化学是一门以实验为基础的自然学科，这是小编为大家整理的大学化学科技论文，仅供参考!

大学化学科技论文篇一

探究大学化学实验课

摘要：化学是一门以实验为基础的自然学科，对于化学科学而言，所有的重大突破几乎全部是由化学实验而获得的，正如波义耳曾经说过的，如果没有实验，任何新的东西都是不可能深知的。化学实验课对大学学生领会、掌握相关知识非常重要，随着学科之间的相互渗透，传统的实验教学方法及内容已无法满足高等院校培养学生的目标需要。必须对化学实验的教学方法进行改革，以提高教学质量。

关键词：实验 大学化学 实验教学

中图分类号：G658.3 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.019

1 当今大学化学实验教学存在的一些问题

1.1 化学实验课的系统完整性被其独立性破坏

因为现代的化学实验教学与相关理论的教学是相关联的，而且是同步的或者稍微滞后进行的。应该说，实验教学在很大程度是依赖于理论教学的。四大基础理论化学完整性以及系统性全部自成体系，这就造成了一部分实验内容出现了不必要的交叉重复现象和部分实验项目责任不明导致出现遗漏的现象。

1.2 欠缺新的实验教学内容

目前大多数学校的化学实验教学内容比较陈旧，出于这种现状，涉及化学科学的最新研究成果与发展趋势有关联的实验内容非常少见。总体来说，验证性的实验所占的比重较大，而设计性与探究性的实验所占的比重较小。

1.3 在实验教学方法手段上比较欠缺

化学实验教学在方法手段方面而言，绝大多数学校现今仍然沿袭着过去的老传统，采用教师现场讲解并且示范的方式，老师把相关的实验内容以及步骤详细地写在黑板上，显得单调而古板，抑制了学生思维能力的发展和创新能力的发挥。

2 改革措施

2.1 充分发挥实验的魅力，激发学生的兴趣，培养学生的创新思维能力

对于学生而言，除了让其在化学学习的过程中自主地发现问题外，作为教师更要注重通过各种各样的途径来创设问题情境，从而引导学生能够发现并且提出问题。应该说，化学实验是最为形象、最为直观的创设问题情境的方法之一。

2.2 加强基础技能方面的培训

对于学生而言，扎实的化学实验技能是所有的学习化学的大学生应该具备的基础。实验教学的重点是，要使化学实验基本操作技能训练规范化、熟练化，尽量达到标准化的程度。所以说从实验一开始就要强调操作规范化的必要性以及重要性。通过基础操作使学生能够认识各种实验仪器，同时掌握实验仪器的使用方法以及相关的注意事项，并且要学会准确地观察实验，重点认识如分光光度计、电导仪、分析天平等中学还没有接触到的仪器;同时对诸如分离、提纯、结晶等基本的实验技能也是要重视的。

2.3 要注意营造宽松、民主、自由的实验氛围

学生在实验的过程中，作为教师，一定要注意观察学生在实验过程中的操作。一旦发现学生出现操作不正确的问题时，要注意不要过分指责，要用婉转的语气进行指导。在实验的过程中，学生肯定会遇到各种意想不到的问题，而这正是考验每个学生的时刻。学生面对实验操作，必须要冷静、细心、具体、有条理地去分析每一个获得的结果和数据，并且去观察和回顾每一个实验的步骤以及整个过程。教师应该注意给学生营造一个相对民主、宽松、自由的气氛，积极鼓励学生大胆地提出自己设计的方案，即便学生提出的方案不够全面、完善甚至出现错误，也应该多鼓励、多表扬，充分地肯定他们在提出方案过程中的主动参与意识。

2.4 教师角色需转变

在实验的过程中，教师的角色也要进行相应的转变，由传授者变成指导者，学生则由被动接受转变为进行实验操作的探索者和实践者。只有如此，学生的各种能力才能不断得到提高。教师在学生进行提问的时候，应该做到四个不轻易：第一，不轻易在学生发言的时候插话;第二，不轻易否定学生得出的结论;第三，不在学生进行争论的时候打断;第四，不直接给出学生正确答案。做到这四个不轻易，就可以让学生在一种相对平等的氛围中和教师进行交流，只有这样才能充分调动学生的积极性和发挥学生的想象力。

2.5 增加设置探究型和设计型的实验，鼓励自主创新型实验

应该说，化学实验在整个大学系统中是自成体系的，其具有相对的独特性以及独立性。要想真正培养创新人才，必须要在现如今的大学化学实验教学中增加各种设计型和探究型的实验内容。

2.6 借助多媒体的帮助进行“化学实验”， 使化学实验与时俱进

丰富多彩的实验现象不仅能激发学生的好奇心，还能激发他们强烈的求知欲望，探究其中的奥妙。但不是所有的化学实验现象都很明显，能起到预期的教学效果。作为教师，要接触多媒体，充分利用各种现代化的教学手段以及技术，这样从多角度进行化学实验教学，有些问题将会变得很简单。

2.7 重视实验成败的分析

学生在完成实验之后，需要完成实验报告，有的老师对学生的要求是，报告内容在结尾处要完成课后的相关思考题，而笔者则认为对于学生而言，对实验成败以及自己得失的分析远远比那些思考题重要。对有机化学实验，要注意分析影响产率高低的原因;对分析化学实验，必须要考虑引起各组平行实验数据差异的原因;对于物理化学实验，应该从学生的操作熟练程度、温度以及样品的浓度等方面考察实验结果和实际相偏离的原因……这样做更能加强学生思维能力的培养。

2.8 改变传统实验考核，积极探索和完善实验操作考核制度

一般而言，长久以来大学实验课的考核依附于理论课的考核，理论课的成绩越高，那么学生的总体成绩就越高，如果仅仅根据这个结果是无法对学生的独立思考以及动手能力做出准确判断的。作为我们教研室，通过各种积累，目前已经逐步形成一套规范化的操作考试体系，即先由教师准备好十几个操作考试题，在这些考试题中，既有学生做过的，也有从未接触过的，学生通过抽签的方式来确定自己的考题，然后一位教师监考一名学生。在考试的过程中，教师可以参考各种资料，教师根据提前设计好的操作标准进行相应的评分，现场给出成绩。这一举措既可以规范学生的操作，同时也能够对学生思维的培养起到促进作用。

参考文献：

[1]曾昭琼.有机化学实验[M].高等教育出版社，2008.

[2]周锦兰，张开诚.实验化学[M].华中科技大学出版社，2005.

[3]张智钧.工科专业实践教学的问题分析与改革探索[J].中国高教研究，2005，(6)：81-82.

大学化学科技论文篇二

大学有机化学中若干立体化学问题的解释

摘要详细讨论和解释了大学有机化学教学中常使学生感到迷惑的3个典型立体化学问题，包括(1)立体异构的分类;(2)含3个手性碳原子且其中2个为构造相同手性碳原子的化合物的立体异构体判断;(3)手性构象与分子手性的关系。

关键词 立体化学 立体异构 非对映异构 顺反异构 手性构象 有机化学

立体化学是大学有机化学教学的重要内容之一，主要内容包括2个方面，即分子中原子和基团在三维空间的排布以及分子的立体结构对其物理和化学性质的影响。在现行众多的大学有机化学教材中，立体化学的教学内容被安排在较靠前的章节，目的就是为了使学生尽早建立立体化学的概念，并将立体化学的观念贯穿于有机化学的整个学习过程之中。由于立体化学所涉及的概念众多，且许多概念之间关联复杂，使不少初学者感到一定程度的困难。在教学过程中，我们发现学生在学习过程中常常感到困惑的3个具有代表性的问题，即(1)立体异构的分类;(2)含3个手性碳原子且其中2个为构造相同手性碳原子的化合物的立体异构体判断;(3)手性构象与分子手性的关系，本文对以上3个问题进行详细的讨论和说明。1 立体异构的分类

立体异构指分子中原子的连接次序相同(即构造相同)，但分子中的原子在空间的排布方式不同而产生的异构现象。目前国内教材通常将立体异构分为构型异构和构象异构，将构型异构又分为旋光异构(包括对映异构和非对映异构)和顺反异构(或称几何异构)，我们认为这种分类在某些情况下容易造成异构体关系不清的问题。

根据当代国外经典教材，立体异构分为对映异构和非对映异构。

对映异构体指的是互成镜像关系而又不能重合的立体异构体，而非对映异构体定义为不成镜像关系的立体异构体。因此，(一)一酒石酸和(+)一酒石酸互为对映异构体，内消旋酒石酸与(一)或(+)一酒石酸互为非对映异构体。由于3种酒石酸的立体异构体中至少有1个(在此有2个)具有旋光性，我们可以将三者统称为旋光异构体。需要强调的是，顺一2一丁烯与反一2一丁烯这一对顺反异构体也属于非对映异构体，但由于两者都没有旋光性，因此不称为旋光异构体。由此可以看出，非对映异构体不一定属于旋光异构体。

2 含3个手性碳原子且其中2个为构造相同

手性碳原子的化合物的立体异构体判断

国内外教材一般都指出，对于含有3个手性碳原子的化合物，若其中的2个手性碳原子构造相同，则有4个旋光异构体，即一对对映体和两个内消旋体。由于均缺乏详细的推理过程，不少学生对此问题认识模糊，往往作出错误的判断。在此我们利用费歇尔投影式对这一问题进行详细说明。

，2，3，4一三羟基戊二酸中可含3个手性碳原子，且其中2个为构造相同的手性碳原子，因此该分子最多具有2。个旋光异构体。

由于(1)、(2)中的C2和C4手性碳原子均为R构型，C2并不成为一个手性中心，即C3不存在R或S构型的问题，故(1)和(2)为相同化合物。同理，(3)和(4)中的C3也不是手性中心，两者是相同的化合物。(1)和(3)均没有对称面和对称中心等对称因素，且互为镜像关系，是一对对映异构体。一般来说，学生对这一对对映异构体的判断问题不大。

问题主要发生在对2个内消旋体的判断上。(5)中的C2、C3、C4均为手性碳原子，但其费歇尔投影式中存在一个通过C2的对称面，将(5)切分为具有镜像关系的两半，故(5)为内消旋体，是非手性分子，(5)与其镜像分子是相同的化合物。同时(5)的C。是假手性碳原子，构型用5表示。因学生往往简单地认为具有一定构型的手性中心，其镜像的手性中心构型必然发生改变，所以会误认为(5)和(6)是同一化合物。同理，也会误认为(7)和(8)是同一化合物。

事实上，如果将(5)的镜像分子的费歇尔投影式画出来，并依次对其上的每个手性碳原子的构型进行指认，会发现其构型为RsS，即(5)的镜像分子为(8)，(5)与(8)是同一化合物。同样，(6)和(7)是同一化合物。

值得注意的是，(5)中C2的镜像碳原子(即(8)的C3)构型并未发生改变，其原因是相对于(5)的费歇尔投影式而言，其镜像费歇尔投影式(8)中的水平方向的H原子和OH基团交换1次，同时垂直方向的2个构造相同但构型不同的2个手性基团亦交换1次，这导致了(8)的C3构型并未改变，仍然为s构型。从这个例子中可以看出，我们不能简单地认为给定构型的手性碳原子的镜像碳原子构型一定会发生改变。如果给定构型的手性碳原子是假手性碳原子，其镜像碳原子的构型是保持不变的。

用另一种方法也可以得出正确的结论，其依据是：将一个费歇尔投影式在纸平面上旋转180°，所得新的费歇尔投影式所代表的分子的构型与原费歇尔投影式所代表的分子的构型完全一致。这是一条安全可靠的原则。据此，(5)与(8)为相同的化合物。事实上，我们根本不必要按照费歇尔投影式的原则再对(8)卜的每个手性碳原子的构型分别进行指认。因为(5)在纸平面上旋转180°后，其C2、C3、C4的构型一定相应于(8)中的C4、C3、C2的构型。即已知(5)的C2、C3、C4的构型依次为SsR，则其在纸平面上旋转180°(后得到的费歇尔投影式中手性碳原子的构型必然为RsS。同理，(6)与(7)为同一化合物。

基于以上分析，对于含3个手性碳原子且其中2个为构造相同手性碳原子的化合物的立体异构体的所有立体异构体(一对对映体和两个内消旋体)的快速且直观的写法见。

3 手性构象与分子手性

为说明这个问题，我们可考虑顺一1，2—二溴环己烷的手性与手性构象。顺一1，2一二溴环己烷的优势构象为椅式构象。若单独考虑椅式构象(1)，其应为手性构象，即(1)与其镜像构象(2)不能重合。但此环己烷体系是一构象灵活体系，即可以通过碳碳单键的旋转导致翻环。室温下，椅式构象(1)翻环后得构象异构体(3)，(3)与(2)实质上代表着同一构象。因此顺一1，2一二溴环己烷的椅式构象(1)和(2)虽然是手性构象，但两者处于快速平衡之中，且两者的能量相等，顺一1，2一二溴环己烷并不显旋光性。对于以上分析，一般教科书上都有说明。但问题是，顺一1，2一二溴乙烷虽然不显旋光性，但以手性构象存在，我们能不能因此称它为手性分子?答案是否定的。

据参考教材，若—个分子的手性构象与其镜像构象处于快速平衡，该分子无旋光性。同时，该分子也被认为是非手性分子。事实上，有机化合物通常都以快速转化的手性构象形式存在。然而，当我们讨论手性的时候，我们注重的是可观测的、持续性的属性，而不是某些瞬间构象。例如，即使是正丁烷这样的非手性分子，也是具有手性构象的。

正是由于这个原因，判断一个构象灵活分子是否具有光学活性(手性)，我们仅需考虑最对称的那种构象即可。因此，我们可以不考虑取代环己烷的真实构象。将其画为平面结构，立即可得出正确的结论，即顺一1，2-二溴环己烷是非手性分子，无旋光性。