用过氧化氢做氧化剂,则副产物是水,其污染程度不会随反应的进行而增加,部分实现了绿色化学目标的达成。又如,在乙酸正丁酯制备过程中,将具有腐蚀性、易产生碳化异构化等副反应的催化剂浓硫酸,改为固体催化剂一水合硫酸氢钠,不但能够降低实验过程中“三废”的生成量,还能将产品率由70%提高到90%,起到了事半功倍的效果。另外,可选用学生熟悉的天然食品代替有机药物完成教学任务,如在利用茶叶提取咖啡因的过程中使学生掌握索氏提取器的用法;采用橘皮改良过去使用的苯甲醛完成水蒸气蒸馏实验,而蒸馏得到的柠檬烯又具有光学活性,可将其进一步用作测定旋光度的原料。在教学设计环节,应使实验内容及实施方式趋向低碳环保。内容低碳化主要反映在合成路线的设计上,可用综合性较强、合成路线较复杂的实验代替目的过于单一的项目。如仅选取溴乙烷的制备这一个实验,就能够学习吸收有害气体、蒸馏、分液、萃取、干燥等重要方法,可大大降低实验项目无意义的重复性。另外,可适时设计一些具有连续性的实验,使回收到的产物作为反应物而被重新利用。如在甲基橙的制备实验中得到的产物可作为重结晶实验的主要试剂而被循环使用,将制备好的乙酰水杨酸用于阿司匹林原料药的检验等。这样设计的优势还在于,因前一产品质量的优劣将影响后续实验的进行,可提高学生对结果真实性与可靠性的感悟,通过连续的实验过程,培养其环保节约意识。实施方式的低碳化主要在剂量的半微量或微量化过程中得以体现。将一些污染较严重实验的规模进行相应的缩小处理,是运用预防化学污染的新方法新技术对常量实验进行改革的必经之路。例如在茶叶提取咖啡因的实验中,将乙醇用量从150ml降低至70ml即能提取到产物咖啡因,再如环己酮的制备及苯乙酮的制备实验中,可将有害原料环己醇和乙酸酐用量减少到原量的1/5,除提高实验绿色化外又能有效地提高产率。由此可见,微量实验值得推广的原因在于节约能源减少污染,降低有机实验的危险性,同时减少了因处理“三废”带来的压力。除此而外,微量及半微量实验的规模更接近于科研现状,它的安全性和低成本大大促进了开放式实验教学项目的开出率,提升了学生的动手能力和胆大心细的实验态度,因此,在教学过程中采取常量和微量实验交替配合的模式,将更有利于化学实验绿色化目标的实现。

2.3合理进行三废处理在有机化学实验中,若不将“三废”进行合理有效的处理而直接排放,将会对环境和人体产生一定的污染和伤害。因此在实验过程中应结合以下几点有效提高实验室中对“三废”的处理效率:

(1)废气的处理:实验中应合理使用通风橱,并在尾气排出装置处安装气体净化装置。对于在实验进行过程中产生的有害气体应用专门的吸收装置进行吸收。

(2)废液的处理:可将废液分类为酸碱及有机试剂进行分别处理。酸碱可混溶中和并调节pH值在6.5—8.5之间,并用水将其稀释后排放;对于乙醇、乙酸乙酯等有机试剂,可在积攒到一定体积后进行重蒸提纯,并作为反应物应用于后续的实验中。对于一些在学校条件内无能力进行处理的废产品,切不可直接将其倒入下水道或排放到大气中,应定期送到专门地点进行生化处理。

(3)废渣的处理:有机实验所产生的废渣一般为有毒易燃易爆的固体,应统一回收并将其埋于地下固定地点。尤其需要注意的是特殊但常用试剂的处理方式,如在破损温度计洒落的微小汞珠上撒上硫粉,使其合成毒性较小的硫化汞,减少环境损害等。

2.4将节约意识与绿色化学观念相结合建设节约型社会是赢得国际竞争优势的重要战略之一,作为未来化工行业的主流人才,我们有必要在化学实验的学习过程中重视资源意识和节约意识的养成。除去精简实验项目,控制原料使用量外,也要注意水电的使用,从小处做起,才能将此观念深植于学生的头脑之中。比如在蒸馏回流等步骤中,冷凝装置一组组相连的搭建方法即可大大降低自来水的用量。

2.5科学技术的引入与完善科学技术的不断发展为实验室实现绿色低碳目标提供了技术支持和保障,在教学过程中适当引用微波技术、多媒体技术已成为实践教学的大势所趋。

(1)微波技术。微波作为一种新能源,可用于多种化学实验之中,已成为一种加速有机反应的经典技术。它具有极大提高有机反应时间,使受热体系升温均匀、控制方便、产率高和产品易于纯化等特点。如在合成肉桂酸的实验中,将苯甲醛等反应物的加热时间由回流1.5小时缩短为微波辐射条件下的20分钟,在此条件下可降低副产物产量,随之而来的分离提纯步骤减少,基本实现了“零排放”目的。据目前研究表明,利用微波技术的化学反应,可减少甚至不用溶剂,对环境污染极低。酯化反应、重排反应、偶联反应、酯交换反应及有机金属反应均可利用微波技术实现反应速度的最大化。

(2)多媒体技术。采用多媒体技术模拟实验进程是“绿色化学”理念下值得重视和使用的科学技术之一。在有机教学中,存在一些污染严重却又不得不要求学生全面掌握的实验项目,此时借助于计算机技术呈现真实完整的反应过程,可以弥补因实验条件不足带来的负面影响。学生也可学会在接受传统课堂教学的方式外,充分利用网络资源,展开全方位学习,有利于其自主性及创新意识的提高。

3.结语

第9篇

一、目前学科课堂教学中存在的困惑

每个老师都是德育工作者,每节课堂教学都是德育的阵地。如果课堂教学纯粹是完整的知识灌输,其目的不再是培养“综合素质全面发展的人”,而旨在培养只擅长考试、记忆等技能的“知识木偶”。任科老师也将在“知识灌输”为本的学科教学中变得越来越忙碌,越来越劳累。老师在日常教学活动中,应通过不断挖掘教材的德育要素,让德育进入学科;同时,还要让德育熏陶与知识教学并重于课堂教学活动中,让德育进入课堂。

二、有机化学教学中的德育渗透

“学校教育总是通过一定的教育内容去影响学生的,这些教育内容不是笼统地、杂乱无章地堆放在一起,而是按照一定的组织方式分门别类地组织起来的,每一个门类构成了一个大的教育内容模块”。其中,这个“模块”便是学校教育中的学科。

1.有机化学教学德育渗透的现状。关于有机化学教学中德育渗透的现状,具体表现在教学中的德育目标不明确,德育内容不具体,有关德育的知识点没有落到各章、各节中,对德育内容的理解也仅凭教师个体的认识而定,不规范、不科学。“据调查,许多初中学生之所以要学化学,是因为化学实验有趣,教师讲课生动,化学成绩一直好”等,而目前调查发现很多高职学生认为学习有机化学就是为了应对考试。在学习中,能按照教学要求较长时间地感知化学现象和规律,但是,他们往往集中感知于化学现象的直观部分和化学规律的外部特征,对内部反应机理和规律性联系的理解,还常常把握不准,并且注意力还不够高度集中。在教学中渗透德育教育会提高学生的学习兴趣和积极性,加深对知识的理解掌握。

2.有机化学教学中的德育渗透。在教学过程,抓教育激活点。即老师在传授知识的过程中,抓住德育的时机,用准确、生动、通俗、浅显的语言,自然贴切地对学生进行品德教育,做到水到渠成、顺理成章。学生在提出问题或回答问题时,主观化、片面化、表面化看问题时,教师应及时捕捉住时机,对学生进行有科学性的教育,引导学生全面、客观、深入地观察问题和分析问题。在结合点有意识地点拨,可以起到“画龙点睛”的作用,这体现了德育的导向性原则,使渗透具有鲜明的目的性。也可通过作业、实验、课堂纪律等许多教学环节,对学生进行品德的教育、培养。

三、有机教学中德育渗透的必要性和重要性

在教学中引导学生了解我国丰富的自然资源、化学发明和创造、化学化工方面的成就、化学家的贡献和爱国主义精神,可激发学生的爱国主义热情。让学生了解化学与人类生活、生产的紧密联系,用科学的观点看待化学给人类带来的利和弊,树立环保意识及可持续性发展的观念。对学生进行科学品质教育,使学生树立科学的责任感、正义感和荣誉感及尊重事实、严谨认真的科学态度。教会学生比较、分类、分析、归纳和演绎等科学思维方法,以及观察方法、实验方法等科学方法,培养学生创造能力。

作者:丁文文单位:江苏省徐州医药高等职业学校

第10篇

1.1湖相沉积物中有机质的组成研究

湖相沉积物中有机质的组成特征是识别其来源的重要技术手段之一。一般将分散在沉积物中的有机质划分为干酪根(不溶于非极性有机溶剂)和可溶有机质两大类(肖贤明等,1990)。孢粉学家将干酪根划分为藻质、无定形、草质、木质和煤质5种组分(表1)。藻质和无定形组分均来源于水生浮游生物;草质组分由孢子、花粉、角质层、叶子表皮和植表1湖相沉积物中不溶有机质的组成特征Table1Compositionandsourceofinsolubleorganicmatterfromlacustrinesediments孢粉学煤岩学有机质来源藻质、无定形腐泥组主要来源于水生浮游生物草质壳质组高等植物的孢子、花粉、角质层等木质镜质组高等植物的木质素、纤维素等煤质惰质组高等植物的木质素、纤维素等物细胞构造所组成,大部分来源于陆地;木质组分呈易辩认的长形木质构造的纤维状物质,来源于陆地高等植物;煤质组分是陆地天然碳化的植物物质和再沉积的碳化物质。煤岩学家将干酪根划分为腐泥组、壳质组、镜质组及惰质组4种组分。腐泥组包括了藻质体和无定形体,主要来源于水生浮游生物;壳质组由孢子、角质、树脂、蜡组成;镜质组由泥炭成因的腐殖质组成,惰质组由碎质体、菌质体、丝质体、半丝质体组成,它们主要来源于陆生植物。有机地球化学家的研究对象主要是沉积物中的可溶有机质,并根据其分子、原子、同位素等组成特征推断有机质的来源、保存条件和演化历程等。

1.2湖相沉积物中有机质的来源

湖相沉积物中的有机质有2种来源,分别为外源的陆生植物和内源的水生生物(Meyersetal.,1999)。不同来源有机质的含量受控于沉积物形成时的古大气温度、湿度、CO2浓度和生物属性等物源条件,河流、大气流动、生物活动等搬运条件,以及沉积水体的盐度、pH值、Eh值等保存条件。

1.2.1外源有机质湖相沉积物中的外源

有机质主要是指陆生植物。按照光合作用固碳方式和初级产物的碳原子数不同可将其划分为C3、C4和CAM植物。C3植物光合作用的最初产物为三磷酸甘油酯;C4植物光合作用的最初产物为四碳二羟酸;CAM植物属于中间类型(Attendornetal.,1988)。目前,有确凿依据的C4植物出现的最早记录前推至晚中新世(Thomassonetal.,1986),至于是否存在更早的C4植物,仍是一个悬而未决的问题。不同类型植物的光合作用固碳方式有较大差异,所以其生理习性和同位素分馏效应也不相同。碳同位素在C3植物中的分馏模式可用下式表达(Franceyetal.,1982):δ13pC≈δ13aC-a-(b-a)cica(1)ci=ca-Ag(2)式中δ13pC为C3植物光合作用产物的碳同位素值;δ13aC为大气中CO2的碳同位素值;a为大气中13CCO2与12CCO2扩散速率的差值,约为4.4‰;b为C3植物中1,5-二磷酸核糖酮羧化过程中碳同位素分馏值,约为30‰;ci为细胞间的CO2浓度;ca为大气中的CO2浓度;A为CO2的吸收率;g为植物叶片表层和气孔的CO2导通系数。可见,C3植物的碳同位素值(δ13pC)主要受控于大气中CO2的浓度(ca)、植物细胞间的CO2浓度(ci)和大气中CO2的碳同位素值(δ13aC)。在特定的地质历史时期,大气中CO2的浓度和碳同位素值变化较小,可认为是一常数,那么这一时期C3植物的碳同位素值就主要受控于植物细胞间的CO2浓度。在暖湿的气候条件下,植物的新陈代谢旺盛,细胞间的CO2浓度升高,代谢产物的碳同位素值(δ13pC)减小;在暖干的气候条件下,植物对CO2的吸收率增加,同时为了维持生命减少水分的损耗,将关闭部分气孔,导致CO2导通系数降低,从而使细胞间CO2浓度降低,代谢产物的碳同位素值(δ13pC)增加;在冷湿的气候条件下,植物的新陈代谢活动缓慢,CO2的吸收率降低,由于不需要减少水分蒸发而关闭部分气孔,导致CO2导通系数相对增加,从而使细胞间CO2浓度相对升高,代谢产物的碳同位素值(δ13pC)减小;在冷干的气候条件下,植物的大部分气孔关闭,细胞间的CO2浓度降低,代谢产物的碳同位素值(δ13pC)增加。尽管C3植物的碳同位素值会随着气候和环境条件发生变化,但是这种变化发生在一定范围之内(表2)。几乎所有的树木,大部分灌木、草本植物、喜冷牧草和莎草属于C3类植物;暖季型牧草和莎草是最主要的C4类植物;肉质植物如仙人掌等属于CAM类植物(Cerlingetal.,1993)。C4类植物是在距今7~5Ma才开始繁盛的,可能与大气中CO2浓度的逐渐降低有关(Cerlingetal.,1993)。C3植物主要生长在温度较低,日照不强,高降雨量和高土壤湿度环境;C4植物则不同,温度越高,日照越强,生长越茂盛,较偏爱干旱的低土壤湿度环境;CAM植物类型较少(例如仙人掌科),其典型生长环境为干旱环境(彭红霞等,2003)。

1.2.2内源有机质湖相沉积物中的内源

有机质主要是指来源于湖泊中的动植物在死亡之后与陆源碎屑共同沉积埋藏在汇水盆地中的有机质。可根据在湖泊中的分布位置差异,将水生植物划分为挺水植物、浮游植物和沉水植物三类。挺水植物的根或根茎生长在湖泊的底泥之中,茎、叶挺出水面。它一般直接利用大气中的CO2进行光合作用,因此与陆生植物的碳同位素特征相近,特别是与陆生C3类植物的δ13C具有很好的可比性,通常为-30‰~-24‰(Aravenaetal.,1992)。沉水植物整体没于水面以下,系营固着生存的大型水生植物。它主要利用湖水中的HCO-3作为碳源进行光合作用。由于在普通的湖水温度条件下,HCO-3的δ13C值比溶解CO2的δ13C值要偏重7‰~11‰,因此沉水植物的δ13C比挺水植物的δ13C值重,变化范围为-20‰~-12‰,平均约为-15‰(Meyersetal.,1993)。浮游植物是指在水中以浮游方式生活的微小植物,通常就是指浮游藻类,包括蓝藻门、绿藻门、硅藻门、金藻门、黄藻门、甲藻门、隐藻门和裸藻门8个门类的浮游种类。若浮游藻类利用与大气保持平衡的湖水中溶解的CO2作为光合作用的碳源,则其δ13C值与陆生C3植物的δ13C值接近,最小可达-35.5‰;若湖水中溶解的CO2严重亏损,浮游藻类将主要利用湖水中的HCO-3作为碳源,则其δ13C值显著偏正(Meyersetal.,1993),通常比利用湖水中溶解的CO2进行光合作用获得的有机质δ13C值大约高7‰~8‰(Smithetal.,1971),如某些藻类的δ13C值可达-24‰~-12‰(刘强等,2005a)。

2湖相沉积有机质中蕴含的古环境地球化学信息

2.1第四纪湖相沉积有机质中蕴含的古环境地球化学信息

2.1.1长链烯酮不饱和度与古气温的关系

长链不饱和烯酮广泛存在于现代海洋沉积物中,其母源是金藻门的超微单细胞远洋颗石藻类,包括赫胥黎藻和大洋桥石藻(Brasselletal.,1986)。长链烯酮不饱和度是指存在于沉积物中的两种结构相似的长链烯酮丰度的比值,一般用UK37表示。Bras-sell等(1986)首先提出了UK37指标,公式如下:UK37=[C37∶2-C37∶4][C37∶2+C37∶3+C37∶4](3)Prahl等(1988)将UK37指标简化为UK'37,其公式如下:UK'37=[C37∶2][C37∶2+C37∶3](4)式中C37∶2、C37∶3和C37∶4代表碳链长度为37,分别有2个、3个和4个不饱和键的烯酮类化合物(Sikesetal.,1991)。实验室藻类培养试验和海洋沉积物样品检测分析均显示,UK'37与温度之间有很好的线性关系,可在4~25℃范围内较灵敏地反映古海水表面的温度变化,且计算结果与根据有孔虫氧同位素计算的结果吻合很好,因此一直被认为是一个很好的古温标(Jasperetal.,1989)。UK'37在重建古海水表层温度中得到广泛应用,并取得了较好的应用效果(Mangelsdorfetal.,2000;Rosell-Meléetal.,1995;Sikesetal.,1991)。这主要是由于(孙青等,2010):①长链烯酮在海洋中广泛存在;②海洋中长链烯酮的母源比较清楚,只有少数的几种藻类能合成长链烯酮;③通过实验室对单藻种的控温培养以及全球海洋表层沉积物的研究,建立了UK'37与温度(T)之间的关系方程。长链不饱和烯酮不仅存在于海洋沉积物中,而且还广泛存在于陆相湖泊沉积物中。湖泊中长链烯酮的母源可能与海洋中的不同,具体表现在湖泊沉积体系与开阔海洋体系的长链烯酮分布模式不同,湖泊沉积物中C37∶4长链烯酮的含量很高,而海洋沉积物中,只有在海水温度非常低(<4℃)的特殊情况下C37∶4长链烯酮的含量才较高(孙青等,2002)。尽管湖泊沉积物中长链烯酮的母源还未确认,且湖相环境影响生物生存的因素较多,但是中国学者在利用长链烯酮不饱和度恢复古湖水表层温度方面做了很多有益的工作。例如,有学者在研究扎布耶湖古温度时,探讨了UK37和UK'37恢复古湖水温度的差异(Wangetal.,1998),并在随后的研究中取得了较好的应用效果(郑绵平等,2007);有学者指出咸水湖和盐湖中长链烯酮不饱和度(UK'37)与湖区年平均温度相关性最好(孙青等,2004)。

2.1.2新的古水温恢复指标

TEX86TEX86是由古菌的一个分支MarineCrenarcha-eota产生的一组生物标志物(GDGTs为glyceroldialkylglyceroltetraethers的缩写)的比值。培养实验、水体颗粒物及大洋表层沉积物的研究结果都显示,温度是TEX86指标的主要影响因素,而盐度、营养盐等其他环境因子对TEX86指标无明显影响(Wuchteretal.,2004),且该指标与表层海水年平均温度相关性很好(Wuchteretal.,2005)。与通常用的UK'37古海水温度指标相比,TEX86指标可以应用在高于29℃的高温海域,其恢复的温度范围为5~35℃。TEX86及其与温度(T)的关系式如下(Wuchteretal.,2004):TEX86=[Ⅲ]+[Ⅳ]+[Ⅵ][Ⅱ]+[Ⅲ]+[Ⅳ]+[Ⅵ](5)TEX86=0.015×T+0.28(6)式中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ分别代表含有1~4个五元环的GDGTs,T为古海水表层年平均温度(℃)。陆源物质中也含有少量GDGTs,可作为湖区古水温重建指标加以开发利用,这将进一步丰富研究古环境和古气候的技术手段(Herfortetal.,2006;Powersetal.,2004;Weijersetal.,2006)。

2.1.3有机质碳同位素与古气候的关系———温度和湿度

古气候是古温度和古湿度的综合反映,可分为暖湿、暖干、冷湿、冷干四种气候类型。由于在不同的气候类型条件下,生物的新陈代谢速率、方式以及产物特征和保存条件不同,导致沉积物中的有机质在丰度、元素组成和同位素组成等方面存在差异,并能据此反演古气候的变化规律和演化趋势。由于任何一种单因素参数受控的影响因素较多,在反演古气候变化规律时存在多解性,所以需要将多个单因素参数综合应用,得出的结果相互校验,以期获得较可靠的古气候变化规律和演化趋势的认识。有机质碳同位素(δ13Corg)是分析古气候变化时较常用的有机地球化学方面的主因素,以此为核心,综合利用沉积物粒度、有机碳(TOC)、有机氮(TN)、孢粉、碳酸盐、磁化率等特征来识别古气候(表3)。由于陆源和湖泊内源有机质在相同的气候条件下可能有不同的δ13Corg特征,所以在应用该参数时,首先需要确定有机质的母源特征。通常TOC/TN值在蛋白质含量高的藻类等水生植物中为4~10,在纤维素含量高的陆生维管植物中大于20;湖水中硝酸盐的δ15Norg值为7‰~10‰,浮游植物吸收湖水硝酸盐而使其中δ15Norg值升高到约为8‰;大气中的氮气δ15Norg值约为0‰,陆生C3植物主要利用大气中的氮气而使其δ15Norg值平均约为1‰(Meyersetal.,1999;Watanabeetal.,2004)。源于菌藻类低等生物的正构烷烃碳数主要集中在C20以前,多以C17或C18为主峰,且无明显的奇偶优势;源于高等植物的正构烷烃高碳数占优势,多以C27、C29和C31为主峰,且在C23~C33范围内有明显的奇偶优势。菌藻类低等生物的一元正脂肪酸具有≤C20碳数分布,主峰碳在C16或C18;高等植物除了C16和C18之外,还具有主峰碳在C24或C26的高碳数(>C20)一元正脂肪酸,并具有明显的偶奇优势(郑艳红等,2007)。此外,如前所述:研究沉积物中有机显微组分的组成特征也可有效地区分有机质的母源特征。暖湿的气候条件,植物的生产力较高,沉积物中有机质相对富集。此时,若陆源有机质的贡献相对较强,则δ13Corg值明显变轻。若内源有机质的相对贡献较强,则视其母源利用碳源的差别δ13Corg发生变化的趋势不同,利用湖水中饱和的CO2为碳源时,δ13Corg值将变轻,利用湖水中溶解的HCO-3为碳源时,δ13Corg值将变重。冷干的气候条件,植物的生产力较低,沉积物中的有机质丰度相对减少。此时,若陆源有机质的贡献相对较强,则δ13Corg值明显变重。若内源有机质的相对贡献较强,则δ13Corg值发生变化的趋势同样与其母源利用的碳源相关。暖干的气候条件,陆源C4类植物相对繁盛。若湖相沉积物中的有机质主要来源于陆地,则δ13Corg值将变重。这样的气候条件会导致湖水面相对缩小、湖水相对变浅,在滨湖地区适合挺水植物的发育,若它对沉积物中有机质的贡献相对较高,则δ13Corg值将变轻。冷湿的气候条件,植物的新陈代谢缓慢,合成有机质的能力显著降低。陆源植物可能主要以耐低温的高大乔木为主,也可能是以喜冷的牧草为主,它们同属于C3类植物。湖泊沉积物中的有机质若以陆源植物为主,则δ13Corg值将变轻。内源植物可能以浮游藻类为主,其δ13Corg值的轻重同样取决于所利用的碳源。由于CO2在水中的溶解度与温度负相关,且低温条件下浮游藻类利用CO2的速率降低,所以冷湿的气候条件下,湖水中可能含有浓度相对较高的CO2,从而导致内源有机质的δ13Corg值变轻。例如,现代温暖海水中浮游植物的δ13Corg值在-20‰左右,较冷海水中浮游植物的δ13Corg值可达-30‰(Sackettetal.,1986)。从上述分析可见,当湖泊沉积物中的有机质主要来源于陆地时,δ13Corg值偏负反映了湿润的气候条件。若为暖湿气候,则沉积物中TOC相对含量较高;若为冷湿气候,沉积物中TOC相对含量较低。δ13Corg值偏正反映了干旱的气候条件。若为暖干气候,则沉积物碳酸盐的δ18O值偏负;若为冷干气候,则沉积物碳酸盐的δ18O值偏正。内源有机质的δ13Corg主要受湖水饱和CO2程度、生物利用碳源的种类及其新陈代谢方式等因素的影响,在判识古气候时需结合其他资料。

2.1.4不饱和脂肪酸

脂肪酸是生物细胞膜的重要组成物质,包括藻类、原生动物、部分高等植物、细菌等在内的生物体,在较低的环境温度下倾向于合成更多的不饱和脂肪酸,以维持其体内细胞膜的流动性(Marretal.,1962)。Kawamura等(1981)在研究日本琵琶湖沉积物上部20m岩芯时指出,较高的C18:2/C18:0对应于较低的环境温度。其中,C18:2为含有2个双键18个碳原子的不饱和脂肪酸;C18:0为含有18个碳原子的饱和脂肪酸。

2.2成岩后有机质中蕴含的古环境地球化学信息

沉积物中的有机质经历了成岩演化之后,酮类、脂肪酸类和烯烃等不饱和或富氧组分多被降解消耗,可获得的有机地球化学信息主要富集在饱和烃和芳烃中。根据古环境的研究目的不同,这些信息可分为两类,一类可用来反映有机质来源,另一类可用来反映有机质的保存环境。通常,来源于陆源高等植物的正构烷烃主峰碳在nC25~nC35之间,呈明显的奇偶优势;来源于藻类和细菌等水生低等生物的正构烷烃主峰碳在nC17~nC23之间,无明显奇偶优势(Volkmanetal.,1990)。高碳数正构烷烃若是以C27或C29为主峰,则其母质主要来源于木本植物;若是以C31为主峰,则其母质主要来源于草本植物(王红梅等,2001)。此外,奥利烷、γ-羽扇烷、芒柄花烷、补身烷、C27/C29甾烷、C24四环萜烷/C26三环萜烷、三环萜烷/17α(H)-藿烷、规则甾烷/17α(H)-藿烷、卡达烯和惹烯等参数也常被用来判识有机质的来源及其相对贡献(刘洛夫等,1997;田金强等,2011;孟江辉等,2011)。Pr/Ph、伽马蜡烷指数、长链三环萜烷比值ETR、β-胡萝卜烷等化合物的相对含量是判识沉积水体盐度和氧化还原电位时常用的饱和烃生标参数(Fuetal.,1990;Haoetal.,2009;Irwinetal.,1990;王传刚等,2006)。有研究指出(傅家谟等,1991;1992),来源于咸水湖泊环境的沉积物通常具有如下特征:可检测出β-胡萝卜烷;未检出重排甾烷;藿/甾值极低;相对富集伽马蜡烷,有时伽马蜡烷可成为m/e191质量色谱图中的主峰,伽马蜡烷指数为0.19~2.65,平均为1.04;升藿烷的相对含量具逆序特征(C35>C34>C33……);Pr/Ph比值为0.2~0.5。高盐度湖泊中的主要生物是极亲盐型古细菌和亲盐型藻类(李任伟,1988a),受此影响,沉积物有机质中的正烷烃以nC22为主峰,C25规则类异戊二烯链烷烃和伽马蜡烷的含量较高,具有强烈的植烷优势(李任伟,1988b;李任伟等,1986;1988)。蒸发岩环境中,有机质通常具有偶碳优势,伽马蜡烷的含量也较高(傅家谟等,1991;李任伟,1988a),伽马蜡烷指数接近1.0或大于1.0,藿/甾值最低,一般均小于1.0,例如,冀中坳陷晋县赵兰庄盐湖相生油岩,该比值仅为0.02(傅家谟等,1995)。来源于淡水湖泊环境的沉积物中多出现4-甲基甾烷,且含量较高,个别样品的4-甲基甾烷指数高达3.4;正烷烃分布显示出明显的奇碳优势,CPI值为1.1~2.9;主峰碳一般为n-C27或n-C29;藿/甾值较高,一般为3.0~6.0,个别样品高达12.8;升藿烷的相对含量具正序特征(C31>C32>C33……)(傅家谟等,1991)。芳烃化合物中硫芴/氧芴的值可指示沉积环境的氧化还原性,通常还原环境中形成的沉积物其硫芴/氧芴的值较高;三芳甾烷的丰度和C26/C28(20S)三芳甾烷比值的高低能够反映沉积水体的盐度,高盐度环境中相应的参数值较高(孟江辉等,2011)。有学者研究表明,干酪根在成岩演化过程中,随着地层温度的增加和演化程度的增强将稍富集13C,但是变化范围较小(小于2‰)(Lewan,1983;Petersetal.,1981)。傅飘儿等(2013)通过生烃热模拟实验证实:随着成熟度增加,Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型干酪根热解产物中残余有机质与沥青质碳同位素组成变化很小。所以,沉积物固结成岩后有机质碳同位素继承了原始有机质的特征,应具有相应的古环境意义。

3结论

第11篇

关键词:互联网;大学计算机文化基础课;课改

前言:

大学的计算机文化基础课程是学习计算机的入门课程,主要是针对一些非计算机专业的学生设立的,作为如今信息化时代的大学生,有必要掌握与计算机有关的基础知识与技能,通过这样的计算机文化基础课的学习,可以让学生掌握更多的计算机理论知识,使学生在实际的上机操作中更加的得心应手,为将来的就业做好准备工作。

一、当前大学的计算机文化基础课存在的问题

(一)入学新生计算机水平参差不齐

现如今的许多大学的入校新生在高中阶段都上过计算机的信息技术课程,还有部分学生在初中阶段就已经接触到了计算机,并且学习到了计算机的一些理论知识,因此,对于这些学生而言,在大学阶段开设的计算机理论基础课与初高中所学的一些计算机理论知识在内容上有重叠的部分,所以对于这些学生,在上计算机文化课的过程就是在学习以前的东西,没有新鲜感,还浪费时间。但是还存在一些学生,由于地区偏远,没有得到系统的计算机理论课的学习,所以在进入大学之后,再学习计算机的文化基础课时,就成了是“低起点”,这一问题造成了入学的新生掌握的计算机理论知识与操作水平严重的不均衡。但是,在大学的计算机文化课的教学中,学生学习的进度一致,学习的内容一样,学生的计算机水平却差异巨大,这给教师的教学工作带来的极大的难度。

(二)教学模式机械枯燥,学生缺乏主动性

在计算机文化基础课的教学模式依然沿用传统的班级授课制,这种方法强调教学内容与进度一致,以教师为主导,通过这种方法,可以方便教师对课堂的管理,又可以提供给学生许多的理论知识,有助于学生知识量的储备,但是与此同时,过于机械化的教学方式不能够有效的调动学生学习的主动性和积极性。学生在学习的过程中只能被动的接受,不能自主的进行思考,整堂课的思维过程全都在教师的带动下进行,在整个教学过程中,学生没有选择的自,而教师在整个教学中只注重对知识的灌输,给学生独自思考与解决问题的机会太少。而且,由于学生掌握计算机的水平不均衡,老师所讲的知识对一部分学生来说过于简单,都是在重复以前学过的知识,这些知识没有新鲜感,令人感觉枯燥乏味。而对于一些“低起点”的学生来说,学习的内容太过于高深,很难赶上教师的教学进度,长此以往,学生的学习热情会降低,对计算机的学习丧失兴趣[1]。

(三)文化课教学与实践想脱离

目前,在高校中设置的大多数计算机的理论课程都是由教师在教室中利用多媒体等教学手段进行讲解,而学生在课堂上大多是观看教师通过多媒体进行的演示,并没有自己的独立操作的过程,这就导致了教学过程中理论学习与实际操作相脱离.而且多媒体的最大的弊端就是减少了学生思考的时间,而且教师在整堂课的教授的教学信息太大,使一些“低起点”的学生不能很好的消化吸收,教学的效率难以保证。

二、互联网环境下计算机文化基础课程的改进措施

(一)互联网为学生自学提供优质的环境

针对学生计算机水平不平衡的现象,许多高校都认识到了这一问题,并且开始开展分级教授计算机文化的基础课的形式,但是实际的运作起来并不容易,而在互联网环境下,却变得容易得多[2]。学校可以根据学生需要掌握的知识与技能,将学习资源进行梯级分层,并且整理出相对应的电子课件,而后,在大学新生入学之后,开展一次计算机水平测试,根据成绩确定学生的级别,每一级别都有对应的课件,然后将课件上传到网上,通过这种方式可以实现学生的自主化学习,为学生提供了丰富的资源,真正的达到因材施教的目的,此外,这种方式可以调动学生学习的积极性,而且,通过互联网渠道,可以打破了师生之间的限制,角色变得平等,师生之间以及同学之间可以通过电子邮件等方式进行交流和讨论,通过这种方式可以相互激励,提高计算机学习的效率。

(二)理论与实践相结合,运用网络授课

计算机文化基础课程的教学不能将理论与实践相脱离,而应当采取一边讲解,一边操作的方式。在以前的计算机文化基础课的教学中,因为经费有限,所购置的计算机数量也不足,所以在教学中只能理论教学与实际上机操作相分离,而且,在理论课学习之后,不能实现马上的上机操作,加之理论课所学的教学信息太大,导致了学生在上机操作时,有些知识以及操作步骤已经忘记。学生学习的效率大打折扣,现在许多高校的教学环境都得到了改善,教学设施也不断健全[3]。因此,教师可以在机房运用网络进行授课,一边讲解一边演示,而学生可以将刚刚学到的理论直接的进行上机操作,利用这种理论与实践相结合的形式,教师可以根据学生在学习过程中的反馈,对课程的重难点进行调整,有效的掌握课堂的节奏,此外,运用这种方法可以激发学生的积极性,通过互联网可以把教师与学生、学生与学生联系到一起,在学习的过程中,互相学习、共同进步,提高学习效率,实现教学相长的教学目标,对一些课堂的实际操作中反馈的共性问题,教师可以统一的进行讲解与操作,通过这种方式可以有效的提高教学的质量与水平。

结语:

在教授高校的计算机文化基础课时,应当充分的考虑到学生能力的差异的以及课程的特点,利用互联网资源做好计算机文化课的教学工作,在对传统教学模式进行改革的过程中,应当积极的利用互联网资源,开发出多样化的、优质的多媒体教学平台,设计更对个性化的多媒体教学课件。在计算机文化基础课程的教学中积极的使用互联网资源,促进资源的合理运用于配置,从而提升教学质量与水平,激发学生的学习积极性,培养具有独立性自学能力的学生,根本上解决学生能力不平衡的问题。培养学生的综合素质与能力,将学生成为信息化时代的新型实用性人才。

参考文献:

[1]刘桂花,陈智敏.翻转课堂在高校计算机文化基础课中的应用研究[J].中国成人教育,2013.08,(20):174-176.

[2]王移芝,金一,周围.基于“计算思维”能力培养的教学改革探索与实践[J].中国大学教学,2014.09,(03):49-53.

第12篇

【关键词】高职院校 计算机文化 教学现状 对策

【中图分类号】g64 【文献标识码】a 【文章编号】1673-8209(2010)06-00-02

1 引言

高职院校的人才培养目标是积极配合国家就业准入制度的实施,从社会需要和高等职业教育地位出发,确定其教育定位和培养目标,通过把握“双师型”师资队伍建设的关键培养学生,使之成为有别于研究型,具有良好职业道德和内在素质,服务第一线的高素质技能型专门人才。我们学校作为高职院校,始终把这一目标作为课程改革的理论依据。随着信息时代的到来,计算机在各个领域中的应用越来越广泛,网络也日益影响着人们的生活,社会对人才的培养又提出了新的要求,所以,我们必须重新审视高职院校《计算机文化基础》教学,深入分析《计算机文化基础》教学面临的新情况,对《计算机文化基础》教学的内容重新认识与安排。我们在高职院校从事计算机教学多年,对计算机教育做了大量的调查与研究,本文在对本校学生《计算机文化基础》课程教学现状进行调查、分析、研究的基础上,对进一步改进高职院校的《计算机文化基础》课程教学提出了相应的对策。Www.133229.Com

2 教学现状分析

本次共调查了我校非计算机专业382名高职学生,其中物流专业98人,旅游管理专业74人,应用英语专业59人,工程造价专业71人,市场营销专业80人。采用无记名问卷方式进行调查,主要了解学生在计算机文化基础这门课的学习兴趣、教学方法和手段、学习效果等方面情况,调查结果显示:

(1)学生对理论课学习兴趣不高,对实践课感到盲目。我们现在的讲授模式,采取了理论课与实践课1:1的授课,但是调查发现:只有36%的学生对计算机文化基础课非常满意,理论课能认真听讲,实践课认真练习。有26%的学生对本课程的满意度一般,认为理论课学到的东西到实践课时能会用一部分,还有38%的学生对本课程不满意,认为理论课是在浪费时间,而上机课时又感到盲目,不知该干什么,这部分学生需加以引导,激发他们对计算机的学习兴趣,明确他们的学习目的。

(2)学生对《计算机文化基础》课程的教学内容意见较多。47%的学生认为所学知识与专业联系得不太多,实用性还不够强。68%的学生希望进一步学习“网页制作”、“图像处理”、“动画制作”等比较实用的计算机软件。本课程内容应用较广,但课本理论知识太多。超过70%的学生认为windows、word、excel、powerpoint这些章节的知识对他们的学习、生活以及今后的工作会有帮助,以上四种软件的操作应该作为各专业学生的基本功,让学生在需要的时候能使用起来得心应手。而其他章节的知识,如硬件基础,网络基础等理论知识太多,不易掌握,实用性也不强。这说明教材和教学内容还存在一些问题,学生对计算机知识的要求已经不仅仅局限在“掌握基本操作”,而是有了更高的要求。

(3)网络已深入并影响着学生的生活。半数以上学生课后使用计算机主要是为了上网查资料、看新闻、聊天、看电影。这表明网络已进人了高职学生的日常生活,而不仅仅作为他们学习和工作的工具。但从另一个方面来看,学生课余时间提高计算机技能的兴趣并不大。因为学生的空闲时间有限,而上网、聊天、看电影等活动占据了大部分的空闲时间。但计算机二级考试的专业性太强,想通过并拿到计算机二级等级证书并不容易,这说明计算机等级考试并不能完全体现学生的计算机应用能力水平,而计算机的应用能力需要有更合理更健全的考核评价机制。

(4)等级考试存在很大的局限性。有78%的学生认为自己已经掌握了大部分计算机应用能力,

(5)计算机教师自身发展的局限性。计算机技术更新可谓是日新月异,调查发现,68%的学生认为老师能够结合新的计算机技术来授课,对老师的授课方式,教学方法和手段很满意,还有32%的学生不太满意,认为老师了解的新技术不多,教授内容只局限于教材知识。这说明我们教师,应该不断地学习,补充新知识,提升自身素质,向双师型人才的标准靠拢。

3 对策

计算机文化,其内函为“以计算机为核心,集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体,并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化”。“计算机文化”之所以称为文化,说明计算机自问世以来已紧密地与社会生活、人类行为结合起来了。所以,计算机教育就是文化教育,我们应高度重视计算机文化教育。计算机文化内容丰富、复杂,但目前的《计算机文化基础》多以办公自动化为基础,对网络、信息、多媒体的内容涉及的不多,内容有的,也是偏重于理论,实践内容偏少。特别是对目前计算机“软件文化”几乎没有涉及。因此我们认为计算机文化应该是“以计算机为核心,集网络文化、软件文化、信息文化、多媒体文化等于一体的多种计算机内容的”一种计算机文化。针对以上教学现状进行分析,我们发现,高职院校现在所承担的《计算机文化基础》的教学任务,应本着为社会提供适应性较强高级人才为目标,我们必须认真研究学生的学习特点、专业性质、将来工作的需要,实事求是地做出规划,使我们培养的学生将来能承担起各领域中不同层次对计算机要求。

(1)改变授课模式,利用多媒体实验室(计算机、投影、语音为一体)进行授课。针对学生对计算机理论课兴趣不高,而实践课又无从下手的情况,我们可以考虑,改变理论课与实践课的界限的授课方式,而采取“精讲多练、边讲边练、讲练结合、重在实践”的“讲学做一体化”授课模式。因此各院校应尽可能多的提供计算机多媒体实验室(教室)进行授课。利用计算机多媒体实验室(教室)授课能使教师上课内容更注重实际应用,而且,边讲解,边操作,学生可以在机器上跟着操作练习,真正做到“教学做一体化”。这样打破了理论与实践的界限,提高了学生的动手能力也提高了学生学习计算机的兴趣,调查发现,95%以上的学生对“讲练结合”的授课方式比较欢迎。

(2)进行教材改革,开设培训课。针对学生对教学内容意见较大,我们可以采取对教材进行改革、开设实用软件培训课的方法来弥补现在计算机文化基础教学中的不足,提高学生学习计算机的兴趣。

1)对教材进行改革:选用或者编写高质量的适应高职院校《计算机文化基础》的理论与实践教材。本课程的相关教材有很多,但其中面向高职学生的比较少,其内容的深度和广度比较难把握,理论与实践的比例难控制,新技术新发展难以体现。学生现在使用的教材重理论,轻实践,存在很多的不足,所以我们可以积极利用计算机学院的本专业计算机教师资源来着手改革教材,建设以实践为主,理论为辅,突出计算机新技术,新发展的教材,建设好本课程的教材,就能够从一定程度上解决这个问题。

2)随着计算机技术的广泛应用,计算机已渗透到各个学科的各个专业,结合各学科专业特点的软件不断出现,我们可以根据不同专业的专业要求和不同专业将来对计算机的使用情况调整授课内容,我们可以在除了现在开设的计算机等级考试培训之外,再开设一些实用软件培训课,如:网页设计、动画制作、数据库技术、多媒体技术等课程的培训,满足不同专业的学生对计算机不同方面的需求。这样,学生可以根据自己专业的要求,选择不同的实用软件学习。例如物流专业的同学可以选修网页设计,市场营销专业的学生可以选修数据库技术等。这样,可以使计算机更好的为他们将来的就业服务,而且,每期培训都可以鼓励学生考取相应的国家认证的职业资格证书。

3)利用网上课堂。计算机教育就是文化教育,我们应高度重视计算机文化教育。计算机文化已深远的影响了人们的生活,而计算机的普及,也让计算机网络已进人了高职学生的日常生活。所以,我们可以积极利用这个网络平台,搭建一个立体化的课程体系。经本次调查显示:65%的学生认为网络上的信息有助于学习,85%的学生认为教师提供的教案有助于学习。因此我们可以考虑结合各学院自身专业特点,充分利用学校的计算机资源和网上课堂,开展计算机辅助教学(cai),最大限度的为学生学习计算机提供帮助。

在我们学院的网上课堂上,给学生提供《计算机文化基础》的多媒体课件,还可以进行作业布置与提交、实验安排与提交、学习讨论等功能,使学生能在网络上自主学习,获取更多的资源,并方便与教师进行交流。并且,还可以建设网上习题库,让学生通过习题库巩固所学知识、检验学习效果。

4)采取新的评价机制。计算机等级考试有它自身的局限性,学生的计算机能力不一定要通过等级考试来体现。有的学院现在采取的考核方式还是以期末考试成绩评价,这也不利于学生的学习积极性的提高。我们可以采取新的评价机制,将学生总评成绩可划分为平时成绩、期末考试和实践成绩。进一步解放思想,我们认为应扩大平时成绩所占的比例,其主要评分依据为学生的实践学习情况、理论学习情况、作业完成情况及出勤率情况等。这样可以有效地调动了学生学习的积极性,避免了期末突击学习现象的发生,尽可能减少学生应试现象。平时成绩当中,以上机作业为主要考查部分,这样能学生提高对所学知识的整体运用能力,比单纯地让学生记忆一些理论知识更能激发他们的学习兴趣。

5)高职院校的人才培养目标指出要加强高职院校双师型教师队伍的建设,所以,师资也是课程建设的关键。计算机技术日新月异,教师队伍应定期“走出去”,了解市场对计算机技能的需求;教师应定期接受在职培训,提升自身素质;鼓励教师积极参加各高校或学科组织的学术研讨会,加强学术交流,开阔视野,增强学科意识;教师之间也应加强交流,以相互学习。教师队伍在人员组成上不但应该有专门从事《计算机文化基础》教学的教师,还应该有计算机专业的教师和其他从企业中聘请的有经验的计算机的一些专业人才。

4 结语

随着计算机的广泛应用,人们生活的各个方面已经离不开计算机。有人说过这样一个比喻,说:“计算机和英语是现代社会人类的两条腿”。没有腿,人们将寸步难行,可见计算机在现代生活当中的重要性。而高职院校《计算机文化基础》课程的教学目的就是培养学生掌握一定的计算机文化基础知识、技术和方法,以及培养学生利用计算机解决本专业领域中问题的能力。希望此分析对《计算机文化基础》课程的教学改革有所帮助。

参考文献