半联胺通常是N,N’-二芳基肼在酸性条件下发生联苯胺重排反应时的副产物,包括邻半联胺和对半联胺。在某些情况下,如取代芳基的N,N’-二芳基肼重排的主要产物为邻半联胺和对半联胺。关于半联胺重排反应的机理,曾提出过π络合物过渡态机理、环己二烯正离子中间体机理和氯离子桥链的双阳离子型自由基对中间体机理,但通过动力学同位素效应、理论计算和实验结合研究确定该重排反应是构型翻转的N[1,3]σ迁移反应为关键步骤的周环反应。本文介绍了半联苯胺重排反应机理的研究历程及其代表性的实例。
集体备课作为有机化学实验教学中一个不可或缺的重要环节,数十年来,我们始终坚持并不断创新发展,使集体备课的内容更加全面、形式更多样化、实效性更强。集体备课促进了教师自身素质和教学能力提高,加快了一流实验教学团队建设,推动了实验教学内容、教学方法、教学手段以及实验室管理的创新发展,保障了有机化学实验教学质量稳步提升。
通过介绍混合教学模式在有机化学实验课程教学中的设计、实施情况及效果评价与反馈等内容,与大家分享混合教学模式在有机化学实验课程教学中的应用经验与思考。
针对我校有机化学实验课程传统教学模式中存在的弊端,探索了激励机制辅助的“翻转课堂”教学模式,并以正溴丁烷的制备实验为例,介绍了课前、课中以及课后的教师和学生工作内容以及教学评价。实践表明:激励机制辅助的“翻转课堂”教学模式,极大地调动了学生自主学习的积极性和主动性,且激励机制可以更有效地保证“翻转课堂”的顺利实施。
研究型大学对学生科研思维的培养至关重要,有机化学实验作为近化学专业类学生重要的基础实验课程,对学生操作技能、创新能力和科研思维培养有重要作用。本文以非化学专业本科生有机化学实验“大学化学实验(O)”的教学实践为例,从学生学习方式、教师教学方法、实验教学内容设置等方面阐述如何在教学过程中完成对学生科研思维的培养。
对短学时有机化学课程的核心内容,即典型有机物的主要化学性质,按照反应本质以及反应物与产物在结构上的关系进行了重新分类与整理;同时,以楔形式手性分子的R/S构型的判断技巧为例对课程常见难点进行了形象化阐释;此外,顺应国内重视化学品安全的大趋势,在课程教学过程中补充了典型有机物与有机反应的危险性、急救措施等相关知识。基于上述改革内容建设并出版了新教材《有机化学简明教程》,并将其用于北京石油化工学院5个专业、两届学生共计19个行政班的短学时有机化学课程学习中,学生反映良好,课程成绩呈逐年上升的趋势。
针对有机化学教学改革现状,利用现有网络教学资源及化学资料,将问题式教学法和翻转课堂教学理念融入传统教学方法中,构建了一种简易型混合式教学法,并应用于生物学专业拔尖学生试验班有机化学小班教学实践。结果表明,简易型混合式教学法能够培养学生学习兴趣,提高化学文献查阅、交流沟通、团队协作等综合能力,因而有助于提高有机化学的教学质量,促进拔尖人才的培养。
在新时代背景下,高校教师在传授专业知识的同时,开展思想政治教育是高等教育的一项重要任务。本文从“课程目标”“育人元素”等方面入手介绍了我校在有机化学课程教学中,通过挖掘、梳理有机化学教材中蕴含的思想政治教育元素,在充分发挥专业课育人功能的基础上渗透爱国情怀的具体实施方法和策略,实现价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的教学目的,尝试为高校专业课程的思政教育提供有益的参考。
有机化学涉及的有机反应类型繁多,反应机理复杂,理论性强,难以理解和掌握。而大学有机化学的教学模式基本以教师为中心,以课堂讲授为主,这在某种程度上束缚了学生的创造思维和积极性。融入科研的有机化学教学法的尝试,可以破解有机化学授课的困惑,调动了学生对有机化学的兴趣及精准掌握。科研渗透的教学可以拓宽学生知识视野,激发学习兴趣,实现理论联系科研、实际生产,能够加强学生对有机化学知识的掌握。
为充分挖掘有机化学实验课程中的思政元素,发挥专业课程在立德树人方面的重要作用,我们对部分有机化学教学实验的教学理念和教学内容进行了改革和探索。构建了以有机化学实验知识为主体,以中华传统文化、有机化学中的励志故事、日常生活中的有机化学等人文素材为主导的有机化学实验课程的思政教学体系,本文主要对课程思政的设计理念和具体案例进行了介绍。
针对以往有机化学实验教学中存在的问题及学生所反映的改进期望,在有机化学实验在线开放课程的开发中,充分利用在线课程与网络教育平台,制作了针对性的教学微视频课程和相应的课件,建立了一套完整的测试模式与题库。通过考测机制,促进和强化学生的实验课前预习。而学生在充分预习的基础上,实现实验预习–现象记录–实验报告完整规范化和一体化,相应提高了学习效率。同时,建立了一套相对客观的成绩评估体系并取得了积极的成果。
课程思政是将思想政治教育与课程理论相结合,在向学生传授基础知识的同时,传递正确的价值观和社会观,树立爱国主义思想。本文对基础有机化学课程与思想政治教育相结合的方式进行了探索和实践,将思政教育与基础有机化学知识融于趣味性的小故事中,使学生在学习理论知识的同时,培养正确的思想观念,树立远大的人生理想。
本文主要介绍有机化学实验课程中“教、学、实践”一体化教学体系的构建,并探讨该一体化教学体系有效服务于“教师教学”和“学生学习”两个中心的实践运用。
基于创新型化学专业学生培养,兰州大学有机化学课程持续进行教学改革与实践,本文从有机化学课程目标、改革举措、创新特色、教学评价及改革成效等方面进行了总结,以进一步提高课程教学质量。
有机化学的基本理论和反应机理是有机化学的核心内容。反应机理的教与学是有机化学教学过程中的难点,一直困扰着教师和学生。笔者采用了“教师引导–学生练习–学生综合讲解”三段式的反应机理教学方式。首先是教师引导:教师结合国内外教材和文献,先讲授基本理论,再详细讲解反应机理;接着是学生练习:教师根据教学进度布置习题让学生练习,然后结合前后相关的反应机理,组装成比较复杂的多步反应,要求学生根据机理推导反应产物;最后是学生综合讲解:给每个学生分配一个反应,要求围绕该反应,通过查阅文献和资料,整理好素材,在课堂上讲解展示反馈,教师据此进行补充和修改。经过实践证明,该方式便于学生理解有机化学反应机理,从而达到事半功倍的教学效果。
小分子活化是目前的热门研究领域之一。利用过渡金属和小分子间的反馈键作用,是实现对自然界中稳定存在的二氧化碳、氮气、水和氢气等小分子的活化的一种重要策略。本文从分析过渡金属的d轨道和小分子的前线轨道的相互作用入手,对这一策略进行解读,希望可以帮助学生更好地理解在金属有机化学课程中学习到的反馈键理论。
讲述了单糖与苯硼酸间的酯化反应过程及影响因素,举例说明了此类反应在化学和生物学中的应用,拓展了有机化学教学中关于单糖化合物的应用介绍,引导学生提升对化学和生物学交叉领域学习和研究的兴趣。
将习近平绿色发展理念的内涵和要求融入到有机化学课程中,对课程思政进行了探索和尝试。以五个重要知识点为例,指出了存在的废水、废“泥”、废气、废物和高能耗问题,列出了已有的解决方案。本文的探索和尝试旨在培养同时具有专业技术能力和绿色发展理念的人才,为建设美丽中国做好智和德两方面的准备。
针对目前教学中存在的理论课程之间、实验课程与理论课程之间关联不够紧密等问题,探索了通过“知识关联”将有机化学基本知识运用到高分子材料合成创新实验中的教学思路。以新试剂合成及应用、荧光聚酯合成、聚酰胺合成、聚酯水解等为例,介绍了如何将有机化学新理论、新方法、新试剂应用于本科高分子化学和高分子材料实验教学,以及如何将有机化学的理论知识和实验手段应用于高分子材料合成教学中。实践表明:通过“知识关联”,将有机化学基础理论知识和实验技能应用于高分子合成实验中可以提高学生对所学知识的理解和运用能力,增强学生的实验探索兴趣,有效改进了高分子材料合成实验教学的课堂气氛。
有机化学实验是制药工程专业的一门必修课,旨在训练学生有机合成基本实验技能。本文以三苯甲醇的制备和重结晶实验为例,讲述了笔者在多年教学中获得的一点感悟和经验:1)将实验步骤分解成片断讲解可以使学生更好地理解和记忆实验过程和操作目的;2)重要的基本操作应反复练习,即“学习、复习、提高”,通过三次重复练习来实现巩固和熟练掌握该操作的目的。
介绍了一种简易多路气体分流装置,可以简单方便地将惰性气体分流供应多个学生同时使用,并确保每条支路气流量充足。该套装置可以提高操作的安全性同时减少资源的浪费,它拆装方便,可以在不使用时进行存放储藏,有效地减小占有空间。
结合有机化学实验室日常管理工作实际,介绍了工作流程的规范化在有机化学实验室管理中的具体做法和重要作用。加强规范化的工作流程的执行力度,既可以为实验技术人员减负,又能保证实验室日常管理常态化,进而提升有机化学实验室的管理效率,更好地为基础实验教学服务。
安全教育是实验教学中的一个重要内容,本文立足RAMP安全原则,编制有机化学实验安全讲义,将安全教育有效整合到有机化学实验教学方案中,锻炼学生正确识别评估教学实验项目中的具体危险、合理减控风险及应急处置能力,有利于提高学生的安全意识和防控能力,加强实验教学全过程管理,并有效保障了实验室安全。
比较了中国化学会《有机化合物命名原则2017》与1980版命名原则的不同,指出了新版的主要变化之处。通过举例,说明母体氢化物、特性基团的概念、含义及其在命名有机化合物时的重要意义。归纳出命名有机物时确定母体氢化物和主特性基团所依据原则和方法,梳理出命名有机化合物的一般步骤,并通过实例来说明2017版命名原则的实施方法。
亲电取代反应是一类基本的有机反应,其中以苯环上的亲电取代反应最常见。该反应的反应活性及反应的位点与苯环上已有的取代基有很大的关系。本文从波谱学的角度,利用核磁数据,阐述了已有的取代基如何影响苯环的电子云密度,进而影响苯环亲电取代反应的活性和取代的位置。本文视角新颖,将对学生的学习及科研产生启发。
超共轭效应是基础有机化学教学中的一个重要知识点,是基团诱导效应和共轭效应的补充和发展。本文通过基础有机化学教学中的常见实例,分析和阐述了多种超共轭效应对有机化合物及中间体结构稳定性和相对反应性的贡献。
环氧乙烷亲核开环的区域选择性规则是有机化学中典型脂肪三元杂环亲核性开环的选择性规则,具有普遍性。本文以非对称环氧乙烷的亲核性开环为核心,从开环反应过渡态稳定性的角度讨论了决定环氧乙烷亲核开环区域选择性的原因。介绍了该区域选择性规则在经过三元杂环正离子中间体的非对称烯烃亲电加成反应区域选择性教学中的应用。加强学生对不同反应的机理和选择性的联系,起到教学中融会贯通的作用,可以提高教学效率和效果。
采用6-311G(d)/B3LYP计算方法,通过对多个有机物和中间体的分子结构和能量的计算,探讨了如下问题:(1)Birch还原的区域选择性问题;(2)氯甲基的电子效应问题;(3)反芳香性对有机物结构影响问题;(4)多环化合物局部芳香性问题。这些计算与探讨丰富了有机化学教学内容,有利于大学生对芳香烃章节的学习。
单原子催化,是由我国化学家提出的一个新概念,近年来在多相催化领域引领了一波研究热潮。单原子气体,是中学化学教育中的重要知识点。单原子催化这一术语,在文字上与单原子气体非常相似,但又有着完全不同的意义,存在一定的误导性,值得商榷。
有机化学中经常涉及对不同对称性的表述,但在现行有机化学教材中很少区分,基本用“不对称”一词来表述,存在较多“一词多义,前后混淆”的现象。而英文教材中则有多个相关术语,可用于精确描述不同对称性,不会造成误解或混淆。本文根据英文术语的使用情况,建议了三个相关中文术语的使用对象和范围,以区分与对称性有关的中文表述。
Red-Al是一种非常重要的铝基还原剂。国内学术界望文生义地将其直译为“红铝”是明显错误的。本文建议将其中文译名改为“还原铝”。
针对亲核试剂亲核性和碱性的关系,从“结构决定性质”的原则出发解释了二者的一致性,结合软硬酸碱理论和空间因素解释了二者的不一致性。
在卤代烷的取代和消去反应中,进攻试剂均为带负电的实体或多电子基团,因此取代和消去的竞争是卤代烷教学内容的重点和难点。本文介绍我们对这部分教学内容的组织和设计,使学生更好地理解反应底物、进攻试剂和反应条件对优势反应及产物的影响。该教学设计对培养学生的分析能力、思考能力和灵活应用知识的能力具有重要作用。
本文主要介绍了Gerhard M.J.Schmidt教授的生平、代表性的科研工作及其意义、影响和应用,从中展现出他的优秀品质、治学精神、杰出成就以及影响力。Schmidt教授少年早慧,求学艰辛,天赋独特,痴迷科学,为科学事业奋斗终身,在多个领域都有着卓越的成就,其中以固态有机化学领域最具代表性。他在科研的同时还担任诸多行政职务,为魏茨曼研究所、以色列乃至全世界的科学发展做了许多贡献。