面向高分子材料與工程專業(yè)的有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革初探

宋莉芳++高莉?qū)?+夏慧蕓++顏錄科

摘 要：《有機(jī)化學(xué)》是高分子材料與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該文就目前高校專業(yè)基礎(chǔ)課課時(shí)壓縮的現(xiàn)狀，結(jié)合《有機(jī)化學(xué)》的課程基本特點(diǎn)，結(jié)合筆者近年來(lái)的課堂實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)內(nèi)容、教材選用、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面闡述了對(duì)該門課程進(jìn)行教學(xué)改革的一些想法，希望通過(guò)這些舉措能夠使有機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量得到提升。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué) 教學(xué)方法 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（a）-0154-02

Abstract：Organic chemistry is an important foundation course for polymer materials and engineering majors. Under the situation of teaching period being compressed， in this manuscript， the reforms of teaching contents， course book selection， teaching methods and experiment teaching were discussed according to our teaching practice experience. We expect to improve the teaching quality through this preliminary study on the teaching reform.

Key Words：Organic chemistry； Teaching methods； Reform in Education

《有機(jī)化學(xué)》是高分子材料與工程專業(yè)必修的一門化學(xué)基礎(chǔ)課程，在四大化學(xué)中的地位舉足輕重。按照學(xué)校培養(yǎng)方案修訂的要求，對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)課時(shí)進(jìn)行壓縮，該專業(yè)有機(jī)化學(xué)理論課教學(xué)課時(shí)壓縮為72學(xué)時(shí)，這可能會(huì)造成學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)掌握膚淺，甚至影響后續(xù)高分子化學(xué)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。如何更加高效地讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)較為系統(tǒng)地掌握有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，是有機(jī)化學(xué)的任課教師必須面對(duì)的問(wèn)題。因此，在這種新形勢(shì)下，高分子材料與工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升迫在眉睫[1-3]。結(jié)合日常的教學(xué)積累，筆者對(duì)該專業(yè)《有機(jī)化學(xué)》課程的改革和建設(shè)，提出如下的體會(huì)和進(jìn)一步的分析探索。

1 強(qiáng)調(diào)教學(xué)主線、緊扣教學(xué)重點(diǎn)

有機(jī)化學(xué)主要研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成、相互轉(zhuǎn)化規(guī)律以及應(yīng)用等內(nèi)容。有機(jī)化合物的種類繁多、數(shù)量龐大、性質(zhì)各異。同一種類的有機(jī)化合物既有共性，又有個(gè)性，同時(shí)反應(yīng)條件的不同也增加了有機(jī)反應(yīng)的復(fù)雜性。在有機(jī)化學(xué)的授課和學(xué)習(xí)過(guò)程中，一定要強(qiáng)調(diào)“材料結(jié)構(gòu)決定其性能，材料性能是其結(jié)構(gòu)的反映”這條主線。通常，有機(jī)化學(xué)的教材章節(jié)安排是按照烴類化合物（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、鹵代烴、有機(jī)含氧化合物、有機(jī)含氮化合物、元素有機(jī)化合物以及天然有機(jī)高分子化合物的順序。

對(duì)于每一種類型的化合物來(lái)講，需要從其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)（碳原子的雜化方式、官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)、多官能團(tuán)間的影響等），運(yùn)用相應(yīng)的電子理論和空間位阻理論，讓學(xué)生理解和掌握其典型的物理和化學(xué)性質(zhì)，尤其是官能團(tuán)對(duì)其性能的影響規(guī)律。結(jié)構(gòu)與性能這條主線要始終貫穿到整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中。高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)課程《高分子化學(xué)》與《有機(jī)化學(xué)》的聯(lián)系非常緊密，尤其是很多高分子化學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)都來(lái)源于有機(jī)化學(xué)。

在有機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，主要從官能團(tuán)對(duì)有機(jī)物物理和化學(xué)性質(zhì)的影響來(lái)展開教學(xué)，同時(shí)要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本概念等的掌握與理解，比如共軛效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng)和空間位阻效應(yīng)這3個(gè)知識(shí)點(diǎn)。例如，在烴類化合物的講授中，根據(jù)雜化軌道理論，碳原子在乙烷、乙烯、乙炔分子中分別采取sp3、sp2、sp，強(qiáng)調(diào)碳原子雜化類型的不同對(duì)烷烴、烯烴和炔烴的性質(zhì)的影響。乙烷分子中只有σ鍵，化學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)惰性；乙烯分子因π鍵的存在，可以發(fā)生親電加成反應(yīng)，在一定條件下還可發(fā)生氧化和聚合反應(yīng)。乙炔分子由于兩個(gè)π鍵的存在，不僅能發(fā)生親電加成反應(yīng)，還能發(fā)生親核加成反應(yīng)，而且端炔烴因sp雜化的碳原子具有相對(duì)較大的電負(fù)性，sp雜化的碳原子上的氫顯一定的酸性。

2 合理選擇教材、注重因材施教

筆者所選用的教材為李艷梅老師主編由清華大學(xué)出版社出版的《有機(jī)化學(xué)》第二版[4]。該教材是“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、北京市高等教育精品教材、清華大學(xué)有機(jī)化學(xué)MOOC教材。該書是李艷梅老師在線公開課程《有機(jī)化學(xué)》的配套教材，課本在比較重要的知識(shí)點(diǎn)處都有二維碼，可以直接掃描進(jìn)入在線視頻的學(xué)習(xí)。在線視頻除了有教學(xué)團(tuán)隊(duì)的授課視頻外，還有實(shí)驗(yàn)視頻及學(xué)生關(guān)于某些知識(shí)點(diǎn)的小組討論視頻。該書的選用不僅能有效地促進(jìn)筆者對(duì)教學(xué)方法的創(chuàng)新和教學(xué)內(nèi)容的改革，有效地補(bǔ)充和完善課程內(nèi)容，還能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使枯燥的知識(shí)變得生動(dòng)活潑，讓學(xué)生能夠親密接觸到國(guó)內(nèi)一流院校的教學(xué)。

此外，材料學(xué)院近年來(lái)實(shí)施了“拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃”，從教學(xué)方法的角度看來(lái)，對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生也應(yīng)該提出不同的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，在課程設(shè)置上要有意識(shí)地側(cè)重于理論或?qū)崉?wù)。有機(jī)化學(xué)的知識(shí)點(diǎn)較多，要不斷培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)規(guī)律的能力。通過(guò)課堂教學(xué)層層啟發(fā)，步步遞進(jìn)，使學(xué)生緊密圍繞各類型化合物結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，充分理解各類物質(zhì)之間的區(qū)別和聯(lián)系，同時(shí)鍛煉其創(chuàng)新能力，達(dá)到授人以漁的效果。

3 改革教學(xué)模式、強(qiáng)化多媒體教學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要由教師進(jìn)行課堂教學(xué)，而參與式教學(xué)是建立在現(xiàn)代教育理論基礎(chǔ)上，以學(xué)習(xí)者為中心，以活動(dòng)為主，平等參與的教學(xué)方式。將參與式教學(xué)應(yīng)用到有機(jī)化學(xué)教學(xué)中，能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)、合作交流能力和分析評(píng)價(jià)能力。開展參與式教學(xué)應(yīng)把握幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題：培養(yǎng)學(xué)生參與的意識(shí)，適時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)方式的訓(xùn)練，參與教學(xué)設(shè)計(jì)的構(gòu)建。

多媒體課件信息量大、圖文并茂、形象生動(dòng)，而板書的靈活性強(qiáng)，更貼近學(xué)生的認(rèn)知心理，容易與學(xué)生交流互動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中，要做到既能有效地利用多媒體課件的長(zhǎng)處，也能注意發(fā)揮板書在講解中的優(yōu)勢(shì)。對(duì)課件上已有的重要內(nèi)容，用板書幫助學(xué)生理清思路；對(duì)抽象內(nèi)容選用形象貼切的生活實(shí)例來(lái)加以解釋，或者使用直觀模型給學(xué)生展示。

Chemoffice軟件的ChemDraw和Chem3D模塊的合理使用，對(duì)多媒體教學(xué)和學(xué)生課堂活躍度的提升都有促進(jìn)作用[5]。例如，可以把環(huán)己烷的椅式構(gòu)象和船式構(gòu)象用投影展現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生從不同的角度來(lái)觀察分子模型，與傳統(tǒng)的球棍模型展示相比，多媒體教學(xué)更加清晰直觀，更具吸引力，受益的學(xué)生也不僅僅局限于前幾排的學(xué)生，有助于學(xué)生對(duì)構(gòu)象概念的深入理解。此外，在立體化學(xué)的Fisher投影和反應(yīng)機(jī)理涉及到的空間位阻效應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)的講授過(guò)程中，能夠靈活的運(yùn)用該軟件，將會(huì)起到非常好的課堂教學(xué)效果。

4 重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、鍛煉基本技能

加強(qiáng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于有機(jī)化學(xué)理論知識(shí)的理解和鞏固。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣、強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力方面起到重要的作用[6]。在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增設(shè)一些具有設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從按部就班地完成實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變成為教學(xué)的主體，充分鍛煉學(xué)生，使其在文獻(xiàn)查閱、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理及問(wèn)題討論等方面的能力均有較大的提高。

此外，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的考核方面，可以將實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等模塊的比例做適當(dāng)調(diào)整，使成績(jī)能夠充分反映出學(xué)生對(duì)基本知識(shí)、基本概念、基本技能、基本操作的掌握程度。針對(duì)設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，給予學(xué)生充分的時(shí)間來(lái)做準(zhǔn)備，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行歸納總結(jié)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過(guò)自己的努力尋求解決途徑，經(jīng)過(guò)小組成員的討論，最后將問(wèn)題解決。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著學(xué)科的發(fā)展、培養(yǎng)模式的調(diào)整、專業(yè)需求的改變，專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式需與時(shí)俱進(jìn)，順勢(shì)改革。在一線教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，只有不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步調(diào)整、完善，才能更好地完成教學(xué)工作，提高基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生得到更大的收獲。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃杰，周冕，李又兵，等.高分子材料與工程專業(yè)《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].廣東化工，2014，42（24）：186-187.

[2] 王林艷，李歆.高分子材料課程體系下有機(jī)化學(xué)的初步改革[J].廣東化工，2014，41（19）：257-258.

[3] 鄒志明，唐群，劉崢.淺談?dòng)袡C(jī)化學(xué)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)——以高分子材料專業(yè)為例[J].教育教學(xué)論壇，2015（24）：51-52.

[4] 李艷梅，趙圣印，王蘭英.有機(jī)化學(xué)[M].2版.北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[5] 劉鴻.淺談Chemoffice軟件在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的幾點(diǎn)應(yīng)用[J].廣東化工，2016，43（15）：262-263.

[6] 王慧芳，武禮鵬，陳志敏，等.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2016，19（4）：138-141.