大學化學科技論文

　　化學是一門以實驗為基礎的自然學科，這是學習啦小編為大家整理的大學化學科技論文，僅供參考!

　　大學化學科技論文篇一

　　探究大學化學實驗課

　　摘要：化學是一門以實驗為基礎的自然學科，對于化學科學而言，所有的重大突破幾乎全部是由化學實驗而獲得的，正如波義耳曾經說過的，如果沒有實驗，任何新的東西都是不可能深知的。化學實驗課對大學學生領會、掌握相關知識非常重要，隨著學科之間的相互滲透，傳統的實驗教學方法及內容已無法滿足高等院校培養學生的目標需要。必須對化學實驗的教學方法進行改革，以提高教學質量。

　　關鍵詞：實驗 大學化學 實驗教學

　　中圖分類號：G658.3 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.019

　　1 當今大學化學實驗教學存在的一些問題

　　1.1 化學實驗課的系統完整性被其獨立性破壞

　　因為現代的化學實驗教學與相關理論的教學是相關聯的，而且是同步的或者稍微滯后進行的。應該說，實驗教學在很大程度是依賴于理論教學的。四大基礎理論化學完整性以及系統性全部自成體系，這就造成了一部分實驗內容出現了不必要的交叉重復現象和部分實驗項目責任不明導致出現遺漏的現象。

　　1.2 欠缺新的實驗教學內容

　　目前大多數學校的化學實驗教學內容比較陳舊，出于這種現狀，涉及化學科學的最新研究成果與發展趨勢有關聯的實驗內容非常少見。總體來說，驗證性的實驗所占的比重較大，而設計性與探究性的實驗所占的比重較小。

　　1.3 在實驗教學方法手段上比較欠缺

　　化學實驗教學在方法手段方面而言，絕大多數學校現今仍然沿襲著過去的老傳統，采用教師現場講解并且示范的方式，老師把相關的實驗內容以及步驟詳細地寫在黑板上，顯得單調而古板，抑制了學生思維能力的發展和創新能力的發揮。

　　2 改革措施

　　2.1 充分發揮實驗的魅力，激發學生的興趣，培養學生的創新思維能力

　　對于學生而言，除了讓其在化學學習的過程中自主地發現問題外，作為教師更要注重通過各種各樣的途徑來創設問題情境，從而引導學生能夠發現并且提出問題。應該說，化學實驗是最為形象、最為直觀的創設問題情境的方法之一。

　　2.2 加強基礎技能方面的培訓

　　對于學生而言，扎實的化學實驗技能是所有的學習化學的大學生應該具備的基礎。實驗教學的重點是，要使化學實驗基本操作技能訓練規范化、熟練化，盡量達到標準化的程度。所以說從實驗一開始就要強調操作規范化的必要性以及重要性。通過基礎操作使學生能夠認識各種實驗儀器，同時掌握實驗儀器的使用方法以及相關的注意事項，并且要學會準確地觀察實驗，重點認識如分光光度計、電導儀、分析天平等中學還沒有接觸到的儀器;同時對諸如分離、提純、結晶等基本的實驗技能也是要重視的。

　　2.3 要注意營造寬松、民主、自由的實驗氛圍

　　學生在實驗的過程中，作為教師，一定要注意觀察學生在實驗過程中的操作。一旦發現學生出現操作不正確的問題時，要注意不要過分指責，要用婉轉的語氣進行指導。在實驗的過程中，學生肯定會遇到各種意想不到的問題，而這正是考驗每個學生的時刻。學生面對實驗操作，必須要冷靜、細心、具體、有條理地去分析每一個獲得的結果和數據，并且去觀察和回顧每一個實驗的步驟以及整個過程。教師應該注意給學生營造一個相對民主、寬松、自由的氣氛，積極鼓勵學生大膽地提出自己設計的方案，即便學生提出的方案不夠全面、完善甚至出現錯誤，也應該多鼓勵、多表揚，充分地肯定他們在提出方案過程中的主動參與意識。

　　2.4 教師角色需轉變

　　在實驗的過程中，教師的角色也要進行相應的轉變，由傳授者變成指導者，學生則由被動接受轉變為進行實驗操作的探索者和實踐者。只有如此，學生的各種能力才能不斷得到提高。教師在學生進行提問的時候，應該做到四個不輕易：第一，不輕易在學生發言的時候插話;第二，不輕易否定學生得出的結論;第三，不在學生進行爭論的時候打斷;第四，不直接給出學生正確答案。做到這四個不輕易，就可以讓學生在一種相對平等的氛圍中和教師進行交流，只有這樣才能充分調動學生的積極性和發揮學生的想象力。

　　2.5 增加設置探究型和設計型的實驗，鼓勵自主創新型實驗

　　應該說，化學實驗在整個大學系統中是自成體系的，其具有相對的獨特性以及獨立性。要想真正培養創新人才，必須要在現如今的大學化學實驗教學中增加各種設計型和探究型的實驗內容。

　　2.6 借助多媒體的幫助進行“化學實驗”， 使化學實驗與時俱進

　　豐富多彩的實驗現象不僅能激發學生的好奇心，還能激發他們強烈的求知欲望，探究其中的奧妙。但不是所有的化學實驗現象都很明顯，能起到預期的教學效果。作為教師，要接觸多媒體，充分利用各種現代化的教學手段以及技術，這樣從多角度進行化學實驗教學，有些問題將會變得很簡單。

　　2.7 重視實驗成敗的分析

　　學生在完成實驗之后，需要完成實驗報告，有的老師對學生的要求是，報告內容在結尾處要完成課后的相關思考題，而筆者則認為對于學生而言，對實驗成敗以及自己得失的分析遠遠比那些思考題重要。對有機化學實驗，要注意分析影響產率高低的原因;對分析化學實驗，必須要考慮引起各組平行實驗數據差異的原因;對于物理化學實驗，應該從學生的操作熟練程度、溫度以及樣品的濃度等方面考察實驗結果和實際相偏離的原因……這樣做更能加強學生思維能力的培養。

　　2.8 改變傳統實驗考核，積極探索和完善實驗操作考核制度

　　一般而言，長久以來大學實驗課的考核依附于理論課的考核，理論課的成績越高，那么學生的總體成績就越高，如果僅僅根據這個結果是無法對學生的獨立思考以及動手能力做出準確判斷的。作為我們教研室，通過各種積累，目前已經逐步形成一套規范化的操作考試體系，即先由教師準備好十幾個操作考試題，在這些考試題中，既有學生做過的，也有從未接觸過的，學生通過抽簽的方式來確定自己的考題，然后一位教師監考一名學生。在考試的過程中，教師可以參考各種資料，教師根據提前設計好的操作標準進行相應的評分，現場給出成績。這一舉措既可以規范學生的操作，同時也能夠對學生思維的培養起到促進作用。

　　參考文獻：

　　[1]曾昭瓊.有機化學實驗[M].高等教育出版社，2008.

　　[2]周錦蘭，張開誠.實驗化學[M].華中科技大學出版社，2005.

　　[3]張智鈞.工科專業實踐教學的問題分析與改革探索[J].中國高教研究，2005，(6)：81-82.

　　大學化學科技論文篇二

　　大學有機化學中若干立體化學問題的解釋

　　摘要詳細討論和解釋了大學有機化學教學中常使學生感到迷惑的3個典型立體化學問題，包括(1)立體異構的分類;(2)含3個手性碳原子且其中2個為構造相同手性碳原子的化合物的立體異構體判斷;(3)手性構象與分子手性的關系。

　　關鍵詞　立體化學　立體異構　非對映異構　順反異構　手性構象　有機化學

　　立體化學是大學有機化學教學的重要內容之一，主要內容包括2個方面，即分子中原子和基團在三維空間的排布以及分子的立體結構對其物理和化學性質的影響。在現行眾多的大學有機化學教材中，立體化學的教學內容被安排在較靠前的章節，目的就是為了使學生盡早建立立體化學的概念，并將立體化學的觀念貫穿于有機化學的整個學習過程之中。由于立體化學所涉及的概念眾多，且許多概念之間關聯復雜，使不少初學者感到一定程度的困難。在教學過程中，我們發現學生在學習過程中常常感到困惑的3個具有代表性的問題，即(1)立體異構的分類;(2)含3個手性碳原子且其中2個為構造相同手性碳原子的化合物的立體異構體判斷;(3)手性構象與分子手性的關系，本文對以上3個問題進行詳細的討論和說明。1　立體異構的分類

　　立體異構指分子中原子的連接次序相同(即構造相同)，但分子中的原子在空間的排布方式不同而產生的異構現象。目前國內教材通常將立體異構分為構型異構和構象異構，將構型異構又分為旋光異構(包括對映異構和非對映異構)和順反異構(或稱幾何異構)，我們認為這種分類在某些情況下容易造成異構體關系不清的問題。

　　根據當代國外經典教材，立體異構分為對映異構和非對映異構。

　　對映異構體指的是互成鏡像關系而又不能重合的立體異構體，而非對映異構體定義為不成鏡像關系的立體異構體。因此，(一)一酒石酸和(+)一酒石酸互為對映異構體，內消旋酒石酸與(一)或(+)一酒石酸互為非對映異構體。由于3種酒石酸的立體異構體中至少有1個(在此有2個)具有旋光性，我們可以將三者統稱為旋光異構體。需要強調的是，順一2一丁烯與反一2一丁烯這一對順反異構體也屬于非對映異構體，但由于兩者都沒有旋光性，因此不稱為旋光異構體。由此可以看出，非對映異構體不一定屬于旋光異構體。

　　2　含3個手性碳原子且其中2個為構造相同

　　手性碳原子的化合物的立體異構體判斷

　　國內外教材一般都指出，對于含有3個手性碳原子的化合物，若其中的2個手性碳原子構造相同，則有4個旋光異構體，即一對對映體和兩個內消旋體。由于均缺乏詳細的推理過程，不少學生對此問題認識模糊，往往作出錯誤的判斷。在此我們利用費歇爾投影式對這一問題進行詳細說明。

　　，2，3，4一三羥基戊二酸中可含3個手性碳原子，且其中2個為構造相同的手性碳原子，因此該分子最多具有2。個旋光異構體。

　　由于(1)、(2)中的C2和C4手性碳原子均為R構型，C2并不成為一個手性中心，即C3不存在R或S構型的問題，故(1)和(2)為相同化合物。同理，(3)和(4)中的C3也不是手性中心，兩者是相同的化合物。(1)和(3)均沒有對稱面和對稱中心等對稱因素，且互為鏡像關系，是一對對映異構體。一般來說，學生對這一對對映異構體的判斷問題不大。

　　問題主要發生在對2個內消旋體的判斷上。(5)中的C2、C3、C4均為手性碳原子，但其費歇爾投影式中存在一個通過C2的對稱面，將(5)切分為具有鏡像關系的兩半，故(5)為內消旋體，是非手性分子，(5)與其鏡像分子是相同的化合物。同時(5)的C。是假手性碳原子，構型用5表示。因學生往往簡單地認為具有一定構型的手性中心，其鏡像的手性中心構型必然發生改變，所以會誤認為(5)和(6)是同一化合物。同理，也會誤認為(7)和(8)是同一化合物。

　　事實上，如果將(5)的鏡像分子的費歇爾投影式畫出來，并依次對其上的每個手性碳原子的構型進行指認，會發現其構型為RsS，即(5)的鏡像分子為(8)，(5)與(8)是同一化合物。同樣，(6)和(7)是同一化合物。

　　值得注意的是，(5)中C2的鏡像碳原子(即(8)的C3)構型并未發生改變，其原因是相對于(5)的費歇爾投影式而言，其鏡像費歇爾投影式(8)中的水平方向的H原子和OH基團交換1次，同時垂直方向的2個構造相同但構型不同的2個手性基團亦交換1次，這導致了(8)的C3構型并未改變，仍然為s構型。從這個例子中可以看出，我們不能簡單地認為給定構型的手性碳原子的鏡像碳原子構型一定會發生改變。如果給定構型的手性碳原子是假手性碳原子，其鏡像碳原子的構型是保持不變的。

　　用另一種方法也可以得出正確的結論，其依據是：將一個費歇爾投影式在紙平面上旋轉180°，所得新的費歇爾投影式所代表的分子的構型與原費歇爾投影式所代表的分子的構型完全一致。這是一條安全可靠的原則。據此，(5)與(8)為相同的化合物。事實上，我們根本不必要按照費歇爾投影式的原則再對(8)卜的每個手性碳原子的構型分別進行指認。因為(5)在紙平面上旋轉180°后，其C2、C3、C4的構型一定相應于(8)中的C4、C3、C2的構型。即已知(5)的C2、C3、C4的構型依次為SsR，則其在紙平面上旋轉180°(后得到的費歇爾投影式中手性碳原子的構型必然為RsS。同理，(6)與(7)為同一化合物。

　　基于以上分析，對于含3個手性碳原子且其中2個為構造相同手性碳原子的化合物的立體異構體的所有立體異構體(一對對映體和兩個內消旋體)的快速且直觀的寫法見。

　　3　手性構象與分子手性

　　為說明這個問題，我們可考慮順一1，2—二溴環己烷的手性與手性構象。順一1，2一二溴環己烷的優勢構象為椅式構象。若單獨考慮椅式構象(1)，其應為手性構象，即(1)與其鏡像構象(2)不能重合。但此環己烷體系是一構象靈活體系，即可以通過碳碳單鍵的旋轉導致翻環。室溫下，椅式構象(1)翻環后得構象異構體(3)，(3)與(2)實質上代表著同一構象。因此順一1，2一二溴環己烷的椅式構象(1)和(2)雖然是手性構象，但兩者處于快速平衡之中，且兩者的能量相等，順一1，2一二溴環己烷并不顯旋光性。對于以上分析，一般教科書上都有說明。但問題是，順一1，2一二溴乙烷雖然不顯旋光性，但以手性構象存在，我們能不能因此稱它為手性分子?答案是否定的。

　　據參考教材，若—個分子的手性構象與其鏡像構象處于快速平衡，該分子無旋光性。同時，該分子也被認為是非手性分子。事實上，有機化合物通常都以快速轉化的手性構象形式存在。然而，當我們討論手性的時候，我們注重的是可觀測的、持續性的屬性，而不是某些瞬間構象。例如，即使是正丁烷這樣的非手性分子，也是具有手性構象的。

　　正是由于這個原因，判斷一個構象靈活分子是否具有光學活性(手性)，我們僅需考慮最對稱的那種構象即可。因此，我們可以不考慮取代環己烷的真實構象。將其畫為平面結構，立即可得出正確的結論，即順一1，2-二溴環己烷是非手性分子，無旋光性。