激發(fā)農(nóng)林類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)熱情的思考與實(shí)踐

尹霞　李春環(huán)　李定　高錦明

摘要：有機(jī)化學(xué)是一門(mén)理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的基礎(chǔ)科學(xué)，是農(nóng)林學(xué)科的必修基礎(chǔ)課程。有機(jī)化學(xué)理論抽象，知識(shí)繁雜，機(jī)理深?yuàn)W，使這門(mén)課程在教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到較大困難。本文通過(guò)分析有機(jī)化學(xué)自身特點(diǎn)，鼓勵(lì)引入教學(xué)模型和專(zhuān)業(yè)軟件，把重點(diǎn)和難點(diǎn)具象化；通過(guò)介紹具有代表性的實(shí)例，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情；通過(guò)分析與農(nóng)林學(xué)科的學(xué)科交叉，鼓勵(lì)學(xué)生重視有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)；農(nóng)林學(xué)科；學(xué)習(xí)熱情

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）50-0211-02

西北農(nóng)林科技大學(xué)面向農(nóng)、林、水、動(dòng)醫(yī)、動(dòng)科、生物等各專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)有機(jī)化學(xué)課程，課程設(shè)立之初考慮到的是各個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的需求，但是在實(shí)施過(guò)程中卻存在著比較嚴(yán)重的問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣少，學(xué)習(xí)心態(tài)疲乏，學(xué)習(xí)積極性不高。身為教師必須改進(jìn)教學(xué)方法，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

一、教學(xué)模型及專(zhuān)業(yè)軟件引入課堂

有機(jī)化學(xué)內(nèi)容豐富，理論抽象難懂，知識(shí)繁雜分散，機(jī)理深?yuàn)W晦澀，各個(gè)章節(jié)既具有一定的關(guān)聯(lián)度，又相對(duì)獨(dú)立；給農(nóng)林相關(guān)學(xué)科學(xué)生安排的課時(shí)少，學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到初期入門(mén)難、中期跟不上、后期不能有效地將知識(shí)整合歸納等問(wèn)題。因此如何利用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)清晰地理解和牢固地掌握有機(jī)化學(xué)，是我們必須解決的問(wèn)題。首先是教學(xué)模型的引入，例如在學(xué)習(xí)到烷烴的異構(gòu)現(xiàn)象及構(gòu)象和環(huán)烷烴的立體化學(xué)部分，幾乎就遇到了第一個(gè)難點(diǎn)，大部分學(xué)生都不能準(zhǔn)確而全面地理解交叉式、重疊式以及椅式構(gòu)象和船式構(gòu)象。這時(shí)候只需要把一個(gè)球棍模型放在學(xué)生面前，讓他們親自動(dòng)手去擺弄，他們就能夠很快地記住這兩種構(gòu)象，而且能夠“自己”實(shí)現(xiàn)兩種構(gòu)象的轉(zhuǎn)變；還能在這個(gè)過(guò)程中看到1，3-直立鍵的位阻效應(yīng)，事半功倍。其次將專(zhuān)業(yè)化學(xué)軟件ChemBiodraw引入課堂。這是個(gè)大挑戰(zhàn)：很多教師認(rèn)為這種專(zhuān)業(yè)軟件可操作性差，展示給非專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，怕他們接受不了，還徒增負(fù)擔(dān)。其實(shí)這種擔(dān)憂有些過(guò)時(shí)，這種軟件的操作入門(mén)比手機(jī)上任何一個(gè)“APP”都簡(jiǎn)單。以上述環(huán)己烷椅式構(gòu)象和船式構(gòu)象的問(wèn)題為例，用化學(xué)軟件演示，非常直觀。此外還可以成立學(xué)習(xí)小組，以小組的形式把課后作業(yè)用化學(xué)軟件演示出來(lái)，這樣不僅可以消除學(xué)生天生對(duì)“作業(yè)”的反感，還能在一定程度上達(dá)到“翻轉(zhuǎn)課堂”的效果，以增加學(xué)生的參與度，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。

二、讓有機(jī)化學(xué)走下神壇，走進(jìn)生活

化學(xué)是一門(mén)實(shí)用科學(xué)，核心知識(shí)已經(jīng)應(yīng)用到自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，化學(xué)是創(chuàng)造自然、改造自然的強(qiáng)大力量。目前化學(xué)家們運(yùn)用化學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)觀察和思考社會(huì)問(wèn)題，用化學(xué)的知識(shí)來(lái)分析自然甚至是生命的本質(zhì)。這些冠冕堂皇的話近乎大道理，把有機(jī)化學(xué)高高擺上了神壇，剝離了生活。其實(shí)幾乎所有的科學(xué)共有的作用就是培養(yǎng)不斷進(jìn)取、發(fā)現(xiàn)、探索、好奇的心理，豐富人們的知識(shí)層次。教師應(yīng)該將這門(mén)課程搬下神壇，走進(jìn)生活，讓學(xué)生在離開(kāi)化學(xué)課堂后還能津津樂(lè)道，侃侃而談化學(xué)對(duì)他們潛移默化的影響。不求學(xué)生記住深刻晦澀的機(jī)理，只要在他們心中種下有機(jī)化學(xué)的種子，靜待花開(kāi)。

讓我們?cè)囍没瘜W(xué)的眼光認(rèn)識(shí)世界，解釋世界。

1.小分子管不了愛(ài)情。在講含氮化合物部分可以適當(dāng)拋出這個(gè)話題，想必課堂又要沸騰了。一批浪漫主義派系的科學(xué)家們，用他們的視角，試圖簡(jiǎn)單直接地解釋愛(ài)情或讓人欣喜快樂(lè)、或讓人神魂顛倒、或讓人焦慮暴躁的原因。最被人熟知的“愛(ài)情分子”就是多巴胺了，它是人感到快樂(lè)的“源頭”。但實(shí)際上多巴在體內(nèi)的作用要復(fù)雜很多，而且它傳遞快樂(lè)本身也是一把雙刃劍。類(lèi)似“一日不見(jiàn)，如隔三秋”的對(duì)愛(ài)人的成癮似的迷戀，多巴還與許多毒癮、煙癮、酗酒等病態(tài)行為相關(guān)。戀愛(ài)初期，對(duì)方的一句話、一個(gè)眼神和一個(gè)動(dòng)作都會(huì)給當(dāng)事人帶來(lái)比平時(shí)更為嚴(yán)重的不安全感和焦慮。那是因?yàn)樵趷?ài)情伊始，情侶雙方體內(nèi)的五羥色胺水平會(huì)顯著下降，導(dǎo)致焦慮、抑郁、疲勞和易怒情緒。隨著時(shí)間的推移，相互建立起良好的信任關(guān)系后，五羥色胺水平會(huì)慢慢回升。其實(shí)與愛(ài)情相關(guān)的化學(xué)又豈止這些，這些分子在體內(nèi)的作用也不是一兩句話可以概括的，而人類(lèi)復(fù)雜的情緒也并不是幾個(gè)分子就可以解釋的。有機(jī)化學(xué)只是提供了一種視角，一種看待問(wèn)題的方法。

2.提神醒腦是咖啡還是茶。咖啡中的咖啡因主要是提神醒腦的物質(zhì)基礎(chǔ)，能興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)，消除睡意，但它對(duì)心血管系統(tǒng)具有正性作用，所以會(huì)加重高血壓。促進(jìn)胃酸分泌，加速脂肪分解，加速新陳代謝，具有一定的減肥功效。此外，咖啡還有利尿作用，長(zhǎng)期大量喝咖啡，容易造成骨質(zhì)流失。[1]茶中也有咖啡因，卻比咖啡中的含量少很多，茶葉中還有茶堿，茶堿比咖啡因少一個(gè)N-甲基，所以極性增加，進(jìn)入腦血屏障的難度增大。[2]總體而言，茶興奮中樞的功效相比咖啡慢而緩。茶文化悠遠(yuǎn)留長(zhǎng)，咖啡文化清新時(shí)尚，在化學(xué)人眼中，極簡(jiǎn)到幾個(gè)分子，在世人眼中卻包含著文化、情緒和氣氛。想來(lái)很有意思，如果在學(xué)有機(jī)化學(xué)之前大家僅憑個(gè)人喜好和生活方式來(lái)選擇，那么學(xué)習(xí)了之后，就可以更多地從“身體需求”角度來(lái)選擇了。

3.蘑菇是天使還是惡魔。法國(guó)大餐中有一道法國(guó)松茸，烹飪松茸會(huì)讓屋子里飄香四溢。松茸絕對(duì)是世界上最珍貴稀有的天然藥用菌，也是天然滋補(bǔ)品，備受推崇。松茸的拉丁名Tricholoma matsutake，而跟它同屬的另一個(gè)蘑菇Tricholoma equestre，卻因?yàn)樗旅亩拘远诜▏?guó)臭名昭著。[3]可見(jiàn)蘑菇可以是天使，也可以是惡魔。區(qū)別不過(guò)是其中的有機(jī)小分子。前者的多糖成分營(yíng)養(yǎng)價(jià)值奇高，后者的氨基酸成分卻致人死亡。同時(shí)這樣的例子顛覆了學(xué)生們對(duì)氨基酸的印象，會(huì)引發(fā)更深的思考。

類(lèi)似的例子只要用心去尋找，就一定能給課堂增添色彩，給學(xué)生拋出興趣的種子，在學(xué)生心中種下一種用有機(jī)化學(xué)看世界的想法。從此有機(jī)化學(xué)不再是簡(jiǎn)單枯燥的化學(xué)方程式，不再是一個(gè)個(gè)晦澀難懂的機(jī)理，而是一直在我們身邊的智慧。

三、夯實(shí)化學(xué)基礎(chǔ)，開(kāi)啟專(zhuān)業(yè)的大門(mén)endprint

1.從有機(jī)化學(xué)角度重新審視農(nóng)藥的意義。在生物學(xué)和哲學(xué)還處于低級(jí)幼稚階段的時(shí)候，人們妄圖“控制自然”，讓大自然成為人們方便和有利的存在。所以人們妄自尊大地用化學(xué)武器武裝自己，讓農(nóng)藥在對(duì)付昆蟲(chóng)之余，已轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)威脅我們的整個(gè)大地，于是才有了《寂靜的春天》這么發(fā)人深思的作品。相信最初沒(méi)有人是故意要去傷害自己的這片沃土的，只是急功近利地把化學(xué)“神化”了，才忘記了敬畏自然本身。所以，化學(xué)是農(nóng)林人的武器，同時(shí)也是農(nóng)林人的底線和原則。明白其中利害，方可游刃有余。從這個(gè)角度講，農(nóng)藥只是以一種“商榷”的口吻與自然打交道，要溫和地到來(lái)，和諧地相處，瀟灑地離開(kāi)。什么樣的化合物能夠勝任這樣一個(gè)角色，這需要有機(jī)化學(xué)深厚的功底去辨別，去篩選。

2.從化學(xué)的層次了解植被。你了解植被的脾氣和性格嗎？他們生長(zhǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)除了適宜的溫度、光、氣、水等外，還需要特殊、含量微小的生理活性物質(zhì)，這類(lèi)物質(zhì)叫做植物激素。包括植物生長(zhǎng)素，例如促進(jìn)生根的吲哚丁酸、萘乙酸、3-吲哚乙酸；防治落花的2，4-二氯苯氧乙酸；促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)和分裂的赤霉素和90多種赤霉素同類(lèi)化合物；細(xì)胞分裂素6-芐基腺嘌呤；促進(jìn)棉苗外植體葉柄脫落的脫落素酸；因?yàn)橐蚁┠艽龠M(jìn)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育而研制的乙烯利。這樣看來(lái)，要想了解植物生長(zhǎng)，最后達(dá)到在一定程度上干預(yù)植物的生長(zhǎng)，必須要有有機(jī)化學(xué)做基礎(chǔ)。

有機(jī)化學(xué)課程和有機(jī)化學(xué)老師不過(guò)是學(xué)生四年大學(xué)生活中的過(guò)客，不同的是人的一生中有些過(guò)客來(lái)不及匆匆一瞥便相忘于江湖，而有些卻在一瞬間改變了人的觀點(diǎn)、拓寬了視野、拔高了視角、甚至改變了人生規(guī)劃。求知是人類(lèi)的本能之一，讓這一過(guò)程變得有趣，是一個(gè)教師責(zé)無(wú)旁貸的義務(wù)。教學(xué)不僅僅是一項(xiàng)任務(wù)，而且是一次給學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)熱情的嘗試，不應(yīng)該讓課本的呆板和局限撲滅學(xué)生源于興趣的求知欲。所以，教師時(shí)刻要有最廣泛的涉獵、最敏銳的視角和最活躍的思維，把自己的一桶水裝得滿(mǎn)滿(mǎn)的，用形形色色的杯子端給學(xué)生喝。

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Abstract：Organic chemistry is a chemistry sub discipline with theory and practicality，and is required as basic course for undergraduates majoring in agriculture and forestry. The abstract science theory，complex knowledge system，together with complicated mechanism are all the obstacles for teaching and learning. In this article，we analyzed the main characteristics of the course，and introduced the teaching model and special software to the students. Moreover，all sorts of interesting examples of chemistry and life are applied to inspire passion of the students. Finally，we emphasize the interdisciplinary of organic chemistry and agriculture and forest science，sparking their enthusiasm of learning organic chemistry.

Key words：organic chemistry；agriculture and forest science；enthusiasmendprint