基于產(chǎn)學(xué)研融合的《有機化學(xué)》課程教學(xué)改革的探究與實踐

陳錦楊,吳 燕

(長江師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,重慶 408100)

《有機化學(xué)》作為很多理工科專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程,在制藥工程、材料研發(fā)、環(huán)境保護等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用[[1-2]。如果把與化學(xué)相關(guān)的學(xué)科比作一棵樹,那么無機化學(xué)就是樹根,有機化學(xué)是主干,沿著有機化學(xué)的主干而衍生出一系列的交叉學(xué)科,如精細化工、材料化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、食品化學(xué)、藥物化學(xué)和高分子化學(xué)等[3]。目前,高校《有機化學(xué)》課程教學(xué)方法主要存在以下問題:(1)教學(xué)方式過于陳舊,很多教師只側(cè)重于理論知識的講授,忽視理論與實踐相結(jié)合,這種“填鴨式”的教學(xué)使學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。久而久之,學(xué)生便失去了學(xué)習(xí)的激情和主動性,教學(xué)效果不夠理想[4]。(2)教學(xué)內(nèi)容過于狹窄,部分授課教師自身并未從事相關(guān)科學(xué)研究,缺乏對學(xué)科領(lǐng)域熱點問題的掌控。從而,在授課過程中只能講授已有的課本知識,未能引領(lǐng)學(xué)生拓寬視野,未能將學(xué)科領(lǐng)域的重要成果有效呈現(xiàn)給學(xué)生。因此,教師在授課過程中只能簡單地授予學(xué)生基礎(chǔ)理論知識,不能激發(fā)學(xué)生的科研興趣,未能幫助學(xué)生提升專業(yè)認同感。(3)考查方式過于陳舊,目前的考試形式主要以理論知識考查為主,學(xué)生通常通過簡單的記憶也能獲得較好的成績,未能客觀地考查學(xué)生利用理論知識解決實際問題能力和知識遷移能力。(4)目前《有機化學(xué)》課程教學(xué)過程中的教學(xué)思政元素匱乏,不利于激發(fā)學(xué)生愛國情懷和科學(xué)熱情?；诋a(chǎn)學(xué)研融合的《有機化學(xué)》課程改革的探索與實踐是將科學(xué)研究前沿問題、工業(yè)生產(chǎn)實際需求與理論知識相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生了解最前沿科研動態(tài)和國家發(fā)展急切需求,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及成就感,提升專業(yè)認同感,使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的過程中體會到科研的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

基于以上論述,本文通過以實際應(yīng)用為導(dǎo)向的產(chǎn)學(xué)研融合的教學(xué)模式,讓學(xué)生在扎實掌握基礎(chǔ)理論的前提下,提高分析問題、解決問題及知識遷移的能力;引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí),成為既具備家國情懷、國際視野、可持續(xù)發(fā)展能力,又能腳踏實地、具備較強教學(xué)實踐技能的“四有”好老師。

一、《有機化學(xué)》課程教學(xué)存在的問題分析

1.傳統(tǒng)的教學(xué)模式過于偏重理論講解,教師“一言堂”的現(xiàn)象沒有得到有效解決,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動性。教師在授課過程中,往往容易忽略將生產(chǎn)、生活實際應(yīng)用和國家發(fā)展急切需求與理論知識相結(jié)合,學(xué)生的知識體系中理論與應(yīng)用脫節(jié),久而久之,學(xué)生形成了學(xué)習(xí)理論知識就是為了考試這種錯誤的想法。以實際應(yīng)用為導(dǎo)向的《有機化學(xué)》課程改革改變傳統(tǒng)“機械化”的教學(xué)模式,幫助學(xué)生建立起理論知識和其應(yīng)用之間的聯(lián)系,充分認識到所學(xué)理論知識的價值,提升他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情,增強專業(yè)認同感,實現(xiàn)以知識應(yīng)用為目的的教與學(xué)。

2.在“新師范”背景下,社會對化學(xué)師范專業(yè)畢業(yè)生的要求進一步提升。傳統(tǒng)的專業(yè)教學(xué)模式過于注重理論知識學(xué)習(xí),使部分師范生存在知識割裂、創(chuàng)新能力不強、知識遷移能力薄弱等問題,導(dǎo)致他們上課時向?qū)W生傳授相對狹窄的知識,難以將專業(yè)知識內(nèi)化為能力,進而輸出為高品質(zhì)課程。

3.學(xué)生缺乏將理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合的鍛煉機會。目前,本科生課程安排較為繁重,同時學(xué)生需要花費大量的時間參加社會鍛煉活動,從而導(dǎo)致學(xué)生參與科研、實訓(xùn)的時間相對較少。盡管部分學(xué)生可以通過《有機化學(xué)實驗》課程訓(xùn)練、參加教師科研團隊、參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和“互聯(lián)網(wǎng)+”項目等形式獲得一定的實訓(xùn)機會。但僅僅局限于少部分學(xué)生,對于大部分學(xué)生而言,幾乎沒有機會將自己所學(xué)的理論知識有效地與實際應(yīng)用相結(jié)合。因此,為了進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)《有機化學(xué)》課程的興趣,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的科研熱情,對《有機化學(xué)》課程教學(xué)方式進行改革仍是非常迫切的。

本文基于產(chǎn)學(xué)研融合的新師范模式探究注重以實際應(yīng)用作為導(dǎo)向,在授課過程中引入大量經(jīng)典應(yīng)用例子及學(xué)術(shù)前沿知識,讓師范生學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)課程的同時,熟知時代要求、學(xué)科和技術(shù)前沿知識,培養(yǎng)學(xué)科交叉、融合創(chuàng)新、課程輸出的教學(xué)執(zhí)行能力。

二、《有機化學(xué)》課程教學(xué)的改革方法

根據(jù)目前《有機化學(xué)》課程教學(xué)中存在的主要問題,需采取以下方法實施改革:

1.將生產(chǎn)、生活實際案例引入到課堂中,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在第一章緒論部分,通過課堂隨機快速問答(你聯(lián)想到第一個與有機化學(xué)相關(guān)的關(guān)鍵詞是什么?),掌握學(xué)生對有機化學(xué)課程的整體了解。然后,舉例與《有機化學(xué)》課程知識相關(guān)的反面例子(如蘇丹紅事件、三聚氰胺事件、瘦肉精事件等),并告訴學(xué)生這些都不是有機化學(xué)家創(chuàng)造這個物質(zhì)的初衷,只是部分不良商家運用了有機化學(xué)家的成果制造了不良的社會后果。繼而,列舉與有機化學(xué)知識相關(guān)的正面例子(如制藥工程、抗體藥物、聯(lián)合體抗癌藥物等),使學(xué)生加深對有機化學(xué)課程的印象,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強專業(yè)認同感,為《有機化學(xué)》課程正名。同時,向?qū)W生推薦中國科學(xué)院化學(xué)科普片《我們需要化學(xué)》,讓學(xué)生及其身邊的親朋好友進一步了解化學(xué)的應(yīng)用,增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在講授立體化學(xué)一章時,首先向同學(xué)們介紹世上最大的藥害事件——“反應(yīng)停”事件,讓學(xué)生認識到有機化學(xué)中立體化學(xué)的重要性。所謂“反應(yīng)停”事件就是19世紀(jì)60年代,孕婦在懷孕期間為了降低妊娠反應(yīng)而服用一種名為“沙利度胺”的藥物,該藥物可以有效減少妊娠反應(yīng)。但是,當(dāng)時的科學(xué)家們并未注意到該藥物存在兩種不同的順反異構(gòu)體,該藥物的R構(gòu)型具有鎮(zhèn)定作用(也就是能夠降低妊娠反應(yīng)),而其S構(gòu)型則具有嚴(yán)重致畸作用,從而導(dǎo)致服用了該藥物的孕婦所生產(chǎn)的嬰兒四肢特別短小,被稱為“海豹兒”。通過這個事件的引入,使學(xué)生深刻了解到立體化學(xué)的重要性,激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感,對后續(xù)課程的講解起到事半功倍的作用。

2.在授課過程中,增加有機化學(xué)領(lǐng)域杰出華人科學(xué)家的研究及其成長經(jīng)歷分享,提升學(xué)生的愛國情懷,激發(fā)創(chuàng)新意識和探索精神。如在講授鹵代烴一章時,首先讓學(xué)生理解鹵代烴作為烴和烴的衍生物的橋梁在《有機化學(xué)》中的重要性,引導(dǎo)學(xué)生分析傳統(tǒng)鹵化反應(yīng)的不足,即烷烴鹵化反應(yīng)需要消耗大量的鹵原子,不符合原子經(jīng)濟性要求。然后提出問題:有沒有辦法可以實現(xiàn)C-H鍵直接官能團化呢?繼而,引出有機化學(xué)前沿性研究內(nèi)容C-H鍵官能團化,介紹C-H活化關(guān)鍵性人物——余金權(quán)教授。通過分享余金權(quán)教授的主要科研成就及其成長經(jīng)歷,激勵學(xué)生奮發(fā)學(xué)習(xí),投身科研事業(yè),為祖國科研創(chuàng)新發(fā)展貢獻自己的力量。再如,在向?qū)W生講授有機化學(xué)全合成的時候,重點介紹全合成領(lǐng)域重要有機化學(xué)家——北京大學(xué)深圳研究院楊震教授的個人事跡,以激發(fā)學(xué)生對我們化學(xué)科研工作者的敬仰之情,從而提升學(xué)生的科研興趣及愛國情懷。楊震教授在美國斯克利普斯研究工作期間通過日以繼夜的實驗,實現(xiàn)了天然紫杉醇的首次人工全合成。然而,在后面的一次實驗爆炸中重度燒傷,在經(jīng)歷兩周昏迷康復(fù)后,楊震教授仍然堅持在科研工作一線,成為北京大學(xué)深圳研究院非常著名的有機化學(xué)家。通過對楊震教授的介紹,學(xué)生深刻體會到科研工作者的偉大,從而塑造一種對科研工作者的敬仰之情,激發(fā)學(xué)生投身科研工作的熱情,對學(xué)生今后的人生規(guī)劃具有重要的引導(dǎo)作用。

3.完善課程考核方式,增加綜合性考題在試卷中的比例,系統(tǒng)考查學(xué)生綜合運用理論知識的能力。在試卷內(nèi)容設(shè)計上,增大應(yīng)用類題目的占比,主要考查學(xué)生綜合知識的掌握能力和知識點的遷移能力。應(yīng)用類題目不再是題海中某些試題的復(fù)制與粘貼,更多地考查學(xué)生運用課堂上學(xué)習(xí)的理論知識去解決實際問題的能力。

4.重組《有機化學(xué)》理論課程與《有機化學(xué)實驗》課程內(nèi)容及進度,培養(yǎng)學(xué)生利用相關(guān)理論知識解決實驗過程中的實際問題,增強學(xué)生理論知識應(yīng)用能力,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,《有機化學(xué)實驗》課程訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力、理論聯(lián)系實際能力最有效、最直接的途徑。然而,傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,《有機化學(xué)》理論課程和《有機化學(xué)實驗》課程在課程內(nèi)容、課程進度安排等方面都存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象。學(xué)生普遍認為《有機化學(xué)》理論課程和《有機化學(xué)實驗》課程是兩門不同的課程,忽視了兩者之間的緊密聯(lián)系,難以將理論知識應(yīng)用于解決實驗過程中遇到的實際問題。在《有機化學(xué)實驗》課程學(xué)習(xí)中,學(xué)生普遍存在“照方抓藥”的問題,缺乏運用理論知識解決實驗中實際問題的能力。造成這種現(xiàn)象的主要原因有:(1)在理論課授課過程中,教師過于重視理論知識的講授,沒有引導(dǎo)學(xué)生將理論知識遷移到實際實驗應(yīng)用中,學(xué)生缺乏知識遷移能力。(2)實驗課程內(nèi)容設(shè)計與理論課程內(nèi)容緊密度不夠,課程進度安排不合理。甚至出現(xiàn)由不同教師擔(dān)任理論課程與實驗課程的情況,或出現(xiàn)學(xué)生尚未學(xué)習(xí)該部分理論知識便開展實驗訓(xùn)練的情況。從而導(dǎo)致實驗課程教師對學(xué)生理論課程的學(xué)習(xí)進度不了解,對學(xué)生理論課程的學(xué)習(xí)情況不了解,而在指導(dǎo)學(xué)生實驗時存在一定的誤區(qū)。同時,由于課程進度差別較大,學(xué)生在實驗操作過程中難以與理論知識有機融合起來。需要解決上述問題,就必須對《有機化學(xué)》理論課程和《有機化學(xué)實驗》課程內(nèi)容和進度進行重組?！队袡C化學(xué)實驗》應(yīng)該作為《有機化學(xué)》課程的實訓(xùn)部分,而不是獨立的課程。在課程總學(xué)時不變的情況下,教師應(yīng)該根據(jù)理論課程的實際運行情況,適當(dāng)調(diào)整實驗課程的內(nèi)容和進度,使實驗內(nèi)容與理論課程內(nèi)容和進度基本一致。這樣更有利于學(xué)生將剛剛所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實際實驗中,從而避免實驗內(nèi)容與理論知識嚴(yán)重脫節(jié)的情況。《有機化學(xué)實驗》課程內(nèi)容和進度的設(shè)計直接影響學(xué)生將理論知識遷移至實際問題的能力訓(xùn)練。因此,本教學(xué)改革方法通過對《有機化學(xué)》理論課程和《有機化學(xué)實驗》課程的內(nèi)容和進度進行調(diào)整,加強理論課程與實際實驗操作的緊密度,訓(xùn)練學(xué)生知識遷移能力,培養(yǎng)學(xué)生利用理論知識解決實際問題的能力。

三、結(jié)論

《有機化學(xué)》課程作為眾多理工科專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程,在制藥工程、材料研發(fā)等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用。而目前高?！队袡C化學(xué)》課程的教學(xué)普遍存在一些問題,尤其在“新師范”背景要求下,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能滿足社會對師范畢業(yè)生的要求。本文探討了基于產(chǎn)學(xué)研融合下《有機化學(xué)》課程的教學(xué)改革方法,通過對目前《有機化學(xué)》課程教學(xué)中存在的主要問題進行分析,制定了一系列相應(yīng)的應(yīng)對策略,為學(xué)習(xí)《有機化學(xué)》課程的同學(xué)提供指導(dǎo),并為從事該課程教學(xué)工作的教師提供借鑒。