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【關(guān)鍵詞】說(shuō)課 有機(jī)反應(yīng)重要類型
【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2013)06-0192-02
一、教材分析
(一)教學(xué)目標(biāo)
[知識(shí)與技能目標(biāo)]結(jié)合學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的有機(jī)化學(xué)反應(yīng),認(rèn)識(shí)加成、取代和消去、氧化、還原反應(yīng)的特點(diǎn),并能根據(jù)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析具備何種官能團(tuán)的有機(jī)化合物與何種試劑能發(fā)生何種反應(yīng),生成何種產(chǎn)物。
[過(guò)程與方法]使學(xué)生能夠判斷給定化學(xué)方程式的反應(yīng)的類型,也能書寫給定反應(yīng)物和反應(yīng)類型的反應(yīng)的化學(xué)方程式。
[情感態(tài)度與價(jià)值觀]通過(guò)對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)主要類型的學(xué)習(xí),體會(huì)有機(jī)化學(xué)在生產(chǎn)和生活中的巨大作用。使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中更加關(guān)注有機(jī)化學(xué)的發(fā)展,增強(qiáng)學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)的興趣。
(二)本節(jié)課在教材中的地位及作用
本節(jié)的理論知識(shí)和思想方法是在學(xué)習(xí)了必修二常見有機(jī)化合物的基本有機(jī)知識(shí)之后,對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型進(jìn)行整合提升,并且從理論的角度讓學(xué)生更深的理解這些反應(yīng)類型,為后面烴的衍生物性質(zhì)的學(xué)習(xí)提供了很好的理論和方法平臺(tái)。學(xué)生值此平臺(tái)可以形成預(yù)測(cè)具有一定結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物可能與什么樣的試劑發(fā)生什么類型的反應(yīng)、生成什么樣的物質(zhì)的能力,使學(xué)生對(duì)有機(jī)化合物性質(zhì)和反應(yīng)知識(shí)學(xué)習(xí)的難度大大降低。為后面有機(jī)合成的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)課分兩課時(shí)。
(三)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的類型。
2.學(xué)會(huì)利用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的方法預(yù)測(cè)有機(jī)物的主要性質(zhì)。
3.有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的理論解釋。
二、說(shuō)教學(xué)方法
本節(jié)課主要采用引導(dǎo)探究式教學(xué)方法,要在“導(dǎo)”字上下功夫。即創(chuàng)設(shè)情境探究討論歸納小結(jié)反饋糾正,使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)能夠掌握方法,提升能力。
三、說(shuō)學(xué)法指導(dǎo)
本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景,通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí),討論、交流、反饋所遇到的問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生觀察、理解、表達(dá)、分析、交流等多種能力。
四、說(shuō)教學(xué)過(guò)程
課堂引入:
(一)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的重要類型
1.加成反應(yīng)
(1)定義:有機(jī)化合物分子中的不飽和鍵兩端的原子與其他原子或原子團(tuán)結(jié)合,生成新化合物的反應(yīng)。
(2)特點(diǎn):只上不下。
(3)與碳碳雙鍵加成的試劑有鹵素單質(zhì)(X2)、氫鹵酸(HX)、硫酸(H―SO3H);與碳氧雙鍵、碳氮叁鍵加成的試劑有氫氰酸(H―CN)、氨(H―NH2);碳碳三鍵能與以上所有試劑加成。
(4)作用:在發(fā)生加成反應(yīng)時(shí),原有機(jī)物中的不飽和鍵發(fā)生了變化,生成了具有另一種官能團(tuán)的有機(jī)物。
(5)機(jī)理:以下列實(shí)例進(jìn)行分析:
(6)加成反應(yīng)的規(guī)律:
①一般規(guī)律:
2.取代反應(yīng)
(1)定義:有機(jī)化合物分子中的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)代替的反應(yīng)。
(2)特點(diǎn):有上有下。
(3)烷烴、苯發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)是碳?xì)滏I上的氫原子被取代;與碳原子相連的鹵素原子、羥基等也能被取代。
烯烴、炔烴、醛、酮、羧酸分子中α―C 上H被取代。
(4)取代反應(yīng)作用:容易實(shí)現(xiàn)官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化,在有機(jī)合成中具有重要作用。
(5)機(jī)理:
(6)取代反應(yīng)的規(guī)律
①一般規(guī)律:
新課引入:乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工水平的重要標(biāo)志。工業(yè)上,通過(guò)石油裂解來(lái)制乙烯。
①藥品:無(wú)水乙醇和濃硫酸[實(shí)驗(yàn)室制備乙烯](體積比約為1:3,共取約20mL)、酸性高錳酸鉀溶液、溴水。
②儀器:鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、燒瓶夾、石棉網(wǎng)、圓底燒瓶、溫度計(jì)(量程200℃)、玻璃導(dǎo)管、橡膠管、集氣瓶、水槽等。
③無(wú)水乙醇與濃硫酸的混合:先加無(wú)水乙醇,再加濃硫酸。
④碎瓷片的作用:避免混合液在受熱時(shí)暴沸。
⑤溫度計(jì)液泡的位置:插入混合液中。
⑥為什么要使混合液溫度迅速上升到170℃?減少副反應(yīng)發(fā)生,提高乙烯的純度。
實(shí)驗(yàn)室中是這樣制備乙烯的反應(yīng)原理:
我們把這種類型的有機(jī)反應(yīng)稱為消去反應(yīng)。
3.消去反應(yīng)
(1)定義:在一定條件下,有機(jī)化合物脫去小分子物質(zhì)(如H2O、HBr等)生成分子中有雙鍵或叁鍵的化合物的反應(yīng)。
(2)特點(diǎn):只下不上。
(3)醇類的消去反應(yīng):反應(yīng)條件:濃硫酸、加熱。
消去條件:與羥基相連的碳的鄰碳上有氫。
消去的小分子:H2O。
(4)消去反應(yīng)作用:利用醇或鹵代烴等的消去反應(yīng)可以在碳鏈上引入雙鍵、叁鍵等不飽和鍵。
4.課本53頁(yè)遷移應(yīng)用。
(二)有機(jī)化學(xué)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)
(3)用氧化數(shù)來(lái)討論氧化反應(yīng)或還原反應(yīng):
自主學(xué)習(xí)教材54頁(yè)拓展視野“氧化數(shù)的計(jì)算”。
結(jié)論:碳原子氧化數(shù)升高,為氧化反應(yīng);碳原子氧化數(shù)降低,為還原反應(yīng)。
討論練習(xí):從氧化數(shù)角度認(rèn)識(shí)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
五、效果分析
酯化都是可逆反應(yīng),酯化在濃硫酸中進(jìn)行,同時(shí)生成的酯在酸性條件下會(huì)發(fā)生水解,所以是可逆反應(yīng)。酯化反應(yīng),是一類有機(jī)化學(xué)反應(yīng),是醇跟羧酸或含氧無(wú)機(jī)酸生成酯和水的反應(yīng)。分為羧酸跟醇反應(yīng)和無(wú)機(jī)含氧酸跟醇反應(yīng)和無(wú)機(jī)強(qiáng)酸跟醇的反應(yīng)三類。
有機(jī)化學(xué)又稱為碳化合物的化學(xué),是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué),是化學(xué)中極重要的一個(gè)分支。含碳化合物被稱為有機(jī)化合物是因?yàn)橐酝幕瘜W(xué)家們認(rèn)為這樣的物質(zhì)一定要由生物(有機(jī)體)才能制造;然而在1828年的時(shí)候,德國(guó)化學(xué)家弗里德里希·維勒,在實(shí)驗(yàn)室中首次成功合成尿素(一種生物分子),自此以后有機(jī)化學(xué)便脫離傳統(tǒng)所定義的范圍,擴(kuò)大為烴及其衍生物的化學(xué)。
(來(lái)源:文章屋網(wǎng) )
有機(jī)化合物是指含碳的化合物,有機(jī)化學(xué)又稱為含碳化合物的化學(xué),是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備的學(xué)科,是化學(xué)的一個(gè)重要分支。有機(jī)化學(xué)學(xué)科涉及到多方面的知識(shí)內(nèi)容,例如:人口和健康問(wèn)題、材料應(yīng)用、能源、信息技術(shù)等,作為一種新型高科技術(shù)為社會(huì)的發(fā)展和科技的創(chuàng)新提供了動(dòng)力,利用有機(jī)化學(xué)方法可以有效的解決國(guó)際性核心問(wèn)題。
2有機(jī)化學(xué)與環(huán)境的關(guān)系
2.1有機(jī)化合物對(duì)環(huán)境的污染
有機(jī)化合物與人類生活的衣食住行息息相關(guān),也是環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)住kS著合成技術(shù)的成熟發(fā)展,有機(jī)化合物的種類越來(lái)越多,他們每天以驚人的速度排放在人們生活的環(huán)境當(dāng)中。目前環(huán)境中主要的有機(jī)污染物有金屬有機(jī)污染物,;烴污染物;含氮、磷有機(jī)污染物;含氧、硫有機(jī)污染物;含鹵素有機(jī)污染物、天然產(chǎn)物污染物。
2.2有機(jī)化學(xué)的應(yīng)用是治理環(huán)境污染的重要手段
有機(jī)化學(xué)在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著主要的作用,而且隨著日益突出的環(huán)境問(wèn)題,在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。雖然目前環(huán)境問(wèn)題與化工行業(yè)有關(guān),但是有機(jī)化學(xué)的合理應(yīng)用對(duì)環(huán)境的保護(hù)作用也是顯而易見的。例如將煤中的元素原子100%轉(zhuǎn)化成對(duì)人類有益的有機(jī)產(chǎn)物,減少了煤燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣,也在環(huán)保的基礎(chǔ)上提高了利用率;有機(jī)化學(xué)研究出殘留時(shí)間段、藥效更專一的農(nóng)藥可以減輕對(duì)土地的污染等等。自20世紀(jì)90年代初,科學(xué)家們就提出了“綠色有機(jī)化學(xué)”的概念,旨在建設(shè)綠色的合成工藝環(huán)境,在增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)有效的保護(hù)了環(huán)境。
3在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生環(huán)保意識(shí)的措施具體包括以下幾個(gè)方面:
3.1在有機(jī)化學(xué)理論教學(xué)中提升學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
我們可以利用多媒體技術(shù)具有圖、文、聲并茂的特點(diǎn),直觀、生動(dòng)、活潑的表達(dá)教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2],提高思想意識(shí)。例如在學(xué)習(xí)烴類化合物時(shí),融入石油煉制有關(guān)能源危機(jī)的知識(shí),介紹汽車尾氣是城市污染的主要污染源;講解烯烴時(shí),介紹由塑料袋、一次性餐盒造成的白色污染;鹵代烴學(xué)習(xí)中,介紹臭氧層破壞的主要原因是冰箱和空調(diào)的使用的大量制冷劑氟利昂;教學(xué)芳香烴類時(shí)介紹目前多環(huán)芳烴類的苯并芘是一種強(qiáng)致癌物;酮類化合物的教學(xué)中,介紹室內(nèi)空氣污染的主要污染物甲醛等。這樣的講解有利于學(xué)生加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)并且可以增強(qiáng)環(huán)保的意識(shí)以及對(duì)化合物結(jié)構(gòu)的掌握。
3.2在有機(jī)化合物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)和方法
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)中必不可少的一部分。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更要重視學(xué)生的環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng),規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法,減少化學(xué)品的用量,有效處理實(shí)驗(yàn)結(jié)束后產(chǎn)生的廢棄物,以達(dá)到盡量避免污染環(huán)境的目的[3]。教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)行為,這樣才能達(dá)到環(huán)保教育的目的。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師必須教授正確的實(shí)驗(yàn)方法,指導(dǎo)減少實(shí)驗(yàn)中有機(jī)化學(xué)品的用量。要盡量遵循少利用資源,少產(chǎn)生廢物的原則,盡量利用新方法和新技術(shù),來(lái)預(yù)防和減少化學(xué)的污染。
3.2.1設(shè)計(jì)綠色化實(shí)驗(yàn)
所謂綠色化實(shí)驗(yàn),就是指在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)試劑的選用上進(jìn)行最優(yōu)選。可以選擇毒性小、污染低、現(xiàn)象明顯的項(xiàng)目,對(duì)于部分必須要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)路線的改革,采用污染小的原料進(jìn)行[4]。開展有機(jī)化學(xué)教學(xué)的教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí)有關(guān)環(huán)境保護(hù)的多方面化學(xué)知識(shí),掌握新的化學(xué)工藝和當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的動(dòng)態(tài),將這些新鮮的化學(xué)環(huán)保知識(shí)與課程結(jié)合起來(lái),設(shè)置一些創(chuàng)新性的綠色實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣同時(shí),增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。如甲醇羰基合成法是制備醋酸的最佳合成路線,具有反應(yīng)的高選擇性和對(duì)環(huán)境的友好性,現(xiàn)已代替了傳統(tǒng)的乙烯氧化合成法路線。
3.2.2有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化是綠色化學(xué)的一個(gè)重要方面,微型化實(shí)驗(yàn)具有反應(yīng)時(shí)間段、現(xiàn)象明顯、節(jié)省實(shí)驗(yàn)用品和對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,使用微型儀器,既減少了藥品量也縮短了時(shí)間更減少了三廢的排放。一氧化碳催化偶聯(lián)合成草酸是一氧化碳在催化劑的作用下與亞硝酸酯偶聯(lián)反應(yīng)生成草酸二酯和氧化氮,草酸二酯水解得草酸和醇。反應(yīng)生成的氯化氮部分氧化為二氧化氮。氧化氮和二氧化氮生成三氧化二氮,三氧化二氨與醇酯化反應(yīng)生成亞硝酸酯,亞硝酸酯能夠循環(huán)使用,這種微型化的實(shí)驗(yàn)具有極好的環(huán)保效果。
3.2.3設(shè)置連續(xù)化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
可以設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)的綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,將部分實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物或者廢棄物應(yīng)用到另一個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,減少實(shí)驗(yàn)室廢棄物的排放量[5]。這樣既能避免各個(gè)實(shí)驗(yàn)孤立起來(lái),也可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的連續(xù)性和綜合性,使學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)過(guò)程的同時(shí)增強(qiáng)了環(huán)保的意識(shí),減少了環(huán)境的污染。苯胺的生產(chǎn)以前主要采用鐵粉還原硝基苯的工藝路線,這種路線的主要缺點(diǎn)是設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、操作維護(hù)費(fèi)用高、生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量鐵泥、廢渣和廢水,其中含有對(duì)人體危害極大的硝基苯和苯胺,現(xiàn)在主要采用硝基苯經(jīng)活性銅催化氫化制備,可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)污染小,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足,避免了實(shí)驗(yàn)資源的浪費(fèi),兩種合成方法介紹如圖所示。
4結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞: 高職教育;CBE理論;醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2013)16-0263-03
0 引言
在國(guó)家大力發(fā)展職業(yè)教育和高等職業(yè)教育辦學(xué)指導(dǎo)思想不斷成熟、培養(yǎng)目標(biāo)逐步明確的形勢(shì)下,為適應(yīng)衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展改革對(duì)醫(yī)藥衛(wèi)生職業(yè)人才的需求,高職醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)必須體現(xiàn)構(gòu)建和諧社會(huì)對(duì)技能型、高素質(zhì)勞動(dòng)者的需求、教育部門的培養(yǎng)目標(biāo)、醫(yī)藥衛(wèi)生部門的用人需求三者的緊密結(jié)合。有機(jī)化學(xué)又是高職院校醫(yī)藥衛(wèi)生類藥劑、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、護(hù)理、藥學(xué)、中藥制藥、影像及藥品經(jīng)營(yíng)與管理等專業(yè)一門十分重要的文化基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程。結(jié)合寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)分院實(shí)際情況和本人二十多年的教學(xué)體會(huì),本文對(duì)高職醫(yī)學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)從以下幾個(gè)方面分析研究。
1 有機(jī)化學(xué)是生命科學(xué)-醫(yī)學(xué)的支柱
早在十七世紀(jì)初,有機(jī)化合物被認(rèn)為是“有生命機(jī)能”的神秘物質(zhì),隨著科學(xué)的發(fā)展,科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里由無(wú)機(jī)物成功地合成了有機(jī)物。例如1828年德國(guó)化學(xué)家魏勒用典型的無(wú)機(jī)物——氰酸鉀和氯化銨成功合成尿素。之后,又有醋酸(1845年)和油脂(1854年)等許多有機(jī)物合成了。在陸續(xù)人工合成的成千上萬(wàn)種有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)事實(shí)面前,化學(xué)家擺脫了生命力學(xué)說(shuō)的束縛,促進(jìn)了有機(jī)化學(xué)發(fā)展。如今,許多蛋白質(zhì)、核酸、激素等大分子的生命物質(zhì)也都可以人工合成。有機(jī)物有了準(zhǔn)確定義:碳?xì)浠衔飿O其衍生物。研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成方法、應(yīng)用以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化和內(nèi)在聯(lián)系的科學(xué)叫有機(jī)化學(xué)。有機(jī)化學(xué)是化學(xué)的一個(gè)重要分支。
醫(yī)學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步離不開有機(jī)化學(xué)。有機(jī)化學(xué)是醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ),與人體健康息息相關(guān)。①醫(yī)學(xué)的研究對(duì)象是人體,人體組織是由蛋白質(zhì)、核酸、脂肪、糖類、維生素等許多有機(jī)物質(zhì)組成。人體的生命活動(dòng)如呼吸、消化、循環(huán)、排泄及器官的各種生理活動(dòng),都是建立在體內(nèi)的許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)上的。②醫(yī)學(xué)的目的是預(yù)防和治療疾病,藥物是預(yù)防、治療疾病的主要武器。無(wú)論中藥還是西藥,都是有機(jī)物。疾病治療的作用和效果都是建立在藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)之上的。③運(yùn)用有機(jī)化學(xué)的原理和方法診斷疾病。醫(yī)學(xué)活動(dòng)首先始于疾病的診斷,臨床上常運(yùn)用化學(xué)原理和方法進(jìn)行診斷。例如測(cè)定有機(jī)物血糖、尿糖、血酮體的含量,能夠進(jìn)行糖尿病的診斷;測(cè)定血液中有機(jī)物轉(zhuǎn)氨酶活性的變化,能反應(yīng)肝和心肌的功能等。
有機(jī)化學(xué)的成就在許多方面促進(jìn)了醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步,反過(guò)來(lái)醫(yī)學(xué)科學(xué)提出的課題也啟示和推動(dòng)了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)和有機(jī)物分子的生物功能是醫(yī)學(xué)研究的主題;有機(jī)化學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)的成功,為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的誕生和發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),20世紀(jì)初,有機(jī)化合物糖、維生素、血紅素等生物小分子研究成功,20世紀(jì)50年代有對(duì)核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子研究突破,21世紀(jì)初,基因組工作框架圖組裝完成,確定了人體細(xì)胞核中遺傳性DNA的全部物質(zhì)。這一切為人類根治疾病、延長(zhǎng)壽命展現(xiàn)了光明前景,幾乎所有生命科學(xué)中的問(wèn)題都要接受有機(jī)化學(xué)的挑戰(zhàn)。
高職醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后將一生從事醫(yī)療工作,應(yīng)該學(xué)好有機(jī)化學(xué)課程。美國(guó)化學(xué)家布萊斯羅指出:“考慮到有機(jī)化學(xué)在了解生命過(guò)程中的重要性和藥物對(duì)健康的的重要性,在醫(yī)務(wù)人員的正規(guī)教育中包括不少有機(jī)化學(xué)課程一事就不足為奇了…,今天的醫(yī)生要為化學(xué)在人類健康中起著更大作用的明天做好準(zhǔn)備。”
2 高職醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)教學(xué)理念及CBE教學(xué)模式
2.1 高職醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)教學(xué)理念 職業(yè)教育的目的不僅僅是傳授學(xué)科或?qū)I(yè)知識(shí),而是形成學(xué)生從事某種職業(yè)的能力或職業(yè)技能,培養(yǎng)職業(yè)能力是職業(yè)教育的核心。高職醫(yī)學(xué)專業(yè)教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)定位為:以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向、以崗位需求為標(biāo)準(zhǔn),培養(yǎng)與我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)要求相適應(yīng)、與就業(yè)崗位要求相符合,為醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展服務(wù)的技能型的高素質(zhì)勞動(dòng)者。教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)“以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為本位、以發(fā)展技能為核心”的職業(yè)教育理念,理論知識(shí)強(qiáng)調(diào)“必須、夠用”、符合高職衛(wèi)生職業(yè)教育生源的特點(diǎn)和就業(yè)的需求;強(qiáng)化技能培養(yǎng),包括專業(yè)技能、就業(yè)技能、創(chuàng)業(yè)技能;體現(xiàn)統(tǒng)一性與靈活性的結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容模塊化,可根據(jù)不同醫(yī)學(xué)專業(yè)特點(diǎn)選擇和組合教學(xué)內(nèi)容模塊以培養(yǎng)特色人才。強(qiáng)調(diào)“寬口徑、重實(shí)用”的思路,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),精選教學(xué)內(nèi)容。“寬口徑”是指教學(xué)內(nèi)容覆蓋面寬,力求使學(xué)生醫(yī)學(xué)專業(yè)素質(zhì)的內(nèi)涵得到拓寬;“重實(shí)用”是指教學(xué)內(nèi)容實(shí)際、實(shí)用,緊密聯(lián)系醫(yī)療衛(wèi)生工作崗位實(shí)際需求和職業(yè)資格考試、相關(guān)職業(yè)考試大綱的要求。
2.2 CBE理論 CBE含意是基于能力的教育或以能力為基礎(chǔ)的教育,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生能力特別是職業(yè)能力的培養(yǎng)。能力特別是職業(yè)能力是不能通過(guò)灌輸而使學(xué)生掌握的,必須通過(guò)學(xué)生積極而主動(dòng)的活動(dòng)來(lái)培養(yǎng)。這一套教學(xué)方法由以下幾個(gè)部分組成:
①市場(chǎng)分析方法,通過(guò)對(duì)人才市場(chǎng)的分析,確定何種職業(yè)人才是市場(chǎng)所需要的。
②DACUM方法,將從事該職業(yè)所需要的能力逐級(jí)分解成若干項(xiàng)綜合能力和專項(xiàng)能力。具備若干專項(xiàng)能力則具有或形成一項(xiàng)綜合能力,具備所有的綜合能力后,就具備了從事該職業(yè)的職業(yè)能力。
③開發(fā)教學(xué)內(nèi)容,即開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(學(xué)習(xí)包)。根據(jù)各項(xiàng)技能的內(nèi)容和要求,開發(fā)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,即學(xué)習(xí)指導(dǎo)書。內(nèi)容包括學(xué)習(xí)這項(xiàng)技能應(yīng)了解或掌握的相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。學(xué)習(xí)包才是真正的教學(xué)內(nèi)容。4是教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。強(qiáng)調(diào)學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí),教師只是教學(xué)活動(dòng)指導(dǎo)者、組織者的角色。
高職院校教師主要考慮CBE理論3開發(fā)教學(xué)內(nèi)容及4教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。本文根據(jù)中國(guó)社會(huì)文化的特點(diǎn)、高職院校教育的環(huán)境特點(diǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn),借鑒并適當(dāng)調(diào)整CBE理論,探索形成適合我國(guó)高職醫(yī)學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)體系。
3 建立高職醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程模塊體系
3.1 高職醫(yī)藥衛(wèi)生專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程的任務(wù)和要求(課程目標(biāo))
①學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的分類、異構(gòu)和命名方法。
②掌握有機(jī)化合物的重要的化學(xué)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制備、工業(yè)制備方法,并具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作技能和技巧。
③能根據(jù)教學(xué)大綱和培養(yǎng)目標(biāo)的要求,運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能,熟練有機(jī)化合物的性質(zhì)反應(yīng)、制備方法與合成線路的選擇、結(jié)構(gòu)推導(dǎo)等內(nèi)容。
④培養(yǎng)和發(fā)展一定的空間想象和表達(dá)能力,了解重要有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特征、空間結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)機(jī)理,提高思維能力和自學(xué)深造能力。
⑤培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng),培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)操作技能。
3.2 高職醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)規(guī)劃 高職院校基本是中專學(xué)校整合升格形成,各校的教材選取上有很大隨緣性。一本好的教材在于其專業(yè)針對(duì)性、教育層面的適用性和培養(yǎng)目標(biāo)的差異性。我校醫(yī)學(xué)分院選用華中醫(yī)科大學(xué)出版社出版、我參與主編的《有機(jī)化學(xué)》教材。這本教材依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)精選出與醫(yī)學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)密切相關(guān)的、最基本的、最活躍的有機(jī)化學(xué)內(nèi)容,把化學(xué)知識(shí)與生命科學(xué)知識(shí)有機(jī)融合起來(lái)。依據(jù)這套教材構(gòu)建的理論教學(xué)內(nèi)容分為有機(jī)化學(xué)概述、各類有機(jī)化合物、立體異構(gòu)、有機(jī)生命化合物及有機(jī)合成四大模塊。
①第一是有機(jī)化學(xué)概述模塊 就是第一章緒論,屬基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)。主要講有機(jī)化合物的價(jià)鍵理論、有機(jī)物分子中的電子效應(yīng)、有機(jī)反應(yīng)機(jī)理、有機(jī)反應(yīng)的類型、有機(jī)化合物的分類。對(duì)于必需的反應(yīng)機(jī)理,從學(xué)生已有的結(jié)構(gòu)知識(shí),特別是價(jià)電子結(jié)構(gòu)入手分析,有利于學(xué)生理解。
②第二是各類有機(jī)化合物模塊 是有機(jī)化學(xué)重點(diǎn)之一。包括內(nèi)容有:鏈烴、脂環(huán)烴、芳香烴、鹵代烴;醇酚醚、醛和酮、羧酸及其衍生物、取代酸、有機(jī)含氮化合物、萜類和甾族化合物。
這一部分主要學(xué)習(xí)有機(jī)小分子的分類、結(jié)構(gòu)、異構(gòu)、命名、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、制備方法和重要的有機(jī)化合物應(yīng)用等基礎(chǔ)知識(shí)。首先使學(xué)生對(duì)各類有機(jī)物結(jié)構(gòu)、化學(xué)原理和基本反應(yīng)做必要的純化學(xué)的深入理解,再教會(huì)學(xué)生把有機(jī)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律滲透到生命科學(xué)中去,了解有機(jī)物的特殊性及醫(yī)藥學(xué)功能,理解生物合成的有機(jī)化學(xué)過(guò)程。例如:取代酸水楊酸本身就有解熱鎮(zhèn)痛作用,但因?qū)δc胃刺激大,所以不能直接服用。在臨床上最早使用其鈉鹽(即水楊酸鈉)作為解熱鎮(zhèn)痛和抗風(fēng)濕的藥物,卻常常引起嘔吐甚至胃出血,停止使用。后來(lái)將水楊酸合成為乙酰水楊酸(即阿司匹林),其作用要比水楊酸鈉持久,還可減輕對(duì)胃腸黏膜的損傷。由于科學(xué)發(fā)展不斷顯示出含雜原子的N、P、S的有機(jī)物在生命體中的重要地位,因此,特別加強(qiáng)了對(duì)這3個(gè)雜原子形成的有機(jī)衍生物-硫醇、硫醚、胺類、酰胺、重氮、偶氮的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用教學(xué)。最后,以兩類重要天然產(chǎn)物萜類和甾族化合物的的結(jié)構(gòu)和生命作用結(jié)束這部分。
③第三是立體異構(gòu)模塊 主要內(nèi)容包括構(gòu)象異構(gòu)、順?lè)串悩?gòu)體、對(duì)映異構(gòu)。這部分首先掌握相關(guān)概念,熟悉旋光異構(gòu)的表示方法和命名,同時(shí)了解順?lè)串悩?gòu)和旋光異構(gòu)在性質(zhì)上的差異及在醫(yī)藥上的應(yīng)用。理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如講授手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu),結(jié)合手性藥物的生理作用、藥效差異很大。例如四環(huán)素類抗生素具有抗菌作用,但如果C4上的二甲氨基構(gòu)型發(fā)生改變,生成C4差項(xiàng)異構(gòu)體,原有的抗菌作用消失,而且對(duì)人體具有毒性。又如左旋氯霉素有抗菌作用,而其對(duì)映體右旋氯霉素沒(méi)有此療效。
④第四是有機(jī)生命化合物及有機(jī)合成模塊 這部分不僅是現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)重要組成,而且還多是前沿性的醫(yī)學(xué)熱點(diǎn)。具體內(nèi)容包括:糖類;氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸;雜環(huán)化合物和生物堿;酯類、;藥用高分子化合物;有機(jī)化合物的合成。
首先學(xué)習(xí)各類大分子有機(jī)化合物的重要化學(xué)反應(yīng)及常用的增長(zhǎng)和縮短碳鏈的方法;各類官能團(tuán)形成的途徑及官能團(tuán)之間的互相轉(zhuǎn)化規(guī)律,并注意官能團(tuán)的保護(hù)和占位。雜環(huán)化合物學(xué)習(xí)放在糖類和酯類之后,把有機(jī)小分子和大分子有機(jī)物聯(lián)系起來(lái),為后續(xù)蛋白質(zhì)、核酸學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸是除糖之外的最重要的生命物質(zhì)基礎(chǔ),了解編碼氨基酸結(jié)構(gòu)和性質(zhì),為理解肽和蛋白質(zhì)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)及揭示生命奧秘、研制新藥奠定良好的化學(xué)基礎(chǔ)。介紹核酸的結(jié)構(gòu)到遺傳的攜帶和傳遞,體會(huì)核酸在生命體的生存和繁衍的主宰地位。
有機(jī)合成是有機(jī)化學(xué)的中心,它不僅要合成自然界含量稀少、使用廣泛的有機(jī)物及藥物,也要合成自然界不存在的、具有重要意義的有機(jī)物。應(yīng)用重要的反應(yīng)規(guī)律,如苯環(huán)上取代反應(yīng)的定位規(guī)律、不對(duì)稱烯烴的馬氏加成規(guī)則以及鹵代烴和醇的扎依采夫消除規(guī)則、碳鏈的增長(zhǎng)和縮短方法規(guī)則、官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化方法規(guī)則、官能團(tuán)的保護(hù)等方法規(guī)則,選擇有機(jī)合成路線。熟悉格林試劑、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯等典型試劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用。了解一些藥物如:鹽酸胍法辛、氨酚酸鈉、吡洛芬等的化學(xué)合成實(shí)例。以生產(chǎn)過(guò)程為任務(wù),討論其生產(chǎn)中的反應(yīng)物性質(zhì)、反應(yīng)條件、反應(yīng)本質(zhì)等。當(dāng)一種有機(jī)物有幾種不同的合成路線時(shí),選擇反應(yīng)步驟少、原料便宜易得、操作簡(jiǎn)單、副反應(yīng)少、產(chǎn)率高、三廢很少、對(duì)環(huán)境污染很小的合成路線。
3.3 高職醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)有機(jī)化學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容規(guī)劃 由以下三個(gè)模塊組成,根據(jù)不同專業(yè)選擇組合下列模塊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
①有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)模塊。包括有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)則、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)(有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)則、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)事故的處理)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器簡(jiǎn)介、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫等。
這部分采用傳統(tǒng)的老師黑板講解很難面面俱到,應(yīng)用多媒體技術(shù)教學(xué),將抽象的規(guī)則要求、儀器用法、實(shí)驗(yàn)事故處理等直觀、動(dòng)態(tài)的展示出來(lái)。改變實(shí)驗(yàn)條件如溫度、反應(yīng)物等,會(huì)出現(xiàn)不同結(jié)果現(xiàn)象。猶如身臨其境,彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課不足,教學(xué)效果好。
②有機(jī)物的性質(zhì)、制備與基本操作實(shí)驗(yàn)?zāi)K。包括:熔點(diǎn)的測(cè)定及溫度計(jì)的矯正;蒸餾和沸點(diǎn)的測(cè)定;水蒸氣蒸餾;減壓蒸餾;葡萄糖溶液旋光度的測(cè)定;烴與鹵代烴的性質(zhì);醇、酚、醛、酮的性質(zhì);羧酸極其衍生物、取代羧酸的性質(zhì);含氮化合物和糖類化合物;乙酸乙酯的制備;乙酰水楊酸(阿司匹林)的制備與純化;肉桂酸的制備;乙酰苯胺的制備;對(duì)氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)的制備;從茶葉中提取咖啡因?qū)嶒?yàn)教學(xué)是從理論到實(shí)踐再認(rèn)識(shí)再提高的過(guò)程,它不是理論知識(shí)的簡(jiǎn)單驗(yàn)證,而是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力,更是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要途徑。對(duì)于經(jīng)典的理論與驗(yàn)證基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)生有基礎(chǔ)和能力解決的問(wèn)題,采用啟發(fā)式、提問(wèn)式。對(duì)學(xué)生難于理解和容易出現(xiàn)的問(wèn)題采取講授法,主要教學(xué)目標(biāo)是雙基培養(yǎng),故主要采取教授法、演示法,并要求學(xué)生反復(fù)進(jìn)行操作,達(dá)到規(guī)范操作、運(yùn)用靈活的程度。
③有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與考核模塊。考核可選下列內(nèi)容:證明水楊酸結(jié)構(gòu)中有醛基和酚羥基;證明水楊酸結(jié)構(gòu)中有羧基和酚羥基;證明乳酸是α-羥基丙酸;證明乙酰乙酸乙酯中的互變異構(gòu)現(xiàn)象;證明葡萄糖含有多個(gè)相鄰的羥基、游離的醛基含量極少。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核的目的是檢測(cè)并鞏固有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能,獨(dú)立完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作,提高綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在所列試驗(yàn)項(xiàng)目中,每個(gè)學(xué)生根據(jù)本人的興趣選擇其中一項(xiàng),選擇同一題目的為一組。設(shè)計(jì)方案內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)原理、儀器和試劑、實(shí)驗(yàn)步驟。經(jīng)老師審閱修改的實(shí)驗(yàn)方案,由學(xué)生完成一切步驟,包括試劑配制和樣品預(yù)處理,并要準(zhǔn)確記錄。不要求實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致,重在研究過(guò)程,實(shí)驗(yàn)完成后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論評(píng)審。
4 提高高職醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量的途徑
4.1 引導(dǎo)學(xué)生分析就業(yè)形勢(shì),加強(qiáng)有機(jī)化學(xué)與醫(yī)學(xué)的聯(lián)系,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣 高職醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)的學(xué)生普遍認(rèn)為他們畢業(yè)后從事醫(yī)務(wù)工作,有機(jī)化學(xué)是公共基礎(chǔ)課,對(duì)他們用處不大。另外學(xué)生以前接觸了無(wú)機(jī)化學(xué),例如酸、堿、鹽、氧化物等多數(shù)見過(guò),比較直觀,而有機(jī)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜抽象,開始學(xué)習(xí)沒(méi)有形成體系,覺(jué)得難學(xué)后來(lái)甚至放棄學(xué)有機(jī)化學(xué)。21世紀(jì)所需要的醫(yī)務(wù)工作者,不僅要懂得專業(yè)理論知識(shí),更要是懂得醫(yī)療保健、延年益壽的高素質(zhì)、能力強(qiáng)的復(fù)合型應(yīng)用人才。近年來(lái),高職院校醫(yī)學(xué)類畢業(yè)生及本科、研究生人數(shù)在劇增,高職院校醫(yī)學(xué)類畢業(yè)生在縣、市級(jí)醫(yī)院就業(yè)受到很大沖擊,只能到村、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)衛(wèi)生所工作。而村、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)衛(wèi)生所的醫(yī)療條件不齊全,附近鄉(xiāng)民醫(yī)療衛(wèi)生知識(shí)缺少,偶然突況多,醫(yī)務(wù)工作很復(fù)雜。要求醫(yī)務(wù)工作者不僅要會(huì)治病救人,又要組織衛(wèi)生科技宣傳活動(dòng),他們必須具備一定的藥物結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來(lái)源、藥效及副作用知識(shí),像遺傳科學(xué)及氨基酸、蛋白粉等保健藥物的知識(shí)更應(yīng)具備,這些都是有機(jī)化合物知識(shí)。
4.2 樹立“以人為本”的教學(xué)理念,靈活運(yùn)用“提問(wèn)-答疑”互動(dòng)教學(xué)方法,營(yíng)造和諧課堂氣氛 “以人為本”的教學(xué)理念是充分發(fā)揮學(xué)生自主性和創(chuàng)造性的主體作用,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的真正主人。還要真正解放學(xué)生,不用考試、作業(yè)等條條框框壓迫學(xué)生。學(xué)生大膽思考,才能提出和教師不同見解,這才是學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué),以“教師為中心”轉(zhuǎn)移到“學(xué)生為中心”。教學(xué)改變滿堂灌的方法,教學(xué)過(guò)程要善于向?qū)W生隨時(shí)提問(wèn),同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生向老師質(zhì)疑,教師更要恰當(dāng)解釋疑問(wèn),使授課成為提出問(wèn)題-分析問(wèn)題-解決問(wèn)題-又不斷提出新問(wèn)題的過(guò)程。例如:學(xué)習(xí)單糖的性質(zhì)時(shí),提問(wèn)學(xué)生單糖的結(jié)構(gòu)怎樣?醛基、酮基、鄰羥基各有什么性質(zhì)?然后一起歸納多羥基醛或多羥基酮的單糖性質(zhì)。提問(wèn)式教學(xué)可以使學(xué)生把過(guò)去所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)在要學(xué)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái),活躍了課堂氣氛,是學(xué)生對(duì)老師的講授引起共鳴并達(dá)到同步思維。
參考文獻(xiàn):
[1]魏俊杰,劉曉冬.關(guān)于21世紀(jì)醫(yī)學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程體系的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐[J].大學(xué)化學(xué),2004,(2).
1 取代反應(yīng)
定義:有機(jī)化合物中的某些原子(或原子團(tuán))被其它原子(或原子團(tuán))所替代的反應(yīng)。特征:兩種物質(zhì)互相交換原子或原子團(tuán),下以上一,有進(jìn)有出。常見取代反應(yīng)有:①烷烴鹵代。如:CH4+Cl2 CH3Cl+HCl;②苯及其同系物(鹵代、硝化、磺化)。如: +HNO3 +H2O;③鹵代烴的水解反應(yīng)。如:CH3Cl+H2O CH3OH+HCl;④醇(與HX、分子間脫水成醚)。如:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,2CH3CH2OH C2H5OC2H5+H2O。⑤苯酚與濃溴水。如: +Br2 +HBr。⑥醇與酸的酯化反應(yīng)。CH3CH2OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O。⑦酯的水解反應(yīng)(皂化反應(yīng))。如:CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH。
2 加成反應(yīng)
定義:有機(jī)物分子中不飽和碳原子跟其它原子(或原子團(tuán))直接結(jié)合成新物質(zhì)的反應(yīng)。特征:①物質(zhì)“多變一”只進(jìn)不出。②化合物不飽和程度降低(或消失)。
常見加成反應(yīng):①烯、炔、苯及不飽和烴的衍生物與氫氣、鹵素、鹵化氫、水等反應(yīng);如:R-CH=CH2 +H2 R-CH2-CH3再如:R-CCH+HCl R-CH=CHCl。②醛和酮、葡萄糖與氫氣的反應(yīng)等;如:CH3CHO+H2 CH3CH2OH。
3 消去反應(yīng)
定義:有機(jī)物分子中脫去小分子(H2O、HX等)生成不飽和化合物的反應(yīng)。特征:①化合物“一變多”②化合物不飽和程度增大。常見消去反應(yīng):①醇分子內(nèi)脫水制烯;如:C2H5OH CH2=CH2+H2O②鹵代烴分子內(nèi)脫鹵化氫生成烯;如:C2H5Cl+NaOH CH2=CH2+H2O+NaCl。
4 氧化反應(yīng)
定義:有機(jī)分子中加氧或去氫的反應(yīng)。常見氧化反應(yīng):①有機(jī)化合物的燃燒反應(yīng);②強(qiáng)氧化劑(如KMnO4)同烯、炔及其衍生物、苯的同系物反應(yīng);如:R-CH=CH2 RCOOH+CO2③加氧氧化(如:由醛生成酸);如:2CH3CHO+O2 2CH3COOH④去氫氧化(如:醇生成醛);如:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O。
5 還原反應(yīng)
定義:有機(jī)物分子中加氫或去氧的反應(yīng)。常見還原反應(yīng):
①加氫還原;如:烯、炔及其衍生物加氫;苯環(huán)加氫還原;醛加氫還原成醇;如:CH3CHO+H2 CH3CH2OH②去氧還原;如:CH3COOH CH3CH2OH;再如:
(注意,該反應(yīng)不是取代反應(yīng))。
6 酯化反應(yīng)(本質(zhì)是取代反應(yīng))
定義:酸與醇作用生成酯和水的反應(yīng)。
7 水解反應(yīng)(本質(zhì)是取代反應(yīng))
定義:有機(jī)物在有水參加時(shí),分解為兩種或多種物質(zhì)的反應(yīng);如:酯與油脂的水解;鹵代烴的水解;二糖及多糖的水解;蛋白質(zhì)的水解。
8 加聚反應(yīng)
定義:小分子通過(guò)加成反應(yīng)聚合成高分子化合物的反應(yīng)。特征:①小分子聚合成高分子;②產(chǎn)物只有高分子化合物。常見加聚反應(yīng):①烯、炔烴及其衍生物生成高分子化合物;②甲醛聚合生成聚甲醛;如:
9 縮聚反應(yīng)
定義:小分子通過(guò)縮合反應(yīng)聚合成高分子化合物的反應(yīng)。特征:小分子生成大分子的同時(shí)又有小分子生成;常見縮聚反應(yīng):①二元酸與二元醇的酯化縮合;②氨基酸的成肽縮合;③酚醛縮合。
如:
10 顏色反應(yīng):有顏色變化的有機(jī)反應(yīng)
關(guān)鍵詞:有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn);精品資源共享課;建設(shè);共享;協(xié)同創(chuàng)新
“有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)”課程從2003年國(guó)家精品課程建設(shè)開始[1],經(jīng)過(guò)有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)近十年的建設(shè),順利實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)[2],入選國(guó)家級(jí)精品資源共享課立項(xiàng)項(xiàng)目,上線接受社會(huì)的評(píng)價(jià)。總結(jié)近十年的建設(shè)體會(huì)主要包括下面三方面。
一、深化精品資源建設(shè)是關(guān)鍵
建設(shè)精品資源共享課的關(guān)鍵是結(jié)合課程的特點(diǎn)建設(shè)精品資源。包括深化教學(xué)內(nèi)容和改革課程體系,研究教學(xué)方法,探索考核方式和考核內(nèi)容,研制課程教學(xué)的新資源。
1.深化教學(xué)內(nèi)容建設(shè)
(1)引入學(xué)科發(fā)展的新內(nèi)容。“有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)”是技術(shù)基礎(chǔ)課,在引進(jìn)學(xué)科發(fā)展新內(nèi)容時(shí)要有選擇,既要保證課程的基礎(chǔ)性,又不能增加課程的教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)。
有機(jī)化學(xué)課程引進(jìn)了下述新內(nèi)容:①有機(jī)化合物旋光性的螺旋理論――結(jié)構(gòu)與旋光性的關(guān)系。國(guó)內(nèi)外的有機(jī)化學(xué)教材中都沒(méi)有解決有機(jī)化合物產(chǎn)生旋光性的原因,我國(guó)化學(xué)工作者提出有機(jī)化合物分子的螺旋結(jié)構(gòu)使分子產(chǎn)生旋光性[3]。將這一觀點(diǎn)引入教學(xué),填補(bǔ)了有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與旋光性的空白。②鄰基參與反應(yīng)――某些反應(yīng)分子構(gòu)型保持。鄰基參與反應(yīng)是1942年提出[4]、近年被有機(jī)化學(xué)工作者所共識(shí),把這個(gè)反應(yīng)引入教學(xué),糾正了對(duì)某些反應(yīng)的構(gòu)型、構(gòu)型保持的錯(cuò)誤解釋。③LDA低溫反應(yīng)――實(shí)現(xiàn)羰基化合物交叉縮合反應(yīng)。一直認(rèn)為兩種羰基化合物交叉縮合是沒(méi)有合成意義的,近年發(fā)現(xiàn)強(qiáng)堿LDA在低溫下先與一種羰基化合物反應(yīng),然后加入第二種羰基化合物,實(shí)現(xiàn)了兩種羰基化合物選擇性地交叉縮合[5],變成了一種重要的合成方法。④科研新成果――酚羥基快速醚化。筆者科研專利成果,酚羥基在適當(dāng)?shù)娜軇┲校梢栽谑覝叵拢咿D(zhuǎn)化率、高選擇性、快速地被醚化[6],增添了教學(xué)新案例。⑤室溫離子液體――多用途的新化合物。室溫離子液體的概念很早就被提出來(lái),一直沒(méi)有引起化學(xué)工作者的注意,近年來(lái)其合成、反應(yīng)、應(yīng)用都發(fā)展很快,是有機(jī)化學(xué)教學(xué)的新案例。⑥有機(jī)氟化合物――有特殊性能的鹵化物。有機(jī)氟化合物是近年有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域[7],其性能特殊,有特殊用途,引進(jìn)教學(xué)拓展了鹵烴的性質(zhì)。⑦雙氧水――綠色氧化劑。隨著綠色化學(xué)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)雙氧水能氧化多種官能團(tuán)化合物,有的已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。因此引入用雙氧水替代污染嚴(yán)重的重鉻酸鉀作為氧化劑的教學(xué)案例。諸如這些內(nèi)容的引入保持了教學(xué)內(nèi)容鮮活性,又沒(méi)有增加學(xué)時(shí)數(shù)。
(2)全面介紹有機(jī)化合物的內(nèi)容。有機(jī)化學(xué)一直重視石油加工及其化學(xué),而忽視煤、生物質(zhì)加工及其化學(xué)。我國(guó)煤儲(chǔ)量多于石油,近年來(lái),煤加工生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品發(fā)展很快;生物質(zhì)是綠色化學(xué)品來(lái)源,生物質(zhì)煉制工程包括生物柴油、天然有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化等。增加這兩方面的內(nèi)容,體現(xiàn)了《21世紀(jì)有機(jī)化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略》所提出的有機(jī)化學(xué)的定義[8],也體現(xiàn)了有機(jī)化學(xué)發(fā)展方向。
(3)引入反應(yīng)控制的基本概念。動(dòng)力學(xué)控制/熱力學(xué)控制是高等有機(jī)化學(xué)的內(nèi)容,將這一概念引入有機(jī)化學(xué),既提升了教學(xué)內(nèi)容,又簡(jiǎn)化了一些繁瑣的解釋,如共軛二烯的1,2-加成與1,4-加成、芳烴的定位規(guī)律、邁克爾加成反應(yīng)規(guī)律等的解釋。
(4)數(shù)字化模擬分子模型的使用。過(guò)去用鮑林提出的抽象的共振雜化體表示離域體系,如烯醇負(fù)離子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),學(xué)生很難理解;現(xiàn)在使用可視化的數(shù)字化模擬分子模型表示,很容易理解離域體系的穩(wěn)定性和反應(yīng)性。
(5)簡(jiǎn)化一些敘述性的內(nèi)容。如各類官能團(tuán)化合物的物理性質(zhì)不再講解,而是讓學(xué)生自己去查找資料,不僅加深了對(duì)物理性質(zhì)的理解,還培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)的能力。
2.研究課程新體系
新體系把有機(jī)化學(xué)課程分成三部分,基礎(chǔ)知識(shí)(或稱概論)篇,主干內(nèi)容篇,前沿交叉知識(shí)運(yùn)用篇。
將分散在整個(gè)課程的各章節(jié)的化合物的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)、命名、同分異構(gòu)體、結(jié)構(gòu)表征(四大譜)等內(nèi)容集中,構(gòu)成課程的基礎(chǔ)知識(shí)篇。好處是提高了課程的基礎(chǔ),為后續(xù)課程內(nèi)容學(xué)習(xí)做鋪墊,節(jié)省學(xué)時(shí),集成了知識(shí)模塊。飽和烴、不飽和烴、芳香烴、鹵代烴、含氧化合物、含氮化合物構(gòu)成有機(jī)化學(xué)的主干篇,主要介紹各類官能團(tuán)化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)。其中通過(guò)(2n+2)個(gè)π電子規(guī)律將具有芳香性的芳烴和雜環(huán)化合物組合成一章,由加成-消除反應(yīng)機(jī)理將羧酸及羧酸衍生物融合成一章,鹵烴/金屬有機(jī)、含氧/含硫化合物、含氮/含磷化合物分別組合成一章,天然化合物分散到相應(yīng)的章節(jié)中。組合結(jié)果強(qiáng)化了課程內(nèi)涵聯(lián)系,縮減了篇幅,節(jié)省了學(xué)時(shí)。糖、氨基酸蛋白質(zhì)、類脂核酸、有機(jī)合成基礎(chǔ)為前沿交叉知識(shí)應(yīng)用篇,改用反應(yīng)原理為主線組織課程,知識(shí)連貫順暢,內(nèi)容容易理解,前兩篇的基本理論和基本反應(yīng)得到了鞏固、應(yīng)用和深化。
改革后的課程體系,體現(xiàn)有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用及有關(guān)理論和方法的科學(xué)。課程的起點(diǎn)提高,內(nèi)容深化,學(xué)時(shí)減少,體現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性,符合認(rèn)知規(guī)律,為自主學(xué)習(xí)留有空間。
3.研究式教學(xué)方法的探索與實(shí)踐
研究式教學(xué)方法起源于問(wèn)題式教學(xué)的方法(PBL),是以學(xué)生為本的教學(xué)方法。筆者認(rèn)為只要是實(shí)現(xiàn)以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變,以課堂單一教學(xué)形式向以圖書館、實(shí)驗(yàn)室、科學(xué)實(shí)踐多種教學(xué)形式轉(zhuǎn)變,以灌輸?shù)姆椒ㄏ蛞詥l(fā)、引導(dǎo)、研究等多種方法轉(zhuǎn)變,以“一次成才”為目標(biāo)向培養(yǎng)“終身學(xué)習(xí)能力”為目標(biāo)轉(zhuǎn)變的教學(xué)都屬于研究式教學(xué)方法范疇。不同的課程會(huì)衍生出多種形式,有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)探索實(shí)踐了多種教學(xué)模式,其中包括:
(1)研究式討論課。基本做法分六個(gè)步驟:教學(xué)設(shè)計(jì)、提煉問(wèn)題、公布問(wèn)題、集中討論、教師總結(jié)和提煉新問(wèn)題等。多數(shù)學(xué)生對(duì)研究式教學(xué)模式是積極參與和支持的,學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者,教師由知識(shí)的傳授者變?yōu)橹R(shí)構(gòu)建的引導(dǎo)者。不僅訓(xùn)練學(xué)生解決技術(shù)問(wèn)題的能力,還要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)環(huán)境、與人溝通合作及協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。
(2)對(duì)比遷移式教學(xué)方法。對(duì)比遷移式教學(xué)方法是引導(dǎo)學(xué)生將已學(xué)的知識(shí)在變化的情景中對(duì)比分析并加以運(yùn)用,以實(shí)現(xiàn)掌握新知識(shí)的教學(xué)方法。這一方法特別適合有機(jī)化學(xué)課程,例如:以反應(yīng)規(guī)律為主線將烯烴的知識(shí)遷移到二烯、炔、小環(huán)烷烴,芳烴的知識(shí)遷移到雜環(huán)化合物、酚、芳胺、芳酸等,鹵烴的知識(shí)遷移到醇、醚、環(huán)氧化合物,醛酮的知識(shí)遷移到羧酸及其衍生物,醇醛酮的知識(shí)遷移到糖等。每組前面的內(nèi)容精講、細(xì)學(xué)、討論深透,后面的內(nèi)容粗講、引導(dǎo)討論,給學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)空間。探索出“重點(diǎn)講解-對(duì)比討論-提高終身學(xué)習(xí)、知識(shí)應(yīng)用能力”的有機(jī)化學(xué)教學(xué)新路子。
4.探索與教學(xué)模式相適應(yīng)的考核方式和考核內(nèi)容
依據(jù)課程體系的特點(diǎn)和當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn),本課程實(shí)施大課化小課的考核方式,采用閉卷和開卷兩種考核形式。大課化小課考核也可以期中考核50分,期末考核50分,考過(guò)的內(nèi)容不再特意考核,促使學(xué)生把精力放在平時(shí)知識(shí)積累上,減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。閉卷考核增加主觀題目,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動(dòng)思考,展示知識(shí)運(yùn)用能力,幫助學(xué)生弄清概念,從課程整體高度掌握知識(shí)體系。開卷式考核是一個(gè)包含所學(xué)過(guò)大部分內(nèi)容的合成題目,給學(xué)生較長(zhǎng)的時(shí)間,查閱資料,相互討論,寫出報(bào)告,完成考核。組織集中交流典型的試卷,相互借鑒,是一次復(fù)習(xí)深化過(guò)程。
5.研制課程教學(xué)新資源
配合研究式教學(xué),有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制出版了一批體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)和教學(xué)手段的教材和教學(xué)輔助資料。
(1)在高等教育出版社出版四套立體化教材:“十一五”國(guó)家規(guī)劃有機(jī)化學(xué)立體化教材(《有機(jī)化學(xué)》第2版、《有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》、《有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)軟件》2.0版和《有機(jī)化學(xué)電子講義》,共四部),其中《有機(jī)化學(xué)》第2版被評(píng)為2008年精品教材、“十二五”規(guī)劃教材;“十一五”國(guó)家規(guī)劃有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)立體化教材(《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》第4版、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)助教性課件》2.0版、《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)助學(xué)性課件》附在書后,共三部),其中《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》第4版獲得大連市優(yōu)秀科技著作一等獎(jiǎng);雙語(yǔ)教學(xué)示范課用書立體化教材(Organic Chemistry、Organic Chemistry Experiments,共二部);校際聯(lián)合編寫工科基礎(chǔ)化學(xué)系列課教材中有機(jī)化學(xué)立體化教材(《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程》、《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程學(xué)習(xí)指南》、《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程電子教案》,共三部)。
(2)研制新世紀(jì)“有機(jī)化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程”,獲國(guó)家優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課程榮譽(yù)稱號(hào)。這是精品課程之前的工作,“有機(jī)化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程”是一種新的教學(xué)模式,又是一種新的教學(xué)手段,也是精品課程順利轉(zhuǎn)型升級(jí)為精品資源共享課的基礎(chǔ)。
二、共享是精品資源共享課的特點(diǎn)
1.建設(shè)精品資源共享課,教學(xué)隊(duì)伍是關(guān)鍵
有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有教學(xué)師資隊(duì)伍包括六名教授、四名副教授、兩名講師和實(shí)驗(yàn)室工作人員。其中一人為高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)撸瑑扇藶檫|寧省教學(xué)名師;一人在國(guó)外教學(xué)進(jìn)修過(guò)一年,負(fù)責(zé)電子資源建設(shè)和網(wǎng)上傳輸技術(shù)處理;一人負(fù)責(zé)國(guó)家雙語(yǔ)示范課教學(xué);五人在教育部高等學(xué)校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授過(guò)課,直接學(xué)習(xí)的有機(jī)化學(xué)教師上千人,錄制了一批授課實(shí)況。優(yōu)秀的教學(xué)隊(duì)伍保證了課程能夠?qū)崿F(xiàn)共享。
2.基本資源系統(tǒng)豐富,適合網(wǎng)絡(luò)傳播
課程介紹、教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、課程結(jié)構(gòu)、重點(diǎn)難點(diǎn)解析、習(xí)題作業(yè)、課程總結(jié)、試卷、重要參考資料(網(wǎng)絡(luò)鏈接,紙質(zhì)資料目錄)、講課錄像等資料齊全,網(wǎng)上傳輸流暢。除此之外,還提供了有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程特有的基本資源:實(shí)驗(yàn)教學(xué)錄像,實(shí)驗(yàn)整體安排要求講課錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),數(shù)字化模擬分子模型的制備與應(yīng)用授課錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),有機(jī)化學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)部分錄像(在高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心授課錄像),2005年、2008年二次出版的電子講義(高教出版社免費(fèi)贈(zèng)送)和開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)等資源介紹。
三、協(xié)同創(chuàng)新建設(shè)教學(xué)資源
協(xié)同創(chuàng)新是指按照精品資源共享課的要求,研制拓展資源。有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制了下述新資源。
1.研制數(shù)字化模擬分子模型庫(kù)
研制了有機(jī)化學(xué)教學(xué)常用的近500個(gè)化合物的數(shù)字化模擬分子模型,每個(gè)化合物有8種分子模型,并用于教學(xué),既是教學(xué)新內(nèi)容又是教學(xué)新手段。在國(guó)外,數(shù)字化模擬分子模型用于教材編寫僅限于近十年幾本流行的優(yōu)秀教科書,用于教學(xué)也僅是幾所名校。將靜電勢(shì)能圖模型的彩色標(biāo)改成黑白色標(biāo),用于紙質(zhì)教材可降低印刷成本。
2.研制模擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)
隨著教育教學(xué)信息化技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代化學(xué)教育發(fā)展趨勢(shì)是從單純動(dòng)手實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)兩方面培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新研究能力。為此,有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制了一批模擬計(jì)算實(shí)驗(yàn),經(jīng)少數(shù)學(xué)生試用效果較好。
3.校際聯(lián)合編寫工科基礎(chǔ)化學(xué)系列教材
參考“化工類工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)”(試用)和“化學(xué)工程與工藝專業(yè)指導(dǎo)性培養(yǎng)規(guī)范”(草案)的要求,大連理工大學(xué)(有機(jī)化學(xué))、天津大學(xué)(無(wú)機(jī)化學(xué))、浙江大學(xué)(分析化學(xué))和北京化工大學(xué)(物理化學(xué))聯(lián)合研究編寫了工科基礎(chǔ)化學(xué)系列教材。高等教育出版社出版后,經(jīng)過(guò)2年使用,反映很好。有機(jī)化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)編寫有機(jī)化學(xué)立體化教材(共三部)。其中《有機(jī)化學(xué)簡(jiǎn)明教程》是按精品課程研究的新課程體系編寫(學(xué)時(shí)數(shù)為60左右),數(shù)字化模擬分子模型貫穿全書。
參考資料:
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通過(guò)此次培訓(xùn),我了解了水環(huán)境監(jiān)測(cè)的前沿知識(shí),水環(huán)境監(jiān)測(cè)從ppm級(jí)向ppb級(jí)甚至ppt、ppq級(jí)發(fā)展,ppm濃度的儀器設(shè)備和技術(shù)以應(yīng)急毒性的環(huán)境污染物為監(jiān)測(cè)對(duì)象,ppb甚至ppt濃度的監(jiān)測(cè)儀器和技術(shù)以慢性毒性物質(zhì)、“三致毒性”為對(duì)象,ppb甚至ppt濃度的監(jiān)測(cè)(對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的更高要求)以內(nèi)分泌干擾物、二惡英類為監(jiān)測(cè)對(duì)象。
目前比較先進(jìn)的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)—生物芯片技術(shù),利用微電子、微機(jī)械以及化學(xué)、物理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),集成在微小的固相空間,使小芯片上集成了成千上萬(wàn)的密集排列的免疫探針,能在同一時(shí)間分析大量樣品;敏感度高、特異性強(qiáng)、大規(guī)模、集成化、自動(dòng)化。
另一個(gè)收獲比較大的是水環(huán)境中有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè),有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)在我們目前水環(huán)境監(jiān)測(cè)中開展的比較少,有機(jī)污染物的揮發(fā)性和其測(cè)定方法有著直接的關(guān)系。WHO以各種化合物的沸點(diǎn)范圍將揮發(fā)性有機(jī)物和半揮發(fā)性有機(jī)物等定義為:
高揮發(fā)性有機(jī)物(VVOC:veryvolatileorganiccompounds)沸點(diǎn):<100℃
揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs:volatileorganiccompounds)沸點(diǎn):100―260℃
半揮發(fā)性有機(jī)化合物(SVOC:semi-volatileorganiccompounds)沸點(diǎn):260―400℃
顆粒狀有機(jī)物質(zhì)(POM:pariculateorganicmatter)沸點(diǎn):380℃以上
揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs的采樣、運(yùn)輸和保存:
表層水樣采集,必須將采樣瓶插入水面下0.5米處,避開水表面,并戴上聚乙烯手套,避免氣泡。一般要在采樣點(diǎn)用水樣沖洗事先處理好的采樣器2-3次。4℃保存,并加入抗壞血酸和鹽酸(pH<2),盡快測(cè)定(<7天)。
固體/液體樣品中VOCs的測(cè)定多采用頂空法,該方法的優(yōu)勢(shì)為:
1.清潔綠色的方法
2.很少或沒(méi)有樣品準(zhǔn)備
3.比直接液體進(jìn)樣靈敏度更高
4.無(wú)溶劑峰
5.延長(zhǎng)氣相色譜柱的壽命
6.定量好,精度高
關(guān)鍵詞:高分子化學(xué);教學(xué)研究;有機(jī)化學(xué);融通應(yīng)用
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2013)33-002-01
有機(jī)化學(xué)(Organic Chemistry)是一個(gè)名詞,由瑞典化學(xué)家貝采里烏斯(Berzelius)在1806年提出的。當(dāng)時(shí)是與無(wú)機(jī)化學(xué)相對(duì)立而命名的。同時(shí),又被稱為碳化合物的化學(xué),其主要是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及制備的一門學(xué)科,是化學(xué)中十分重要的一個(gè)分支。其中,含碳化合物被稱為有機(jī)化合物,這是由于原先的化學(xué)家們認(rèn)為含碳物質(zhì)一定要由生物(有機(jī)體)才能制造,然而,1828年德國(guó)化學(xué)家弗里德里希?維勒(Friedrich Whler),在實(shí)驗(yàn)室中第一次成功合成尿素(一種生物分子),從此以后,有機(jī)化學(xué)便脫離傳統(tǒng)所定義的范圍,擴(kuò)大為含碳物質(zhì)的化學(xué)。
一、高分子化學(xué)
高分子化學(xué)主要包括高分子化學(xué)、高分子物理和高分子工藝,它是高分子科學(xué)的三大領(lǐng)域之一。高分子化學(xué)主要就是研究高分子化合物合成、化學(xué)反應(yīng)、物理化學(xué)、加工成型以及應(yīng)用等方面的一門綜合性學(xué)科。在內(nèi)容上,高分子化學(xué)和有機(jī)化學(xué)以及物理化學(xué)有直接關(guān)系,所以,我們必須學(xué)好這門學(xué)科,這對(duì)學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)知識(shí)的理解十分有利,同時(shí),又為以后的學(xué)習(xí)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從而,我們要注意將有機(jī)化學(xué)知識(shí)融入到高分子化學(xué)的學(xué)習(xí)中,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維進(jìn)行培養(yǎng),學(xué)會(huì)融會(huì)貫通。
二、有機(jī)化學(xué)分類
對(duì)于有機(jī)化學(xué)我們可以從兩方面進(jìn)行不同分類。
1、有機(jī)化合物的碳原子結(jié)合的基本結(jié)構(gòu)不同
(1)鏈狀化合物,主要是其化合物分子中的碳原子連接成鏈狀,最開始是在脂肪中發(fā)現(xiàn)的,因此可成為脂碳環(huán)化合物。
(2)碳環(huán)化合物,主要是其化合物分子中含有碳原子組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu),所以稱之碳環(huán)化合物,其可以分為脂環(huán)族化合物以及芳香族化合物兩大類,前者是和脂肪族化合物相似的碳環(huán)化合物;后者是其分子中還有苯環(huán)、稠苯體系的化合物。
(3)雜環(huán)化合物,在這類化合物中除了碳原子以外,還有其他元素的原子,所以就叫做雜環(huán)化合物。
2、依據(jù)官能團(tuán)分類
官能團(tuán)就是決定某一類化合物性質(zhì)的主要原子、原子團(tuán)。含有相同官能團(tuán)的化合物,其化合物的基本性質(zhì)相同。如下圖:
三、高分子有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)
1、聚合反應(yīng)
由有機(jī)小分子(單體)經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)制成的就是高分子化合物。聚合反應(yīng)主要分為兩類:
(1)縮聚反應(yīng)
經(jīng)過(guò)縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的縮聚物,如滌綸,學(xué)名聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯,它主要是對(duì)苯二甲酸和乙二醇合成的。這些都是官能團(tuán)單體之間多次縮合小分子而成的。
(2)加聚反應(yīng)
經(jīng)過(guò)加聚反應(yīng)產(chǎn)生的聚合物,如苯乙烯合成聚苯乙烯等,都是由于烯類單體的雙鍵加成聚合成的。
在有機(jī)化學(xué)中,我們要通過(guò)學(xué)習(xí)熟練地掌握聚合反應(yīng)的性質(zhì)、特點(diǎn)。聚合反應(yīng)中的縮聚反應(yīng)和加聚反應(yīng)是不同性質(zhì)的,他們的結(jié)構(gòu)、性能也不盡相同。縮聚是為了平衡反應(yīng)通過(guò)官能團(tuán)(二個(gè)或以上)的單體的縮合反應(yīng),并去掉某些小分子而成,這種情況屬于逐步聚合,要有大于98%的高的基團(tuán)反應(yīng)程度才能得到高分子化合物并伴有副反應(yīng)。加聚是烯類單體通過(guò)雙鍵斷裂相互加成并且在引發(fā)劑、光照等的作用下的聚合反應(yīng),在反應(yīng)中沒(méi)有生成小分子,這種情況屬于連鎖聚合,萬(wàn)一發(fā)生的話可以很快形成高分子化合物。但必須加快反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,同時(shí),所得聚合物多屬于碳鏈聚合物。
2、電子效應(yīng)與位阻效應(yīng)
電子效應(yīng)與位阻效應(yīng)作為有機(jī)化學(xué)中的重要內(nèi)容,是高分子化學(xué)中的一個(gè)非常重要的體現(xiàn),它涉及到化合物的穩(wěn)定性以及反應(yīng)機(jī)理的選擇等多個(gè)方面。如單體對(duì)聚合機(jī)理的選擇性直接影響著分子結(jié)構(gòu)中的電子效應(yīng)。又因?yàn)殡娮有?yīng)中包含著共軛效應(yīng)以及誘導(dǎo)效應(yīng),正因?yàn)楣曹椇驼T導(dǎo)作用,可以進(jìn)行陰、陽(yáng)離子和自由基聚合。單體中取代基的位阻效應(yīng)影響著聚合動(dòng)力學(xué)的影響,取代基中的多種效應(yīng)(共軛效應(yīng)、極性效應(yīng)以及位阻效應(yīng)等)影響了聚合中單體、自由基的活性,但是影響程度并不一樣。
3、合成與改性高分子化合物
作為高分子化學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容,高分子化合物的改性十分重要,它是以高分子材料的性能與引入功能制備新的聚合以及擴(kuò)大應(yīng)用范圍為主要目的。通常有共聚化學(xué)改性以及聚合物化學(xué)改性等改性方法。它融入了很多相關(guān)的有機(jī)化學(xué)知識(shí),使其在高分子化學(xué)教學(xué)中得到融通實(shí)踐。
綜上所述,將有機(jī)化學(xué)知識(shí)融入到高分子化學(xué)教學(xué)中,不僅使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了,更加有效的保證了教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):