《有机化学》课程教学大纲

《有机化学》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称有机化学课程编号330040081课程性质必修课课程类别学科专业基础课开课单位化学工程与工艺教研室授课学期第3学期学分/学时3/48课内学时48理论授课38上机学时0课内实践0实验学时10课外学时58适用专业新能源材料与器件是否双语否先修课程无机与分析化学后续课程锂离子电池材料、太阳能电池材料二、课程简介本课程是新能源材料与器件专业的专业基础课，是一门理论性和实践性并重的课程。通过本课程的学习，使学生在无机及分析化学的基础上，比较系统地获得有机化学的基本理论、基本知识、基本技能及学习有机化学的基本思想和方法；在创造性思维、了解自然科学规律、发现问题和解决问题的能力方面获得初步的训练；对有机化学在国民经济、社会生活中的重要地位和作用有更好的认识；使学生能够理解和掌握有机化合物在新能源领域中的作用，为新能源材料和器件的研究和开发做出贡献；了解本学科范围内重大的科学技术新成果及发展方向，为进一步学习后续专业课程，培养新能源人才打好基础。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标课程总体目标是为学生提供有机化学的基本理论和实验技能，通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.掌握各类典型有机化合物的结构、命名和物理性质，了解有机化学在能源、材料等领域的应用，强调有机化学家在这些领域所承担的社会责任，培养学生的社会责任感。课程目标2.能掌握有机化学反应的基本类型，能够通过有机化学的基本原理与研究方法掌握有机化合物的合成方法，以满足新能源材料和器件的需求，培养学生的环保意识、科学精神和绿色化学思维。课程目标3.学会分离提纯有机混合物的一般方法，能够合成具有特定结构的有机化合物，提高学生的实验技能和科学素质，培养学生的实验设计、实验操作、数据分析和解决问题的能力，引导学生养成严谨、务实的科研态度，注重实验数据的真实性和可靠性。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1-2：掌握用于解决复杂工程问题的物理、化学等自然科学类基础知识，并能用于对新能源材料与器件生产和加工过程复杂工程问题进行恰当的公式表征和计算。指标点：8-3具有社会责任感。1-工程知识8-职业规范课程目标2指标点2-2：具有应用高等数学、工程数学、物理和化学等基本原理对新能源材料与器件领域内的复杂工程问题进行分析、数学建模的能力。2-问题分析课程目标3指标点4-1：掌握自然科学实验的基本原理和方法，具备基本的实验技能。4-研究四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元烃（学时数：20学时）1.课程主要内容（1）有机化学的基础，化学键的基本概念；（2）烷烃、烯烃、炔烃、环烃等烃类的结构、命名和物理性质；（3）烷烃、烯烃、炔烃、环烃等烃类的主要化学反应及反应历程，包括烷烃的氧化、裂化、取代反应、烯烃和炔烃的加成、氧化应、α-H的反应、脂环烃的开环和卤代反应，苯环的亲电取代、侧链上的取代和氧化反应等；（4）烷烃、烯烃、炔烃、环烃等烃类的重要代表物的来源及用途。2.重点和难点重点：烷烃、烯烃、炔烃、环烃等烃类的结构、命名和化学性质。难点：共轭效应，化学反应的反应历程。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，运用多媒体、动画等现代化教学手段，将烃的结构、性质和反应过程形象地展示给学生，帮助学生更好地理解和掌握相关知识；（2）通过引导学生自主思考、讨论和解决问题的方式，激发学生的学习兴趣和主动性，培养学生的创新能力和解决问题的能力；（3）结合实际应用案例，介绍烃在能源、材料等领域中的应用，让学生了解烃的重要性和实用性，提高学生的学习兴趣和动力，强调化学家在烃类领域所承担的社会责任，培养学生的社会责任感；（4）通过讨论不同的合成路线，培养学生的环保意识、科学精神和绿色化学思维。4.学生学习预期成果能够清晰地理解烃的定义、特点和分类方法，熟悉烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等各类烃的基本结构和性质；应能够深入理解烃的各类化学反应（如取代反应、加成反应、消除反应等）的机理和条件，掌握其反应规律和影响因素；了解烃在能源、化工、医药等领域的应用价值和发展趋势，认识烃的重要性和实用性。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标1和课程目标2。第二单元烃的衍生物（学时数：18学时）1.课程主要内容（1）卤代烃、醇酚醚、醛酮和羧酸等烃的衍生物的结构、命名和物理性质；（2）卤代烃、醇酚醚、醛酮和羧酸等烃的衍生物的主要化学反应及反应历程，包括卤代烃的亲核和消除反应，醇与无机酸的反应、脱水反应和氧化反应，酚的酸性和显色反应、醛酮的亲核加成反应（与醇、氢氰酸、格氏试剂、氨及其衍生物的加成），α－H的反应和氧化反应；（3）卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮和羧酸等烃的衍生物的重要代表物的来源及用途。2.重点和难点重点：卤代烃、醇酚醚、醛酮和羧酸等烃衍生物的命名和化学性质；难点：卤代烃、醇酚醚、醛酮和羧酸等烃衍生物的化学性质和反应机理。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，运用多媒体、动画等现代化教学手段，将烃的衍生物的结构、性质和反应过程形象地展示给学生，帮助学生更好地理解和掌握相关知识；（2）通过引入案例，如燃料电池、太阳能电池等，介绍卤代烃、醇酚、醛酮等在新能源领域的前沿技术和研究进展，激发学生的学习兴趣和动力。（3）小组讨论卤代烃、醇酚、醛酮等在新能源领域的发展前景和挑战，帮助学生了解卤代烃在新能源领域的重要性和应用价值，为其未来的职业发展做好准备。（4）采用小组讨论、互动问答等多种教学方法，提高学生的学习参与度和兴趣。4.学生学习预期成果全面理解烃的衍生物的基本概念、分类、命名规则以及它们的基本结构和性质；熟悉各类烃的衍生物（如卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸等）的特点和反应性质。能够利用所学的知识和反应机理，设计简单的烃的衍生物合成路线。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标1和课程目标2。第三单元重结晶（学时数：2学时）1.课程主要内容（1）重结晶方法提纯固体有机化合物；（2）热过滤、抽滤和回流等基本操作。2.重点和难点重点：（1）温度控制：温度对溶解度有重要影响。通过控制温度，可以调整目标物质在溶剂中的溶解度，从而实现分离。（2）杂质去除：在重结晶过程中，通过多次溶解、冷却、过滤等操作，逐步去除杂质，提高目标物质的纯度。难点：重结晶实验需要一定的实验操作技巧，如正确的加热、搅拌、过滤等操作，否则可能导致实验失败或结果不准确。3.实施方式小组实验4.学习要求学会用重结晶方法提纯固体有机化合物；掌握热过滤、抽滤和回流等基本操作。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验（2）开出要求：必做（3）分组要求：2人1组（4）实验准备①仪器设备、药品试剂：回流装置、热过滤装置、减压过滤装置（抽滤）；粗萘：1.2g；酒精(55%重量比)：约50mL；活性炭。②预习要求：预习时需要明确重结晶实验的目的，理解重结晶的基本原理和步骤，应详细阅读实验步骤，确保对每一步操作都有清晰的认识，理解每个步骤的目的和重要性。6.学生学习预期成果理解重结晶原理、掌握实验操作技能、提高实验分析能力、增强实验安全意识和实践能力等方面。学生将能够更好地掌握提纯物质的方法，提高自己的实验能力和综合素质。7.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标3。第四单元环己烯的制备（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）浓磷酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法；（2）热分馏、蒸馏、洗涤、干燥等操作。2.重点和难点重点：热分馏、蒸馏等操作。难点：反应条件的控制与优化以及副产物的生成与控制等。3.实施方式小组实验4.学习要求全面理解实验原理，熟练掌握实验操作技能，注重实验安全，学会分析实验结果，并通过实验培养自己的实践能力。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验（2）开出要求：必做（3）分组要求：2人1组（4）实验准备①仪器设备、药品试剂：分馏装置(刺形分馏柱)，蒸馏装置；环己醇：20g(21mL，0.2mol)；磷酸：10mL；无水CaCl2：2~3克；饱和食盐水。②预习要求：预习时需要明确实验的目的，应详细阅读实验步骤，确保对每一步操作都有清晰的认识，理解每个步骤的目的和重要性。6.学生学习预期成果学生应能够熟练掌握实验操作技能，包括试剂的称量、仪器的使用、实验步骤的执行等；能够通过实验数据的分析，评估实验的成功与否，理解影响实验结果的因素，并提出改进意见。7.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标3。第五单元乙酸正丁酯的制备（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）酯化反应原理，乙酸正丁酯的制备方法。（2）共沸蒸馏分水法的原理和分水器（油水分离器）的使用。（3）蒸馏、回流分水、液体的洗涤、干燥基本操作。2.重点和难点重点：蒸馏、回流分水、液体的洗涤、干燥基本操作。难点：蒸馏分水法的原理和分水器（油水分离器）。（3）。3.实施方式小组实验4.学习要求学生需要提前预习实验原理，理解酯化反应的基本概念和乙酸正丁酯的制备方法。他们需要能够清晰地解释反应机理，包括乙酸和正丁醇如何反应生成乙酸正丁酯，以及催化剂在反应中的作用；应该了解乙酸和正丁醇的物理化学性质，以及可能产生的有害物质，确保实验过程的安全；尊重实验数据，遵守实验规则。5.实验要求（1）实验属性：验证性实验（2）开出要求：必做（3）分组要求：2人1组（4）实验准备①仪器设备、药品试剂：设备：回流分水装置，蒸馏装置，洗涤和过滤装置试剂：正丁醇、冰醋酸、浓硫酸、10%碳酸钠溶液、无水硫酸镁②预习要求：预习时需要明确实验的目的，应详细阅读实验步骤，确保对每一步操作都有清晰的认识，理解每个步骤的目的和重要性。6.学生学习预期成果全面理解和掌握制备原理，提升实验技能和分析能力，强化安全意识，以及提升实践能力和创新思维，增强独立思考、团队合作、解决问题的能力等。7.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标3。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑理论课程课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元烃讲授法、启发法、课堂讨论、案例法课程目标1、2201:1.2第二单元烃的衍生物讲授法、启发法、课堂讨论、案例法课程目标1、2181:1.2合计38实验课程课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排第三单元重结晶小组实验课程目标32第四单元环己烯的制备小组实验课程目标34第五单元乙酸正丁酯的制备小组实验课程目标34合计10五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩30%作业（百分制）50本门课程5次作业，主要考核烃和烃的衍生物的命名、物理性质、化学性质等内容。作业评分的具体标准：准确性：命名是否规范，反应是否合理。完整性：作业是否完整，所有要求回答的问题是否都已回答。清晰性：答案是否清晰明了，易于理解。创新性：如果作业要求提出新的想法或方法，那么这些想法或方法是否具有创新性，是否有助于解决问题。格式和书写：作业的书写是否整洁，格式是否符合要求。例如，是否使用了正确的化学符号和公式。目标分值=0.5*作业平均成绩测验（百分制）30每章均有对应的章节小测，主要考核各章节内容的命名和反应。题型主要为选择题。目标分值=0.3*测验平均成绩课堂表现（百分制）20是否按时出勤、学生在课堂上是否能够保持专注，认真听讲，不分散注意力（如玩手机、睡觉、吃零食、聊天等），学生是否能够与教师和同学进行有效的互动，如提问、回答问题等，回答问题时是否正确等。目标分值=0.2*课堂表现平均成绩实践成绩20%实验（百分制）100实验报告的书写是否整洁、规范，格式是否符合要求；是否准确记录了实验数据，并进行了合理的分析；是否得出了明确的实验结果，并根据实验结果进行了合理的结论；实验过程中是否遵守实验纪律，是否认真、细致地进行实验，是否能够主动发现问题并解决问题，是否能够与团队成员协作等。目标分值=实验报告成绩+实验考试期末考试50%知识50考核内容：主要考核烃和烃的衍生物的命名、物理性质、化学性质等内容。考试题型：分为五大题型，命名题，填空题，鉴别题，推断结构题，合成题等。评价细则：试卷相应的参考答案及评分标准，依据卷面实际分数计入成绩。能力30综合应用20（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元烃1-1烷烃、烯烃、炔烃、环烃等烃类的结构、命名和物理性质；1-2烯烃、炔烃、环烃等烃类的主要化学性质，包括烷烃的氧化、裂化、取代反应、烯烃和炔烃的加成、氧化应、α-H的反应、脂环烃的开环和卤代反应，苯环的亲电取代、侧链上的取代和氧化反应等。作业、测验、期末考试、课堂表现课程目标1、2第二单元烃的衍生物2-1卤代烃、醇酚醚、醛酮和羧酸等烃的衍生物的结构、命名和物理性质；2-2卤代烃、醇酚醚、醛酮和羧酸等烃的衍生物的主要化学性质，包括卤代烃的亲核和消除反应，醇与无机酸的反应、脱水反应和氧化反应，酚的酸性和显色反应、醛酮的亲核加成反应（与醇、氢氰酸、格氏试剂、氨及其衍生物的加成）等。作业、测验、期末考试、课堂表现课程目标1、2第三单元重结晶3-1重结晶方法原理；3-2过滤、抽滤和回流等基本操作。实验课程目标3第四单元环己烯的制备4-1浓磷酸催化环己醇脱水制备环己烯的原理和方法；4-2热分馏、蒸馏、洗涤、干燥等操作。实验课程目标3第五单元乙酸正丁酯的制备5-1应原理，乙酸正丁酯的制备方法。5-2馏分水法的原理和分水器（油水分