第二課堂在“有機(jī)化學(xué)”教學(xué)改革中的應(yīng)用

王 勇，李靖靖，王 煒，劉從軍，馮丹丹，段冰潮，盧 奎

（鄭州工程技術(shù)學(xué)院 化工食品學(xué)院，河南 鄭州 450044）

高等教育是在完成了中等教育之后進(jìn)行的專業(yè)教育和職業(yè)教育，是我國教育系統(tǒng)中整體關(guān)聯(lián)的重要組成部分。高等院校作為高等教育實(shí)施的主要場所，其目的從來都不僅僅是人員習(xí)得某一專業(yè)技能，尤其是近年來，黨和國家高度重視高校人才培養(yǎng)模式、學(xué)生的綜合素質(zhì)教育和全面成長成才，因此，高校承擔(dān)著為祖國培養(yǎng)社會(huì)主義事業(yè)的合格建設(shè)者和可靠接班人的重任。對于學(xué)生而言，大學(xué)時(shí)期培養(yǎng)的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)至關(guān)重要。尤其是新工科院校，采取新型的教學(xué)手段提升大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力勢在必行，而教學(xué)過程的創(chuàng)新則是最根本、最直接的方法和手段[1]。

1 第二課堂在“有機(jī)化學(xué)”課程中實(shí)施的必要性

經(jīng)查閱，第二課堂最早出現(xiàn)在《高等學(xué)校管理》一書中，是我國著名教育家朱九思提出的。第一課堂是目前高校人才培養(yǎng)的主要途徑，是建立在人才培養(yǎng)方案之上的課程設(shè)置、安排、教學(xué)實(shí)施過程，是教師在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)依據(jù)教學(xué)大綱和教材而進(jìn)行的課堂教學(xué)活動(dòng)[2-3]；第二課堂，是較第一課堂而言，是指在第一課堂之外開展的各種教學(xué)活動(dòng)，其泛指在正常教學(xué)任務(wù)以外，組織和引導(dǎo)學(xué)生開展的課外教學(xué)活動(dòng)，其形式更加活潑，內(nèi)容更加豐富，學(xué)生的參與度也更高[4-5]。作為推行素質(zhì)教育不可缺少的一部分，在教學(xué)內(nèi)容方面，第二課堂源于教材又不限于教材；在教學(xué)地點(diǎn)上，既可以在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室或者教室，也可以在學(xué)校以外的工廠或者企業(yè)；就教學(xué)組織而言，是學(xué)生根據(jù)自己的特長、興趣和愛好，有選擇性地自愿參與，沒有強(qiáng)制要求學(xué)生必須參加，因此，第二課堂具有不可代替的地位，并與第一課堂相輔相成。

“有機(jī)化學(xué)”是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互轉(zhuǎn)化、合成以及與此相關(guān)的理論問題的學(xué)科。作為高等學(xué)校食品、化學(xué)、生物、農(nóng)林等專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課程，“有機(jī)化學(xué)”課程要求學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)掌握并運(yùn)用一些常見有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)，掌握有機(jī)化學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。

筆者所在有機(jī)化學(xué)教研組以第二課堂的形式對“有機(jī)化學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式進(jìn)行了改革。本文就實(shí)施過程中，第二課堂活動(dòng)對學(xué)生創(chuàng)新精神培養(yǎng)、應(yīng)用能力強(qiáng)化、科技素養(yǎng)形成的創(chuàng)新能力進(jìn)行總結(jié)和思考。

2 傳統(tǒng)“有機(jī)化學(xué)”教學(xué)模式

“有機(jī)化學(xué)”作為筆者所在學(xué)院食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、化學(xué)工程與工藝、高分子材料與工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有教學(xué)內(nèi)容豐富、知識(shí)點(diǎn)零碎復(fù)雜、理論抽象等特點(diǎn)，在學(xué)生心目中，“理解難、記憶難、考試難”是“有機(jī)化學(xué)”的標(biāo)簽。這是因?yàn)椤敖處熢谡n堂上講，學(xué)生被動(dòng)地接受”的傳統(tǒng)教學(xué)模式導(dǎo)致在“有機(jī)化學(xué)”理論課的教學(xué)過程中，課程內(nèi)容枯燥，不易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很難提升學(xué)生的創(chuàng)新和探究意識(shí)[6]。為了改變該課程理論教學(xué)中出現(xiàn)的學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，尤其是提高一些高中階段沒有選修過“有機(jī)化學(xué)”課程的學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。本研究通過引入第二課堂活動(dòng)形式，旨在對“有機(jī)化學(xué)”理論教學(xué)形式及效果進(jìn)行改革，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生創(chuàng)新和解決問題的能力，以期提高“有機(jī)化學(xué)”教學(xué)質(zhì)量。

根據(jù)我校人才培養(yǎng)方案的要求，“有機(jī)化學(xué)”在食品科學(xué)與工程和食品質(zhì)量與安全專業(yè)的課時(shí)量為48學(xué)時(shí)，理論教學(xué)是采用龍躍、楊貫羽主編，高等教育出版社出版的《有機(jī)化學(xué)》，全書共16章，包括緒論，烷烴和環(huán)烷烴，對映異構(gòu)，不飽和烴，芳香烴，鹵代烴，醇酚醚，醛酮醌，羧酸和取代羧酸，羧酸衍生物，雜環(huán)化合物，糖類，氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)和核酸，脂類和甾族化合物，有機(jī)波譜學(xué)等教學(xué)內(nèi)容；化學(xué)工程與工藝和高分子材料與工程專業(yè)的課時(shí)量為64學(xué)時(shí)，理論教學(xué)采用華東理工大學(xué)有機(jī)化學(xué)教研組主編，高等教育出版社出版的《有機(jī)化學(xué)》，全書共16章，包括緒論，烷烴和環(huán)烷烴，立體化學(xué)，烯烴，炔烴二烯烴，有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定，芳烴及非苯芳烴，鹵代烴，醇、酚和醚，醛和酮，羧酸及其衍生物，含氮有機(jī)化合物，糖類，氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)，核酸，有機(jī)合成等教學(xué)內(nèi)容。盡管為保證學(xué)習(xí)內(nèi)容的完整性，我們對不同專業(yè)的學(xué)生使用的教材進(jìn)行了區(qū)分，但課時(shí)量的限制導(dǎo)致“有機(jī)化學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容對于準(zhǔn)備考研的學(xué)生來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，尤其是對于把“有機(jī)化學(xué)”作為專業(yè)課程的學(xué)生?！坝袡C(jī)化學(xué)”教學(xué)過程中，學(xué)生缺少獨(dú)立思考的時(shí)間和空間，學(xué)起來就會(huì)覺得枯燥乏味，缺少興趣和熱情。在這種模式下，教師需要在有限的時(shí)間內(nèi)傳授給學(xué)生教學(xué)大綱上規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，大部分學(xué)生只能使用所謂的套路去解題，很難做到基本技能的掌握，對靈活運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題的能力的培養(yǎng)更是難以實(shí)現(xiàn)。即使開設(shè)了“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課，受到課時(shí)的限制，也只能做一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，而對于綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)做得很少，因此，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對于“有機(jī)化學(xué)”學(xué)科一直都是一個(gè)大缺口。

3 第二課堂在“有機(jī)化學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用

“有機(jī)化學(xué)”教研組經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，第二課堂只有和第一課堂切實(shí)結(jié)合起來，才能在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)等方面發(fā)揮最大效能。因此，“有機(jī)化學(xué)”第二課堂是在按照教學(xué)大綱實(shí)施課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的校園和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，主要從學(xué)生參與教師科研、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和“挑戰(zhàn)杯”項(xiàng)目、開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目以及假期“三下鄉(xiāng)”和科普宣傳活動(dòng)等方面實(shí)施。在整個(gè)過程中除給學(xué)生教授課本內(nèi)容外，更加著重對學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐能力鍛煉，優(yōu)良科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和協(xié)作精神的培養(yǎng)。

3.1 學(xué)生參與教師科研

高校教師不僅承擔(dān)著教書育人的責(zé)任，科研同樣必不可少。在新晉本科院校中，以筆者所在學(xué)校鄭州工程技術(shù)學(xué)院為例，由于學(xué)校目前沒有碩士學(xué)位授予點(diǎn)，教師進(jìn)行科研的力量主要是教師個(gè)人和本科生，有機(jī)化學(xué)教研組利用學(xué)校目前的現(xiàn)狀，在第二課堂教育中與自身科研相結(jié)合，堅(jiān)持“教學(xué)促進(jìn)科研、科研反哺教學(xué)”的原則，成立了一個(gè)由資深教授帶領(lǐng)，以多名年輕博士教師為核心的有機(jī)化學(xué)教研團(tuán)隊(duì)。學(xué)生參與教師的研究課題時(shí)，我們采取“雙選”制度，老師們會(huì)把自己的研究方向發(fā)給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)自身的興趣和特長選擇老師，老師們也會(huì)對學(xué)生進(jìn)行談話以確定該學(xué)生是否可以參與自己的課題研究。

經(jīng)過近四年的研究，團(tuán)隊(duì)共吸收了50余名本科生參與了教師科研項(xiàng)目。在進(jìn)行科學(xué)研究的過程中，學(xué)生興趣和用心程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論課堂。在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，促使他們主動(dòng)進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和相關(guān)軟件的學(xué)習(xí)應(yīng)用，并且與老師心理上的代溝也在與老師更加頻繁的交流中逐漸消除。通過近兩年的學(xué)習(xí)研究，學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力都得到了很大的提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這部分學(xué)生共發(fā)表科研論文10余篇，并有20余名學(xué)生通過了研究生考試。結(jié)果表明，學(xué)生參與教師科研的第二課堂不僅提高了學(xué)生的研究水平，為其以后深造打下了基礎(chǔ)，同時(shí)對學(xué)生理論課的學(xué)習(xí)有很大的促進(jìn)作用。

3.2 參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、“挑戰(zhàn)杯”項(xiàng)目

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目和“挑戰(zhàn)杯”項(xiàng)目都是為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而設(shè)立的具有競賽性質(zhì)的國家級(jí)項(xiàng)目，一直以來都受到有機(jī)化學(xué)教研組的重視。當(dāng)代大學(xué)生有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)欲，因此對參與上述兩個(gè)項(xiàng)目有很強(qiáng)的積極性。

自從我校第一屆本科生入學(xué)以來，有機(jī)化學(xué)教研組就鼓勵(lì)學(xué)生參加此類具有競賽性質(zhì)的科研項(xiàng)目，并且形成了由優(yōu)秀老師指導(dǎo)，學(xué)生自主開展學(xué)術(shù)研究的合作模式。經(jīng)過通力合作，有機(jī)教研組一共指導(dǎo)了30余名學(xué)生參與了此類競賽，并且先后斬獲了國家級(jí)和省級(jí)多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。通過具有競賽性質(zhì)的第二課堂，不僅鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和心理素質(zhì)，更能在學(xué)院內(nèi)形成一種學(xué)術(shù)研究氛圍，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和培養(yǎng)造就應(yīng)用型人才打下了一定的基礎(chǔ)。

3.3 開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目

開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目是學(xué)校用來開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)而開展的開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目由老師和學(xué)生共同參與申請，課題內(nèi)容可以是學(xué)生自身發(fā)掘的趣味性實(shí)驗(yàn)，也可以是老師關(guān)注的熱點(diǎn)問題，老師和學(xué)生通過共同探討來確定研究項(xiàng)目，完全以學(xué)生為主體，老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)和答疑。比如：在對2018級(jí)高分子材料與工程專業(yè)的學(xué)生授課時(shí)，在講授“醛酮的氧化和還原”一節(jié)時(shí)，學(xué)生對各種氧化劑和還原劑的性能比較感興趣，在開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目申請時(shí)，在“給-受體結(jié)構(gòu)的小分子用于光致發(fā)光材料”的項(xiàng)目中，老師設(shè)計(jì)了二苯甲醇單體，在其制備的過程中，我們特地對基礎(chǔ)反應(yīng)“二苯甲酮的還原反應(yīng)”進(jìn)行了重復(fù)，并且要求學(xué)生嘗試用不同的還原劑（四氫化鋁鋰、硼氫化鈉、氰基硼氫化鈉）進(jìn)行反應(yīng)。在告知實(shí)驗(yàn)試劑的危險(xiǎn)性和注意事項(xiàng)后，學(xué)生通過自主查閱文獻(xiàn)，單獨(dú)完成了上述反應(yīng)，經(jīng)過處理分別得到了65%、93%和42%的反應(yīng)產(chǎn)率，這樣的結(jié)果既訓(xùn)練了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、實(shí)際操作的能力，又對課堂中學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行了復(fù)習(xí)和鞏固。

3.4 假期“三下鄉(xiāng)”活動(dòng)以及科普宣傳活動(dòng)

2021年是中國共產(chǎn)黨成立100周年，也是打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)，全面建成小康社會(huì)的勝利之年。我校積極響應(yīng)國家政策，深入推行精準(zhǔn)扶貧，扎實(shí)推進(jìn)科技扶貧工作，并組成了科普小隊(duì)赴河南省扶溝縣進(jìn)行“推進(jìn)精準(zhǔn)扶貧、校地結(jié)對幫扶、共建科普家園”的科普宣傳活動(dòng)；赴河南省鹿邑縣開展“傳承百年黨史，助力鄉(xiāng)村振興”暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，以上活動(dòng)都是很好的第二課堂，有機(jī)化學(xué)教研組也都有老師參與其中的指導(dǎo)工作，學(xué)生負(fù)責(zé)查找資料，整理素材。

在科普宣傳活動(dòng)和暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生以“生活中的化學(xué)”為主題，進(jìn)行科普宣傳，如食品的七大要素：碳水化合物（淀粉、糖等）、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、纖維素和食品添加劑（防腐劑、調(diào)味劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、甜味劑、色素等等），這些無一不與有機(jī)化學(xué)有關(guān)；然后，從衣、食、住、行各方面常見的有機(jī)化學(xué)元素為切入點(diǎn)，如人體中分布最廣的有機(jī)物——糖；人體內(nèi)的燃料——脂肪；人生命的存在形式——蛋白質(zhì)；生命的根源物質(zhì)——核酸；生命反應(yīng)中的催化劑——酶（具有生物活性的蛋白質(zhì)）；維持生命的營養(yǎng)素——維生素等。隨著有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)的發(fā)展，人類生活產(chǎn)生了巨大的變化，有機(jī)高分子材料逐步滲透到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，人類將從現(xiàn)在的鋼鐵時(shí)代進(jìn)入到全盛的高分子時(shí)代，從第一個(gè)高分子材料酚醛樹脂問世以來，纖維、粘合劑、人造醫(yī)藥、人造心臟等相繼出現(xiàn)?？梢院敛豢鋸埖刂v，人類的衣、食、住、行都離不開有機(jī)化學(xué)，從而讓人們對化學(xué)有了全新的認(rèn)識(shí)。學(xué)生通過對這些知識(shí)的梳理和科普宣傳，自身的知識(shí)儲(chǔ)備和科普能力也得到了很大的提高。

4 在有機(jī)化學(xué)中開展第二課堂的效果和意義

拓寬學(xué)習(xí)視角，學(xué)生參與第二課堂，需要比較成熟的理論體系和基礎(chǔ)，在此過程中，隨著研究的深入，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力不斷增強(qiáng)，研究內(nèi)容會(huì)變得更加全面和具體，并對理論學(xué)習(xí)有了更大的興趣；學(xué)生的潛力是無限的，隨著研究的進(jìn)行，學(xué)生甚至可以開拓出新的研究領(lǐng)域，完善研究體系，教學(xué)相長大抵就是這樣。

很多學(xué)生進(jìn)入大學(xué)校園以后，思想放松，行為怠慢，時(shí)間分配不合理，學(xué)習(xí)成績下降。在第二課堂，經(jīng)過老師的引導(dǎo)，學(xué)生很快適應(yīng)了大學(xué)生活，合理分配自己的課余時(shí)間，學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)和壓力反而逐漸減輕，學(xué)習(xí)積極性大幅提高。

增加學(xué)生和老師的聯(lián)系，讓老師有機(jī)會(huì)與學(xué)生有更多的接觸，筆者認(rèn)為這一點(diǎn)非常重要，隨著老師和學(xué)生年齡的差距越來越大，代溝在所難免，再加上學(xué)生課余活動(dòng)較多，讓他們放下戒備與老師進(jìn)行心與心的交流就顯得彌足珍貴。通過第二課堂讓老師實(shí)時(shí)了解學(xué)生的心理和行為，對老師們的教學(xué)起到了很大的促進(jìn)作用。

5 結(jié)束語

隨著教學(xué)硬件和軟件的改善，以教師為主導(dǎo)，忽視學(xué)生地位的傳統(tǒng)教學(xué)方式正在被打破，教學(xué)內(nèi)容更加注重對學(xué)生人文素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)。我們通過對大學(xué)生第二課堂的內(nèi)涵與外延、其與素質(zhì)教育的適應(yīng)性、學(xué)生綜合能力的發(fā)展以及人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，第二課堂可有效提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力，是學(xué)生人格培養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)等方面培養(yǎng)的重要途經(jīng)。