有机化学对于本科药学专业的学生来讲至关要紧。药物有效成分基本是有机化合物,学好有机化学入门知识才能更好的认识和研究药物的物质基础。
理论方面,只有拥有扎实的有机化学理论基础并且能灵活应用有机化学基本理论才能更高效学习药物化学、天然药物化学等有关专业课。在现实教学初中生常常感觉有机化学理论学习很难,主要体现为有机化学要点繁多复杂,一些理论太抽象不容易理解,反应机理复杂,反应多,特殊性质多。因此,学生对于有机化学的学习常常是吃不透,学会不够,一些要紧结论不可以通过理论进行推导,多数常识只能硬生生的记住。如此非常难对有机化学常识进行灵活应用,对将来药学专业课的学习也是不利的。再加之有机化学是基础学科,课堂上学生感觉枯燥,很难提起学生的学习兴趣。
实验方面,在教学中发现第一个问题是多数学生预习不充分,只不过简单的照搬实验教程,以至于在实验中照葫芦画瓢,遇见小问题不可以自主考虑解决。另外,实验教程虽然是权威的,但伴随学科的进步一些实验操作和工艺条件设施等已经难以满足目前教学需要。传统的单纯教师讲授实验原理,示范操作,学生动手的简单教学模式也满足不了目前教学需要了。因此,本文就以上主要问题结合实质教学经验和有关文献报道,对本科药学专业有机化学教学中存在的问题进行讲解探讨并提出一些建议。
1有机化学理论教学方面
1.1教学思路
现在本科阶段有机化学教程编排基本是以官能团为纲,以结构和反应为主线,根据烃类,卤代烃,醇、酚、醚,醛、酮,羧酸和羧酸衍生物,有机含氮化合物等从化合物种类的简单到复杂进行编排的。以具体官能团和具体化合物为载体进行有机理论的教学,官能团和化合物种类由简单到复杂,如此编排对于初学有机化学的学生是有利的。每一个章节框架比较固定的根据结构、分类、命名、物理性质、化学性质进行学习,学生容易上手。
但有机化学的学科特征是结构决定性质,性质推导反应,不一样的化合物可能具备一样的性质,同一个反应机理可以讲解不一样的化学性质,不一样的反应种类可能本质上是相通的。假如单纯以化合物官能团为主线进行教和学,非常难将不一样的化合物具备的相似性质统一块儿。因此,在教学过程中建议梳理出更多的能够帮助学生学会反应规律的教学思路。
譬如根据电子变化的思路对教学体系进行串联。从共价键断裂来分,可以分为均裂和异裂。均裂对应的是自由基型反应,无论是自由基取代还是自由基加成都要经过链的引发,链的转移和链的终止三个步骤。异裂对应的是离子型反应,可以分为亲电反应和亲核反应,同时又包括加成反应和取代反应。对于亲电反应来讲,无论是取代还是加成反应,都是被进攻的对象电子云密度越大越有益于反应的发生;对于亲核反应来讲则反之。
不一样的反应种类所需要的条件不同,如自由基型反应因为是发生均裂,所需能量较高,因此反应条件一般为高温或者光照。烯烃和炔烃的特点反应亲电加成反应,芳香烃常常发生亲电取代反应,卤代烃特点反应是亲核取代反应,醛酮的特点反应是亲核加成反应。对于离子型反应则反应条件为容易使亲电试或者亲核试剂发生极化电离出正负离子且使反应过程中离子稳定的条件更有益于反应的发生。反应机理和产物与反应速度总是可以用诱导效应共轭效应如此的电子效应讲解。
相同种类型反应可以总结出某一个代表性的经典反应机理和规律的本质,让教和学事半功倍。如烯烃的化学性质中亲电加成反应是其特点反应,教学中可以卤化氢与烯烃的加成为重点进行反应机理的解说。卤化氢是不对称试剂,在与烯烃的反应中需要总结的规律有“马氏规则”,不同卤化氢的反应活性,不相同种类型烯烃的反应活性。马氏规则的本质是碳正离子的稳定性,因此,在用马氏规则的时候要抓住本质而不可以“囫囵吞枣”式的用马氏规则。不同卤化氢的反应活性规律是:HI>HBr>HCl,其缘由可以觉得越容易解离出H+的卤化氢越容易与烯烃发生亲电加成反应,缘由是反应机理中第一步是带正电荷的H+进攻-C=C-而发生的反应。
而不相同种类型烯烃的反应活性规律是R2C=CR2>R2C=CHR>R2C=CH2>RCH=CH2>CH2=CH2即双键C接取代烷基越多反应活性越好,缘由可以从两个方面进行讲解,一方面双键C是SP2杂化态,而接的烷基C是SP3杂化,SP2杂化的C电负性比SP3杂化的C高,因此烷基C表现出给电子用途,使得-C=C-的电子云密度增大,更有益于亲电试剂的进攻。其次,接取代烷基越多的烯烃,形成的碳正离子更稳定。这类规律都可以从烯烃与卤化氢反应的机理上推出,学生只有自己将这类规律推导出来才能更好的理解,也能更好的灵活应用。学会了这个反应也就基本学会了烯烃与卤素、H2O、H2SO4、醇、酚、羧酸的反应。再如碳正离子的稳定性规律:3C+>2C+H>CH3C+H2>C+H3可以用诱导效应和超共轭效应进行讲解,超共轭效应同样可以讲解不相同种类型自由基的稳定性。
1.2教学模式
有机化学作为基础学科在教学中总是非常难激起学生的兴趣,加之理解困难和要点繁多,容易引起学生不想上学情绪。可使用混合教学模式让教与学变得生动,譬如笔者所在的有机化学教学团队中采取微课,翻转课堂,动画视频教学相结合的模式。如杂化轨道理论,电子效应在烯烃中的应用,电子效应付结构稳定性的讲解等要点,使用PBL与翻转课堂结合以小专题的形式拓展,提出问题并让学生查文献资料分组上台解说讨论。如此可以充分调动学生的积极性,培养学生自主探索和解决问题的能力,同时也能加深学生对重点难题常识的理解。对于立体化学部分,可以使用微课的形式,制作或者采集一些动画或者短视频,以视频的形式从不同角度呈现化合物的立体结构和结构的变化过程。同时组织有机化合物立体模型竞赛,让学生亲手制作模型,更直观的感受有机化合物的立体结构。
1.3有机化学与药学有关学科的衔接
作为药学专业的必学基础课有机化学是为后续学习药物化学等专业课做铺垫的。因此,有机化学中学习到的基本理论和有机物官能团的性质需要在药物化学和天然药物化学中能灵活应用。作为基础学科,单纯地讲授有机化合物结构、性质和反应及反应机理,总是会让学生感觉到枯燥,因此,在教学中正好结合药学学生的特征在有机化学教学中穿插渗透药学有关常识,结合一些具体药物来学化学性质,同时渗透药物的药理用途。如此不只让学买卖识到学好有机化学的重要程度,更使有机化学教学更生动,激起学生的学习兴趣。譬如在学习立体化学的时候,引入沙利度胺事件,让学买卖识到立体异构在药物中的重大影响,让学生更看重基础有机化学理论的学习。同时,应该依据药学专业学生的特征,更多的看重跟药物密切有关的一些章节,譬如羧酸衍生物,胺类,杂环化合物类等。还需要向学生说明某些内容在有机化学和药物化学不同学科中的表达和侧重有不同,譬如有机化学中酰卤、酸酐的醇解和氨解,在药物化学中一般称作酰化反应。另外,在有机化学中讲授糖类、氨基酸、萜类、甾体和生物碱类的时候应该提及天然药物化学学科。因此,对于药学专业学生的有机化学教学应该结合专业特征进行教学,使有机化学更好的为药学专业课服务同时也激起学生学习基础学科的兴趣。
2有机化学实验教学探讨
2.1实验过程
实验的预习是至关要紧的一环,预习实验不只需要学生阅读实验教程还要查看最新的文献资料,不只要弄了解实验原理和实验操作,还要对实验中可能出现的问题,实验的结果进行预测。而在有机化学实验教学中发现多数学生预习不充分,只不过简单照抄实验教程,在实验中依葫芦画瓢,甚至对实验步骤不熟知,时常有操作失误的状况,一旦遇见一些突发问题不可以自主处置,预习报告也是写得五花八门。实验预习不充分很难达到非常不错的教学成效。笔者结合教学实质,对实验策略设置问题和设置统一的预习报告项目格式,在项目中对关键字设置空格让学生填空,这样让学生预习时候有更多的时间和精力去关注实验内容本身,而不是为了完成预习报告而花费很多时间在抄写文字上。
实验过程中需要学生严格记录实验操作和现象,培养学生严谨的态度和习惯。实质实验过程中时常会在实验讲义办法的基础上进行办法或者工艺的调整,实验记录需要学生实事求是依据实质操作办法和实验结果记录好实验原始实验数据。尤其是对于实验中出现的非预期实验现象和结果必须要记录了解,并在实验后加以讨论和剖析缘由。
实验报告,需要依据实质的实验操作和实质现象结果事实求是进行写作,并对实验结果进行讨论剖析,实验报告需要附上预习报告和实验原始数据。
2.2实验模式的探索
同一个实验让不同组的学生改变实验工艺条件,进行对比实验,让学买卖识到实验条件是需要考察探究的,同时也防止了不同组的学生相互剽窃实验操作和实验数据。让每一个实验组都是独立的,实验结果不同,实验过程和可能的突发状况也不同。一些比较简单的实验在实验室条件允许的状况下,可以让学生自己设置实验策略进行实验,培养学生主动考虑借助所学理论常识解决实质问题的能力。
2.3开放性实验设置策略探索
传统的有机化学实验都是学生根据实验教程的办法步骤,按部就班的操作,非常难培养学生综合运用所学理论常识和实验基础进行综合实验的能力。假如在最后一次实验开设一次开放性探究实验则能非常不错的弥补这个遗憾。开放性实验可以选择一个新的综合性实验也可以在原有实验基础上进行深入,譬如苯佐卡因的制备,学生已经做了对氨基苯甲酸的制备,可以在此基础上进一步合成苯佐卡因,也可以查阅资料设计新的合成路线。还可以针对专业进行跨学科综合实验设计,如阿司匹林的制备,学生合成出乙酰水杨酸粗品后,查阅资料进一步进行纯化和纯度的剖析检验,制片,药理实验最后制备出阿司匹林药片。这就需要学生很多查阅跨学科的文献资料,设计实验策略,策略的论证,可行性剖析。可以让学生趁早了解整个制药的过程,达成药学大融合。
2.4结合药学专业特征
药学机化学实验主如果为后续的专业课服务的,在药物化学和天然药物化学实验课上常常有学生最基础的蒸馏装置和回流装置搭建都出错,或者运用不熟练。归根到底在于有机化学实验课上训练太少,对于一些操作细节和需要注意的地方学会不够。因此,在有机化学实验课上应当重视对这类要紧实验装置的教学训练,另外可以适合加入薄层色谱法和柱色谱法与一些要紧提取离别装置。让学生熟练学会和运用这类基本的实验装置,更多更好的学会一些基本的实验操作技能,为后续药学专业实验课的学习打下坚实的基础。
2.5实验评价系统的设置
实验教学比理论教学过程更复杂,假如只不过单纯的评价学生的实验报告进行评分显然不合理,在实验教学中,应该对实验预习,实验提问,实验操作和实验报告的写作三个部分单独评价打分,期末还要组织实验操作考试,最后进行综合的评价才能更真实的评价学生的实验成绩。
3总结
对于药学专业有机化学教学,第一需要激起学生的学习兴趣,可以在教学中穿插药物有关内容,穿插一些有关的重大事件,让课堂变得更生动;第二,对有机化学常识体系以不一样的主线进行梳理和总结,运用规律推导结论,让学生学习有机化学不会感到冗杂无规律可循;第三,要把握有机化学对于药学专业有哪些用途,作为药学专业的基础课应该是为药学专业课的学习奠定基础;最后,有机化学教学应该以学生为本,合适自己学生基础的教学才是最好的教学。