高分子化學(xué)課程設(shè)計(jì)范文
時(shí)間:2023-09-28 18:08:22
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篇1
在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,有一些可以借鑒的觀點(diǎn),例如,設(shè)置專門項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練,在項(xiàng)目中引入創(chuàng)新思維訓(xùn)練的內(nèi)容,在實(shí)踐基地開設(shè)創(chuàng)新思維訓(xùn)練的專門項(xiàng)目。以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ),創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新思維培養(yǎng)的情境,充分發(fā)展學(xué)生的個(gè)性,使創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)和提高。將科技活動(dòng),實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn),課程設(shè)計(jì),參加比賽,畢業(yè)設(shè)計(jì)作為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)鏈。
有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,一方面,要與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合,將綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到科研學(xué)術(shù)組內(nèi),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì);另一方面,要結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)“批判性思維”教學(xué)內(nèi)容。那么如何設(shè)計(jì)“批判性思維”的教學(xué)案例呢?在高等院校化學(xué)課程中有相當(dāng)多經(jīng)典化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)該重新評(píng)價(jià)經(jīng)典內(nèi)容在現(xiàn)代大學(xué)化學(xué)教育體系中的地位,重新審視經(jīng)典內(nèi)容。我們認(rèn)為,教師應(yīng)多關(guān)注現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,將現(xiàn)代科研成果引入到課堂上來,可以有效引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維。以芳烴親電取代反應(yīng)的取代基定位效應(yīng)為例,介紹我們的教學(xué)案例。
芳烴上已有的取代基,對(duì)進(jìn)一步發(fā)生取代反應(yīng)的取代基取代苯環(huán)上的氫的位置有直接影響,這種效應(yīng)稱為芳烴親電取代反應(yīng)的取代基定位效應(yīng)。例如,羥基、胺基、醚氧基團(tuán)、酰胺等給電子基團(tuán)都是鄰對(duì)位定位基,羧基、硝基、磺酸基等吸電子基團(tuán)是間位定位基。芳烴親電取代反應(yīng)的取代基定位效應(yīng)是有機(jī)化學(xué)知識(shí)體系中最為經(jīng)典、最為基礎(chǔ)的知識(shí)。
既然是經(jīng)典,就不容懷疑,那么有沒有反例呢,課堂上能不能引導(dǎo)學(xué)生的批判性思維??匆粋€(gè)事例,萘在進(jìn)行磺化的時(shí)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(gè)不重要,重要的是,改變反應(yīng)條件,萘酚的磺化反應(yīng)是可以人為控制,而不受定位規(guī)則約束。這個(gè)例子能激發(fā)學(xué)生一些思考,是不是通過改變一些化學(xué)反應(yīng)條件,可以人為控制第二個(gè)取代基取代的位置而不受定位規(guī)則的限制。能夠人為達(dá)到任意目標(biāo)是我們科學(xué)研究的根本目標(biāo)。
接著再舉一個(gè)例子,在吲哚上上一個(gè)苯基,其反應(yīng)如下:當(dāng)用Pd催化時(shí),得到N的鄰位產(chǎn)物A,當(dāng)用Cu催化時(shí),得到N的間位產(chǎn)物B,那么這個(gè)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(gè)例子,你會(huì)怎樣想??茖W(xué)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(shè)計(jì)類似結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)不同位置的取代?設(shè)計(jì)怎樣的結(jié)構(gòu)呢?他們首先想到的是酰胺,我們知道,酰胺是強(qiáng)的鄰對(duì)位定位基。于是他們仿照吲哚的反應(yīng)設(shè)計(jì)了如下反應(yīng):
最后通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他們的設(shè)想,并將這個(gè)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?cè)趺慈ニ伎?,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(chǔ)上,設(shè)計(jì)了自己的實(shí)驗(yàn)。如果我們搞清楚這個(gè)反應(yīng)的機(jī)理就很容易找到其它的例子,隨后,反應(yīng)的機(jī)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(jīng)典定位規(guī)則,應(yīng)該是在鄰位發(fā)生的反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了間位反應(yīng)。
Science雜志用了五個(gè)問題確定是否向Science雜志投稿,其中兩條是“讀者會(huì)對(duì)其結(jié)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(yán)謹(jǐn)?shù)那笞C,科學(xué)家的創(chuàng)新與基礎(chǔ)課程中的內(nèi)容并不遙遠(yuǎn),在本案例知識(shí)點(diǎn)的講授時(shí),更多的是給學(xué)生講授這些科學(xué)家是怎樣得到的靈感,做了哪些工作,如果換一個(gè)時(shí)空,我們的學(xué)生也能做到這些。
學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并不局限于實(shí)踐教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等環(huán)節(jié),基礎(chǔ)課堂上也能很好引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
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