时间:2023-12-20 10:37:08
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇有机化学物质鉴别,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
一、从高考命题角度对有机化学知识进行分析
在近年来的高考命题当中,作为选修部分,通常只会出现一道有机化学推断题,且考查的知识点内容比较固定,包括以下几点:①有机反应类型的名称;②有机物结构当中的官能团及官能团名称;③同分异构体的数目判定或者对同分异构体结构简式进行书写;④重点化学方程式的书写。上述知识点主要是对学生基础知识的延伸,因此,要正确解析有机化学推断题,首先需要具备扎实的化学基础知识,从最基本的羟基、醛基和羧基等重点的官能团入手,掌握基本结构和性质关系,并从乙酸、乙醛、乙醇等典型代表物质引申出该类化合物的主要性质,从性质入手,逐步掌握官能团的引入、保护和移除,以及碳链增减知识,等等,从而利用这些综合知识对有机合成进行合理分析和正确认识,达到理清解题思路的目的。
二、有机化学推断题的解题策略分析
(一)推断题知识点总结
首先要把握包括烷烃、烯烃、炔烃、二烯烃、芳香烃的各类烃,以及各类烃中碳碳键、碳氢键的主要性质和化学反应,而且能够举一反三地结合类似原理对上述知识进行应用。其次以一些典型的烃类衍生物(如乙醇、乙醛、苯酚)为例掌握化合物中官能团的运用,了解和把握主要官能团的化学反应和属性。再次通过以上各种化合物的化学反应,掌握有机反应的主要类型。最后综合运用各种化合物的不同属性,进行区分、鉴别、提炼和推理未知化学物质的结构,综合各种化合物的不同类型的化学反应,合成具有相应化学结构简式的生成物。
(二)推断题考点透视
有机框图题是高考的常考题目,一般情况下占理科综合试卷的14-15分,判断反应类型的试题占3分;写出指定有机物中官能团及其名称占2分;按要求答出指定化学物质的同分异构体占3分;答出起始反应化学物的分子或者结构简式占3分;答出相应的化学方程式占3-4分。有机化学物质的推断题通常有下面几种类型:①由分子结构推断化学有机物;②由化学性质推断化学有机物;③由化学实验推断化学有机物;④运用计算推断化学有机物。
(三)推断题解题策略分析
化学有机物推断的解题思路分为顺延推导法、逆向递推和论证猜测法。顺延推导法根据题目所给条件顺序或层次为解题突破口,运用正向思维层层递进式分析推导,逐步得出结论。逆向推导法将最后的化学物质作为突破口,向上逐步推导,最后得出结论。逆向推导法是化学有机合成推断题中运用最普遍的方法。论证猜测法是依据题目给出的已知条件大胆做出假设,然后运用归纳、猜测、选择等方法,确定合理的假设区间,最后得出结论。为了最大限度地提高考试得分,有必要将化学有机推断题中的热点和难点类型归纳总结出来。以醇为例,类型一通常为催化氧化反应,生成物是醛(或酮)和水,在这一类型的辨析过程中应注意如果B仍然能与银氨溶液反应或与新制氢氧化铜试剂反应,则说明B一定是醛,而A则为伯醇,否则,说明B一定是酮,而A为仲醇。类型二是消去反应,在生成物中引入不饱和碳碳双键或者三键,消去一个羟基可以引入一个不饱和碳碳双键,消去两个羟基可以引入两个碳碳双键或者引入一个碳碳三键。类型三是酯化反应,生成物常见为链酯、环酯、聚链酯和水。这种类型中应当注意α―羟基羧酸化合反应产生六元环酯(分子间酯)或三元环酯(分子内酯):β―羟基羧酸化合反应产生八元环酯(分子间酯)或四元环酯(分子内酯)。
三、推断题中常见的突破口
在解析有机推断题时,需准确把握解题着眼点,根据有机物性质对官能团进行推断,由于有机物的官能团通常具备特征反应和特殊的化学性质,因此这些信息均能作为解题的突破口,例如发生银镜反应的通常都含有醛基,可与碳酸氢钠溶液发生化学反应产生气体,则分子中含有羧基,能发生消去反应的就一定是卤代烃或者醇。在解题过程中,反应条件也常作为解题突破口,如“光照”则发生取代反应,“NaOH醇溶液,加热”则是卤代烃发生消去反应,“浓硫酸,加热”可以是物质之间发生酯化反应,也可以是醇发生消去反应。还可根据相关数据对官能团的数量进行推断,例如:每1mol氢气的产生即对应2mol羟基,每2mol银的生成则对应1mol醛基,等等。此外,可利用化学产物对官能团的位置进行推断,例如在遇到能被氧化为羧酸或者醛的羟基一定处于链端,而能被氧化为酮的羟基则一定处于碳链中间,无法被氧化的羟基碳上一定没有氢原子存在,这些知识均可作为解题的切入点,对理清解题思路起到促进作用,从而正确解有机推断题。综上所述,在解析有机化学推断题过程当中,需重视审题环节和分析题意环节,以反应物定量变化、官能团变化结合平时所学的化学知识寻找“题眼”作为突破口,根据题目给出的相关信息,理清解题思路,通过合理的推理演算实现解题突破。
参考文献:
[1]杨庆涛,徐以杰.有机推断题专项突破[J].新高考:理化生,2012,(4):26-29.
文章编号:1008-0546(2014)01-0059-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.023
一、备课准备
1. 模块定位
本节内容选自人教版《有机化学基础》[1]模块第四章第二节《糖类》(第1课时),该节相关内容在人教版教材中出现了三次,分别是化学2(必修)、选修1模块及选修5模块,首先应明确同一知识在三处呈现的教学要求的区别:必修模块强调学生对糖类物质的初步了解,知道常见糖类物质的特征反应;“化学与生活”模块强调糖类物质与生活的联系;而本节课所处的《有机化学基础》模块则需要在前二者的基础上予以恰当提升,注意知识、技能及能力的提升,尤其是对结构决定性质的应用和迁移,同时实验在知识建构中的作用亦不容忽视。
2. 教材分析
人教版教材安排了演示实验证明葡萄糖的还原性,通过“学与问”栏目将葡萄糖与乙醛的银镜反应加以比较,提高了实验的探究价值;但过分依赖银镜反应说明葡萄糖是还原性糖是欠妥当的,教材又特别设计了“科学探究”栏目探究果糖是否有还原性,目的就在引导教师、学生“果糖虽然是酮糖,但仍然有还原性”。通过实验探究造成学生对果糖结构的认知冲突,在此过程中不仅培养学生设计实验方案的能力、动手实验的操作技能以及观察能力,还能对学生进行科学方法的训练[2]。
3. 学生分析
通过该模块第一章~第三章有机化学基础知识的系统学习,学生已经初步构建成了较为完整的有机化学知识框架,即知道了有机物的结构特点(同分异构)、研究方法、常见烃及其衍生物的结构和性质,具有一定的官能团意识,至此学生初步具备了对有机物性质进行理性推断的能力,但鉴于学生的知识面尚且停留在烃及其衍生物的典型代表物层面,故缺乏对天然有机物尤其是与生命活动息息相关的糖类物质性质的研究经验,而后者恰恰是较为复杂的研究对象,其专业性对高中学生甚至教师均构成一定挑战,但其吸引力却是不言而喻的,从而我们可以利用学生的学习热情和探索新知识的兴趣,介绍研究生命中基础化学物质的基本方法,即由特殊到一般,由一般再到特殊。
二、教学目标
1. 知识与技能
(1)认识糖类的组成和性质特点。
(2)能举例说明葡萄糖、果糖的化学性质。
2. 过程与方法
(1)引导学生设计实验探究果糖的性质,通过实验探究,培养学生设计实验方案的能力、动手实验的操作技能以及观察能力。
(2)培养学生根据有机物结构推断其主要性质的官能团意识。
3. 情感态度价值观
(1)能举例说明糖类在食品加工和生物质能源开发上的应用。
(2)体验科学探究过程的艰辛,培养学生实事求是的科学态度。
三、教学设计
1. 引入
化学史材料1:
欧洲人喜欢甜食,在19世纪初,法国人曾时兴研究用各种水果和许多种材料来制造糖品,1801年,法国人朴罗斯特试验成功了由葡萄的汁液中提取出的糖即葡萄糖,葡萄糖的名称由此得来,一直沿用到现在。
[设计意图]利用葡萄糖的发现史激发学生对本节课重点研究对象葡萄糖的兴趣,完成认识葡萄糖的第一环节。
2. 葡萄糖结构的确定
问题1:元素分析得知葡萄糖的分子式为C6H12O6,回顾所学糖类物质的结构特点,说说分子中这些原子是怎样结合的?
学生:回顾高一必修阶段学习的葡萄糖的结构特点,回忆其多羟基醛的单糖结构,尝试书写其结构简式。
[设计意图]鉴于学生不是初次接触葡萄糖,没有尝试零起点的设问方式,如燃烧法确定分子式,不饱和度计算推测官能团类型[3]等。
化学史材料2:
葡萄糖结构经典研究方法之一:
问题2:上述葡萄糖结构经典研究方法中,每一步分别可以得出什么结论?这些研究方法对你有何启发?
[设计意图]直接给出经典的葡萄糖结构研究方法,启发学生利用结构决定性质来确定有机物中的碳架结构和官能团类型。
3. 实验验证葡萄糖的主要性质
问题3:由葡萄糖分子中的官能团推测其可能具有的物理性质和化学性质,如何验证?
[设计意图]利用已经得出的葡萄糖的多羟基醛的结构特点,进一步巩固这些官能团的典型性质,鼓励学生用实验验证所得结论。
分组实验1:葡萄糖的溶解性实验。
资料1:低级醛酮(甲醛、乙醛及丙酮)在水中溶解度较大,但随C原子数增多,其溶解度减小。
质疑:结合实验现象和资料1,思考“葡萄糖分子中有6个碳原子,为何易溶于水”?
[设计意图]验证葡萄糖的分子中多个羟基的性质,同时利用资料链接造成的认知冲突告知学生,不能孤立地判断多官能团有机物的性质。
分组实验2:葡萄糖的银镜反应。
[设计意图]用学生生活中常见的注射液为实验资源,拉近化学与生活的联系,同时验证了葡萄糖中醛基的存在。
知识迁移:
(1)观察图1,说明其重要的生理用途,按要求完成下列方程式:
已知298K时葡萄糖的标准燃烧热?驻cH =-2815.8kJ/mol,试写出葡萄糖在人体中完全氧化的热化学方程式。
(2)观察图2,说明尿糖指数测试的基本原理,书写该反应的化学方程式。
[设计意图]完成性质决定用途的认知过程,同时巩固葡萄糖的氧化反应的两种类型:生理氧化及弱氧化剂(氢氧化铜浊液)的氧化。
过渡:分析血糖指数表(PPT),你能帮助糖尿病人合理膳食吗?表中果糖的血糖指数很低,它的性质如何?
[设计意图]利用血糖指数表的分析引导学生得出糖尿病人膳食的注意事项,同时为下面果糖结构性质的研究做好铺垫。
4. 实验探究果糖的性质
教师:展示果糖样品,归纳其物理性质。
PPT:果糖的结构简式(附葡萄糖结构简式作对比)。
资料2:含有醛基的化合物可以还原银氨溶液等弱氧化剂,相应的酮类物质不可以,可以利用银镜反应鉴别醛和酮。
问题6:观察果糖结构,指明其官能团,结合资料2推测其主要的性质。
分组实验3:探究果糖是否具有还原性
[设计意图]实验现象与预期形成认知冲突:“果糖是酮糖,为什么也能发生银镜反应”?为后面多官能团有机物中官能团之间的相互影响做好铺垫。
学生讨论:列举有机物中多个基团(或官能团)之间的相互影响。(提示:如以苯酚为例)
教师:正如苯酚中酚羟基活化了苯环上位于羟基邻、对位的氢,使之能与浓溴水反应,而苯环也使羟基的氢原子更加活泼,能与烧碱、纯碱溶液发生反应,果糖作为酮糖,其中的羟基和醛基是否也在相互作用呢?
PPT:单糖的差向异构化作用[2]。
[设计意图]通过苯酚中苯环和羟基之间的相互作用对其性质的影响引出葡萄糖和果糖之间存在的平衡,揭示出果糖作为酮糖具有还原性的原因;同时引出对葡萄糖结构的进一步解读和升华。
5. 再次利用化学史实深化对葡萄糖结构的认识
化学史材料3:
1870年,由元素定量分析和分子量测定确定分子式,由一系列化学实验验证确定其构造式。
1890年以后德国化学家E.Fischer确定了 4个手性碳的构型,获1902年诺贝尔奖。
1926年英国化学家W.H.Haworth提出了葡萄糖环状半缩醛结构。
问题7:W.H.Haworth提出了葡萄糖环状半缩醛结构是一种环状结构,阅读下列波谱材料,提出你对葡萄糖结构的看法。
[设计意图]了解葡萄糖结构的发现和完善的化学史实,完善研究有机物的一般方法,通过对葡萄糖新旧结构的认识冲突,让学生对葡萄糖的链状结构产生质疑,揭示科学探究并不是一帆风顺的。
PPT:葡萄糖的相关波谱材料
(1)葡萄糖在红外光谱图中没有υ(C=O)吸收:
(2)葡萄糖样品在核磁共振氢谱(H-NMR)中也无醛基质子的吸收。
6. 课堂总结
葡萄糖、果糖是生命中的基础有机化学物质,研究这类物质时我们需要注意:对于多官能团的天然有机物,其物质性质较复杂,绝不是各个官能团性质的简单叠加,它们相互之间可能存在影响,而实验则是检验理论假设的可靠方法。
[致谢:感谢本节课备课及试讲过程中我校张发新、易笃宁、谈素梅等老师给予的指点和帮助!]
参考文献
中图分类号:G642 文献标识码:A
本研究选取高职药学专业1班和2班两个平行班作为研究对象,各班均有45人,前期均已完成了“无机化学”的内容学习,“无机化学”的学习成绩无差异。在“有机化学”的教学中,选取高职药学1班为实验班,采用小组合作学习的方法进行教学;以高职药学2班作为对照班,仍采用传统的讲授法结合课前预习、课后复习的教学方法进行,学习时间为1学期,总课时90学时。
小组合作学习是教师通过指导小组成员展开合作,发挥群体的积极功能,提高个体的学习动力和能力,达到完成特定的教学任务的目的。合作学习通常采用异质分组的形式,小组成员在性别、成绩、能力、背景等方面具有一定的差异,使之具有一定的互补性。
一、小组合作学习的步骤
1.合理分组
将全班45名学生根据成绩、兴趣、性格等分成8个组,每组成员5~6人。每组设定一个组长,可以采取轮换制。分配任务时,让每个组员都有明确的任务,在合作学习中,学习者会互相启发、互相帮助,这样不同智力水平、认识结构、思维方式、认知风格的学生实行“互补”,共同提高。
2.布置任务
教师在课前应对学习内容进行合理分解,完成教案、学案的编写,并把需课前预习的内容打包上传至泛雅学习平台,让学生通过学习空间完成部分材料的收集,教师把教学内容分解成几个层次递进的任务,在课堂上逐一展示,让各合作小组讨论完成各项任务。
3.课堂实施
“有机化学”的教学分理论与实践两部分内容,理论学习以物质的命名、性质及临床上的应用为主,对每类物质的命名及性质,教师适合采用小组合作学习的方式进行教学;实践教学以验证性质及鉴别各类物质为主,也有少量的合成实验,而这些实验可以灵活采用多种方式进行,采用小组合作学习的方式进行实验可以更好地让学生创新实验步骤,开阔视野,寻求更多解决问题的方法,激发学生的创新意识。①小组合作理论学习举例说明。在学习“醇的命名”时,老师可将任务分解好,同时要求各组根据前面学过的“烯烃的命名”,完成任务中给出的部分“典型醇的命名”,可以出8~10个题给各组,让组长在规定的时间内分工给组员,先由各成员完成本人的任务,并在组内把自己的观点进行展示,将有疑问的部分提出,通过小组合作讨论进行解答,最后由执笔人完成讨论后小组确认的答案。②小组合作实践教学举例说明。实践活动是培养学生主动探索与合作交流的重要途径。“有机化学”是一门以实验为基础的课程,在小组实验中每个学生都担当特定角色,并且每个角色都是不可缺少,这些角色不仅明确了每个学生的任务,而且使他们体验到个人的价值,避免了某些学生在小组实验中。如在做“从茶叶中提取咖啡因”的实验时,组长安排组内成绩好的学生负责设计实验方案,成绩中等的学生负责安装设备及相应的操作,成绩不理想的学生负责记录实验过程及结果。实验结束后各组将实验结果向全班展示,然后由每个学生讲解相应的操作过程及现象,教师可根据小组成员的表现评价小组的质量。
4.课堂评价
理论教学小组合作学习课堂评价,根据各组完成任务列出的答案,教师讲解并公布答案及评比标准,各组答案轮转批改,得分公布于黑板上,一学期下来小组合作学习在课堂上得分总和最高组的全体成员课堂得分为满分,其他组的累计得分与最高组累计得分之比乘以满分即为该组成员的理论课得分;实践教学小组合作学习课堂评价,主要是教师根据自己对合作学习的监控情况和合作学习小组对合作学习的反馈情况,并由小组成员代表小组展示实验结果,教师对学生的合作学习进行综合评r,一学期下来实践课累计得分最高组的全体成员实践课为满分,其他组的累计得分与最高组累计得分之比乘以满分即为该组成员的实践课得分。
二、小组合作学习的成效
第一学期“无机化学”,高药1班平均分为71.3分,高药2班为70.8分,两班成绩无显著差异。第二学期实验班及对照班期“有机化学”成绩见下表。
从上述期末考试成绩来看,实验班采用小组合作学习的方法进行教学,而对照班采用传统的教学方法教学,两个班的平均分及优秀率(80分以上)有明显的差异,实验班成绩明显高于对照班,教学质量得到了显著提高。
三、小组合作学习体会
1.选取合适的内容进行小组合作学习
小组合作学习的优势是组内讨论、相互交流,容易打破成员之间的认知冲突,能够激发出学生思维的火花,从而引导学生主动进入探究活动中来,而简单又缺乏兴趣的问题将起到反作用,使之流于形式,因此,教师应该选择一些有兴趣、有难度、开放性、研究性的问题来布置任务。
2.培养了学生的自主学习能力
小组合作学习体现了以学生为主体、教师为主导的课改理念,打破了传统的教师讲、学生听的“填鸭式”学习模式,调动了学生自主学习的能力,在小组合作学习中,学生会根据老师布置的学习任务,通过网络、课外书、视频等多渠道获得知识,从而培养学生的自习能力。
3.激发了学生的学习兴趣
从“有机化学”教学过程可以看到,原来由老师讲授的内容,现在可以通过小组合作来完成,学生从中体验了成功的喜悦。通过小组合作学习,充分调动了学生学习的兴趣,同时也改变了以往“有机化学”课学生不想听、想睡觉、玩手机、讲话等情况。
4.增强了学生的团队精神和竞争意识
小组合作学习使学生由原来的个体竞争变为组间竞争,让学生意识到自己是小组团队中的一员,只有大家共同努力,小组的任务才能完成得出色,小组的团队成绩才能提高。所以通过小组合作学习,可以培养学生的团队合作精神及竞争意识。
小组合作学习在“有机化学”教学中的应用让我深深感到它在教学活动中的重要,它以集体授课为基础,以小组合作活动为主体,以教学中人际合作与互动为基本特征,强调师生、生生及全体学生间的互动,并以小组集体成绩作为评价的依据,更好地调动了学生学习“有机化学”的积极性,让学生在合作中达到知识互补,在相互交流中促进学生发挥主体作用,成为课堂的主人,从而提高课堂效率。
文章编号:1005-6629(2010)03-0029-05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1 议题的提出
随着新一轮课程改革的推进,新的课程标准的实施,初高中化学教学的衔接成为教学中值得关注的问题。不少高中教师反映初中毕业生所掌握的化学基本知识和基本技能与高中化学学习所需具备的要求差距很大;另一方面,对于初上高中的学生来说,普遍感到高中化学内容繁锁、抽象,知识点“易学难用”、学习兴趣不高。因此,初高中化学教学的衔接问题在某种程度上已经影响到了高中化学的正常教学。
初中与高一年级的教学衔接是一种“短期衔接”,其目的是帮助学生与遗忘作斗争;而真正科学的教学衔接是初中与整个高中阶段的“长期衔接”,它涵盖了短期衔接,并将其进一步拓展、延伸和优化了的教学衔接。
2 对初高中化学教学现状的调查、分析和结论
笔者于2009 年4 月对高一年级学生的化学学习情况进行了一次深入调查,以期找到学生化学学习中所存在的共性问题,并提出相应的对策,为教师提高教学质量提供参考。
2.1 调查方法
本次调查的对象是华东师大三附中(上海市实验性示范性高中)高一年级的部分学生,发放调查问卷126份,回收有效问卷126份。
本次调查研究从初高中化学教学差异的角度,共设计客观性问题12个,开放性问题2个,主要围绕三个维度展开:初高中化学教学内容、初高中化学学习方法、初高中化学学习过程中的情感体验。采用问卷调查和口头访谈相结合的方法,对学生进行抽样调查。
2.2 结果与分析
有关统计结果与分析如下:
有关初、高中化学的教学内容。
只有3.97 %的学生认为初、高中化学“联系紧密”;在初高中“化学知识规律性”的对比数据中可以看出,学生对于高中化学知识规律性的认识普遍不及初中。究其原因――初高中化学教材有其相对的独立性,难免存在脱节的现象,其具体差异表现为:
(1)教材内容
初中化学教材内容主要是最基础的化学知识和最基本的化学技能,知识容量小、知识点零散、不连贯、教材内容表达浅显,属于“生活中的化学”;高中化学教材内容由宏观转向微观、由形象转为抽象,除了要掌握物质的个性,还要寻求物质之间横向纵向的联系,形成知识的立体网络结构。
(2)基础理论
初中化学没有相对完整的化学理论。例如:提出了离子化合物的概念,却没有涉及到共价化合物的概念;介绍了氧化――还原反应,却只是从得氧失氧的角度去分析……高中化学理论与元素化合物知识穿插编排,并使元素化合物知识在理论指导下教学,因此,高中化学课程具有理论丰富、应用广泛的特点。
(3)化学实验
初中化学实验是在教师指导下对某个知识点、对某种具体的性质或具体操作进行局部性、浅显性、单一性的观察,主要为“定性分析”;高中化学实验在实验的目的性、计划性方面更加深刻,实验过程中要求把变化与能量、运动、性质、理论等联系起来,除了“定性分析”外,还加入了“定量分析”实验、“设计(评价)实验”等实验类型,对思维能力的要求更进一步。
(4)化学计算
初中化学淡化了学生对化学式概念的理解,对不纯物质参加反应的计算要求降低,对化学反应的多部计算不作要求,主要围绕质量守恒定律进行有关质量的计算;高中化学引入了“物质的量”这一物理量,将宏观物质与微观粒子联系到一起,除了物质的质量还有气体体积、溶液浓度等相关计算,因此在计算难度和方法以及综合能力上对学生提出了更高的要求。
(5)有机化学
初中有机化学介绍的是“身边的化学”,以科普知识为主,只对常见物质(酒精、蔗糖等)常见的物理性质及应用加以介绍;高中有机化学在有机物的结构、官能团的性质、制备方法、鉴别方法、用途等方面进行了广泛、深入的拓展,并对有机物相互之间的转化关系以及变形应用提出了较高层次的要求。
有关初、高中化学的学习方法。
与初中相比,到了高中以后,一方面对于一些基本的化学学习方法例如“课前预习”(高中34.92 %―初中26.19 %)、“归纳知识点”(高中52.38 %―初中42.06 %)、“总结学习方法”(高中29.37 %―初中15.87 %)等,学生们能够比初中阶段更加重视;另一方面在高中阶段,有42.06 %的学生很少预习;有39.68 %的学生对学习化学的学习方法“偶尔”进行总结;同时有38.10 %的学生对于自己“自学能力”的情况没有把握。这说明进入高中后,由于缺乏自主探索的精神和主动调整的意识,因而影响了学生进一步改进学习方法,具体表现在三个方面:一是经过初三“题海战术”的反复操练,许多高一新生习惯于听从教师的指令,学习主动性差;二是教师上课结合学科内容进行学法指导的力度和频率不够;三是不少学生进入高中有“休息一下”的思想,这种思想对于学生的学习状态和进取精神影响较大。
有关初、高中化学学习过程中的情感体验
调查结果显示:①在化学学习过程中遇到困难,学生一般都能想办法解决,但其中能“主动发现并提出问题”的比率由初中阶段的40.48 %下降到高中阶段的35.71 %;遇到问题能够“独立思考”的比率由初中阶段的30.95 %下降到高中阶段的23.81 %;②学生进入高中后对自己化学成绩“信心不足”的比率高达44.44 %;而对学习化学的兴趣来源,有49.21 %的学生是来自于“在集体中不甘落后”,“对知识的渴望”只占到19.84 %;③初中阶段近七成的学生感到课堂节奏慢或是适当,完全可以适应教师上课的节奏;到了高中,过半数的学生感到教学进程快,难以或是勉强可以跟得上教师上课的节奏。产生这一系列现象的原因:一方面是与初中相比,高中化学课程难度明显加深,内容繁多、抽象,这使得形象思维仍占优势的高一新生很容易出现心理疲劳和不适应的情况。“我要学”变成“要我学”,靠自我约束、自我控制来维持学习活动,学习积极性明显下降。另一方面,在教与学的磨合过程中,部分学生出现了学习焦虑的心理状况:学生感到“听课时好像都听懂了,可做作业却毫无思路”;在难度不一的频繁考试中往往难保成绩的“绝对优势”,因此,很多学生开始怀疑自己的能力,心理上萌生了“自信危机”。
2.3 关于问卷结果分析的讨论
初高中化学教学在化学的物质观、科学的思维方法、知识网络的构建等方面表现出明显的差异,而这些方面正是教学衔接过程中需要重点解决的问题。
3初、高中化学教学衔接的对策及实践
3.1建立科学的化学物质观,保障衔接
从表象到本质,这就要求学习的重心应该从记忆事实转移到理解可迁移的核心观念和对更为根本的知识结构进行深层理解。因此,培养学生的科学化学物质观是保障初高中化学教学衔接的有效途径。以下介绍三种培养科学化学物质观的教学策略。
(1)直接教学策略
合理的化学物质观应该是在化学知识积累到一定程度时才开始建构的,没有化学知识做基础的化学物质观是空泛的、没有任何意义的。因此,培养学生化学物质观应该是在讲授化学知识时,结合学生初中化学基础知识进行有倾向性的渗透。当化学知识积累到一定程度时,及时的给予指明或直接进行教授,即直接教学法。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
[案例]:在初中化学知识――“CO2性质”的基础上,在“晶体类型”的教学过程中,教师可运用直接教学策略:
[学生]①写出碳、硅的原子结构示意图;②描述CO2的物理性质
[教师]①展示石英图片,结合SiO2用途介绍其物理性质;②展示CO2、SiO2结构模型
[学生]通过物理性质、结构模型,判断CO2 SiO2晶体类型分别属于分子晶体、原子晶体
[教师]进一步总结同一主族元素的最高价氧化物的化学式相似,但其性质可能不同;提出“结构决定性质”的基本观点。
(2)前导性信息教学策略
在物质观的建立过程中,当学生的认知结构中没有适当的认知观念可以同化新观念时,教师可以在教授新观念之前,为学生提供引导性的材料,它比将要学习的新材料具有更高的概括性。学生利用这一材料去同化新的学习材料,即前导性信息教学的基本原理,通过这种方式可以帮助学生对所学内容进行加工处理,获取新知识。
[案例]:在“乙醛化学性质”的学习过程中,通过分析乙醛分子结构的特点和在化学反应中可能发生的化学键断裂方式,总结出乙醛的化学性质。首先提供给学生“前导性信息”:①醛基中的碳氧双键可以打开,在一定条件下会发生加成反应;②醛基既有氧化性,又有还原性;③乙醛分子中的甲基在一定条件下可以发生碳氢键的断裂――取代反应。
[围绕前导性信息,探究新知识]前导性信息出现后,学生对上述乙醛结构进行分析,得出乙醛的主要化学性质:①乙醛在一定条件下能与氢气等发生加成反应;②乙醛能被氧气等氧化;③乙醛与氯气可以发生取代反应。
[总结新规律,完善物质观]在完成对新知识的学习后,引导学生回头重新审视“前导性信息”与物质性质的关系,对信息加以充分说明上升为学生的化学物质观,作为今后分析问题的工具和同化其他新知识的基础。
(3)自然科学方法论教学策略
自然科学方法既是辩证唯物主义的具体体现,又是对包括化学科学在内的各门具体自然科学认识方法的概括和总结,是学生认识化学物质,形成物质观的有效途径。自然科学方法论教学策略通过实验事实和资料的收集,一方面将所获得的化学物质观指导个体的科学行为,应用于科学实践;另一方面进一步从科学实践中发现问题,巩固或发展个体的化学物质观。
[案例]在“乙醇的结构”教学过程中,立足于初中化学“乙醇的性质”,通过性质实验来判断乙醇的结构。
[明确问题]乙醇的分子结构式是怎样的?
[收集事实和资料]a.分子式:C2H6O;b.化合价:C、H、O的化合价
[提出假说]根据乙醇的分子式和碳、氢、氧的化合价,写出乙醇可能的结构式:
[对假说进行推理和判断]如果为结构(I),那么1 mol乙醇能产生2.5 mol或0.5 mol氢气;
如果为结构(II),那么1 mol乙醇能产生3 mol氢气。
[实验验证,得出结论]乙醇分子的结构式是结构(I),而不是结构(II)。
以上三种培养学生化学物质观的教学策略只是局限于在课堂上进行,为保障初高中化学科学物质观衔接的连续性、流畅性,进行丰富多彩的化学课外活动同样可以帮助学生构建和完善自身的化学物质观。教师可以通过指导学生进行家庭化学小实验,举行化学物质专题讨论,举办知识讲座等课外活动培养学生科学的化学物质观。
3.2培养学生良好的思维品质,落实衔接
思维能力是中学化学教学要求的各种能力的核心,是发展学生的观察能力、实验能力和自学能力的基础。从初中到高中,是思维方式逐步由经验型向理论型转化的过程,因此,初、高中化学教学衔接要加强对学生思维方法的培养,从而提高其分析问题和解决问题的能力。
(1)分析与综合的思维方法
培养分析综合的思维技能对于提高学生分析问题、解决问题的能力作用很大。在思维过程中,一方面将现实中联系着的东西分解开,另一方面又将它们结合起来,这样就在思想中产生了分析综合。在概念形成的教学活动中,可采用此种方式来锻炼学生的思维。
[案例]:在“原电池”的教学过程中,当学生在观察“铜、锌――稀硫酸”原电池的现象时,提出以下几个问题让学生思考:
①电流计的指针为什么会偏转?电子流动的方向如何?②锌片上的电子为什么会流向铜片?③铜片上为什么会有氢气泡产生?④锌片和铜片的质量会发生什么变化?⑤从氧化――还原分析,两极各发生何种变化?⑥从能量转变角度分析,原电池是一种什么装置?
学生通过分析思考每一个现象,综合得出原电池的概念。在学生形成概念的过程中,经历反复思维的活动训练,对开阔探索科学问题的思路是非常有益的。
(2)抽象与概括的思维方法
所谓抽象与概括,是更高一级的分析综合。抽象就是通过分析,在思想上分出事物的本质属性;概括则是通过综合,在思想上将事物的本质属性联结起来,从而形成概念和理论系统。在教学中用科学家发现概念和定律的研究过程来启发学生抽象与概括的思维是非常有效的。
[案例]:在“物质的量”教学过程中,教师可以启发学生:道尔顿和阿伏伽德罗都没有看到单独的原子或分子,但是他们通过千千万万个原子或分子所表现出来的客观现象,抽象得出原子的概念和分子的概念。可以说他们是利用思维的力量,把物体“分割”成组成它的分子,将分子“分割”成组成它的原子。
这说明运用抽象思维进行分析,可以达到实验手段达不到的深度和广度。
(3)归纳与演绎的思维方法
人的认识过程是在实践的基础上由感性到理性,再由理性到实践的过程,同时这也是由个别到一般,再由一般到个别的过程。其中,从个别到一般的思维活动是归纳;从一般到个别的思维活动是演绎。在对规律性知识进行迁移、应用时,可利用归纳和演绎的方法来培养学生的思维能力。
[案例一]:在梳理“非金属元素性质的递变规律”时,由“非金属性越强,其气态氢化物就越稳定”这一规律可知,由于非金属性:Si
[案例二]:在“卤族元素性质”的学习过程中,由氯气的化学性质:①与金属反应;②与某些非金属(如氢气)反应;③与水反应;④与碱反应;⑤与某些盐(如Na2S)反应,可推知,卤素单质大多有以上性质,此为归纳。
这类思维方式容易掌握,而且一经掌握,学习的思维就更具有逻辑性,同时对所学规律性知识的应用更加得心应手。
(4)创造性的思维方法
心理学家指出:中学生特别是高中生,创造现象力的发展速度快,开始把创造想象同创造性活动联系起来,对理化实验逐渐产生浓厚的兴趣。因此,在教学中我们应该将学生心理与培养目标结合起来,有组织、有意识地让学生自己设计实验方案,亲自动手操作。这样既能加深学生对教学内容的理解,又能调动学生学习的积极性、激发学习兴趣。所谓设计实验就是按照课题要求,运用所学知识,选择仪器、药品,设计实验方案,进行实验操作,得出实验结论。
[案例]: 在“测定NaHCO3(含NaCl杂质)的纯度”这一实验课题中,向学生提供烧杯、过滤装置、胶头滴管、滴定管、分液漏斗等仪器,另外提供BaCl2溶液、稀HCl溶液、稀H2SO4溶液、指示剂等。实验过程中,学生先分组讨论并设计出可能的实验方案,在此基础上进行实验,并进一步评价、比较出最佳方案。实验方案如下:
方案一:取m1 g样品溶于水,加入过量的BaCl2溶液,称量m2 g沉淀。
方案二:取m1 g样品加入足量的稀硫酸,测生成气体CO2的体积(标况下)V1 mL。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
方案三:取m1 g样品溶于水,加入指示剂,用标准盐酸C mol・L-1滴定,到滴定终点,耗酸V2 mL。
……
通过对实验的设计、分析、评价,培养学生思维的发散性、创造性,这对于提高学生分析问题、解决问题的能力是大有裨益的。
3.3 有效构建知识网络,促进衔接
初高中化学在体系上既有内在联系,又有阶段性变异的特点。在教学过程中,教师应恰到好处将新知识与过去所学知识以及后期将要出现的知识进行复习性、导向性和预见性的教学处理。在此过程中,教师应注意把握学生头脑中已有的初中化学知识,对于每一个新知识都要努力找到与之相关联的初中化学认知基础,从而对知识进行积累和有效的构建。
(1)准确把握教学的起点
新知识总是在已有认知的基础上进行的新旧知识相互作用、相互整合的过程中获得的。在初中的学习生活中,学生已经形成了一定的知识和经验,在遇到新情境时,教师应判断学生用来同化新知识的原有初中知识是否稳固和清晰,从而把握好教学的起点,进行有针对性的教学。
[案例]:在学习“二氧化硫的化学性质”时,可以首先从初中介绍过的“酸性氧化物”和“元素化合价”入手进行复习,巩固学生原有认知,然后,让学生从“酸性氧化物的通性”和“硫的价态”两方面考虑二氧化硫的化学性质。这样,既完成了对二氧化硫化学性质的认识,又在知识和方法上进行了积累和进一步构建。
(2)理清高中教材的逻辑结构和知识的呈现顺序
理清高中教材的逻辑结构就是要掌握学生在高中不同学习阶段知识上的联系和衔接,适时引导学生了解高中化学教材的逻辑结构,熟悉教材各部分内容之间的联系,从宏观和微观上把握其整体结构。在向学生呈现新知识时,要注重对知识呈现的顺序和方式进行推敲,这对于学生有效构建知识网络至关重要。
[案例]:“开发海水中的卤素资源”这节内容是在初中学习原子结构初步知识的基础上,在高中第一次学习到的元素及其化合物知识。教学过程中,教师应该有意识的运用原子结构的初步知识分析元素性质的递变规律,使学生在头脑中形成元素族的概念,为接下来学习氧族、氮族做准备;为后面学习物质结构、元素周期律、理解“位、构、性”三者之间的关系打好基础。
(3)创设认知情境,引发知识碰撞
学习不仅是新知识的获得,也是对旧知识的改造。学生原有的初中化学知识在高中学习过程中不断的被新知识、新思想、新方法所补充、修正或替代,在这个过程中,学生知识结构的平衡不断地被破坏,新的平衡不断的形成,此时教师应该因势利导,努力通过创设问题情境,引导学生积极改组与重建知识结构。
[案例]:在学习“盐类的水解”时,教师让学生判断下列物质水溶液的酸碱性:硫酸、醋酸钠、氯化钠、氯化铵、氢氧化钠,学生会根据初中已有的酸碱盐化学知识做出如下判断:pH7的溶液是氢氧化钠。这时,教师请学生动手验证这五瓶溶液的酸碱性,进而从溶液中存在的离子和弱电解质的电离平衡入手,自然地引出了“盐类水解的概念”;接下来又通过形成该盐的酸碱性强弱,又顺理成章总结出“盐类水解的规律”。在实验结果和学生原有的认知发生冲突的情况下,对知识结构的重整和构建将是非常深刻的。
(4)构建知识网络,揭示化学知识的有序性
获得的知识如果没有完整的结构把它们联系起来,那是一种多半会被遗忘的知识。化学教学的内容十分丰富,在教学过程中,教师要注重引导学生在理解和掌握知识的基础上,运用比较、类比、归纳等方法,将已有的知识按一定的关系分类,并找出各知识点之间的内在规律和联系,使知识系统化,这样有助于增强学生的迁移能力,提高其学习效率。
[案例]:在学习有机化学时,学生会感觉到高中化学所学的有机物种类繁多,性质各异,在总体上很难把握。这时,教师应该启发学生从物质的结构――物质的性质――物质的用途这条主线来组织整理各主要有机物如:醇、醛、酸、酯等物质的内部知识以及彼此之间的联系,并在此基础上展开,建立知识网络图,从而,有机化学的主要内容就被提炼出来,整个有机化学的知识就显得更加有规律、有序。
4结束语
近年浙江高考理综试卷第7题是考查学生化学素养能力,第8题是考查化学实验基础知识。其试题内容(选项)大多取材于考纲规定的化学必考教材。
例如2014年第7题中出现的“光催化还原水制氢和电解水制氢”问题,“氨氮废水(含■及NH3)氧化法处理”问题,“燃料的热值”问题等均是教材中的内容。第8题中“金属汞洒落在实验室地面或桌面”的处理问题,pH计问题,电子天平问题,茚三酮试剂检验氨基酸等问题也是教材中的内容。
但是第7题C选项要求判断“某种光学检测技术具有极高的灵敏度,可检测到单个细胞(V≈10-12L)内的数个目标分子,据此可推算该检测技术能测量细胞内浓度约为10-12~10-11mol・L-1的目标分子”,这是情景处理问题。如果我们假设单个细胞(V≈10-12L)内有N个目标分子,则细胞内浓度为N/(6.02×1023)/10-12 mol・L-1,当N约为1~6个分子,细胞内浓度则为10-12~10-11mol・L-1,即说法正确。第8题D选项为:“向某溶液中加入茚三酮试剂,加热煮沸后溶液若出现蓝色,则可判断该溶液含有蛋白质。”因为茚三酮这种化学试剂,它主要用于检测氨、一级和二胺、尤其是氨基酸,但不能用于检验蛋白质。因此,向某溶液中加入茚三酮试剂,加热煮沸后溶液若出现蓝色,不能证明含有蛋白质。
以上试题告诉我们,高考试题的取材来源于教材,但又高于教材。如“光学检测”技术取材于前沿科学领域题材,用假设法计算是高中化学常用的方法,体现了高考题对化学素养的考查。对茚三酮试剂应用的考查,突显了高考试题知识点横向延伸的特点。
我们复习的策略是一定要重视课本知识,尤其是《拓展视野》的栏目内容是考查学生化学素养和实验素养的最好题材。例如“人体中极少量的NO会促进血管收缩,防止血管扩张”和“ 广范pH试纸和精密pH试纸测量范围相同,但精密度不同”这两个选项均来自教材,学生要能分析其中错误所在。瞄准2015年理综必考的《化学1》、《化学2》、《化学反应原理》三本书和模块《有机化学基础》、《物质结构与性质》两本书。指导学生通读和理解相关内容,课堂上对相关内容要进行必要的延伸和拓展,则一定可以突破第7题和第8题的思维障碍。
【策略二】核心考点归纳整理 倡导微专题复习
近年浙江高考第9题是考查元素周期表和物质结构的有关知识,意在考查学生利用所学化学知识推理分析的应用。例如2014年第9题主要考查元素周期表结构以及元素周期律的应用能力。试题如下: 如表1所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
A. X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B. 由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C. 物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性
D. T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4
首先要突破元素推断的问题。根据元素在周期表中的位置,推出X为N,Y为O,Z为Cl,W为Si,T为Ge。A选项考查了N、O氢化物的氢键对沸点的影响。B选项考查了N、H、O三种非金属元素也可形成离子键。D选项考查了Si和Ge同主族元素半导体的相似性,GeCl4、SiCl4化学式的相似性。C选项因为四氯化锗是分子晶体,熔点低,硬度小,把SiCl4分子晶体镶嵌于SiO2、Si3N4的原子晶体中,增加了解答的困难。
这个试题告诉我们:考查元素周期律、元素周期表和物质结构知识,可以涉及氢键、化学键、晶体类型及物质性质、元素周期律等化学考点。
鉴于上述理由,我们复习的策略是采取微专题的复习。
例如复习元素周期律、元素周期表、物质结构等考点时,首先要理清这些知识点脉络关系,例如元素周期表与元素周期律可以编织如图1的脉络。
其次,分析归类本专题常考的考点:①微粒中各质子数、中子数、电子数之间的数量关系;②核素、同位素概念的辨析;③较为复杂的电子式书写;④氢键对物质熔点、沸点、溶解性的影响;⑤共价键、离子键的判断和分析;⑥微粒半径大小的比较方法;⑦物质不同性质变化时化学键变化的分析和判断;⑧金属性、非金属性强弱的比较方法;⑨物质熔沸点高低的判断;⑩气态氢化物稳定性的判断。
再次,研究特例是复习的重点。如金属晶体的熔点可能比离子晶体高,也可能比分子晶体低,汞和钨就是典型的例子;HI、HBr、HCl其水溶液的酸性是依次减弱的;有的分子不存在化学键,如Ne;N和H两种非金属可以形成离子化合物NH4N或(NH4)3N;金属性Pb>Sn,但金属的活动性是Sn >Pb。
预测2015年的周期表和物质结构高考题仍然以推断元素入手,结合微粒半径比较、氢键、同素异形体、气态氢化物的稳定性,化学键的破坏、最高价氧化物对应水化物酸碱性的比较等考点进行考查,同时还要关注元素性质及其化合物在工业生产中的应用。
【策略三】考点内容问题化 深层思维提能力
近年浙江高考试题特别重视知识点的细节性和深层次考查,学生只有表层浅显的知识点是很难正确解答高考试题的。例如2014年第10题D选项要求考生判断下列说法是否正确:“CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3互为同分异构体,1H-NMR谱显示两者均有三种不同的氢原子且三种氢原子的比例相同,故不能用1H-NMR来鉴别。”许多学生认为是正确的,理由是CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3属于同分异构体,1H-NMR谱显示两者均有三种不同的氢原子且三种氢原子的比例为3∶3∶2。而试题要求学生知道核磁共振氢谱中乙酸乙酯和丙酸甲酯峰的位置是不同的。而第三个层次要点如果老师没有拓展细化归纳,学生就很难正确答题了。
以上试题告诉我们,复习策略是要对考纲涉及的考点,要尽可能设计成问题对其细化和深化,培养学生思维的深刻性,通过日积月累的强化训练,使学生思维提高到较高的层次。而细化深化的问题在每个考点中均可以找到实例。
例如,一种反应微粒与多种反应微粒反应前后顺序问题是化学的难点。我们可以用NH4Al(SO4)2溶液与Ba(OH)2溶液反应为例设计以下问题。
(1)向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,共有几对离子会发生反应?
(2)OH-能沉淀Al3+,也能与■反应,也会溶解Al(OH)3,它们反应的先后顺序是怎样的?
(3)含有1mol的NH4Al(SO4)2溶液中,加入含多少mol Ba(OH)2溶液时生成的沉淀的物质的量最大?
(4)含有1mol的NH4Al(SO4)2溶液中,加入含多少mol Ba(OH)2溶液时生成的沉淀的质量最大?
(5)当NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2溶液等物质的量反应时,对应的离子方程式怎么写?
(6)NH4Al(SO4)2溶液与Ba(OH)2溶液反应时,为什么说2Al3++3■+3Ba2++6OH-=3BaSO4+2Al(OH)3是错误的?
(7)NH4Al(SO4)2溶液与Ba(OH)2溶液反应时,分析离子方程式Al3++2■+2Ba2++4OH-=2BaSO4+Al■+2H2O是否正确?为什么?
(8)NH4Al(SO4)2溶液与Ba(OH)2溶液反应时,分析离子方程式■+Al3++2■+2Ba2++4OH-=2BaSO4+Al(OH)3+NH3・H2O是否正确?为什么?
这种问题式复习,可以解决一种微粒与对应微粒反应的前后顺序的难点,也解决了离子方程式中各离子数的配比问题的难点,还解决了生成沉淀时涉及的定量分析问题。
预计2015年高考化学试题设计,一定是考深层细化的内容,在思维方面突破两个层次障碍是常见的试题,较难试题要突破三个层次障碍。建议在复习时多多采用这种问题深化式复习策略,使学生达到举一反三、触类旁通的效果。
【策略四】文字表达图像化 定性定量相结合
浙江化学高考试题历来重视图像题的定性和定量考查,因为图像题能很好地考查学生利用所学化学知识分析推理的能力。例如2014年第12题:氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO-强。25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:
Cl2(g)?葑Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+ H2O?葑HClO+ H++Cl- K2=10-3.4
HClO?葑H++ClO- Ka=?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图2所示。下列表述正确的是
A.Cl2(g)+H2O?葑2H++ClO-+ Cl- K=10-10.9
B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-)
C.用氯处理饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时差
D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好
值得一提的是,A选项是盖斯定律在电离和化学平衡中的应用迁移,属于定量内容。将题意中三个方程式相加,得到Cl2(g)+H2O?葑2H++ClO-+ Cl-,就有K=K1K2Ka,根据Ka=c(H+)c(ClO-)/c(HClO)=10-7.5×0.5 /0.5=10-7.5,所以K=K1×K2×Ka=10-12.1。B选项是电荷守恒式的灵活应用,属于定性内容。根据电荷守恒:c(OH-)+c(ClO-)+cCl-)=c(H+),c(H+)-c(OH-)=c(Cl-)c(HClO)+c(ClO-);因为c(HClO) 不等于c(Cl-),B选项错。C选项是读图能力的考查,由图知pH=7.5时,HClO浓度比pH=6.5时低,则pH=7.5时杀菌效果更差。D选项是化学平衡移动问题,夏季温度高,HClO浓度比冬季低。
该题显著特点是体现了图像特殊点的应用,关于图像特殊点解题是浙江化学卷多年考查不衰的一个技巧。其实2014年浙江高考26题也是有关图示定性与定量分析的试题。
这个试题告诉说明:我们复习策略是要花更多的精力来关注图示图像问题,因为图像问题既要定性分析又要定量分析。为了迎合高考复习,我们模仿2014年浙江高考第26题风格编制了一道试题,该试题传承了近三年浙江高考第26题的用实验手段研究物质、由信息推断物质、重在考查元素化合物知识的精髓,试题难度与高考相当。
[例]某不含结晶水的无机物质X仅有四种元素组成,为了探究其组成和性质,设计并完成了如下实验:
另取56.8g固体X在空气中加热分解得40.0g固体2,并生成标准状况下密度为1.96 g/L的气体A和另一中性物质B。请回答下列问题:
(1)A的结构式为 ,B的电子式为 。
(2)X的化学式 ,固体X在空气中加热分解的化学方程式 。
(3)若固体2与NH3在加热过程中出现砖红色固体,其原因是 (用化学反应的方程式表示)。
(4)一定条件下,气体A与溶液2反应生成溶液3的溶质有多样性,若溶液3溶质有三种时,除必定含有的一种溶质外,其中另两种溶质的组合可能是 , 。设计实验方案验证固体3中二种溶质的阴离子 。
本题的亮点是以图像为呈现方式,定性分析和定量分析相结合。定性分析:灼烧得固体2黑色,则固体2为CuO,中性物质B为H2O。定量计算:通过气体A密度计算相对分子质量为44,则A为CO2, 40.0g固体2含CuO为0.5mol。设CuCO3为m mol, 另一化合物Cu(OH)2为n mol。则m+n=0.5,124m+98n=56.8。得m=0.3,n=0.2。X的化学式2Cu(OH)2・3CuCO3或Cu5(OH)4(CO3)3。另外,溶液2通入气体CO2,因CO2的量不同,可能生成NaHCO3或Na2CO3。最后若固体3只有两种溶质,一定是Na2CO3和Na2SO4,不可能是NaOH 和Na2SO4或NaHCO3和Na2SO4,因此只要检验硫酸根离子和碳酸根离子即可。
预测2015年高考元素化合物试题将以这种图示方式出现。试题将以化学新物质为背景,让考生通过定性定量分析推断具体的化学物质。然后考查电子式、化学式、化学方程式、离子方程式、氧化还原、离子检验等相关知识。
【策略五】有机复习抓转化 分类比较要重视
2014年高考有机化学考选择题和推断题。其中选择题考查了有机物乳酸薄荷醇酯的化学性质,同系物的判断,淀粉和纤维素酸催化下的水解产物判断,CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3中1H-NMR谱的识别。大题考查了普鲁卡因分子的性质,反应试剂的选择和反应类型的判断,有机反应式的书写,有条件限制的同分异构体推断。HN(CH2CH3)2分子的合成路线。其中难点是流程图中的各种有机分子的推断。
以上试题告诉我们:有机化学复习策略要抓住重点内容分类复习。如烃的通式研究,要对比烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃求同找异;有机物燃烧时要对耗氧量、CO2和H2O的量进行对比分析;对有机反应式各种类型(包括条件、产物)进行深化比较;有条件限制同分异构体的判断要突出分类思维和有序思维;高分子化合物生成的类型要归纳,单体判断的方法技巧要归类比较;石油的炼制、苯和煤的综合应用进行相似对比和辨析;乙醇、乙酸、乙酸乙酯、油脂和糖类主线转化要对比细化。
例如酯化反应可以进行以下分类对比:(1)发生酯化反应时羧酸脱羟基,醇脱去羟基氢原子,同时要注意断键部位。(2)酯在碱性条件下的水解产物是醇和羧酸盐而不是羧酸。(3)羟基酸分子发生酯化反应时,可生成链状酯,也可生成环酯,还可生成高分子酯,解题时要看清题意。(4)酯化反应实验时,蒸出的成分有乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水,饱和碳酸钠溶液能中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度。(5)酯的反应中物质的量的关系:酯化反应中,生成的酯基个数等于生成的水分子个数;酯水解时,水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。酸和醇的反应的量等于生成酯和水的量。(6)酯化反应的各种类型也要深化:①一元羧酸与一元醇之间的酯化反应;②一元羧酸与多元醇之间的酯化反应;③多元羧酸与一元醇之间的酯化反应;④多元羧酸与多元醇之间的酯化反应,可得普通酯、环酯和高聚酯;⑤羟基酸自身的酯化反应,此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯;⑥无机酸(硝酸等)与醇之间的酯化反应;⑦其他含羟基类物质(葡萄糖、纤维素等)与含氧酸(或酸酐)之间的酯化反应。
2015年高考理综化学不考《有机化学基础》,只考《化学2》有机化合物的获得与应用。预测有机试题的题量和分值均会减少,其考试范围也有所缩少,但仍然是考查深层次有机化学问题。
【策略六】实验题抓综合 类比迁移重应用
高考化学实验题综合性强。2014年的化学制备实验题中,集实验装置、试题信息、流程图示、数据分析于同一试题中,则实验考查题综合程度高,考查学生的知识面更为丰富,考查学生能力水平更为突出,考查学生思维能力的要求也更高。
试题给出了葡萄糖酸钙制取的两个方程式。给出了葡萄糖酸钙、葡萄糖酸、溴化钙、氯化钙相关物质在水中和乙醇中溶解性表格。又给出了实验流程:
第(2)问CaCO3固体需有剩余的目的和本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3的理由。加入过量的碳酸钙,可提高葡萄糖酸反应转化率,是化学平衡原理的迁移应用。氯化钙与葡萄糖酸难以反应,是强酸制弱酸原理迁移的应用。第(4)问第④步加入乙醇的作用,用乙醇洗涤既可避免葡萄糖酸钙损失,又有利于葡萄糖酸钙析出。这是盐析原理到醇析的迁移。
以上高考试题说明,实验试题主要考查:能合理选择实验条件;能用化学原理解决问题;善于应用知识点的迁移;所学知识在新情景中的应用。
食品的染色不外乎采用两大类色素:天然色素与化学合成色素。天然色素来自天然物,主要从动植物组织中提取,是一种安全理想的食用色素,有些还有一定的营养保健作用,如β胡萝卜素、促进生长发育的叶绿素等。但由于天然色素提取成本高、着色力差、颜色不稳定而极少被采用。化学合成色素是从煤焦油中提取,或以苯、甲苯、萘等芳烃类化合物为原料合成,又称煤焦油色素,不仅无营养价值,且在合成过程中产生杂质,如砷、汞、氯化物等均有不同程度的毒性。这些物质进入人体后,会大量消耗体内的解毒物质,干扰人体的正常代谢功能,并直接作用于靶器官,产生毒性作用。轻则过敏、腹泻、消化不良;重则可能致畸、致癌,前段时间被广泛报道的“苏丹红”即属此类。尽管化学合成色素危害大,但由于成本低、着色力强、颜色鲜艳稳定,仍被包括食品工业在内的厂家广泛使用。
被合成色素影响的人群中,孩子是最大的受害者。因为孩子是彩色食品消费的主力,尤其是现在的孩子,几乎是在形形的彩色零食包围中长大的,他们在食入这些彩色食品的同时,也摄入了大量的合成色素。儿童正处于生长发育期,身体器官功能、神经系统发育尚不完善,对化学物质敏感,若过多过久地进食含合成色素的食品,会影响神经系统的冲动传导,刺激大脑神经,出现躁动、情绪不稳、注意力不集中、自制力差、思想叛逆、行为过激等表现。
有研究表明,现在的孩子行为过激、任性、反叛,原因有很多,但长期过多进食含合成色素的食品也是不可忽视的因素之一。
鉴于合成色素的危害性,我国已严令规定,凡是鱼、肉类及其加工品,醋、酱油、腐乳等调味品,蔬果及其制品,乳类及乳制品,米面、粮食及其制品以及婴幼儿食品等都不得使用化学合成色素,其他食品则允许有条件地使用,并对色素品种以及使用量进行了限制。然而,市场情况不容乐观。一些厂家为达到赚钱的目的,不顾食品安全问题,将食品做得五彩诱人,以吸引小朋友们去买。于是,彩色大米、彩色面条甚至彩色牛奶大行其道,而色彩缤纷的糕点、饼干更是随处可见,孩子在津津有味地食入这些食品的同时,也食入了健康隐患。
在此提醒各位家长,购买食品时,一要选可靠的生产商,二不要选颜色过于鲜艳的食品(天然色素经高温制作后颜色会变暗),三要认真查阅包装标识,尽量选用无色素或采用天然色素(如甜菜红、姜黄、β胡萝卜素、叶绿素、红花黄、黄、辣椒红、玉米黄等)的食品,尤其在为孩子选购食品时,不要为了满足孩子的好奇心,而购买大量五颜六色又无质量保证的食品。
常掏耳朵有误区
小丽
误区1:鼓膜破了一定会耳聋。
正解:掏伤鼓膜,听力下降。
坊间对鼓膜的认识是:一旦鼓膜破裂,听力就没有了。其实并非如此,鼓膜损伤在日常生活中相当平常。很多人在掏耳朵时掏得太深,碰到耳膜很痛,这种情况很可能就是在鼓膜上戳了个小孔。鼓膜的功能是扩发音量、增强听力,它的破损甚至破裂只会影响听力,但不会完全导致失聪。掏耳朵时,不小心弄破鼓膜,一般来说3个月左右可以自行恢复。
误区2:弄痛耳道滴点消炎水。
正解:没有感染不要滴。
掏耳朵时,如果用干净的掏耳棒掏到耳道痛了,这种情况一般不要滴消炎药水。此时,外耳道没有受到细菌感染,保持着一个干爽洁净的环境。但滴了消炎药水之后,反而制造了一个潮湿的环境,更容易滋生细菌。那么,什么情况下可以滴消炎药水呢?当耳道出现感染、流脓时,最好在医生的建议下滴消炎药水。洗澡时,最好别弄湿耳道。可以用棉花团塞住耳道洗,棉花团湿了再换。
误区3:耳朵觉得痒就掏。
正解:可能是真菌感染。
很多人有定时清洁耳朵的习惯,特别是油耳的人,常常感觉有油流出来或者觉得耳朵里面痒,过几天就掏一次。专家认为,油耳和干耳是遗传的。油耳的人一旦感觉油流出来了,用掏耳棒清洁一下是可以的。不过,正常人的耳屎会自动脱落,一般情况下不会堵塞。无论是油耳还是干耳,清洁耳屎的频率大约一个月一次就够了。一来耳屎的生长速度没有那么快,二来耳屎也有一定的保护作用,不要将其“扼杀于摇篮中”。耳道有两截,外面的一截外耳道表层覆盖着皮肤,不小心碰到了也不痛,但里面看不到的一截表面是薄薄的黏膜,一碰就会痛。在清洁耳道时,最好使用松软、干净的棉签,硬的掏耳工具如挖耳勺,并不好。
误区4:耳朵痛自己会恢复。
正解:长期受伤可致脑膜炎。
耳道发炎,问题不大,因此很多人会忽略治疗。这是一个错误观念。耳道受伤发炎而不治疗,很可能出现反复感染而造成脑膜炎,不仅会导致听力下降,还会生长肉芽、胆脂瘤,破坏听骨等。而听骨被损坏到一定程度,就无法自愈,只能通过手术来解决了。
选对杯子再喝水
霍霍
商场里,什么样的杯子都有,尤其是那些颜色鲜艳、造型独特的杯子更是引人注目。那么,选择什么样的杯子喝水,才对健康有利呢?什么样的杯子,我们应该避免选择呢?
一、应该选择的杯子
1.喝水首选玻璃杯
在所有材质的杯子中,玻璃杯是最健康的。玻璃杯不含有机化学物质,当人们用玻璃杯喝水时,不必担心化学物质喝进肚子,而且玻璃表面光滑,易清洗,细菌和污垢不容易在杯壁滋生。
需要注意的是:玻璃材质导热性强,容易令使用者烫到自己,如果水温过高,还可能导致杯子爆裂。
2.无彩釉陶瓷杯保温又安全
无彩釉涂染的陶瓷杯(尤其是内壁要无色),不仅材质安全、耐高温,还有相对较好的保温效果,喝热水或喝茶都是不错的。
3.专家也提倡使用搪瓷杯
搪瓷杯,经过上千摄氏度的高温搪化后制成,不含铅等有害物质,也可放心使用。
二、这些杯子不利于健康
1.塑料杯易藏污纳垢
塑料中常添加增塑剂,其中含有一些有毒的化学物质。用塑料杯装热水,有毒的化学物质容易稀释到水中,并且塑料的内部微观构造有很多孔隙,其中隐藏着污物,清洗不净就容易滋生细菌。所以,选购塑料杯时,一定要选择符合国家标准的食用级塑料所制的水杯。
2.一次性纸杯暗藏致癌物
一次性纸杯看起来卫生、方便,其实产品合格率不好判断,因为是否干净卫生,我们用肉眼无法辨识。从环保角度讲,应该尽可能少用一次性纸杯。有的生产厂家为使杯子看上去更白,加入大量荧光增白剂,而这种荧光物质可使细胞产生变异,一旦进入人体就会成为潜在的致癌因素。另外,不合格的纸杯一般杯身软,倒入水后易变形;有的纸杯密封性差,杯底容易渗水,这容易让喝水者被开水烫伤。更有甚者,当你用手轻轻触摸纸杯内侧,感觉上面沾着细细的粉末,手指触摸处也会变成白色,这是典型的劣质纸杯,千万不要使用。
3.五彩杯子中金属含量高
五颜六色的杯子讨人喜欢,可实际上,鲜艳颜料里暗藏隐患。当杯子盛入开水或者酸碱性偏高的饮料时,这些颜料中的铅等有毒重金属就容易溶解在液体中,人们饮了带化学物质的液体,易给健康埋下隐患。
4.别用金属材质的杯子喝咖啡
金属材质的杯子中含有的金属元素通常情况下较稳定,但在酸性环境中有可能溶出,用于喝咖啡、橙汁等酸性饮料时不安全。
5.磁化杯、能量杯需慎重选择
有医学报道称:磁化水对人体健康有益,但不是所有的磁化水都对人体健康有益。只有负极的磁化水才能改善人体的生理功能,起到保健作用,而正极的磁化水不宜多喝。目前,在市场上我们见到的磁化杯大多采用普通磁铁,正负极不分。因此,消费者在选择磁化杯时,应仔细鉴别,选购单极磁片(负极)为原料制成的磁化杯才好。
而所谓的“能量杯”在原理上能够改善人体机能,起到保健作用。但是,目前市场上许多生产“能量杯”的厂家并没有对此功能进行切实的生理功效验证,夸大了“能量杯”的作用,有的甚至称能够包治百病。专家提醒消费者,在购买具有保健功效的“能量杯”时,应该认清有关部门给予的合法认证,切不可盲从。
天冷,别忘喝热粥
周妈
1.教学目标的差异
初中化学教育是化学的启蒙教育。初中化学知识内容大多贴近学生日常生活实际,其知识层次以要求学生“知其然”为主;在能力培养方面,以定性分析、形象思维为主;只要求学生掌握一些最基础的化学知识和实验技能。
高中化学教育是化学的基础教育。高中化学的知识内容逐渐向系统化、理论化发展,在知识层次方面,要求学生对其中相当一部分知识不仅“知其然”,更“知其所以然”;在能力培养方面,由定性分析逐步向定量分析迈进,思维能力从形象思维向抽象思维发展,要求学生能运用所学化学知识解决具体生活问题,且能在实际应用中有所创新。
例1:2010年浙江高考理综卷:汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析,确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明,固体粉末部分溶解。经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。取13.0g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准状态下的体积为6.72L。单质乙就在高温隔绝空气的条件下与不溶性红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题:
在本题中并没有直接给出叠氮化钠的化学式,而是提示由Na、Fe、N、O四种元素组成,要求学生根据题给信息,并结合定量计算推测出叠氮化钠的化学式。生成的钠性质活泼,它与空气接触很危险,故题目要求学生写出钠与氧化铁的反应。本题综合性很强,强调发挥灵活运用知识的能力、信息获取能力和分析能力。
2.教材内容的差异
初中教材仅有2本,所有学生都必须学习,没有选择性和差异性。高中化学教材共有7本,其中包括2本必修教材,即必修1与必修2;5本选修教材,包括化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础和实验化学,学生可以根据需要和兴趣选择自己喜欢的模块深入学习。
从知识层面看,高中化学与初中化学相比,深广度有了明显提高。以必修1为例,第一章“从实验中学化学”,除了要求学生掌握几种混合物分离、提纯的方法外,还要求学生掌握物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等全新概念及相关计算。第二章“化学物质及其变化”,学生首先将常见的物质进行了归类整理并学习物质类别间的转换关系,其次是电解质的概念,酸、碱、盐的电离,离子方程式和氧化还原反应等几乎全新的概念,并且这些内容抽象程度高,理论性强,学习起来较为枯燥,它们成了部分高中学生学习化学的“拦路虎”。前两章所学内容是整个高中化学学习的工具性知识,如若没有学好,学生的成绩将从这里开始分化。
二、教给学生高中化学学习方法
高中化学必修模块教材将在初中化学的基础上起到巩固和提高的作用,并为学习选修模块和今后继续提高化学知识水平作必要的铺垫。因而,在必修阶段必须掌握四大工具,即化学实验和分类思想、物质的量、离子反应和氧化还原反应。这四种工具全都包含在高中化学必修1前两章中,因而学好必修1的内容对于高中化学学习至关重要,下面以必修1为例介绍高中化学学习的方法和策略。
1.以实验为基础进行物质性质的研究
化学是以实验为基础的自然学科。在研究元素化合物的有关化学性质,进行物质的分离与提纯,鉴别与鉴定物质时,通常都要以实验为手段加以验证或探究,因此要学好化学一定要重视实验。
化学实验不但能培养学生观察、思维、动手等能力,还能加深对相关知识的认识和理解。新课程中不仅要求学生能够正确操作完成验证实验,还要求学生能够根据研究需要设计实验方案,并完成实验探究。在实验过程中真正做到知其然,也知其所以然。因而,无论是演示实验、学生实验还是探究实验,学生不应仅仅满足于简单地重复和验证,而需要在教师的引导下认真思考,逐步掌握“提出假设—设计实验方案—实验验证—得出结论”的研究物质性质的方法。
2.化学用语、化学计算贯穿全书
社会的不断发展,显示出人类利用自然、改造自然、创造自然而产生巨大力量,同时也对自然界的平衡、对人类赖以生存的地球环境带来严峻的挑战。
近几十年来,工业的飞速发展,人们在享受着现代化带来的巨大物质财富的同时,也承受着严重污染的危害。臭氧层空洞、温室效应、淡水资源缺乏、酸雨肆虐、光化学烟雾等,诸多污染使得森林和农作物遭受破坏、湖泊酸化、鱼类死亡、加速了建筑物的腐蚀、使皮肤发生癌变、两极冰川融化、海平面上升、陆地面积减少、地表气温升高、土地沙漠化……
一、在化学教学中进行环保教育,提高环保意识
环境保护已成为全人类谋求生存与发展的重大课题。人们对环境保护意识的匮乏,使得环保教育在化学教学中刻不容缓。重视环境保护意识的培养是时代赋予教育的责任,加强环境保护教育是树立和提高人们环保意识的有效途径。化学教师在化学教学中培养学生的环保意识更是责无旁贷。环境污染大部分来自化学物质,在处理环境污染的过程中,要用化学知识对污染源、被污染物进行分析、处理;环境污染造成的危害,要用化学知识加以控制和解决。因此,在化学教学中渗透环保教育已成为化学教学不可缺少的环节。化学教师在化学教学中除了教给学生化学知识、实验技能,还要对学生加强环境教育,培养学生的环保意识,让他们自觉养成保护环境、减少环境污染、监督和抵制那些破坏环境的行为,为我国经济的可持续发展,为创造美好的未来做贡献。
二、在化学教学中进行环保教育的有效途径
1 充分挖掘教材中的环保因素,确定教学要点,将本学科涉及环境保护教育的内容列入教学计划。在化学教学中,注重相应的知识点,加强对环境保护的教育。例如:学习“空气”,让学生了解空气的组成是比较固定的,适合人类和动植物的生存。随着工业的飞速发展,排放到空气中的有毒、有害气体和烟尘、粉尘等改变了空气的组成,造成了大气污染,使得气候变暖等。在介绍煤时,让学生了解煤的组成,煤燃烧时释放的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等,其中一氧化碳是剧毒物质;二氧化碳会引起温室效应;二氧化硫、二氧化氮是酸雨形成的罪魁祸首。在学习有机化学时还可以介绍耗氧有机物,难降解有机污染物等。 转贴于
2 在不影响原有实验目的、观察现象、效果和实验结果的前提下,改进实验方法、改进仪器组装或实验形式,以减少实验产物对环境的污染和破坏。可着重从药品用量、仪器组装、废弃物利用和处理、采用微型化学实验等方面考虑。如用实验方法鉴别浓硝酸和稀硝酸时,将铜片改用铜丝,不需要反应时,抽出铜丝,反应即可停止;又如铜和稀硝酸反应中,用注射器代替试管进行实验,使装置成为封闭体系,易于对比、观察,药品用量较少,效果明显,同时能防止有毒气体二氧化氮对空气的污染。
在实验教学中,不仅要学生在实验中尽量少用药品,减少废弃物的排放,而且要注意妥善处理废弃物,减少废弃物对环境的污染。
3 密切联系实际,开展形式多样的环境教育。学生可利用一些小长假在家乡开展生态环境调查。如调查当地工厂向大气中排放了哪些有害气体和烟尘?给人们的身心健康造成了那些危害?并组织学生进行座谈讨论,通过这些具体生动的事例使学生在思想上认识到环境保护的迫切性,提高学生对环境保护的认识。
学校可以成立环境保护兴趣小组,在教师的指导下,学习环境保护的专业知识和技能。另一方面积极参加校内外的环保活动,如利用pH试纸测定雨水的酸度,检查校园环境,监督学生不使用塑料餐盒和一次性筷子,请环保部门的同志向学生介绍环境现状,环保工作的新进展等。学生在积极参加环境保护活动的过程中,切实感受到环境保护的重要性和紧迫性,使学生得到良好的环保教育。
中图分类号:G712 文献标识码:C 文章编号:1006-1533(2013)15-0051-03
实验教学是药物合成教学的基础,实验教学可以很好地训练、培养学生的动手操作能力、观察查阅能力、思维想象能力以及语言表达能力等。通过实验教学还会对学生的世界观、思维方式以及道德修养等个人素质产生重要影响,这也是其他学科无法代替的[1]。笔者认为,在教学实践中,应根据学校的特色以及实验室条件,确定具体的实验教学目标和基本要求,并以此为基础建立合理的实验教学体系。
在药物合成实验教学中,要做好基本教学环节内容的把握和不断创新、改革药物合成实验教学这两方面的工作。
1 基本教学环节内容的把握
药物合成实验教学相对于单纯的理论教学来说具有一定的特殊性,它不仅需要理论知识,对动手操作能力以及实验器材等条件都具有一定的要求,它是学生在学习专业基础课后更进一步学习的专业实验课。
1.1 实验之前应做好充足的理论知识准备
在药物合成实验之前,应该让学生具备充足的理论知识。只有掌握了基本的化学理论,才能更好地让学生展开抽象思维,才能让他们具备科学的实验方法,使学生的知识更加系统化。
想要学生带着充足的理论知识去做实验,那么我们不妨在理论学习上下点功夫。比如,在学生学习理论知识时,首先将要学习内容的重点、难点以及注意点、安全知识等先告之学生,让学生提前针对问题学习、对实验内容进行预习。这样学生知道了哪些是难点,哪些是已经学习了的,哪些是还需要继续思考的,就能在上课时与老师共鸣,不仅可以大大提高课堂效率,而且能够化繁为简,降低学生学习的难度,此外,在一定程度上还能够提高学生的求知欲望、学习积极性以及学习兴趣。在教授理论知识的同时,可以在需要进行实验验证的地方加以说明,时间允许的话可以简单地将实验基本流程讲述一下,让学生做到心中有数,这样学生在做实验的时候就能够效率倍增。
1.2 提高药物合成实验教学的效果
应不断提高药物合成实验教学的强度和力度,加强对学生的动手能力和综合实验能力的培养。良好的动手能力和实验操作能力其实不仅关系到学生的最后成绩,也关系到学生日后参与工作的能力。为了更好地培养制药人才,我们应该提高药物合成实验教学的强度和力度。如更新、充实实验内容,在实验项目选择上使反应类型不重复,实验内容结合行业需求、贴近工业化大生产实际,注重学科的发展、延伸,增加与其他学科的交叉,让学生在有限的课堂教学上学到更多的技能,提高学生的综合应用能力,使之能够更好地适应未来的工作和现代制药行业的发展需求[2]。
药物合成实验教学可分为验证实验教学、综合实验教学以及设计实验教学。
1)验证实验教学。验证实验教学是在实验方案已经成熟的条件下,只需要学生按照已定的操作步骤进行操作验证即可,主要包括性质实验和简单的药物制备实验,并且会涉及到一些有机合成中的基本技能操作,学生按要求完成实验操作没有什么大问题。通过验证实验教学(如诺氟沙星、阿司匹林的定性鉴别实验;维生素类和抗生素类药物的性质实验;乙酰苯胺制备实验等),学生对所学的理论知识将有更直观的感性认识,实践技能、理论联系实际的能力也能得到锻炼[3]。
验证实验教学过程中要求学生在实验前了解此次实验的目的、原理、具体操作流程,以及在实验过程中可能会遇到的突发性问题和其防范处理的方法等。在实验中,学生一定要仔细观察实验现象,做好实验记录。实验后要认真处理实验数据,写好实验报告。
2)综合实验教学。综合实验教学和验证实验教学有相似之处,两者的实验方案都已经成熟,在实验中都要严格遵循实验要求。不同的是,综合实验的实验过程比较复杂。综合实验包括多步反应(涉及多种单元反应)、多种操作技能的综合应用,对学生理论知识的掌握程度要求和基本操作技能要求也比较高[4]。如新戊二醇的萃取实验、磺胺醋酰钠制备实验及盐酸普鲁卡因制备实验等,是从初始原料开始的多步骤合成实验。
3)设计实验教学。设计实验教学相对于前两者来说更复杂,要求也更高。设计实验是指运用已经掌握的理论知识去解决一些实际问题。具体是指选择一些实用性比较强的实验课题或者科研课题中的一部分内容,但老师仅仅告诉学生实验的题目和产品的用途,让学生无法“照方抓药”,必须自己去寻找相关的实验原理、物理数据以及实验方法和实验步骤等资料,再去设计相关的实验方案。在实验方案设计完成后交给老师进行审阅,最后在老师的严格把关下,学生亲自动手进行实验验证,然后发现问题,解决问题,完成实验。
设计实验中学生的自主参与性比较大,对学生理论知识的掌握以及实验操作能力水平都有较高的要求。同时,这类实验往往能够激发学生的实验兴趣,而且能够强化学生能力的培养和素质的提高。既能让学生做到理论联系实际,又能督促他们去学习综合设计实验的方法,也在一定程度上提高了他们分析问题、解决问题的能力,对他们的学习以及日后的工作都有着很大的帮助。
2 不断创新改革药物合成实验教学
一名优秀的化学教育工作者,不仅要掌握丰富的教学理论,有着丰富的教学经验,扎实的教学技艺,而且要有不断改革创新的意识。我们在保证教学质量的前提下,不断地探讨新的教学内容、教学方法、教学手段等,以此来提高药物合成实验教学的成果。
2.1 善于观察,不断改革实验方法,提高实验效果
化学中涉及较多的化学物质的分子结构及各种物理化学性质,十分复杂,一种实验方法或者实验手段只能针对某种或某类有机化学分子现象,要想获得更多的实验结果,更优质的实验效果,就必须针对不同的实验目的或特定类别的化学成分,设计、选择不同但行之有效的实验方法。
以对硝基苯甲酸制备实验为例,所用原材料均为对硝基甲苯,通过氧化反应得到对硝基苯甲酸。但我们选择不同的氧化剂——高锰酸钾和重铬酸钠来分别实验。学生抱着好奇的心态完成了实验,并认真讨论了两种实验的相似点、不同点以及各自的优缺点。笔者认为,这就是教学过程中应侧重之处,针对实验目的,利用物质的物理化学性质,并且借助化学手段进行适当改变,从而完成实验。
2.2 不断设计创新,强调实验流程的完整性以及个性实验的开设
现有的药物合成实验教学,大多强调对学生的实验操作技能的训练,在这种情况下培养出来的学生,虽然操作能力能够达标,但是对实验的理解以及综合性、灵活性就比较差,学生的综合素质不是很好,为此,要进行一些尝试性的改造,要强调实验流程的完整性,要让学生知道,一个完整的实验不单纯指某个步骤或者某个环节,它是由众多环节、众多步骤组成的。
2.3 改善考核方式,提高学生的自主思考意识和能力
考核是在学生学习过程中必不可少的一个环节,是对学生知识掌握情况的考察。考核会督促学生更加积极主动地去学习知识、理解知识、掌握知识。但是,如果考核方式不好,也会有一定的反作用,影响学生的学习成绩。
与课堂理论知识的学习不同,实验的学习从最初的预习到实验的操作、实验现象的观察以及最后实验报告的完成,耗费大量的人力、物力。所以,为了能够让学生提高实验效率,在较短的时间内做出较多的成绩,应该简化考核方式,让学生多花一些时间在实验过程本身,让学生能够获得更高的实验技能,对实验现象、实验结果有一个更加深刻的理解。
比如实验之前的预习报告,很多的预习报告都是照抄教材,根本就没有什么创新之处,更多只是形式上的存在。但是,实验报告就不一样,实验报告中的实验原理以及实验流程、实验步骤不能照抄教材,都是实验的真实描述,所以,为了提高效率,不如直接将其与实验教材结合起来,简化工作量,节省时间留给其他工作。
另一方面,在实验结束之后,老师对学生进行评价,最后以一个分数和评语的形式体现学生的实验操作水平。具体的分数可以对学生进行分类,评语则是进一步让学生明白自己哪些方面做得比较好,哪些方面还 有差距,需要继续努力。据日常教学的观察和思考,学生其实更关注老师在实验现场当场做出的实验分数评比,这样能够很快地回忆起自己哪些方面没有做好,甚至还有机会在考核之后再一次进行反思、实践。其实,除了给予评比之外,老师还应该发挥学生的主动性,让他们自己谈一谈实验的感想,比如在实验中收获了什么,哪些地方有失误,有没有建设性的意见等。这不仅有利于激发他们的学习兴趣,提高学习的积极性,而且能够促进整个教学实验环节的水平提升。
参考文献
[1] 陈道杰. 加强化学实验教学、培养学生的观察能力[J]. 宿州教育学院学报, 2006, 9(4):106.
[2] 陈娇娇, 王兵, 张慧春, 等. 以培养创新能力为核心改革药物化学实验教学[J]. 药学教育, 2012, 28(5): 50-52.
据有关资料表明:人类肿瘤病60%以上与环境污染直接有关,与化学污染物有关的肿瘤至少占 90% 以上。目前的环境中的化学污染物有饮用水、空气或者进入食物链中的重金属和农药残留物,养殖产品中的抗生素、催生素残留物,另外使用不当或不科学使用的食品添加剂、防腐剂等,都可以成为人类的致病因素,能诱发癌症和神经性疾病等多种病症。更为可怕是被称作“持久性有机污染物”( POPs )的许多毒害性有机化学物,它们在自然条件下很难降解、风化,具有低浓度、高毒性、半挥发性、能在空气、水和迁徙物中长期残留或远距离迁移的特点,能够在远离排放源的地方沉淀并蓄积起来,进而来损害人体和生物体的内分泌系统,使免疫功能降低或者使之失调,进而严重威胁着人类的生存和发展,并会对环境造成难以修复的破坏。
二、世界各国对有毒化学污染物的管理情况
二十世纪中期,西方工业化国家发生举世闻名的“公害”事件,事件发生后欧、美、日等经济发达国家对毒害性化学污染物进行了长时间大量研究,并为之付出了众多生命的代价,进而制定了一系列环境控制标准和法规。一是美国在上世纪 70 年代中期就在《清洁水法》中公布了 129 种优先监测和严格控制的“优先污染物”。其中,毒害性有机污染物 114 种、重金属等毒害性无机污染物 15 种。随后的1984 年美国环境保护部门为了强化对有毒化学污染物的管理,把“有毒化学物质污染与公众健康问题”列在美国几大环境问题之首,作为重中之重的课题进行研究。二是欧共体1975年提出《关于水质目标排放标准》的技术要求,并且列出了污染物的名单,同时要求各成员国根据此报告,结合本国实际情况规定有毒污染物的控制名单。三是日本环境厅从上世纪70年代初开始,就有目的的组织了全国性的化学品环境安全性综合调查,并于1986 年公布了 600 种有毒化学品环境普查的结果,并规定每年将“有毒化学品污染及其防治对策”作为环境白皮书进行编报,从而对化学物污染的控制和管理已经制度化。
三、世界各国对有毒化学污染物的达成的共识
目前,工业化学品、杀虫剂在生活、生产领域的广泛使用、以及在工业生产和燃烧过程副产品的“持久性有机污染物”( POPs )与日增多,对人体健康的危害越来越明显,过去不曾出现过的疾病也与日俱增,这引起了世界卫生和环保组织的关注。从1995年开始联合国环境规划署就着手组织对12 种持久性有机污染物进行国际调研评估,1996年环境规划署根据评估的结果开展了各国政府间的讨论和谈判。最终认定有机氯农药8 种(即滴滴涕、毒杀芬、灭蚁灵、氯丹、七氯、艾氏剂和异狄氏剂)和工业化学品 2 种(即二恶英和呋喃)为有毒化学污染物。
1999年比利时等西欧国家相继在肉、蛋、牛奶中查出被“二恶英”污染的事件(后经研究发现由于在动物饲料加工过程中使用了被二恶英污染的脂肪所致发生的)以及其后的“污染鸡”事件,这些污染事件曾引发了全球消费者的恐慌,对比、德、法、荷等国的畜牧业市场是一个很大的打击,致使这些国家的畜牧业经济损失达数十亿欧元,该事件的发生让全世界普通公众第一次知道“二恶英”这个名词,对国际社会就控制持久性有机污染物所产生的环境问题提出警示。紧接着联合国环境规划署于2001年1月在瑞典召开了关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩会议,并发表《有机污染物的斯德哥尔摩公约》,公约提出各缔约国将采取一致行动,首先消除这 12 种对人类健康和自然环境特别有害的持久性有机污染物。 并且说明所控制的“持久性有机污染物”( POPs )清单是开放性的,将来随时可以根据公约规定的筛选各标准对清单进行修改。
四、国内有毒化学污染物的现状及原因
虽然世界各国都在对有毒化学污染物进行监管,但是由于措施、力度的问题,直到今天化学品引发突发性环境事件近年来呈明显上升趋势,其背后有多方面原因。
1、化学品需求有市场。一是随着经济增长,对化学品的需求急剧增加;二是政府为了地方经济对环境保护力度不够,致使一些污染项目重复建设而不记后果。
2、小化工企业的阵地转移。我们知道小化工企业由于人财物力的投入不足,加上技术水平落后,致使这些企业制造污染。另外一些小化工厂在沿海遭禁止后,马上改头换面转移被招商迫切的中西部地区,进而就人身健康等造成污染。
3、企业的环境安全主体责任不落实、环境保护法、安全生产法落实不力,职能部门只服从于地方的经济建设,监管执法不到位、管理技术和科研能力薄弱也是造成化学品严重污染环境的重要原因。
五、国内对有毒化学污染物的可持续管理
1、我国对有毒化学污染物的研究。上世纪90年代以来,政府与化学品产业界之间旨在实施化学品风险评价与风险管理的自愿协议(Voluntary Agreement, 简称VAs)在发达国家广泛开展,成为各国实施化学品环境管理政策的一项重要手段虽然我国是《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的首批签约国(2001 年5月签约)。但是,真正对毒害有机污染物的环境科学研究的起步却较晚,上世纪八十年代后期只有少数科研院所和高校于才接触并进行基础性研究。
2、近期国家环保部将进行有毒化学品进行专项管理。一是针对化工园区和化工企业集中区域,所有生产有毒化学品有污染物的企业,展开一次环境管理专项检查,并将重点检查江河湖泊沿岸、沿海地区、饮用水水源地等环境敏感区域。二是将于2013年年底前完成危险化学品环境管理登记工作。
六、对有毒化学污染物的可持续管理建议
一是本着就地处置的原则,在一定区域范围内就有毒化学污染物建立回收统一协调机制。二是对废弃危险化学品的处置及事故后的污染治理和环境恢复建立可行的可持续管理保险金或抵押金制度,并以此来推动废物处置产业化发展。三是结合《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》实施以来,危险废物无害化处置设施建设步伐得以加快,但建设进度还是滞后于预期目标和现实需求。四是在地方财政预算中设立危险废物处置专项资金。五是让公众充分认识到废弃危险化学品的危害性,充分发挥公众的监督力是加强废弃危险化学品管理的有力措施。六是培养一批高水平高素质的管理和专项技术人才,全面提升我国化学品/废弃化学品的环境管理能力。七是摸清家底,对污染源信息不掌握等问题也必须及早解决,细化管理程序和标准,加大法规执行力和效果。八是充分发挥行业协会的力量,加强培训,增加企业责任感,提升企业的大局意识和社会道德心