有機化學(xué)教學(xué)過程中學(xué)生存在問題的分析研究

楊雪琴 廖大敏 廖玲 余玉亭

摘要：通過對我校能源化學(xué)工程專業(yè)學(xué)生在有機化學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中的調(diào)查，我們研究了化學(xué)，有機化學(xué)反應(yīng)，有機化學(xué)與生產(chǎn)實踐之間的關(guān)系，有機化合物的組成和性質(zhì)之間的關(guān)系。簡要介紹了空間結(jié)構(gòu)和知識點，并對這些問題進行了研究。這項研究不僅可以幫助了解學(xué)生的有機化學(xué)研究的問題，還可以幫助新生提高熱情和興趣。提高有機化學(xué)教學(xué)的質(zhì)量，并為以后的有機化學(xué)研究和相關(guān)課程提供大量的實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：有機化學(xué);教學(xué);問題

大學(xué)開設(shè)了專門的課程，專門研究化學(xué)，應(yīng)用化學(xué)，化學(xué)工程，能源化學(xué)和其他相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課。有機化學(xué)介紹有機化學(xué)的基本原理和基礎(chǔ)知識，并研究有機化合物的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)和特性。它與人類科學(xué)和日常生活息息相關(guān)。這是化學(xué)的重要分支。有機化學(xué)：學(xué)生不但需要掌握所教有機化合物的組成，結(jié)構(gòu)，性質(zhì)和規(guī)律，還要能分析日常工作中的問題，來達到學(xué)以致用。

能源化學(xué)工程專業(yè)是以化學(xué)和化理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，普及新能源和可再生能源知識，通過廣泛使用煤凝結(jié)技術(shù)科學(xué)獲得能源利用和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。我們學(xué)校是新開設(shè)的專業(yè)，沒有任何有機化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗。因此，需要調(diào)查學(xué)生和與我們學(xué)校的能源化學(xué)工程專業(yè)一起教授有機化學(xué)的過程中，總結(jié)當(dāng)前問題并找到策略。

1.有機化學(xué)反應(yīng)

有機化學(xué)反應(yīng)包括親電和親核反應(yīng)。親電反應(yīng)是指缺電子或者對電子有親和力的試劑進攻另一化合物富電子或者電子云密度較高區(qū)域引起的反應(yīng)。親核反應(yīng)是指電負性高或者電子云密度較大的親核基團向反應(yīng)底物中的帶正電的或者電子云密度較低的部分進攻而引起的反應(yīng)。親電反應(yīng)可分為親電加成反應(yīng)和親電取代反應(yīng)。烯烴主要是發(fā)生親電加成反應(yīng)，但是芳族烴常常經(jīng)受親電取代反應(yīng)。親核反應(yīng)可分為親電取代和親核加成反應(yīng)。鹵代烴主要是反應(yīng)親核取代反應(yīng)，但醛酮會有親核加成反應(yīng)。

理解和獲得有機化學(xué)反應(yīng)非常有用，并且在設(shè)計目標產(chǎn)品的合成路線中發(fā)揮了作用。但是，本次調(diào)查表明，學(xué)生很難記住有機化學(xué)反應(yīng)，那么如何使學(xué)生容易記住化學(xué)反應(yīng)是面向所有化學(xué)工業(yè)教師的重要教學(xué)內(nèi)容，避免爛記。舉個例子，首先，烯烴生產(chǎn)醇的反應(yīng)包括了水合、硼氫化-氧化、稀冷高錳酸鉀的氧化和過氧化氧化四種反應(yīng)。通過梳理反應(yīng)機理才能牢記這些有機化學(xué)反應(yīng)及其對應(yīng)的立體構(gòu)型[1]。

2.有機化學(xué)與生產(chǎn)實踐的聯(lián)系

有機化學(xué)要求學(xué)生從概念的角度理解有機化學(xué)學(xué)習(xí)是簡單到復(fù)雜的，需要逐層促進和逐步完善。有機化學(xué)旨在培養(yǎng)能源化學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新人才，以滿足社會和經(jīng)濟發(fā)展的人才需要，并實現(xiàn)學(xué)生在生產(chǎn)和創(chuàng)新中的融合和技術(shù)發(fā)展的目標。有機化學(xué)是一個有很強實踐性的學(xué)科。通過實驗和公司實習(xí)等實踐，學(xué)生可以從感性認識上升到有機化學(xué)理論的理性認識上。不僅會增加學(xué)生對這門學(xué)科的思考，還使學(xué)生意識到理論和實踐相結(jié)合的必要性。示例：太白酒廠的生產(chǎn)實習(xí)，白酒生產(chǎn)相對簡單。谷物發(fā)酵后，通過蒸餾去除頭部和尾部來提原漿酒。該過程與有機溶劑蒸餾非常相似。通常，在蒸餾過程中將整個前餾分和后餾分丟棄，僅將那些沸點接近純?nèi)軇┓悬c的餾分留下。這不僅將幫助學(xué)生了解有機化學(xué)在實踐中的作用，還將增加他們對有機化學(xué)研究的興趣，并加深他們對有機化學(xué)理論知識的理解。

3.有機化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系

結(jié)構(gòu)定義了性質(zhì)，性質(zhì)表明結(jié)構(gòu)是有機化學(xué)的基本定律。通過有機化學(xué)的學(xué)習(xí)，教師需要幫助學(xué)生建立結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的概念。有機化合物的組成通常由官能團如烯鍵、炔鍵、醇、醚、羧酸、醛酮等等組成。官能團的結(jié)構(gòu)決定了化合物的各種性質(zhì)，官能團性質(zhì)的多樣性體現(xiàn)在以下兩個方面。

第一，在多官能團目標產(chǎn)物的合成過程中，有必要考慮不同官能團反應(yīng)活性的差異，以設(shè)計合適的合成路線。

第二，使用試劑與鑒別其他化合物的物質(zhì)進行反應(yīng)，根據(jù)不同的反應(yīng)現(xiàn)象對試劑進行鑒別。另外，對映異構(gòu)體是結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間關(guān)系的另一個實例。在上世紀六十年代，吃下沙利度胺使孕婦嘔吐，但此后出生了約10，000個畸形胎兒，只是因為在沙利度胺的分子結(jié)構(gòu)中具有一個手性中心，R構(gòu)型結(jié)構(gòu)有鎮(zhèn)靜作用，另一種對映異構(gòu)體則有強烈的致畸性。當(dāng)時所用的沙利度胺是兩種光學(xué)異構(gòu)體的混合物。也就是外消旋體。雖然，妊娠反應(yīng)暫時降低，但有嚴重的副作用，并引起許多胎兒畸形。沙利度胺實際上是由于有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系所致，是人類歷史上的慘痛教訓(xùn)。沙利度胺現(xiàn)象的引入可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)有機化合物結(jié)構(gòu)的興趣，并增加他們對結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間關(guān)系的理解[2]。

4.有機化合物空間結(jié)構(gòu)

有機化合物種類繁多，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有機化學(xué)反應(yīng)對化合物的結(jié)構(gòu)，尤其是空間立體結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)直接決定有機化合物化學(xué)反應(yīng)的活性和方向。在這項研究中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生很難想象和認識抽象的空間結(jié)構(gòu)。這就是為什么要幫助學(xué)生識別空間結(jié)構(gòu)的意識非常重要的原因。在講授化合物的結(jié)構(gòu)式時，值得注意的是應(yīng)該對傘形式、鋸架式、紐曼投影式及費歇爾式重點介紹。哪些原子在一個，哪些院子又在平面下方，哪些原子又在平面上方。讓學(xué)生們建立一種三維空間的概念，深入了解有機化合物的結(jié)構(gòu)，為后面有機化合物RS的命名及位阻效應(yīng)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)[3]。

5.知識點總結(jié)

有機化學(xué)教學(xué)內(nèi)容基本上按照官能團的分類進行，形成“結(jié)構(gòu)—命名—特性—制備—用途”的知識體系。課堂上的教學(xué)任務(wù)繁重，有大量知識，如果僅僅靠上課的時間，學(xué)生很難理解他們在課堂上學(xué)到的東西。上課前，問幾個問題，以回顧在上一節(jié)課中學(xué)到的知識，并對上一節(jié)課的要點使用歸納法，比較法，分析法等方法系統(tǒng)地概括烷烴、環(huán)烷烴和烯烴等章內(nèi)容的重點及知識點，然后指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)下一章。除了加強學(xué)生的理解和記憶，良好的自學(xué)習(xí)慣外，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，實現(xiàn)“授之以漁”的目標。

6.結(jié)語

有機化學(xué)是一門理論和實踐，生命科學(xué)和日常生活完美的學(xué)科。本文概述了能源化學(xué)工程的基礎(chǔ)知識，有機化學(xué)反應(yīng)，有機化學(xué)與生產(chǎn)實踐之間的關(guān)系，有機化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，有機化合物的空間結(jié)構(gòu)以及知識點總結(jié)方面的問題。并分析和研究這些問題。這項研究不僅可以幫助了解新時期學(xué)生的動向和學(xué)生在學(xué)習(xí)有機化學(xué)方面的問題，還可以提高有機化的教學(xué)質(zhì)量以及為以后機化學(xué)和相關(guān)課程提供很多實踐教學(xué)經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]宮銘，黨永強.有機化學(xué)教學(xué)過程中學(xué)生存在問題的分析研究[J].廣州化工，2015，43（10）：168-169.

[2]張濤.問題解決在有機選修模塊教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].蘇州大學(xué)，2011.

[3]萬聰.中學(xué)有機化學(xué)問題解決過程中學(xué)生思維能力研究[D].華東師范大學(xué)，2009.