时间：2023-11-24 10:42:11
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1.初中生心理特征
初中时期正是一个人从幼稚走向成熟，从童年走向青年的过渡阶段。他们告别了学习启蒙阶段耳提面命的教育方式，以及较容易，较简单的基础工具学科的学习内容，对于新接触到的多学科知识既感兴趣，又陌生。
2.初中生的学习方式
目前学习方式有三种。S式即spider-蜘蛛，众所周知蜘蛛将自己肚子里的丝不断的向外吐来织网，久而久之这种类型的学生不仅不会进步反而会倒退，自然而然他们也就会掉队。A式即ant-蚂蚁，我们随时都可以见到蚂蚁忙碌的身影，那么他们在忙些什么呢?他们总是把各种各样的东西搬回自己的窝就不闻不问了。这种类型的学生似乎老师安排的事情他们都在认真完成但效果却很不好，为什么呢?因为他们并没有将别人的东西转换为自己的。B式即bee-蜜蜂，他们将他们需要的东西搬回窝里并酿造出蜂蜜来了，将花粉变成蜂蜜了，不仅更有价值了而且成了自己的东西。懂得这种学习方式的学生就会在学习中找到成就感从而使他们更加喜欢学习。
3.提高初中生英语学习成绩的有效步骤
了解了学生的学习方式后，老师就应采取有效的学习步骤来提高他们的英语学习成绩了。通过学习和实践，我将学习分为以下五个步骤：
第一，S-search，搜寻，寻找。任何人的学习最初都得有一个A式学习过程。努力去寻找自己需要的，这是一个积累的过程。对于我们英语学习者来说，积累的过程尤为重要，只有具备一定的知识储备我们才能进行下一步骤。
第二，T-try，尝试。任何人都必须具备努力尝试的学习精神。学习英语必然会遇到很多的困难，不可能一帆风顺。只有每当遇到困难时努力尝试并克服我们才有可能在英语学习方面取得成功。
第三，U-use，使用。无论是看见的，听到的还是想到的，只有通过自己的运用才能记得更牢靠。所以说use也是我们学习英语的一个重要步骤。
第四，D-do，做。Use是一次使用，而do是将所接触到的东西不断的使用、不断地改进，来寻求最好的方法来学习吸收。而对于学生来说do就是不断练习的过程。
第五，y-yourself，你自己。不仅仅是将别人的东西复制在脑海里而是将知识融入了自己的精髓。对于学生来说能够将所学的英语知识灵活的运用就说明知识已经是自己的了。
S-T-U-D-Y正好组成单词study。是不是知道学习英语的有效步骤就一定可以把英语学好了呢?这显然还不够，有了有效的步骤我们还需要有效的方法来完成这些步骤。
4.提高初中生英语学习成绩的有效方法
英语作为一种语言，从掌握到熟练运用需要一个过程。因此在平时的英语教学中，我努力做到以下几点：
4.1 培养学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师，只有让学生对英语感兴趣，学生才会认真学。对此，我经常使用多媒体课件上课，使用各种教具如挂图，录音机，抽认卡等激发学生兴趣。
4.2 提高课堂效率。我在课前精心准备，认真备课。使教学方法多样化，为学生创造一种轻松愉快的学习环境。每节课结束前都要对本节课所学内容进行总结归纳，让学生做到心中有数，学习内容能当堂清。
4.3 落实基础知识，强化重点。许多学生学英语总觉得学了后面忘了前面。这是因为基础知识不牢固，怎样做才能让学生学了不那么快就忘呢?我让学生每人准备一个听写本，每天对前一天所学的内容进行听写。每单元学完后，要对学生进行测验，让学生清晰地认识自己的问题所在，以便及时改正，查漏补缺。
4.4 培优转差，个别辅导。针对每个学生的不同情况，我给他们制定一个学习目标，尽量让学生发挥最好。对优生除了课堂上的练习外，教师要再找些难题让他们训练，以扩宽他们的视野。对后进生，我利用课余时间给他们"补火"，尽量不让他们掉队。
以上是英语老师应做到的，那么学生又应该做到那些才能提高自己的英语学习成绩呢?
4.4.1 学习活动前的自我调控。(1)设置成绩目标。学生把自己每次英语考试成绩列成表格，参考表格并结合自己的学习现状，在每次考试前给自己设置一个较合适的成绩目标。(2)制定好学习计划。学生结合自己的实际制定一份切实可行的学习计划，包括日计划、周计划、月计划。(3)发挥好预习的功能。预习是有效学习的一个不可或缺的环节。预习时通过阅读教材和做相关习题，从中发现并记录下有困惑的问题，带着最困惑的问题听课，会兴趣倍增，同时必然获得最佳的学习效果。(4)做好学习用具和学习心理的准备。学习前准备好学习用具，调节好学习情绪和精力，充满信心并精神愉快的进入学习状态。
4.4.2 学习活动中的自我调控。(1)意识清楚。在学习活动中清楚地知道学习的内容是什么、为什么学，要完成的计划是什么，要达到的目标是什么。(2)方法得当。比如记笔记的方法应该是一部分来自于教师上课时的说和写，一部分来自于教铺书的学习心得，还有部分来自于自己的答卷思考。(3)意志坚决。是指学生在学习活动中控制自己去执行学习计划，排除有关干扰，保证学习的顺利进行。
4.4.3 学习活动后的自我控制。(1)及时反馈。学生在学习活动后对自己的学习过程和效果进行检查、反馈与评价。(2)总结，巩固强化形成良好的学习习惯。(3)要培养自己的自我完善能力。学生在学习活动后根据反馈的情况对自己的英语学习采取补救措施。(4)每次考试后都要进行自我评价，分析取得的成绩和存在的问题，特别是要分析丢分的原因是什么，各占多少分。
初中英语教学，尤其是普通中学初中英语教学，以我校为例，约有一半甚至更多的学生厌烦和放弃英语学习。究其原因，主要是学生缺乏良好的英语学习心理因素，如缺乏学习英语的动机，英语学习意志薄弱，加上没能形成良好的学习方法和习惯，如记忆词汇的方法不正确;不善于归纳和总结学过的知识;没有预习和复习的习惯，因而英语学习成绩差，从而导致他们厌烦和放弃英语学习。面对这种情况，作为英语老师该如何办呢?实践证明，要改变这种被动局面，英语教师必须要做到：了解学生的心理，了解学生的学习方式，教会学生使用有效的学习步骤，教会学生使用有效的学习方法。
分析：在设计合成路线时，应根据题设信息，充分考虑苯环上取代基占位问题，关键是思考引入基团的先后顺序和先引入的基团对后引入基团的影响，最好的结果是先引入的一些基团对后引入的基团的定位效应一致。经分析，应先引入对位硝基，此时，苯环上的硝基（间位定位基）和甲基（邻位定位基）的定位效应一致，再引入氯原子进入甲基的邻位，然后氧化甲基为羧基，最后与乙醇酯化。
请运用已学过的知识和上述结出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应式。
分析：根据所给信息，要合成主链上含4个碳原子的正丁醇应通过两分子乙醛进行羟醛缩合反应，然后将产物进行脱水、氢化（加成或还原）处理。
分析：由目标化合物的结构可知，其中的C=C是由羟醛缩合反应后的产物脱水形成的，因此应选择苯甲醛和乙醛发生羟醛缩合反应制备目标化合物。
信息四：从题干中提炼信息
5.药物萘普生具有较强的抗炎、抗风湿和解热镇痛作用，其合成路线如下：
分析：由于目标化合物的结构相对复杂，因此可以先将其破解成两部分，再将较复杂的物质破解，需要的话，再破解，直到破解出基础原料为止。关键问题是，可能会出现到某一步破解不下去的情况，我们需要从试题中寻找信息，对此信息进行加工提炼并利用它帮助我们破解。破解分析清楚后，沿着原路返回，即可从基础原料合成目标化合物。
三、有机合成的思路
有机合成题常采用正向合成法或逆向合成法。
关键词 有机合成化学；回顾；展望
中图分类号：O312 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-005-01
跨入新世纪，随着社会经济发展和改革开放的不断深入，我国的有机化学已不再是限于少数领域，现在正在做大量有特色的工作，而且还有很多令人瞩目的新创造，尤其在金属参与的有机合成方法学、不对称催化与不对称合成以及生物活性天然产物的全合成等方面。但是作为一个发展中的有机化学大国，我们的有机化学也正在向其他的领域进军，从经典的物理有机化学到计算化学、分子识别、超分子化学、化学生物学、有机材料化学乃至更广受瞩目的绿色化学和化学生物学都可以领略到前进的步伐。基于这种状况，回顾与展望有机合成化学具有重大意义。
1 有机合成化学的回顾
自从有机化学成为一门学科以来，人们了解了分子的结构、性能，合成出各种各样有用的化工产品，这种根据一定的结构建立有机分子的手段，称为有机合成。有机合成化学是研究用化学、物理或生物方法合成有机化合物的科学。总体上看，有机合成涉及各种各样的单元反应，包括碳—碳键和碳—杂原子键的形成或断裂以及官能团的引入、转换和除去。据统计，有机化学反应目前已超过3000个，其中广泛应用于有机合成的有200多个，而且还不断有新的合成反应问世。这是有机合成方法学的问题，是有机合成的基础。另一方面是将这些反应和方法结合起来，以比较简单的分子为原料进行天然的或设计的目标分子的合成。迄今为止，已知的有机化合物已超过2000万个，其中绝大多数是通过有机合成获得的。进行有机合成时，合成路线及策略的合理而巧妙的设计以及合成方法的高效性、选择性、原子经济性、环境友好和经济实用的综合效益至关重要。
回顾有机合成化学的发展，首先应提及的是在1902-2005年共97次Nobel化学奖中，约有25项是固有机合成领域的杰出贡献而获奖，可见有机合成在化学和众多科学发展中占有极其重要的地位。它们涉及有机合成最重要的三个方面：一是天然产物的研究和复杂有机物的合成；二是重要类型反应或方法学的研究；三是有机合成的重要概念和理论。
最近三四十年有机合成得到了从未有过的飞速发展，呈现了多彩缤纷的新面貌，取得了许多令人瞩目的重大成就。此外还有几个方面值得特别指出：传统有机合成和有机化工正由资源能源耗费大、环境污染严重的状况逐步转变为绿色合成和洁净工艺；有机合成化学正渗透和深入于其他学科中，特别是对生命科学和材料科学的巨大促进；高选择性合成，特别是不对称催化合成取得很大的进展，许多有广泛应用价值的新反应和新方法相继问世；组合化学、多样性导向的合成（diversity-oricntcd synthesis，DOS）、正向合成分析（forward-synthetic analysis）、高通量自动化合成技术提供了迅速达到分子多样性的捷径，为新药、生物活性物质、精细化学品和特种功能材料的研发提供更有力的工具；利用微生物、天然酶和人工酶进行选择性催化合成日益受到重视；超声波、激光、微波等技术更加广泛地应用于化学合成反应，多种非共价键作用力，如氢键、静电力、疏水作用、π-π相互作用等，在构筑高级有序超分子新结构方面已取得许多重要成果；众多结构复杂的含多个手性中心的天然或设计的目标分子的成功合成，进一步展示了有机合成化学巨大的创造魅力以及科学-艺术的完美结合。海葵毒素就是迄今人工合成获得的具有最大相对分子质量和最多手性中心的次生代谢产物。我们今天的生活，几乎离不开有机物了。
2 有机合成化学的展望
有机合成化学发展至今，可以说已达到了十分成熟、精致、高超的学术境界。但是，它在许多方面还不能很好地满足不断提高的科技发展和人类需求。有机合成离绿色合成或理想合成（理想合成的定义是斯坦福大学P.A.Wender教授于1996年提出的，它是指用简单、安全、环境友好、资源有效的操作，快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子）还有很大的差距，不少合成方法就高效性、选择性、原于经济性、环境友好、简便实用的综合效益还较低；如何更有效利用N2、O2、H20、C02、SO2、CH4以及农副产业废弃的大量生物质，使之转化为更有用的有机物，还有大量工作要做；就合成反应的原子经济性考虑，许多有机合成反应，包括获得Nobel奖的Grignard反应、Wittig反应，原子利用率都很低；再举一个简单产品为例，由苯或苯酚制备邻苯二酚，至今还没有合成效率高，特别是选择性局的较好的一种生产方法。
回顾有机合成化学，不难发现从实验方法到基础理论都有了巨大的进展，显示出蓬勃发展的强劲势头和活力。世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、医药、生命科学、农业、营养、石油化工、交通、环境科学等与人类生活密切相关的行业中，直接或间接地为人类提供了大量的必需品。与此同时，人们也面对着天然的和合成的大量有机物对生态、环境、人体的影响问题。展望未来，有机合成化学将使人类优化使用有机物和有机反应过程，有机化学将会得到更迅速的发展。
当前，和谐社会发展的需求致使现代有机合成的发展趋势产生了变化，从传统的方式向高选择性、原子经济性和保护环境的方向发展。这些发展方向都需要先进的合成工艺，即不能使用繁琐的反应步骤，控制污染物的排放量，选择高效的催化剂和洁净的反应介质，如离子液为介质的有机反应等。
但是我们相信，面对社会可持续发展提出的高需求和新挑战，通过一代代有机化学工作者的艰苦努力和不懈创新，有机合成化学必将进一步发展和完善，也必将继续为人类美好的未来做出更大的贡献。
综上所述，自尿素合成以来，有机合成化学经历了巨大发展，产生了许多新反应、新概念、新方法和新技术，推动了有机化学迅速发展，构筑了丰富多彩分子世界，推动了与之相关的众多基础学科，交叉学科和应用行业的产生与发展，为人类进步和生活质量提高做出了巨大贡献，我们要相信通过不懈努力，有机合成化学将会不断完善与发展。
参考文献
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摘要:本文对高职精细有机合成技术课程教学内容进行了改革与实践，结合传统教学存在的弊端，重点围绕课程的特点，从教学安排、教学方法、考试评价方式、实践教学内容及项目化教学等方面进行了实践和探索，获得了期望的教学效果。
关键词:精细有机合成;教学实践;教学方法
高职精细化工技术类专业承担着为国家培养高素质技术技能型人才，特别是为从事化工/轻化工类企业生产一线岗位培养人才的任务。在高职精细化工技术类专业开设的课程中，“精细有机合成技术”是一门必修的专业主干课之一，其前期课程为无机化学、有机化学、化工原理等，其后期课程一般为药物合成技术、精细化学品复配技术、精细化学品检验技术等课程。可见，开设此课程的目的是在学生掌握有机化学、无机化学等理论的基础上，对硝化反应、磺化反应、烷基化等单元反应的原理及其在工业生产中的实施方法有一个更深入的掌握，熟悉合成机理、制备工艺、合成路线以及分离提纯等相关知识，为今后从事生产操作、合成路线设计、分析测试等岗位打下良好的基础。
精细有机合成技术课程的教学内容丰富、知识面广、实用性强，应用领域广，如:日用化学品、化妆品、原料药、农用化学品、香精香料等，而且该课程不仅要求学生掌握合成的基本理论，还需要掌握合成的操作技能，可见，精细有机合成技术在整个课程体系中十分重要。因此如何更好的开展精细有机合成技术课程教学、增强教学效果、提高教学质量，同时又能调动学生的学习主动性和积极性值得研究和探索。本文以四川工商职业技术学院的精细化工技术专业所开设的精细有机合成技术课程为例，作者紧紧围绕课程的特点，采用“教－学－做”三位一体的教学模式，从教学安排、教学方法、考试评价方式、实践教学内容及项目化教学等方面进行了探究，引导学生深入思考，启发学习兴趣，深化学习内容，提高分析、研究和实践的能力，并对如何有效开展该课程的教学等方面进行了大量教学实践与探索。
1精细有机合成技术课程设置
在我院精细化工技术专业的课程体系中，精细有机合成技术课程安排在第三个学期进行，包含理论教学和实践教学，总课时量为64学时，另外还有综合实训环节16学时，教材以《精细有机合成技术》及配套实验教材《精细化工实验技术》(冷士良主编)为主，包含:颜料、涂料、胶黏剂、表面活性剂及日化用品等产品的制备，通过实验操作让学生了解精细化学品合成的基本反应原理并锻炼实验操作能力。
2传统教学存在的问题在精细有机合成技术课程的传统教学中，理论和实践教学主要存在以下问题。
2．1理论教学方法单一
精细有机合成技术以有机合成基本理论为主线，研究合成路线、合成原理、工业生产过程及实现过程最优化的途径及方法，课程难度大，该课程传统的教学方法主要以讲授为主，穿插一些实验增加理论的理解，对学生来讲这种传统教学模式枯燥乏味，学生被动的学习，积极性差，参与度不足，渐渐地失去学习兴趣，这种单一的教学方法忽视了学生在课堂上的主体地位，教学效果不佳。
2．2实践教学形式单一
精细有机合成技术这门课是典型的理论和实践一体化的课程，不仅帮助学生掌握化学反应的基本理论和知识，还需要培养学生的实践动手能力。在精细有机合成技术课程实践教学中，教学模式一直是先由教师讲实验原理、操作步骤及注意事项，然后学生按照实验教材重复操作，严格依照教材规定的投料量、工艺条件、操作步骤、提纯方法等完成，导致学生对投料比、反应条件、产率影响因素等都不清楚，更无法对工艺进行改进和优化，造成学生不能深入理解工艺路线和合成原理，不能全面培养学生的分析和解决问题的能力。另外，实验的开设需要根据专业培养方向有针对性的选择，不能一律按照同一本配套实验教材开展实验，进而不能突出专业特色。
2．3考核方式单一
精细有机合成技术课程的考核成绩一般由平时成绩和期末考试成绩两部分构成，平时成绩由老师根据上课出勤、作业、实验情况综合评定，占总评成绩的比重一般在20%～40%范围，另外期末考试采取闭卷笔试方式，占总评成绩的比重一般在60%～80%范围，这种考核方式很大程度上只能验证学生对课程表面理论知识的掌握情况，学生通过临时死记硬背来应付考试，缺乏对知识的理解与运用，更谈不上用所学的知识进行创新和解决实际问题了。可见，这种考核方式不能体现该课程的典型理实一体化特点，实验考核比重低，缺少量化指标，忽视实验操作、创新及科研能力方面的考核，因此传统的考核方式存在着诸多弊端，考核方法及方式的改革十分必要。
3课程教学实践与探索学生的发展、学生的成长
成才是高等职业教育质量的核心灵魂，是根本的质量。以学生的发展为目的，为了激发学生潜能，更好的开展精细有机合成技术课程教学、增强教学效果、提高教学质量，为了探究一种以学生为主体、以问题为导向的教学方法，为了激发学生学习兴趣，调动学习的主动性和积极性，作者紧紧围绕人才培养目标，对如何有效开展理论知识讲授、实践教学及考核方法等方面进行了探索。
3．1理论联系实际，激发学生兴趣
精细有机合成技术课程的主要内容是以有机单元反应(如硝化、磺化、卤化、酰基化、烷基化、羟基化等)为主线，系统介绍了精细化学品生产过程中最重要的十几个单元反应的基本原理、反应历程、产物精制与分离、应用范围及实例，而且对有机合成反应的新方法、新工艺、新技术及有机合成路线设计也作了相应的介绍。可见，精细有机合成技术是典型的有机合成理论与生产工业实际相结合的课程，在讲授过程中需要理论联系实际来激发学生兴趣，让学生更好的掌握有机合成单元过程的基本知识和基本理论，比如通过第一章绪论的学习要让学生了解有机合成的任务、内容、发展历史和今后的发展趋势，了解单元反应的类型和特点，使学生明白该课程与毕业后所从事工作的关系以及对国民经济发展的贡献。因此在绪论章节的讲解中，可选用中国科学家屠呦呦荣获2015年诺贝尔奖的案例来激发学生兴趣，通过了解抗疟新药青蒿素创造性地提取、结构表征、人工合成提纯等过程，使学生掌握有机合成的原理、工艺、提纯及结构分析等知识。在学习有机合成的两大任务之“实现有价值的已知化合物的高效生产”时，可以联系维生素C的工业生产方法，先将葡萄糖还原成为山梨醇，经过细菌发酵成为山梨糖，山梨糖加丙酮制成二丙酮山梨糖，然后再用氯及氢氧化钠氧化成为二丙酮古洛酸，再经过酸的催化剂重组得到维生素C，让学生更深刻的理解已知结构化合物通过人工合成提高了生产效率。又如在讲解有机合成的两大任务之“创造新的有价值的物质与材料”时，可以联系化妆品、洗涤用品、药物、高分子聚合物及功能材料等栩栩如生的实例，可明显提高学生的学习兴趣和求知欲，加强学生的感性认识，强化理论实用性，同时提升教学效果。
3．2多种教学方法，提高教学效果
鉴于精细有机合成技术课程的特点，繁杂的单元反应，枯燥的反应历程，众多的合成路线及生产工艺过程等等，如果教师仅是按照教材照本宣科，面面俱到，不但影响教学效果，而且不利于培养学生的实践技能，还会导致学生厌学情绪。这就要求教师能够在现代教学理论的指导下，打破传统教学的弊端，科学合理的选择和有效地运用教学方法，引入启发式教学、项目化教学、类比教学等多种新的教学手段，充分调动学生的兴趣，提高教学质量。在理论讲授环节，教学内容按照单元反应模块进行划分，各个模块之间又相互衔接有共同点，如芳烃的烷基化和酰基化机理均是亲电取代反应，在反应历程、影响因素、催化剂等均有共同点，教学时可采用类比教学法，在比较中使学生触类旁通，加深理解和掌握，另外，教学还要紧密结合专业实验，可采用项目化教学法，以项目为载体、任务为驱动，突出学生主体地位，提高学生综合运用所学知识和分析问题的水平，培养学生解决问题和开发创新的能力，多种教学方法的运用对于提高教学效果十分有益。
3．3设计实验项目，贴近生产实际
精细有机合成技术课程需要学生掌握反应物的化学结构、官能团的性质、反应物的浓度、配比等因素对合成反应的影响，还要熟悉单元反应的实施与应用，分析和解决有机合成中的实际问题。可见，该课程具有典型的职业技术的特点，教学要注重实践技能和实用性培训，做到理论教学融合于实践教学中。作者依据专业人才培养目标和生产实际来设计实验项目，思路是“一模仿二创新三综合”，“一模仿”即典型的单元反应安排相应的实验，如氧化单元反应开设甲苯氧化制备苯甲酸，还原单元反应开设对硝基苯酚还原制备对氨基苯酚，酰化反应开设用乙酸酐酰基化苯胺制乙酰苯胺等等，学生按照实验教材的制备工艺练习操作，理解反应的原理;“二创新”即学生在掌握原理的基础上通过查找资料打通或者优化合成路线及工艺条件，如学生在掌握了用苯胺为原料以乙酸酐为酰基化试剂制备乙酰苯胺的基础上，自己完成对实验的优化改进，可以调整投料比、反应温度、更换酰基化试剂、催化剂等工艺条件，从而提高产品纯度、产率或者减少副产物等等。“三综合”即学生通过查找资料独立完成给定实验项目，如由起始原料水杨酸(邻羟基苯甲酸)制备乙酰水杨酸(阿司匹林)并提纯精制，或者完成以氯苯为原料制备对乙酰氨基苯酚(扑热息痛)的制备并精制。通过以“一模仿二创新三综合”为思路的实践项目锻炼，贴近生产实际，对培养学生独立思考、科研创新能力有很好的效果，特别是创新综合项目中的文献资料查阅、实验方案设计、提纯精制以及数据处理能为学生提供一种有效的技能锻炼途径。
3．4改革评价方法，发挥激励导向功能
考试是教学活动的重要环节，是教学评价的重要手段，并且具有导向、激励、评价等功能。精细有机合成技术课程的成绩评价应采用多元化考核评价模式，既有理论又有实验，既有笔试又有答辩，既有计算推理又有综合论述，多种形式相结合，提高过程评价考核权重，尤其是对创新性、探索性的综合项目给予权重倾斜，总评成绩由平时成绩和期末闭卷考试成绩构成，其中平时成绩权重由传统的30%提高到50%，平时成绩涵盖实验方案、操作过程、实验结果、创新开发、项目讨论、课堂表现及完成作业等内容，科学合理的多元考核有效激发了学生的学习动力，提高了学生的综合素质能力，并充分发挥了考试的导向功能。
4结语
精细有机合成技术是一门重要的专业主干课之一，在教学实践中，基础理论联系生产实际可激发学生的学习兴趣，采用项目化、类比等多种教学方法可提高教学效果，设计贴近实战的项目化实验可充分提升学生技术技能水平，创新多元合理考核评价方法可全面发挥其激励导向功能，我们通过对精细有机合成技术课程的教学实践与探索，不仅出色的完成了该课程的教学任务，而且教学效果得到了学生的广泛好评。实践证明，创新教学方法、优化实践教学内容、工学结合、多元考核评价方法有利于提高职业院校学生的综合能力，有利于培养高素质技术技能型人才。
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【关键词】有机合成 路线设计 美学原则
在有机合成化学发展过程中，我们可清楚地看到人类的社会生产和生活的需求，以及有机化学理论发展的要求，都不断地推动着有机合成的发展。人类为了战胜疾病，保护农业生产，丰富人们生活的各个方面，就要药物、农药、染料、香料以及具有各种各样性能的新材料的合成生产。同时又为了有机化学、生物化学理论等学科的研究发展，也不断提出许多新奇分子的合成问题。二十世纪以来，许多天然有机物的发现，元素有机化合物的制备成功和变化多样的有机合成反应和技术的出现与完善，使有机合成化学已发展到系统逻辑的推理的阶段，而不是一味地类比于无机合成化学。现代有机合成，无论采用由原料定合成路线，或者以有机合成反应定有机合成方案以及应用逆合成分析等合成策略，有机合成路线设计已成为有机合成中的重要环节。有机合成艺术之美也正集中表现在有机合成路线设计中。人类的实践活动，无论是社会实践活动或是科学研究，都是按照美学规律进行的。在有机合成设计中，也遵守诸方面的美学原则，比如创新性原则，简洁美原则，和谐美原则，对称美原则以及科学美原则。在我们的实际工作中，无论是否注意到上述美学原则，但这是客观存在的，不容否认的。
一、有机合成设计中创新性认识的实现
伟大的发明家爱迪生说："凡是新的不平常的东西都能在想象中引起一种乐趣，因为这种东西使心灵感到愉快的惊奇，满足他的好奇心，使他得到原来不曾有过的一种观念。"有机合成研究出发点之一就是寻找新的有机合成反应、合成试剂、合成方法和技术，以及在实验室内合成出自然界不存在的新化合物。在有机路线的合成设计过程中，前人宝贵的成功经验，是我们学习借鉴的源泉，他们的精巧构思和设计技巧给我们以心灵的启迪。学习、消化和适当模仿前人的经验，用之于我们的合成设计中是不无脾益的。可使我们少走弯路，甚至还可以从中觅得一条实现理想合成设计的捷径。但是一味地墨守成规，则可能在设计中铸成大错。具有代表性的例子是1856年十九岁的美国化学家W・H・Perkin从奎宁的实验式出发，按照无机化学中的氧化反应模式企图合成奎宁。当时确定的奎宁实验式为C20H21N2O2（正确的奎宁实验式为C20H24N2O2）。Perkin注意到从煤焦油得到一种化合物C10H18N（2-丙烯基-对甲苯胺），于是他设计了奎宁的合成路线：2C10H18N+30C20H21N2O2+H2O.时至今日，我们当然清楚，2一丙烯基一对甲苯胺与奎宁是结构完全不同的两种物质。不可能从前者通过氧化反应再到后者。但是Perkin还是认真地作了实验，虽然他没有得到奎宁，但他却得到了一种紫色结晶物质，这也是人类的第一个合成染料，从此开创了煤焦油的化学工业。
从上面例子中，我们可以看出，科学研究即需要认真的科学态度，也需要积极的进取精神。有创造，才有进步。我们若既能吸取前人的经验教训，在实际工作中又能充分发挥个人的聪明才智和创造才能，也许会发现新的有机合成天地。一个复杂结构的有机化合物合成与设计要经过许多已知的方法和步骤，经过大量的工作完成目标分子的合成。从有机合成角度来说，是有实际意义，但从有机合成方法上看，这项工作则显得平谈无奇。因此我们衡量一个合成与设计巧与拙，美与不美的一个重要标准是：在整个合成设计工作中是否创造性地应用了一些反应，创造性地解决了前人尚未解决的问题。
二、简洁美原则
在有机合成设计中，要遵守的一个重要原则，就是有机合成方案的简洁性。在实验室里实现一个复杂有机化合物的合成，往往要经过许多步骤的反应。若是合成方案繁杂，合成路线冗长，必然要增加原料或试剂的数量，延长合成周期，给我们的合成研究工作带来不必要的操作过程。简洁而实用的合成设计，不仅可使实验室的合成工作省时省料，最后还可获得较高收率的目际化合物。1902年Wi11statte设计了下列托品的合成路线，应用20余步合成反应在实验室中实现了托品的全合成。当时在没有出现Mannich反应之前。Willstatte的工作可算有机合成史上一个辉煌成就。但是从他的合成方法上看，20余步的合成反应却是令人生畏的。而在1917年Robinson创造性地应用Mannich反应，他认为在生物体内不可能存在如此复杂的托品合成法。在认真分析托品骨架结构分基础上，利用一步合成反应中同时进行两个Mannich反应，巧妙地构思了托品合成方法，从此托品合成方法就大大简化了。Robinson的托品合成方法是有机合成中最简单的、最精妙的，使人感叹不已。简化倾向是人知觉本身固有的倾向。在人类的活动中，无论是身体活动、生理话动、还是思维活动和实践活动，都是从繁到简、从粗到精，最终达到完美程度的过程。
三、对称美原则
对称性和潜在的对称性是一些有机化合物分子固有的特性。在有机合成设计中注重寻找目标分子的对称性具有重要的实际意义。若恰当的利用这一分子特性，往往可使合成工作大大简化，并且使合成设计路线具有收敛性。在Robinson托品合成法中，Robinson就是依据生源学说，利用托品分子骨架具有面对称性质，巧妙地将托品骨架分切成相同的两部分：他又认为这两部分可同时由Mannich反应来实现合成，因为在托品分子中只有一个氮原子，他认为两个Mannich反应必须发生在同一个有机胺上，如此首先选定了甲胺为托品合成的第一个原料。托品分子本身为环状结构，那么Mannich反应中的两个醛基处在同一分子内，带活泼性氢的亚甲基也在同一分子内，那么在一步反应中可发生对称的两个Mannich反应，随之而构成托品骨架（图1）。
在许多有机合成设计中，复杂的有机化合物分子结构不存在对称性。若在目标分子结构剖析中巧妙地利用对称美原则，也可使众多的合成步骤终途归一，大大简化合成方案。地衣酸具有两个苯并呋喃结构（图2）。
我们从地衣酸的结构可以看出，它不存在对称性，事实上我们知道有这样一种情况，环己酮和环己烯醇是两个共振结构式（图3）。
而地衣酸的分子结构以呋喃环中间划线切断，可得到类似前面情况的一对共振异构体：
B化合物和c化合物是共振结构式，而c则和A是相同的化合物，这样复杂的地衣酸则是由相同的两个化合物拼合而成，所以地衣酸的合成设计则极为简单。
四、和谐美原则
完成一个目标分子的合成设计，设计者所拥有的素材：原料、试剂、合成反应、合成方法以及实验条件都是零碎的、无序的。合成设计工作本身就要求对这些素材进行分析、加工、筛选和提炼，全面考虑各素材的特性，化学性质和它们相互之间的关系，使它们得到优化组合。这样既可以充分发挥它们的作用与功能，又可避免设计中各个合成之间的相互影响，避免有机合成副反应的发生。例如在实际的合成设计过程中，由原料通过有机合成反应构筑目标分子的碳胳是利用原料分子的官能团的化学反应，这是一方面的问题。而目标分子结构中官能团的建立又是另一方面的问题。很显然若能将上面合成设计中的两种需要结合起来，统筹考虑，使构筑目标分子时所需要的原料化合物分子的官能团既能满足合成反应中的需要，最终也可成为目标分子结构上的官能团，那么这将是最经济的，也是非常协调的，可大大减少实际的合成工作的范围。这就是合成设计中所特别遵守的和谐美原则。
五、科学美原则
合成设计所遵守的科学美原则要求，任何巧妙完美的有机合成设计，都必须依照有机化学理论的客观要求，并在现实科学技术条件下能在实验室里得以实现。合成设计不同于绘画者的艺术构思，对素材的提炼加工构思和布局的安排，虽然也符合一定的客观现实，但是其中都融合了绘画者个人的精神意识和超现实的艺术加工处理。而有机合成设计则是紧紧围绕目标分子，有机合成反应和方法，有机合成实验等方面，运用设计者高度的创造思维和才能，将有机合成设计中的素材和谐地完美地并且要符合有机化学理论地组合在一起，完成理想的有机合成设计的工作。综上所述，有机合成设计，作为一种高级的创造性思维，也离不开 美的本体，遵循美的规律，它是设计者有机化学知识和审美鉴赏力不断相互交融的统一过程。作为一个有机合成化学家，既具有高度的科学创造才能，又具审美的鉴赏能力，将会如虎添翼。对科学高峰的探索和对美的追求，可以获得全身心的解放和至美的乐趣。因此作者认为在自然科学研究领域中，也不要无视美的存在和作用，而以高度的审美鉴赏融会于我们的科学研究中，以创造出至善至真的科学成就，为人类的文明进步献身奉心。最后作者引用马克思的名言结束本文：社会的进步就是人类对美的追求的结晶。
参考文献：
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[2] 吴世晖.有机合成（M）.北京：高等教育出版社，1986.125-126
[3] 杨靖华.托品生物碱合成研究概况[J].医药工业.1985（16）：35
关键词：不对称 小分子催化 合成 药物合成 应用
随着科技的发展以及人们对化学的合成、药物制作和材料科学方面的认识的提高，手性越来越受到人们的重视。要想获得光学活性物质，其有效的方法之一就是进行不对称催化，催化剂的合理设计与使用能够让反应的立体选择性得以提高。有机金属催化剂发生具有立体选择性的不对称反应是比较多样的，不过其反应需要的价格是比较昂贵，再加上回收套用以及残留金属处理问题限制了该有机金属催化剂在有机合成行业中的应用地位。
相比有机金属催化剂，其有机小分子催化剂则成为了更好的选择，有机小分子能够在温和的反应条件、对环境不造成危害条、较低成本条件下以及反应不存在残留金属等等条件下都能够发生，因此手性有机小分子催化剂成为了当前世界上诸多学者们研究的有机合成的对象，手性有机小分子从此便成为了在酶催化与手性金属络合物催化两者之后的第三个有广泛用途的手性催化剂，即手性有机小分子催化剂的黄金应用时期。
一、小分子催化反应分类
1.给体的活化——亲核性催化
利用手性有机小分子催化剂进行催化的过程中，让反应底物内的给体与催化剂进行反应，进而得到反应活性中间体，其亲核性要高于原有给体，即与受体进行反应的能力增高，该催化剂活化机制成为亲核性活化。
2.亲电性催化活化
亲电性催化活化反应过程中是让反应底物中受体与催化剂进行反应产生中间体，中间体的亲电性要高于原有受体，使得其与给体反应产生产物的能力增强。该类型催化以仲胺类化合物为主，结合受体得出亚胺离子历程，进而通过减小反应中心电子云的密度来使其更易接受亲核试剂的进攻。
二、药物合成方法
1.外消旋体拆分法
该方法需要有一定的溶剂才能进行，而且最主要的是拆分剂要想找到一个合适的是非常困难的。因此利用外消旋体拆分法的缺点就是需要先合成外消旋的目标产物才能进行不对称水解拆分来制备手性化合物，且其拆分收率最高不超过一半。
2.化学—酶合成法
当前在工业合成上使用广泛的合成法是化学-酶合成法，即利用纯酶或者微生物催化来完成一些合成反应内的主要步骤，而一般步骤则使用化学合成法，进而能够将两者的优点都体现出来。化学生物等学科开始相互联系与交融，使得生化合成法（化学-生物合成法）的优势逐渐体现出来，进而也确定了手性药物未来的研究方向。
3.酶催化手性药物合成法
该方法相比于化学法而言有着较强的立体选择性，其能够在温和的反应条件下进行，且有着较低的成本和污染，操作也简单易懂，其能够完成一些化学法不能进行的反应。不过生物催化剂需要较高成本投入，且选择底物方面要求较高。该合成法的优点为：反应条件温和、环境友好以及立体选择性较高。
4.不对称催化法
该合成催化法的优点为：经济性高、对映选择性高。工收化实现较为简单且能够进行手性增值，其是当前手性药物合成中前途最好的方法。其优点中优势最高的就是手性增值，利用量级的催化反应手性原始物质进而去进行立体选择生产，得到较多的手性目标产物。该过程无需使用过多手性试剂，但是可能会使用到一些较为昂贵的过渡金属，甚至是比过度金属概要归的手性配体，这也是不对称催化法受到限制的主要原因之一。因此我们应积极探索出其简单的手性配体的合成方法，进而能够将立体性与活性都高的催化剂筛选出来。
三、在药物合成中的应用——形成非共价键活化底物
小分子催化过程中，会出现一类催化剂，其与底物之间是通过分子间的微弱作用力进行作业而不是生成共价键来活化底物。这类催化剂主要为利用手性模板进行活化和氢键活化底物等等。
1.含有硫脲结构的手性催化剂
Pictet-Spengler 反应，在具有生物活性的四氢咔啉类衍生物的合成中，Lee 等用含硫脲结构的手性催化剂，催化 2-取代的吲哚乙胺与醛反应的不对称 Pictet-Spen-gler 反应，当催化剂硫脲氮上含有大位阻取代基时，效果比较好，ee 高达 95%，可能是大位阻限制了反应进行的取向，从而得到该构型的产物。
2.手性膦酸催化剂
手性磷酸是中等强度酸催化，其能够将一些酸用来催化进行不对称反应，其典型案例有：Friedel-Crafts 反应，手性膦酸可以催化多种类型的不对称 Friedel-Crafts 反应。在一种3-吲哚甘氨酸衍生物的合成中，康强等经过对手性膦酸催化剂的筛选及反应条件优化，发现高位阻的手性膦酸催化剂催化可以获得产物的 ee 达到了 87%。
3.不对称相转移催化
在手性小分子催化剂中，手性相转移催化剂是比较重要的，其也是利用与底物分子结合得到手性离子对的非共价键，进而来催化不对称反应。不对称相转移催化是比较重要的有机合成方法。当前主要的手性相转移催化剂有C2类手性相转移催化剂（Maruoka等设计合成）与金鸡纳碱衍生的手性相转移催化剂，其占有不对称有机合成中催化剂使用的重要地位，文章也是主要做该方面的研究工作。
本课题组同时将新合成的手性相转移催化剂利用于甘氨酸叔丁酯衍生物的不对称烷基化反应，利用新合成的催化剂对甘氨酸叔丁酯衍生物的不对称烷基化反应进行了初步探索，ee 中等到高等。
四、总结
目前小分子催化剂逐渐增多，使得化学反应和有机合成发生了质的变化。不过我们也应了解到其不对称小分子催化反应的缺点与不足也是比较多的，诸如催化剂利用率不高、催化反应应用范围不大等等，因此还需要我们的进一步努力和研究，研发出更多类型的高效多官能团的手性小分子催化剂，使得我们在药物合成中更多看到不对称小分子催化的身影。
参考文献
[1]Song，H.L.Chiral phosphine-squaramides as enantioselective catalysts forthe intramolecular Morita-Baylis-Hillman reaction. Chemical Communications . 2011
[2] 周元清.手性双噁唑啉配体在不对称合成中的应用[J]. 广州化学. 2009（02）：32-34.
[3] 程传玲，郝二军，李伟，徐桂清，王慧芳. 脯氨酸衍生物有机小分子催化剂的研究进展[J]. 精细石油化工. 2011（05）：13-17.
关键词：立洲水电站大坝及进水口土建工程；混凝土拌和及制冷系统；平面布置方案；优化
中图分类号：TV文献标识码： A
1 工程概况
立洲水电站坝址区位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县境内博科乡下游立洲岩子至八科索桥2.4km的河段，电站采用混合式开发。拦河大坝为碾压混凝土抛物线双曲拱坝，坝顶高程2092.00m，坝体基本呈对称布置，泄洪系统由2个溢流表孔和1个中孔组成，引水系统布置于右岸，采用一洞三机联合供水方式，由进水口、隧洞段、调压井、压力钢管段及钢岔管段等建筑物组成。
根据立洲水电站大坝及进水口工程的施工总体布置，混凝土拌和及制冷生产系统布置在木里河右岸立洲大桥上游，位于立洲电站人工砂石加工系统外侧的河滩回填场地，距离坝址1.5Km，主要承担大坝、引水工程、部分洞室混凝土等工程的混凝土生产任务。
本混凝土生产系统设计生产总量约44.5万m3，其中碾压混凝土约31.2万m3，常态混凝土约为13.3万m3。根据施工总进度计划和工程实际施工要求安排，混凝土生产系统需满足高峰月浇筑强度为47430m3/月，碾压混凝土高峰月强度为40228m3/月，常态混凝土强度为7202m3/月的设计要求，设计生产能力为：常态混凝土260m3/h；12℃低温碾压混凝土生产能力为140 m3/h。为此，选用一座HL240-2S3000L型双卧轴强制式拌和楼和一座HZS90型拌和站，采用2×3双卧轴强制式拌和楼和HZS90强制式拌和站拌制常态混凝土和低温混凝土，要求夏季混凝土出机口温度控制在12℃以内，生产能力为140 m3/h。
2拌和及制冷系统方案比较
该系统由水电七局独立设计、施工和运行，设计时对混凝土拌和及制冷系统做了两个方案，并进行分析比较：
（1）方案一：传统性设计的生产工艺
根据混凝土生产系统布置特点及结合现场实际情况，方案一：使用胶带机（B1、B2）将砂石骨料运至系统内的骨料堆存场，然后通过料场地弄胶带机（B3）经胶带机（B8）和地弄胶带机（B4）经胶带机（B5）进入90站称量料仓，再经胶带机（B6、B7）分别向HL240-2S3000L拌和楼和HZS90拌和站供料，制冷车间布置于HZS90站称量料仓外侧，冰楼布置于HL240-2S3000L拌和楼内侧，片冰通过气力输送装置输送至拌和楼，冷风、冷水通过管路分别向各使用点供应，砼运输进场道路从系统场地中部通过，其它配套设施、结构根据场地状况相应建设，具体布置详见下图一。
图一
工艺特点如下：
优点：（1）混凝土生产所用粗细骨料不受砂石生产系统和系统内设备故障影响，能保证混凝土的正常生产和浇筑；（2）制冷量利用率可达90%以上。
缺点：（1）部分设备、设施布置于场地边缘，而该区域又为回填场地，因此安全性差；（2）系统设施、结构布置分散；（3）土建工程量大；（4）砼运输道路与分料卸料场地部分存在交叉，影响彼此工作和施工安全。本工程由于场地限制和地质状况，系统布置较为困难，如果采用此方案，其建设成本和运行成本都将增大。
（2）方案二：技改性设计的生产工艺
在保证系统结构设施符合生产要求条件下，我部对骨料储存结构、HL240-2S3000L拌和楼储料、称量及生产控制程序、制冷系统结构布置等进行了调整和优化。其结构为：使用胶带机（B1、B2）将砂石骨料运至骨料仓，然后通过骨料仓廊道胶带机（B3）经胶带机（B6）和廊道胶带机（B4）经胶带机（B5）分别向HL240-2S3000L拌和楼和HZS90拌和站供料，制冷车间布置于骨料仓正下游，冰楼布置于制冷车间外侧、骨料仓下游，片冰通过胶带机输送至骨料仓廊道口的小冰仓内，冷风、冷水通过管路分别向各使用点供应，砼运输进场道路从骨料仓上游侧通过，其它配套设施、结构根据场地状况相应建设，具体布置详见下图二。
图二
其生产工艺的优、缺点如下：
优点：（1）系统设施、结构集中布置于场地中央，且靠近里侧，安全性好；（2）系统布置紧凑，规模精简，且建筑特之间无交叉；（3）系统结构简单、运行维护方便；（4）制冷车间布置于骨料仓旁，风冷部分制冷量利用率较方案一高；（5）工程造价低，拌和站和拌和楼共用一个料仓，料仓除承担风冷作用外，还兼顾拌和站、拌和楼料仓，减化了HL240-2S3000L拌和楼进料层和储料层结构安装，胶带机长度也缩短，增加了小冰仓和胶带机保温结构，与采用传统工艺结构施工相比，工程造价降低约30%，同时也降低了后期系统的运行成本。
缺点：（1）骨料仓容量有限，骨料仓的料位在生产过程中随时变化，对骨料的预冷效果存在一定影响；（2）片冰部分制冷量利用率偏低。
经过以上经济技术比较后，拟采用方案二。
3实施方案的技术特点
（1）在工程实施中，由于该施工场地是沿木里河右岸边坡河滩回填而成，回填渣料又多为三、四类岩体，为保证重负荷类（储料仓、粉料储存罐等）和动载类（拌和楼等）设备设施的安全性使用，我部对混凝土拌和及制冷系统平面布置进行了较大的优化调整，即将骨料储存结构、制冷车间、冰楼、粉料储存罐、外加剂房、拌和楼（站）、地磅房沿1#施工道路侧布置，配电室、压缩空气站沿砼运输进出场道路里侧布置，进出场道路靠河侧布置，并按要求保证道路与边坡的安全距离；同时在进行拌和楼、粉料储存罐、骨料储存仓基础施工前，对其基础用岩石渣料换填，并用振动碾压实，再进行基础土建施工。（2）将传统工艺中的骨料暂存场与HL240-2S3000L拌和楼、HZS90拌和站的储料仓合三为一，并与制冷要求相结合，改建为一个集冷却和暂存功能的长方形钢筋混凝土料仓（长×宽×高：21m×6.3m×12.5m），总容积为1200m3；（3）将HL240-2S3000L拌和楼骨料称量装置分离，与HZS90拌和站骨料称量装置同安装于料仓廊道内，并对HL240-2S3000L拌和楼生产控制程序进行修改，即调整其骨料称量程序，加大其骨料称量提前量；（4）将制冷系统建安于骨料仓旁，片冰改气力输送为胶带机输送，运至骨料仓廊道口安装的小冰仓内，其称量装置安装于小冰仓下、B3（B4）胶带机上，并给廊道胶带机延出骨料仓廊道口段和HL240-2S3000L拌和楼、HZS90拌和站上楼胶带机安装保温结构。
4结 语
从2011年11月底建成投产以来，木里河立洲大坝及进水口土建工程混凝土拌和及制冷系统单班碾压混凝土生产最高为1800m3，小时生产能力为160m3，因此其平面布置通过以上优化调整，不仅减少了系统设施结构的施工工程量，加快了施工进度，而且保证了生产能力，满足了大坝等工程的混凝土浇筑施工。但也存在一些问题：如骨料仓总容积偏小，对系统内设备保证率要求高等。工艺改造可为今后受地形地质限制的类似拌和系统做参考。
作者简介：
单元教学设计是指在认真解读课标、深刻理解教材并考虑到考试评价的基础上,依据学生的知能实际和心理需求对一个完整的教学主题进行的多课时整合性一体化的教学设计,其关注的焦点在于通过对同一主题多角度、多层次、不同方式的学习,将“点”状态知识结构化组合,将碎片式能力贯通性培养,将散落的科学观念统摄型建构,其目标指向为促进学生多元整体性认知结构的形成。
“有机合成”作为单独的教学内容安排在选修教材《有机化学基础》(人教版)的第三章“烃的含氧衍生物”第四节,以有机物的合成为目标,复习各种官能团之间的相互转化,在基本有机反应的应用过程中,学习有机合成的方法和途径,理解有机化学的价值,促进结构观、联系观、转化观的形成,而在后续“合成有机高分子化合物”的教学内容中,教材又从合成方法和合成原理的角度作了进一步拓展和系统化,知识应用的深广度和问题解决过程中的思维要求进一步提高。学生面对的有机合成问题,通常包括基于分析性思维能力的合成方案的解析和基于创造性思维能力的合成方案的设计,从对化学科学的理解、信息素养、问题的探究与解决能力等学习和评价要素看,“有机合成”是有机化学知识的制高点和生长点,更是学生学习的难点和思维能力培养的绝佳素材,因此,将“有机合成”作为一个教学单元的主题是合理的,更是必要的。
1单元教学目标的设计
本单元的教学内容包括有机合成方案的解析与设计。从知识的精髓看,两者是一致的,都是有机物官能团的结构、性质、转化及其应用;从面临的问题看,合成方案的解析侧重于通过对已知方案中未知物质的分析、线路的评价和探究结果的表达,在方案的理解和体会过程中达成逆合成分析法的形成,而合成方案的设计,则是通过新合成方案的构造和反思优化,在逆合成分析法的应用过程中,促进学生综合思维能力的提升,两者对素养与能力的要求具有明显的递进性;再从问题解决的策略与过程看(见图1所示),两者具有较强的关联性和融合性。
依据以上分析,“有机合成”单元教学目标的设计为:以有机合成为主线,将有机化合物的结构、性质、转化等知识点串联起来,使之系统化;以合成方法原理和特点的分析为重点,在问题解决的过程中,感受有机合成的本质、价值,培养问题解决策略,提升问题解决的思维能力,形成正确的科学观念和价值观念。
本单元的设计教学时段为三课时,课时教学目标的预设为:第一课时,整理回顾各类官能团的结构特征,引导学生从化学键的断裂与形成的角度理解有机化学反应及有机物之间相互转化的本质;关注有机物碳架的构建和官能团引入方法;在简单问题的解决过程中,穿插问题解决基本策略的培养。第二课时,在熟练掌握各类有机物转化关系的基础上,通过对实际生产实验中的合成方案的分析评价,体会有机合成的含义,学会多种问题解决策略的应用。第二课时是将第一课时中掌握的系统化知识应用于实际问题的解决,由此形成的问题解决能力还将对综合性更强、开放度更大的有机合成方案的设计起到先行组织者的作用。第三课时,综合应用有机化学知识和各种问题解决策略,完成对新物质或功能高分子化合物的合成方案设计;体验有机合成在生产、生活及高新技术领域的重要作用。
2 单元教学活动的设计
单元教学活动的设计包括单元学习主线的设计和课时学习活动的设计。
基于单元教学总体目标,本单元学习活动主线设计为:官能团与有机物的转化,在分析各种有机物官能团结构的基础上,理解有机物转化的本质,进而形成官能团转化的系统知识和基本策略合成方案解析,应用有机化学知识和问题解决策略,分析、评价真实背景下的实际合成方案合成方案设计,综合考虑各种因素,构造科学合理的合成方案。
基于课时教学目标服务于单元教学总体目标的原则,课时学习活动的设计既要保持单课时的独立性又要关注前后各课时之间教学目标的一体化达成、知识和能力的递进性和螺旋式上升,鉴于此,本单元课时学习活动设计如下:
第一课时,(1)回顾各类有机物的官能团,从化学键和基团之间的相互影响分析官能团对有机物化学特性的决定性作用,从旧键的断裂与新键的形成理解有机反应的本质。(2)以有机代表物间的相互转化将各类官能团的联系系统化。如要求学生以有机代表物为例,用方程式说明“醇醛酸酯一条线,乙烯联系一大片”的含义。(3)设计恰当“问题串”,在问题解决的过程中形成问题解决的基本策略。
[教学片断1]问题1:①环氧氯丙烷是制备树脂的主要原料,工业上有不同的合成路线,以下是其中的两条合成践线(有些反应未注明条件)。
(问题转化策略、正逆向递归策略)
2. ①当一取代苯继续发生取代反应时,新引进的取代基受到原取代基的影响而取代邻位、对位或间位。使新的取代基进入它的邻位、对位的取代基:-CH3、-NH2、-X;使新的取代基进入它的间位的取代基有:-COOH、-NO2等。
若将②、③两步反应顺序颠倒,也可以得到C,但实际上是不妥的。请你指出不妥之处_____。
②反应步骤BC的目的是什么?
(新信息介入策略、反思评价策略)
3.①多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下:
EF的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简式为_____。由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl),X的结构简式为_______。
②合成有机高分子化合物的途径有哪些?
[师生交流]见图2所示。
(式型匹配策略、模型建构策略)
(4)学习反思,由官能团间的转化反应到新物质的获取策略进而引发对合成方案的关注。第一课时作为对已学知识的回顾整理,学生的学习活动更多地以内省式的独立思考、生生间的讨论交流为主要形式展开,教师主导问题的提出并作为问题讨论的首席参与者,融入学生的学习活动。
第二课时:提出核心任务,应用逆合成方法的原理解析有机合成方案。把第一课时获得的学习成果置于真实的问题情境中检验反馈、拓展应用。选取经残缺设置后的实际生产或实验中真实的合成方案作为课堂教学素材,引导学生解决问题、掌握方法:物质分析原料的正向推衍、产物的片断解析、新信息的合理插入、官能团的正逆向对接,直至全部合成线路的贯通并将分析结果运行检验。线路分析合成顺序的科学性、合成路径的简约性、目标产品的产率、环境保护等。准确表达按要求正确书写有机物结构简式、有机反应方程式、同分异构体、识别反应类型等。
[教学片断2]问题1:尼龙-66被广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件,亦可制成薄膜用作包装材料,其合成路线如下图所示(中间产物E给出两条合成路线)。
完成下列填空:
(1)写出反应类型:反应②_________反应③_________。
(2)写出化合物D的结构简式:_________ 。
(3)写出一种与C互为同分异构体,且能发生银镜反应的化合物的结构简式:_________。
(4)写出反应①的化学方程式:_________。
(5)试评价中间产物E的两条合成路线___________________________。
(6)用化学方程式表示化合物B的另一种制备方法(原料任选):_________。
(知识应用,在分析、判断、比较和评价等过程中提高分析性思维能力)
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[交流]略
2. 以苯乙酮为原料的苯氧布洛芬钙合成路线如下,试回答下列问题:
信息一:氯化亚砜(SOCl2)可与醇发生反应,醇的羟基被氯原子取代而生成氯代烃。
信息二:已知:
(1)写出A_____,B_____,C_____,D_____,E_____,F_____的结构简式;
(2)写出苯乙酮的其他同分异构体(必须含有苯环和羰基)
(应用多种问题解决策略解析有机合成方案)
[交流](1)物质分析的策略与过程:见图3所示。
(2)同分异构体书写(见图4所示):
合成方案的解析是对第一课时知识和方法的拓展、组合型应用,而合成方案本身又是第三课时方案设计的范例,方案解析过程中形成的问题解决策略对第三课时学习活动具有内在的支撑价值,因此,本课时在全单元学习中具有承上启下的作用。本课时的学习活动形式主要为问题解决驱动下的小组合作、师生交流。
第三课时,教师发挥主导作用,根据学生实际设定问题的综合度,提出若干目标产物的合成方案设计任务,引导学生通过小组内交流合作、小组间比较优化、个体体验内化等学习活动,在问题解决的过程中提升思维品质。本课时以具有实际应用价值的目标产物的合成为问题背景,要求学生综合应用有机化学知识和各种问题解决策略,依据逆合成方法的原理,在联想创新中设计方案,在比较评价中优化方案。本课时的学习活动有利于学生进一步构建完善自己的知识网络和方法体系。
[教学片断3]问题1:香豆素( )
是一种用途广泛的香料,可用于配制香精及制造日用化妆品和香皂等。请用合成反应流程图表示出以
乙醇和邻羟基苯甲醛()合成香豆素的合成方案。
提示:①合成过程中无机试剂任选
本单元教学设计始终定位于以有机物之间官能团转化的知识为载体,通过合成方案的解析与设计,在问题解决过程中,培养问题解决策略,提升问题解决能力,所以,本单元设计了两类反馈检测题,一是对给定合成线路的解析,以考察学生对逆合成方法的理解水平;二是合成方案的构造,如“有机玻璃、涤纶的合成方案设计”,以考察学生对逆合成方法的应用水平。
3 单元教学设计的思考
单元教学主题的确定要突出“生本性”。课堂学习过程是师生和谐共创的心理能动过程,特别需要注重师生间的内在心理共鸣与外显教学共振的和谐统一。因此,一定要重视 “学情调研”,从学生实际出发,切实考虑学生当前已有的经验、思维方法和态度及心理需求(包括应对考试的需求), 把有利于学生基础知识的有效加强、认知结构的有效改良、分析问题解决问题等思维能力的有效培养,直至化学科学观念的有效形成,作为我们单元教学设计的出发点和追求目标。这就需要教师真正走近学生,通过作业与考试分析、学习过程观察、交流与访谈等,了解学生对学习内容的看法和自己对学习内容的想法,师生共同确定单元教学主题。
单元教学设计要落实整体性、发展性。一方面单元教学应服务于学科整体知识系统的理解、科学观念的形成和科学思维方法的培养;另一方面“单元”又是一个相对独立的教学单位,有一个相对完整的教学主题,其教学目标的确定、教学内容的整合和教学活动的安排自然具有整体性特征。单元内课时教学活动服务于单元教学目标的达成,各课时教学活动中知识学习与能力培养具有内在的联系性和发展性。如“有机合成”单元教学设计的整体性应落实在理解有机反应本质,将有机化学知识系统化,形成结构观、转化观、应用观,培养问题解决策略与问题解决的思维能力等教学目标的设定上;发展性则应落实在官能团转化知识、应用知识分析合成方案、应用知识设计合成方案的学习活动预设中。
参考文献:
关键词：有机化学化工 绿色化学 应用探析
1. 引言
化学是现今人们生活中必不可少的重要学科，其产生的各项发明以及用品都为人们的生活作出了很大的贡献。而就在化学为人们带来便利的同时，其在生产过程中排放的有害物质以及化学废品也对我国自然环境以及人民健康都带来了严重的隐患。而就在这种严峻的形式中，绿色化学的概念出现在了人们的面前，其能够在正常发挥化学自身作用的同时将化学对于人身以及环境所造成的威胁降至最低。正是由于绿色化学的这种全新理念以及巨大潜力，也使得其成为了我国目前的热点之一。
2 .绿色化学的概念
绿色化学，也可以称为环境无害化学，其存在的意义就是在设计生产化学用品的过程中避免对环境造成危害，并保证设计出的化学产品无论是在经济上还是技术上都可以实施的一个过程，其具体分为对于化学物质的合成、催化、检测等等环节。近年来，世界各方对于绿色化学都作出了一定的研究，并以绿色化学原料、绿色溶剂、绿色催化剂等方面积极开展绿色化学的研究。
3. 绿色化学在有机化工中的应用
在对绿色化学概念具有一定的了解后可以知道，如果想真正的使一个有机化学合成都实现绿色化，其同许多方面以及因素间都会存在很大的联系。在有机化学合成过程中，首先需要研究的就是所使用的化工原料是否能够更加绿色，而当对化学原料确定之后，则应当对以往的反应流程进行细致的观察分析，研究生产流程是否合理、是否还存在更为绿色、环保的生产流程。而在这个过程中，对于在化工反应中所必须用到的催化剂以及溶剂等方面因素也应当尽可能的保持其绿色化，从而保障化工反应的“全绿色”化进展。
图1 绿色化学的主要应用
3.1 绿色原料
在实现绿色化学的过程中，首先需要面对的问题就是原料的绿色化，其也正是我们实现绿色有机合成的基础。比如在我国的有机化工合成中，所使用的生产原料通常都是石油化工原料，而将其有效的替换为绿色生物原料，则是在绿色化学理念中的重要方式，也是对我国环境起到保护作用的重要途径。对于生物原料而言，其主要由纤维素以及淀粉两大部分所组成，其中，淀粉在化学反应中较为容易转变为葡萄糖，而纤维素则能够在木质素以及结晶的作用下，通过纤维素酶来将其以一种间接的方式转变为葡萄糖。而当我们获得葡萄糖之后，则能够以其作为原料，通过相应酶的作用获得己二酸，从而通过这种方式代替以往利用笨获得己二酸的方式。因为我们知道，笨是一种对人体有害的物质，有很大的致癌几率，所以在技术以及经济的保证下，在有机合成的过程中实现使用原料的去笨化，则能够起到起到很好的保护环境以及保护人类健康的作用，也正是我国开展绿色化学的一个重要目标。
3.2 绿色催化剂
在绿色化学中，要求在化学反应中应当具有高效的反应速度，并且当化学反应完毕后应当得到尽可能少的副产物，从而最终实现少排放甚至零排放，并以此作为现今社会提倡的原子经济特征。而同传统的化学反应相比，这种具有高效、多选择性的催化方式也能够很好的符合我国开展绿色化学的需求。而在其中，原子经济则是我国开展绿色化学的一个核心理念，其主要强调的是在化学反应过程中，应当将所有参与到反应中的原子都能够出现在反应物中，并在反应的过程中不会出现废弃物，而部分常见反应如加成反应、重排反应以及化合反应等都属于原子经济性反应。
图2 绿色催化剂应用
3.2.1 催化不对称
在有机合成反应中，催化不对称合成也是一种行之有效的合成方式，而这种催化不对称方式也在我国成为了一个人们广泛研究的特点。通过不对称催化方式的应用，不仅能够在反应的过程中获得一些在其它精细化工以及农药领域中所需求的中间物品，还能够在反应的过程中获得对环境、人类友好的绿色合成技术，例如我们经常开展的氢酯化反应、酶催化以及氢硅烷化反应等都属于催化不对称反应。
3.2.2 新型催化反应
目前，碱和液体酸是我国在进行有机合成过程中经常会使用到的催化剂类型，且这两者都具备高催化效率以及低成本的优点，受到了人们的广泛应用。而与此同时，这两者在具备高效、低廉优点的同时却存在着对设备高腐蚀性的缺点，使我们在对其使用过程中经常会出现较大的环境污染，且其在反应的过程中经常会伴随大量的副反应，使我们在完成工作后经常会出现问题难以处理、副反应繁杂等问题。而为了使这种缺点得到良好的克服，就需要我们应当加强绿色催化剂的研究力度。目前，我国在这方面已经具备了一定的成果，并获得了分子筛催化剂以及相转移催化剂等绿色催化剂，并且都具有高效、无害的特点，具有很高的实用价值。
3.3 绿色溶剂
图3 绿色溶剂的应用
3.3.1 水溶剂的应用
在自然界中，水是一种最为基本、也是非常丰富的一种溶剂，并且具有无污染、无毒、成本低廉的优点。当我们开展化学有机反应时，当实验环境保持在水中进行会更加安全简单，也不会存在像其它溶剂介质具有易燃、易爆的安全威胁。在普通类型的有机合成过程中，我们可以大胆的将其中的去保护合成以及官能团保护都适当省略，从而更加简化了合成的操作步骤，是一种非常理想的试验溶剂。同时，有机金属反应在有机合成中也是我国化学合成一个重要成果，有机铟试剂就是在这种情况中产生的一个较为成功的案例。这种试剂存在的最大特点就是当碳水化合物形成相应碳键时，其自身具备的官能团不需要对其采取保护，而在一般合成过程中都会使用保护基，也城市为了获得更好的选择性，而如果仅仅通过一种方式或者没有选择性的方式来进行，就只会平白的增加反应步骤，并且的消耗更多原料、能量的同时增加了废弃物的排放。
3.3.2 离子液体溶剂
所谓离子液体溶剂，就是指在温度适宜以及温度较低的情况下，处于液体的状态的盐可以由相关元素的无机阴离子以及有机阳离子这两大部分组成。通常来说，其能够适应的温度范围非常广，同时还具有制造成本地、溶解度强、能够循环利用、易于回收的优点，被化学界认为是一种非常理想的溶剂，并在世界范围的工业生产中获得了广泛的应用。比如在以往溶剂环境中，我们通过芳烃以及烯烃来进行烷基化反应是不可能完成的，而在例子液体溶剂中，则能够在适当催化剂的作用之下保证此反应在普通室温中就能够良好的发生，并且获得较好的生产率。目前，部分反应如氧化还原反应、烯烃氢化反应、偶联反应、 氢甲酰化反应以及酶促反应都能够在离子液体中顺利的完成。而在水以及离子溶剂之外，部分物质如超临界流体也可以作为绿色溶剂使用，目前，临界二氧化碳是人们研究较多的溶剂之一，其由于自身具有的安全性、无毒性而受到人们的广泛关注，具有较好的研究意义。
4. 结束语
总的来说，在我国目前号召可持续发展、绿色经济的背景下，开展绿色化学具有重要的意义。在上文中，我们对于绿色化学中重要的绿色材料、绿色溶剂以及绿色催化剂的应用进行了一定的分析与探讨，需要我们在实际生产中进一步掌握应用方式，从而有效的推动我国绿色化学发展的进程。
参考文献：
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[2]黄月琴，徐迈，陈建平.淮南师范学院化学教学中绿色化学教育研究[J].滁州学院学报.2010（05）：89-90.
