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【關(guān)鍵詞】CDIO專業(yè)綜合改革油氣儲運工程項目化課程體系

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）05-0233-02

一、概述

油氣儲運工程專業(yè)主要培養(yǎng)在石油、天然氣儲存和運輸及相關(guān)領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、施工和技術(shù)管理的復合型人才。受益于近年來石油石化行業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)外油氣儲運行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，對專業(yè)人才的需求大幅提升，連續(xù)三年入圍教育部公布的全國就業(yè)較好的10個“綠牌”專業(yè)之一。

中國民航大學油氣儲運工程專業(yè)于2001年設(shè)立，2002年開始招生，至今已有本科畢業(yè)生319人，目前在校生總數(shù)317人。專業(yè)開設(shè)多年來，在教學、科研、師資隊伍建設(shè)等方面均取得了長足進步，歷年就業(yè)率均在我校名列前茅，民航系統(tǒng)內(nèi)就業(yè)率也逐年提高。但是從用人單位以及畢業(yè)生的反饋來看，普遍存在理論知識扎實，但動手能力欠缺，創(chuàng)新意識不足，團隊合作經(jīng)驗短缺等問題，這與專業(yè)實踐條件，師資隊伍構(gòu)成等有密切關(guān)系，但是也反應了教學過程中對學生的工程系統(tǒng)能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新意識，獨立解決問題能力的鍛煉有所欠缺。原因在于，我校油氣儲運工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學模式，一直沿襲了各石油院校的傳統(tǒng)模式，過于強調(diào)基礎(chǔ)教育，無法實現(xiàn)對工程化人才培養(yǎng)目標的支撐。

CDIO工程教育模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式進行學習。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這四個層面達到預定目標。經(jīng)驗表明，CDIO教育模式，對于學生上述各方面能力的培養(yǎng)是有效的。

因此，從“專業(yè)綜合改革試點”項目的立足點出發(fā)，按照明確專業(yè)定位、注重學科內(nèi)涵、突出專業(yè)特色和優(yōu)勢、強化工程背景的原則，通過借鑒CDIO工程教育的理念，合理設(shè)計油氣儲運工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，推進培養(yǎng)模式、教學團隊、課程教材、教學方式、教學管理等專業(yè)發(fā)展重要環(huán)節(jié)，循序漸進的開展油氣儲運專業(yè)的CDIO專業(yè)綜合改革研究，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

二、專業(yè)綜合改革設(shè)想

通過調(diào)查和分析，總結(jié)油氣儲運工程專業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)驗和不足，明確專業(yè)定位及專業(yè)建設(shè)存在的問題。針對存在的問題，以實施“專業(yè)綜合改革”為契機，借鑒CDIO工程教育理念，從培養(yǎng)方案制定、課程體系建立、師資隊伍建設(shè)等方面，對專業(yè)進行綜合化、專業(yè)化、實踐化改革，以制定科學合理的人才培養(yǎng)方案，設(shè)計一體化的課程體系，構(gòu)建綜合化實踐教學體系，形成團結(jié)創(chuàng)新的教學團隊，以建設(shè)符合CDIO工程教育理念，具有自身特色的油氣儲運工程專業(yè)，為行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)人才，實現(xiàn)工程化創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標。

1.以CDIO工程教育為理念，設(shè)定專業(yè)培養(yǎng)目標

以CDIO工程教育為理念，在充分考慮社會、政府、行業(yè)、教師、家長和學生等利益相關(guān)者訴求的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)高等教育的實際情況以及我校在人才培養(yǎng)方面的實踐經(jīng)驗，總結(jié)專業(yè)發(fā)展中的經(jīng)驗和不足，探索專業(yè)培養(yǎng)的新模式、新方法和新機制，明確專業(yè)定位，設(shè)定專業(yè)培養(yǎng)目標。聽取用人單位、畢業(yè)生等利益相關(guān)方的建議，對原有培養(yǎng)方案進行重組和定位，對課程結(jié)構(gòu)、授課次序和關(guān)聯(lián)關(guān)系進行優(yōu)化設(shè)計，嘗試以“項目實現(xiàn)”作為工程實踐教育的組織原則, 培養(yǎng)工科學生具備在現(xiàn)代工程環(huán)境下生存和成長的知識、能力和素質(zhì)。

圍繞培養(yǎng)目標構(gòu)建課程體系，采用能力和項目交叉的方式，制定CDIO專業(yè)培養(yǎng)方案。使學生能夠掌握專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、先進技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，同時得到多學科、大系統(tǒng)的掌控意識，團隊協(xié)作與溝通能力及獨立從事油氣儲運工程施工設(shè)計管理的鍛煉，培養(yǎng)出創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。

2.以項目驅(qū)動為載體，設(shè)計一體化課程體系

按照CDIO大綱的具體要求，依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，對專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程進行梳理與整合，設(shè)計一體化的CDIO項目體系，形成由初、中、高級項目構(gòu)成的一條貫穿整個培養(yǎng)階段的主線。

油氣儲運工程專業(yè)與電子信息工程等專業(yè)有不同特點，設(shè)計各類項目的難度較大，缺少成功的案例可供參考，需要通過摸索和研究，設(shè)計適用于油氣儲運工程專業(yè)特色的基本設(shè)計――實現(xiàn)項目，高級設(shè)計――實現(xiàn)項目，以滿足專業(yè)培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)目標的需求。

項目按規(guī)模和范圍可以劃分為三個級別：一級項目貫穿幾個學期甚至幾個學年，由本專業(yè)多數(shù)工程設(shè)計類課程構(gòu)成，符合專業(yè)的工程培養(yǎng)目標；二級項目也叫學期項目，由一個學期內(nèi)的部分相關(guān)課程組成，重點突出對某項能力的培養(yǎng)要求；三級項目也叫課程項目，為單門課程內(nèi)增強該門課程能力與理解而設(shè)的項目，根據(jù)課程的需要和課程教學標準的要求而定。

綜合考慮油氣儲運工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和各課程教學大綱，依據(jù)如下模式構(gòu)建項目體系：選擇一條長距離輸油管道的設(shè)計任務作為一級項目，并將之分解為主體、站場、泵房等二三級設(shè)計任務。要求學生在學習相應課程的過程中，完成各個設(shè)計任務，最終掌握設(shè)計整條管道的方法和技能。最終確定了1個一級項目，2個二級項目和6個三級項目，如表1：

表1 項目劃分

項目以及項目的實施過程對學生綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，在工程教育中扮演著重要的角色。所有學生至少要參加兩輪或更多完整的項目實施過程，以便更好地為其學科知識和各方面能力的學習提供支撐。

3.以師資建設(shè)為保障，組建高水平教學團隊

如果期望教師教授綜合專業(yè)知識并培養(yǎng)學生工程實踐能力，那么必須提供足夠的資源使教師具備這些能力并得到發(fā)展，因此，CDIO教學模式改革對高水平教師隊伍建設(shè)提出了更高的要求。

為了建設(shè)一支既能勝任教學工作，又能開展教研、科研工作，既具有較高的理論水平又具有實際動手能力的全面發(fā)展的教師隊伍，師資隊伍配備可本著“專兼結(jié)合，長短相輔”的原則，采用校內(nèi)專業(yè)教師和企業(yè)兼職教師結(jié)合的方式。一方面，采取企業(yè)培訓、掛職鍛煉、項目合作等方式，不斷更新專業(yè)教師的教學理念，提高專業(yè)教師的工程能力和綜合素質(zhì)。另一方面，聘請有企業(yè)工作經(jīng)歷和教學能力的專兼職教師進行授課，指導學生進行各類工程實踐。有條件的專業(yè)課程及其實驗，選聘有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師和企業(yè)外聘教師共同授課，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4.以校企合作為依托，搭建校外實踐教學平臺

利用企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的資源建立校外實踐教學基地，是工程教育的主要特色。通過校企合作模式，可以彌補學校辦學資源的不足。學生進入企業(yè)工程生產(chǎn)一線，可以熟悉相應領(lǐng)域的行業(yè)標準及高效的企業(yè)組織管理政策，擴大學生的視野，激發(fā)學生學習的積極性，促進理論知識與工程實踐的有機結(jié)合，提升學生專業(yè)技能與職業(yè)素質(zhì)。為了避免合作形式浮于表面，實踐基地淪為參觀基地，需建立有效保障運行機制，制定既符合教學規(guī)律，又滿足企業(yè)需求的人才培養(yǎng)實踐教學計劃，形成校企之間人才共育、過程共管、成果共享、責任共擔、雙方共贏的合作模式。

三、項目實施中的主要問題

1.教師的角色轉(zhuǎn)變

在CDIO工程教育模式下，教師不再是科學知識的講授者，而是為學生創(chuàng)設(shè)教學環(huán)境的組織者，提供教學幫助的咨詢者，設(shè)計學習項目的設(shè)計者，開發(fā)教學資源的引導者，學生教學效果的評價者。將教師與學生的關(guān)系從教師單向的知識傳授擴展至師生基于問題解決的互動學習,并由傳統(tǒng)教學中的“主講教師”，轉(zhuǎn)變成了CDIO工程教育項目中的“指導教師”。在教學過程中，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將學生以繼承知識為主的被動學習引導至對未知事物探索的主動學習，使學生不再是知識的被動接受者，而成為知識的主動建構(gòu)者，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及協(xié)作能力。

2.實踐條件不足的解決手段

工程教育最大的問題往往是實習場所受限、實踐條件不足。另外，學生接受的理論知識貫穿整個生產(chǎn)周期，如管道的規(guī)劃、設(shè)計、施工、投產(chǎn)、運行等，通常需要3-5年，不同階段由不同類型公司完成。但在實踐過程中，學生不可能有機會接觸完整的生產(chǎn)流程。這在很大程度上限制了學生現(xiàn)場實習的時間和實習深度，走馬觀花似的流程，無法滿足工程能力培養(yǎng)的要求。

項目組申報建設(shè)了“油氣管道綜合實訓實驗室”，提供給學生泵、空氣壓縮機、管段、管件、閥門、流量計、壓力表等各種零部件，學生在完成油氣管道、燃氣輸配系統(tǒng)的設(shè)計計算后，可以利用現(xiàn)有設(shè)備，將設(shè)計方案搭建起來，完成管道系統(tǒng)的組裝、試運、調(diào)整、運行和優(yōu)化的一體化過程訓練，是提高學生工程動手能力、團隊協(xié)作能力的有效手段。

該實驗室還可為生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)提供支撐，在很大程度上彌補了實踐條件不足的問題。

3.項目實施中的團隊能力

團隊合作能力的培養(yǎng)是傳統(tǒng)教學中薄弱環(huán)節(jié)，CDIO模式可以給學生創(chuàng)造條件、提供場地，讓學生以一個工程技術(shù)人員的身份參與項目實施工作。在項目完成過程中，學生被劃分為團隊，在合理分工的基礎(chǔ)上開展研討、交流、協(xié)作，在導師指導下完善構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)，并在各個階段接受評估，最終滿足任務要求。為了保證項目的順利實施，通常指導教師也需要多人協(xié)同，以團隊形式出現(xiàn)，共同完成項目的指導工作。

4.課業(yè)考核的評價方法

CDIO項目的考核評價強調(diào)“過程”，關(guān)注知識、技能學習等中間環(huán)節(jié)，關(guān)注實踐環(huán)節(jié)及工程應用能力，力求知識與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。通過評價向?qū)W生傳遞有關(guān)教學目標的主要信息，讓學生更加清楚地知道應該在學習過程中了解什么、掌握什么。具體評價方式包括任務完成過程的表現(xiàn)、提交的設(shè)計任務情況以及任務完成后的答辯環(huán)節(jié)等。課業(yè)評價的功能不只在于幫助學生發(fā)現(xiàn)自己學習中的問題，找到應該改進的地方，從另一個角度來講，通過教師在評價后的充分肯定、鼓勵和贊揚，還能使學生在考核中發(fā)現(xiàn)個人的優(yōu)勢和長處，從而產(chǎn)生向更高的目標邁進的信心和熱情。

參考文獻:

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篇2

隨著社會的發(fā)展與進步，人類面臨巨大的環(huán)境問題，可持續(xù)發(fā)展非常重要。綠色化學的觀念符合人類可持續(xù)發(fā)展的要求，近十年來發(fā)展迅速。綠色化學涉及有機合成、工業(yè)催化、分析化學、生物化學等領(lǐng)域與學科，其中有機合成對于人類具有不可估量的意義。從早期的有機試劑、藥物、塑料到近代的維生素、激素、色素、抗生素、高分子材料以及各種具有特殊性能的現(xiàn)代材料都是有機合成的產(chǎn)物，當今國計民生的各個方面都離不開有機合成產(chǎn)品。在有機合成中應用綠色化學的思想，能夠節(jié)約資源并防止環(huán)境污染，從根本上改變傳統(tǒng)的有機合成理念。

二、有機合成教學現(xiàn)狀

我國大學教育不斷發(fā)展，各高等院?；瘜W系專業(yè)劃分得更細，培養(yǎng)人才的綜合素質(zhì)更高。高等院校的有機合成課程是化學、生物、藥學等專業(yè)的專業(yè)必修課之一，是最能體現(xiàn)綠色化學思想的一門課程。1998年中國科技大學首先把綠色化學單獨作為一門課程[1]，現(xiàn)在開設(shè)綠色化學課程的高校越來越多，但是作為綠色化學課程最重要組成部分的綠色有機合成化學的教學發(fā)展緩慢。目前大多高等院校使用的教材沒有根本性的改革，依然使用在傳統(tǒng)教材基礎(chǔ)上改版的教材，缺少綠色化學的思想?，F(xiàn)行各種教材反映的內(nèi)容只是從有機合成的合理性、簡便性方面考慮，并沒有注意反應的原料、催化劑、溶劑和最終產(chǎn)品是否無毒無害，反應過程中的廢棄物是否盡可能少等綠色化學原則。Anastas等[2]提出12條關(guān)于綠色化學的原則，用來評價實驗過程、生產(chǎn)過程、最終產(chǎn)物是否綠色，其中最基本的原則就是原子經(jīng)濟性原則；采用無公害的原料；無公害的反應條件；終產(chǎn)物環(huán)境友好。綠色化的有機合成化學教學正是我國教育發(fā)展最需要的教學，在教學中貫穿綠色化學的思想，讓每個學生都有綠色化學與可持續(xù)發(fā)展的概念。綠色化學新技術(shù)在教學中的應用，能培養(yǎng)適合我國發(fā)展現(xiàn)狀的綠色化學工作者，并為以后我國的可持續(xù)發(fā)展輸送高素質(zhì)的人才。

三、有機合成綠色化教學的策略

（一）貫穿原子經(jīng)濟性原則

在有機合成課程課堂教學過程中，會講到許多基本有機反應，這時就應該培養(yǎng)學生綠色化學的思想，首先要在基本的合成反應中體現(xiàn)原子經(jīng)濟性原則。原子經(jīng)濟性就是反應分子中的原子全部進入最終產(chǎn)品，沒有任何副產(chǎn)物[3]。原子經(jīng)濟性與有機合成反應產(chǎn)率不同，產(chǎn)率是目標反應產(chǎn)物的生成量和原料中某一組分加入量的比值。當原料和產(chǎn)物由幾個組分組成時，某一產(chǎn)品的產(chǎn)率再高，它仍存在其它副產(chǎn)品，沒有達到廢物“零排放”的要求。例如，Wittig反應產(chǎn)率較高，一般可達80%以上，但Wittig試劑的較少部分被利用到產(chǎn)物中，其余都成為副產(chǎn)物。所以，Wittig反應的原子利用率低，原子經(jīng)濟性很差?？梢?，應使用產(chǎn)率和原子經(jīng)濟性兩個概念作為評估標準，才能實現(xiàn)更“綠色化”，更有效的化學合成反應。

有機反應中最常見的主要包括4類：重排反應，取代反應、消除反應和加成反應等，重排反應和加成反應基本屬于原子經(jīng)濟反應，而有些反應，如取代反應和消除反應的原子經(jīng)濟性則不一定高，另外，成鍵周環(huán)反應，如Diels-Alder反應，[2+2]、[3+2]環(huán)加成反應屬于原子經(jīng)濟性的，而氧化-還原反應類型很多，不能用“原子經(jīng)濟性”來衡量，只是化學氧化還原反應一般有毒，而電氧化-還原反應對環(huán)境更友好。除了對這些學過的反應進行歸納總結(jié)外，還可向同學們介紹一些綠色新反應，如：Ene反應（雙烯合成）類似Diels-Alder反應，反應通式為：

X=Y=C=C，C=O，C=S，N=O，N=N等。

金屬復分解反應（RCM 反應）是一種過渡金屬催化反應，反應通式為：

R=芳香基、烷基、芳香雜環(huán)；

R1=H，COOR，烷基

X=O，NCOOR，NTs，NSO2PH

DO（DEt）2，SO2PH，SO3PH，SOPH

EWG=吸電子基，如-COR，-CHO，-CN，-COOR

以上的各反應都是綠色化學的基本反應，在講課的過程中就應該貫穿綠色化學的基本思想，讓學生在對比中明白綠色化學的概念，讓學生在今后的工作學習中都有綠色化學的概念，在合成某些產(chǎn)品時盡量用原子經(jīng)濟性來衡量整個反應過程。

（二）原料與產(chǎn)物無公害

1.盡量用無毒無害的原料

綠色化學基本原則中包括原料無公害，在設(shè)計有機合成實驗時就應該尋找安全有效的反應原料，進而得到功效卓著而無毒無害的產(chǎn)品。例如：合成聚氨酯時，傳統(tǒng)的方法一般要采用光氣作為原料，而光氣是可致命的劇毒氣體。新的綠色化學合成方法則完全不使用光氣，不僅消除了劇毒原料光氣的使用，并且反應產(chǎn)生的副產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染，同時解決了兩方面的問題，整個聚氨酯合成的實驗更加接近綠色化學。

如：亞氨基二乙酸二鈉的合成也可以改變原料，避免使用甲醛、氫氰酸紫等劇毒原料。

NH3+2HCHO+2HCN NCCH2NHCH2CN

由以上反應方程式可以看出，傳統(tǒng)方法合成亞氨基二乙酸二鈉的步驟要繁瑣，要用到HCHO、HCN劇毒物質(zhì)，還要用到NH3，并且產(chǎn)物不能轉(zhuǎn)化完全，對環(huán)境的污染較大。新的合成方法簡單，只需要在銅催化劑的條件下就能直接合成出亞氨基二乙酸二鈉，副產(chǎn)物是H2，對環(huán)境的污染也較小。在講課過程中可以將多種有機合成方法進行對比分析，找出最符合綠色化學標準的合成原料與產(chǎn)物，讓學生充分的理解綠色化學的基本原則。在學生動手實踐的過程中，要應用最綠色的有機合成方法，降低實驗室對環(huán)境的污染與對學生身體的危害。

2.利用可再生資源為原料

在實驗室教學過程中，利用可再生的原料可以減少對環(huán)境的污染并符合經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。例如：用氧化法合成己二酸（ADA），傳統(tǒng)方法合成已二酸的實驗通常用致癌物質(zhì)苯或苯酚作原料，在原料上就不符合綠色化學的標準，對學生的身體健康有一定的危害。新的合成工藝可以直接用葡萄糖合成出，并且葡萄糖能夠通過植物的光合作用直接得到，使原料的成本降低，并且合成的工藝簡化對環(huán)境污染減少。這種符合綠色化學標準的新合成方法可以應用在有機化學實驗教學中。

3.設(shè)計更安全的產(chǎn)品

有機合成實驗的設(shè)計階段就應該考慮合成出產(chǎn)物是否有毒，盡量通過通過改變和修飾有毒物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，消除其“致毒反應”[4]。例如：聯(lián)苯胺是很好的染料中間體，但具有極強的致癌作用，可以對其分子結(jié)構(gòu)加以改造，變?yōu)槎一?lián)苯胺，既保持了染料的功能，又消除了致癌性。

在設(shè)計具有特定功能的化學產(chǎn)品時，還應考慮它能否降解，要使其降解，也可通過在分子結(jié)構(gòu)中入特殊功能團來促使其降解。通過水解或者光解使大分子結(jié)構(gòu)變成可以生物降解的基團。

（三）研究安全有效的反應條件

在有機合成的基本反應中，除了考慮反應原料及產(chǎn)物的綠色化外，還要注意反應過程中所用的催化劑和溶劑的綠色化。通過催化劑與溶劑的改變，改善整個反應條件，使整個合成反應安全有效。

1.尋找安全有效的催化劑

在常見的有機合成反應中所用的催化劑大多為硫酸、三氯化鋁，三氟化石朋等酸性催化劑，這類酸催化反應都是在均相條件下進行，對設(shè)備腐蝕作用大，并且容易形成酸霧、廢酸液污染環(huán)境，危害人體健康。目前解決的方法是使酸催化劑負載化或均相催化劑的多相化。在工業(yè)中可以采用的方法是用固體酸如酸性白土、混合氯化物、分子篩等代替液體酸，盡量減少酸霧的形成，并且通過一定的方法對固體酸回收，用該催化劑取代傳統(tǒng)的三氯化鋁，催化劑用量降為原來的1/10，廢棄物氯化氫的排放量減少了3/4，而產(chǎn)率增大到了70%。

2.尋找安全有效的反應介質(zhì)

傳統(tǒng)的反應介質(zhì)大都是有毒的有機溶劑二氯甲烷，乙腈，甲醇等不僅危害人體健康，而且對環(huán)境污染嚴重。超臨界流體（SCF）特別是超臨界二氧化碳（scCO2），超臨界（SCW，scCO2）以及水作溶劑；符合綠色化學的要求，有不少反應已大量使用此介質(zhì)，Pinacol（頻那醇）零排反應原在液相中需要強酸作催化劑，而且催化劑的壽命較短，反應速度和選擇性很低，現(xiàn)在此條件下超臨界水中不加任何催化劑下反應，速度比蒸餾條件下快100倍。Cannizzaro反應在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)反應條件中需使用大量的堿作催化劑，后處理步驟多，且產(chǎn)物純度較差。

篇3

“十二五”規(guī)劃中指出，未來五年將是化工行業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期，將著力調(diào)整結(jié)構(gòu)，重點發(fā)展化工新材料、生物化工、專用化學品等新興產(chǎn)業(yè)，因此近年來報考有機化學類專業(yè)的同學也有增無減。在大眾的眼中，它是一門略帶神秘的學科。想對此有更清晰明確的認識，不妨從有機化學相關(guān)專業(yè)的師生故事中深入了解一下吧。

2011年，我正式成為山東大學有機合成專業(yè)的研究生。有機合成是有機化學的分支之一，學習課程主要有《高等有機化學》、《有機催化導論》、《有機化合物光譜分析》、《現(xiàn)代有機合成》等。學習范圍大致分為兩類，一為有機合成，如化學工業(yè)原料；二為基本有機合成，如化學試劑。此外，我們還必須掌握兩種最基本的分析方法——正向分析法和逆向分析法，前者是從已知原料入手，找出合成所需的直接或間接的中間體，逐步推向合成的目標有機物；后者則剛好相反，將目標化合物倒退一步尋找上一步反應的中間體，而這個中間體，又可由上一步的中間體得到，以此類推，最后確定最適合的基礎(chǔ)原料和最終的合成路線。

愛上有機化學

一開始，我只是把這個專業(yè)當做一項任務來學，不管是專業(yè)課還是實驗，都感覺有些枯燥乏味，直到在一次有機化學課上，看上去有些古板的老師居然給我們講了一個浪漫的故事。故事是這樣的：有一個孤獨的親核試劑一直暗戀著一個碳原子。他希望有一天，這個碳原子會變成碳正離子，自己能夠以SN1的機理去接近她?？墒撬劝〉劝。瑓s什么也沒有發(fā)生。終于有一天，當他決定直接以SN2的機理向碳原子表白時，他卻發(fā)現(xiàn)碳原子對于已經(jīng)連在她身上面的親核基團非常眷戀，于是他退卻了。

時間一點一點地過去，這個親核試劑始終無法忘記碳原子?？墒撬麑ψ约旱挠H核能力沒有信心——他既沒有替代已經(jīng)連著的基團的信心，也沒有代替基團之后，自己與碳原子形成一個穩(wěn)定的分子的信心。他忽然覺得，碳原子和那些基團在一起更合適。她已經(jīng)習慣了目前的構(gòu)型了，如果發(fā)生SN2反應，碳原子的構(gòu)型就必須翻轉(zhuǎn)，他覺得不該為自己的那一點執(zhí)著而讓她發(fā)生改變。在接下來的時間里，孤獨的親核試劑只是注視著碳原子。有一天，一個不可抗拒的力量——一個分液漏斗，將他們永遠地分開了。親核試劑這才發(fā)現(xiàn)，原來機會只在方寸之間——逝去了的，永不再來。

萬萬沒想到，化學粒子身上還隱藏著這么浪漫的愛情故事。在我為親核試劑與碳原子的錯過而唏噓不已時，突然發(fā)現(xiàn)換一個角度看有機化學，原來很有意思。之前在我眼里那些冷冰冰的概念和實驗，似乎在一瞬間都變得有感情了起來。這節(jié)課，讓我開始愛上了有機化學。

隨機應變最重要

學習有機合成，就必須做大量有機合成實驗。有機合成實驗是一項系統(tǒng)性、邏輯性很強的實踐活動。雖然實驗本身很有趣，可以親眼見證幾種化合物變成一種全新的化學物，但實驗背后卻包括了選題、查閱資料、設(shè)計路線、實驗、檢測、得出結(jié)論一系列的過程，單純靠書本知識指導實驗往往會失敗，因為實驗遇到的情況是千變?nèi)f化的，所以分析和應變能力顯得尤為重要。

記得在做某次實驗時，前幾個月同樣的實驗都很順利，時隔數(shù)月再做，反應三天仍有原料沒反應完。我十分納悶，明明工藝條件是完全一樣的，重復了幾次為何還是這樣呢。我把書上的實驗步驟又仔細瀏覽了一遍，確定完全是按照書上的實驗要求做的。思來想去，不得其解。在導師的提點下，我仔細回憶了前幾個月做實驗時的條件，這才發(fā)現(xiàn)雖然實驗都是在室溫條件下反應，但前幾月的溫度相對現(xiàn)在要高許多，如果把反應溫度升到當時的室溫會不會有不一樣的結(jié)果？帶著疑惑，我嘗試了一次，問題果然得到了解決。

還有一次，我接手另一名同學做了一個多月都沒做好的項目。他在實驗中的反應收率一直做不好（反應收率是指在化學反應或相關(guān)的化學工業(yè)生產(chǎn)中，投入單位數(shù)量原料獲得的實際生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量與理論計算的產(chǎn)品產(chǎn)量的比值）。文獻中所提供的溫度是溶劑沸點溫度約接近200度，雖然這個同學也嚴格控制反應溫度，但是溶液回流始終不理想。因為當時這個化合物是比較新的一種類型，文獻上的資料很有限，分析方法需自己建立，且這種化合物在各種溶劑中溶解度都不是很好，研究條件很麻煩。在導師的鼓勵下，我嘗試自己摸索實驗方法，改變反應的條件，發(fā)現(xiàn)提高攪拌轉(zhuǎn)速能增大反應收率。再經(jīng)過兩天的深入分析和實驗，我最終找到最佳攪拌速度，使反應收率提高了近十個百分點。

菜鳥挑戰(zhàn)高收率

我的第一份實習是一家知名的化工公司，協(xié)助技術(shù)研發(fā)工作。在學校的學習時，我一直很自信，而在公司里我卻遇到了很多意想不到的問題，生產(chǎn)流程中，常常遇到壞的項目，壞的路線，常常會出現(xiàn)顧此失彼的情況，比如先要送個樣，然后回來接著做反應，這時候老員工會突然問送樣結(jié)果怎么樣了，于是又得放下手頭工作找編號，去辦公室調(diào)圖等等。一開始缺乏經(jīng)驗，我總是手忙腳亂。實習初期，讓我印象最深就是在遇到問題時要多與組長、老員工、主任溝通，這樣能讓我少走彎路，在總結(jié)錯誤經(jīng)驗時，就能明白了真正的實驗路線應該是怎樣的。

隨著項目越做越多，我接觸到了不同的反應類型，很多是學校里上沒有接觸過的。有一次，我要做一個中間體工藝放大工作。這個工作的核心內(nèi)容是技術(shù)攻關(guān)，即如何將一個非常復雜的化學反應優(yōu)化放大，完成三百公斤旋光性對映體的生產(chǎn)。對于有機合成的研究生來說，這個工作充滿了未知，不過從另一角度看，但如果能啃下這塊硬骨頭，將是對我能力的極大提高，于是我毫不猶豫答應了與部門技術(shù)指導一起參與這個項目。

這個中間體的合成分為三個步驟，一是高溫（140攝氏度）下進行三加二環(huán)加成反應得到消旋產(chǎn)物的二聚物，然后再將二聚物轉(zhuǎn)化成消旋性產(chǎn)物，最后將消旋性產(chǎn)物拆分成所需的旋光性對映體。在我們接手之前，已經(jīng)通過多批次的辦法合成了40公斤的旋光性對映體，但當時的平均收率比值只有16%左右，技術(shù)人員對此很不滿意，而這距離300公斤的任務還有很大的差距，怎么辦？

篇4

有機化學知識是歷年高考必考內(nèi)容之一，例如有機物的分類、結(jié)構(gòu)與組成、有機反應類型、有機物的相互轉(zhuǎn)化、有機物的制取和合成以及石油化工、煤化工等，考生歷來把這一單元的考題作為得分項目，不會輕易放棄或疏忽，既使略有小錯，也會懊喪不已。然而這些知識大都與日常生活、能源、醫(yī)療、環(huán)保、科研等密切相聯(lián)，融于其中，還有知識的拓展和延伸，這就增加了這部分考題的廣度和難度，學生要熟練掌握，必須花一定的時間和講究復習的技巧，方能事半功倍，達到復習的最佳效果。

一、有機化學的考綱要求

1、了解有機化合物數(shù)目眾多和異構(gòu)現(xiàn)象普遍存在的本質(zhì)原因。

2、理解基團、官能團、同分異構(gòu)體、同系物等概念。能夠識別結(jié)構(gòu)式（結(jié)構(gòu)簡式）中各種原子的連接次序和方式、基團和官能團。能夠辯認同系物和列舉異構(gòu)體。了解烷烴的命名原則。以一些典型的烴類化合物為例，了解有機化合物的基本碳架結(jié)構(gòu)。掌握各類烴中各種碳碳鍵、碳氫鍵的性質(zhì)和主要化學反應，以一些典型的烴類衍生物為例，了解官能團在化合物中的作用。掌握各主要官能團的性質(zhì)和主要化學反應。

3、了解石油化工、農(nóng)副產(chǎn)品化工、資源綜合利用及污染和環(huán)保的概念。了解在生活和生產(chǎn)中常見有機物的性質(zhì)和用途。了解糖類的基本組成和結(jié)構(gòu)，主要性質(zhì)和用途。了解蛋白質(zhì)的基本組成和結(jié)構(gòu)，主要性質(zhì)和用途。理解由單體通過聚合反應生產(chǎn)高分子化合物的簡單原理

4、通過上述各類化合物的化學反應，掌握有機反應的主要類型。 綜合應用各類化合物的不同性質(zhì)，進行區(qū)別、鑒定、分離、提純或推導未知物的結(jié)構(gòu)簡式，合成具有指定結(jié)構(gòu)簡式的產(chǎn)物。

二、有機化學復習方法

筆者認為：用熟練的化學知識來解決問題和在解決問題中鞏固自已的化學知識，是復習有機化學的好方法。掌握有機化學反應類型，建立完善的知識體系要比大量零散的知識更具價值，在真正理解掌握知識的基礎(chǔ)上構(gòu)建學科知識網(wǎng)絡，對于考試時準確、快速調(diào)用相關(guān)知識是非常有效的。

1、官能團之間的相互衍變關(guān)系

依照官能團的順序，列出某種官能團所具有的化學性質(zhì)和反應，這樣交叉復習，足以達到基礎(chǔ)知識熟練的目的。熟練的標準為：一提到某一有機物，立刻能反應出它的各項性質(zhì)；一提到某類有機特征反應，立即能反應出是哪些有機物所具備的特性；一提到某一官能團，便知道相應的化學性質(zhì)。物質(zhì)的一般性質(zhì)必定伴有其特殊性，例如烷烴取代反應的連續(xù)性、鹵代烴的水解和消去反應、l-位醇和2-位醇氧化反應的區(qū)別、醛基既可被氧化又可被還原、有機物燃燒的規(guī)律、官能團相互影響引起該物質(zhì)化學性質(zhì)的改變等，這些矛盾的特殊性往往是考題的重要源泉，必須足夠重視。

2、突破口

（1）根據(jù)有機物的性質(zhì)推斷官能團 根據(jù)飽和烴、不飽和烴、芳香烴、烴的衍生物的順序，依次整理其結(jié)構(gòu)特征、物理性質(zhì)的變化規(guī)律、化學性質(zhì)中的反應類型和化學方程式的書寫以及各種有機物的制取方法，例如：

①能發(fā)生銀鏡反應或與新制的Cu(OH)2懸濁液反應生成紅色沉淀的物質(zhì) ②能與金屬鈉反應產(chǎn)生H2的物質(zhì) ③能使Br2的四氯化碳溶液褪色的物質(zhì) （2）根據(jù)反應條件推斷有機物質(zhì)的類別和反應類型 按照有機化學反應的七大類型，歸納出何種有機物能發(fā)生相關(guān)反應，并且寫出化學方程式，例如：

①NaOH/乙醇鹵代烴的消去反應②濃H2SO4170℃(或)醇的消去反應

（3）根據(jù)有機物的知識網(wǎng)絡推斷

（4）根據(jù)新信息、新情景推斷

三、高考有機化學題結(jié)構(gòu)

例如（2010年廣東）

四、有機化學的解題思路

首先是剖析題意，分析已知條件和推斷內(nèi)容，弄清被推斷物和其它有機物關(guān)系。其次是抓好解題關(guān)鍵，找出解題突破口，然后聯(lián)系信息和有關(guān)知識，應用規(guī)律進行邏輯推理或計算分析，作出正確的推斷。

1．審題做好三審： 1）文字、框圖及問題信息。2）先看結(jié)構(gòu)簡式，再看化學式。3）找出隱含信息和信息規(guī)律.

2.找突破口有三法： 1）數(shù)字；2）化學鍵；3）衍變關(guān)系。 3.答題有三要： 1）要找關(guān)鍵字詞；2）要規(guī)范答題；3）要找得分點。

五、近年高考具體考法

1．緊扣教材，考查基礎(chǔ)及主干知識

縱觀近幾年的高考有機試題，主要考查的仍然是有機物同分異構(gòu)、有機反應類型、典型有機物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系以及重要有機物檢驗、制備，有機化學方程式的書寫等教材中的基礎(chǔ)知識，基本實驗。

例（2012年山東）10．下列與有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)有關(guān)的敘述正確的是 A．苯、油脂均不能使酸性KMnO4,溶液褪色 B．甲烷和Cl2的反應與乙烯和Br2的反應屬于同一類型的反應 C．葡萄糖、果糖的分子式均為C6H12O6，二者互為同分異構(gòu)體 D．乙醇、乙酸均能與Na反應放出H2，二者分子中官能團相同 【考查】 1.油脂和苯的化學性質(zhì)。 2.甲烷和乙烯的化學性質(zhì)。 3.葡萄糖、果糖的組成 4.乙酸、乙醇的結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)。

.2.創(chuàng)設(shè)意境，靈活新疑，注重能力的考查

提高陌生度，考查學生的自學、觀察、思維、推理等多種能力是近幾年高考命題改革的方向。以教材中各類有機物的基礎(chǔ)知識為基點，源于教材，超越教材，綜合題給信息與基礎(chǔ)知識，將知識進行重組與遷移，解決實際問題，突出考查推理能力是近幾年高考的熱點，要求學生規(guī)范使用化學用語、填寫化學方程式、結(jié)構(gòu)簡式、分子式等，因此也考查學生的學習品質(zhì)與科學素養(yǎng)。

例（2011廣東）直接生成碳-碳鍵的反應是實現(xiàn)高效、綠色有機合成的重要途徑。交叉脫氫偶聯(lián)反應是近年備受關(guān)注的一類直接生成碳-碳單鍵的新反應。例如： 化合物I可由以下合成路線獲得：

（1）化合物I的分子式為________，其完全水解的化學方程式為________（注明條件）。 考查----分子式書寫，大小寫，元素順序 考查-----酯的水解反應，完全水解，反應條件，方程式的配平，規(guī)范結(jié)構(gòu)簡式的書寫。

（2）化合物II與足量濃氫溴酸反應的化學方程式為__________________________（注明條件）。

考查---醇的性質(zhì)，正確書寫方程式。

（3）化合物III沒有酸性，其結(jié)構(gòu)簡式為；III的一種同分異構(gòu)體V能與飽和NaHCO3溶液反應放出CO2，化合物V的結(jié)構(gòu)簡式為。

考查-----不飽和度概念，醇的氧化反應，規(guī)范結(jié)構(gòu)簡式的書寫羧酸的性質(zhì)，根據(jù)條件寫出同分異構(gòu)體。 （4）反應①中1個脫氫劑VI（結(jié)構(gòu)簡式見右）分子獲得2個氫原子后，轉(zhuǎn)變成1個芳香族化合物分子，該芳香族化合物分子的結(jié)構(gòu)簡式為_____________。

篇5

    有機化學的歷史大致可以分為三個時期。

    一是萌芽時期,由19世紀初到提出價鍵概念之前。

    在這一時期,已經(jīng)分離出了許多的有機物,也制備出了一些衍生物,并對它們作了某些定性的描述。當時的主要問題是如何表示有機物分子中各原子間的關(guān)系,以及建立有機化學的體系。法國化學家拉瓦錫(A.L.Lavoisier,1743—1794)發(fā)現(xiàn),有機物燃燒后生成二氧化碳和水。他的工作為有機物的定量分析奠定了基礎(chǔ)。在1830年,德國化學家李比希(J.von Liebig,1803—1873)發(fā)展了碳氫分析法;1883年,法國化學家杜馬(J.B.A.Dumas,1800—1884)建立了氮分析法。這些有機物定量分析方法的建立,使化學家們能夠得出一種有機化合物的實驗式。

    二是經(jīng)典有機化學時期,由1858年價鍵學說的建立到1916年價鍵的電子理論的引入。

    1858年,德國化學家凱庫勒(F.A.Kekule,1829—1896)等提出了碳是四價的概念,并第一次用一條短線“—”表示“鍵”。凱庫勒還提出了在一個分子中碳原子可以相互結(jié)合,且碳原子之間不僅可以單鍵結(jié)合,還可以雙鍵或三鍵結(jié)合。此外,凱庫勒還提出了苯的結(jié)構(gòu)。

    早在1848年法國科學家巴斯德(L.Pasteur,1822—1895)發(fā)現(xiàn)了酒石酸的旋光異構(gòu)現(xiàn)象。1874年荷蘭化學家范霍夫(J.H.van't Hoff, 1852—1911)和法國化學家列別爾(J.A.Le Bel,1847—1930)分別獨立地提出了碳價四面體學說,即碳原子占據(jù)四面體的中心,它的4個價鍵指向四面體的4個頂點。這一學說揭示了有機物旋光異構(gòu)現(xiàn)象的原因,也奠定了有機立體化學的基礎(chǔ),推動了有機化學的發(fā)展。

    在這個時期,有機物結(jié)構(gòu)的測定,以及在反應和分類方面都取得了很大的進展。但價鍵還只是化學家在實踐中得出的一種概念,有關(guān)價鍵的本質(zhì)問題還沒有得到解決。

    三是現(xiàn)代有機化學時期。

    1916年路易斯(G.N.Lewis,1875—1946)等人在物理學家發(fā)現(xiàn)電子、并闡明了原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了價鍵的電子理論。他們認為,各原子外層電子的相互作用是使原子結(jié)合在一起的原因。相互作用的外層電子如果從一個原子轉(zhuǎn)移到另一個原子中,則形成離子鍵;兩個原子如共用外層電子,則形成共價鍵。通過電子的轉(zhuǎn)移或共用,使相互作用原子的外層電子都獲得稀有氣體的電子構(gòu)型。這樣,價鍵圖像中用于表示價鍵的“—”,實際上就是兩個原子共用的一對電子。價鍵的電子理論的運用,賦予經(jīng)典的價鍵圖像表示法以明確的物理意義。

篇6

[關(guān)鍵詞]綠色化學 有機化學 實驗 環(huán)境保護

[中圖分類號] G642.423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）23-0090-02

最先提出“綠色化學”理念的是美國化學會（American Chemical Society），由于順應經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀規(guī)律，很快即在世界范圍內(nèi)廣泛流傳。綠色化學，簡單地說，是采用適當?shù)幕瘜W原理減少，甚至消除工業(yè)生產(chǎn)對于生態(tài)環(huán)境的污染。

近年來，隨著環(huán)境污染事件不斷升級以及人們的環(huán)保意識不斷增強，[1]“綠色化學”所倡導的理念已經(jīng)成為國內(nèi)外高校關(guān)注的熱點。眾多大學化學教材以及高校的教學計劃均納入了綠色化學相關(guān)內(nèi)容，積極向廣大學生推廣該理念，以期未來他們能將其運用在工作中。

一、 “綠色化學”理念在有機化學理論教學中的應用

（一）加強緒論課的教學

緒論課是一門課程的序幕，其教學的目的是使學生明確學習綠色化學的終極目標，啟發(fā)他們學習該課程的自覺性，激發(fā)學習興趣。因此，緒論課必須具備兩大特性：（1）概念性：緒論課應界定綠色化學的準確定義和涵蓋范圍，將綠色化學的產(chǎn)生、發(fā)展融會于化學史的整個進程中介紹給學生，保證化學學習的連續(xù)性；（2）方向性：緒論課應指出綠色化學現(xiàn)階段的發(fā)展狀況以及未來的發(fā)展方向，同時需要指導學生如何進行該方向的學習，需要具備怎樣的知識結(jié)構(gòu)。

因此我們應當首先開場白式地介紹綠色化學的“前世今生”，以著名化學家、化學實驗、化工企業(yè)的事例證明綠色化學出現(xiàn)的重要性，從而形象生動地描述其對于化工產(chǎn)業(yè)、環(huán)境保護乃至全人類發(fā)展的偉大意義。在介紹有機化學的發(fā)展歷程時，簡單陳述生命力學說、實驗室的獲得、分子組成的確定、有機化合物和有機化學的定義、結(jié)構(gòu)學說的建立等里程碑式的事件。通過這一過程使學生明白：其一，綠色化學的出現(xiàn)符合客觀世界的發(fā)展規(guī)律；其二，在具有探索精神和社會責任感的學者的努力下，綠色化學正在飛速地發(fā)展，并不斷取得里程碑式的成就。

然后向?qū)W生介紹國內(nèi)外該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。目前很多發(fā)達國家已經(jīng)大范圍普及了綠色化學相關(guān)技術(shù)，從源頭上遏制了污染的排放量。但國內(nèi)的工業(yè)污染物治理方法還停留在“末端治理技術(shù)”階段，因此大幅度增加了社會可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟成本，而且加大了原本已經(jīng)十分脆弱的生態(tài)環(huán)境的負擔。

（二）通過實例說明“綠色化學”的好處

在課堂教學中通過對有機合成反應方法的對比，可以說明綠色合成的優(yōu)點。本文以苯酚的制備反應和炔烴的水合反應為例。

（1）苯酚的制備反應

目前共有三種方法可以獲取苯酚：一是苯磺酸堿熔法，二是芳鹵衍生物水解法，三是異丙苯氧化法。苯磺酸堿熔法是將氫氧化鈉與苯磺酸鈉鹽共熔，即堿熔后便可以得到苯酚鈉，再經(jīng)酸化，即得到苯酚。該法的優(yōu)點在于轉(zhuǎn)化率高、設(shè)備簡單、產(chǎn)品純度佳；缺點則是產(chǎn)生廢液多、生產(chǎn)工序多、酸堿消耗量大。芳鹵衍生物水解法是加入大量酸堿，當鹵原子的鄰對位產(chǎn)生強的吸電子基團時進行水解反應。而異丙苯氧化法是一種綠色合成方法，以異丙苯在催化劑紫外線或過氧化物的作用下得到過氧化異丙苯，接著使用稀硫酸將其分解成丙酮和苯酚。該法的優(yōu)點是可以得到有價值的副產(chǎn)品，每產(chǎn)生一噸的苯酚同時可得到0.6噸的副產(chǎn)品丙酮。顯而易見，從綠色化學的角度，我們應當舍棄苯磺酸堿熔法和芳鹵衍生物水解法，選擇異丙苯氧化法，以節(jié)約大量原料，并能減少污染。這個例子充分說明了在課堂上有效傳輸“綠色化學”理念的可行性。

（2）炔烴的水合反應

作為有機合成中官能團轉(zhuǎn)換的最重要的基礎(chǔ)反應——炔烴水合反應，現(xiàn)在已經(jīng)有了更綠色的實驗方法。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)是以汞鹽為催化劑，加入炔烴與水反應得到醛和酮。該方法在生產(chǎn)乙醛上得到了廣泛的應用，但由于汞鹽是很難回收處理的，且反應中需要大量的硫酸，該方法已被發(fā)達國家淘汰。

在指導學生設(shè)計合成反應時，應將污染納入最佳合成路線的考量因素，綜合原料易得性、反應步驟數(shù)目、轉(zhuǎn)化率高低、分離提純難易等各個方面對其進行評估，做到真正無毒無害地實驗。通過這樣的說明，使學生理解“綠色化學”的理念，在未來的職業(yè)生涯中能夠利用化學創(chuàng)造更加清潔的環(huán)境。

二、“綠色化學”理念在有機化學實驗教學中的應用

（一）實驗教學中使用多媒體輔助教學

多媒體教學融會了聲音、動畫、圖片等，能夠極大程度地優(yōu)化化學實驗：第一，可以增強實驗的可見度，從而使得實驗的演示效果更加逼真；第二，模擬實驗可以避免污染；第三，可以模擬工業(yè)化生產(chǎn)過程。比如學生對于接觸法制硫酸、氨氧化法制硝酸等大多數(shù)未見過的實驗，缺乏感性認識，而用計算機等高科技手段能真實表現(xiàn)出所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并可調(diào)整視圖大小反復播放，強化記憶；第四，可模擬化學鍵的斷裂和重新組合等肉眼難以看到的化學反應過程。

目前多媒體化學實驗教學資料豐富，為此，筆者建議開展如下教學改革：在總學時不變的基礎(chǔ)上，增加觀看多媒體錄像的課時，利用多元化教學手段，保證學生既能清晰地理解實驗原理，又能明確實驗的規(guī)范化操作。引入多媒體使得有機化學的實驗實現(xiàn)教學相長，確保學生能夠有機會了解并研究比較難以實現(xiàn)或者具有污染性的化學反應。

（二）提倡半微量化操作模式，嘗試探索微型化實驗

常量有機化學實驗由于是經(jīng)過多次實驗的方案，因此通常操作便捷無需另行設(shè)計且反應現(xiàn)象非常明顯。但是，時代的進步和人們對于生活環(huán)境質(zhì)量要求的提高使得傳統(tǒng)的常量實驗的缺點凸顯出來，比如試劑消耗量大、廢棄物污染嚴重等；除此之外，常量實驗的目的往往是為了復制、驗證，缺乏創(chuàng)新性、探索性，違背了大學教學的本質(zhì)目的，不利于培養(yǎng)學生的科學意識。

基于此，許多學者對此進行了一些嘗試性的探索，目的是在減少藥品用量的同時又不影響實驗結(jié)果及實驗現(xiàn)象的觀察，半微量化操作模式漸漸在大學教學中流行起來。筆者也進行了半微量化操作模式的教學嘗試，實踐證明這樣不僅可行性較強，還能節(jié)省實驗成本和教學時間，給學生更加充分的實踐機會。

此外，筆者也在教學改革中引入了微型實驗這一與“綠色化學”緊密相連的概念。這一概念是由Butcher等[3]美國學者于1985年首次設(shè)計提出，經(jīng)歷了較長發(fā)展和修正的時間，已經(jīng)成為運用較為廣泛的化學實驗模式之一。其與半微量化模式相似，但是在實踐范圍上拓展到了化學實驗的完整過程中，也因此大大節(jié)約了成本 （一般節(jié)約開支90%[4]），從而也更加有效地減少對環(huán)境的污染。

（三）整合教學模塊，改革實驗內(nèi)容，創(chuàng)新設(shè)計綜合實驗

傳統(tǒng)的有機化學實驗教學通常分為三大模塊：基本操作模塊、驗證性實驗模塊和合成實驗模塊?；静僮髂K是指化學實驗的入門操作，比如化學藥品的存放、反應器和容器的加熱蒸餾、計量儀器的使用、玻璃工操作等；驗證性實驗模塊是指各類化合物的性質(zhì)驗證，比如銀鏡反應、不飽和烴和溴水的反應、酚與三氯化鐵的顯色反應等；合成實驗模塊是指考查學生完成化學實驗的整套流程，以及設(shè)計并完成綜合實驗的技能，比如樟腦的合成、間硝基苯酚的合成、八溴醚的合成等。目前這三大模塊在教學安排上較獨立，導致多數(shù)學生的實驗技能不夠熟練，常犯低級錯誤，因此也更遑論進一步獨立設(shè)計實驗了。另外，由于合成實驗模塊常常由于試劑利用率過低而導致其廢棄后對環(huán)境造成較大污染，嚴重有悖于綠色化學的4R原則。如果將這三大模塊有效結(jié)合起來，不僅能夠提高教學的質(zhì)量，還能為環(huán)境保護做出貢獻。

先進實驗技術(shù)的引進、計算機輔助教學、實驗內(nèi)容的推陳出新、引導學生選取環(huán)境友好型的化學試劑、微型化實驗規(guī)模、系列化實驗內(nèi)容等，構(gòu)成了有機化學“綠色化”的創(chuàng)新改革方向。只有在實驗教學中，由細節(jié)入手，深入對比、研究、探索綠色化學反應，加強綠色化學教育和環(huán)保意識，才有可能從根本上切斷污染源。綠色化學是進入成熟期的化學，雖然我們距離“零排放”這個目標很遙遠，與發(fā)達國家也存在差距，但是作為化學教學工作者，為環(huán)境減少污染是我們教學與科研的共同目標。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 朱文祥.綠色化學與綠色化學教育[J].化學教育， 2000（1）：1.

[2] 鮑時安，張家登.化學史教育與教學[J].化學教育，2000（1）：44

[3] 林群.美國化學實驗教學改革——微型實驗簡介[J].化學教育，1994（10）：46-48.

篇7

推斷題首先要抓住突破口，表現(xiàn)物質(zhì)特征處大都是突破口所在，所以考生在掌握化學知識概念點上，要注意總結(jié)它的特征。

在推斷題的題干中及推斷示意圖中，都明示或隱含著種種信息。每種物質(zhì)都有其獨特的化學性質(zhì)，如物質(zhì)的顏色如何，是固體、液體還是氣體，有怎樣的反應條件，反應過程中有何現(xiàn)象，在生活中有何運用等，同時還要注意表述物質(zhì)的限制詞，如最大(小)、僅有的等?？忌吹竭@些信息時，應積極聯(lián)想教材中的相關(guān)知識，進行假設(shè)、重演，一旦在某一環(huán)節(jié)出錯，便可進行另一種設(shè)想。

在訓練中找感覺

一般而言，推斷題的思維方法可分三種：第一種是順向思維，從已知條件入手逐步推到產(chǎn)物；第二種是逆向思維，從最終產(chǎn)物向上推，作假設(shè)；第三種則是從自己找到的突破口進行發(fā)散推導。解推斷題時，考生還可同時找到幾個突破口，從幾條解題線索著手，配合推斷。

可以說化學推斷題沒有捷徑可談，它需要考生在訓練中總結(jié)經(jīng)驗、尋找規(guī)律，發(fā)現(xiàn)不足后再回歸課本，再進行訓練，螺旋上升。如此而為，做推斷題便會有"感覺"。

如何做好化學推斷題？

有機推斷題經(jīng)常圍繞苯及同系物、醇為中心的轉(zhuǎn)化、葡萄糖的性質(zhì)來考察。所以我個人認為要做好此類題，首先上述提到的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系要非常熟悉。其次，做題時要善于抓題眼，題眼經(jīng)常是一些特殊的性質(zhì)、用途、現(xiàn)象、反應規(guī)律等，以此作為突破口解題。平時可以專門找一些此類題集中練練，以便找出一些做題規(guī)律。

化學推斷題的解答技巧與思路

推斷題怎么入手，有沒有什么竅門？

有機推斷題經(jīng)常圍繞苯及同系物、醇為中心的轉(zhuǎn)化、葡萄糖的性質(zhì)來考察。所以我個人認為要做好此類題，首先上述提到的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系要非常熟悉。其次，做題時要善于抓題眼，題眼經(jīng)常是一些特殊的性質(zhì)、用途、現(xiàn)象、反應規(guī)律等，以此作為突破口解題。平時可以專門找一些此類題集中練練，以便找出一些做題規(guī)律。

化學的知識點比較多，比較碎，所以推斷題一直是考生們比較頭疼的一種題型。有機推斷中最重要的是對化合物的性質(zhì)要有比較清楚的掌握，其次對有機反應比較熟悉。思考時首先要抓住它的題眼，也就是重點觀察特殊物質(zhì)的性質(zhì)，以及所給物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、碳鏈是否有所改變。然后根據(jù)不同的有機物質(zhì)如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴以及各種烴的衍生物的性質(zhì)不同點來重點掌握。通過常見的有機化學反應類型，如取代、加成、加聚、酯化、水解等等反應，將有機物質(zhì)之間進行各種不同的轉(zhuǎn)變，反應中分子結(jié)構(gòu)斷鍵的位置也應重點掌握。

有機推斷題往往題目中會給信息，首先要讀懂題目中的所給信息，如果是方程式的話，要明確它的斷鍵和成鍵的位置，還要特別注意題目中所給的文字信息。從開始依據(jù)框圖向后進行，當中間推斷不過去的時候，再從最后向前推斷，用兩頭擠的方式，時刻關(guān)注信息，完成所合成的問題。有機推斷特別要注意官能團的性質(zhì)。

化學中的推斷題如何把握切入角度？

化學推斷題中容易出現(xiàn)問題的是有機的推斷。這個切入點有兩種題型，一種題型是從大家很熟悉的物質(zhì)開始展開的，另外一種題型是最初的反應物很不熟悉，不明確的，這樣就有兩種做法，一個是從很明確的物質(zhì)出發(fā)的，大家從開始往后逐一推斷，如果中間有不明白的地方，可以先跳過去。如果開始沒有明確的物質(zhì)，是一個很含糊的物質(zhì)，這樣的話，請大家從特殊的物質(zhì)，特殊的現(xiàn)象，特殊的反應入手。

篇8

[關(guān)鍵詞]研究型大學；有機化學；教學探索；創(chuàng)新能力

在我國工科院校，不論理科方向還是工科方向，有機化學都是相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課，有機化學的教學在學生的知識體系中占據(jù)著舉足輕重的地位。同時，有機化學教學的實踐與探索一直在進行，經(jīng)過幾十年的發(fā)展與改革，市面上針對有機化學的教材層出不窮，但萬變不離其宗，歷來有機領(lǐng)域所建立起來的基礎(chǔ)知識、基本原理不變，仍然是我們教學工作者需要講授的基本內(nèi)容與重點，也是對學生提出的基本要求和研究型大學要求學生所必須理解、掌握與融會貫通的基礎(chǔ)知識。在信息化技術(shù)改革與飛速發(fā)展的今天，學生獲取知識與信息的手段和方法比以往發(fā)生了天翻地覆的變化，這就對我們現(xiàn)在大學課堂的教學模式與方法提出了更高的要求，特別是對于工科專業(yè)基礎(chǔ)課的教學，不僅要與時俱進，更要推陳出新，從課程中引導學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)與課本知識學習無縫銜接。但目前存在這樣的問題：一是學生群體用于科學文化知識的學習意識和學習能力發(fā)生了較大的質(zhì)變。近幾年來，高?；旧嫌瓉砹藲v史上獨生子女比例較高的一批批大學生，個性強但獨立性也稍差，用于對課本知識學習的時間不多動力不足[1]。二是先進電子科技的發(fā)展，查文獻搜索科技信息以及互相之間的信息交流更加便利和及時，為學生提供了便利的同時卻也給學生帶來了消極的影響，多數(shù)學生基本不動手做筆記，而是依賴于教師的課件及希望教師所劃出的考試重點，對化學反應的機理理解不透甚至不理解。三是由于課時的壓縮，系統(tǒng)復習的時間不夠，造成學生復習的倉促和顧此失彼。四是理論教學內(nèi)容乏味單一，無法與基本的生產(chǎn)生活實際相聯(lián)系，引起學生感興趣的新東西新內(nèi)容太少，教學效果不好[2]?；谶@些問題，結(jié)合我校實施研究型大學發(fā)展模式的啟動，我們從教學內(nèi)容方面突出工程特點、教學方法方面實踐有效學習、教學手段上引入新式工具及教學目標上注重培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力四個方面對有機化學教學進行了初步的探索與實踐，建立了一套適合于工科專業(yè)的有機化學教學模式，增強了學生對有機化學的學習興趣，提高了教學質(zhì)量。

1教學內(nèi)容上突出工科特點

有機化學就是研究有機化合物的化學，是研究有機化合物的來源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應用及其有關(guān)理論和方法的科學。有機化學不僅是化工專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，也是我校礦物加工專業(yè)和環(huán)境工程專業(yè)的必修基礎(chǔ)課之一。在人類更加關(guān)注地球的生存環(huán)境和追求無害化生活質(zhì)量的今天，有機化學的地位已經(jīng)越來越突出，其原因是多類行業(yè)的污染排放控制中毒害最大也是最難處理的那部分有害物質(zhì)大多與有機結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有關(guān)，因此對有機物質(zhì)的認識、研究與分析是實現(xiàn)可持續(xù)環(huán)?；l(fā)展所必備的知識與技能[3]。有機化學教學已經(jīng)延續(xù)了上百年的歷史，教學內(nèi)容幾十年不變但工科性不強，因此，對于我校研究型工科大學的特點，在教學內(nèi)容安排上我們突出工科特點，由基本的有機合成原理引伸出這些原理在最新的科研領(lǐng)域中的應用，即能引發(fā)學生極大的課堂興趣，又能拓寬學生的知識面，為后續(xù)專業(yè)領(lǐng)域的研究奠定一定的基礎(chǔ)。首先，對教學內(nèi)容進行精簡和側(cè)重點劃分式講解。目前，我校有機化學課程選擇的是由徐壽昌主編的高等教育出版社的《有機化學》作為教材，并且根據(jù)我校學科特點及調(diào)整后的培養(yǎng)方案，將前十七章即從緒論、烷烴至雜環(huán)化合物作為教學內(nèi)容，該教學內(nèi)容的設(shè)置是按官能團分類方式進行安排，從各章的內(nèi)容結(jié)構(gòu)來看，基本上每章內(nèi)容分為三大部分，第一部分為含有相同官能團的有機化合物的基礎(chǔ)性質(zhì)，包括分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征、物理性質(zhì)和波譜特征等；第二部分為相同類官能團有機化合物的制備方法與反應、化學性質(zhì)與反應機制，此部分是有機化學的重點內(nèi)容，也是有機化學教學的核心部分；第三部分為含有此類官能團有機化合物的典型代表。根據(jù)這樣一條主線，每章內(nèi)容都有相同的規(guī)律性，便于學生總結(jié)歸納，同時把章節(jié)之間相互交叉的內(nèi)容前后滲透著講解，比如后面章節(jié)有機化合物制備的化學反應與前幾章節(jié)化合物化學性質(zhì)的反應部分相互重疊，講課時進行了簡化合并，讓學生一目了然。從工科體系對有機化學知識的要求來看，每章的第一部分為物質(zhì)基礎(chǔ)知識，內(nèi)容基本雷同，這部分在緒論的有機化合物的分類和命名中系統(tǒng)講解后，后面章節(jié)不再累贅，完全可以靠學生自學解決，既能訓練學生的總結(jié)歸納能力，又能讓學生學會自己思考得出其中的規(guī)律性，有助于對基礎(chǔ)理論的理解、掌握與記憶。而第三部分內(nèi)容則相對簡單易懂但又有些過時和繁瑣，因此完全可以不放在課堂講解，只作為一種常識留給學生自學，把更多的課堂時間用于擴展第二部分內(nèi)容并向工科基礎(chǔ)延伸。其次，對重點內(nèi)容突出工科特色，強化有機化學在實踐中的作用。工科最大的特點在于通過學習化學反應借助于工藝過程不僅僅是解決能得到什么，還要從原材料的來源、工藝路線、條件、以及產(chǎn)率等多方面考慮，而這些工程特點的內(nèi)容通過引入有機化學最新的科研動態(tài)和應用成果體現(xiàn)出來，這也是最能引起學生極大學習興趣的方式之一。大學生的課堂教學，調(diào)動學生的學習興趣是教學過程中最為重要的一個方面，在精簡教學內(nèi)容、適當刪除部分過時和繁瑣部分內(nèi)容的背景下，將經(jīng)典有機化學理論與相關(guān)學科前沿發(fā)展相結(jié)合，適當交叉講述與有機化學關(guān)系密切學科的新成果、新方法和新技術(shù)，如材料、環(huán)境、食品、能源等等，讓學生感受到有機化學與我們身邊的生活息息相關(guān)，既能激發(fā)學生聽課與思考的動力，引發(fā)學生的興趣，又能使學生充分體會到所學知識的實用性。例如，講解“苯酚與羰基化合物的縮合反應”時，這歷來都是學生最難以理解的幾個反應之一，很可能因為難以理解而導致學生逐漸失去了興趣，有些學生甚至放棄了這一部分，造成對這部分內(nèi)容教師難教、學生難學的局面。為此，我們首先以生活中最新發(fā)生的事例——雙酚A事件開始：有機化合物雙酚A是世界上使用最廣泛的工業(yè)原料之一，在塑料制品中添加雙酚A可以使其具有無色透明、耐用、輕巧和突出的防沖擊性能等特性，廣泛用于水瓶、奶瓶、牙齒填充物等。可是最近衛(wèi)生部明令禁止生產(chǎn)雙酚A塑料奶瓶，而且這個禁令最早由歐盟提出而且已經(jīng)在歐盟實施半年，但雙酚A依然以其不可替代的優(yōu)點廣泛應用于其他方面。那雙酚A又是什么呢？雙酚A正是“苯酚與羰基化合物的縮合反應”的一種產(chǎn)物，由此切入這一反應類型機理的講解，將復雜繁瑣的有機反應機制與生產(chǎn)生活實際產(chǎn)品相結(jié)合，不但可以激發(fā)學生的好奇心，更會讓學生帶著強烈的求知欲在腦海里留下深刻的印象，并為后續(xù)課程中雙酚A作為原材料去制備環(huán)氧樹脂的工程路線的學習做好了鋪墊。當然，諸如此類的反應機制大多都能與生產(chǎn)生活中的實例相結(jié)合，這些突出工科特點的教學內(nèi)容既能強化基礎(chǔ)又能保證教學內(nèi)容的科學性和先進性，使學生充分體會到所學知識的可用性。再者，教學過程中滲透綠色化學，增強環(huán)保意識。有機化學的基本反應類型中有些化學反應盡管典型但后來在應用過程中綜合考慮環(huán)境污染問題，已經(jīng)過時或基本已被淘汰，對于這些反應，在教學過程中可以適當弱化其地位，只作為了解性內(nèi)容介紹；同時，結(jié)合講授內(nèi)容適時補充一些綠色有機合成路線，提高學生的環(huán)保意識，使其感受到有機化學發(fā)展具備良好的應用前景。例如，酯交換反應是有機化學反應中的一大類，如聚碳酸酯的合成，作為一種工程塑料，聚碳酸酯是五大工程塑料中增長速度最快的，有機化學課程中是由雙酚A和光氣(COCl2)的酯交換法來合成，而Tundo報道了一種經(jīng)酯交換和縮聚反應的綠色合成路線，先用二氧化碳代替光氣生產(chǎn)碳酸二甲酯，然后在固態(tài)熔融狀態(tài)下由雙酚A和碳酸二甲酯聚合生產(chǎn)聚碳酸酯。此工藝取代了常規(guī)的光氣合成路線，并同時實現(xiàn)了兩個綠色化學目標，一是不使用有毒有害的原料，二是不再使用可疑的致癌物——甲基氯化物作為溶劑。通過這樣的實例使綠色化學的概念深入人心，讓學生意識到有機化學反應具備廣闊的可持續(xù)化發(fā)展的空間，同時也賦予了學生將來從事創(chuàng)新活動的思考空間，學生對此充滿興趣，保證和提高了教學質(zhì)量。

2教學方法上踐行有效學習

有機化學教學內(nèi)容多、基本概念和理論復雜，需要記憶的化學反應又多，因此，課堂講解起來顯得比較零散，尤其是講到后面幾章時，學生也失去了耐心，造成了前后混淆或者是學了后面忘了前面的局面，復習的時候也是越復習越?jīng)]有信心[4]。但仔細研究發(fā)現(xiàn)，按照官能團分類的教學內(nèi)容安排，章節(jié)內(nèi)及章節(jié)之間內(nèi)容的規(guī)律性還是比較明顯的，因此，根據(jù)多年教學經(jīng)驗總結(jié)，我們在教學過程中采取了隨時總結(jié)歸納的方式，把前后交叉的內(nèi)容串聯(lián)起來，合理科學地安排在有限的課時內(nèi)，這樣能激發(fā)學生課堂學習效果的最優(yōu)化，引導學生將重要的知識點都能在課堂上最大化地消化與吸收，達到有效學習。例如：(1)對乙烯的氧化反應產(chǎn)物，不同條件下有不同的氧化機制和產(chǎn)物，學生對此總是把握不好。為此，我們在綜合了所有章節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對烯烴的氧化反應條件及相應的產(chǎn)物進行了歸納，如圖1所示，這張圖就讓學生有了清晰的區(qū)別式記憶，不容易混淆而且對知識點的把握更加牢固。(2)有機化學中兩大類型的四種反應貫穿教學內(nèi)容的始終，包括親電取代、親電加成、親核取代和親核加成四大反應，其反應機理及反應發(fā)生的方向與快慢的影響因素這部分知識是教學中的難點，也是最容易讓學生感覺到雜亂無章的內(nèi)容。為此，我們采取了逐級總結(jié)、分步展開的方法進行講解，先對鹵代烷烴的化學反應總結(jié)，三類反應：親核取代反應、消除反應和與金屬的反應；再對三類反應進行分類總結(jié)，如鹵代烷烴的親核取代反應歸納如圖2所示。這樣的講解與總結(jié)方式，很好地梳理了各類型反應特點、機理與影響因素，如圖2所示，對學生理解與掌握難點內(nèi)容起到了一目了然的作用，不僅記憶起來容易而且能讓學生即時在課堂上把這些內(nèi)容消化掌握，提高了課堂學習效率。(3)醛酮類的化學反應和β-二羰基化合物的化學反應是有機化學教學的重點，在整個有機體系中占有舉足輕重的地位，其所參與的化學反應是有機工業(yè)的基礎(chǔ)與紐帶。但教學過程中研究發(fā)現(xiàn)，學生對這部分內(nèi)容特別容易混淆，分辨不清，甚至無法正確掌握其反應機理和反應產(chǎn)物。為此，我們對醛酮類官能團的羥醛縮合反應和交叉歧化反應與β-二羰基化合物的合成即“三乙合成”反應進行類比式總結(jié)歸納，前后對照，找出其中的差異化，使學生對不同類型官能團的反應機理及產(chǎn)物有了明確的辨別與分析，同時記憶，達到了高效地掌握重點記憶重點，學生也在最短的時間內(nèi)理解并掌握了這一部分即是重點又是最為復雜的內(nèi)容。通過這種逐級歸納、分類總結(jié)及類比式、區(qū)別式歸納教學方法，能讓學生對每一部分知識點都一目了然，有助于學生更快更牢固地理清容易混淆的內(nèi)容，既提高了學生的學習效率，做到了課堂上有效學習，又培養(yǎng)了學生自主的歸納總結(jié)能力。

3教學手段上拓展新型科技渠道

信息化技術(shù)的應用為各行各業(yè)的工作帶來了前所未有的智能化工具，將其充分地應用于教學工作中，也必將使教師的授課方式和學生的學習方式發(fā)生深刻的變化，這些變化為我們開創(chuàng)了新的途徑和教學模式。同時，學生對信息化工具的使用已經(jīng)成為常態(tài)，觀看和應用手機、電腦等影像與視頻也越來越方便和快捷，因此，我們所采用的教學手段完全有條件拓展更多更好更新型的信息化科技渠道。首先，電腦多媒體教學手段已經(jīng)很好地呈現(xiàn)出了其優(yōu)越性，在有機化學的教學工作中發(fā)揮了其不可替代的作用，因為有機化學涉及大量的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)象、反應機理等抽象性的概念，這些空間結(jié)構(gòu)不能只靠平面式的講解和學生的想象力去理解，而是在通過多媒體在教學課件中通過圖片、視頻及動畫的方式，對開拓學生的空間意識、加深學生對抽象知識的理解與掌握起到了至關(guān)重要的作用，很大程度上激發(fā)起了學生的求知欲，更愿意去思考和提問，活躍了課堂氣氛的同時提高了教學質(zhì)量。再次，我們將新型的有機化學軟件引入到教學工作中，如ChemDraw、ChemWindow、ChemOffice等，這些桌面化學軟件不僅能更加準確形象地描繪出有機化合物的分子結(jié)構(gòu)，還能夠以動畫和三維Flash的形式展現(xiàn)出分子結(jié)構(gòu)的3D空間及分子軌道形成過程。這些軟件的使用豐富了多媒體教學的內(nèi)容，使多媒體更加形象生動，由此制作的多媒體課件更加美觀內(nèi)容更加充實和飽滿。與此同時，教師還引導和鼓勵學生自學使用這些軟件中的一種或幾種，增加學生對電腦的應用技能，學生對此也有濃厚的興趣，因為這對學生將來的畢業(yè)論文設(shè)計環(huán)節(jié)和工作環(huán)節(jié)都頗有幫助。另外，微課是最新發(fā)展起來一種教學方式，以其靈活方便、針對性強、教學時間短和與教師隨時互動的特點，深受學生喜歡。在網(wǎng)絡、信息與通訊技術(shù)快速發(fā)展的時代，微課在大學教學中作為傳統(tǒng)課堂學習的一種重要補充，可以為學生拓展學習資源，實現(xiàn)個性化差異化教學，滿足不同學生對不同知識點的按需學習，幫助學生鞏固課堂學習內(nèi)容并進行自我查缺補漏，尤其對對學有余力的學生起到了更大的幫助作用。比如我們用微課建立了涉及格利雅(Grignard)試劑的各種合成反應，并把由此建立了一張合成各類有機化合物的網(wǎng)狀散射圖，將各種醇(伯、仲、叔醇)、羧酸及酮的合成方法、合成路線與合成機理呈現(xiàn)得淋漓盡致，微課里的視頻將授課內(nèi)容大幅濃縮，將簡單易懂的知識點去掉而僅保留難點重點，學生能夠做到專注地記憶與思考；同時附有習題與測試可供學生加以鞏固，這在接下來有機合成題的課堂練習與檢測中明顯地體現(xiàn)出來，以往學生對大部分有機合成題目都感到無從下手，不知道從哪里開始，不知道用哪類簡單有機物質(zhì)去合成，更不知道用什么方法或路線來合成，而通過這樣的方式授課，既讓學生抓住了課堂內(nèi)容的主線又讓學生有了充分的獨立思考與分析的時間，針對不同的有機合成題學生能夠做到分步分析，逐步找出正確合理的合成路線，始終保持思路清晰。微課不僅是一種教學模式，更是一種學習方式，即提高了學生的學習效率，又提高了教師的授課效率，它提供了一種可以讓學生自主學習、可以隨時跟授課教師溝通交流、可以讓學生進行探究性學習的平臺。

4教學目標上注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)

大學在教育歷史的延展中承擔了育人、科研、服務的職能，研究型大學的本質(zhì)就是“研究與教學相結(jié)合”，其發(fā)展目標必然是把研究放在首位，在大學的本科階段即提供全面的學位計劃，寬基礎(chǔ)的學習也是為今后的科學研究打基礎(chǔ)做鋪墊。因此，作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的有機化學，我們在講授過程別地提出對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這是研究型大學今后發(fā)展的必然趨勢，也是為培養(yǎng)多層次人才所必備的教書育人模式?，F(xiàn)代社會是個發(fā)展突飛猛進、競爭異常激烈的時代，當代大學生不管是將來走向科研領(lǐng)域還是進入社會，其未來的發(fā)展前景必將依賴于創(chuàng)新能力，學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)自然而然成為教學工作目標的重要組成部分。我們將有機化學課堂內(nèi)容、實驗課與大學生創(chuàng)新實驗訓練相結(jié)合，針對目前學生在創(chuàng)新實踐過程中出現(xiàn)的問題與不足，在有機化學教學中研究并設(shè)計了引導學生創(chuàng)新意識培養(yǎng)其創(chuàng)新能力的教學方式。在教學中注重學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，首先，當今大學生想象力豐富、思維活躍，總是想追求新穎的東西，但由于他們的知識面不夠?qū)?、對行業(yè)認知不深，無法把所學知識與行業(yè)中的發(fā)展需求相聯(lián)系，從而缺乏創(chuàng)新的源泉和創(chuàng)新性思維的方式。為此，我們在教學過程中及時將所學有機合成反應與相應行業(yè)的最新發(fā)展相聯(lián)系，引導學生結(jié)合行業(yè)中需要解決的問題自己思考。如“單環(huán)芳烴”這一章，在講到單環(huán)芳烴的來源時，學生了解到苯及其同系物主要來源于煤的干餾分解產(chǎn)物，為了讓學生更多地了解與之相關(guān)的行業(yè)發(fā)展動向，我們在此引入了目前研究最熱的課題之一——煤燃燒過程中的結(jié)焦與結(jié)渣問題，這是影響燃煤發(fā)電廠的經(jīng)濟效益和安全運行的嚴重問題，要求學生與課堂內(nèi)容相聯(lián)系，思考如何去研究，同時與前面章節(jié)講到的紅外光譜前后呼應去分析結(jié)焦與結(jié)渣與哪些因素尤其是哪些有機物質(zhì)有關(guān)，可以采取哪些研究方法去發(fā)現(xiàn)、分析并解決問題。同樣的例子，我們在講到“羧酸及其衍生物”一章時，其中一部分有機化學反應學生在高中已經(jīng)學過且有些反應產(chǎn)物已經(jīng)被淘汰或過時，在此，在精簡課堂教學內(nèi)容的基礎(chǔ)上我們適時地引入與羧酸衍生物相關(guān)的材料科學方面的最新研究動向，即一種新型的超塑化劑——聚羧酸系高性能減水劑(PCE)，它是一種新型建筑材料添加劑，以減水率高、保坍性能好、強度增長快等特點被廣泛用于配制超高強混凝土、高流動性及自密實混凝土，其分子結(jié)構(gòu)與合成路線與本章內(nèi)容息息相關(guān)。通過這些問題的引入，既能讓學生接觸到了學科發(fā)展的前沿，又能為學生的創(chuàng)新思維提供素材與源動力，同時教育學生要善于自己利用和創(chuàng)造條件，充分發(fā)揮自己的特長，把握本學科最新發(fā)展的動態(tài)和相關(guān)學科知識的橫向關(guān)系，由此學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力才能夠得到進一步發(fā)展。再者，創(chuàng)新能力培養(yǎng)光有創(chuàng)新靈感和熱情是遠遠不夠的，還必須學習、掌握并具備相應的創(chuàng)新技能以及持之以恒的信心。為此，我們?yōu)槌錆M創(chuàng)新意識又學生余力的學生提供了實驗平臺，培養(yǎng)學生的動手能力和運用創(chuàng)新科技的方法，比如上面所提到的“羧酸及其衍生物”部分，教學過程中摒棄了過時的和學生高中所學過的部分內(nèi)容，而將“聚羧酸減水劑的合成”作為這一章節(jié)內(nèi)容的拓展教學，鼓勵并指導大學生發(fā)揮其敏捷的思維與創(chuàng)新思想、大膽地去嘗試新的合成工藝路線，不怕失敗還是從失敗中總結(jié)規(guī)律和經(jīng)驗，通過學生堅持不懈的嘗試與創(chuàng)新，通過不斷失敗的合成路線的實驗摸索，綜合分析了各種合成工藝條件及對合成的產(chǎn)品的評價后，發(fā)現(xiàn)了一種新的合成工藝即低溫合成聚羧酸減水劑的方法。因此，在現(xiàn)有的高等教育體制與教學模式下，學生的創(chuàng)新能力是在學習基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，通過教師在教學過程中適當?shù)囊龑c啟發(fā)而培養(yǎng)起來的?？傊?，通過多年的有機化學教學經(jīng)驗體會，我們在教學內(nèi)容、教學方法、教學手段及教學目標的研究、探索與實踐，很好地結(jié)合了我校研究型大學培養(yǎng)工科技術(shù)人才的要求，優(yōu)化了教學內(nèi)容，改善了課堂教學效果，提高了有機化學的教學質(zhì)量。當然，有機化學的教學建設(shè)與改革仍在不斷地向前發(fā)展，需要我們不斷地提高教學水平，使課堂教學更加充滿活力，從而提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型合格化工專業(yè)人才。

參考文獻

[1]劉濤，杜榮斌，孔學軍，等．突出工程教育特點的有機化學教學改革-以化學工程與工藝為例[J]．廣東化工，2014，41(21)：263-264．

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篇9

【關(guān)鍵詞】 綠色化學 環(huán)境污染 環(huán)境治理

當今時代,化學真正成為了一門最有用的科學。化學科學的研究成果和化學知識的應用為推動人類的進步起到了決定性的作用。目前,化學及其制品已經(jīng)滲透到人類生活、生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。但另一方面,化學化工的發(fā)展為人類的生活改善提供了源源不斷的能源和物質(zhì)基礎(chǔ),但同時又造成了很多的能源和環(huán)境問題?！熬G色化學”的出現(xiàn),為人類最終從化學的角度解決環(huán)境和能源問題帶來了新的希望。

一、概念及核心內(nèi)容

1.概念。綠色化學又稱環(huán)境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經(jīng)濟性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在始端就采用實現(xiàn)污染預防的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學。

2.核心內(nèi)容。原子經(jīng)濟性是綠色化學的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經(jīng)濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結(jié)合到目標分子中。綠色化學的原子經(jīng)濟性的反應有兩個顯著優(yōu)點:一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地減少了廢物的排放。

二、滲透“綠色化學”思想

我國古代就有“不竭澤而漁,不焚林而獵”的保護自然環(huán)境的思想。今天,我們保護環(huán)境不僅要保護環(huán)境不受污染,而且要繼承古代環(huán)境保護的思想,合理利用資源,以保證資源的永續(xù)利用。我們應該懂得保護環(huán)境就是保護我們自己。為了更好地保護環(huán)境,許多國家正在廣泛地宣傳環(huán)境保護思想,制定相應的法律法規(guī)。我國于1979年9月頒布了《中華人民共和國環(huán)境保護法(試行)》,并在1983年底召開的全國第二次環(huán)境保護大會上將保護環(huán)境確立為我國一項基本國策。

白色污染是當今社會的一大公害,而且越來越受到公眾和政府的關(guān)注。塑料作為人工合成的高分子材料,由于它有良好的成膜性、絕緣性、成型性、耐酸堿、耐腐蝕,外觀鮮艷,而且它具有極其低廉的價格,隨著石油化工的發(fā)展迅速成為人類不可缺少的一種材料。然而隨著塑料的大量使用,廢棄塑料難于降解,嚴重污染了人們所居住的環(huán)境,還有的塑料會引起人類新的疾病的產(chǎn)生。如今,綠色蔬菜、綠色產(chǎn)品、綠色科技、綠色化學,還有現(xiàn)在所提倡的綠色飯店、綠色學校,都成為最時髦的名詞。綠色話題成為人類最具共識的話題。這種綠色意識,是人類重新審視自然的表現(xiàn)。只有培養(yǎng)人類真正意義上的“綠色意識”,才能實現(xiàn)對環(huán)境,對人類更友善的化學――綠色化學。

因此,人類在生產(chǎn)、生活中都應貫穿綠色化學的思想,在生活中對其廢棄物要妥善處理,決不能隨意傾倒,造成環(huán)境污染。

三、設(shè)計“綠色新工藝”

我國在環(huán)境資源、容量方面,總量雖大但人均擁有量很小。經(jīng)濟生產(chǎn)的特點是工業(yè)技術(shù)水平整體不高,能源和資源消耗及污染排放量高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)比重還是很大,“三廢”基本沒有經(jīng)過任何處理就四處排放,污染十分嚴重。但是人們不能走“先污染破壞,后治理恢復”的道路,也不能走“邊污染,邊治理”的道路,而應該采取我國政府制定的“全面規(guī)劃,合理布局,綜合利用,化害為利,依靠群眾,大家動手,保護環(huán)境,造福人民”的環(huán)境保護方針,還要在化工工藝上采取更為綠色的、環(huán)保的工藝過程。綠色化學不是被動地治理環(huán)境污染,而是主動的防止化學污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學是更高層次的環(huán)境友好化學。

1.設(shè)計環(huán)保工藝。開展環(huán)境分析方法和標準化的研究,建立高靈敏度、高選擇性、快速、自動化程度高的監(jiān)測方法;開發(fā)新材料、新能源、用綠色化學工藝代替經(jīng)典工藝;在制定污染物向環(huán)境排放量標準的同時與其他手段相結(jié)合,積極開展處理和利用廢物的技術(shù)研究,變廢為寶。三廢的處理過程不應產(chǎn)生或少產(chǎn)生新的污染,這樣才能實現(xiàn)減少或消除污染。

2.開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品是指產(chǎn)品在使用過程中和使用后不會危害生態(tài)環(huán)境和人體健康,產(chǎn)品具有合格的使用功能及使用壽命,產(chǎn)品易于回收、利用和再生,報廢后易于處理,在環(huán)境條件下容易降解。如日常生活中適用的包裝材料,用后可以進行再利用,如用再生紙作購物袋,用再生塑料制造各種容積,不但可節(jié)約寶貴的資源, 還可以減少固體廢棄物的排放。

四、綠色化學與環(huán)境治理

目前,隨著綠色化學作為學科前沿方向的逐步形成, 在很短的時間內(nèi),通向綠色化學的各種途徑已隱約可見。這說明綠色化學是有效的,也是有益的。從科學觀點認識,綠色化學是對傳統(tǒng)化學思維方式的更新和發(fā)展;從環(huán)境觀點認識,它是從源頭上消除污染;從經(jīng)濟觀點認識,它合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本,符合經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。其目的就是要把現(xiàn)有化學和化工生產(chǎn)的技術(shù)路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上根除污染”。然而,必須指出的是, 綠色化學與環(huán)境治理是完全不同的概念。環(huán)境治理是對已被污染的環(huán)境進行治理,使之恢復到被污染前的面目; 而綠色化學則是從源頭上阻止污染物的生成,即所謂污染預防。因此,只有通過綠色化學的途徑,從科學研究出發(fā),發(fā)展環(huán)境友好化學、化工技術(shù),才能解決環(huán)境污染與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的矛盾。另一關(guān)鍵問題是培養(yǎng)具有環(huán)境保護意識的人,樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。通過宣傳,強化公眾的環(huán)境意識。作為高等學校培養(yǎng)的各種層次的高素質(zhì)人才,應努力學習有關(guān)知識,加強對保護環(huán)境,改善環(huán)境的責任感。創(chuàng)造一個清潔美好的生活環(huán)境是人類的共同愿望,給后代留下一個良好的環(huán)境,也是我們這一代人所必須履行的責任和義務!

相信隨著科學技術(shù)的進步和人們綠色意識的提高,只要我們用好綠色化學技術(shù),搞好經(jīng)濟,我們賴以生存的地球環(huán)境會變得更加美好。

參考文獻:

[1] 王恩舉.漫談綠色化學[J].大學化學,2002,(4).

篇10

點擊化學法主要由諾貝爾化學獎獲得者Sharpless于2001年提出，其以組合化學為基礎(chǔ)，經(jīng)過一系列革命性變化的合成方法，為一種新型的快速合成大量化合物方法。由于其具備反應條件溫和、產(chǎn)物收率高、高度選擇性、產(chǎn)物速率快、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點，使得其在各種用途的生物醫(yī)用領(lǐng)域中得到廣泛應用，并為其提供較多便利，逐漸受到國內(nèi)、國外科學家的關(guān)注。為更加深入地了解點擊化學法在生物醫(yī)學領(lǐng)域中的應用效果，現(xiàn)綜述如下。

1 點擊化學概述

點擊化學被稱作鏈接化學、動態(tài)組合化學，屬于一個模塊合成概念，為一種選用易得原料，經(jīng)過可靠性、模塊化、高選擇性、高效率的化學轉(zhuǎn)變，進而實現(xiàn)碳雜原子連接（C-S-C），通過應用低成本快速合成各類新化合物組合化學方法，突破傳統(tǒng)有機合成，為目前化學領(lǐng)域發(fā)展較顯著的一個趨勢。

點擊化學具備的優(yōu)異特征可使應用“分子裁剪”手段模塊組合成復雜化合物，主要包括樹枝狀分子、星形聚合物、梳形聚合物、糖類衍生物及蛋白質(zhì)及生物雜化物等生物醫(yī)學材料。

2 點擊化學法及其在生物醫(yī)學領(lǐng)域中的應用

2.1 應用至合成基因載體領(lǐng)域

研究指出，臨床已將點擊化學法應用到合成基因載體領(lǐng)域中，且在高轉(zhuǎn)染效率與低細胞毒性的基因載體中已經(jīng)獲得一定進展。應用電極化學反應合成法，主要將聚天冬酰胺作為基礎(chǔ)，成分主要以含有雙硫鍵聚乙烯亞胺衍生物P為主，并以其為載體，作為非病毒基因載體的研究。研究時，使用已合成的疊氮管能化聚合含有雙硫鍵作為載體，單炔終止予聚乙烯亞胺；點擊化學反應合成后，主鏈為聚天冬酰胺，側(cè)鏈為聚亞胺作，有研究顯示，PXSS-PEIs可和質(zhì)粒DNA與濃縮DNA互相結(jié)合，之后形成納米粒子。還有體外試驗研究表明，高分子刷被降解后，不僅具備低細胞毒性，而且具備轉(zhuǎn)染活性，表明在基因載體領(lǐng)域中，這種還原可降解分子刷發(fā)揮著潛在作用。

2.2 應用至藥物釋放載體領(lǐng)域

藥物載體不僅在藥物釋放體系中發(fā)揮著重要作用，而且還對藥效產(chǎn)生決定性作用。點擊化學法以其獨特性被制備藥物釋放載體領(lǐng)域的科學家所重視。臨床研究指出，通過合成一種疊氮修飾嵌段共聚物，阿霉素-葡萄糖酸酸前體藥物與人類β-葡萄糖醛酸酶結(jié)合后可互相產(chǎn)生作用，加快惡性腫瘤細胞增長。

與預先經(jīng)疊氮修飾的嵌段共聚物結(jié)合后，兩者之間耦合率約為95%。結(jié)合后的藥物嵌段共聚物會自發(fā)性形成膠束，具備單分散、形態(tài)小的特點。將其放置到37℃環(huán)境及存在β-葡萄糖醛酸鎂的環(huán)境下，經(jīng)過5d后，約會釋放出40%的藥物。置于無酶環(huán)境下，則膠束內(nèi)藥物釋放率不足5%。通過進一步探討，結(jié)果顯示膠束載體不會給細胞產(chǎn)生毒性，在酶相應性癌癥治療領(lǐng)域內(nèi)該一基因運輸載體具有潛在性應用。

2.3 應用至熒光標記領(lǐng)域中

在醫(yī)療檢測、藥物探測及生物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，生化分析物熒光標記技術(shù)為一種主導分析法，主要具備主導作用。報道指出，進行點擊化學反應主要對3-疊氮香豆素的聚乙二醇和炔基修飾的牛血清白蛋白應用端基。經(jīng)過分析后，首先可將其合成一系列端基，主要為3-疊氮香豆素聚乙二醇，蛋白質(zhì)模型主要應用炔基修飾的牛血清白蛋白，應用點擊化學法發(fā)生反應之后，即可標記蛋白質(zhì)原位熒光。將熒光基團接入，使用體積排阻色譜，可準確監(jiān)測乙二醇和牛血清白蛋白反應程度。

還有研究指出，對細胞熒光進行檢測時應用新型免疫熒光標記法，最終可合成兩種化合物，其中一種化合物為6-疊氮-乙酸琥珀酰亞胺活性酯；另一種化合物為4-乙炔基-N-乙基-1，8-萘酰亞胺。經(jīng)過點擊化學熒光顯色反應后，可形成一種新型免疫分析法，在細胞水平方面，表明同時使用該種方法、傳統(tǒng)抗體標記技術(shù)及生物素-鏈霉親和素免疫熒光檢測系統(tǒng)，信號不會互相干擾且檢測靈敏度相同，在未來免疫研究中，其具備廣闊的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應用前景。

2.4 應用至藥物設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)

在生物科學領(lǐng)域內(nèi)，點擊化學在其中應用領(lǐng)域較廣泛。有研究指出，通過應用原位點擊化學反應，使用高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，能夠找到一種合成乙酰膽堿酯酶抑制劑方法。經(jīng)過分析后，能夠?qū)B氮和炔構(gòu)建塊乙酰膽堿酯酶孵育液，快速找到4個乙酰膽堿酯酶誘導疊氮和炔構(gòu)建塊形成環(huán)加成反應產(chǎn)物，經(jīng)過進一步研究證實，以上4種產(chǎn)物具備較強的乙酰膽堿酯酶抑制活性。

3 展望