農(nóng)林院校有機(jī)化學(xué)教學(xué)體系改革與實(shí)踐

陳淑偉++王俊儒++汪玉秀++杜振亭

摘要：有機(jī)化學(xué)作為農(nóng)林院校應(yīng)化、生命、化工等本科專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，其學(xué)習(xí)效果對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和知識(shí)體系的構(gòu)建具有重要作用。我們通過在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)手段更新、考核手段改進(jìn)等方面進(jìn)行改革，力爭使學(xué)生具有獨(dú)立解決問題的能力和創(chuàng)新性思維方式。實(shí)踐證明，這一系列改革措施取得了良好的教學(xué)效果。

【中圖分類號(hào)】G712

在農(nóng)林院校中，有機(jī)化學(xué)課程滲透至各個(gè)學(xué)科，例如食品、農(nóng)學(xué)、生命、制藥、園藝等，是一門應(yīng)用于交叉學(xué)科中最多的和最實(shí)用的前沿科學(xué)，同時(shí)也是一門原理性、概念性、結(jié)構(gòu)性、實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的學(xué)科。教學(xué)的目的不僅僅是把知識(shí)傳授給學(xué)生，更重要的是要學(xué)生獲得知識(shí)的方法和途徑，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力，發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)習(xí)自覺性與創(chuàng)新意識(shí)。近20年來有機(jī)化學(xué)學(xué)科有較大發(fā)展，一方面其自身發(fā)展很快，另一方面與生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)等學(xué)科密切交叉融合發(fā)展，知識(shí)的更新速度之快可以用“日新月異”來描述，幾年不變的教材內(nèi)容根本跟不上時(shí)代的潮流，因此，構(gòu)建新的有機(jī)化學(xué)知識(shí)體系，改革教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法和手段勢在必行。圍繞教學(xué)大綱，針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生后續(xù)課程特點(diǎn)，我們通過在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)手段更新、考核手段改進(jìn)等方面進(jìn)行改革，力爭使學(xué)生具有創(chuàng)新性的思維方式，并初步擁有解決與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題的能力。這幾方面的工作顯著提高了我校應(yīng)化、生物類、工科、農(nóng)林類等各專業(yè)有機(jī)化學(xué)的教學(xué)效果。

1. 有機(jī)化學(xué)教學(xué)體系中理論課程內(nèi)容的革新

通過大幅度更新有機(jī)化學(xué)課程內(nèi)容，引入反映本學(xué)科前沿最新成果和典型案例，重構(gòu)有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)體系。我們?cè)诰唧w章節(jié)增加一些新內(nèi)容，大幅度刪除一些陳舊內(nèi)容和多余章節(jié)，采用圖文并茂的方式，更新知識(shí)內(nèi)容，利于學(xué)生采用MOOC等現(xiàn)代教學(xué)方式自主學(xué)習(xí)，而更多的典型案例和難度過大的素質(zhì)拓展內(nèi)容則放在教輔和學(xué)習(xí)指導(dǎo)中。例如，在教材中增寫新反應(yīng)，如2005年獲諾貝爾獎(jiǎng)的烯烴復(fù)分解反應(yīng)、LDA低溫反應(yīng)—實(shí)現(xiàn)羰基化合物交叉縮合反應(yīng)；增寫新試劑，如室溫離子液體—多用途的新化合物、超臨界試劑；增寫新應(yīng)用，如綠色合成化學(xué)。然后刪減涉及對(duì)環(huán)境有害的內(nèi)容，如羥汞化試劑、重金屬氧化物相關(guān)反應(yīng)。引入學(xué)科研究方法的介紹，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，如苯的研究歷史，動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)控制等。另外，采用大量案例引入新的前沿成果，尤其是與生物學(xué)現(xiàn)象、材料功能等密切結(jié)合的能反映有機(jī)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的一些案例被成功引入到教材和教學(xué)中。如千足蟲為防止被其他動(dòng)物吃掉，釋放出氫氰酸和苯甲醛的案例；唾液酸和抗禽流感藥物合理設(shè)計(jì)的案例；海鞘合成纖維素可作為新資源的案例；射炮步甲利用過氧化氫和氫醌瞬間反應(yīng)釋放出炙熱腐蝕性化合物逃脫的案例。還配有諾貝爾獎(jiǎng)獲得者照片和簡介等，這些都充分體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)實(shí)性、前沿性與多學(xué)科相互滲透性。

2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇，與理論課相互促進(jìn)

有機(jī)化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是展現(xiàn)有機(jī)化學(xué)家的智慧與創(chuàng)造力的重要手段。怎樣增強(qiáng)實(shí)踐能力，如何培養(yǎng)創(chuàng)新精神，是人才培養(yǎng)模式中的重點(diǎn)。以往傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，基本上是按照基本操作、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、合成實(shí)驗(yàn)這樣基本套路走的。在當(dāng)今儀器分析日趨普遍的形式下，這些內(nèi)容顯然過于“老化”。新的實(shí)驗(yàn)體系既要充分考慮有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作訓(xùn)練，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。我們將其分為基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)、化學(xué)反應(yīng)與化合物制備、特殊技術(shù)與合成三個(gè)方面。

基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)將介紹和引入現(xiàn)代有機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如有機(jī)化合物合成過程中的無水無氧操作技術(shù)（手套箱的使用方法）；有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本儀器操作與分析技能，如紅外光譜技術(shù)、氣相、液相色譜技術(shù)（特別是手性分離技術(shù)）；核磁共振氫譜、碳譜技術(shù)等。

化學(xué)反應(yīng)與化合物制備是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心部分。內(nèi)容將包括鹵化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、格氏試劑反應(yīng)、外消旋體的拆分、天然產(chǎn)物的提純等。首先對(duì)反應(yīng)原理做簡明介紹，引出實(shí)驗(yàn)通法和實(shí)例，在做指定的合成實(shí)驗(yàn)之前，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)將要做的合成實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。這一教學(xué)環(huán)節(jié)不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握有機(jī)反應(yīng)的基本原理，更有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新意識(shí)。

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)體系重構(gòu)所追求的目標(biāo)是現(xiàn)代性、趣味性、綜合性和應(yīng)用性。除介紹常規(guī)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)如蒸餾、萃取、重結(jié)晶、熔、沸點(diǎn)測定、薄層色譜、柱色譜外，我們將重點(diǎn)介紹有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)新技術(shù)，例如，日漸廣泛的無水無氧操作技術(shù)、相轉(zhuǎn)移催化合成等。所選的合成產(chǎn)物都具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，例如，藥物中間體的合成、植物生長素合成、黃鳴龍反應(yīng)等。這樣有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣和熱情，也很好的回答了學(xué)生心中最大的疑問——學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)有什么用？

3. 教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

以往教師獨(dú)立承擔(dān)所有的教學(xué)任務(wù)，使教師力不從心，達(dá)不到最佳的授課狀態(tài)。我們組建了由師德好、業(yè)務(wù)精、有能力的教授為主，有發(fā)展?jié)摿Φ闹星嗄杲處煘檩o的有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)是在長期的基礎(chǔ)課教學(xué)和科研過程中逐步形成的一支結(jié)構(gòu)合理，銳意進(jìn)取，精干高效，融傳承與創(chuàng)新于一體的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)中，老教師培養(yǎng)青年教師，充分發(fā)揮其傳、幫、帶作用。團(tuán)隊(duì)除上好每一次課外，成員之間定期討論教學(xué)內(nèi)容，整合思路，集思廣議，搜集整理教學(xué)資源和備課元素，制作多媒體課件，PPT視頻錄制、編寫有機(jī)化學(xué)電子教案及適合學(xué)生期中、期末和考研的習(xí)題庫。團(tuán)隊(duì)的主要成員，每人都有明確的科研學(xué)術(shù)方向，既有基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)的知識(shí)背景，又有化學(xué)專業(yè)技能；既有化學(xué)學(xué)科知識(shí)，又有生物研究背景；既是教學(xué)骨干，又是有機(jī)化學(xué)科研的學(xué)術(shù)帶頭人或骨干，教學(xué)科研協(xié)調(diào)發(fā)展，良性互動(dòng)，形成了良好的有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)課師資隊(duì)伍建設(shè)模式。團(tuán)隊(duì)成員及時(shí)將研究成果和科學(xué)前沿知識(shí)引入教學(xué)中，形成案例，把科研優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為教學(xué)優(yōu)勢，豐富了教學(xué)內(nèi)容，形成了教學(xué)、科研相互促進(jìn)的良性循環(huán)。endprint

4. 教學(xué)方法和手段的更新

MOOC等多種教學(xué)手段、教學(xué)方法的輔助與實(shí)踐。慕課、微課，以及翻轉(zhuǎn)課堂、案例教學(xué)等多種教學(xué)方法和教學(xué)手段為學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)提供了很重要的發(fā)展空間。如“翻轉(zhuǎn)課堂”和“對(duì)比遷移式教學(xué)方法”。在“翻轉(zhuǎn)課堂“教學(xué)模式下，學(xué)生由知識(shí)的被動(dòng)接受者變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者，教師由知識(shí)的傳授者變?yōu)橹R(shí)構(gòu)建的引導(dǎo)者。不僅訓(xùn)練學(xué)生解決問題的能力，也培養(yǎng)學(xué)生與人溝通合作及協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。“對(duì)比遷移式教學(xué)方法”，這一方法特別適合有機(jī)化學(xué)課程，如以反應(yīng)規(guī)律為主線將烯烴的知識(shí)遷移到二烯、炔或者小環(huán)烷烴；芳烴的知識(shí)遷移到雜環(huán)化合物、酚或者芳胺；醛酮知識(shí)遷移到羧酸及其衍生物等。前面的知識(shí)精講、細(xì)學(xué)，后面內(nèi)容粗講、引導(dǎo)，給學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)空間。這樣就探索出“重點(diǎn)講解——對(duì)比討論——提高學(xué)習(xí)、知識(shí)應(yīng)用能力”的有機(jī)化學(xué)教學(xué)新方法。另外，尤其注重多媒體在教學(xué)中的文、圖、聲、像等有機(jī)結(jié)合的特點(diǎn)，用動(dòng)畫和模型描述抽象的化學(xué)反應(yīng)過程，使化合物結(jié)構(gòu)立體形象化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。最后，利用校園網(wǎng)不斷更新充實(shí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。目前，大部分教學(xué)內(nèi)容已上網(wǎng)共享，主要包括：教學(xué)要求，學(xué)習(xí)要點(diǎn)，多媒體課件，三維動(dòng)畫，電子教案，內(nèi)容解讀，例題解析，習(xí)題解答，同步練習(xí)，單元測試，綜合測試，專題講解以及前沿進(jìn)展、擴(kuò)展閱讀、名詞術(shù)語等教學(xué)參考資料，目前有機(jī)化學(xué)課程的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)多媒體輔助教學(xué)，有力地促進(jìn)了有機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提高。

5. 考核手段的改進(jìn)

傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)教學(xué)對(duì)學(xué)生的質(zhì)量評(píng)估是只看分?jǐn)?shù)，不看素質(zhì)和能力的全面發(fā)展。這些問題，面對(duì)新世紀(jì)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，使得農(nóng)林類院校有機(jī)化學(xué)教育與當(dāng)前教育發(fā)展形勢的不適應(yīng)性更加突出，其后果主要反映在：學(xué)生厭學(xué)情緒嚴(yán)重，學(xué)習(xí)只為考試通過；知識(shí)面窄，缺乏創(chuàng)造力?？己朔绞接善綍r(shí)成績和期末考試成績構(gòu)成。平時(shí)成績的評(píng)定以出勤和作業(yè)為準(zhǔn)，靠點(diǎn)名評(píng)定出勤，浪費(fèi)時(shí)間；另外，一百多人的課堂，不可避免的存在作業(yè)抄襲現(xiàn)象。另外，兩個(gè)小時(shí)的閉卷考試，很難科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生的成績。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，我們對(duì)考核方式進(jìn)行了一些有益的嘗試。在考核形式上采用增設(shè)隨堂測驗(yàn)（占30%）、課程小論文（占15%）、增設(shè)presentation環(huán)節(jié)（占15%）和期末閉卷考試（占40%）相結(jié)合。一個(gè)月左右一次的隨堂測驗(yàn)，可以讓學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識(shí)，扎實(shí)的理論基礎(chǔ)為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。增加設(shè)計(jì)性、綜述性的課程論文設(shè)計(jì)，為完成此工作學(xué)生需從多方面分析問題，并從中提煉創(chuàng)新性的觀點(diǎn)，故而對(duì)學(xué)生思維的創(chuàng)新性和縝密性及要求很高，能夠較為真實(shí)的反映出學(xué)生在有機(jī)化學(xué)方面的理解水平。presentation環(huán)節(jié)，學(xué)生自由選擇發(fā)表內(nèi)容，如有機(jī)化學(xué)課程學(xué)習(xí)感觸；感興趣的某類反應(yīng)；進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生，也可以把自己的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、結(jié)果、收獲等和大家分享。

高校教學(xué)改革正在不斷深入，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法到教學(xué)模式的改革，都還需要進(jìn)一步深化和探索。令人鼓舞的是，到目前為止，有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)改革達(dá)到了令人滿意的效果，實(shí)現(xiàn)了“課堂與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合”、“理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合”、“實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐相結(jié)合”多方面有機(jī)結(jié)合的課程教學(xué)體系，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，適應(yīng)不同水平和能力學(xué)生的要求，學(xué)生學(xué)習(xí)成績明顯改善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳淑偉. 農(nóng)林院校應(yīng)化專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)改革初探 [J]. 中國校外教育，2013 （11）： 125-126.

[2] 王麗波，徐雅琴. 農(nóng)林院校應(yīng)化專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程改革與實(shí)踐 [J]. 高等理科教育，2012 （2）：126-128

[3] 姜文鳳，于麗梅，高占先. 有機(jī)化學(xué)多元化教學(xué)方法的研究 [J]. 化工高等教育，2008 （4）： 31-32.

[4] 高占先， 于麗梅，姜文鳳，陳宏博. 堅(jiān)持改革 注重適用—編寫“十一五”國家規(guī)劃教材《有機(jī)化學(xué)》的思考 [J]. 中國大學(xué)教學(xué)，2008 （3）： 89-91.

[5] 沈玲， 李永紅，候金松. 有機(jī)化學(xué)課程考核改革的嘗試 [J]. 滁州學(xué)院學(xué)報(bào)，2009 （11）： 91-92.

作者簡介：姓名：陳淑偉，性別：女，職稱：講師，出生年月：1980.10，所獲學(xué)位：博士

研究方向：金屬催化不對(duì)稱合成、烯烴復(fù)分解反應(yīng)；有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革探索。endprint