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有機化學合成路線總結范文第1篇

關鍵詞：綠色化學理念；化工專業；有機化學；實驗教學

綠色化學也可以稱為環境無害化學或者是清潔化學，其對有害人類健康、生態環境的原料、溶劑及副產物等盡量少用或者是不用，綠色化學理念是不再使用有毒、有害物質，也不產生廢物等等，從源頭上阻止污染。有機化學實驗教學與綠色化學關系緊密，許多高校的有機化學實驗室教學存在一些問題，排放較多的污染物，污染了生態環境，應及時解決好這個問題，使綠色化學理念滲透其中。

1化工專業有機化學實驗教學貫徹綠色化學理念的必要性

實驗是化學教學學習的基礎，對于有機化學教學來說更是如此，有機化學實驗中常常會用到一些酚類、芳香烴及醛等一些有害、有毒物質。學校的有機化學實驗室空間較小，而做實驗的學生較多，因此在其做實驗時會產生并擴散較多的有害物質，這些物質會污染教學環境，不僅危害師生健康，也不能很好地培養學生的環境意識。此外，有機化學實驗過程中會產生大量廢氣、廢水及廢渣，這些污染物如果不及時處理好就直接排放到自然環境中，會造成環境污染，實驗室就會成為一個污染源，因此教師進行有機化學實驗教學時應積極給學生滲透綠色化學思想，培養有綠色化學意識、理念的人才[1]。

2基于綠色化學理念的化工專業有機化學實驗教學模式

2.1精選實驗內容，突出綠色化學思想

以往教師開展有機化學實驗教學時，通常會考慮實驗內容的典型性、代表性及高復現性等等，并不重視實驗是否會對環境產生污染。教師應以綠色化學理念開展教學，優化有機化學實驗內容，選擇實驗時，最好選那些圍繞基本原理、基本實驗操作內容展開。實驗用品最好使用無毒原料、溶劑及催化劑，化學物質合成路線也應是綠色的。對化學反應中反應物的需求量進行精確計算，確保能產生實驗結果前提下，盡可能地減少試劑用量，促進反應物盡量全部轉變成產物，將綠色化學的“原子經濟性”精神體現出來。化學實驗項目選擇過程中，應堅持低能耗、低毒篩選原則，例如實施“己二酸的制備”實驗時，最好能使用高錳酸鉀氧化法，不用硝酸氧化法，這樣就能防止有機化學實驗中出現大量有毒氧化物氣體、或者是產生強腐蝕性，這樣化學實驗安全性就得到了有效提高。還有就是合成硝基苯甲酸乙酯時，一般使用濃硫酸做催化劑進行合成，這種催化劑價格低廉、活性高，但是其反應比較復雜、產生的副產物也較多，濃硫酸具有腐蝕性，會腐蝕設備、污染環境[2]。因此可以使用價格低廉、容易得到的苯磺酸作為催化劑進行化學合成，能夠有效地克服這些缺點與不足，并具有較高的產率。

2.2改進實驗裝置，設計合理關聯實驗

有機化學實驗中占比較大的內容是制備有機物實驗，而且多數有機物都是有毒物質，傳統常規實驗操作方法在通風櫥中實施，這減少了對實驗室的環境污染，但是產生的有毒化學物質還會排放到空氣中。因此可以改進實驗裝置，例如制備乙酸乙酯實驗過程中，將一個干燥管與反應裝置相連接，并在碳酸鈉溶液中插入細口這樣就能防止倒吸，也能防止乙酸、乙醇等氣體進入空氣中，并且減少了一半以上的反應物用量，達到了較好的減少污染的目的。教師進行化學有機實驗教學時，應研究并理順各個實驗間的關系，對實驗次序進行合理安排，設計實施相關實驗，將一個實驗產物作為另一個實驗原料，構成鏈接關系，從而互相循環利用輔助劑、產物及剩余物等等。例如實施苯甲酸合成實驗時，可以將反應合成的苯甲酸粗品作為“重結晶”的實驗材料，之后得到的苯甲酸純品又能夠作為“熔點測定”的實驗材料，這樣不僅節省了實驗時間及原料，也能通過實驗測定學生化學實驗生成的產品是否合格。

2.3借助多媒體技術，模擬化學仿真實驗

以往實施的化學有機實驗常常要使用消耗大量的藥品及水資源，尤其是那些要使用昂貴試劑、容易發生爆炸的實驗，那些必須使用有毒有害試劑、化學反應后會在實驗室中排放較多有毒氣體的實驗也都會消耗許多藥品及大量水資源，因此這樣看來有機化學實驗的綠色化有一定限度，課本教材中的一些經典實驗并不符合綠色化條件，對此教師應積極利用現代化多媒體技術作為實驗教學的輔助手段，借助多媒體技術對化學仿真實驗進行模擬，將各種化學實驗模擬出來，這種技術下的實驗現象也呈現地非常明顯，操作起來方便快捷，基本上沒有污染。教師應使用多媒體技術仿真有機化學實驗原理、裝置、流程等等，通過文字、聲音及圖像等方式生動形象地展示給學生，讓其身臨其境好像真地置身于實際化學實驗操作中，并在一旁適當地進行講解、引導，幫助學生體會總結出較準確的實驗結果，促進化學有機實驗的綠色化。

3結語

綠色化學理念符合現代社會發展趨勢，是可持續發展觀的重要內容，當代化工專業學生應樹立起這種理念，并積極將其應用至實際生活、學習中。綠色化學理念對保護生態環境、節約能源資源意義重大，教師在有機化學實驗教學中，讓學生明確綠色化學理念的重要性，并積極探索有機化學實驗的綠色化模式，培養學生的綠色化學理念、逐步樹立起環保意識，為環保工作作出貢獻。

作者:馬光路 單位:內蒙古化工職業學院

參考文獻：

有機化學合成路線總結范文第2篇

【關鍵詞】高中化學 基于設計的學習 教學策略

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）12B-0057-03

一、問題的提出

化學是一門以實驗為基礎的科學，這意味著化學知識來源于實驗設計、實施、觀察與推理;化學又是一門實用的富有創造性的科學，人類的生命、生長、生計、生活、生產都離不開化學。人類依存的自然世界和人工制品世界說到底是化學物質，而化學知識是促進這兩個世界協同發展的重要基礎?；谶@樣的認識，近10近來的化學基礎教育課程與教學改革著眼于讓學生在真實的現象、事實和問題情境中學習化學，并運用化學知識解決實際問題，即實驗問題與生產實際問題相結合，實驗室與社會實踐相結合。要使學生具備這種能力和素養，一種有效的教學方法就是讓學生在“做中學”，即在參與各類化學設計中學習。

這種思想不僅體現在課程標準對日常教學的要求上，而且還體現在各類考試命題的導向之中。例如，2015年高考化學試題全國2卷第28，36，38題，均為基于實驗與工業設計的問題探析，廣西考生的考試數據如下：

第28題為必考題，考查二氧化氯（ClO2）生產工藝流程及實驗室檢驗方法。平均分3.7033，難度0.2469，標準差2.8711，區分度0.3271。

第36題為《化學與技術》選考題，考查用異丙苯氧化法生產苯酚和丙酮的工藝流程。選答的考生人數為24570，占考生總數的16%。平均分5.7914，難度0.3861，標準差2.8292，區分度0.2554。

第38題為《有機化學基礎》選考題，考查聚戊二酸丙二醇酯（PPG）合成路線的相關分析。選答的考生人數為53071，占考生總數的35%。平均分3.8896，難度0.2593，標準差3.1016，區分度0.3255。

從考試數據可看出：（1）學生在實驗與工業相結合的問題情境中，運用化學知識解決問題的能力總體偏弱;（2）選考《化學與技術》的考生得分率高，而且這些考生往往來自二、三類普通學校，這表明基于化學工業設計、化學實驗室設計的化學學習，其難度并不是高不可攀，關鍵在于我們是否集中精力，聚焦于基于化學設計的學習。（3）有機化學合成路線解析是傳統意義上的難題，原因之一是學生親歷實驗與工藝設計的經驗基礎比較薄弱。

再從現行的中學化學課程來看，課程所安排的化學實驗，多是演示實驗和驗證實驗，極少有創新實驗，更沒有設計實驗，學生沒有接受創新與設計的學習、訓練的機會，沒有經歷創新與設計的實踐體驗，這是學生解決此類問題能力缺失的重要原因。

基于上述理論與事實，筆者認為，在化學教學實踐中，應當重視基于設計學習的教學實踐，探尋相應的教學策略，提升學生解決實驗與工業生產相結合的情境中的問題的能力。

二、設計學習的理論基礎

基于設計的學習（design-based learning，以下簡稱設計學習），最早由美國加州州立理工大學多林?尼爾森（Doreen Nelson）教授提出。設計學習是學生為解決問題而設計產品和方案的過程，在這個過程中學生主動學習學科內容、分析問題、建立標準、探索問題、最終創造性地解決問題。設計學習能夠較好地促使學生把學習和現實生活聯系起來，從而獲得直接的經驗和知識。用自己的親身體驗來掌握科學和社會知識，并從中體會到學習的樂趣和重要性，與他人一起分享自己的知識、學習經歷及對生活的感悟。學生創作作品的過程不僅是他們建構自己知識的過程和解決問題的過程，而且也是學生將多門學科知識進行整合的過程，是培養學生的設計能力、合作能力、問題解決能力以及創新能力的過程。通過設計學習，學生學會在設計中進行學習，學會全面思維，學會依據設計作品表達自己的思想，最終優化課堂教學結構，提高學習效率，優化教學效果。

J.L.Kolodner等人構建了“基于設計的學習循環模型”（如圖1所示），為教學設計與實施者提供了有實際意義的實踐路徑：

圖1 基于設計的學習循環模型

在該模型中，“需要做……”是工作目標，指向即將開發的設計作品;“需要知道……”是新知學習，指向已有知識的回顧、新知識的理解與內化，以及新技能、新方法、新經驗的獲得。設計作品的開發過程是一個“設計―展示―解釋―反思―再設計……”的螺旋式的進步過程。新知學習的過程是閱讀、調查、觀察、實驗、驗證假設、形成確定性結論等過程，這是一個自主的、探究的學習過程。這一模型體現“知做合一，知行并進，知做耦合”的教育思想，在同一教學中，既讓學生的實踐能力得到提升，又讓學生體會到所學知識的實用價值。

例如，在“化學變化”概念教學中，通過交流與討論，學生基本認同化學變化就是我們日常所說的“變質”“變味”“蛻變”等現象，并確立了判斷化學變化的標準是“看看是否有新的物質生成”。因此，接下來的學習任務應進入基于設計的學習：設計實驗說明以下過程是否發生了化學變化――醋中加糖、醋中加草木灰、醋加氫氧化鈉、醋中加鹽。在設計學習中，學生對化學變化的本質更為深入地了解，還查閱相關知識，找到可以判斷物質變化的“指示劑”，同時也感受到化學的實證思想、化學實驗設計的趣味性和挑戰性。

三、基于設計的化學教學策略

（一）明確導向

每堂課都有需要完成的教學任務，因此就有與之相應要達成的教學目標，因此能有效完成課堂教學目標是課堂的基本要求?；谠O計的化學學習，固然要在一定程度上尊重學生的自主性，設計一定的任務讓學生親身參與，從而促進化學知識在生活實踐中的應用。但過于寬泛、雜亂的“設計任務”使學生的實際操作存在一定的不可預測性，結果使得教師變成“無頭蒼蠅”，教學偏離預設目標，最終失去設計學習的意義。因此設計學習的“設計”應具有導向性，這就要求教師在備課時需查閱有關的化學實驗、化學實踐資料，確立與知識目標相匹配的“設計任務”。如學習HClO的漂白性時，可以讓學生設計探究HClO加入紫色石蕊試液的實驗，讓學生通過觀察實驗產生的現象來理解和掌握相關知識。如果僅僅是為了觀察現象，那么在設計時將Cl2通入紫色石蕊試液，也能得到明顯的效果，但很多同學會產生疑問，到底是Cl2還是HClO具有漂泊作用。這樣就會使得整個課堂的負荷增加，教學主題也由探究HClO轉變為探究Cl2。最終因為設計任務導向不夠明確，不能及時完成教學任務。在設計學習中，教師要對整個教學任務有宏觀把控，對課堂活動要有一定的經驗性的預測，并在此基礎上平衡學生的主體性和教師的主導性，提升“設計任務”的導向作用和針對性，從而提高教學效率。

（二）系統規劃

教學實踐雖然具有靈活多變的特點，但每節課都是相對完整的體系，有著明確的教學目標、教學方法、教學活動等，因此設計學習也要與之相吻合，而不是簡單地將一個或者幾個設計任務生硬拼接。與之相反，教師要在整合學生特點、教學任務、教學情境等因素的基礎上進行系統規劃，使得整個設計學習成為有機統一的整體并更好地服務于化學教學。在系統的設計任務驅動下，學生積極參與，從而獲得全面發展。在化學教學中具體體現為由單一設計、局部設計到整體設計。如實驗裝置設計，應充分考慮反應、收集、尾氣處理等細節，強調學生對化學知識的宏觀把握;由簡單設計到復雜設計，如溶液中離子檢驗，通過縝密的論證、推敲，設計嚴謹的檢驗步驟，促進學生更高的思維能力發展;由模仿設計到獨創設計，如從實驗裝置的改進過渡到實驗方法的改進，培養學生的創新能力;由課內設計到課外設計，如用化學知識解決生活實際中的問題，提升學生對化學知識的應用能力;由必修課滲透到選修課，如從化學理論延伸到化學史的發展，拓寬學生的學科知識視野。要想做好這些系統性的規劃，教師應在課前調查學生興趣、知識水平等，并根據調查結果分析并找出學生亟待解決的問題，進而有針對性地設計任務，讓學生參與，在參與中再設計。

（三）營造文化

各類設計探究活動，其目的是讓學生參與并有所提高，而不是為了設計而設計，否則將導致結果只保留了空殼和形式，失去真正意義。因此設計要在科學的框架下，不斷豐富，鼓勵學生積極廣泛參與，形成一種學生喜聞樂見的教學形式，才能獲得預期效果，實現設計學習的目的。要讓學生積極參與，對于中學生而言，最重要的是興趣，因此課堂教學要營造設計文化氛圍。具體可以從兩方面著手，一方面，教師在教學過程中盡量設置科學合理的設計任務，讓學生積極參與，并定期給學生留下探究問題，讓其用所學知識設計解決方案。在這樣長期的訓練中，學生逐漸適應，設計能力有所提升，從而獲得更多的興趣和信心。另一方面，為了強化學生的化學設計學習能力，學?？梢栽O置化學知識設計大賽等活動，加強設計成果展示交流活動的組織，以競賽的強度和力度促進學生發展。在舉行競賽活動時，班級通過黑板報、海報等形式積極宣傳，教師在課堂鼓勵學生將自己的設計作品投稿參賽，形成競賽氛圍。特別是基礎較差的學生，要消除他們內心的怯怵與不自信感，提倡小組合作，通過互幫互助、互補互促、以強帶弱，讓基礎較差的學生有勇氣參與。通過教師潛移默化的影響和化學設計競賽活動的強化，可有效營造設計學習文化，讓學生在富有趣味性、挑戰性和創造性的設計活動中主動學習，有所收獲并增強自信心。

（四）檢測反饋

任何實踐活動，只有及時反饋并總結活動取得的成效和不足，才能便于后面有針對性地改正、提高，才能更有效地突顯活動的成效?；瘜W設計作為化學知識的實踐應用活動，同樣需要及時有效地反饋。如何反饋？可以通過當面談話、問卷調查等獲取反饋信息。面對數量大、情況復雜的中學生而言，最直接可行的方法就是進行檢測。具體方法是教師將學生設計作品轉化為能力測試題，讓學生重新回顧自己的設計作品。例如化學實驗裝置設計，原理是否科學、藥品使用是否恰當、操作步驟是否可行和實驗過程是否安全等。讓學生進行自我檢查以發現新的問題，然后總結改進，使自己的化學知識有一個新的飛躍;或者將師生設計過程中遇到的問題轉化為測試題，利用生成性資源，有效調動學生興趣，在發現問題―解決問題―發現新問題―再解決問題的循環中螺旋上升;或者邀請經驗豐富的教師、專家、技術工人構建開放設計實驗能力測試活動，通過多元、開發的測試，及時掌握各個層次學生的學習狀況。（下轉第66頁）（上接第58頁）通過多種渠道檢測以后，教師應針對反饋信息及時匯總、整理、總結，從而調整教學重點、進度、深度等，并根據反饋結果設置有針對性的設計任務。這樣也就能便于有計劃、有針對性地安排下一次的設計學習任務，為隨后的檢測、指導提供依據，從而提升設計學習的價值。

在設計中學習化學，事實上已經在中學化學教學實踐中普遍存在并頻繁使用，但我們卻較少對之進行理論研究和經驗提煉。設計學習涉及的主要內容為化學實驗與工業設計。本文所舉例子主要為實驗設計，而工業設計主要為工業模型設計。除此之外，還涉及其他領域的設計，如化學學習進程設計（學習計劃）、化學調查研究設計等。在后續研究中，我們將進一步實施案例研究和準實驗研究，探尋有利于提高學生化學學習成效的教學法。

【參考文獻】

[1]R?布里斯羅（美）.化學的昨天、今天和明天：一門中心的、實用的和創造性的科學[M].北京：科學出版社，1998.

[2]Seel.N，Dijkstra.S.Curriculum，Plans，and Processes in Instructional Design：Inernational Perspectivers.Lawrence Erlbaum Associates，Inc.，Publishers.2004