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摘要:随着科技的发展和认知层次的提升,无机化学和有机化学之间的界限现在已相对模糊。就学术层面而言,有机化学和无机化学的单一性发展都无法获得现代化学发展的有效质变。在高职人才的培养实践中发现,只有无机化学学习较好的学生在学习有机化学的过程中能够更快捷、更合理地接受相关知识,也更容易获得专业成长上的成功。这里就无机化学和有机化学基本内容的差异进行了研究,对无机化学共价键模型、化学键参数、共振模式等在有机化学中的应用展开阐述,为立足高职教育化学教育现状,提出如何提升高职有机化学教学实效的有效途径,并为现代化学的发展和高职化学人才的培养提供参考。
关键词:无机化学;有机化学;理论
无机化学和有机化学是化学中的两大分支,同属于化学科学的专业范畴。而随着科技的发展和认知层次的提升,这二者之间的界限现在已相对模糊。从一定角度上而言,无机化学的延展得出了有机化学,二者具有天然的学科内在联系。在高职化学的学习过程之中,只有学好无机化学,才能更好地为有机化学理论和内容的学习奠定基础。高职学科教育的实践过程发现,无机化学学习较好的同学在学习有机化学的过程中就能够更快捷、更合理地接受相关知识,更容易获得专业上的成功。有机化学和无机化学的单一性发展都无法获得现代化学发展的有效质变。在对二者学习和研究中发现,除了要对二者之间的基本内容的差异有所认知,还需要有更为宽阔的视野,这样才能实现无机化学理论在有机化学中的应用。
1无机化学和有机化学基本内容的差异
1.1无机化学的基本内容
无机化学是建立在对化学元素及化合物的性质探讨和反应研究之上。无机化学作为化学科学的前身,其在发展进程中经历了三个阶段,即科学知识的搜集阶段、化学定律的确定阶段、化学学说的建立阶段[1]。其中科学知识的搜集是无机化学的**阶段,在这一阶段较为注重科学实验的事实累加。事实上,对实验进行搜集的目的就在于对科学实验作出实践验证。就化学的本质出发,自然界中的很多现象若直接观察会导致认知上的误差,事物之间的相互作用和反应需通过可靠的实验来探索他们某些现象的共性。从某种意义上讲,无机化学的学习,就是为了让学生能够正确地认识到化学的科学事实,并通过熟练地运用操作技能与完备的科学仪器来实现对某一或多个化学事实的理解和验证。而化学定律的确定阶段是无机化学的第二阶段,化学定律是通过将相似的事实进行归纳,同时通过大量的共性实验予以支撑。对其中的科学事实去伪存真、取其精华,而逐步形成化学科学内普遍接受和遵循的化学规律。化学学说的建立是无机化学的第三阶段,也是其*高阶段。就无机化学发展而言,广泛存在于化学科学中的定律之间,它们有着一定的联系,同时又需要一个学说来统领,对其中的内在联系予以分析和说明。
1.2有机化学的基本内容
碳元素的结构和性能可视为有机化学的主体研究内容。这就决定了有机化学中碳原子是其基本的组成单位,共价键也就成为了有机化合物的基本结构。而这一特点,也就决定了有机化学和无机化学之间的区别差异和相关联系。无机化学作为化学科学的重要内容,对有机化学的学习和学生专业学习有着积极的推动作用。学好有机化学有助于学生探究生命体的呼吸作用和新陈代谢的机制,药物合成,食品成分分析等起着重要的作用。
2无机化学在有机化学中的应用
2.1无机化学共价键模型在有机化学中的应用
在无机化学的研究中发现,其分子化合物主要是有共价键相联合。共价键是以电子配对或电子云重叠的方式在分子内进行运动,而这种运动也是具有一定的轨道性。共价键中电子运动通常是按能量的大小排列而进入不同层的分子轨道。无机化学在对共价键的形成和发展中,其本质的探索就是对无机化学重点的探索方向。在这一进程中,通过对模型的建立,是科学假设以轨道空间的形式来达成对分子结构的科学描述。而这一模型分析的方式,也为研究无机化学的分子结构形成奠定了一定的基础。近年来,分子轨道理论在有机化学中得到了一定的应用。分子轨道理论的核心是以分子运动为出发点,对每个电子的运行状态予以科学的描述。无机化学中对分子的应用主要是通过分子轨道理论进行的,而采用共价键的理论来解释。因此可通过对无机化学的共价键研究来实现对有机化学结构分析的描述。如两种分子都是平面结构的共同体系,以共价键的模型来分析,其可构成分子骨架。有机化学中的碳元素加入到平面结构中构成一个垂直的轨道,通过组合重叠构成一个中心键,并在骨架中反复的运动,*后可以形成离域键,在一个酸性的离域中加入有机化合物可以减轻碱性物质,稳定离域状态[1]。
2.2无机化学中的化学键参数在有机化学中的应用
无机化学中的共价键和其它键有其固定参数,共价键和其它键的参数可用来描述无机物的分子空间构型,多用电极的正负来对应参数的强弱,并以此来作为共价键的基本属性。在化学科学的发展中,有机化学相对于无机化学在组成上具有更高的复杂性,各个构成原子之间多会发生相互的干扰,这就容易导致不同共价键之间的电子云或者是重叠部分发生偏移。而在科学研究的实践中发现,无机化学中共价键的正负性及通过空间模型的构建消除或者抵消之间的排斥性,都能够对复杂的有机化学分析提供思路和空间模型。就有机化学的分析而言,有机分子的应用主要是通过对不同键功能来实现的,而正负性可实现对键的衡量,这就为有机化学的发展打下了良性的基础。
2.3无机化学共振理论在有机化学中的应用
无机化学共振理论是有机化学应用的重要基础。共振理论的发现证明了有机化学中离域键的存在[1]。共振理论对化合物的性质和结果进行了重新的定位,不仅有效的解决了部分化合物性质和结构不相符的问题,同时这一理论对有机化学和无机化学都具有重大的推动意义。从一定程度上讲,不同化学符号的结构长度是有一定差异的,通过对无机化学的共振理论研究学习,能更好地实现分子结构的排列组合,也得出一些化学现象的合理解释。
3提升高职化学教学实效的有效途径
教育部2014年就高职教育课程改革中核心素养的培养提出了具体的指导意见。要求广大高职教师能够以学业提升+核心素养提升为主线,深入开展课程实践,实现学生立足于学科本质的全面发展。无机化学是高职化学教育中的一门基础课程,对化学学科的系统学习和自身的专业再造具有着重要的意义。化学的学习是高职学生专业素养提升的重要支点,它对高职学生的专业成长和未来发展将产生极其深远的影响。作为高职教育化学专业教师,在教学过程中,也要不断地探索和改革教学方式,以新的模式和理念,实现化学课堂构建思路和呈现新形式的变革,促成教学行为和学习效果*优化。在这一探索中发现,无机化学的价键理论、杂化轨道理论是理解有机物结构与性质的基础,同时无机化学中共价键的形成及键参数也决定了有机化合物的基本物理性质。从学生专业学习的角度而言,学好无机化学不仅是学习无机化学的基础,更是捷径。当前,如何在有机化学教学中,巧妙地引入无机化学理论,达到加深学生的理解并立即应用于有机化学的学习,已成为高职教师有机化学教学中值得关注的问题[2]。不可忽视的是,受到部分高职学生在高中学习阶段因学业压力、课程时间等多方面的影响,多数学生未能有效地完成无机化学的知识学习,学生化学综合素养普遍不高且参差不齐。在教学中对无机化学的讲解收效较低。同时在高职化学专业的教学中,部分学生对有机化合物的物理性质、酸碱度认知不足,多靠对物质的性质死记硬背来应付学业考察。如果能够通过分子间力、分子极性等来完成对有机化合物性质的推测,那么学习就较为轻松了。同时,有机化学物质反应较为复杂,多数学生未能够有效地完成对反应的全面认知,对反应的机理不明确,对反应的内容一知半解。未能根据反应进攻基团、电子云密度分布来实现对反应物质的推测。现阶段,信息技术发展的背景下,“微课”以其*佳的自主学习效果,丰富的媒体展示形式,对某个知识点或教学环节可以有效点缀和补充,便捷的终端播放和传播方式成为广大教师在课堂教学中的**。在教学中,可根据高职的有机化学教学特点和学生基点,有效地将有机化学理论、有机化学模型分析等以微课形式植入传统的授课模式中,不仅拓展了课堂的视野,也提高学生学科的参与性和提升有机化学的理解能力,促进院校化学专业的信息化改革。实践证明,“微课”这一具有时代特点和超越时空属性的化学课堂教学理念受到了师生的普遍认可。综上所述,只有将无机化学理论与有机化学理论有效结合,才是现代化学碰撞出更高的技术和有更精准的目标。高职教育中,无机化学理论素养的培养与实践将是各院校无机化学教学的新姿态、新气象、新形式的呈现。这一融合性的发展策略,就要求高职教师对无机化学理论娴熟,强调无机化学理论的具体应用。并积极引导学生自觉地应用理论知识解释现象、解决问题,调动起学生的兴趣和积极性,提高化学学科的教学质量[2],进而完成在新课改背景下的高职人才培养要求,实现高职学科教育科学深入地发展。
参考文献:
[1]许颖芬,试探无机化学理论在有机化学中的应用[J].化工管理,2017,(32):80.
[2]何海斌.有机化学中涉及的无机化学理论及教学建议[J].大学化学,1997:14.
作者:潘正芝 单位:贵州轻工职业技术学院
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