有機(jī)化學(xué)教學(xué)方法改革的探索與實(shí)踐

劉文鋒,黎妍文,李永蓮

(1.五邑大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 江門 529020；2.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生態(tài)環(huán)境技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510300)

有機(jī)化學(xué)不僅是大學(xué)生本科學(xué)習(xí)階段一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，而且是培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)課程。近年來(lái)，有機(jī)化學(xué)在科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、生活應(yīng)用等方面不斷取得重大突破和創(chuàng)新，而且教材內(nèi)容隨之發(fā)生重要的改變，但是目前各專業(yè)的有機(jī)化學(xué)理論課學(xué)時(shí)出現(xiàn)不同程度減少的情況，由此而產(chǎn)生的授課內(nèi)容與學(xué)時(shí)之間的矛盾與日俱增。因此，為培養(yǎng)具有扎實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)和符合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的復(fù)合型人才，必須提高本科教學(xué)質(zhì)量和提升高校教師的有機(jī)化學(xué)教學(xué)水平。本文欲借鑒國(guó)內(nèi)外同行豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的教學(xué)理念，結(jié)合本人的教學(xué)體會(huì)，初探有機(jī)化學(xué)教學(xué)方法的改進(jìn)策略。

1 重視緒論

俗話說(shuō)得好，“興趣是最好的老師”，學(xué)好有機(jī)化學(xué)的關(guān)鍵是要讓學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。但是有機(jī)化學(xué)因理論性較強(qiáng)、知識(shí)性比較零碎等，很多學(xué)生認(rèn)為該課程難學(xué)難理解，容易讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。另一方面，因課時(shí)少、教學(xué)知識(shí)點(diǎn)多，很多老師為了趕進(jìn)度往往對(duì)緒論部分內(nèi)容簡(jiǎn)單一筆帶過(guò)。緒論的教學(xué)是有機(jī)化學(xué)知識(shí)講授的開端，學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)感興趣與否與教師對(duì)緒論重視程度直接相關(guān)。在緒論教學(xué)之前，教師首先要端正態(tài)度，重視緒論教學(xué)，充分利用生活案例和最新科技成果，向?qū)W生介紹科技的發(fā)展、人們的衣食住行與有機(jī)化學(xué)密切相關(guān)，以此引起學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的好奇，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。與此同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生掌握探究式的學(xué)習(xí)方法，激發(fā)學(xué)生從看到的現(xiàn)象探究反應(yīng)的原理的興趣，從而達(dá)到事半功倍的效果[1]。在講授緒論時(shí)，切勿照本宣課，要善于緊密聯(lián)系實(shí)際，突出不同專業(yè)的專業(yè)特色，多列舉生活中的形象生動(dòng)實(shí)例。比如介紹有機(jī)化學(xué)在諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)中所占比例，凸顯有機(jī)化學(xué)的重要性。介紹諾貝爾本人的事跡以及諾貝爾獎(jiǎng)，指出化學(xué)工作一度也是世界追求的熱點(diǎn)。在介紹有機(jī)化學(xué)發(fā)展歷史時(shí)，切忌按照時(shí)間順序簡(jiǎn)單羅列，要善于不斷地提出問(wèn)題吸引學(xué)生的注意力，比如：為什么運(yùn)動(dòng)過(guò)后腿會(huì)酸痛? 有機(jī)化合物只能從有機(jī)生命體當(dāng)中得到嗎? 糖精是糖嗎?通過(guò)一系列的問(wèn)題，培養(yǎng)他們對(duì)有機(jī)化學(xué)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，有了興趣之后，學(xué)生會(huì)充滿積極探索精神，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2 實(shí)施化學(xué)史教育

縱觀中國(guó)化學(xué)史教育，它經(jīng)歷了從無(wú)到有，后來(lái)由于種種歷史原因被刪除，隨著教育現(xiàn)代化再次被重視的過(guò)程。在這其中，有機(jī)化學(xué)教學(xué)在化學(xué)史的教育扮演著重要的角色。而且，讓學(xué)生了解中國(guó)化學(xué)的歷史，了解有機(jī)化學(xué)在化學(xué)的發(fā)展史上的地位，更能讓學(xué)生清楚認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)的來(lái)龍去脈，其中的各種名人趣事，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛(ài)好；加深和幫助對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的理解；啟迪科學(xué)思維、訓(xùn)練科學(xué)方法；培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí)；學(xué)習(xí)化學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索的科學(xué)品德等等[2]。比如講授有機(jī)化學(xué)不同時(shí)期的重要理論和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)時(shí)，可以介紹相關(guān)化學(xué)家的科研經(jīng)歷、成名歷程等，縮小學(xué)生與化學(xué)家們之間的距離，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。又比如有機(jī)化學(xué)中有很多人名反應(yīng)，是人們?yōu)榱思o(jì)念首次發(fā)現(xiàn)此類反應(yīng)、首次合成某種試劑或?qū)Υ俗鞒鼋艹鲐暙I(xiàn)的科學(xué)家。在講授到相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，有必要把相應(yīng)的化學(xué)史介紹給學(xué)生，教育學(xué)生也要具有鍥而不舍的探索精神和創(chuàng)新精神。通過(guò)化學(xué)史教育，可以使有機(jī)化學(xué)教學(xué)不僅僅局限晦澀難懂的現(xiàn)有知識(shí)，還可以追溯知識(shí)的來(lái)源及其演變過(guò)程，揭示化學(xué)家在科學(xué)發(fā)現(xiàn)后，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路及其中所蘊(yùn)含的科學(xué)思維方法，使學(xué)生感同身受，受到多方面的教育。

3 注重引導(dǎo)學(xué)生建立知識(shí)點(diǎn)間的區(qū)別與聯(lián)系

大部分有機(jī)化學(xué)教材是按官能團(tuán)來(lái)劃分章節(jié)的，各章節(jié)自成一個(gè)體系，它們之間的區(qū)別是各官能團(tuán)具有不同的反應(yīng)特點(diǎn)，比如烯烴和炔烴雖然都是不飽和烴，但是反應(yīng)也不一樣；但同時(shí)章節(jié)之間又互有聯(lián)系，而它們之間聯(lián)系是各官能團(tuán)可以互相轉(zhuǎn)化，比如不飽和烴(烯烴、炔烴)與飽和烴(烷烴、鹵代烴)的相互轉(zhuǎn)化，鹵代烴與醇的相互轉(zhuǎn)化，醇與醛、酮及羧酸之間的相互轉(zhuǎn)化等等。引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí)建立各官能團(tuán)之間的區(qū)別與聯(lián)系，這是有機(jī)化學(xué)內(nèi)在的一條脈絡(luò)，學(xué)好有機(jī)化學(xué)的重要元素。因?yàn)橐莆崭黝愔匾姆磻?yīng)類型，比如親電加成、親核加成、親核取代、親電取代、氧化、還原等，得掌握各類化合物之間的相互轉(zhuǎn)化。在教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力這是非常有必要的，要注重，讓學(xué)生在頭腦中建立各概念、各反應(yīng)、各機(jī)理的區(qū)別和聯(lián)系，在理解基礎(chǔ)之上記憶各反應(yīng)、各概念，才能學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用[3]。

比如在講授簡(jiǎn)單合成方法時(shí)，對(duì)于不同基團(tuán)的定位規(guī)律及不同反應(yīng)類型學(xué)生很難理解，要及時(shí)舉典型案例讓學(xué)生能加以區(qū)別與聯(lián)系。比如由甲苯分別合成對(duì)硝基苯甲酸、間硝基苯甲酸這兩種不同化合物時(shí)，為了讓學(xué)生進(jìn)一步掌握不同基團(tuán)的定位規(guī)律及以及不同反應(yīng)類型的綜合應(yīng)用，要進(jìn)行比較硝化與甲基氧化成羧基的先后順序選擇問(wèn)題，。又比如在講解化合物的系統(tǒng)命名法時(shí)，在選擇母體和列出順序上，含有多個(gè)不同官能團(tuán)的化合物對(duì)官能團(tuán)的處理會(huì)不同，很多學(xué)生容易混亂難以理解，這時(shí)要舉幾個(gè)典型例子加以比較區(qū)別。事物是普遍聯(lián)系的，這雖然是唯物主義辯證法的基本觀點(diǎn)，但同樣適用在有機(jī)化學(xué)的教與學(xué)中。在有機(jī)化學(xué)的教學(xué)始末貫穿這個(gè)方法，使學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)過(guò)程中能更輕松、靈活地把看似零散且毫無(wú)瓜葛的各章節(jié)內(nèi)容有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，不再依靠簡(jiǎn)單的死記硬背。

4 把最新的科研成果滲透到有機(jī)化學(xué)教學(xué)中

“教而不研則淺，研而不教則空”，只有將教與研妥善結(jié)合，有機(jī)化學(xué)教學(xué)才能深入而豐富?，F(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，有機(jī)化學(xué)發(fā)展也日新月異，化學(xué)家們相繼報(bào)道了很多有機(jī)化學(xué)的新物質(zhì)、新合成方法，那么很多以前合成目標(biāo)產(chǎn)物最行之有效的傳統(tǒng)合成反應(yīng)已然顯得落后，有機(jī)化學(xué)教科書因具有滯后性，無(wú)法及時(shí)更新，一些知識(shí)也顯得跟不上時(shí)代的步伐。所以，教師在課程教學(xué)內(nèi)容中要注重將發(fā)展前沿、熱點(diǎn)領(lǐng)域及其最新應(yīng)用充實(shí)進(jìn)去，讓教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，讓學(xué)生在掌握有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也能接觸到有機(jī)化學(xué)的新知識(shí)、新技術(shù)和新理論。這樣，在教學(xué)中引入前沿的科技及結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的生動(dòng)例子，不僅使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、生動(dòng)、深入，而且拓寬了學(xué)生的知識(shí)面和視野，使學(xué)生進(jìn)一步對(duì)理論知識(shí)加深理解甚至學(xué)以致用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性激發(fā)學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)的研究興趣[4]。

從科技成果中提煉優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，比如選取近年來(lái)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的成果，也可以結(jié)合自己的科研成果向?qū)W生講述與教材相關(guān)章節(jié)科研的最新進(jìn)展，滲透到課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)科研向教學(xué)的多方位轉(zhuǎn)化，提高教學(xué)質(zhì)量。比如，在教學(xué)中講授到對(duì)映異構(gòu)體時(shí)，結(jié)合 2001 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)金的情況，向?qū)W生介紹在手性催化氫化反應(yīng)領(lǐng)域所作出的巨大貢獻(xiàn)的美國(guó)科學(xué)家William Standish Knowles和日本科學(xué)家Ryoji Noyori，以及在手性催化氧化反應(yīng)領(lǐng)域取得的突破性成就的美國(guó)科學(xué)家K. Barry Sharpless。瑞典皇家科學(xué)院評(píng)價(jià)說(shuō)，三位獲獎(jiǎng)?wù)邽楹铣删哂行绿匦缘姆肿雍臀镔|(zhì)開創(chuàng)了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。這三位化學(xué)家的原創(chuàng)性貢獻(xiàn)和突破性成就，對(duì)學(xué)術(shù)研究、新醫(yī)藥和新材料的合成與發(fā)展都具有深遠(yuǎn)的意義?！八麄兊某删鸵殉晒Φ貞?yīng)用于許多藥物的工業(yè)合成，比如抗生素、消炎藥、心臟病藥以及治療帕金森綜合癥藥物”[5]。此外，這些發(fā)現(xiàn)也被用于生產(chǎn)調(diào)味劑、甜味劑、殺蟲劑及其他生物活性物質(zhì)。這部分知識(shí)的引入，一是使學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的理解更加深刻，二是使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題，三是培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

5 充分發(fā)揮多媒體及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的作用

在信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高度發(fā)展帶動(dòng)下，今天的理論教學(xué)一般都是采用多媒體教學(xué)，同時(shí)結(jié)合使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。多媒體具有涵蓋信息量大、色彩豐富、對(duì)比鮮明、動(dòng)畫和圖像精美、音響生動(dòng)逼等等優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代化教學(xué)中運(yùn)用極廣。比如有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的機(jī)理描述、分子空間結(jié)構(gòu)、鍵的斷裂與形成等等，如果憑借黑板或紙質(zhì)材料等平面展示形式，則難以闡述明了，而借助Flash動(dòng)畫可以富有立體感、形象生動(dòng)地演示出來(lái)給學(xué)生觀看，有利元啟發(fā)學(xué)生的空間想象能力，使學(xué)生一下子就能接受。再比如，利用多媒體豐富的色彩、字體、字號(hào)等特點(diǎn)，標(biāo)示出重點(diǎn)難點(diǎn)，使教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)鮮明突出[3]。

另一種應(yīng)用較為廣泛的教學(xué)輔助工具是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。大學(xué)教師因科研任務(wù)重不坐班，下課時(shí)間學(xué)生想找教師討論問(wèn)題，基本都難以實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)用于共享教學(xué)資料、公布教學(xué)信息和師生討論等等，讓教師在時(shí)間和空間上獲得相對(duì)自由，今后進(jìn)一步開發(fā)還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化提交作業(yè)、批改作業(yè)等，這有利于提高工作效率[3]。

[1] 唐子龍.注重有機(jī)化學(xué)緒論教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐,2011,03(11):90-91.

[2] 吳 偉，張兆麗，姜翠玉.有機(jī)化學(xué)教學(xué)中實(shí)施化學(xué)史教育的必要性及其作用[J].化工高等教育,2008,25(6):21-23.

[3] 陳 鷥,楊英杰.有機(jī)化學(xué)教學(xué)方法改革的研究與實(shí)踐[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),2011,28(12):63-66.

[4] 石先瑩.科研成果在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的滲透[J].大學(xué)化學(xué),2015,30(5):26-31.

[5] 張夢(mèng)軍，廖春陽(yáng)，蘭玉坤，等.對(duì)催化不對(duì)稱合成的重大貢獻(xiàn)-2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)[J].化學(xué)教育,2002,23(1):5-13.