(長沙醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 湖南長沙 410219)
微課是指運用信息技術(shù)按照認知規(guī)律,呈現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容、過程及擴展素材的結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源,熱點、高等學(xué)校、中小學(xué)等[1]?;瘜W(xué)課程已經(jīng)有多校,在有機化學(xué)中的應(yīng)用相對比較多,但醫(yī)學(xué)院校的少。微課制作的方式主要以先制作PPT,再錄屏為主(占80%以上),可以更豐富ppt中插入動畫、視頻等,也有用手寫板書的方式來進行(網(wǎng)易公開課可汗學(xué)院有機化學(xué)講堂)錄制[2-5]。微課和課堂教學(xué)一樣必須有教學(xué)設(shè)計,但是經(jīng)過處理之后變得精簡,能夠獨立解釋問題。優(yōu)點是短小精悍,更有利于快速選擇學(xué)習(xí)和傳播、更有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí),將課堂內(nèi)容延伸到課外,可以進行反復(fù)學(xué)習(xí);缺點是單向?qū)W習(xí)、缺乏表達和溝通。
教師進行教學(xué)設(shè)計,課件制作(包括資料、模型、動畫、視頻等),使用camtasia studio 6.0進行視頻錄制、剪輯等,將人衛(wèi)版中第二章立體化學(xué)手性分子的教學(xué)內(nèi)容制作成4個微視頻,每個視頻時長為5~10分鐘,簡要教學(xué)設(shè)計如圖1,。在微信群內(nèi)發(fā)布4個微視頻,布置課堂討論的問題、學(xué)習(xí)任務(wù)。
學(xué)生利用課余時間進行微課學(xué)習(xí)。
微課視頻1
學(xué)習(xí)目標:掌握手性分子的定義以及判斷依據(jù)
問題1:如何判斷分子是否有手性,是否一定要有手性碳?
學(xué)生討論5分鐘,作答:與鏡像不能重疊的分子是手性分子。乳酸分子有一個手性碳而沒有對稱面,不能和鏡像重疊,是手性分子。手性碳和手性分子沒有必然聯(lián)系。手性碳之外,還有手性氮;沒有手性碳但是沒有對稱面的分子也有可能是手性分子。
判斷手性分子的最可靠的依據(jù)是對稱面,有對稱面就可以通過平移與鏡像重合,所以不是手性分子。
微課視頻2
學(xué)習(xí)目標:掌握手性分子的命名方法
問題2:費歇爾投影式的要求是什么,微課視頻中最后的習(xí)題構(gòu)型標記?
學(xué)生討論5分鐘,作答:費歇爾投影式將手性碳上的朝向自己的兩個基團投影在橫線上,將背向自己的兩個基團投影在豎線上,橫線和豎線的交點為手性原子。嚴格的Fischer投影式要求將主鏈放在豎線上,主官能團在上方。R/S構(gòu)型標記法屬于絕對構(gòu)型法,適用于所有具有手性手性中心的分子標記。手性中心連接的4個取代基按原子序數(shù)依次排列,將最小的基團位于觀測者的對面(固定),其它3個基團或原子從大到小順時針方向排列稱為R型,而按逆時針方向排列者稱為S型。D/L-構(gòu)型標記法在生化中更常用,D-或L-的命名是以甘油醛為標準,將之寫成嚴格的Fischer投影式,不對稱碳原子所結(jié)合的氫原子的位置在投影式處于主碳鏈的左邊的這種立體結(jié)構(gòu),稱為D-構(gòu)型,其對映的立體結(jié)構(gòu)為L-型。
微課視頻3
學(xué)習(xí)目標:掌握手性分子的旋光性
問題3:旋光度的大小與哪些因素有關(guān),外消旋體、內(nèi)消旋化合物的區(qū)別是什么?
學(xué)生討論5分鐘,作答:旋光度的大小和方向除了與該物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)外,還與濃度、溫度、光的波長、溶劑、旋光管的長度等有關(guān)。外消旋體、內(nèi)消旋化合物的區(qū)別:前者是一對對映體的等量混合,是混合物;后者是純凈物.
教師補充:旋光儀能夠準確得到手性分子的旋光度大小和方向,但卻不能得到絕對構(gòu)型(R或S型)。
微課視頻4
學(xué)習(xí)目標:了解幾種重要的手性分子
問題4:手性分子有哪些應(yīng)用?
學(xué)生討論:左旋多巴和右旋多巴是一對對映體,但是只有左旋多巴具有抗帕金森病的藥效作用。左西替利嗪正在替代西替利嗪成為更高效更安全的抗過敏藥物。
學(xué)生回答:
教師補充:手性合成、手性藥物,非對稱催化是完全可能的,但是這無法解釋生命分子中單一手性的集中性. 非對稱催化只是說產(chǎn)物的ee值不為0,但是即使使用不對稱催化劑也很難達到95%以上的ee,這個ee值取決于催化時兩種手性底物過渡態(tài)的能量差(假設(shè)對稱的催化劑對兩種底物的結(jié)合能相同),而在自然界中,生命分子的ee值之高,這個能量差理論上是不對稱催化永遠達不到的.
教師全程記錄學(xué)生討論和回答問題情況,作為形成性評價材料。最后進行課堂小結(jié),并布置課后復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)任務(wù)。
基于微課的手性分子教學(xué)中,學(xué)生通過課前學(xué)習(xí)初步掌握了學(xué)習(xí)內(nèi)容,課堂節(jié)約出更多時間用于交流討論、問題解決,體現(xiàn)了以學(xué)生為中心自主學(xué)習(xí),學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高,學(xué)習(xí)效果相對于講授法教學(xué)也有改善,教師評價和學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果良好。教師將教學(xué)微視頻上傳,讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)或引入到課堂上,幫助學(xué)生從不同角度理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)機理及化學(xué)性質(zhì),提高學(xué)習(xí)效率,為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。