學好大學有機化學課程探究

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[摘要]對于多數學習大學有機化學課程的學生來說，掌握有機化學課程結構，熟悉有機化學課程內容，理清課程內容間的邏輯關系是學好有機化學的前提。但在實踐教學中發現，大多數學生對于學習有機化學并沒有明確的思路和方法。為了促進學生熟悉該課程，優化學習方法，本文將以有機化學教材內容為出發點，結合自身教學實踐，提出利于學生學習有機化學課程內容的三大核心教學框架。

[關鍵詞]有機化學課程；核心框架；教學改革

大學有機化學課程包括物質的結構、物質的性質、物質的效應原理等主要內容，根據有機化學教材編寫的思路，我們不難發現其呈現出一定的規律性，各章節內容具有一定的邏輯順序，但章節與章節之間內容的聯系并不明顯，導致學生在學習有機化學時容易出現“斷層”現象，無法將各種所學的化學物質的內容聯系起來進行理解學習并記憶，從而在學習有機化學課程時容易對課程內容產生繁多雜亂的感覺，影響學生學習有機化學的積極性。除此之外，教師的授課方式和策略對學生學習有機化學也存在著一定的影響，若是教師就照著教材的知識念，直接闡述教材內容的教學方式顯然不能有效的促進學生學習有機化學以及激發學生的學習興趣，那么教師更應該注重將教材知識內化，將較抽象的知識具體形象化，這樣才能有效提升學生的學習效果和學習興趣，同時有助于優化學生的學習思路和方法。為了引導學生對有機化學課程內容有更清楚地認識，以及加深學生對各章節課程內容之間的邏輯聯系，達到更好的教學效果，提高有機化學課程的教學質量，我們將基于大學有機化學教材內容，結合自身教學實踐，提出該課程的三大核心教學框架。首先對高等教育出版社出版的有機化學教材第五版進行簡單分析，其分有上下兩冊書，共包含二十一個章節，由簡單到復雜采取一定的循序漸進式編寫思路。為了將理論知識生動化，我們將主要的三個核心知識教學框架分別比喻成人的“骨骼”、“血肉”和“靈魂”，讓學生體會到學習有機化學如同交新朋友一樣簡單有趣。以下將分別對三個核心框架進行具體闡述：

1框架一：有機化學的“骨骼”——有機分子的結構

從有機分子的結構出發，教材中幾乎每個章節都涉及到各種有機分子的結構，學生若是能夠意識到這一點就相當于在各章節之間搭建了隱形的橋梁，再運用比較學習法[1]發現各種有機化學物質結構的相同點與不同點，加以總結歸納，則為后續化學性質的學習打下堅實的基礎。下面將舉例說明如何通過掌握有機化學的“骨骼”以達到加深對各章節有機物質結構的認識與理清之間邏輯關系的目的。將以第二章烷烴、第三章單烯烴以及第四章中的炔烴為例：學生通過對烷烴的學習，可以知道烷烴具有碳碳之間是以單鍵相連的結構特點，并且教材中以具體的甲烷為實例描述了甲烷分子具有正四面體構型，并且中心碳原子采取SP3雜化。在對烯烴進行學習時，可以知道烯烴中存在碳原子與碳原子以雙鍵方式連接的碳碳雙鍵，并且教材中以具體的乙烯為實例，描述了乙烯分子是平面型分子，并且乙烯分子中的兩個碳原子都是采取SP2雜化。在對炔烴進行學習時，可以知道炔烴中存在碳原子與碳原子以三鍵連接的碳碳三鍵，并且教材中以具體的乙炔為實例，描述了乙炔分子是平面型直線型分子，并且闡述了乙炔分子中的兩個碳原子都是采取SP雜化。看似沒有關系的三個章節，若學生能夠運用比較的學習方法對其進行學習，不難發現烯烴與炔烴的結構都是建立在烷烴的基礎上只是存在細微的變化，即分別含有烷烴沒有的雙鍵、三鍵這些能夠代表自身化學特殊性質的官能團。學生在學習其他的章節時也可以嘗試運用比較學習法[1]來學習關于有機化學物質結構的一系列知識內容并發現內容之間的聯系，便于牢記各物質之間的差異，且不容易混淆。同時在教師教學的過程中也應將這種比較學習的思想滲透到教學過程中，利于發展學生學習有機化學的能力，又能讓學生在學習有機化學時體會到有機化學的樂趣。

2框架二：有機化學的“血肉”——反應類型及機理

結構決定性質是化學中的一個準則，若學生能夠掌握所學的有機化學的“骨骼”，那么對其化學性質的學習則存在一定的促進作用。從有機化學物質的化學性質談起，若教師在教學過程中，能夠采用一些啟發式的教學方法引導學生發現該課程的“主線路”——“烷烴、烯烴、炔烴、脂環烴、芳烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸”，讓學生在具有條理性的教學思路下學習，學生就不容易對有機化學內容產生繁雜無章的感覺。除此之外，教師在課堂上應該強調每類有機化學物質所對應的相關常見化學反應類型，以便學生能夠通過反應類型與該物質的交叉聯系從而加深對該類化學物質及其對應的化學反應類型的認識，能夠進一步促進學生對不同反應類型的理解，同時能夠進一步優化學生自身的學習方法。于此，我們將結合教材內容與自身教學實踐舉出實例：從有機化學的反應類型出發，有機化學常見的四大類化學反應類型分別是取代反應、加成反應、消除反應、重排反應。那么通過取代反應，我們可以找到與之對應的常發生取代反應的有機化學物質，例如甲烷在光照條件下發生的自由基取代反應，當教師在講述該知識點內容時就可以強調該反應為取代反應類型；又如，通過加成反應，我們也可以找到與之對應的常發生加成反應的有機化學物質，例如烯烴、二烯烴、炔烴等有機化學物質，當教師講述乙烯能夠與溴水發生親電加成反應的內容時要強調該反應屬于加成反應，同時還可以將該反應與前面所學的取代反應進行比較學習，有利于讓學生進一步加深對不同有機化學反應類型的理解，有助于學生加強對不同有機化學反應類型的記憶，從而減輕學生學習有機化學的壓力，激活學生對有機化學的學習興趣。與此同時，教師在教學過程中也應該注重各章節內容的聯系。那么“該如何將章節內容聯系起來？”，我們將結合教材內容舉出實例：以第十一章醛酮內容中出現的歧化反應為例子，通過教師給學生強調該反應的概念即沒有阿爾法氫原子的醛與強堿共熱時，兩分子該醛分別作為氫的供體和受體，前這被氧化生成對應的酸后者被還原成對應的醇。在學生對概念有所認識和理解之后，教師可以提出“同學們還知道那些將醛變為醇或者酸類的反應嗎？”這樣類似的問題，采用問題驅動[2]的教學方法，引發同學們對已知的醛、醇、酸內容的思考，并且教師可以適當地提及到前一章所學習的醇，讓學生知道醇還可以由烯烴加成得到或者將醛或酮與格氏試劑反應得到，從而達到加強章節與章節內容聯系的目的，進而又能達到讓學生回顧舊知的效果。在上述例子中，不但強調教師要以學生為中心[3]，更強調教師引導學生對已學的有機化學知識進行再現思考的重要性。學生通過對有機化學“血肉”的具體認識，將會被有機化學的魅力所吸引，進而為進一步深入學習打下基礎。

3框架三：有機化學的“靈魂”——“兩大效應”

有機化學的“靈魂”可以說是有機化學課程的核心知識就像人的靈魂一樣重要，這也是很多學生在學習關于這方面知識時感到費勁的一個因素，因為有機化學的“靈魂”的學習是建立在學生對有機化學的“骨骼”和“血肉”有一定的自我認知并到達一定的掌握程度的基礎之上。換句話說，若學生在對有機化學的“骨骼”和“血肉”的學習存在漏洞，則會影響對有機化學的“靈魂”的學習。那么，教師在授課時就應該有意識地強調有機化學“靈魂”的重要性，并將這部分內容與有機化學的“血肉”結合起來一起教學，讓學生更容易接受所學的新知識。那該如何讓有機化學的“靈魂”不再成為學生學習有機化學時的難題呢？首先，教師應引導學生將該課程所學的化學反應進行歸類，并引導學生發現經過分門別類的各種有機化學反應的機理異同點，便于學生利用比較學習的方法去深入理解其中的原理并發現有機化學的奧秘。舉個簡單的例子，在教授“共軛效應”這個內容時，可以將其與之前所學的“誘導效應”進行比較授課，強調之間易混淆的點，學生能夠對這兩個效應知識有更深入的理解，并為學生解答疑問點，促進學生學習該課程。其次，在教學過程中應注重培養學生思維發散的能力[4]，不斷提出引發學生思考的問題，讓學生產生“頭腦風暴”快速搜查腦中已有的相關知識，同時利于學生發現自身對該知識點還存在的不足。更重要的是，教師在首次向學生教授“誘導效應”和“共軛效應”的知識內容時，不僅要將這些知識的概念表述清楚，還可以將較抽象難理解的知識轉化為比較具體生動形象的實例來闡述知識的核心。例如，“誘導效應”是指在有機分子中引入一原子或基團后，使分子中成鍵電子云密度分布發生變化，從而使化學鍵發生極化的現象。這時，教師可以用學生常見的“拔河比賽”來使該知識點生動化，將“拔河比賽”所需要的繩子看作是化學鍵，繩子的長度可看作是成鍵電子云密度，當成鍵的兩個原子都是碳原子時，意味著繩子兩邊的人數和力氣程度是相同的，因此分布在兩邊的繩子長度也是一致的，此時不發生“誘導效應”；當將一個具有“大力氣”拉力的氯原子——電負性較大的原子，引入到左邊成鍵碳原子上時，此時“拔河比賽”左邊的人數和力氣都大于右邊的，因此能夠將原本屬于左邊的繩子拉到右邊來，進而使左邊帶氯原子的碳原子上的電子云密度大于右邊碳原子的電子云密度，從而導致化學鍵極化而發生“誘導效應”。利用“拔河比賽”的實例能夠有效的降低學生理解“誘導效應”的難度，有利于學生在較短時間內理解該效應。又如，教師在教授“共軛效應”的內容時可以將“男女傳花球游戲”引入到該知識點的講解中，“共軛效應”是指共軛體系中由于原子間的相互影響而使體系內的π電子(或p電子)分布發生變化的現象，將“男女傳花球游戲”中的男生和女生的排列看成是雙鍵并且這個男女雙人組擁有一個能夠傳遞給下一對男女雙人組的花球，把男生和男生或者女生和女生的排列看作是單鍵，例如1,3-丁二烯上的排列屬于男生-女生-女生-男生，此時前兩個男女擁有的花球就可以傳遞給后兩個男女，后兩個男女所擁有的花球也可以傳遞給前一對男女，從而形成了單雙建相互交替的共軛體系，π電子——花球能夠在該共軛體系中進行運動。若是將最左邊碳上的一個氫原子替換成氯原子，氯原子擁有一對為成鍵的電子對——p電子，這時氯原子相當于一個擁有花球的男生，這個花球同樣可以傳遞給前面所述的男女雙人組，就相當于解釋了p-π共軛效應。通過這個“男女傳花球游戲”的例子，將共軛效應的實質具體形象化，使學生更好的理解什么是“共軛效應”。總的來說，有機化學的“靈魂”是教學的難點，也是學生學習容易產生困惑的點，那么在教學過程中教師的教學方法對學生的該內容有一定的影響，同時學生在學習過程中也應主動學習、積極思考，相信在學生與老師共同的努力之下，學生再也不用為學不好有機化學的“靈魂”而發愁啦。

4結語

有機化學課程內容的三大核心教學框架在本文中分別被比喻成了人的“骨骼”——有機分子的結構、“血肉”——反應類型及機理及“靈魂”——“兩大效應”，如此比喻也是想表達這三大框架在有機化學課程中的重要性猶如骨骼、血肉和靈魂對人們的重要性，若是將這三大核心教學框架思想融入到有機化學課程的教學中，這將有利于學生更清晰更有條理地認識并掌握有機化學課程內容的框架，也能夠讓更多學生進一步體會到有機化學的神奇與奧秘，到達激發學生學習該課程興趣的效果，同時為提高有機化學教學質量獻出一份力量。

參考文獻

[1]楊森．比較學習法實施探討[J]．文學教育，2011(04)：72-72．

[2]惠海濤．化學課堂教學中驅動性問題的設計策略[J]．化學教育，2018(10)：57-59．

[3]呂志鳳，姜翠玉，戰風濤，等．學生為中心的有機化學課堂教學改革與實踐[J]．化學教育，2016，37(14)：17-19．

[4]吳發媛．培養學生發散思維的策略[J]．基礎教育研究，2019(08)：23-24．

作者:黃國保 桂岑林 李蕓 李秀英 陶萍芳 單位:玉林師范學院 化學與食品科學學院