有機(jī)合成化學(xué)范文

時(shí)間:2023-03-14 04:08:49

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有機(jī)合成化學(xué)

篇1

關(guān)鍵詞: 有機(jī)合成化學(xué) 學(xué)習(xí)方法 化學(xué)教學(xué) 教學(xué)方法

有機(jī)合成化學(xué)是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)精細(xì)化工方向本科學(xué)生專業(yè)方向模塊課程,也是高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域課程。有機(jī)合成是有機(jī)化學(xué)中的一個(gè)重要領(lǐng)域,與生化、材料、環(huán)保等學(xué)科具有密切聯(lián)系。有機(jī)合成是對(duì)整個(gè)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用,是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析問題及解決問題能力的主干課程之一,對(duì)提高學(xué)生創(chuàng)新能力至關(guān)重要[1]-[2]。

1.有機(jī)合成化學(xué)教學(xué)方法現(xiàn)狀分析

現(xiàn)代高?;瘜W(xué)教育不僅要求教師傳授知識(shí),而且教給學(xué)生學(xué)習(xí)方法,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生鉆研問題和發(fā)現(xiàn)規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生獲得知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)和創(chuàng)造新知識(shí)的能力。由于有機(jī)化合物數(shù)目龐大,種類繁多,反應(yīng)復(fù)雜,很多學(xué)生對(duì)這門學(xué)科望而生畏,這就要求教師在有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)中,使用多種教學(xué)方法和教學(xué)技巧,但是傳統(tǒng)有機(jī)合成教學(xué)方法與一般化學(xué)課程的教學(xué)方法類似,不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。我們以黃培強(qiáng)等人編的有機(jī)合成教材為例,可以分成以下幾個(gè)章節(jié):緒論;逆合成分析法與有機(jī)反應(yīng)概覽;基于非穩(wěn)定碳負(fù)離子的碳碳鍵形成方法;穩(wěn)定碳負(fù)離子的烴基化和?;环€(wěn)定碳負(fù)離子的縮合反應(yīng);基于有機(jī)硼、硅、錫、鈀試劑的碳碳鍵形成方法;自由基反應(yīng);極性顛倒;成環(huán)反應(yīng);氧化反應(yīng);還原反應(yīng);有機(jī)合成中的保護(hù)基;不對(duì)稱合成;合成策略與復(fù)雜目標(biāo)分子的全合成;有機(jī)合成化學(xué)的近期趨勢(shì)??v觀本教材的各個(gè)章節(jié)不難發(fā)現(xiàn),在教材的開始和結(jié)尾均對(duì)合成策略進(jìn)行相應(yīng)講解。一般教學(xué)方法是分別對(duì)每一章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí),最后拿出部分的合成實(shí)例進(jìn)行簡(jiǎn)單講解,讓學(xué)生有有機(jī)合成設(shè)計(jì)的概念。

但是,通過近幾年教學(xué)我發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)教學(xué)方法不適合所教學(xué)生,主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):首先,學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)較差,相對(duì)其他課程,有機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)多且很難聯(lián)系在一起,不利于學(xué)習(xí)記憶,不能很好地掌握基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)講述的基本知識(shí)點(diǎn);其次,一些同學(xué)的學(xué)習(xí)意識(shí)淡薄,只為期末考試及格通過,并試圖靠考前突擊達(dá)到目的;再次,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)監(jiān)測(cè)手段不夠高明,期中考試一般不進(jìn)行,期末考試知識(shí)面太窄,難度較淺,不能很好地反映學(xué)生的水平。通過以上幾點(diǎn)分析,我們發(fā)現(xiàn)部分后果:學(xué)生只靠死記硬背學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)于反應(yīng)機(jī)理題根本無心學(xué)習(xí),考試直接放棄,除非從教材中死記,對(duì)于合成題基本沒有明確的解題思路,再加上匱乏的基礎(chǔ)知識(shí),基本無法獨(dú)立解決問題。因此,改進(jìn)有機(jī)化學(xué)教學(xué)手段與方法,使學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)知識(shí)有系統(tǒng)了解和掌握顯得尤為重要。

2.串聯(lián)相關(guān)知識(shí),進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)

引導(dǎo)學(xué)生在錯(cuò)綜復(fù)雜的課程內(nèi)容中找出知識(shí)線索和規(guī)律,掌握內(nèi)在聯(lián)系,提高學(xué)習(xí)效率??v觀基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)教材我們發(fā)現(xiàn):雖然需要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)很多,但是章節(jié)之間還是有很多規(guī)律可循的。教材大多以官能團(tuán)不同對(duì)內(nèi)容進(jìn)行講解,通過不同官能團(tuán)可以將內(nèi)容聯(lián)系起來,在烷烴、烯烴、炔烴、鹵代烴、醛酮、羧酸之間我們可以用氧化還原反應(yīng)將其聯(lián)系起來,胺類、亞胺、醛酮肟、重氮、疊氮和硝基化合物可以通過氧化還原聯(lián)系起來。按這樣兩條主線進(jìn)行記憶會(huì)使知識(shí)點(diǎn)顯得少了很多,記憶的時(shí)候也不會(huì)那么吃力,有利于同學(xué)們學(xué)習(xí),但更利于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用。我們以氧化反應(yīng)進(jìn)行各官能團(tuán)化合物之間的相互轉(zhuǎn)化為例:烷烴通過脫氫氧化可以得到烯烴,進(jìn)一步脫氫可以得到炔烴,烷烴也可以進(jìn)一步脫氫得到炔烴,當(dāng)然要求換成氧化性能力更強(qiáng)的氧化劑。上述三種烴可以分別通過氧化反應(yīng)得到相應(yīng)的醛酮或酸甚至碳和二氧化碳等,但是,選擇的反應(yīng)體系肯定千差萬別,這些差別需要我們特別記憶,別無他法,可以死記。但是,我們?cè)谟洃浀臅r(shí)候也要求靈活,如同樣用烴類化合物氧化合成醛酮和羧酸,對(duì)催化體系的要求就大不相同,一般合成醛酮不要考慮氧化性較強(qiáng)的氧化劑,高錳酸鉀體系不能在中性和酸性條件下運(yùn)用,重鉻酸鉀也不能在中性和酸性條件下運(yùn)用,那么怎么能達(dá)到分級(jí)氧化的目的呢?那就是控制氧化體系的氧化性,我們可以用氧化性較低的二氧化錳代替高錳酸鉀同時(shí)控制一些輔助條件,如溫度壓力等。這樣我們可以同時(shí)記住多種不同的氧化體系。

3.統(tǒng)籌相關(guān)知識(shí),學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用

在系統(tǒng)掌握了基礎(chǔ)知識(shí)之后,我們的腦海里應(yīng)該有一個(gè)系統(tǒng)又明確的框架,對(duì)于具體的問題還要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用。有機(jī)合成化學(xué)的主要目的是利用已知的、簡(jiǎn)單的原料合成所需的目標(biāo)化合物。換句話說,利用相同的底物合成相同的產(chǎn)物,但是中間可以選擇的路線有很多種,而且不同合成路線需要的基礎(chǔ)知識(shí)也是千差萬別的,這就要求我們平時(shí)有足夠的知識(shí)積累。然而,有了足夠知識(shí)積累只是學(xué)好有機(jī)合成的前提條件,而不是充要條件,接下來我們要解決的主要問題是如何靈活運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。靈活運(yùn)用可以說是我們學(xué)習(xí)知識(shí)的最高狀態(tài),幾乎是所有同學(xué)都曾遇到的難題。要做到靈活運(yùn)用,首要問題是靈活掌握,其次才是靈活運(yùn)用。這就要求同學(xué)們把教材中死的知識(shí)點(diǎn)學(xué)活,例如,同樣是羰基官能團(tuán),在有機(jī)酮和有機(jī)醛中可以表現(xiàn)出不同的化學(xué)性質(zhì),羰基的活性是由碳氧雙鍵的極性決定的,雙鍵的極性越大則羰基的活性越高,反之則越低。由于碳氧電負(fù)性的差異,導(dǎo)致雙鍵電子云向氧原子偏移,從而引發(fā)雙鍵的斷裂,即化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。由此我們可以推斷:凡是能引起雙鍵電子云向氧原子偏移的因素都可以提高此類化合物的活性,不論是醛羰基還是酮羰基及其他含羰基化合物,那么,為什么醛的活性比酮的活性普遍偏高就不成問題了。反之,改變某個(gè)條件有沒有可能使酮的活性比醛的活性高呢?答案是肯定的,我們可以想象把酮羰基的一端或兩端引入強(qiáng)吸電子的基團(tuán),進(jìn)而提高酮的活性達(dá)到甚至超過醛。如靛紅這一類化合物的酮羰基的活性非常高有時(shí)甚至超過了一般醛的活性,在一般化學(xué)反應(yīng)中可以作為一種特殊結(jié)構(gòu)的醛來應(yīng)用。

4.結(jié)語(yǔ)

在有機(jī)合成化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,我們應(yīng)該首先學(xué)會(huì)正確的學(xué)習(xí)方法:串聯(lián)相關(guān)知識(shí),進(jìn)行系統(tǒng)掌握,對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)籌并能靈活運(yùn)用??傊?,只有把死的分散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)整理掌握,在自己的腦海形成一定的框架,在具體運(yùn)用中才能手到擒來,才能順利找到相關(guān)切入點(diǎn),才能在遇到復(fù)雜的有機(jī)化合物的合成時(shí),順利形成相關(guān)思路,從而順利解決問題。

參考文獻(xiàn):

篇2

[關(guān)鍵詞] 有機(jī)化學(xué);綠色化學(xué);無毒無害;有機(jī)溶劑

中圖分類號(hào):TF046.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)20-0229-01

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步,我們的化工企業(yè)的數(shù)量也在日益增多,隨之而來的還有嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。我們不能否認(rèn)化工企業(yè)的蓬勃發(fā)展對(duì)我們國(guó)家的國(guó)防、農(nóng)業(yè)工業(yè)以及醫(yī)學(xué)方面的發(fā)展都帶來了積極的影響,但環(huán)境污染變得越來越嚴(yán)重也是有目共睹的。在這種形勢(shì)下,就迫切要求我們對(duì)化工企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展做出重要改革,我們提出的改革主要是在化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中應(yīng)用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)。

一、從含義和原理上對(duì)綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)做出初步了解

綠色有機(jī)化學(xué)的名稱形式并不是單一的,我們也可以將其稱之為無害有機(jī)化學(xué)、環(huán)境友好有機(jī)化學(xué)或者清潔有機(jī)化學(xué)。通俗來說,綠色有機(jī)化學(xué)合成的含義是指在進(jìn)行化學(xué)合成反應(yīng)的過程中,選用的選擇性和轉(zhuǎn)化率較高且無毒無害不對(duì)環(huán)境造成污染或造成極少污染的反應(yīng)原料,通過新開發(fā)的合成反應(yīng)過程和方法,將合成反應(yīng)生成過程中的污染系數(shù)降到最低,且消耗最少的能源和資源就能夠完成合成反應(yīng)的具有前進(jìn)意義的有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)。通過應(yīng)用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù),我們企業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境造成的污染會(huì)降到最低程度,甚至有可能消失不見。

綠色化學(xué)的提出是為了解決應(yīng)用傳統(tǒng)化學(xué)過程中出現(xiàn)的問題,綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維的創(chuàng)新和升華,綠色化學(xué)的研究?jī)?nèi)容是從多個(gè)方面進(jìn)行研究的,具體來說研究?jī)?nèi)容主要有合成反應(yīng)的原料、合成反應(yīng)的條件、反應(yīng)的轉(zhuǎn)化條件以及以開發(fā)綠色產(chǎn)品為目標(biāo),綠色化學(xué)反應(yīng)一定要區(qū)別于傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng),對(duì)環(huán)境不造成危害。綠色化學(xué)的理想狀態(tài)是在有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)過程中產(chǎn)生的產(chǎn)物是無毒無害的,通過對(duì)反應(yīng)物、催化劑和反應(yīng)介質(zhì)的控制能夠從根源上阻止污染物的產(chǎn)生。我們?cè)谶M(jìn)行綠色化學(xué)的時(shí)候要遵循以下幾個(gè)原則:第一,所選擇的反應(yīng)原料一定要是無毒無害的;第二,反應(yīng)一定要選取可再生資源來做原料;第三,要著重開發(fā)研究的催化劑是新型的;第四,介質(zhì)研究不能單一,要設(shè)計(jì)不同的合成反應(yīng);第五,積極開發(fā)研究新型的轉(zhuǎn)化方法;第六,所開發(fā)研究的化學(xué)產(chǎn)品一定要有利于人類的健康,更要對(duì)環(huán)境的安全有積極作用。

二、明確綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容

我們要想將綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)很好地應(yīng)用到化工企業(yè)中,就要求我們必須弄清楚綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)所要研究的主要內(nèi)容,具體主要包括:第一,綠色有機(jī)化學(xué)合成是為了對(duì)我們目前的化學(xué)物開發(fā)研究,使其變得對(duì)人們的身體健康有益,并且對(duì)環(huán)境友好不造成威脅。第二,通過對(duì)我們化學(xué)合成反應(yīng)的條件進(jìn)行改變,使排放物能夠回收利用,就算不能回收利用排放后也不能對(duì)環(huán)境造成任何威脅。第三,完善有機(jī)化學(xué)合成技術(shù),變換基本的反應(yīng)原料以及初始化合物,使有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)變得更環(huán)保、更安全。

不得不說的是,綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)主要強(qiáng)調(diào)的就是“安全、環(huán)?!边@兩個(gè)概念,它不僅要求實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)終產(chǎn)物對(duì)我們?nèi)祟惖纳眢w身心健康無害,還要求整個(gè)反應(yīng)過程都不會(huì)對(duì)我們的環(huán)境造成任何危害。我們不能只考慮反應(yīng)對(duì)人類健康和環(huán)境的直接影響,還必須要考慮到可能會(huì)造成影響的任何一個(gè)因素。

三、合理應(yīng)用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù),實(shí)現(xiàn)環(huán)境綠色化

1、選取無毒無害的原料來進(jìn)行有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)

我們要想應(yīng)用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)要考慮的第一個(gè)問題就是選擇綠色的反應(yīng)原料來進(jìn)行反應(yīng),所謂的綠色反應(yīng)原料就是指無毒無害,對(duì)人體無傷害的試劑。有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)的類型和具體的工藝過程通常是由化學(xué)反應(yīng)的原料決定的,我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,如果選用的反應(yīng)原料自身是有毒的,就會(huì)給實(shí)驗(yàn)者以及環(huán)境造成極大地危害;相反,如果我們選用的反應(yīng)原料本身不具有毒性,對(duì)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)者造成的危害相對(duì)來說就會(huì)小一點(diǎn)。在我們國(guó)家的大部分化工企業(yè)中使用的礦物資源基本上都是不可再生的,造成了極大地浪費(fèi)。所以,我們?cè)谶x取反應(yīng)原料的時(shí)候要去開發(fā)一些可以重復(fù)利用且可以再生地礦物資源。

舉個(gè)例子來具體說一下,通常我們?cè)诤铣煞枷惆返臅r(shí)候選用的原料是氯代芳烴,但我們都知道氯代芳烴能夠積累在身體中對(duì)人體產(chǎn)生巨大地傷害,Monsanto公司為了解決這個(gè)問題選用了芳烴來替代有毒的氯代芳烴,并且成功地將芳香胺給合成了出來,減少了有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)對(duì)環(huán)境造成的污染。

2、開發(fā)研究新型的綠色催化劑來進(jìn)行有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)

大部分的有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)常采用的催化劑是液體的酸和堿,雖然說這類催化劑價(jià)格比較便宜且容易得到,催化效率也相對(duì)高一些,但是這些催化劑存在的問題是不容我們忽視的,例如這些催化劑通常會(huì)對(duì)設(shè)備造成極大地腐蝕,并且對(duì)環(huán)境的污染較大,引發(fā)的副反應(yīng)也較多,并且反應(yīng)以后的試劑難以處理。為了改變傳統(tǒng)的酸堿催化劑對(duì)我們的人類健康和環(huán)境造成危害的現(xiàn)狀,開發(fā)研究新型無污染的綠色催化劑已經(jīng)迫在眉睫。目前開發(fā)研究出來的較為成功的新型催化劑主要有分子篩催化劑、固體強(qiáng)酸催化劑、固體強(qiáng)堿催化劑、雜多酸催化劑以及相轉(zhuǎn)移催化劑等等,這些新型的催化劑不僅催化能力比傳統(tǒng)的酸堿催化劑高,并且不會(huì)腐蝕設(shè)備,更不會(huì)對(duì)環(huán)境造成造成危害。我們必須大力支持新型綠色催化劑的開發(fā)研究。

3、采用綠色溶劑做有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)溶劑

在我們傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)過程中,我們經(jīng)常采用的反應(yīng)介質(zhì)主要是有機(jī)溶劑,采用有機(jī)溶劑的原因是它們能夠?qū)⒂袡C(jī)化合物很好地溶解在反應(yīng)試劑中。但我們不能忽視有機(jī)溶劑的缺點(diǎn),有機(jī)溶劑大部分是有毒性的,并且使用以后很難再回收利用,容易對(duì)環(huán)境造成污染。相反的是,在進(jìn)行有機(jī)合成反應(yīng)我們可以不加溶劑采用水或者超臨界流體做反應(yīng)介質(zhì)的方式,這樣就可以減輕環(huán)境的負(fù)擔(dān),并且這種方式也不會(huì)對(duì)人體造成任何傷害。

具體來說,我們目前采用的無毒無害的綠色溶劑主要有:水溶劑、超臨界和近臨界流體溶劑和離子液體溶劑。我們自然界最豐富的溶劑就是水,它不僅無毒且對(duì)環(huán)境無污染,最重要的一點(diǎn)是廉價(jià)易得。采用有機(jī)溶劑做介質(zhì)的時(shí)候,有的時(shí)候會(huì)發(fā)生爆炸的現(xiàn)象,非常不安全,采用水做介質(zhì)就不會(huì)發(fā)生這種情況。

4、采用合適的方式實(shí)現(xiàn)綠色化的有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)的產(chǎn)物

相比于無機(jī)化學(xué)合成的產(chǎn)物來說,有機(jī)化學(xué)合成的終產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染是非常嚴(yán)重的,其中我們所熟悉的就是農(nóng)藥對(duì)環(huán)境造成的污染。我們應(yīng)用綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的最終目的就是為了減少污染物的排放,減少對(duì)環(huán)境的污染??赡茉谖覀兊纳a(chǎn)工藝中還沒有完善的條件完全使用綠色的反應(yīng)原料,但為了減少污染物排放量,我們必須保證的是在有機(jī)化學(xué)合成反應(yīng)的過程中要采用可循環(huán)再生的工藝。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前,世界的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,無論是國(guó)家政府還是國(guó)家的每一位公民都開始為保護(hù)環(huán)境貢獻(xiàn)出自己的一份力量。綠色有機(jī)化學(xué)合成設(shè)計(jì)已經(jīng)開始慢慢地融入到我們生活的每一個(gè)方面,并且將會(huì)是未來全社會(huì)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展大趨勢(shì)??偠灾覀儑?guó)家正在倡導(dǎo)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會(huì),我們社會(huì)的每一位成員都必須深刻理解綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù)的重要意義,改善我國(guó)的綠色有機(jī)化學(xué)合成技術(shù),使其可以推動(dòng)著我們的社會(huì)向著積極向上的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

篇3

【關(guān)鍵詞】化學(xué)方程式 記憶方法

在初中化學(xué)教學(xué)的整個(gè)過程中,化學(xué)方程式的記憶一直都是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因?yàn)榛瘜W(xué)方程式是對(duì)化學(xué)反應(yīng)的準(zhǔn)確表達(dá)方式,是學(xué)習(xí)化學(xué)必備的素質(zhì),是把教材中的化學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通的一條紐帶。然而,從多年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)化學(xué)用語(yǔ)及化學(xué)方程式相關(guān)問題完成效果不好,失分比例較高。主要是初中階段化學(xué)方程式的數(shù)目多,記憶枯燥乏味,學(xué)生的興趣很低。因此,如何有效記憶化學(xué)方程式便成為能否教好化學(xué)、突破教材、提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。經(jīng)過幾年在教學(xué)中的探索研究,取得了點(diǎn)滴收獲,現(xiàn)將我們?cè)诮虒W(xué)中的一些做法做一總結(jié),以供商榷:

一、分散難點(diǎn),夯實(shí)基礎(chǔ)

一個(gè)化學(xué)方程式看似簡(jiǎn)單,實(shí)際上它集合了多向元素,如果把化學(xué)方程式比作一個(gè)中心,那么它的分支就包括文字表達(dá)式、元素符號(hào)、化合價(jià)、化學(xué)式、質(zhì)量守恒定律等等方面知識(shí),因此,要想寫好化學(xué)方程式必須從每一個(gè)元素上著手突破。

1.文字表達(dá)式

在開學(xué)初,學(xué)生剛剛接觸到化學(xué),當(dāng)學(xué)到第一個(gè)化學(xué)反應(yīng)時(shí)還不知如何對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行描述,這時(shí)便把文字表達(dá)式滲透進(jìn)來,使學(xué)生學(xué)會(huì)用文字表達(dá)式描述化學(xué)反應(yīng),并且在今后的教學(xué)中每學(xué)到一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都練習(xí)用文字表達(dá)式描述,課上進(jìn)行描述和默寫競(jìng)賽,加強(qiáng)鞏固,即使在學(xué)習(xí)了化學(xué)方程式之后也仍然堅(jiān)持先寫文字表達(dá)式再寫化學(xué)方程式。這樣做既對(duì)書寫化學(xué)方程式的第一步奠定了基礎(chǔ),也使學(xué)生牢固地掌握了化學(xué)反應(yīng)。

2.元素符號(hào)

元素符號(hào)是書寫化學(xué)方程式最基本的環(huán)節(jié),對(duì)元素符號(hào)的記憶也采用分散記憶的方法,將需記住的元素符號(hào)分批分期地布置給學(xué)生,并經(jīng)常提問檢查。

3.化學(xué)式

化學(xué)式的書寫是化學(xué)方程式書寫的第一步,也是最關(guān)鍵的一步,只有反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式書寫正確,才能保證書寫出正確的化學(xué)方程式。對(duì)于化學(xué)式的書寫采用兩種方式,一種是常用的物質(zhì)化學(xué)式采用熟記,用多了自然記住,如:H2O、CO2、O2等;另一種是不常用的物質(zhì)化學(xué)式掌握書寫規(guī)律的方法,就是應(yīng)用化合價(jià)書寫,這一環(huán)節(jié)的教學(xué)非常關(guān)鍵,因?yàn)槌R姷乃?、堿、鹽的化學(xué)式都適合用這種方法。我們?cè)谶@一塊的教學(xué)中必須要放慢進(jìn)度,細(xì)心講解,加強(qiáng)練習(xí)和小考,及時(shí)輔導(dǎo)。爭(zhēng)取每一個(gè)學(xué)生都能理解掌握。

4.化學(xué)方程式

在前面基礎(chǔ)牢固的前提下,進(jìn)入化學(xué)方程式的教學(xué),主要就是解決配平和注明條件的問題了。在配平上主要掌握最小公倍數(shù)配平法,以教材中常用的反應(yīng)為例進(jìn)行練習(xí)鞏固,學(xué)生易于接受,不宜涉入過難,以免學(xué)生失去信心。

二、掌握正確的記憶方法

以往多數(shù)學(xué)生記憶化學(xué)方程式的方法就是死記硬背,這樣的記憶效率非常低,以至于某一個(gè)環(huán)節(jié)沒有記住就導(dǎo)致整個(gè)化學(xué)方程式寫不下來。越來越乏味,最終失去興趣,成績(jī)下降。在記憶化學(xué)方程式上我們的做法是:

1.激發(fā)興趣,引導(dǎo)學(xué)生樂學(xué)

學(xué)生在剛接觸到化學(xué)時(shí),由于課上的實(shí)驗(yàn)會(huì)使學(xué)生有很大的興趣,但當(dāng)接觸到化學(xué)上的基本概念、化學(xué)符號(hào)、化學(xué)方程式時(shí),由于大部分學(xué)生會(huì)采用“死記硬背”的方式,這樣會(huì)導(dǎo)致逐漸失去興趣。所以,如何在教學(xué)中培養(yǎng)和保持學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,引導(dǎo)學(xué)生突破初中化學(xué)知識(shí)的分化,使原有的、暫時(shí)的興趣轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的、持久的興趣?這是學(xué)生學(xué)好化學(xué),記好化學(xué)方程式的前提。為此我及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行了化學(xué)史教育,講化學(xué)的發(fā)展和形成,結(jié)合書本介紹科學(xué)家探索化學(xué)奧秘的軼事,如道爾頓提出近代原子學(xué)說,居里夫人一生榮獲兩次諾貝爾獎(jiǎng)。使學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到:化學(xué)用語(yǔ)是國(guó)際通用的語(yǔ)言,一種特殊形式的交流工具,并感到學(xué)好化學(xué)知識(shí)是多么重要,他將直接關(guān)系到祖國(guó)的發(fā)展和建設(shè)。

2.理解記憶,逐步書寫

就是先根據(jù)文字表達(dá)式和化合價(jià)書寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式,然后進(jìn)行觀察配平,最后注明反應(yīng)條件,同時(shí)考慮到“”和“”的使用。

3.對(duì)比記憶

在教材中有一些化學(xué)方程式之間具有對(duì)比性,如:2H2O通電2H2+O2和2H2+O2點(diǎn)燃2H2O,CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2放在一起對(duì)比記憶會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

4.關(guān)聯(lián)記憶

把一些相互關(guān)聯(lián)的反應(yīng)放在一起串聯(lián)記憶,建立起知識(shí)間的聯(lián)系,如:“碳三角”即碳在氧氣充分時(shí)燃燒生成二氧化碳,在氧氣不充分時(shí)燃燒生成一氧化碳,一氧化碳能繼續(xù)燃燒生成二氧化碳,二氧化碳通過熾熱的炭又生成一氧化碳。

5.規(guī)律記憶

抓住反應(yīng)間的共同規(guī)律記憶可以達(dá)到舉一反三,這種方法適合于酸、堿、鹽之間發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng),如:碳酸鹽與鹽酸反應(yīng)就會(huì)生成氯化物、水和二氧化碳等等。

6.熟能生巧

及時(shí)反復(fù)小考,這種方法到化學(xué)方程式知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)更顯得重要了,所以要精心設(shè)計(jì)每一次的小考試卷,及時(shí)處理出現(xiàn)的問題,及時(shí)輔導(dǎo)、監(jiān)督不同層次的學(xué)生,讓其有不同程度的收獲。

三、課堂教學(xué)中體現(xiàn)化學(xué)方程式的記憶

化學(xué)方程式的記憶是一個(gè)日積月累的過程,需要在日常的教學(xué)中逐步滲入,在教學(xué)中每當(dāng)學(xué)到一個(gè)新的化學(xué)反應(yīng),都不要馬上進(jìn)行板演化學(xué)方程式,而是帶領(lǐng)學(xué)生加以分析,一步一步的書寫,讓學(xué)生真正地體驗(yàn)書寫的過程,然后當(dāng)堂練寫幾遍達(dá)到鞏固。在教學(xué)到一些相關(guān)的反應(yīng)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)這些反應(yīng)間的規(guī)律或聯(lián)系,尋找記憶的捷徑。

篇4

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);任務(wù)驅(qū)動(dòng);課程整合

信息技術(shù)教學(xué)大綱中明確指出:知識(shí)及技能的傳授應(yīng)以完成典型的“任務(wù)”為主。所以我認(rèn)為信息技術(shù)課的教學(xué)方法應(yīng)以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”為主。信息技術(shù)教學(xué)中,“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法,其顯著特點(diǎn)是:教師利用學(xué)生的興趣,圍繞著一個(gè)個(gè)目標(biāo)逐個(gè)地解決問題完成教學(xué)任務(wù)。適合于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)自分析、解決問題的能力。本文就如何優(yōu)化信息技術(shù)課程談?wù)勔韵聨讉€(gè)方面。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)要有明確的目標(biāo)

計(jì)算機(jī)教育不等于信息技術(shù)教育。中小學(xué)信息技術(shù)課程與計(jì)算機(jī)學(xué)科比較,具有較強(qiáng)的綜合性,它涉及眾多的邊緣和基礎(chǔ)科學(xué)。信息技術(shù)教師在教學(xué)過程中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生使用信息技術(shù)的人文、倫理、道德和法制教育,使信息技術(shù)成為支持學(xué)生終身學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的手段。

信息技術(shù)課程是一門基礎(chǔ)學(xué)科,任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)要注意學(xué)生的特點(diǎn)和知識(shí)接受能力的差異,因材施教,加強(qiáng)分層次指導(dǎo),使每個(gè)學(xué)生都能在原有的基礎(chǔ)上得到提高。我們知道一門課程如果孤立地進(jìn)行教學(xué),往往得不到好的效果。因此,任務(wù)的設(shè)計(jì)還應(yīng)盡量使本學(xué)科與其他學(xué)科相聯(lián)系,與學(xué)生思想品德教育相聯(lián)系,走課程整合之路。這樣可以充分利用現(xiàn)有資源,發(fā)揮設(shè)備的最大潛力,在有限的物質(zhì)基礎(chǔ)上實(shí)施高質(zhì)量和高效率的教育。

現(xiàn)代教育心理學(xué)研究表明,人在學(xué)習(xí)活動(dòng)中最有效的時(shí)刻就是各種學(xué)習(xí)因素處在最和諧狀態(tài)的時(shí)刻。在信息技術(shù)課的教學(xué)過程中,創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題相關(guān)的學(xué)習(xí)情景,引導(dǎo)學(xué)習(xí)者帶著真實(shí)的“任務(wù)”進(jìn)入學(xué)習(xí)情境,使學(xué)生的學(xué)習(xí)兼具直觀性和形象化,對(duì)于學(xué)生來說,具有積極的意義。因此,在信息技術(shù)課的“任務(wù)”設(shè)計(jì)中,要充分發(fā)揮多媒體計(jì)算機(jī)具有綜合處理圖形、動(dòng)畫、視頻以及聲音、文字和語(yǔ)言、符號(hào)等多種信息的功能,設(shè)計(jì)出具有某種“情境”的學(xué)習(xí)任務(wù),使學(xué)生在這種“情境”中探索實(shí)踐,激發(fā)學(xué)生聯(lián)想、判斷,從而加深對(duì)問題的理解。教師只有牢固樹立“助學(xué)、創(chuàng)新”思想,不斷提高自身素質(zhì),強(qiáng)化自身的創(chuàng)新意識(shí),才能真正意義地實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)創(chuàng)新。

二、明確信息技術(shù)教師的角色

教學(xué)既是知識(shí)技能的傳授,又是師生情感交流的過程,其中蘊(yùn)涵著來自師生雙方的極其豐富復(fù)雜的情感因素。因此要善于暢通情感信息的流通渠道,把自己的情感滲透到課堂教學(xué)中,做學(xué)生的良師益友。在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師自覺不自覺地扮演著知識(shí)“講述者”、信息“傳授者”、教學(xué)活動(dòng)“領(lǐng)導(dǎo)者”的角色。教師特有的這種權(quán)威性,理所當(dāng)然地把自己置于中心位置。但現(xiàn)在社會(huì)處于信息爆炸的時(shí)代,學(xué)生獲取信息和知識(shí)不再以教師為唯一的渠道,教師只有正確認(rèn)識(shí)、擺正自己的位置,才能提高信息技術(shù)課的效益。教師應(yīng)確立“教即學(xué),學(xué)即教”的觀念,即教師的教學(xué)過程就是一個(gè)學(xué)習(xí)過程,教師的角色應(yīng)是教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、傳授者、合作者、評(píng)價(jià)者、競(jìng)爭(zhēng)者。

1.設(shè)計(jì)者:通過教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化課堂,提高教學(xué)效果。

2.傳授者:幫助學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)和達(dá)到目標(biāo)的最佳途徑;指導(dǎo)學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、掌握學(xué)習(xí)方法;指導(dǎo)學(xué)生區(qū)分好與壞的信息,提高學(xué)生對(duì)信息的分辨能力;啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生積極思考,活躍學(xué)生思維,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣;身體力行,為學(xué)生作表率,以此感染和影響學(xué)生。

3.合作者:教師在課堂上充分發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用,最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主體作用,讓全體學(xué)生真正成為課堂上的主人,主動(dòng)、積極地獲取知識(shí)、培養(yǎng)能力、發(fā)展特長(zhǎng),提高全體學(xué)生的整體素質(zhì),從而提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。

4.評(píng)價(jià)者:教師評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生具有導(dǎo)向、激勵(lì)作用,可以幫助學(xué)生確定努力方向,通過學(xué)生的自控實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。這對(duì)學(xué)生樹立自信心,發(fā)展能力具有十分重要的作用。

5.競(jìng)爭(zhēng)者:通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境給教師學(xué)生一個(gè)平等的學(xué)習(xí)和展示氛圍,建立了師生間的平等關(guān)系,既促進(jìn)了教師終生學(xué)習(xí)的意識(shí),又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望,形成可喜局面。

三、整體設(shè)計(jì),分步實(shí)施,反復(fù)循環(huán),逐步深化

要提高課堂教學(xué)效果,必須優(yōu)化設(shè)計(jì)。我主張“整體設(shè)計(jì),分步實(shí)施,反復(fù)循環(huán),逐步深化”。即在教學(xué)中要充分研究大綱、教材,了解自己的學(xué)生,針對(duì)自己學(xué)生的狀況,學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中要一起設(shè)計(jì)整個(gè)學(xué)期的課程,甚至是整個(gè)學(xué)年或者是整個(gè)小學(xué)、初中、高中階段,要敢于打破教材、大綱,根據(jù)學(xué)生狀況制定出適合學(xué)生發(fā)展的教學(xué)計(jì)劃;然后分成小的目標(biāo)加以實(shí)施,將計(jì)劃落到實(shí)處;目標(biāo)之間相互聯(lián)系,又有重復(fù),這種重復(fù)不是單一的重復(fù)教學(xué)內(nèi)容,而是通過新的主題強(qiáng)化學(xué)過的知識(shí)技能;定期總結(jié)提高認(rèn)識(shí),深化教與學(xué)的過程。

前蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基說過:“任何一個(gè)優(yōu)秀教師,他必須是一個(gè)善于激發(fā)自己的課程興趣,確立自己課程吸引力的教師。”信息技術(shù)這門課還是一門新興學(xué)科,如何激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和極大的參與熱情,這需要我們信息技術(shù)教師不斷地去探索。這就要求我們?cè)谶M(jìn)行“任務(wù)”設(shè)計(jì)時(shí),要仔細(xì)推敲每個(gè)知識(shí)點(diǎn),為學(xué)生設(shè)計(jì)、構(gòu)造出一系列典型的操作性“任務(wù)”,讓學(xué)生在完成“任務(wù)”中掌握知識(shí)、技能與方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要

[2]陳至立在中小學(xué)信息技術(shù)教育會(huì)議上的報(bào)告

篇5

關(guān)鍵詞:高職院校 機(jī)械制圖課程 融合優(yōu)化 改進(jìn)教學(xué)方法 提高教學(xué)質(zhì)量

一、對(duì)課程進(jìn)行融合優(yōu)化設(shè)計(jì),是適應(yīng)職校發(fā)展、社會(huì)需求的必然選擇

機(jī)械圖樣是“機(jī)械技術(shù)界的共同語(yǔ)言”,機(jī)械制圖教學(xué)要求學(xué)生必須具備較強(qiáng)的繪圖和讀圖能力,而不是單一的知識(shí)結(jié)構(gòu)。這就要求學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間,既要學(xué)好理論知識(shí),又要提高獨(dú)立分析與解決實(shí)際問題的能力。目前,機(jī)械類課程體系中分別開設(shè)了機(jī)械制圖、公差配合與測(cè)量、計(jì)算機(jī)繪圖等課程,而這三門課程都是圍繞機(jī)械圖樣的繪制與識(shí)讀,它們的教學(xué)目標(biāo)是緊密聯(lián)系在一起的,但目前的教學(xué)卻是將這幾門課程分開進(jìn)行的。在教學(xué)中,學(xué)生因沒有學(xué)習(xí)公差與測(cè)量的相關(guān)知識(shí),出現(xiàn)了在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課程時(shí)對(duì)零件圖尺寸的標(biāo)注無法正確理解和掌握的情況;有些學(xué)生甚至不知道這幾門課程是相互聯(lián)系的;學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了公差配合與測(cè)量課程,但無法將所學(xué)習(xí)的知識(shí)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到機(jī)械圖樣的識(shí)讀中去,知識(shí)點(diǎn)不能銜接。尤其是在AutoCAD課程中很多教師只講授如何使用軟件的各種功能,教學(xué)與機(jī)械圖樣脫節(jié),學(xué)生不知在繪圖中如何運(yùn)用AutoCAD輔助繪圖,學(xué)生用計(jì)算機(jī)繪制機(jī)械零件圖、裝配圖的能力不能真正得到提高。這樣的課程設(shè)計(jì),人為地阻斷了知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,學(xué)生的綜合運(yùn)用能力很難得到培養(yǎng)。如果我們打破原有的學(xué)科體系,將緊密關(guān)聯(lián)的幾門獨(dú)立課程進(jìn)行融合優(yōu)化設(shè)計(jì),在一門課程中同時(shí)進(jìn)行理論知識(shí)教學(xué)和操作技能訓(xùn)練,就能更有效地培養(yǎng)機(jī)械類學(xué)生利用機(jī)械圖樣進(jìn)行技術(shù)交流的綜合能力。

二、創(chuàng)新教學(xué)手段,改善教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的潛能,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展

機(jī)械制圖課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖、制圖能力和空間想象能力,既能夠把一個(gè)具體的機(jī)械零件繪制成平面圖形,又能夠把一個(gè)抽象的平面圖形想象成立體的機(jī)械零件。

1.利用實(shí)物教學(xué),增加感性認(rèn)識(shí),調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性

機(jī)械制圖課程教學(xué),將實(shí)物引入課堂是最為直接的一種教學(xué)手段,這樣能把學(xué)生不容易理解的抽象理論和復(fù)雜視圖變得形象、具體、直觀。教師可以讓學(xué)生對(duì)照實(shí)物理解課本上抽象的內(nèi)容,例如:在組合體的形體分析教學(xué)中,先給學(xué)生展示一些典型的基本形體,如長(zhǎng)方、棱柱、梭錐、圓柱、圓錐體等,對(duì)照實(shí)物,熟悉這些空間形體所對(duì)應(yīng)的視圖,實(shí)現(xiàn)從空間到平面的思維轉(zhuǎn)換,幫助學(xué)生將復(fù)雜視圖分解成簡(jiǎn)單圖形,為識(shí)讀和繪畫組合體視圖打下良好基礎(chǔ)。一方面增加了學(xué)生對(duì)所要表達(dá)零件的感性認(rèn)識(shí),吸引了學(xué)生的注意力;另一方面加深了學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,縮短了課堂教學(xué)與實(shí)踐之間的距離,實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)際的完美結(jié)合。

2.合理采用多媒體教學(xué)手段

多媒體教學(xué)是一種新型的現(xiàn)代化教學(xué)方式,它是利用多媒體設(shè)備,將文字、圖像、聲音、動(dòng)畫以及音像資料運(yùn)用到教學(xué)當(dāng)中,借助動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、切割、放大等功能,更生動(dòng)、形象地表達(dá)教學(xué)內(nèi)容,節(jié)省了教師課堂板書的時(shí)間,增加了課堂的信息量,使教學(xué)獲得最大的效率。但是很多教師往往用多媒體代替一切,放棄了傳統(tǒng)的教學(xué)手段,這樣的教學(xué)教師省事了,學(xué)生也舒服了,但一個(gè)個(gè)課件放下來,學(xué)生像看電影一樣,沒有動(dòng)手的過程,只能是過眼云煙,眼睛看了精彩,看了就忘,進(jìn)不了大腦,不利于學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的深入理解,更不利于學(xué)生空間想象能力的提高。因此,多媒體教學(xué)必須適當(dāng)?shù)嘏c傳統(tǒng)教學(xué)方法相互滲透,揚(yáng)長(zhǎng)避短,相輔相成,才能收到良好的教學(xué)效果。

3.創(chuàng)建手工課堂,理性與感性相結(jié)合,提高教學(xué)質(zhì)量

機(jī)械制圖課程教學(xué)重在實(shí)踐,要讓學(xué)生能根據(jù)實(shí)物進(jìn)行觀察、分析,然后繪出相應(yīng)的圖樣,或者根據(jù)圖樣想象出實(shí)物形狀。為了達(dá)到這一教學(xué)目的,教師在教學(xué)中既要充分利用教學(xué)模型進(jìn)行教學(xué),更要以學(xué)生為主體,讓學(xué)生動(dòng)起來。教師可以讓學(xué)生利用橡皮泥、蘿卜、土豆等方便易成型的東西自己切制模型。這樣,一方面可以增加教學(xué)的直觀性、趣味性,另一方面鍛煉了學(xué)生的觀察能力與動(dòng)手能力。比如觀察截交線和相貫線等圖形中繪制的圖線,學(xué)生難以理解,而在實(shí)物中顯示出來就比較容易,而且直觀,大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉了學(xué)生的空間想象能力,從而熟練地掌握所學(xué)知識(shí)。

篇6

關(guān)鍵詞:微波技術(shù) 分析化學(xué) 有機(jī)合成

引言

化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中,特別是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)榧涌旆磻?yīng)進(jìn)程,縮短反應(yīng)時(shí)間,或者使反應(yīng)更加徹底,往往需要對(duì)反應(yīng)過程進(jìn)行加熱。傳統(tǒng)的基于酒精燈的石棉加熱、坩堝加熱、水浴加熱等方式,因?yàn)閷?duì)流擾動(dòng)的存在,可能使得加熱過程對(duì)反應(yīng)過程帶來不必要的擾動(dòng)。所以,上世紀(jì)八十年代末以來,微波加熱在分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)中逐漸興起。

一、需求分析

本文需要設(shè)計(jì)一個(gè)微波加熱設(shè)備,用于分析化學(xué)和有機(jī)合成,可以進(jìn)行基本的皂化反應(yīng)、萃取反應(yīng)、中和反應(yīng)、食品分析、生物制樣等操作。儀器可以設(shè)置微波功率、目標(biāo)加熱溫度、加熱時(shí)間等參數(shù),可以對(duì)以上設(shè)置進(jìn)行斷電保存和策略管理。設(shè)備的加熱部分有效容積可以滿足一般實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)空間需要,以鐵架高度計(jì)算,目前的有機(jī)化學(xué)鐵架的高度為550cm和450mm兩種,為了保證微波照射時(shí)鐵架尖端與金屬反射殼之間不發(fā)生放電反應(yīng),其安全保護(hù)距離為150mm。建議采用450mm鐵架的反映下,容器內(nèi)高度應(yīng)該至少為600mm。容器內(nèi)的深度及寬度應(yīng)該滿足振蕩器和會(huì)轉(zhuǎn)盤的放置,本文設(shè)定不小于300mm。

二、總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)加熱倉(cāng)高度600mm,深度300mm,寬度300mm,內(nèi)部反射板采用1.2mm鋁鎂合金板,外部殼體高度720mm,深度380mm,寬度520mm,材質(zhì)采用1.2mm彩鋼板。內(nèi)部骨架采用20×2mm扁鋼焊接而成。內(nèi)殼采用無縫焊接法,經(jīng)過打磨后涂納米反射漆,增加其對(duì)微波的反射率,且應(yīng)確保其反射內(nèi)部沒有突出物和連接螺栓,內(nèi)殼采用焊接在外壁上的栓接點(diǎn)與框架栓接,外部殼體采用分體設(shè)計(jì),與框架逐一栓接。微波管采用2M219JE522高壓微波管,回轉(zhuǎn)扇驅(qū)動(dòng)方式為42通道步進(jìn)電機(jī)42BYG250C。

控制方式上,采用5.3寸觸摸彩色電容屏控制,輸入電源為220AVC電源,使用專門設(shè)計(jì)的電源分配器,輸出127V進(jìn)入高壓微波管,5V進(jìn)入SCM系統(tǒng)、溫度采集系統(tǒng)和步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng),12V進(jìn)入到光電耦合器隔離的高壓控制模塊。SCM選擇基于ARM7核心的全志A20系統(tǒng)。

三、硬件選型

家用微波加熱灶具的設(shè)計(jì)因?yàn)閷?duì)于溫度要求不高,所以常使用主動(dòng)定時(shí)算法進(jìn)行加熱,主動(dòng)定時(shí)算法根據(jù)既定的時(shí)間控制法,可以使用較小的計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。甚至部分家用設(shè)備采用全電磁控制即可實(shí)現(xiàn)功能。但是,化學(xué)反應(yīng)往往要求反應(yīng)容器的溫度控制在±0.5℃以內(nèi),所以,必須采用被動(dòng)溫控算法,通過可以放置在溶液中的溫控探頭進(jìn)行溫度條件監(jiān)測(cè)。探頭需要較好的防水、防酸、防堿、防輻射的封裝方式,為了方便起見,探頭使用電阻式測(cè)試棒,使用三種不同的方式進(jìn)行封裝。探頭使用屏蔽雙絞線從殼體預(yù)留孔中穿入反射殼外,穿孔位置使用樹脂套管對(duì)尖端進(jìn)行保護(hù)。使用STM32F407VET6芯片對(duì)溫度模擬量進(jìn)行數(shù)字化預(yù)處理,使用UCN5832EP對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存。回轉(zhuǎn)扇的驅(qū)動(dòng)方式采用扭矩為0.55NM的42BYG250C。由于本文設(shè)備是一個(gè)單輸入雙輸出模式,所以不設(shè)置復(fù)合總線,使用PA口接收溫度傳感器數(shù)據(jù),使用PD口驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)扇電機(jī)。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)扇驅(qū)動(dòng)僅需要8位并行數(shù)據(jù),所以,可以在PD口32位數(shù)據(jù)中分出2位同步控制高壓微波頭。高壓微波頭前置采用A-HCPL-2631耦合器控制的12V電壓控制的70TPS16TO247可控硅控制。

采用10ms的響應(yīng)速度,系統(tǒng)每10ms需要處理溫度數(shù)據(jù)32位。在LINUX操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理模式下,系統(tǒng)用于處理該數(shù)據(jù)且進(jìn)行輸出的CPU周期約為148個(gè)。運(yùn)行在800MHz下的A20平臺(tái),完全可以在完成系統(tǒng)顯示任務(wù)和網(wǎng)絡(luò)交互任務(wù)的前提下完成此處理任務(wù),系統(tǒng)冗余度高于99%。

四、算法設(shè)計(jì)

1.算法策略

采用模糊控制的原理,可以根據(jù)溫度的目標(biāo)方向和溫度的變化速度得到控制策略。形成一個(gè)單輸入單輸出算法模型。

1.1讀取溫度數(shù)據(jù)。

1.2檢驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)()與預(yù)設(shè)溫度()之差。

1.3檢驗(yàn)溫度的變化速度。

1.4采用模糊算法(見表1)確定執(zhí)行策略。

1.5向執(zhí)行部件輸出策略。

2.軟件輔助功能

結(jié)合SQLite,將常見試驗(yàn)的加熱時(shí)間和加熱溫度進(jìn)行保存,特別支持分段策略的方式和溫度斜率的控制方式。分段加熱是指在試驗(yàn)開始后的不同時(shí)間點(diǎn)上執(zhí)行不同的目標(biāo)溫度,而斜率加熱是分段加熱的一種特定形式,也就是使用分段加熱功能對(duì)溫度曲線進(jìn)行微分整理,使得溫度可以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)升高或者持續(xù)降溫。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上,通過模糊控制法和A20強(qiáng)大計(jì)算能力的支持,本文系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的溫度控制,且在加熱過程中規(guī)避了基于酒精燈加熱的受熱不均勻帶來的對(duì)流現(xiàn)象對(duì)于有機(jī)反應(yīng)的擾動(dòng)。特別是在皂化反應(yīng)等需要靜置的有機(jī)反應(yīng)中,本文系統(tǒng)會(huì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。本文系統(tǒng)可以用于有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)等高精度實(shí)驗(yàn)室化學(xué)反應(yīng)的輔助處理,且其硬件成本較低,給軟件的科技附加值留出了較大的空間。所以,本文系統(tǒng)可以針對(duì)A20系統(tǒng)和LINUX系統(tǒng)進(jìn)行較大程度的延伸開發(fā)。

參考文獻(xiàn):

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關(guān)鍵詞:信息技術(shù);課程內(nèi)容;優(yōu)化整合

平時(shí)的初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué),我們總會(huì)感到不少學(xué)生很不領(lǐng)情,究其原因是數(shù)學(xué)讓我們的學(xué)生感到十分的冰冷,每當(dāng)現(xiàn)代教育技術(shù)融入到數(shù)學(xué)課堂教學(xué)后,數(shù)學(xué)課堂將呈現(xiàn)出諸多冰冷的魅力,數(shù)學(xué)課堂的信息技術(shù)的運(yùn)用,是否就完全意義上取得了實(shí)效,筆者不敢完全肯定,但對(duì)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中運(yùn)用信息基礎(chǔ)有自己的認(rèn)識(shí),現(xiàn)坦誠(chéng)己見,以求得到方家的教正.

一、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程內(nèi)容有整合的需要

數(shù)學(xué)時(shí)研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),與人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步息息相關(guān),隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)學(xué)應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)和日常生活的廣泛性將日趨增加,如果我們的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)從一定意義上離開了信息技術(shù),那么我們的數(shù)學(xué)課堂將會(huì)毫無氣息,從我們所教學(xué)去看,他們業(yè)已從娃娃時(shí)代就已經(jīng)玩起了電腦等游戲,他們?cè)缇团c初始的信息技術(shù)結(jié)了緣,如果進(jìn)入初中后,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的課堂中,缺失了信息技術(shù)的應(yīng)用,那么我們的教學(xué)手段則會(huì)顯得十分的單一而又單調(diào),有時(shí)極不能吊出我們初中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的胃口,比如,我們數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)的圖象的展示,集合圖形的運(yùn)動(dòng)變化過程這是傳統(tǒng)的教學(xué)手段是難以達(dá)到甚至完全達(dá)不到其教學(xué)效果的,這就必須我們賴于現(xiàn)代教育技術(shù)去展示函數(shù)的圖像,這幾多快好省而又能讓我們的學(xué)生積極投入到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的活動(dòng)中來,應(yīng)當(dāng)充分的肯定,當(dāng)今的數(shù)學(xué)教學(xué),教育教學(xué)的媒體已不能完全去單靠傳統(tǒng)的教學(xué)媒體的老路,一支粉筆,一塊黑板,一本書已經(jīng)不能完成適應(yīng)我們所教學(xué)生的需求了,更不能適應(yīng)人才培養(yǎng)的需求了,更要主動(dòng)的是新的課程標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)要求有條件的地區(qū)要盡可能的使用計(jì)算器,計(jì)算機(jī)一級(jí)相關(guān)軟件,如不去根據(jù)學(xué)校的條件或者去積極創(chuàng)造條件,一是我們的教育教學(xué)工作首先是落伍的,我們所培養(yǎng)出的人才根本不可能會(huì)適應(yīng)其未來的要求,更不能適應(yīng)未來的更為現(xiàn)代化的需求的.

二、信息化技術(shù)與數(shù)學(xué)課程內(nèi)容有整合的限度

應(yīng)當(dāng)說信息技術(shù)的運(yùn)用及其作用的發(fā)揮是功不可沒的,也是傳統(tǒng)媒體所不可替代的,可是教育教學(xué)的實(shí)踐也讓我們充分地意識(shí)到,現(xiàn)代信息技術(shù)的作用信息技術(shù)的模擬去替代原有的教學(xué)手段,更不能利用信息技術(shù)的模擬作用去替代我們學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)活動(dòng)中的一系列的操作實(shí)踐,這就告訴我們,信息技術(shù)作用很大,但根本不可能是萬能的,我們根本不可能去完全無需要教育教學(xué)的流程和手段都去運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù).例如,數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)概念的推導(dǎo),概念在學(xué)生大腦中形成,還需要不需要教師的板書,頗有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老師都會(huì)有這樣的感覺,適當(dāng)而有必要的板書還是需要的忙著就像許嘉璐先生所預(yù)言的一樣,電子書永遠(yuǎn)不可能去代替紙質(zhì)書.因?yàn)閿?shù)學(xué)課堂教學(xué)必須的板書有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生的思維與教學(xué)過程的同步,有助于我們初中學(xué)生去更好的把握教學(xué)內(nèi)容的脈絡(luò).可是在我們目前的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中則生怕有哪里未曾運(yùn)用到現(xiàn)代技術(shù)的媒體,或輕或重,都未能使現(xiàn)代教育技術(shù)達(dá)到最大化的目的,尤其是我們過度的運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)既浪費(fèi)了人力和財(cái)力,更為主要的是限制了我們初中學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng),我們應(yīng)當(dāng)充分意識(shí)到的是認(rèn)真聽講,積極思考,動(dòng)手實(shí)踐,自主探索,合作交流,都是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的重要方式,這些重要方式與現(xiàn)代媒體的應(yīng)用可以這樣無端的說無關(guān)聯(lián).

三、信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的整合有優(yōu)化的需要

綜上所述,數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中需要運(yùn)用信息技術(shù)應(yīng)當(dāng)是毋庸置疑的,而濫用信息技術(shù)也是完全不可取的,雖然信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)學(xué)教育的價(jià)值、目標(biāo)、內(nèi)容以及數(shù)學(xué)方式產(chǎn)生了很大的影響,是有目共睹的,但數(shù)學(xué)課程中的設(shè)計(jì)與實(shí)施因根據(jù)實(shí)際情況,該出手時(shí)就出手,注重實(shí)效,合理的運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)則顯得尤其重要,其關(guān)鍵的地方應(yīng)當(dāng)是我們要將信息技術(shù)與我們的初中數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)行優(yōu)化整合,要想達(dá)到這樣的目的和效果,我們必須充分考慮的問題是學(xué)生所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)內(nèi)容與方式是否需要信息技術(shù)對(duì)其產(chǎn)生廣泛而又深刻的影響,是否需要通過信息技術(shù)為學(xué)生開發(fā)或提供里良好的學(xué)習(xí)的資源,需之則可用之,如果真正意義上考慮到這個(gè)問題的有力工具,筆者則聽過一教師教學(xué)圓的認(rèn)識(shí)時(shí)的數(shù)學(xué)課,為了讓學(xué)生能夠真正認(rèn)識(shí)圓的性質(zhì),教者利用多媒體向?qū)W生展示了汽車安裝不同車輪在行駛中的現(xiàn)狀,同學(xué)們看到不同形狀的車輪致使汽車行駛的迥異中,感到了圓的作用,正方形的車輪使汽車再跑再跳,橢圓形的車輪使汽車在行駛中忽高忽低前進(jìn),唯有圓形的車輪,汽車行駛得既平穩(wěn)又快速,這里教師未曾多言,學(xué)生便在捧腹大笑的熱鬧中感悟到了圓的認(rèn)識(shí),筆者從課堂的實(shí)況中感到多媒體的演示突破了時(shí)空的限制加深了學(xué)生對(duì)難點(diǎn)的理解.

參考文獻(xiàn):

[1] 義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn).北京師范大學(xué)出版社,2011.

篇8

1.信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合的形式

1.1 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)內(nèi)容的整合。華羅庚曾經(jīng)說過,對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生枯燥乏味,神秘難懂的印象的主要原因就是脫離實(shí)際。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教材,是很多教育專家和數(shù)學(xué)教育工作者長(zhǎng)期的辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶,是數(shù)學(xué)知識(shí)的重要載體,但不可避免也有一定的局限性。當(dāng)今世界上最鮮活的、具有明顯時(shí)代特征的數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)素材和教學(xué)內(nèi)容,由于教學(xué)大綱和教材編寫的限制,很難在教材中反映出來。我們可以利用信息資源跨越時(shí)空界限的特點(diǎn),將信息技術(shù)融合到數(shù)學(xué)教學(xué)中來,充分利用各種信息資源,注入時(shí)代活水,與數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,使學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容更加豐富多彩,更具有時(shí)代氣息、更貼近生活和現(xiàn)代科技;同時(shí)也可使教師拓展知識(shí)視野,改變傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容,使教材“活”起來。

1.2 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)形式的整合。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式主要是班級(jí)授課制,即學(xué)生在校集中授課,受教學(xué)時(shí)間和教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)一限制。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)的整合不應(yīng)該僅僅停留在課堂上,而應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)信息豐富、傳播及時(shí)、讀取方便、交互性強(qiáng)等特性,豐富教學(xué)形式。通過讓學(xué)生自己去查閱資料或進(jìn)行社會(huì)調(diào)查,把學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)由課內(nèi)延伸到課外。這樣,不僅開闊了學(xué)生的知識(shí)視野、豐富了課余知識(shí),并且有利于培養(yǎng)學(xué)生自主探求知識(shí)的意識(shí),提高學(xué)生搜集和處理信息的能力,促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)和能力的全面提高。

1.3 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法的整合。當(dāng)前,教育仍存在學(xué)生學(xué)習(xí)方式較單一、被動(dòng),缺少自主探索、合作學(xué)習(xí),獨(dú)立獲取知識(shí)的機(jī)會(huì)等現(xiàn)象,不符合時(shí)代的發(fā)展和實(shí)施素質(zhì)教育的要求。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的整合,使我們可以利用信息技術(shù)教育的優(yōu)勢(shì),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)識(shí)與實(shí)踐的主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生真正成為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主人。教師不再是信息的主要提供者與學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者,而是學(xué)生個(gè)別化學(xué)習(xí)探索活動(dòng)的輔導(dǎo)者、支持者和幫助者。

2.信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合的原則

任何教學(xué)都離不開教師的教學(xué)設(shè)計(jì),區(qū)別就在于你的教學(xué)設(shè)計(jì)是開放的還是程序化的,是如何擺正教學(xué)各要素之間的關(guān)系的。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)整合教學(xué)設(shè)計(jì)要把握好以下幾個(gè)原則:

2.1 方向性原則:信息技術(shù)的選擇與運(yùn)用,其目的是為了完成教學(xué)目標(biāo)服務(wù)。不能為形式上的多樣化而失去教學(xué)的方向。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合最終目標(biāo)是為了提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)。

2.2 主體性原則:這是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合的基本原則,也是現(xiàn)代教育思想下師生關(guān)系的重要轉(zhuǎn)變,在教學(xué)中真正做到學(xué)生根據(jù)自己的需要,自己選擇認(rèn)知工具,自己選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)伙伴。這樣,才能在學(xué)習(xí)中體驗(yàn)、感悟、發(fā)展,而這種活動(dòng)是出于學(xué)生自身的需要,是積極的主動(dòng)的,而不是被動(dòng)的無耐的。

2.3 活動(dòng)性原則:從數(shù)學(xué)教學(xué)改革的趨勢(shì)來看,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)正向著數(shù)學(xué)活動(dòng)課的形式轉(zhuǎn)變。數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該讓學(xué)生做數(shù)學(xué),這是新的課程標(biāo)準(zhǔn)中的重要理念。教學(xué)中學(xué)生更喜歡聽故事、做游戲、做實(shí)驗(yàn)、搞課題研究以及上網(wǎng)查資料、上機(jī)操練等形式。教學(xué)只有從學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)規(guī)律出發(fā),采取多種形式、方法,展開豐富的教學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生在活動(dòng)中學(xué)習(xí),才能取得較好的教學(xué)效果。

2.4 開放性原則:這是現(xiàn)代數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)整合應(yīng)該很好遵循的一個(gè)原則。開放有教學(xué)思想的開放,教學(xué)過程的開放,也包括教學(xué)內(nèi)容的開放。這種開放是相對(duì)于傳統(tǒng)、封閉而言的開放,不是無限制的開放。這種開放可以表現(xiàn)為教師不一定是知識(shí)的唯一擁有者,不一定是權(quán)威,教師不是課堂的主宰,教師與學(xué)生可以是合作伙伴式的關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容來源不局限于教材,更不局限于教師,渠道可以更多,范圍可以更廣。題目本身將趨向于開放題,條件不確定、方法多樣化、答案不唯一。這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極因素,實(shí)現(xiàn)學(xué)生自身知識(shí)的更新與能力的形成。

2.5 大信息量的原則:“大信息量”是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程整合的物質(zhì)基礎(chǔ)。學(xué)生只有在力所能及的情況下,處理大量的復(fù)雜的信息時(shí),才能真正培養(yǎng)能力。只有大信息的情況下,才方便于使所有學(xué)生有所選擇,才能實(shí)現(xiàn)不同的學(xué)生學(xué)不同的數(shù)學(xué),有不同的提高,有不同的成功體驗(yàn)。

篇9

一、利用多媒體課件,有利于突破教學(xué)難點(diǎn),發(fā)展學(xué)生的思維

幾何是一門邏輯性極強(qiáng)的學(xué)科,教材的敘述一般比較抽象,這就給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了一定的困難。多媒體課件運(yùn)用于課堂教學(xué)中,以圖文聲像相結(jié)合的形式,幫助學(xué)生尋找隱蔽條件,分析題目中的已知數(shù)據(jù),或者將復(fù)雜問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,讓學(xué)生在認(rèn)真觀察的基礎(chǔ)上,運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去探求,解答新知。這樣,利用多媒體課件豐富的表現(xiàn)力,在學(xué)生對(duì)事物從表面到本質(zhì)的理解過程中建立一個(gè)緩沖區(qū),有利于放緩坡度,突破難點(diǎn),從而發(fā)展學(xué)生的思維。

1.變換展示,變抽象為具體,減少了學(xué)生觀察的困難

例如,《圓的周長(zhǎng)》這節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn),是理解并掌握直徑和周長(zhǎng)的關(guān)系,傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法完美地演示比較過程,而多媒體課件卻能通過“變靜為動(dòng),化曲為直”解決這一問題。首先,利用課件模擬圓周被拉直的變化過程;其次,再用直徑去量拉直的圓周,學(xué)生便可以清楚地觀察到圓的周長(zhǎng)與直徑的關(guān)系,再通過兩個(gè)大小不等的圓及學(xué)生任意確定的圓進(jìn)行反復(fù)演示驗(yàn)證,學(xué)生很快從中發(fā)現(xiàn)了“圓的周長(zhǎng)總是直徑的三倍多一些”。

2.運(yùn)用割補(bǔ)方法,突破思維障礙,減少了學(xué)生想象的困難

有些幾何圖形的組合、變形,學(xué)生理解起來有困難,這時(shí)往往使用切割移位的教學(xué)方法,將事物間內(nèi)在聯(lián)系具體展示給他們。例如,在教學(xué)“圓柱的體積和表面積”的練習(xí)課時(shí),利用多媒體課件,先讓學(xué)生從直觀形象的動(dòng)畫理解和復(fù)習(xí)圓柱表面積和體積的推導(dǎo)過程,再出示這樣一道題:

把長(zhǎng)和寬都是4分米,高是6分米的長(zhǎng)方體木塊,加工成一個(gè)最大的圓柱,削去的體積是多少立方分米?

之后,顯示長(zhǎng)方體的圖像,在長(zhǎng)方體里畫一個(gè)最大的圓柱體,再畫圓柱的底面直徑,然后把直徑平行移動(dòng)到長(zhǎng)方體的底面與底面的長(zhǎng)并列,學(xué)生發(fā)現(xiàn)圓柱體的底面直徑等于長(zhǎng)方體底面的長(zhǎng)和寬,圓柱體的高等于長(zhǎng)方體的高,要求削去的體積,應(yīng)該用長(zhǎng)方體的體積減去圓柱體的體積。用這樣的方法,使學(xué)生直觀感知?jiǎng)討B(tài)的割補(bǔ),形式新穎,減緩了學(xué)生想象的困難,突破了教學(xué)難點(diǎn),理解掌握了新知,同時(shí)也發(fā)展了學(xué)生的思維。

二、利用多媒體課件,有利于建立清晰的表象,培養(yǎng)學(xué)生的理解記憶能力

知識(shí)的信息是通過人的多種感官來接受,產(chǎn)生了輕松快樂的學(xué)習(xí)環(huán)境,有助于學(xué)生建立清晰的表象,有助于知識(shí)系統(tǒng)化,培養(yǎng)理解記憶能力。

例如,教學(xué)《長(zhǎng)方體的認(rèn)識(shí)》,運(yùn)用多媒體課件教學(xué)長(zhǎng)方體的面、棱的特征。先教學(xué)面的特征,第一步,讓學(xué)生數(shù)一數(shù)手中的模型有幾個(gè)面,并按順序去數(shù),說說這樣數(shù)的理由、好處,再讓學(xué)生看看課件用三種顏色分別顯示三組相對(duì)的面,然后伴隨音樂,分別動(dòng)態(tài)平移比較三組相對(duì)的面是相等的特征;教學(xué)棱的特征時(shí)按同樣的方式動(dòng)態(tài)顯示。課后抽查學(xué)生新知的掌握情況,沒有一個(gè)說錯(cuò),每個(gè)學(xué)生都能用手勢(shì)畫出一個(gè)長(zhǎng)方體,甚至有些同學(xué)還能說出三組相同的面、棱各是用什么顏色表示的。這樣,學(xué)生在參與教學(xué)的過程中,對(duì)概念有了深刻的理解,在頭腦中建立了立體幾何的清晰表象,幫助了記憶,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力。

三、利用多媒體課件,幫助學(xué)生形成運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn)

利用多媒體課件輔助教學(xué),可根據(jù)教材內(nèi)容,運(yùn)用計(jì)算機(jī)把靜、動(dòng)畫面結(jié)合起來,用平移、旋轉(zhuǎn)、翻折等方法組成新的圖像,從而揭示事物運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律,使學(xué)生能從全局的角度把握演變中的事物,培養(yǎng)思維的靈活性和全面性。

例如,《三角形的面積》一課,利用多媒體課件,首先出示兩個(gè)全等的三角形,經(jīng)過平移使兩個(gè)圖形完全重疊,然后沿三角形一邊向下平移,再沿頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使兩個(gè)三角形拼成一個(gè)平行四邊形。通過以上環(huán)節(jié),在頭腦中形成了由三角形如何拼成平行四邊形的清晰表象,從而揭示出事物運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律。由于建立了運(yùn)動(dòng)變化的思想,在今后幾何圖形的相互轉(zhuǎn)化中,就能舉一反三,觸類旁通了。

四、利用多媒體課件,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

人的心理活動(dòng)對(duì)某一事物有一定的指向和集中時(shí),在大腦皮層中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)興奮中心,外界對(duì)它的多種感官同時(shí)刺激,而且刺激愈強(qiáng)烈,學(xué)生的注意力愈集中,感知愈深刻,愈有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)客觀世界。因此,利用多媒體課件聲像系統(tǒng)多彩的畫面和美妙的聲音,可以吸引學(xué)生的有意注意,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。

如教學(xué)《長(zhǎng)方形周長(zhǎng)的計(jì)算》一課時(shí),從學(xué)生感興趣的競(jìng)賽跑步引入新課。畫面出示兩個(gè)周長(zhǎng)相等而長(zhǎng)寬不等的果園和花園,花園中的鮮花、小草,果園中的果樹,用色彩鮮艷的圖案展示出來,并讓兩位小朋友分別圍著果園和花園跑起來。這種方式深深地吸引了學(xué)生的注意力,激發(fā)了他們學(xué)習(xí)長(zhǎng)方形周長(zhǎng)的興趣。接下來,讓學(xué)生動(dòng)手操作,量一量長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬,算一算周長(zhǎng)是多少,說說計(jì)算方法。最后,利用多媒體計(jì)算機(jī),把學(xué)生的思維過程配上輕音樂演示出來,在本課的重點(diǎn)之處再一次吸引學(xué)生的注意力,把學(xué)生的認(rèn)知過程通過“量、議、算、說、看”有機(jī)地結(jié)合起來。

篇10

關(guān)鍵詞:有機(jī)合成;設(shè)計(jì)技巧;合成技巧

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)33-0092-02

有機(jī)合成的發(fā)展是與人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)范圍和深度,科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平和一定的社會(huì)生產(chǎn)力緊密聯(lián)系在一起的。有機(jī)合成的雛形是古代化學(xué)家用簡(jiǎn)單的元素和無機(jī)物為原料,制造為人們生活所用的簡(jiǎn)單有機(jī)物。他們也只能靠所得的點(diǎn)滴有機(jī)化學(xué)知識(shí),類比無機(jī)合成類型來完成有機(jī)合成過程。20世紀(jì)以來,隨著天然有機(jī)物化學(xué)知識(shí)的迅速增長(zhǎng),元素有機(jī)物的發(fā)現(xiàn)和制備成功,現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的日新月異,石油化學(xué)工業(yè)的迅速崛起,都促進(jìn)了有機(jī)合成的發(fā)展。隨著有機(jī)合成的原料來源的多樣化,有機(jī)合成范圍的不斷擴(kuò)大,人們不再只希望合成出天然的有機(jī)物小分子,結(jié)構(gòu)特別、功能奇異的輪烯、球芳烴、高分子材料和生物大分子等都成為現(xiàn)代有機(jī)合成的發(fā)展方向。同時(shí)其他學(xué)科的發(fā)展和滲透也使得有機(jī)合成的方法、途徑和實(shí)驗(yàn)技術(shù)有了較大的發(fā)展。這些都形成了近代有機(jī)合成的特點(diǎn)。幾十年來,人們把千百萬次成功的有機(jī)合成經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成有機(jī)合成方法和規(guī)則,反映了有機(jī)合成方法的技巧。有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)是現(xiàn)代有機(jī)合成策略和戰(zhàn)術(shù)的主要方面之一。

有機(jī)合成設(shè)計(jì)是有機(jī)合成化學(xué)家對(duì)預(yù)先要合成的目標(biāo)化合物進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)和化學(xué)性質(zhì)分析、篩選出適應(yīng)的合成原料和有機(jī)合成的反應(yīng)和方法,從而擬定有機(jī)合成方案。

無論是人的實(shí)踐活動(dòng),還是思維活動(dòng),都是不斷從繁到簡(jiǎn)、從粗到細(xì),日益完善的過程。有機(jī)合成設(shè)計(jì)技巧是設(shè)計(jì)者有機(jī)合成設(shè)計(jì)技能的升華。每一個(gè)理想的、成功的有機(jī)合成設(shè)計(jì)都是設(shè)計(jì)者銳利的眼光、深邃的洞察力、寬廣的知識(shí)、靈敏的直覺、豐富的經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)到的構(gòu)思的綜合體現(xiàn)。它不僅為有機(jī)合成實(shí)踐活動(dòng)的成功給出了宏偉藍(lán)圖,也給人以美的啟迪。一個(gè)精巧的有機(jī)合成設(shè)計(jì)無不使欣賞者感到“洞天異開”、“柳暗花明”之驚奇。

現(xiàn)在我們舉一個(gè)合成設(shè)計(jì)的例子來說明有機(jī)合成設(shè)計(jì)技巧在合成實(shí)驗(yàn)中的重要作用。托品是一大類雜環(huán)化合物,其化學(xué)結(jié)構(gòu)為圖1。

1902年Willstatter用20余步合成反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了他的全合成圖2。

此后不久,1917年Robinson創(chuàng)造性地利用經(jīng)典的Mannich反應(yīng),以簡(jiǎn)潔的合成方法制備出了托品生物堿。

雖然兩位化學(xué)家在各自發(fā)表的論文中,未說明他們合成設(shè)計(jì)的藝術(shù)思想,但我們沿著兩條合成路線可窺視Willstatter和Robinson合成設(shè)計(jì)的巧與拙、繁與簡(jiǎn)、妙與不妙的藝術(shù)技巧。從Willstatter的合成路線來說,他認(rèn)為托品結(jié)構(gòu)是由一個(gè)七員碳環(huán)和氮橋鍵組成的雜環(huán)化合物。因此Willstatter認(rèn)為適宜的合成起始原料應(yīng)是七員碳環(huán)化合物和二甲胺。他利用經(jīng)典的加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、清除反應(yīng)等20余步合成步驟建立了托品結(jié)構(gòu)。在Willstatter時(shí)代里,他的托品合成法可算是有機(jī)合成史上一個(gè)輝煌成就,因?yàn)樗谇盁o古人的情況下完成了托品天然生物堿的全合成工作。Robinson則以他的慧眼金睛認(rèn)為托品結(jié)構(gòu)是一個(gè)具有平面對(duì)稱性的分子,這個(gè)平面經(jīng)過氮原子和羥基可將托品骨架分割成對(duì)稱的兩部分。

每部分均由四個(gè)亞甲基、兩個(gè)甲川基、半個(gè)甲基、半個(gè)氮原子和半個(gè)羥基組成。Robinson又認(rèn)為托品骨架的半邊可由Mannich反應(yīng)建立起來。經(jīng)典的Mannich反應(yīng)是:

若使兩個(gè)Mannich反應(yīng)同發(fā)生在一個(gè)胺分子和一個(gè)酮分子之內(nèi),那么剛好組成一個(gè)托品骨架,這樣一個(gè)精巧的托品合成方法雛形就形成了圖3:

但事實(shí)上,丁二酮和丙酮兩個(gè)化合物內(nèi)都含有兩個(gè)活潑亞甲基和羰基,有可能丁二醛的羰基和丙酮的活潑亞甲基與叔胺發(fā)生意定的Mannich反應(yīng),也有可能丁二醛的活潑亞甲基和丙酮的羰基與胺發(fā)生非意定的Mannich反應(yīng)。為了避免后一個(gè)反應(yīng)的發(fā)生,Robinson又巧妙地對(duì)丙酮分子進(jìn)行了化學(xué)修飾,在丙酮的1,3位的甲基上又各連接一個(gè)羰基,使丙酮改換為戊酮二羧酸,如此一改,具有兩個(gè)方面的意義:首先由于兩個(gè)羧基的誘導(dǎo)效應(yīng),使得戊酮二羧酸2,4位的亞甲基具有更強(qiáng)的化學(xué)活潑性,另一方面兩個(gè)羧基都是親水性的,增大了水溶液中丙酮的溶解度,更適合于丁二醛和甲胺與戊二酮酸在水溶液中的均相Mannich反應(yīng)。所以一個(gè)精簡(jiǎn)而完美的托品合成方法就形成了。

很顯然,Robinson對(duì)托品骨架神刀鬼斧地切斷和分折,對(duì)合成原料的巧妙修飾,對(duì)合成反應(yīng)步驟獨(dú)具匠心的精心設(shè)計(jì),使得他的合成工作如此絕妙完美,著實(shí)另人回味無窮。

在實(shí)際的有機(jī)合成設(shè)計(jì)過程中,合成設(shè)計(jì)技巧大致可分為三種類型。

首先是合成目標(biāo)化合物的剖析技巧。在現(xiàn)代有機(jī)合成中,逆合成分析法是在有機(jī)合成設(shè)計(jì)中較為普遍使用的方法。對(duì)合成目標(biāo)化合物分子結(jié)構(gòu)的碳胳的切斷分析,目標(biāo)化合物分子所帶官能團(tuán)恰如其分地運(yùn)用,都有利于從分析中找出最佳的合成原料和建立碳胳的途徑方法。

其次是設(shè)計(jì)者對(duì)選中的合成素材的提煉技巧。有機(jī)化合物是極其豐富的,有機(jī)合成反應(yīng)種類也是繁多的。一個(gè)成功的合成設(shè)計(jì)者還必須在對(duì)合成目標(biāo)化合物分析的基礎(chǔ)上,對(duì)選出的合成原料和有機(jī)合成方法進(jìn)行琢磨、推敲、提煉和構(gòu)思,使得設(shè)計(jì)的合成設(shè)計(jì)方案布局嚴(yán)謹(jǐn),巧妙精確,既符合有機(jī)合成客觀規(guī)律的真實(shí)性,又使得合成設(shè)計(jì)方案更巧、更新。

最后是合成原料、合成反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的運(yùn)用技巧。一般來說一個(gè)目標(biāo)化合物的全合成過程往往要經(jīng)過多步反應(yīng),運(yùn)用許多試劑才能完成。在合成方案設(shè)計(jì)過程中,合成原料和合成反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的巧妙安排運(yùn)用,可以充分發(fā)揮其功效。因?yàn)橛袡C(jī)合成反應(yīng)就是合成原料和試劑進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程。在多步的反應(yīng)過程中,前后幾個(gè)反應(yīng)過程是否有相抵之處,合成原料分子中所帶基團(tuán)和官能團(tuán)是否能在合成反應(yīng)中運(yùn)用得恰到好處,是否最終能成為目標(biāo)化合物分子的基團(tuán)或官能團(tuán)等,這都取決于合成設(shè)計(jì)中的適當(dāng)布局。另外諸如合成設(shè)計(jì)中合成路線的收斂性可以大大縮短反應(yīng)進(jìn)程。試劑或原料的致活與鈍化,可改變其化學(xué)反應(yīng)性;官能團(tuán)的保護(hù)與去保護(hù),可免除在合成反應(yīng)中某些化合物所帶官能團(tuán)遭受破壞;原料或試劑及有機(jī)合成反應(yīng)的差異性運(yùn)用,可使合成反應(yīng)的某個(gè)既定產(chǎn)物獲得更高的收率,還有其他實(shí)驗(yàn)條件,包括溫度、溶劑、催化劑和壓力等獨(dú)具匠心地運(yùn)用,在有機(jī)合成設(shè)計(jì)中都是至關(guān)重要的。

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