歐亞平
摘 要 在大學(xué)有機(jī)化合物課程中,理解和掌握芳烴章節(jié)中有機(jī)化合物的芳香性教學(xué)既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。因此,本文從改變傳統(tǒng)的教學(xué)思路、采用計(jì)算化學(xué)輔助教學(xué)方法及涉及當(dāng)前研究芳香性前沿實(shí)例三個(gè)角度對有機(jī)化學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革。讓學(xué)生更加容易理解和掌握該知識點(diǎn),徹底領(lǐng)會苯系芳烴和非苯系芳烴的類型,特別是能夠靈活運(yùn)用休克爾規(guī)則來判斷非苯芳烴的芳香性。
關(guān)鍵詞 有機(jī)化學(xué) 芳香性 休克爾規(guī)則 教學(xué)改革
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1有機(jī)化學(xué)課程中芳烴教學(xué)背景
有機(jī)化學(xué)課程作為高校及高職院?;瘜W(xué)、材料、制藥、生物及環(huán)境等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程。在該課程中,關(guān)于芳烴的教學(xué)非常重要,主要是因?yàn)榉紵N及其衍生物在我們的日常生活及科學(xué)研究中發(fā)揮著不可替代的作用。通常在學(xué)生學(xué)習(xí)芳香烴之前,學(xué)生們就已經(jīng)學(xué)習(xí)了幾大類有機(jī)化合物即烷烴、烯烴及炔烴,因此對于在芳烴章節(jié)中前面一部分內(nèi)容如芳烴的分類、命名、結(jié)構(gòu)及相關(guān)的化學(xué)性質(zhì),學(xué)生們都能夠在前面積累的有機(jī)化學(xué)知識的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí),而對于后續(xù)講述有機(jī)化學(xué)的芳香性及非苯芳烴分類上卻有時(shí)難以掌握。傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常是按照講述單苯芳烴、稠環(huán)芳烴及非苯芳烴這樣的順序進(jìn)行講解,最后在講述非苯芳烴的時(shí)候講解芳烴芳香性的判據(jù)-休克爾規(guī)則(H點(diǎn)kel rules)。此外在講述休克爾規(guī)則計(jì)算 電子數(shù)時(shí)比較抽象,學(xué)生們難以理解,而且往往講述的都是傳統(tǒng)的非苯芳烴實(shí)例。因此,我們以芳烴芳香性教學(xué)為例,從改變傳統(tǒng)的教學(xué)思路、采用計(jì)算化學(xué)輔助教學(xué)方法及涉及當(dāng)前研究芳香性前沿的實(shí)例三個(gè)角度對該知識點(diǎn)的教學(xué)進(jìn)行改革,以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)其分析和解決問題的能力,提高教學(xué)質(zhì)量。
2有機(jī)化合物的芳香性教學(xué)探究
2.1教學(xué)思路
2.1.1教學(xué)設(shè)計(jì)上下苦功夫
在前面已經(jīng)提到,芳烴章節(jié)中前半部分涉及的知識點(diǎn)相對比較容易理解,而后面主要是設(shè)計(jì)到有機(jī)化合物芳香性的問題。其一,從結(jié)構(gòu)變化設(shè)計(jì)入手,讓學(xué)生在研究結(jié)構(gòu)的同時(shí)帶著計(jì)算化合物是否具有芳香性的問題循序漸進(jìn)去學(xué)習(xí)和探索。依據(jù)圖中的結(jié)構(gòu)分類,筆者認(rèn)為每講到一類結(jié)構(gòu)的時(shí)候,然后考察下它們的芳香性,根據(jù)休克爾規(guī)則即4n+2規(guī)則判別化合物是否具有芳香性需要滿足的三個(gè)條件:(1)成環(huán)原子共平面或接近于平面,平面扭轉(zhuǎn)不大于0.1 nm;(2)環(huán)狀閉合共軛體系;(3)環(huán)上 電子數(shù)為4n+2 (n= 0、1、2、3……);只有符合上述三個(gè)條件的環(huán)狀化合物,說明該化合物具有芳香性質(zhì)。其二,從講解設(shè)計(jì)上入手,我們在講解該類化合物的結(jié)構(gòu)的時(shí)候,通常是根據(jù)共價(jià)鍵理論討論結(jié)構(gòu)的形成。因此,此時(shí)我們在講解的時(shí)候應(yīng)該遵循從結(jié)構(gòu)-共軛環(huán)上 電子數(shù)-芳香性這樣一個(gè)過程,這樣學(xué)生就自然而然就理解和掌握該知識點(diǎn)。
2.1.2授課過程以“教師+學(xué)生”為中心
傳統(tǒng)的以學(xué)生為中心的教學(xué)思路即是通過提問環(huán)節(jié)把學(xué)生吸引到所要傳授的知識點(diǎn)上來。然而這種以學(xué)生為中心的授課過程關(guān)鍵取決于教師如何帶動學(xué)生、讓學(xué)生配合老師點(diǎn)燃課堂教學(xué)氣氛?,F(xiàn)在的學(xué)生,老師們在上課時(shí)發(fā)現(xiàn),他們盡管上課的時(shí)候手機(jī)都已經(jīng)上交到講臺,然而部分學(xué)生總是讓老師感覺人坐在教室里,而心思不在課堂上。那如何才能吸引這部分學(xué)生跟上老師的授課進(jìn)程呢?這就需要我們從一進(jìn)教室上課就要狠狠抓住學(xué)生的好奇心,這是關(guān)鍵。因此教師和學(xué)生在課堂上都是缺一不可的兩個(gè)元素。以講授芳香性這個(gè)知識點(diǎn)為例,筆者認(rèn)為首先進(jìn)入課堂,讓學(xué)生們自己講出一些與實(shí)際生活中相關(guān)的芳烴結(jié)構(gòu),然后找出結(jié)構(gòu)的異同,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后老師同樣帶著問題一步一步引入學(xué)生進(jìn)入芳香性這個(gè)知識情節(jié)中。
2.2適當(dāng)涉及研究前沿
最后,在考察芳香性相關(guān)應(yīng)用的時(shí)候,筆者認(rèn)為老師可以通過了解近年來關(guān)于科學(xué)家們研究化合物芳香性的相關(guān)論文,并向?qū)W生進(jìn)行簡單介紹,讓學(xué)生們知道所學(xué)知識與當(dāng)前科技前沿緊密相連,從而激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣,有利于培養(yǎng)他們良好的科研精神。
3結(jié)論
以有機(jī)化學(xué)中芳烴章節(jié)中的芳香性知識點(diǎn)為實(shí)際案例,從改變傳統(tǒng)的教學(xué)思路、采用計(jì)算化學(xué)輔助教學(xué)方法及涉及當(dāng)前研究芳香性前沿的實(shí)例三個(gè)角度展開教學(xué)改革探索,事實(shí)證明,取得了很好的教學(xué)效果。這一方面帶動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和濃厚的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力,拓寬了他們的專業(yè)知識面。另一方面,對老師的教學(xué)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。因?yàn)檫@樣的教學(xué)模式必然促使教師在進(jìn)行課題教學(xué)之前必須自己備好功課,苦下功夫,夯實(shí)自己的專業(yè)知識面,投入更多的教學(xué)工作量,才能在講課的時(shí)候舉一反三,靈活運(yùn)用。
基金項(xiàng)目:2017年衡陽師范學(xué)院校級教改項(xiàng)目(JYKT201724);2017年衡陽師范學(xué)院有機(jī)化學(xué)優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)經(jīng)費(fèi);2016年校級青年骨干教師培養(yǎng)對象經(jīng)費(fèi)。
參考文獻(xiàn)
[1] 毛彩,霞高峰,景崤壁.以反應(yīng)機(jī)理為主線的芳烴親電取代反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教育,2017, 38(08).
[2] 劉艷麗,張紅杰,張慧濤,?,摤摚禃?,楊瑾.芳烴受體表達(dá)在焦?fàn)t工多環(huán)芳烴暴露致DNA氧化損傷中的作用[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué),2018(05).
[3] 韋星船,劉曉國.有機(jī)化學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教育技術(shù)整合初探[J].廣州化工,2012,40(09):230.