有机化学教学中培养创新能力的一些实践_综合研究
有机中培养创新能力的一些实践
随着素质的实施和深入,如何在化学教学过程中培养的创新能力已成为研究重点。笔者认为,创新能力的培养关键在于改革课堂教学教学方法和优化教学内容, 以利于培养学生的兴趋,激发学生的学习潜能,在教学过程中通过设疑探索,引导启发学生的探索意识,鼓励学生的创新精神,发展学生的创新思维。 有机化学教学中要以基本概念、反应类型、物质性质和基本计算为教学重点,同时对这些知识要不断优化组合、适当深化拓宽,最终达到活化知识,发展思维,提高能力。 一,化学式的拆分组合 有机物的化学式可拆分成残基和水分子、二氧化碳组合的形式,即有机物用cxhyoz(h2o)n、cxhyoz(co2)n、cxhyoz(h2o)n(co2)m的形式表示,在化学式的组合、拆分中推断有机物的结构,发展创新思维。
例1,有机化合物a、b的分子式不同,它们只可能含有碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将a、b不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。根据上述情况,回答以下问题: (1)若有机物a是甲烷,则符合上述条件的化合物b中,相对分子质量最小的是(写出分子式) ,并写出相对分子质量最小的含有甲基(─ch3)的有机物b的2种同分异构体的结构简式 。 (2)a、b两有机物的组成必须满足的条件是 。 (3)当b中含有3个碳原子时,其分子式为 ,结构简式为 (任写一种)。 设疑探究:①在等物质的量的前提下,两种有机物燃烧后生成的水的物质的量相同,说明有机物的化学式有什么共同点? (氢原子数目相同) ②如果设a的化学式cxhyoz(z可以为0),则b的化学式 ? ( cxhyoz + (co2)n 或cxhyoz - (co2)n ) ③当a的化学式为ch4时,符合条件的b的化学式通式为? ( ch?4(co2)n ) 当n取不同值时,b的化学式为? (c2h4o2、c3h4o4、c4h4o6等) ④c3h4o4的分子式可进一步拆分成c2h4o2(co2),则c3h4o4的结构简式可看成 取代了乙酸或甲酸甲酯中的一个h原子,由此可推知c3h4o4的结构简式为? (hooc-ch2-cooh 或 hcooch2cooh ) 二,不饱和度的运用烃(cxhy)的不饱和度的求算公式为ω=2x+2-y/2;当是卤代烃时,可把卤原子折成氢原子,再求不饱和度; 如是多官能团化合物(cxhyoz),仍可用ω=2x+2-y/2求算,但得到的结果是总不饱和度 。不饱和度的求算,可推知有机物的基本结构特征,为结构式的导出提供证据,具体见下两例。 三,类别异构的深化 中学化学中的类别异构主要有七大类:烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、醇和醚、酚和芳香醇和芳香醚、醛和酮、羧酸和酯、氨基酸和硝基化合物,但如果不研究和命题趋向,则学生所学的是僵化的知识,因此在教学中要注意充实类别异构的内涵、扩宽 类别异构的外延,并由整体迁移到局部类别异构,在知识学习和更新中培养学生创新能力。 1,充实类别异构的内涵醇和羧酸反应得到羧酸酯,此外还有硝酸酯和磷酸酯等,还有些酯从结构上讲可以看成是由羧酸和酚反应后得到。习题教学中要综合考虑各种可能,才能在习题解答中有所创新。 2,拓宽类别异构的外延. 除了上面所述的七大类类别异构外,还有些类别异构在化学习题中经常出现,如烯醇式结构的物质和醛、酮,羟基醛和羧酸、酯之间的关系也属于类别异构。例如羟基乙醛和乙酸及甲酸甲酯互为同分异构体。 3,由整体异构到局部类别异构 有机同分异构体的推断中,除要注意运用整体思维外,还要抓住主要矛盾,进行结构转换,推导出新的同分异构体.
例2,分子式为c8h8o3的芳香族化合物有多种不同的结构,其中a、b、c、d四种有机物苯环上一氯取代只有两种,等物质的量的a、b、c、d分别和足量的naoh溶液完全反应时,消耗naoh的物质的量之比为1:1:2:3 (1)a可发生分子内酯化反应;b能发生银镜反应;c遇fecl3溶液显色,其分子内含有羧基,则a、b 、c、的结构简式分别为a b c (2)d可以看成是酯类,则d和足量naoh溶液反应的化学方程式为 设疑探究:① 分子式c8h8o3的不饱和度? ( 5 ) ②a、b、c、d苯环上一氯代物只有二种,说明侧链在苯环上的位置关系?(对位) ③a中含有哪些官能团?(苯基、羧基及醇羟基)a的结构简式? ④b中含有哪些官能团?(苯环、醇羟基、酚羟基和醛基) b的结构简式? ⑤c中除羧基外还含有什么官能团?(酚羟基) c的结构简式? ⑥d和c相比较,都含有酚羟基,但d比c多中和一分子naoh,d的结构可看成c结构中的侧链如何转化而成?(把c中侧链中的羧基转化成酯基,且可看成是由酚和乙酸生成的酯). d的结构简式? 从整体上看, b、c、d结构差异仅在于侧链.是由于侧链异构而引起整体结构异同.b中侧链中含有羟基醛,和c中羧酸结构及d中酯基结构属于局部类别异构,d的酯基又看成是由羧酸和苯酚形成,本题包含了上述三种类别异构新情况。 四,有机复合式方程式的书写有机化学教材中所有的化学反应都是单官能团参与,还有很多多官能团的烃的衍,综合了各个官能团的特性,在某些化学反应中,多官能团同时参与反应,这类化学方程式称为复合式化学方程式,复合式方程式的书写不仅训练了综合思维能力,更有利于创造能力的培养。
例3,化学式为c8h13o2cl的有机物a在不同条件下发生如下图所示的一系列转化。 试解答下列问题 (1)写出下列有机物的结构简式:a________b________c________ (2)用化学方程式表示下列过程(有机物必须写结构简式) ①a和naoh溶液共热:_______________②f与koh的醇溶液共热________________ ③c氧化生成g_______________ 设疑探究:① a的不饱和度为? ( 2 ) ② 可能含有的结构有?(酯基和双键) ③ 乙酸乙酯在酸和碱作催化剂时水解产物是否相同?( 醇是相同的)a在酸和碱水解条件下产物各不相同,可能的原因是什么?(酯中的氯原子在碱性条件下同时还发生了水解) a中氯原子位置?(可看成在生成酯的醇中) ④ 推断物质链的顺序为?(g-h-d-e-f-b-a-c) ⑤ 由g结构简式可推知h结构简式为? ( ) d一方面是a的水解酸性条件下水解产物之一,另一方面又可以水解得到二元醇,则d的结构特点及结构简式? ( ) d经催化氧化可得e,e的结构简式?( ) ⑥ 在koh、醇溶液和加热条件下,e可转化为f,参加反应的官能团有哪些?(氯原子和羧基)各种官能团分别发生的反应类型 ?(消去反应和中和反应) ⑦ 由b和d的结构简式可推知a的结构简式为? ( ) 复合式方程式为: 上面是综合运用各种教学方法,在有机化学教学中培养创新能力的部分实践,不仅仅此,高中化学中每一个知识点只要经过教师的精心挖掘和组织设计,都能成为培养学生创新能力的好素材,是培养学生创新能力的重要途径。
随着素质的实施和深入,如何在化学教学过程中培养的创新能力已成为研究重点。笔者认为,创新能力的培养关键在于改革课堂教学教学方法和优化教学内容, 以利于培养学生的兴趋,激发学生的学习潜能,在教学过程中通过设疑探索,引导启发学生的探索意识,鼓励学生的创新精神,发展学生的创新思维。 有机化学教学中要以基本概念、反应类型、物质性质和基本计算为教学重点,同时对这些知识要不断优化组合、适当深化拓宽,最终达到活化知识,发展思维,提高能力。 一,化学式的拆分组合 有机物的化学式可拆分成残基和水分子、二氧化碳组合的形式,即有机物用cxhyoz(h2o)n、cxhyoz(co2)n、cxhyoz(h2o)n(co2)m的形式表示,在化学式的组合、拆分中推断有机物的结构,发展创新思维。
例1,有机化合物a、b的分子式不同,它们只可能含有碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将a、b不论以何种比例混合,只要其物质的量之和不变,完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。根据上述情况,回答以下问题: (1)若有机物a是甲烷,则符合上述条件的化合物b中,相对分子质量最小的是(写出分子式) ,并写出相对分子质量最小的含有甲基(─ch3)的有机物b的2种同分异构体的结构简式 。 (2)a、b两有机物的组成必须满足的条件是 。 (3)当b中含有3个碳原子时,其分子式为 ,结构简式为 (任写一种)。 设疑探究:①在等物质的量的前提下,两种有机物燃烧后生成的水的物质的量相同,说明有机物的化学式有什么共同点? (氢原子数目相同) ②如果设a的化学式cxhyoz(z可以为0),则b的化学式 ? ( cxhyoz + (co2)n 或cxhyoz - (co2)n ) ③当a的化学式为ch4时,符合条件的b的化学式通式为? ( ch?4(co2)n ) 当n取不同值时,b的化学式为? (c2h4o2、c3h4o4、c4h4o6等) ④c3h4o4的分子式可进一步拆分成c2h4o2(co2),则c3h4o4的结构简式可看成 取代了乙酸或甲酸甲酯中的一个h原子,由此可推知c3h4o4的结构简式为? (hooc-ch2-cooh 或 hcooch2cooh ) 二,不饱和度的运用烃(cxhy)的不饱和度的求算公式为ω=2x+2-y/2;当是卤代烃时,可把卤原子折成氢原子,再求不饱和度; 如是多官能团化合物(cxhyoz),仍可用ω=2x+2-y/2求算,但得到的结果是总不饱和度 。不饱和度的求算,可推知有机物的基本结构特征,为结构式的导出提供证据,具体见下两例。 三,类别异构的深化 中学化学中的类别异构主要有七大类:烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、醇和醚、酚和芳香醇和芳香醚、醛和酮、羧酸和酯、氨基酸和硝基化合物,但如果不研究和命题趋向,则学生所学的是僵化的知识,因此在教学中要注意充实类别异构的内涵、扩宽 类别异构的外延,并由整体迁移到局部类别异构,在知识学习和更新中培养学生创新能力。 1,充实类别异构的内涵醇和羧酸反应得到羧酸酯,此外还有硝酸酯和磷酸酯等,还有些酯从结构上讲可以看成是由羧酸和酚反应后得到。习题教学中要综合考虑各种可能,才能在习题解答中有所创新。 2,拓宽类别异构的外延. 除了上面所述的七大类类别异构外,还有些类别异构在化学习题中经常出现,如烯醇式结构的物质和醛、酮,羟基醛和羧酸、酯之间的关系也属于类别异构。例如羟基乙醛和乙酸及甲酸甲酯互为同分异构体。 3,由整体异构到局部类别异构 有机同分异构体的推断中,除要注意运用整体思维外,还要抓住主要矛盾,进行结构转换,推导出新的同分异构体.
例2,分子式为c8h8o3的芳香族化合物有多种不同的结构,其中a、b、c、d四种有机物苯环上一氯取代只有两种,等物质的量的a、b、c、d分别和足量的naoh溶液完全反应时,消耗naoh的物质的量之比为1:1:2:3 (1)a可发生分子内酯化反应;b能发生银镜反应;c遇fecl3溶液显色,其分子内含有羧基,则a、b 、c、的结构简式分别为a b c (2)d可以看成是酯类,则d和足量naoh溶液反应的化学方程式为 设疑探究:① 分子式c8h8o3的不饱和度? ( 5 ) ②a、b、c、d苯环上一氯代物只有二种,说明侧链在苯环上的位置关系?(对位) ③a中含有哪些官能团?(苯基、羧基及醇羟基)a的结构简式? ④b中含有哪些官能团?(苯环、醇羟基、酚羟基和醛基) b的结构简式? ⑤c中除羧基外还含有什么官能团?(酚羟基) c的结构简式? ⑥d和c相比较,都含有酚羟基,但d比c多中和一分子naoh,d的结构可看成c结构中的侧链如何转化而成?(把c中侧链中的羧基转化成酯基,且可看成是由酚和乙酸生成的酯). d的结构简式? 从整体上看, b、c、d结构差异仅在于侧链.是由于侧链异构而引起整体结构异同.b中侧链中含有羟基醛,和c中羧酸结构及d中酯基结构属于局部类别异构,d的酯基又看成是由羧酸和苯酚形成,本题包含了上述三种类别异构新情况。 四,有机复合式方程式的书写有机化学教材中所有的化学反应都是单官能团参与,还有很多多官能团的烃的衍,综合了各个官能团的特性,在某些化学反应中,多官能团同时参与反应,这类化学方程式称为复合式化学方程式,复合式方程式的书写不仅训练了综合思维能力,更有利于创造能力的培养。
例3,化学式为c8h13o2cl的有机物a在不同条件下发生如下图所示的一系列转化。 试解答下列问题 (1)写出下列有机物的结构简式:a________b________c________ (2)用化学方程式表示下列过程(有机物必须写结构简式) ①a和naoh溶液共热:_______________②f与koh的醇溶液共热________________ ③c氧化生成g_______________ 设疑探究:① a的不饱和度为? ( 2 ) ② 可能含有的结构有?(酯基和双键) ③ 乙酸乙酯在酸和碱作催化剂时水解产物是否相同?( 醇是相同的)a在酸和碱水解条件下产物各不相同,可能的原因是什么?(酯中的氯原子在碱性条件下同时还发生了水解) a中氯原子位置?(可看成在生成酯的醇中) ④ 推断物质链的顺序为?(g-h-d-e-f-b-a-c) ⑤ 由g结构简式可推知h结构简式为? ( ) d一方面是a的水解酸性条件下水解产物之一,另一方面又可以水解得到二元醇,则d的结构特点及结构简式? ( ) d经催化氧化可得e,e的结构简式?( ) ⑥ 在koh、醇溶液和加热条件下,e可转化为f,参加反应的官能团有哪些?(氯原子和羧基)各种官能团分别发生的反应类型 ?(消去反应和中和反应) ⑦ 由b和d的结构简式可推知a的结构简式为? ( ) 复合式方程式为: 上面是综合运用各种教学方法,在有机化学教学中培养创新能力的部分实践,不仅仅此,高中化学中每一个知识点只要经过教师的精心挖掘和组织设计,都能成为培养学生创新能力的好素材,是培养学生创新能力的重要途径。