應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)有機化學課程教學改革探討

胡長峰，白圖雅

有機化學課程是應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，學生只有掌握有機化學的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，才能很好地進行后續(xù)專業(yè)課程的學習。本文對有機化學課程教學改革進行了相關(guān)探討，旨在提高課程教學質(zhì)量和效率，使學生充分掌握從事應(yīng)用化工技術(shù)職業(yè)崗位所必需的有機化學基本理論、基礎(chǔ)知識，并培養(yǎng)應(yīng)用所學知識分析和解決化工生產(chǎn)實際問題的能力，為他們學好專業(yè)課和將來從事專業(yè)相關(guān)工作，打下堅實的基礎(chǔ)。

一、有機化學課程教學現(xiàn)狀

(一)教學內(nèi)容的選擇

目前，國內(nèi)圖書市場有機化學類教材非常之多，其中，尤以中文版和英文版的居首。這些教材針對不同專業(yè)領(lǐng)域、不同知識水平的讀者編寫，充分體現(xiàn)了各自的特點，方便了廣大讀者。教材主要內(nèi)容大體分為基礎(chǔ)知識、以有機官能團分類的化合物及經(jīng)典有機化學反應(yīng)、有機化合物結(jié)構(gòu)及表征方法、生命有機大分子化合物等幾類，其中，經(jīng)典有機化學反應(yīng)是有機化學學習的重點內(nèi)容。因此，除了有中國文字特點的有機化合物命名原則以外，有機化學教材均以有機官能團為主線，在內(nèi)容的安排和順序上大同小異。［1］

有機化學理論抽象，化合物數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)復雜、涉及的反應(yīng)種類繁多，哪些內(nèi)容才是應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)學生所必需的和感興趣的呢?在教學過程中，教師往往從眾多教材中選擇內(nèi)容難度和廣度適中的作為參考，再根據(jù)學時數(shù)進行內(nèi)容的刪減或增補。這樣的內(nèi)容選擇顯然比較盲目，缺乏明確的專業(yè)自主定位，造成教師在有限的學時與無垠的有機化學知識之間顧此失彼。

(二)教師的教學方法

隨著教學條件的不斷改善，一些教師對傳統(tǒng)的教學方法所存在的問題進行了分析研究，并結(jié)合時代背景，借鑒國外先進的教學模式，提出了有機化學課程教學方法的改革建議?，F(xiàn)代化的教學手段被積極地運用于有機化學教學過程，并在一些復雜問題的講授過程中收到了很好的效果。但這些教學方法的改革僅停留在較淺的層面，多數(shù)教師未能將傳統(tǒng)的教學方法和現(xiàn)代化教學手段與專業(yè)需求巧妙地結(jié)合起來。文本、圖像、音頻、視頻等使得課堂信息量大增，加之有機化學教學資源的多元化，造成課堂容量大，講授內(nèi)容多。教學中普遍采用的仍是“填鴨式”方法，教師負責講、學生負責聽的傳統(tǒng)模式并沒有根本改變。［2］

(三)學生的學習狀況

新課改形勢下的中學化學采取模塊式教學，有機化學的內(nèi)容比較零亂，而且遠遠少于無機化學，有些學生甚至對有機化學了解很少，水平參差不齊。［3－4］進入大學的學習階段后，一些基礎(chǔ)相對薄弱的學生學習被動，缺乏主動篩選知識、汲取知識的能力，使得教師上課辛苦，學生聽得一頭霧水。此外，在傳統(tǒng)的教學效果考查方式下，教師所布置的任務(wù)、作業(yè)均有統(tǒng)一標準的答案，學生若是自己不能解決，往往便拷貝他人的了事，這樣的學習完全有悖于教學的目的和初衷。因此，課程教學必須幫助學生培養(yǎng)學習有機化學的積極性，使他們重拾自信心。

二、有機化學課程教學改革

提高有機化學課程的教學質(zhì)量與效率，對后續(xù)專業(yè)課程的教學以及培養(yǎng)學生良好的學風非常關(guān)鍵?！笆谌艘贼~，不如授之以漁”，筆者從培養(yǎng)學生的學習能力和學習積極性、強化基礎(chǔ)知識與專業(yè)需求的聯(lián)系、提高專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)自信心的角度出發(fā)，教學中結(jié)合化工生產(chǎn)工藝、化工設(shè)備維護、技術(shù)革新和科研進展、環(huán)境保護、日常生活應(yīng)用等，對有機化學課程的教學改革進行了探討。

(一)結(jié)合化工生產(chǎn)工藝

在有機化學課程教學中，可將化工生產(chǎn)工藝作為實例引入，向?qū)W生初步介紹所涉及到的化合物和工藝路線;或者介紹某些有機化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、生產(chǎn)生活中的重要性等，引導學生搜集和總結(jié)這些化合物在化工生產(chǎn)過程中所表現(xiàn)出的物理、化學性質(zhì)。課程與化工生產(chǎn)工藝的結(jié)合，使理論知識與實際生產(chǎn)的關(guān)系在學生頭腦中變得清晰、直觀起來，從而有助于學生明確學習目的，提高學習興趣，增強自信心，養(yǎng)成探索式學習的習慣。同時，也培養(yǎng)了學生運用知識解決實際生產(chǎn)問題的能力，為其掌握應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)學習規(guī)律、了解化工生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

例如，在介紹苯及其同系物時，要突出這一系列有機物無論是作為原料還是作為產(chǎn)品，在化工生產(chǎn)中都具有重要性，可結(jié)合精對苯二甲酸的生產(chǎn)工藝進行講解。精對苯二甲酸是生產(chǎn)聚酯的重要原料。以高純度對二甲苯(PX)為原料，醋酸為溶劑，醋酸鈷和醋酸錳為催化劑，四溴乙烷為促進劑進行空氣催化氧化，經(jīng)結(jié)晶干燥得粗對苯二甲酸(TA)的工藝技術(shù)，講解苯環(huán)上烷基的氧化反應(yīng)。

氧化反應(yīng)是分步進行的，其中間產(chǎn)物較多，各步的反應(yīng)方程式如下:

在這里，要重申有機反應(yīng)常伴有副產(chǎn)物生成，氧化產(chǎn)品除對苯二甲酸外，還含有較多的對羧基苯甲醛(4－CBA)、對甲基苯甲酸(PT酸)及其它有機雜質(zhì)。為了達到產(chǎn)品的要求，利用氧化反應(yīng)逆反應(yīng)原理，在適當?shù)臏囟?、壓力下，進行催化加氫還原，使4－CBA轉(zhuǎn)化為易溶于水的PT酸，同時，有機雜質(zhì)在高溫下被分解。經(jīng)加氫精制的對苯二甲酸溶液通過結(jié)晶、分離、干燥得到纖維級對苯二甲酸產(chǎn)品。

在課程內(nèi)容的選取上，應(yīng)減少理論性太深或?qū)嵱眯圆粡姷膬?nèi)容，強化與生產(chǎn)實際聯(lián)系密切的內(nèi)容，突出重要化學反應(yīng)及反應(yīng)產(chǎn)物的使用性能。例如，介紹含氮有機化合物時，可結(jié)合2，3－二氯苯甲酸的合成進行教學。［5］2，3－二氯苯甲酸是一種常用的醫(yī)藥中間體，用2，3－二氯苯胺經(jīng)重氮化、氰取代制得2，3－二氯芐腈，再經(jīng)濃硫酸水解得2，3－二氯苯甲酸。在這個實例中，引導學生學習和思考胺的性質(zhì)、重氮化合物的制備和性質(zhì)、重氮鹽在有機合成上的應(yīng)用、氰水解等相關(guān)知識。

(二)結(jié)合化工設(shè)備維護

化工生產(chǎn)中，有機反應(yīng)產(chǎn)品的誕生是離不開各種設(shè)備的。在有機化學課程教學中，要結(jié)合化工設(shè)備維護實例，培養(yǎng)學生設(shè)備防腐方面的知識，使學生了解到尋找更有效的耐蝕材料、防腐工藝是設(shè)備運行安全的必然要求，進而激發(fā)其學習有機化學的積極性，增強使命感。

例如，烷烴裂化、裂解，雖然工業(yè)操作條件下反應(yīng)比較復雜，教師不進行詳細講解，但應(yīng)向?qū)W生介紹其對于石化工業(yè)的重要意義、對設(shè)備的要求等內(nèi)容。加氫裂化裝置工藝復雜，流程較長，系統(tǒng)處于高溫高壓臨氫和含硫或硫化氫存在的強腐蝕性環(huán)境中。從介質(zhì)環(huán)境分析，裝置存在多種形式的腐蝕。因此，通過學習使學生明確，要不斷努力去研究新的防腐材料、緩蝕劑以及有效的防腐手段等，以提高裝置的防腐能力，適應(yīng)生產(chǎn)的需要。

又如，在共軛二烯烴化學性質(zhì)教學內(nèi)容中，Diels－Alder反應(yīng)用合適的Lewis酸作催化劑，能提高反應(yīng)區(qū)域選擇性和產(chǎn)率，但Lewis酸對設(shè)備有強腐蝕性，并產(chǎn)生大量廢液。為了解決這一矛盾，固體超強酸被建議作催化劑，這樣，雖然會對設(shè)備防腐有利，生產(chǎn)工藝得到改善，但仍存在催化劑的制備復雜、反應(yīng)時間過長等不足。用大孔樹脂作該反應(yīng)的催化劑，工藝與傳統(tǒng)的硫酸催化劑工藝相比，具有腐蝕性小、環(huán)境污染小、無溶劑反應(yīng)和催化劑可循環(huán)利用等優(yōu)點。［6］

(三)結(jié)合技術(shù)革新和科研進展

在有機化學課程教學中，應(yīng)引導學生關(guān)注有機化學領(lǐng)域相關(guān)的研究熱點和新進展，遠及諾貝爾化學獎，以開拓學生視野;近到本校師生的科研項目及成果，以增強學生學習的信心。學生會感到，原以為“高深莫測”的東西其實離自己并不遙遠，現(xiàn)在學好有機化學就是很好的開始。

例如，講授芳香族化合物時，引入對芳香性的認識和化學家所設(shè)計并合成的各類芳香性分子的結(jié)構(gòu)和其理化特點;講述立體化學時，介紹人類對同分異構(gòu)現(xiàn)象的認識歷史，使學生了解到，不對稱合成是最富活力的前沿研究領(lǐng)域之一;講授羰基還原時，介紹黃鳴龍先生對Wolff－Kishner還原法進行技術(shù)改進的貢獻;講解雜環(huán)化合物時，介紹其在醫(yī)藥、農(nóng)藥生產(chǎn)領(lǐng)域的地位;講解蛋白質(zhì)、氨基酸時，與生命科學的酶催化、基因工程相聯(lián)系。

需要注意的是，結(jié)合科研進展開展教學時，教師要洞悉學生的反應(yīng)，避免高談闊論和深入剖析，而應(yīng)點到為止，以拓寬學生視野和提高學習興趣為目的。

(四)結(jié)合環(huán)境保護問題

有毒有害的有機化合物種類較多，如鹵代烴類、醇酚醚類、酯類毒害品、含氮化合物、有機農(nóng)藥等。在有機化學相關(guān)章節(jié)的講授中，可以結(jié)合環(huán)境保護問題介紹一些案例，使學生加深對有機化合物性質(zhì)的理解，提高學習興趣。

例如，講述芳烴時，介紹2005年吉林石化公司雙苯廠一車間發(fā)生爆炸事故，苯類物質(zhì)(苯、硝基苯等)流入松花江，造成了江水嚴重污染;講述鹵代烴時，介紹鹵代溶劑及氟利昂、哈龍的持久污染的概念和替代問題;講述醇酚醚時，介紹2004年重慶長風化工廠發(fā)生的苯酚泄漏事故，以及二戰(zhàn)時期日本慘絕人寰使用芥子氣事件;講述含氮有機化合物時，介紹1984年印度中央邦首府博帕爾聯(lián)碳公司農(nóng)藥廠異氰酸甲酯泄漏事故，使2500名居民中毒死亡，20多萬人深受其害，造成世界工業(yè)史上絕無僅有的大慘案等。

除此之外，還要讓學生意識到企業(yè)清潔安全生產(chǎn)、節(jié)能減排的必要性。在這樣的背景下，進一步讓學生體會到學好基礎(chǔ)知識的重要性。

(五)結(jié)合生活常識

有機化學與我們的生產(chǎn)生活關(guān)系密切。教師應(yīng)廣泛運用周圍的實際事例，將身邊的化學物質(zhì)、生活中的化學現(xiàn)象引入課堂，幫助學生建立概念，培養(yǎng)其學習興趣和擴大知識面。例如，三聚氰胺、瘦肉精對人體的危害、攝入后的癥狀和處理措施;發(fā)膠中具有定型和柔順作用的有機成分;口香糖中的膠基;滴眼液中的環(huán)糊精的作用等。再如，教材中提到的聚酯，經(jīng)加工可制成長絲、短纖維、聚酯薄膜、聚酯漆等。可向?qū)W生介紹其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用:長絲可用于制造輪胎簾子線、傘繩和船舶纜繩;短纖維可經(jīng)加工成布料;聚酯薄膜是制造照相材料、電影膠片、電器絕緣薄膜等的優(yōu)質(zhì)材料;聚酯漆是用于船舶底部的重要優(yōu)質(zhì)防銹防微生物漆。

這樣的例子不勝枚舉，布置給學生進行搜集，會帶來出乎意料的教學效果。

實際上，在有機化學面前，我們都是學生。“打鐵還需自身硬”，教師要不斷學習和鉆研，適應(yīng)專業(yè)、行業(yè)發(fā)展，把握人才培養(yǎng)的定位，從有機化學課程與專業(yè)課程的內(nèi)在聯(lián)系著手進行教學改革，為實現(xiàn)應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，進行不懈的探索和研究。

［1］張丹維.抓住基礎(chǔ) 授人以漁［J］.大學化學，2011，26(2):16－18.

［2］黃紅霞.工科大學有機化學教學現(xiàn)狀與改革［J］.科技創(chuàng)新導報，2011(14):169.

［3］尹宏月.有機化學教學方法探究［J］.黑龍江教育學院學報，2011，30(6):88 －89.

［4］王素青.化工專業(yè)有機化學課程教學方法的實踐、探討與思考［J］.濰坊學院學報，2008，8(6):145－147.

［5］胡智學.有機化學教學改革的探討［J］.廣州化工，2009，37(1):153 －154.

［6］孫麗，胡云楚，孫漢洲，等.大孔磺酸樹脂催化合成7－羥基 －4－甲基香豆素［J］.精細化工，2010，27(10):1035－1037.