高分子化學課程設計范文
時間:2023-09-28 18:08:22
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篇1
在學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,有一些可以借鑒的觀點,例如,設置專門項目進行創(chuàng)新思維訓練,在項目中引入創(chuàng)新思維訓練的內容,在實踐基地開設創(chuàng)新思維訓練的專門項目。以實驗教學為基礎,創(chuàng)設創(chuàng)新思維培養(yǎng)的情境,充分發(fā)展學生的個性,使創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和提高。將科技活動,實驗教學中的綜合性、設計性的實驗,課程設計,參加比賽,畢業(yè)設計作為學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)鏈。
有機化學課堂教學中,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,一方面,要與實驗教學緊密結合,將綜合化學實驗教學延伸到科研學術組內,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和綜合素質;另一方面,要結合課堂教學內容,設計“批判性思維”教學內容。那么如何設計“批判性思維”的教學案例呢?在高等院?;瘜W課程中有相當多經典化學的教學內容,應該重新評價經典內容在現代大學化學教育體系中的地位,重新審視經典內容。我們認為,教師應多關注現代科學技術發(fā)展狀況,將現代科研成果引入到課堂上來,可以有效引導學生的創(chuàng)新思維。以芳烴親電取代反應的取代基定位效應為例,介紹我們的教學案例。
芳烴上已有的取代基,對進一步發(fā)生取代反應的取代基取代苯環(huán)上的氫的位置有直接影響,這種效應稱為芳烴親電取代反應的取代基定位效應。例如,羥基、胺基、醚氧基團、酰胺等給電子基團都是鄰對位定位基,羧基、硝基、磺酸基等吸電子基團是間位定位基。芳烴親電取代反應的取代基定位效應是有機化學知識體系中最為經典、最為基礎的知識。
既然是經典,就不容懷疑,那么有沒有反例呢,課堂上能不能引導學生的批判性思維??匆粋€事例,萘在進行磺化的時候,條件不同有可能在α位,也有可能在β位,至于具體什么條件下是α位取代,什么條件下是β位,這個不重要,重要的是,改變反應條件,萘酚的磺化反應是可以人為控制,而不受定位規(guī)則約束。這個例子能激發(fā)學生一些思考,是不是通過改變一些化學反應條件,可以人為控制第二個取代基取代的位置而不受定位規(guī)則的限制。能夠人為達到任意目標是我們科學研究的根本目標。
接著再舉一個例子,在吲哚上上一個苯基,其反應如下:當用Pd催化時,得到N的鄰位產物A,當用Cu催化時,得到N的間位產物B,那么這個例子告訴我們什么,能不能作為取代基定位規(guī)則的反例?如果你看到這個例子,你會怎樣想。科學家Robert J Phipps 和Matthew J. Gaunt 是這樣想的,既然在不同催化劑催化下吲哚的取代有所不同,那么在苯環(huán)上設計類似結構能否實現不同位置的取代?設計怎樣的結構呢?他們首先想到的是酰胺,我們知道,酰胺是強的鄰對位定位基。于是他們仿照吲哚的反應設計了如下反應:
最后通過實驗證實了他們的設想,并將這個成果發(fā)表在2009年的Science上。
接下來,大家自然想到,可能還有其它反例,但是我們怎么去思考,怎么去研究呢?可以看出Robert J Phipps 和Matthew J. Gaunt是從已有成果的基礎上,設計了自己的實驗。如果我們搞清楚這個反應的機理就很容易找到其它的例子,隨后,反應的機理發(fā)表在2010年的JACS上。
2012年又有人找到了新的例子,并發(fā)表在Nature上:
按照經典定位規(guī)則,應該是在鄰位發(fā)生的反應,實現了間位反應。
Science雜志用了五個問題確定是否向Science雜志投稿,其中兩條是“讀者會對其結論吃驚嗎?它了傳統(tǒng)理論嗎?”由此可以看出,創(chuàng)新需要批判性思維,嚴謹的求證,科學家的創(chuàng)新與基礎課程中的內容并不遙遠,在本案例知識點的講授時,更多的是給學生講授這些科學家是怎樣得到的靈感,做了哪些工作,如果換一個時空,我們的學生也能做到這些。
學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并不局限于實踐教學、實驗教學等環(huán)節(jié),基礎課堂上也能很好引導學生的創(chuàng)新思維。
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