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有机化学在生活中的应用优选九篇

时间:2023-10-29 09:56:17

有机化学在生活中的应用

有机化学在生活中的应用第1篇

1.1传统教学模式实施的弊端当前的计算机教学活动中大多数的院校都采用传统的教学方式,既先学习计算机理论,再学习计算机实践知识的教学方式。这种教学方式本质上是传统的理论科目教学方式的延续,虽然具备了理论联系实际的内容。但是由于理论课程和实践课程分开进行,学生需要在不同的教学环境下分别进行计算机理论和实践的学习,导致计算机教学活动中理论与实践相脱节,很多学生在理论课上学习的理论知识在实践课程中无法实现应用,同时在实践过程中产生刚性需求的理论知识在理论课上却没有学习到,传统教学模式这种将计算机理论教学与计算机实践教学割裂的教学理念,让计算机教学活动的教学效果不尽如人意,对学生的计算机应用水平和综合素质的提升始终不理想,在这种计算机教学活动的严峻形势下,应用计算机一体化教学的新模式是十分有必要的。

1.2学生基础影响教学效果在计算机教学活动中,因为学生的整体素质是参差不齐的,所以教学实践中学生的纯理论知识或者纯实践知识的理解能力并不是很高,如果坚持采用传统的教学模式,很可能会导致学生在学习活动中因为听不懂教学内容而放弃对计算机知识的学习。因此在计算机教学活动中应用一种深入浅出、简单易懂的教学方法是激发学生学习兴趣,提高学生学习效果的重要方法。一体化教学的方法在具体的教学实践活动中让学生在实践操作平台上接受计算机理论知识,教师每讲一点学生就可以对教师教授的内容进行结合实践的学习,这种理论知识与实践知识的实时结合,让学生在计算机学习活动中可以运用抽象理论知识的理解和具象实践知识的理解,两种理解方式对教学内容进行理解,不仅大大的降低了学生接受计算机知识的门槛,而且加深了学生对计算机知识的理解。

1.3不能满足现代企业对人才的需求随着社会经济的快速发展,以及计算机技术的推广普及,计算机在社会经济生活中的应用已经发展到一个相对高级的形式,现代企业对计算机专业人才的需求不仅仅局限于实践操作能力,或者是理论指导能力,而是对计算机理论、实践、创新能力的全面要求,在当今的知识经济时代只有能够综合拥有这几种能力才能够在计算机领域有更大的作为,为企业主体创造更多的价值。面对现代企业主体的这种人才需求形势,进行计算机专业的一体化教学成为一种必然。因为在计算机教学活动中只有坚持一体化的教学,才能够提升学生的理论、实践、创新能力,才能满足用人企业对计算机人才的要求。

2计算机一体化教学模式的实施

2.1以促进就业为导向,突出能力培养在计算机教学活动中,因为计算机专业本身就是一种实践性极强的专业,所以在专业教学目标的设置上,要坚持以计算机的实际应用能力为目标,坚持以就业为导向。在教学活动中切实以计算机的实践应用能力提升为教学的目标,以保证学生的就业为教育导向,教育学生养成良好的职业行为,职业道德、职业精神、职业素养和相应的社会责任,坚持以就业为导向能够明确计算机教学活动中的教学方向,促进学生计算机综合素质的全面提升,让计算机一体化教学模式的积极效果能够完整的发挥出来。

2.2职业生涯发展为目标,明确专业定位在计算机教学活动中教学的内容是比较繁杂的,学生在校学习期间不仅仅只是从事普遍教授的计算机知识的学习,同时也应该对计算机的专业知识有自己个人的看法,根据自己的实际情况选择适合自己的计算机专业领域,这是学生在计算机学习领域生存、发展的重要内容,只有在计算机教学活动中坚持将计算机教学和学生个人职业生涯的自我规划结合起来,明确学生的专业定位,才能保证计算机一体化教学活动的质量和效率。

2.3以职业活动为核心,确定课程设置在计算机教学活动中,一体化教学最重要的内容就是要将理论教学与实践教学结合起来,打破计算机理论课程与计算机实践课程相分离的教学模式,让计算机教学活动摆脱传统教学模式的桎梏,以计算机应用能力的需求为推动力,反推计算机教学活动,在具体的教学实践活动中将计算机理论知识的课程内容和实践知识的课程内容结合起来,并根据理论结合实践的教学实际进行一体化课程的教学课程设置,保证在计算机理论教学和计算机实践操作能力能够在课堂教学活动中结合好,实现好。

2.4以工作任务为载体,设置学习任务在计算机教学活动中,就业是其最鲜明的导向所以教学实践就应该以就业后的计算机应用实际为目标,设置专业化的计算机应用情境。根据专业性质的不同模仿工作中的任务布置方式进行学习任务的设置,在教学活动中今早体验到工作中的计算机应用形式,以锻炼自身相应的计算机实践应用能力。注重在实际工作中能力的养成,培养自身分析问题、解决问题的能力,按照工作任务和工作过程的逻辑关系进行设计,体现综合技能的培养,以新知识、新技术为依据,开发新工艺、新方法,满足企业用人的需求。

2.5以学生为中心,实施模块化教学学生是教学活动的主体,是教学活动的推动者和接受者,所以在计算机教学活动中一定要坚持以学生为中心,让计算机教学活动成为一种实际的以学生的学习效果提升为教学目标的教学活动。围绕学生这一教学活动的中心点,设置计算机教学活动的教学模块,将计算机教学活动的内容依据其自身的专业属性和性质特点分为多个相互连结的教学模块,在模块内部实现相应计算机教学内容的理论知识与实践知识的结合,同时根据教学模块的内容和性质选择相应的教学情境、教学方法,让学生在计算机学习活动中能够系统、科学的对计算机知识有所掌握,计算机理论知识与实践知识的结合能够极大的提升学生计算机知识的理解能力,教学情境和特殊教学方法的应用让学生对计算机综合知识的职业应用能力有进一步的提升。模块化教学是这一系列教学活动的主体部分,支撑起了计算机一体化高效教学的主体内容。

3计算机一体化教学实施原则

3.1先进性原则计算机技术是一种具有鲜明时代特点的时代技术,其在社会经济中不仅应用广泛、影响深远,而且其自身也是在不断发展的。在计算机诞生的几十年之间计算机技术已经更新了几代,技术进步和应用水平提升数量更是数不胜数。计算机和计算机应用技术的这种发展和进步形势,必然会导致计算机教学活动的适应性变化,在计算机一体化教学活动中,教育主体首先要注意的是教学内容的特殊性。随着现代社会经济的发展和进步,计算机技术在社会经济生活中的更新换代只会越来越快,所以计算机一体化教学活动一定要瞄准计算机和计算机应用技术的最前沿。因为从计算机技术一体化的学习到计算机技术的实际工作应用本身就会有一定的延迟,而这会导致学生在实际工作中对一些新兴的计算机技术认识不够深入,而影响学生的实际计算机应用水平,所以在计算机教学活动中教学主体只有瞄准计算机技术的最前沿,选取当前应用领域主流的、先进的计算机技术作为教学内容,才能保证学生在经过计算机一体化教学之后,其实际应用水平能够提升,一体化教学的积极效果能够显现。

3.2技能培养原则计算机教学活动中学生的计算机技能,是学生计算机水平的直接表现形式,也是学生计算机综合素质提升的基础,所以在计算机的教学活动中,一定要坚持技能培养的原则,认识到实际操作能力是学生计算机综合素质的基础。只有借助计算机的专业技能,才能展示出学生计算机的综合素质,才能表现出学生在计算机领域的独特建树,所以计算机技能的培养是计算机一体化教学活动中的重中之重,在教学活动中要兼顾计算机理论知识教学和计算机实践知识教学,同时重视对学生计算机技能的培养。

3.3可操作性原则一体化教学模式在计算机教学活动中的应用是以提升计算机教学质量为目的的,其应用的实效性是计算机教学领域应用最关注的问题,所以一体化教学的课程设置、教学内容设置、教学形式设置等等都要从实际应用的角度出发,以自身的切实、可操作为最基本要求。计算机的一体化教学模式要全面客观的反应专业课程现状以及计算机教育规律,课程设置要符合社会经济生活中的企业主体实际需求,同时一体化教学还要考虑到具体的教学实践活动实际,考虑院校的实际师资力量,保证对院校的教育资源合理利用。让一体化教学模式在计算机教学活动中的应用切实、可操作,同时对学生的计算机一体化教学应该与相应的计算机专业等级标准联系起来,在一体化教学活动中以国家计算机专业等级要求为标准设置教学目标,以学生的国家计算机专业等级考试成绩对学生的学习活动进行评价。

4结论

有机化学在生活中的应用第2篇

【关键词】应用化学;新型材料

化学是一门由来已久的科学,从地球的发生开始,无处不是化学现象。根据生物学家对于生命起源的猜想,生命很可能是在地球最原始,最恶劣的环境中通过长期的化学作用与碰撞,最后由无机物质产生有机生命,如此说来化学对于生命的产生也有巨大的影响。人类产生后,化学作用更是做出了巨大的贡献,首先在人类完整的身体里各个系统通过化学作用来调整人类身体中的平衡与健康,燃烧使得人类认识到火的重要性,有了火之后人类开始慢慢吃烤的食物,使得营养既健康又多元化,为人类文明的兴起提供了必要的条件,当朝代出现之后,人类发现铁可以通过冶炼来铸造铁器与武器,于是人类在文明的路上又跨进了一大步。中国人在化学方面的进展在古代就可见一斑,在商朝,中国人就掌握了染色,酿酒,冶金等各种技术,已经可以很好地利用大自然中的资源来改造生活,贾思勰所编著的《齐民要术》已经囊括了许多简单的农业商业的技巧,如食盐精制,酿酒,香料等的生产,沈括的《梦溪笔谈》已经提及了自己发现石油,并且将其做成墨的过程,在宋代,冶金业,造纸业已经极为发达,李时珍的《本草纲目》详细记载了各种草药的用途与性质,宋应星的《齐民要术》更是第一部集化学,医学等科学于一身的百科全书。在西方,化学也是推动文明发展的重要因素,有一些对化学充满热诚的化学家,很早就开始研究各种元素及其单质与化合物,门捷列夫更是依据各元素的原子量与性质,制成了元素周期表,这是化学史上的一个大进步,接下来有机物性质的不断揭开,更是为工业生产开辟了新的道路,正因为是有了化学长足的进步,人类对于物质的理解才能进一步地加深,化学作为科学出现以前, 对食品、染料、冶金、医药的实际探索已经总结出了大量的知识并推动和指导了生产和生活的实践活动, 并由此而孕育了现代化学的产生。

正因为化学在生产生活中广泛地应用,所以人类需要一门专门的科学来研究如何更好地利用化学,实现人类生活与文明的更大提升,能在不对地球产生巨大破坏的前提下,最大限度地利用地球上的资源来服务于人类,并且实现地球资源的可持续发展。而很多化学家把时间都投入到了探索化学更深邃更神秘的一面,而不是把化学拓宽到人类的生活中,基础化学家已经不能应付在快速发展中人类对于各种各样的需要的提高,因而亟待一个科学的产生,就是应用化学,应用化学被IUPAC定义为“化学在人类需求方面的应用”,应用化学主要研究化学中有关食品,农业,肥料,医药等许多与生活密切相关的产品,化学的另一分支化学工程则可以专注于整个生产过程中的微操作,两者相辅相成。

应用化学是一个涉猎广泛的科学,不像其他分支,如物理化学,生物化学,有机化学,无机化学等研究范围狭窄而刁钻,同时应用化学需要的储备知识更加多,因为一样产品从原材料选择到加工再到最后产出,提纯,除杂,废物处理的过程,需要各方面知识的基础,了解其中涉及的触发剂,催化剂,敏化剂等等化学物质,并且要时刻注意不引入杂质,并且不改变产品的性质,保证产品的产率,质量与速率。应用化学从研究的方向上来讲分为三个方面,无机,有机,生物。

无机应用化学是最早开始研究的一门,因为人类对于应用化学的入门以及理解最早,人类对于无机物的接触与认识比较多,无机化学研究的又可以分为平常生活中的与工业生产中的,生活中的无机物大多结构简单,性质比较突出,相对比较安全,例如氯化钠,碳酸钠等,而工业生产中的无机物则很多都难以在正常的条件下稳定存在,有易于潮解的,如氢氧化钠,硝酸铵等,有易于与氧气反应的,如钠单质,铝单质等,有易于与空气中燃烧的,如氢气,甲烷等,有的不能稳定存在于空气中,如一氧化氮,有的更是有毒的,会威胁到人的健康,如氯气,对于这些物质,必须要妥善地处理,要不然轻则导致产品不纯,或者只是产品产出的下一级产品有杂质,重则会出现工业事故,导致大量伤亡。例如氯气则是一种有剧毒的黄绿色气体,如果氯碱工业产生的氯气不能妥善地收集,提纯,处理,导致氯气泄漏,则会使肺部细胞受到大量损伤,轻度中毒会导致支气管炎,咳嗽,中度中毒会导致支气管肺炎,重度中毒更会导致呼吸困难,窒息,昏迷,甚至死亡。所以在无机应用化学中,必须要在保证整个生产过程中安全,操作正确的情况下,再确保最大化劳动力与资源,提高产率,质量与产量。另外,冶金以及硅酸盐制品也是无机应用化学的重要组成部分。而这些产业相对于其他属于传统工业,应用化学则更着重于传统工业的新开发,比如硅酸盐制品的功能化,半导体材料的制备等。

有机应用化学至今为止也有了长足的进步,最初人类对于有机物的认识一直很狭隘,知道维勒,利用氰酸胺合成出了尿素,打破了有机物与无机物的界限,人类对于有机物的研究终于像打开了一扇大门,自此以后有机物渐渐地走进了生产生活中,现在的司机可以使用甲烷作为汽车燃料代替汽油,更加清洁高能,并且价格较低,现在的人可以使用聚乙烯制成的塑料袋及其他塑料制品来乘装物品,而不是用笨重巨大的簸箕,竹篓等,虽然有机物为人类的生活做出了不可磨灭的贡献,但是它的生产业存在许多亟待解决的问题。有机物结构较为复杂,很多有机物的结构已经要使用三维结构来展示,同时有机物的反应缓慢,很多都需要使用催化剂,并且条件严苛,有些反应可能会因为反应条件的偏差而产生一种甚至几种副产物,例如乳酸的聚合,在不同的条件下,其产生的产物至少有十多种之多,所以足见有机物生产之复杂,这些都是应用化学需要解决和完善的问题。并且有些有机物在废弃之后由于很难被降解,例如饭盒,就很容易堆积在一处,成为白色污染,不及时解决的话,污染更会扩散和演化。应用化学不仅仅要解决产品生产的问题,更要解决如何处理产品造成的危机,避免污染。

生物应用化学是近现展的一个分支,生物的研究从来不能只依靠一个自己,要以其他学科为工具,以自己的理论为先导来进行,化学便是其中一个工具之一,最简单的例子就是DNA是主要遗传物质理论的证明实验,赫尔希和蔡斯利用了放射性元素找到了遗传物质的踪迹。现在,化学更被广泛地应用在更多的研究上,如微生物和发酵化学品,生物学中的痕量过渡金属,分子遗传学等。与此同时,更多人造器官的出现也离不开应用科学的贡献。应用化学需要找到什么物质可以不与人体免疫细胞排斥,什么结构与免疫细胞上的受体最接近,这些都依赖于应用化学对于分子模型的构建与重组。

总而言之,应用化学作为一种历史悠久,底蕴深厚,发展潜力十足的科学,必定可以大放异彩。

【参考文献】

[1]李临生.应用化学的历史及其意义[J].大学化学,1999(06).

有机化学在生活中的应用第3篇

关键词:高中;有机化学;教学策略

自新课标实施以来,政府与教育部门要求教师转变传统的教学方式,让学生在教师的引导下进行主动学习。为了更好地适应这种教学方式,教师必须根据有机化学教学要求以及任务,从各方面完善教学过程和细节问题,这样才能保障教学成果。

一、总策略与开放性策略

必修模块中的《有机化合物》和选修模块中的《有机化学基础》在教学内容、目标与要求上存在很大差异。虽然必修模块具有很大的难度,但是都是对学生基本常识与技能的培养,在教学中,不仅不能有太多拓展,也不能将其上升为有机物性质学习,更不能从有机物结构对有机物性质进行分析。由于选修部分、必修部分在高考试题中要求不同,所以选修模块大多是在必修的基础上对有机化学的系统学习。从当前的《有机化学基础》来看,它的选修模块通过对有机物的分类,是站在官能团的角度对有机物性质以及结构的分析和学习,所以在学习时可以从有机物性质、特点以及反应形式上进行总结与归类。需要注意的是:为了提高学习效率,在有机合成学习中,必须注重路线设计,从有机物应用对其进行细致的学习,更不要为了合成路线而让学生大量掌握有机反应,这样只会增加学生的学习负担。

在有机化学教学中,开放性策略则是在突破原有教材局限的同时,创造开放性的情境教学,通过开放性的教学方式,让学生得到开放的结果与过程。在创设情境时,开放性的教学情境对激发学生思维,引发开放性成果具有重要作用。在以往的教学工作中,通常以情境教学为起点,在开放的教学情境中,让学生参与到知识应答与掌握中,这样就能让学生在学习中发散思维,然后再对各种问题进行比较、分析,最后得到正确的答案与有机化学学习需要的批判思维和发散思维,并且从中得到学习规律和方法。

需要注意的是,在新课标高中化学教学中,应该转变传统的师生关系,通过建立良好的师生关系,在研究性、兴趣性小组活动中,将教师变成学生学习与生活的朋友。为了让学生明确化学学科的发展和生活应用,除了要为学生提供较好的化学资料,还必须培养学生应用已有知识对生活实践中的问题进行解答。

二、深化教材的策略

从近年来的人教版《有机化学基础》来看,它保留了《化学》必修2中的交流与思考、实践活动以及科学研究等栏目,通过拉近必修化学和选修化学之间的关系,从源头上关注学生的已有知识和经验。在实际教学中,通过注重教材栏目,为学生留出更多的交流机会。通常这些栏目都是落实各项技能与知识的过程,通过强化教学方法、过程以及情感教育,为学生提供良好的知识原理和结构框架,并且在各个框架中建立相互联系的过程。具体如,科学史话、科学视野这两个资料性栏目,都是从不同的视野引导学生掌握有机化学知识,通过对课堂知识进行探究、学习,不断提升教学效率,保障学习成果。

三、共享与分担策略

在高中有机化学教学中,为了让学生实现开放、自主,必须让学生尽量参与到知识学习与活动中去,在共同创造和谐、生动的课堂氛围时,增进学生与教师、同学之间的关系。对此,在高中有机化学教学中,人机关系应该是共享与分担等各种关系的假设。在进行情感教学时,教师应该主动站在学生的立场进行综合分析与思维,共享学习成果。

另外,化学和生活具有密切的关系,它源于生活又高于生活,也只有在实践生活中,我们才能感受到有机化合物的用途与目标。因此,在实际教学中,教师应该改善教学方式,在突破传统教学局限的同时,缩短化学与生活的距离,让学生感觉化学就在身边,这样学习就能突破物质变化和化学公式,成为真正的科学。例如,在有机化合物分类学习时,可以通过引导学生对甲烷、乙烯、苯的认识,掌握它们的结构与性质,然后再进行小组交流,对化学成分进行讨论,这样就能帮助学生生成系统的学习框架,丰富知识面,不断提高综合能力应用。又如,在CH4结构性质学习中,可以通过碳原子杂化的方法,让学生明白SP3的杂化轨迹,这样就能让学生有更加直观、深刻的理解,此时教师通过介绍CH4的化学性质、物理性质,学生就能理解CH4的相关知识。

有机化学作为高中化学学习的起点,对后续学习具有重要作用。因此,在实际工作中,教师必须根据有机化学教学策略,从学生实际情况出发,从各方面提高教学质量,帮助学生成长。

参考文献:

[1]朱志永.浅谈提高有机化学教学质量的策略[J].新课程学习:基础教育,2010(10):84-85.

有机化学在生活中的应用第4篇

关键词:中职教育;机电教学;信息化课堂;学生参与意识

【分类号】TH-39;G712

1引言

在我国教学体系改革发展的过程中,中职教学工作也在发生着巨大的变化。在社会用人需求逐渐变化,专业、实用型人才需求量逐渐增加的今天,中职教学活动的开展必须要进行相应的改革创新,更好地提高人才培养效果。相对于其他教学体系的学生来说,中职院校学生的整体学习基础相对较差,并且学习过程中缺乏足够的积极性,很多教学活动的开展上学生都不愿意进行参与,学生的学习主动性急需得到激发。随着当前科学技术的发展,教学活动中信息技术得到了更加广泛的应用。作为重要的中职教育内容,机电教学活动的开展通过对信息化课堂的有效应用,其可以更好地对学生的学习兴趣进行激发,对当前机电教学活动中存在的问题进行改进。教师在开展教学活动的过程中,针对当前中职机电教学中存在的问题与不足,要结合本专业的具体情况和特点,采取科学的现代技术,对教学方式和思路进行更好地改进,打造富有吸引力的课堂教学体系,更好地提高整体教学效果。

2信息化课堂应用的意义

当前中职机电教学的过程中,教师的课堂教学依然以讲授为主要的教学方式,并且将习题的练习作为对知识掌握和消化的方式,知识学习过程相对僵化,学生对于知识的学习也存在较强的被动化特点。以往传统、陈旧的教学方式,其很难适应新时期新的教学需求,整个教学活动的实效性十分有限。随着时代的发展和信息技术的应用,信息化课堂逐渐走入了中职教育体系当中。信息化课堂的应用,可以更好地满足机电教学的需求,并且可以很好地适应机电教学的特点,通过营造一个生动的教学环境,让学生在轻松、愉悦的氛围中,对抽象的知识进行更加直观的理解,整个知识的理解效果得到了很好地保障,并且也可以提高学生对知识的运用能力。在传统教学方式下,学生的参与积极性十分有限,并且欠佳的学习效果同时也对于学生的学习信心会造成很大的影响,进而导致了教师在教学中出现曲高和寡的问题。中职院校学生自身的学习基础和学习能力相对有限,如何打造适应学生特点的教学模式,这也成为了决定教学活动成败的关键。信息化课堂的应用,可以对信息技术的优势进行发挥,让师生进行更好地沟通和交流,整个课堂教学环境被进一步地活跃,并且丰富多彩的信息展示形式和学习方法,也给予了学生更多的主动思考与探究的空间,课堂学习过程被进一步地活化。

3信息化课堂应用思路

第一,科学地对教学目标进行制定。要想真正地提高学生的参与意识,在课堂教学目标制定的过程中,教师要进行科学地调整,打破以往传统教学目标过于片面的问题,关注学生综合素质的全面发展,重视学生能力的成长,真正地将中职机电教学活动中的人才培养目标进行实现和落实。信息化课堂应用中,教师要结合学生的实际特点和情况,对教学目标进行合理地自定,通过引入一些富有趣味的教学内容,引导学生更好地参与到课堂学习当中。

第二,对信息化课堂的应用进行人性化地调整。对于中职机电教育活动来说,其关注对学生能力和素质方面的培养,信息化课堂的应用也要重视人的因素,将人性化作为教学活动调整和发展的关键方向。教师在教学活动开展的过程中,要对信息化课堂的特点进行深入研究,充分利用信息化课堂的优势,融入人性化的教育理念和教育内容,重视学生综合素质的成长和发展。在教学中,不仅要融入专业知识的教学,同时也要适当地增加一些德育内容,引导学生全面发展。多媒体教室是信息化课堂应用中的一个重要环节,其教学活动的开展可以更好地提高课堂教学的兴趣,让学生在紧张的学习环境中活动更加愉悦的感受,活跃课堂气氛。教室在多媒体教学内容的选择和安排的过程中,要结合学生的兴趣,对 教学内容进行调整,引入更多生活化的内容,让学生对于机电知识学习的兴趣得到更好地提高。中职阶段是学生身心发育和成长的重要阶段,教学活动的开展必须要确保足够的适应性,可以结合学生的特点对教学活动进行适当地调整,让学生在信息化课堂学习参与的过程中真正地获得成长和发展。学校应制定出灵活的信息化机电教学制度,在制度下打造出新的教学方法,活跃教学气氛,把教学与信息化完美结合并且将教学任务任务按时完成甚至超额完成。机电教学在进行文化教育的同时,也应该注重学生的社会实践能力,适当地增加一些社会实践作业的布置,让学生更好地了解社会。

第三,加强师生之间的沟通和交流。信息化模式下,师生之间活动了更多的沟通渠道和空间,学生在课下可以与教师进行沟通,就学习中存在的疑惑和问题进行提出,并且教师可以实现远程的沟通和指导。在教学活动开展的过程中,教师要真正地深入到学生群体当中,了解学生的学习状况和需求,加强与学生之间的沟通和互动,构建一个共同成长的空间。提高沟通交流水平,可以一改以往单向交流下,师生沟通互动不足,学生参与性不佳的问题。

4Y束语

总而言之,在机电教学活动的过程中,教师必须要关注对学生主体性学习地位的保障和实现,提高学生的参与积极性,真正地让学生参与到课堂学习当中,从而达到机电教学工作的目的。在课堂教学中,信息化课堂的应用是新技术影响下机电教学活动的重要创新,同时也是对学生参与意识和积极性进行培养的关键举措。教师要对自身教学思路和教学方式进行积极地改进,结合学生的身心特点与认知规律,对学生的参与意识进行激发,更好地进行交流和创新,提高课堂教学成效,真正地突出机电教学的需求,更好地将课堂还给学生。

参考文献

[1]张永平.中等职业教育机电类专业教学改革探讨[J].中国科教创新导刊.2011(18)

有机化学在生活中的应用第5篇

关键词:生活化;场景模拟;机电一体化专业;教学效果;情感运用

中国分类号:TH―39

在高校机电一体化专业教学中,结合生活化的场景模拟教学,让学生在兴趣中学到与生活息息相关的知识点,并在具体的教学过程中将情境教学、生活化场景互动等方式融入到教学之中,形成个性鲜明的教学过程,有利于学生思维的整体培养。

一、背景分析

在高校机电一体化专业教学中,有些教师注重书本知识的传授,对于生活中的各种现象与原理的结合度运用不够,没有及时练习课外内容,学生学习的实用感不强。学生在课外知识的延伸上,教师没有及时的引导,造成学生机械化的背诵公式、理解概念,不能与生活中的各种表象相衔接,影响思维的整体宽度。情境运用是有些高校教师善于运用的教学手段,好的情境引导能激活学生内心的思维意识,尤其是通过生活化的场景模拟,能激发学生自我探求的心理欲望。但是,在当前的高校机电一体化专业教学中,有些教师只追求表面的繁华,对于真实性的生活场景理解、应用不够,造成学生理解上有偏差。

(1)专业定位模糊

从教学计划中可看出,目前职业院校机电一体化专业基本是按既培养机械方面又培养电气方面来设置课程,但是机械与电气又各自为两大学科,内容丰富,知识涉及面广,让学生在三年的时间里要系统地掌握好两大学科,是不太可能的。所以在定位时应按培养方向分清主次,不应采取机电并重的培养方案。

(2)实训条件落后,实践操作训练水平有待提高

总体来看,职业院校虽具有机电一体化专业基础课和专业课的实训设备,但基本是以单个实训课题为主,很少有机电一体化专业综合性实训设备,最终使学生专业技能和实践操作能力差。因此,各职业院校应尽快建立和健全综合性实训设备。

(3)缺少“双师型”的教师

在职业院校中真正“双师型”教师所占比例很低,专业理论课教师不能带学生开展实训实习,而实习指导教师理论基础知识较薄弱,不能讲授专业理论知识,导致理论与实训脱节,教学效果不佳。

二、重要性阐述

机电一体化专业培养的是面向机电一体化机械设备、机械零件制造的企业,具有一定的机电专业基础理论知识和中级职业技能,同时具有良好的职业道德,能够从事机电一体化设备的安装、调试、操作、检修、管理等工作的技能应用型高级人才。也就是说,毕业生要具备机电一体化的综合技能。实训教学是培养学生职业技能的重要途径,目前多数院校缺乏对机电一体化专业系统性的培训。许多学生在毕业后只是对机械或电气方面的知识了解,但这无法从事机电设备的综合安装、调试、运行、维护等工作。随着职业教育的不断改革,应实行创新式的实训教学模式,强化机电一体化专业学生综合实践技能和职业道德的培养,提高培训效果。

三、生活化场景模拟教学在高校机电一体化专业教学中的运用方式

1、社会实践活动的融入教学

在高校机电一体化专业生活化场景模拟教学中,教师要及时联系生活热点,将教学中与学习紧密相连的各个知识点形成情景素材,将日常生活中的自然现象与事实进行各种综合时间活性的开展,从而有效的激发学生学习的动机,产生浓厚的学习兴趣。在一体化教学中,整个教学的设计和组织都以实践操作为主线,突出技能训练,围绕实践操作进行理论知识的教学,实现理论教学实践教学一体化。教师采用讲解、演示、示范、指导、评价相结合,循序渐进地开展教学活动。并在现场巡回指导,及时发现问题、解决问题,共性问题集中讲解、个别问题个别指导,促进理论教学过程与实践教学过程的融合。引导学生在做中理解理论知识、掌握技能,在操作中验证理论,同时又用理论指导操作,实现理论与实践的有机结合。

2、实验教学中穿插生活化的现象教学

在高校机电一体化专业教学过程中,实验是一个重要的部分,其中,可以构建与生活息息相关的场景实验模式,让学生对于各种机械的运用化原理、公式有深刻的理解,并在实验的过程中,通过学生自我动手操作的方式,加深对实验现象的理解,教师可以将各种与生活中的内容融合在一起,进行生活化实验教学。譬如,“PLC在机械手中运用”教学。①进行机械手拆装,现场演示机械手的结构,并作详细讲解;②到仿真实验室,运用三菱PLC仿真软件FX―TRN-BEG-CL进行模拟教学,让学生观察机械手的真实运行过程,根据运行过程编制机械手运行程;③设计一个“机械手的安装与调试”项目,在机电一体化实训室进行教学,要求学生完成机械手的安装、编程、调试等工作任务。这样多种方法配合运用,先让学生了解机械手的结构,再掌握运行特性,然后进行安装调试,教学过程符合学生的认知规律,使学生编程水平、动手能力、自主学习能力、合作意识都得到进一步提升。

3、多媒体教学与生活化场景教学的创新改革

在电气控制与PLC课程教学中,要结合现代化的教学手段,丰富教学过程,围绕学生学习兴趣展开教学,采用动画课件演示教学形成精细化的教学模式,对于电器元件与结构等知识,通过多媒体教学能全面了解元件的功能与工作原理,让学生在视觉上深入感知,形成理解能力的综合提升。在电气控制与PLC教学中,多媒体教学的主要效果就是要形成电气控制、知识点、兴奋状态、求知欲等多个环节的空间要素,从情境驱动中的视听说三个方面来促进语教学活动的圆满性,充分利用教学多媒体结合相关教学内容进行导入,教学实践中有众多的教学案例都表明利用多媒体直观教学设施能加深学生的感性认识,能收到更好的效果。

四、结语

生活化场景模拟教学与机电一体化专业知识的融入,并通过综合实践、实验教学、生活素材、情境引导等方式,从学生的个性发展与知识需求角度出发,在整个教学过程中,教师通过围绕学生的主体性知识结构,采用灵活多样的教学手段,形成良好的教学课堂的内外模式,对于提升学生掌握知识、运用知识、解答生活疑惑等能力,具有催化剂的效应。

参考文献:

有机化学在生活中的应用第6篇

【关键词】废弃混凝土;再生骨料;机械活化

一、机械力化学

Lea在1893年对HgCl2研磨时发现有少量Cl2逸出,这个现象说明了HgCl2发生部分分解,这是对于机械力化学效应的最早报道,这个现象从能量转换的观点可以理解为能量在机械力和化学能之间发生了转换。机械力化学在材料学领域的研究始于20世纪50年代,Takahashi在长时间粉磨粘土时,发现粘土有脱水现象并伴随着其结构变化。80年代以来,机械力化学的应用更扩展至冶金、化工、材料、矿物加工、环保等领域。到了90年代,国际上对机械力化学的研究和应用的形势十分活跃,尤其是日本等国。目前我国在此领域的研究和报道多数为粉体物料的细化。粉体机械力化学研究的对象是凝聚状态的粉体物质,其主要是着眼于因机械力的作用而产生的细颗粒。这些微细颗粒的尺寸大小、晶粒大小、晶格畸变、活性点的分布、表面性质的改变以及活性表面的浓度等方面所表现出来的物理化学性质以及获得这些新性质的方式手段是其研究的重点,这些都与原有未经机械力作用的粗颗粒的性质相差甚远。

二、机械力作用现象

根据机械力左右产生的效果,可将机械力作用分为以下几类,如表1所示。

表1 机械力作用与现象

三、机械活化技术在废弃混凝土再利用中的应用

对于选用的废弃素混凝土进行再生骨料研究时,通常可采用以下技术路线进行机械活化研究,见图1所示。在实验研究中,首先可对混凝土结构拆除物进行一次破碎处理(如锤击、切割、分拣)、二次破碎处理(破碎机)、三次破碎(球磨机、粉碎机)和筛分。其次,应用粒度分析仪对筛分出来的骨料进行粒度分析,以观察机械活化后的平均颗粒直径与总体粒度分布。同时,应用X射线衍射(XRD)分析骨料的化学成分,观察骨料表面的水泥砂浆的是否完全剥落分离。

图1 机械活化研究技术路线

为提高废弃混凝土再生骨料的强度,实验过程中可将筛分后骨料进行进一步的化学活化处理。(1)酸液活化:将再生骨料置于酸液中,利用酸液与再生骨料中的水泥水化产物Ca(OH)2反应,起到改善再生骨料颗粒表面的作用,从而改善再生骨料的性能。(2)化学浆液处理:采用较高标号水泥和水按一定比例调成素水泥浆液,利用浆液对再生骨料浸泡、干燥等处理,以改善再生骨料的孔隙结构来提高再生骨料质量。

参 考 文 献

[1]李冷,曾宪滨.粉碎机械力化学的进展及其在材料开发中的应用[J].武汉工业大学学报.1993(1):23~26

[2]王晓钧.粉煤灰机械研磨中物理与机械力化学现象的研究[D].南京工业大学.2003

[3]李竟先,吴基球,黄康明.机械力化学效应在无机非金属材料制备中的应用研究[J].硅酸盐学报.2002:152~154

有机化学在生活中的应用第7篇

关键词:诺贝尔化学奖 钯催化交叉偶联 应用

2010年10月6日,瑞典皇家学院宣布将诺贝尔化学奖授予美国科学家理查德-赫克、日本科学家根岸英一和铃木章,以表彰他们开发有效的连接碳原子以构建复杂分子的方法――钯催化交叉偶联反应。

一、钯催化交叉偶联反应的相关背景

1.交叉偶联反应

偶联反应,从广义上讲,就是由两个有机分子进行某种化学反应而生成一个新有机分子的过程。狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键生成的反应,根据类型的不同,又可分为自身偶联反应和交叉偶联。交叉偶联反应是一个有机分子与另一有机分子发生的不对称偶联反应。

2.碳碳键形成的重要性

新碳-碳键的形成在有机化学中是极其重要的。人们了解了天然有机物质的结构和性能,并根据有机物质的结构,通过碳原子组装成链,建立有机分子,最终实现天然有机物质的人工合成。目前为止,人类已经利用有机合成化学手段创造出几千万种物质,且越来越多的有机物质已经广泛应用到制药、建材、食品、纺织等人类生活领域,我们的生活也几乎离不开有机物了。合成药物、塑料等有机物质时,需要用小的有机分子将碳原子连接在一起构建新的复杂大分子,因而有机合成中高效的连接碳-碳键的方法是有机合成化学中的重要工具。从以往该领域诺贝尔化学奖的授予情况也可以看出合成新碳-碳键的重要性:1912年维克多・格林尼亚因发明格林尼亚试剂――有机镁试剂获奖,1950年迪尔斯和阿尔德因发明双烯反应迪尔斯-阿尔德反应获奖,1979年维蒂希与布朗因发明维蒂希反应共同获奖,2005年伊夫・肖万、罗伯特・格拉布、理查德・施罗克因在有机化学的烯烃复分解反应研究方面作了突出贡献获奖。

3.早期研究

碳原子化学性质不活泼,碳原子之间不愿相互结合,因而涉及到两个碳原子之间的化学反应,条件要求便会比较苛刻。早在一百多年前,科学家们就已经开始在思考这个问题了。1901年法国化学家维克多・格林尼亚发现金属镁与卤代烃在醚溶液中反应生成一类高活性有机金属镁化合物,即以他的名字命名的“格式试剂”(通式RMgX,R代表烃基,X代表卤素),利用镁原子强行塞给碳原子两个电子,使碳原子变得活跃,可以和许多亲电试剂反应构建碳-碳键。这项非常重要的成果,使格林尼亚获得了1912年的诺贝尔化学奖。然而,由于格式试剂反应活性太高,使这种方法在合成结构复杂的大分子时具有很大局限:人们不能控制活跃的碳原子的行为,反应往往产生大量的副产物,大大降低了反应的效率;另一方面,格林尼亚反应一般难以用来合成两个不饱和碳之间的碳-碳键,如芳基与烯基之间的碳-碳键。

4.有机合成中的钯催化交叉偶联反应

随着时展,合成有机化学的研究愈加深入,20世纪后半期,科学家们发现了大量通过过渡金属催化来创造新有机分子的反应,促使有机合成化学快速发展。特别是赫克、根岸英一和铃木章发现的钯催化交叉偶联反应,为化学家们提供了一个更为精确有效的工具。

三位科学家发现的钯催化交叉偶联反应中都使用了金属钯作为反应的催化剂,当碳原子与钯原子连在一起时,钯原子唤醒了“懒惰”的碳原子,但又不至于使它太活泼,于是形成温和的碳-钯键,在反应过程中,钯原子又可以把别的碳原子吸引过来,形成另一个金属-碳键,此时两个碳原子都连接在钯原子上,它们的距离足够接近而发生反应,生成新的碳-碳单键。

以下两个反应式代表了典型的两类钯催化交叉偶联反应。

上述两个反应的催化剂都是零价的金属钯,都使用卤代烃RX(或卤代烃的类似物)作为亲电偶联试剂。区别在于两个反应所选用的亲核偶联试剂,在反应(1)中,选用的是烯烃,反应(2)中则是一种有机金属化合物RM(M为Zn,B,Al或Sn)。我们所熟知的赫克反应属于反应(1)这一类的交叉偶联反应,根岸反应和铃木反应属于反应(2)这一类。由于反应底物不同,三个反应的应用范围和适用途径也各不相同,下面对三位科学家在钯催化交叉偶联反应领域作出的主要贡献进行简单的介绍。

二、三位科学家的主要贡献

1.赫克在钯催化交叉偶联反应领域的开拓性工作

赫克反应的发展过程可以追溯到20世纪60年代末。1968年赫克发现在室温条件下甲基钯卤化物或苯基钯卤化物(RPdX;R=Me,Ph;X=卤素)能够与烯烃发生加成反应,加成得到的产物通过β-氢消除最终得到丙烯或苯乙烯。该反应在有机合成领域取得了突破性进展,实现了烯烃的芳基化和烷基化,制备反应见方程(3)。

在赫克早期的研究中,有机钯化合物RPdX是由有机金属汞化合物RHgX和二价钯盐反应生成,但大量有机金属试剂的使用限制了此类反应的广泛应用。

赫克反应是最早发现的钯催化交叉偶联反应,实际上,除了赫克教授以外,日本的有机化学家沟吕木勉等人于1971年发现零价钯或者二价钯可以催化碘苯与乙烯基化合物之间的偶联反应,也为钯催化偶联反应的发现和进一步优化作出了很大贡献,因此赫克反应有时也称为沟吕木-赫克反应。遗憾的是,沟吕木勉因患胰腺癌在1980年就英年早逝,未能看到这一“非常完美的结局”。

2.根岸英一发展了更加温和的钯催化交叉偶联反应

在有机合成过程中,科学家们将碳原子连接在一起首选的方法就是把作为连接点的两个碳原子活化。继格氏试剂发现之后,科学家们在格林尼亚研究的基础上,做了大量的铁、钴、镍、铜等过渡金属催化格氏试剂与有机卤化物的交叉偶联反应的研究工作。至1975年,Murahashi将该类反应的催化剂拓展至金属钯。这个时期,也有的研究者尝试着将高活性的有机金属化合物中的金属换成锂(格氏试剂为有机镁化合物)。但不论格氏试剂还是有机锂化合物,它们都比较活泼,与一般官能团都能反应,化学选择性较低。因此,交叉偶联反应中使用这些试剂来进行合成都不是最理想的。

同一时期,根岸英一开始了一系列的研究,力求寻找一种有机金属化合物,使其在钯催化下与有机卤化物交叉偶联反应时具有更高化学选择性。他先后尝试应用锆、铝、硼、锡、锌等多种金属来制备有机金属化合物,1976年,他报道了在零价镍、钯配合物催化下,铝有机化合物与卤代烃能发生偶联反应。之后,又陆续报道了镍、钯配合物催化锌、锆等有机化合物与卤代烃之间的偶联反应。其中有机锌化合物作为亲核偶联试剂能比其它的有机金属化合物获得更高的产率,且反应条件较温和,化学选择性较高。与格氏试剂或者有机锂化合物相比,使用这种有机锌试剂时,允许反应底物的多种官能团存在不受影响。后来这类锌、铝、锆等有机金属化合物与卤代烃之间的钯催化偶联反应成为另一种合成碳-碳单键的重要反应,人们称它为“根岸英一反应”,反应通式如下:

后来,根岸英一和其他的一些研究者又做了许多对根岸英一反应的改进和优化工作。这类反应不断发展成熟,在目前天然产物的全合成中得到广泛的应用。

3.铃木章的进一步发现

在1978年,根岸英一在研究钯催化偶联反应时就已经提到过,炔基硼化合物与有机卤化物在钯催化的情况下可以发生偶联,由于不能高效地得到偶联产物,他没有进行更加深入的研究。1979年日本北海道大学的铃木章教授与他的同伴在两篇文章中报道,有机硼化合物在碱性条件下可以和乙烯基化合物或者芳基卤化物发生钯催化偶联反应,如方程(6)。反应中加入了一定量的碱,通过碱与硼的配位,有机硼试剂被活化,反应在温和的条件下就可以顺利进行。

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随着研究的深入,该反应的底物逐渐扩展到烷基卤化物。该反应在较弱的碱性条件下就可以实现,具有广谱的官能团兼容性以及高的化学选择性,且通常情况下有机硼化合物稳定、无毒,因此,广泛地应用于制药工业。

三、钯催化偶联反应的应用

1.用于天然产物的合成研究

天然产物和生命活性物质有着和自然界一样复杂的组成和结构,而钯催化交叉偶联反应作为科学家们手中最高效和精确的合成工具,就像强力电焊机一样,让科学家们可以随心所欲地复制和创造复杂有机分子。目前为止,已经有百余种天然产物和生命活性物质的合成过程中运用到赫克反应,根岸反应和铃木反应也同样有着较高频率的使用。

红豆杉属植物中的一种复杂次生代谢产物――紫杉醇,是世界上应用最广泛的抗癌药物,最初从紫杉树皮中提取得到。1995年,有研究者发表了对紫杉醇的全合成,其中分子内八元环的形成是整个合成中最关键也是最困难的步骤,通过赫克反应,他精确地完成了该步骤。

Pumiliotoxin A是一种能影响神经系统的有毒生物碱,由毒蛙的皮肤分泌产生。Pumiliotoxin A的全合成中一个关键步骤就用到了根岸偶联反应反应中的偶联试剂选用的是一种含有β-H的烷基锌化合物。

最令人惊叹的例子就是海葵毒素的合成。海葵毒素是一种从海洋生物中分离出来的毒性物质,近些年的研究显示,它有一定的药用价值。海葵毒素分子极其庞大,堪称有机化学界的“恐龙”,由129个碳原子,223个氢原子,3个氮原子和54个氧原子组成哈佛大学Kishi教授领导的研究小组经过8年努力,于1989年完成了海葵毒素的全合成,5年后,科学家们又对其合成方法进行了优化改进,大大提高了产率,改进步骤中就用到了铃木反应。

2.用于制药工业

据不完全统计,目前超过25%的制药业化学合成都涉及到钯催化交叉偶联反应。赫克反应已经用于抗炎药萘普生和哮喘药孟鲁司特等的大规模生产;根岸反应用于β-胡萝卜素的合成,大大缩短了反应步骤,提高了反应效率;在结构高度复杂的抗生素――万古霉素的合成中,铃木反应发挥了重要的作用。

Archazolids是一个含有8个手性中心的大环内酯,具有明显的抑制癌细胞生长的活性。Menche等人第一次完成了Archazolids A的全合成。他们在温和的条件下,运用了赫克反应较高立体选择性地实现了双烯的偶联。

一种海洋生物提取物hennoxazole A具有抗病毒的效用,箭头所示位置是利用根岸反应将两个碳原子相连接的。

从粘细菌中分离得到的埃皮霉素(Epothilone)是一类十六元环的大环内酯类药物,它对乳腺癌和卵巢癌等八种恶性肿瘤都有很好的疗效。相对抗癌明星紫杉醇,其抗肿瘤活性更好、水溶性更高、结构更简单和毒副作用更低,在一系列皮埃霉素化合物的合成中,铃木反应均占有重要的地位。是Epothilone的一条合成路径,其中间体化合物C的合成中,应用到了铃木偶联反应。

3.用于新型材料合成

随着钯催化偶联反应的进一步发展和成熟,材料化学领域也开始应用这一精准的合成工具来合成一些结构和组成更加复杂的新型材料。现如今,这一工具的应用与日俱增,已经收获累累硕果。大量的文献报道了使用钯催化偶联反应合成高分子聚合物、功能性复杂分子。有机发光二极管OLED,具备轻薄、省电、构造简单、成本低、可视角度大等优良特性,在新型超薄优质显示屏的开发上极具应用潜力,被视为21世纪最有前途的产品之一。其发光层中的有机材料是决定OLED元件光电特性表现的关键因素,而寻找更优质的有机材料也常常会用到钯催化交叉偶联反应。

四、展望

经过近40年的发展,钯催化交叉偶联反应在大批科学家共同的努力下取得了巨大成就,为合成天然产物、复杂药物分子、聚合物、功能材料、生命活性化合物等提供了高效、精致的工具,成为支撑制药、材料化学、电子工业等现代工业文明的巨大力量,“钯催化交叉偶联反应”的发现获得诺贝尔化学奖也可谓是实至名归。然而,对于这类反应的改进及思考从未停止,如何优化条件使产生的副反应和副产物尽可能的少,怎样的反应条件才能实现环境友好,怎样才能把反应的成本降到最低,怎样才能将更多的反应从实验室走向化工厂……这些都是科学家们还在继续努力探索的问题。钯催化偶联反应还将继续影响着我们的生活,促进整个社会的进步和发展,也一定会有更加辉煌的前景。

参考文献:

[1]Scientific Background on the Nobel Prize in Chemistry,2010.

[2]胡跃飞,林国强.现代有机反应:金属催化反应[P].北京:化学工业出版社,2008.

[3]何仁,陶晓春,张兆国.金属有机化学[P].上海:华东理工大学出版社,2007.

有机化学在生活中的应用第8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.

有机化学在生活中的应用第9篇

关键词 中职教育;开放型教学;计算机应用基础

中图分类号:G712 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2017)03-0084-02

1 前言

在中等职业教育中,计算机应用基础是一门融理论、技能和实训于一体的基础性课程。通过学习,有利于学生掌握在信息社会中所必需的基本知识与基本操作技能,相对系统地建立计算机概念和微机操作技术,能够熟练掌握网络获取和信息交流的能力,为促进自身的可持续发展和个性化发展打下良好基础。那么在中职教育中如何有效开展计算机应用基础课程开放性教学活动呢?

2 对中职基本学情的分析

新课程教育高度重视并特别强调“以生为本、以学为主”的核心理念。所谓“以生为本”,就是必须坚持“一切为了学生,为了一切W生,为了学生一切”。因此,要了解并有效掌握学生及其学习活动的基本情况是实现这个目标的客观基础和必要前提。中职学生的基本学情究竟如何呢?

首先,中职生生源的思想素质和文化素质普遍不高,学习基础较差,继续努力、不懈进取的动力不足。

其次,中职生群体的计算机基础水平普遍较低,对计算机的认知程度和掌握水平上参差不齐,新生入学门槛低加剧了这一矛盾,从而为计算机应用基础等教学活动正常开展带来了一些困难和挑战。

最后,中职学生对计算机的兴趣多集中在上网聊天和玩游戏等,而对于包括文字录入、办公自动化和CAD等整个计算机基础课程的学习普遍兴趣不高。

由于中职教育的专业类型划分非常明显,学生中长期存在“重专业技能、轻基础课程”的现象,因而人数更多的非计算机专业学生群体的学习目标多设定在考核过关,对于切实掌握计算机基础技能知识很少关注[1]。因此,中职计算机应用基础教学,应从上述基本学情实际出发,积极推动开展计算机应用基础课程开放性教学活动,以取得令人期待的教学效果。

3 开放型教学模式在中职计算机应用基础课程中的构建与运用

情趣化原则 在计算机应用基础课程教学中,如果教师善于通过各种途径和方法,积极开展寓教于乐的开放性教学活动,则更有利于教学目标的实现。如在教学“Word文档格式化”时,教师要摒弃传统授课模式,采用微课形式:在微视频播放之初,分别呈现出“个人档案设计”“精美图案设计”“数据图表的创建与编辑”等动态性过程,以此激发学生的兴趣;接下来引导学生了解,只要学习并掌握了“Word文档格式化”知识,就能随时进行设计和制作这些作品;然后微视频呈现相应的操作步骤,让大家边学习边动手实践,从而获取事半功倍的良好效果[2]。

灵活性原则 灵活性原则主要是针对教学方法和教学手段而言的。教无常法,贵在得法;衡量课程教学活动的生动程度、精彩与否、效果如何,其根本标准并不在于教师的自我感觉,而在于能否因势所需、因时而化,并且以良好的教学方法和活动手段真正赢得学生的兴趣、互动与认可,否则即使再缜密精美的教学设计也只能是徒劳无功。

以“Excel电子表格公式和函数”内容为例,根据实际教学和学生发展情况需要,教师在“深入教材、超越教材”的基础上,可对基础教材内容做出适当的增减或者相应调整其前后顺序。而且对基础较好的学生可采取“任务驱动法”,组织他们参与制作“全班期中考试成绩总表”等实践活动,内容包含班级成员的各科成绩、平均成绩、各科平均分、班级总分与平均分、最高与最低总分以及平均分在90以上的人数、不及格人数项目等。而对于基础较差的学生,则以自学和小组合作形式,按部就班地学习Sum(求和函数)、Average(求平均值函数)、Max(最大值函数)、Min(最小值函数)、Countif(统计函数)和if(条件函数)等,然后进行综合性实践应用[3]。

整合性原则 中职计算机应用基础虽然是一门相对独立的基础性技能课程,然而它与许多学科之间始终存在一种相辅相成的紧密关联。正因为如此,积极开展以优化教学为目标的学科整合活动,有利于促进学生更好地学用结合、熟能生巧。

如在文字录入训练活动中,可与语文等学科之类的知识,也可根据班级专业情况实行整合:对于机电专业班,选取机电安全规程等方面的一些文字资料录入;对于旅游管理专业班,选取旅游法规、旅游管理常识等方面的一些文字资料录入。又如在Word图文混排教学过程中,也可根据班级专业特点选用训练素材,对于旅游管理专业的,选取一些旅游景点图片以及景点介绍等作为练习素材;对于机电专业的,选取一些机床图片、操作规程等作为训练材料。不仅有利于充分发挥并有效放大学科整合的“双赢”作用,而且能够为计算机应用基础课程教学源源不断地注入活力元素。

自主性原则 如果说学习能力培养是新课程理念中的核心要求,那么自主学习能力培养则是“核心之核心”。由于中职院校有着较大的地区差异,学生群体的计算机基础和水平起步也大不相同。有鉴于此,学校可首先对入学新生开展计算机水平测试,根据不同情况进行分班,并在此基础上采取分层教学,对于基础较弱的学生,开展循序渐进式的计算机基础教学;而对于基础较好的学生,则直接开展计算机应用教学。也就是在教师的适当引导下,学生主要采取个体自学和同伴合作的形式,积极开展自主化学习活动,以逐步锻炼自己的上机操作能力。历经一段时期的教与学之后,也可激励并引导学生以“自愿+指定”为原则,开展互相之间的“面对面结对帮扶”和“网上结对帮扶”活动,使之把“师教生”和“生教生”形式有机地结合起来。值得提出的是,无论在课堂教学还是课后学习中,教师都要通过相应的主题活动形式,如图表制作竞赛等,持续保持学生群体自主学习的热情[4]。

发展性原则 根据中职学生的特点,在计算机应用基础教学过程中,教师要积极开展因人而异的分层教学活动,积极引入以激励为主的发展性评价机制。比如把计算机应用基础课程考评分为“过程评价”“笔试考核”和“实践能力考核”等3个部分。前者主要以学习态度与品质、课堂出勤与纪律、学生平时成绩为依据;笔试考核主要是对基础理论和基本概念等知识进行考核;后者则主要以实训成绩为考核依据,指向学生的基本操作能力以及对课程内容的理解。如果条件允许,可组织学生参加计算机等级水平考试,用证书成绩来考评他们计算机基础应用课程的学习情况。

参考文献

[1]汤毅.情境教学法在课程教学中的实施:以《计算机组装与维护》为例[J].科技创新导报,2011(6):164.

[2]伍励涛,吴柏雄.案例教学在中职《计算机应用基础》课程中的应用探讨[J].科技信息,2008(17):109-110.

[3]钟琦,武智勇.高校计算机基础课程的“微课程”教学模式研究[J].现代教育技术,2014(2).