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        化學(xué)史輔助有機化學(xué)教學(xué)的探索

        2016-06-06 19:54:22王元吳偉娜
        北極光 2016年4期
        關(guān)鍵詞:化學(xué)課程教學(xué)

        王元++吳偉娜

        摘 要:有機化學(xué)較強的專業(yè)性與基礎(chǔ)性,使很多同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生枯燥感。而化學(xué)史涉及有機化學(xué)的發(fā)展史及許多著名科學(xué)家的經(jīng)典事例,比較生動有趣。把這些內(nèi)容引入有機化學(xué)的教學(xué)過程中,不僅提高了課堂的趣味性,提高了同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性,而且激勵同學(xué)們向這些偉大的科學(xué)家學(xué)習(xí),培養(yǎng)堅韌的品質(zhì)和勇于探索的精神。

        關(guān)鍵詞:有機化學(xué);化學(xué)史

        有機化學(xué)是材料、環(huán)境、化工、輕工食品類及臨床醫(yī)學(xué)等各專業(yè)必修的一門化學(xué)基礎(chǔ)課程。有機化學(xué)研究的對象是有機化合物,而有機化合物內(nèi)容豐富、知識點零碎繁多,而且,各個章節(jié)既具有一定的關(guān)聯(lián)度,又有相對的獨立性。不像數(shù)學(xué)與物理學(xué)那樣有很強的規(guī)律性。因此,時常給學(xué)習(xí)者造成“反應(yīng)繁雜”、“無規(guī)律”和“不易掌握”的感覺。加上有機化學(xué)在有機化合物反應(yīng)機理與立體結(jié)構(gòu)方面具有一定的深度與理解難度,這些都大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,極易產(chǎn)生枯燥感[1-3]。愛因斯坦曾經(jīng)說過:“興趣是最好的老師。”如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,是上好有機化學(xué)這門課程的關(guān)鍵。

        作者曾從事過化學(xué)史這門課程的教學(xué),因此在有機化學(xué)的授課過程中,自然而然就把相關(guān)的歷史和涉及到的科學(xué)家的生動故事引入課堂,使課堂氣氛變枯燥為活躍,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并可以加深對相關(guān)知識點的印象。而且這些科學(xué)家的偉大成就的背后無不是辛勤的汗水、頑強的努力以及他們創(chuàng)造性的思維方式,就像著名的物理化學(xué)家和化學(xué)教育家傅鷹(1902-1979)曾說過的那樣:“化學(xué)可以給人以知識,化學(xué)史可以給人以智慧。”在授課過程中同學(xué)們會潛移默化的受到感染,由敬佩之情轉(zhuǎn)變?yōu)閭€人奮發(fā)向上的動力,由此產(chǎn)生的效果遠(yuǎn)比干巴巴的說教要好。

        1 通過有機化學(xué)發(fā)展史增強對有機化學(xué)的興趣

        一門課程的第一次課通常都是緒論,其中并不涉及課程的主要內(nèi)容,但是講好緒論的重要性卻絕對不容我們忽視。提高課堂的教學(xué)質(zhì)量,關(guān)鍵是要提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。而第一次課緒論的講解,會直接影響學(xué)生對有機化學(xué)的興趣。如果學(xué)生先入為主認(rèn)為有機化學(xué)枯燥無味,在后面的教學(xué)中再想提起學(xué)生的興趣和積極性就比較難了。

        而如何才能講好緒論呢?僅僅依靠課本內(nèi)容是不行的。課本中緒論主要涉及無機化學(xué)中已經(jīng)講過的軌道理論、酸堿理論,以及有機化學(xué)和有機化合物的基本概念,僅僅講解這些是相當(dāng)枯燥的。但是如果我們是從有機化學(xué)的發(fā)展史引出有機化學(xué)和有機化合物的概念,那效果就完全不同了。從最早的有機物醋、酒、蔗糖等→“生命力學(xué)說”:有機物只能由有生命的動植物體中才能得到→維勒在實驗室中由無機物氰酸銨制得尿素→打破“生命力學(xué)說”的束縛→進(jìn)入有機化學(xué)迅猛發(fā)展的合成時代:到目前為止,有機化學(xué)相關(guān)的Nobel化學(xué)獎個數(shù)仍然是所有化學(xué)學(xué)科的半數(shù)以上→引出有機化學(xué)和有機化合物的基本概念。在講解的過程中穿插一些生動的圖片或小視頻,更加生動形象,使同學(xué)們比較容易接受,并且認(rèn)識到有機化學(xué)并不是什么高大上的學(xué)科,而是與我們的生活密切相關(guān)的,克服對這門課的心理恐懼感。其間還可以簡要介紹幾個有機化學(xué)相關(guān)的Nobel化學(xué)獎的例子,激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性。

        2 通過背景介紹加深對化學(xué)反應(yīng)及原理的認(rèn)識

        有機化學(xué)的主要特點是理論性強、內(nèi)容零碎繁多。如果僅僅照本宣科地介紹理論或化學(xué)反應(yīng)是相當(dāng)無趣的[4]。但是如果我們在介紹這些原理或化學(xué)反應(yīng)時適度地引入一些相關(guān)的背景故事,會使整個課程變得豐滿起來,更能吸引學(xué)生,還可以加深學(xué)生對課程內(nèi)容的記憶。這里簡單舉幾個例子,比如:Wolff-Kishner-黃鳴龍反應(yīng),這個反應(yīng)的產(chǎn)生純屬偶然。黃鳴龍在美國做訪問學(xué)者期間跟隨費塞(LouiseFieser)做研究。費塞讓黃鳴龍做一個Wolff-Kishner實驗,此反應(yīng)需要連續(xù)回流50h,但開始反應(yīng)后黃鳴龍臨時有事要去紐約,臨行前讓隔壁一個黎巴嫩籍的同學(xué)幫忙照看。但是,黃鳴龍走后,處在回流中的燒瓶軟木塞逐漸松動,開了個口子。黎巴嫩同學(xué)因為只答應(yīng)照看反應(yīng),從而沒有幫忙把軟木塞扶正。其結(jié)果是反應(yīng)物中的肼和生成的水全跑光了。黃鳴龍回來一看非常意外,反應(yīng)非但沒有失敗而且產(chǎn)率還很高。后來他又經(jīng)過反復(fù)的實驗摸索出了新的反應(yīng)條件,使回流所需時間從50h縮短至3h,產(chǎn)率從40%提高到90%,論文發(fā)表以后迅速成為標(biāo)準(zhǔn)方法。于是Wolff-Kishner-黃鳴龍反應(yīng)就這樣誕生了,這也是唯一一個以中國人的名字命名的有機反應(yīng)。除此之外,還有苯的結(jié)構(gòu),從法拉第第一次從照明氣中分離得到苯→凱庫勒做夢得到苯的六元環(huán)結(jié)構(gòu)(可介紹凱庫勒的生平,如何由建筑學(xué)轉(zhuǎn)入化學(xué))→分子軌道理論,前后經(jīng)歷了一個世紀(jì),終于得到苯的最準(zhǔn)確真實的結(jié)構(gòu):正六邊形,碳碳鍵鍵長平均化,環(huán)形離域大π鍵分布在分子平面的上下方。烯烴親電加成反應(yīng)的馬氏規(guī)則(又稱馬爾科夫尼科夫規(guī)則),從最初提出時由于相關(guān)輔助實驗做得太少而不被認(rèn)可,到半個世紀(jì)后美國著名化學(xué)家鮑林由共振論解釋清楚,馬氏規(guī)則經(jīng)過了大約60年才被廣泛認(rèn)同,等等。這樣將知識點融入故事中,充分調(diào)動起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,課堂氣氛輕松,學(xué)生容易接受且印象深刻。

        3 通過相關(guān)科學(xué)家的科研經(jīng)歷培養(yǎng)學(xué)生堅韌的品質(zhì)

        愛因斯坦說過:“優(yōu)秀的性格和鋼鐵般的意志比智慧和博學(xué)更為重要——智力上的成就在很大程度上依賴于性格的偉大。這一點往往超出人們通常的認(rèn)識?!鄙鐣罅μ岢刭|(zhì)教育,事實上在有機化學(xué)的教學(xué)過程中也可以潛移默化的進(jìn)行。

        比如,在“鹵代烴”這一章中涉及的“格利雅試劑”,介紹反應(yīng)的同時,不妨講一下“格利雅——浪子回頭金不換”的故事,教大家在遭遇失敗和挫折時該如何面對,是該自暴自棄,還是該發(fā)奮圖強。家庭的溺愛使很多孩子缺乏面對失敗的承受力,而人生不如意十之八九,這種承受能力是一個人在社會上立身做事所必備的能力,如果缺乏這種能力,當(dāng)面對生活的種種波折時便會心神不寧,影響正常的學(xué)習(xí)生活和工作。這些科學(xué)家的故事則可以為同學(xué)們樹立良好的榜樣,對提高同學(xué)們的挫折承受力具有良好的引導(dǎo)作用。

        再比如,“單環(huán)芳烴”這一章中的“共振論”,它是由美國著名化學(xué)家,量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的先驅(qū)者之一萊納斯·卡爾·鮑林(LinusCarlPauling,1901-1994)提出的。鮑林于1954年和1962年分別獲得諾貝爾化學(xué)獎和諾貝爾和平獎,是唯一一位單獨獲得兩次諾貝爾獎的科學(xué)家。但是,就是這么一位偉大的科學(xué)家,在晚年由于提出了維生素作用的新觀點,尤其是主張超大劑量服用維生素C,而飽受譏諷。路透社在報道鮑林逝世的消息時曾說,他是“20世紀(jì)最受尊敬和最受嘲弄的科學(xué)家之一”。直到鮑林去世之后,其觀點才被逐(下轉(zhuǎn)第頁)(上接第頁)步認(rèn)可。在維生素C作用與劑量的這場大論戰(zhàn)中,鮑林幾乎是“孤軍作戰(zhàn)”地與全球眾多醫(yī)學(xué)權(quán)威機構(gòu)和權(quán)威人士論爭,他為此而受到的嘲弄和輕蔑是一位著名學(xué)者,也是一般人難以忍受的。可鮑林在長長的20多年時間里,義無反顧地奮起捍衛(wèi)自己的觀點,這種勇氣和探索精神令人深深敬仰。美國19世紀(jì)著名的演說家羅伯特?英格索曾說過:“勇氣的最大考驗是承受失敗卻不失去信心?!滨U林對待科學(xué)的探求精神非常值得我們學(xué)習(xí),同學(xué)們了解這些故事將受益匪淺。

        4 結(jié)語

        以上教學(xué)方法的嘗試結(jié)果發(fā)現(xiàn),學(xué)生對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣有了很大的提高,學(xué)習(xí)的積極性和熱情有明顯的增加,整個教學(xué)效果有顯著提高。教學(xué)是個雙向的過程,它涉及到教師的教和學(xué)生的學(xué),最后的關(guān)鍵點還是落實在教學(xué)的效果,其主要評價標(biāo)準(zhǔn)為學(xué)生知識水平的提高程度。所以教學(xué)過程中,尤其是高校的教學(xué)過程中,應(yīng)該以培養(yǎng)大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和興趣為主旨[5]。在教學(xué)方法上,應(yīng)該注重減輕學(xué)生的對有機化學(xué)的恐懼感和提高學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣,將學(xué)生的被動學(xué)習(xí)改為主動的以及具有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí),從而達(dá)到較好的學(xué)習(xí)和教學(xué)效果。有機化學(xué)的教學(xué)改革是一項長期的工程,需要相關(guān)教師在教學(xué)實踐中不斷地探索、總結(jié)、交流與改進(jìn)。以上僅為本人從自己的教學(xué)經(jīng)驗與實踐出發(fā),利用化學(xué)史方面的知識,在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的濃厚興趣方面的實例與體會。

        參考文獻(xiàn):

        [1]徐壽昌.有機化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1993.

        [2]劉秀英.有機化學(xué)課程的教學(xué)實踐與探索[J].廣東化工,2014,41(24):111.

        [3]陳樹峰.提高有機化學(xué)課程教學(xué)效果的幾點體會[J].廣州化工,2012,40(20):138.

        [4]周遠(yuǎn)明,楊愛萍.有機化學(xué)教學(xué)方法探索與實踐[J].大學(xué)化學(xué),2009,24(6):19.

        [5]陳云峰,尹傳奇,袁華.關(guān)于提高有機化學(xué)教學(xué)效果的探討[J].廣東化工,2011,38(9):185.

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