食品科學與工程專業(yè)有機化學課程教學改革探索
——以武夷學院為例

黃 艷，洪永聰，馬春華，楊宇華

（1.武夷學院 茶與食品學院，福建 武夷山 354300；2.中國烏龍茶產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 武夷山 354300）

有機化學作為食品科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在食品專業(yè)的整個課程體系中有著舉足輕重的地位。該課程知識的掌握程度將直接影響學生對生物化學、食品化學、食品營養(yǎng)學以及食品分析等后續(xù)專業(yè)課程的學習。為了提升教學質(zhì)量，針對目前本校該專業(yè)有機化學課程教學存在的問題（如課程總學時少、教學內(nèi)容繁復(fù)、教學模式單一、課程考核方式不合理，以及實驗教學未能達到培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新意識的目標等），筆者根據(jù)本校有機化學課程組近年來積累的教學經(jīng)驗，提出了一些改革思路與建議。

1 有機化學教學中存在的問題

1.1 課程總學時少，教學內(nèi)容繁復(fù)

總課時短是食品科學與工程專業(yè)有機化學課程教學面臨的第一大問題。化學專業(yè)的有機化學課程通常開設(shè)兩個學期，總學時不少于100課時，而目前本校食品科學與工程專業(yè)的有機化學課程只開設(shè)一個學期，總學時為48學時，相較于化學專業(yè)，學時縮減過半。有機化學教材眾多，但沒有針對食品科學與工程專業(yè)的專用教材。在教學過程中，學生普遍反映有機化合物數(shù)量繁多、化學反應(yīng)機理難不好理解、知識點繁雜不好記憶等問題。有機化學內(nèi)容繁多，若面面俱到，則只能蜻蜓點水；若只講解重點章節(jié)，則會打破有機化學的內(nèi)在邏輯，從而提高學生的學習難度[1]。因此，如何根據(jù)專業(yè)特點簡化及優(yōu)化教學內(nèi)容，是食品科學與工程專業(yè)有機課程組亟需解決的一個問題。

1.2 教學模式單一，課程考核片面

有機化學的傳統(tǒng)教學是采用課堂講授式進行，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，教育信息化駛?cè)肟燔嚨?，課堂講授式的弊端不斷凸顯，如教學以教師教為主，過分或片面強調(diào)知識的傳授，忽略了學生的主體地位，使學生對枯燥的有機課程知識學習積極性不高甚至產(chǎn)生厭學情緒。因此，課程組亟需轉(zhuǎn)變教學觀念和教學角色，將傳統(tǒng)的“滿堂灌”、“填鴨式”的教學觀念轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W融合、以學為主，從單純的知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W、助學、促學、評學，根據(jù)教學內(nèi)容采用不同的教學模式方法，靈活運用現(xiàn)代多媒體教學手段，以充分激發(fā)學生的學習興趣，全面調(diào)動學生學習的積極性。

課程考核作為學習過程管理的重要內(nèi)容，直接體現(xiàn)和反映了學生對知識的理解掌握程度及教師的教學效果。傳統(tǒng)的考核方式中，期末卷面成績與平時考核成績的比例為7∶3或8∶2，顯然期末成績所占比重較大，而平時過程管理卻被忽視。筆者認為一門課程的學習，除了卷面成績外，平時的過程表現(xiàn)亦很重要，其體現(xiàn)了學生參與或融入課程學習中的程度。通過這門課程教學，除了使學生掌握有機化學的基本理論外，更需培養(yǎng)學生分析及解決問題的能力。因此，有機化學課程考核應(yīng)該是多元化的。

1.3 實驗教學未能達到能力培養(yǎng)目標

實驗教學作為連接有機理論知識與食品科學的橋梁，是食品科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要組成部分，對培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新思維及夯實專業(yè)基礎(chǔ)起著舉足輕重的作用[2]。伴隨我校向“應(yīng)用型本科院?！钡霓D(zhuǎn)型，食品科學與工程專業(yè)在人才培養(yǎng)上，更加重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。轉(zhuǎn)型之前，本專業(yè)的有機化學實驗與無機化學實驗統(tǒng)歸于基礎(chǔ)化學實驗課程中，有機實驗總課時占基礎(chǔ)化學實驗課時的50%，為20課時，總學時少，且授課教師為本校化工專業(yè)教師，因不了解食品專業(yè)需求，因此所開設(shè)的實驗均為通用實驗，專業(yè)針對性弱，學生未能體會到有機化學與食品學科的密切聯(lián)系。此外，傳統(tǒng)的實驗教學方式通常由教師根據(jù)實驗教材講解實驗原理、實驗步驟、實驗注意事項，或進行示范教學，再由學生進行實驗操作并完成實驗報告[3]，這種教師講授演示、學生接受性學習的教學方式，不利于激發(fā)學生獨立思考的能力，也不利于培養(yǎng)學生分析解決問題的能力，更談不上創(chuàng)新意識。

2 有機化學教學的改革建議

2.1 增加隱形課時，優(yōu)化教學內(nèi)容

針對總課時少這一問題，在每次課程結(jié)束后，教師會通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺發(fā)布一些課程習題供學生練習，以加強學生對本次教學內(nèi)容的鞏固和記憶，做到隨課隨練。此外，學生可在學習平臺討論區(qū)提出問題，鼓勵學生在討論區(qū)交流探討，促進學生間形成良好及濃郁的學習氛圍。對學生提到較多的重點、難點問題，教師可在討論區(qū)進行系統(tǒng)解答指導。再者，對于一些課外延伸或拓展內(nèi)容，可以讓學生自行搜集相關(guān)文獻資料，并在課外開展一些專題討論，鼓勵學生自主學習，實現(xiàn)教與學的有效融合。通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺上學生間的交流、教師的指導，以及課外專題討論等操作，增加了學生的隱形課時，當然也增加了教師的工作量，但著實提高了學生的學習效果。

近年來，本校食品科學與工程專業(yè)選取孫景琦主編的《有機化學》作為教材，并根據(jù)專業(yè)特點，適當刪減教學內(nèi)容，并融入與食品專業(yè)相關(guān)的有機知識及教學案例。在教學過程中，課程組以官能團為主線，選取具有代表性的有機化合物進行重點講解，在學生掌握各類有機物的命名、結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)等基本理論外，將有機反應(yīng)機理部分穿插至相應(yīng)章節(jié)進行講解，以便更好地分散難點[4]，如親電取代反應(yīng)機理在芳香烴部分講解，親電加成反應(yīng)機理穿插在烯烴部分，親核取代反應(yīng)機理在鹵代烷部分講解，親核加成反應(yīng)機理穿插在醛、酮部分等。根據(jù)各反應(yīng)機理可以簡化有機化學的章節(jié)課數(shù)，幫助學生在短時間內(nèi)接受并記住常見的有機反應(yīng)機理，構(gòu)建屬于自己的有機化學體系[1]。講授部分刪減了環(huán)醚、現(xiàn)代波譜分析等內(nèi)容。

此外，在教學過程中將有機化學理論與食品科學知識相結(jié)合，增加有機化學在食品學科的相關(guān)應(yīng)用與體現(xiàn)，如將乙烯的用途在不飽和烯烴中講述，使學生了解乙烯可用作未成熟果實的催熟劑，但它會產(chǎn)生一些消極的影響如加快葉綠素的分解、促進果蔬衰老等；在羧酸衍生物部分可舉例說明天然食品及其加工中常見的有機酸，如酒石酸作為果蔬食品中重要的有機酸，因其鉀鹽難溶于水和乙醇，在葡萄汁釀酒過程中沉淀析出，故而得名酒石酸，在食品加工中可作為食品酸味劑、啤酒發(fā)泡劑使用；在醛酮部分可引入斑蝥黃色素，作為動物飼料添加劑，其可使蛋黃的顏色更橙黃鮮明，許多商家基于此生產(chǎn)了所謂的“土雞蛋”，雞蛋身價倍增，盡管色素添加合法，但卻欺騙了消費者。類似的例子不勝枚舉，盡管涉及的內(nèi)容不夠深入全面，但亦使學生感受到有機化學課程對食品專業(yè)學習的重要性。

2.2 構(gòu)建多元教學模式，改革片面考核方式

2.2.1 嘗試構(gòu)建新型教學模式

通過參考國內(nèi)外多種教學模式的實例，汲取課堂教學和網(wǎng)絡(luò)學習各自的優(yōu)勢，并結(jié)合有機化學課程教學的特點，在部分章節(jié)的教學中，課程組嘗試構(gòu)建慕課[5]、翻轉(zhuǎn)課堂[6]、微課[7]等新型教學模式。在教學過程中，教師根據(jù)不同的教學內(nèi)容，靈活運用不同的、適宜的新型教學模式，對于提高學生學習自主性和提升學習效果非常有效。

下面選取“單環(huán)芳香烴”一節(jié)所涉及的“苯的結(jié)構(gòu)”和“親電取代反應(yīng)”為例，分析如何引入新型教學模式來開展更高效的課堂教學。對于苯結(jié)構(gòu)的講解，可以由學生在課前通過慕課，對苯的結(jié)構(gòu)、單環(huán)芳烴的特征化學性質(zhì)-親電取代反應(yīng)進行預(yù)習，使學生對這兩部分內(nèi)容有一定的了解和認識。在課堂教學中，引導學生找到單環(huán)芳烴具有特征性質(zhì)的結(jié)構(gòu)根源——大π鍵的存在，進而提出“為何苯環(huán)的大π鍵不同于烯烴的π鍵”這一問題，通過“碳原子的雜化方式和π鍵的形成”這一主題微課，加之課堂學生討論及教師引導，得出苯環(huán)的大π鍵是由相鄰碳原子上未參與雜化的p軌道側(cè)面重疊形成，因六個碳原子首尾相連，因此這個大π鍵是一個閉合或環(huán)形大π鍵，因苯環(huán)中形成了封閉的環(huán)狀共軛體系，體系能量降低，因此苯環(huán)π鍵有別于烯烴π鍵，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，此結(jié)構(gòu)也決定了它的“芳香”性——不易被氧化、不易發(fā)生親電加成而易發(fā)生親電取代反應(yīng)。對于單環(huán)芳烴的特征反應(yīng)，學生在慕課學習中已對此類反應(yīng)有了基本的認識，輔以教材中的多個親電取代反應(yīng)實例，這部分知識點適合于采用多個微課及翻轉(zhuǎn)課堂進行更深入的學習。首先，就親電取代反應(yīng)而言，學生對于取代反應(yīng)在高中階段已熟知，但反應(yīng)中牽涉到的親電試劑屬于新知識，因此可以通過“親電試劑與親核試劑”的微課學習，讓學生理解這兩類進攻試劑的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，引導學生歸納總結(jié)常見的親電試劑和親核試劑類型及特點；其次，通過慕課和教材學習，開展以“親電取代反應(yīng)的反應(yīng)歷程或機理”為主題的翻轉(zhuǎn)課堂，分解這一知識點，引導學生總結(jié)主要反應(yīng)步驟；最后在親電取代的多元取代產(chǎn)物的判斷中，重點知識“定位規(guī)律”以翻轉(zhuǎn)課堂的形式開展，以氯苯、甲苯、苯酚、硝基苯為例，引導學生理解誘導效應(yīng)、共軛效應(yīng)如何影響苯環(huán)二元取代的反應(yīng)產(chǎn)物，即理解電子效應(yīng)對定位規(guī)律產(chǎn)生的影響，總結(jié)兩類定位基（鄰對位、間位）的特點、定位規(guī)律的實質(zhì)以及主要應(yīng)用。

實踐證明，在課堂教學的基礎(chǔ)上，合理運用慕課、微課及翻轉(zhuǎn)課堂等新型混合的教學模式，充分體現(xiàn)了學生的主體作用及教師的主導作用，不僅激發(fā)了學生的學習興趣，同時給予教師課堂教學更多的彈性，引導學生線上線下的自主學習，極大地擴充了學習時間，對于學生對課程知識的掌握與鞏固、教學質(zhì)量的提升極為有益。

2.2.2 注重過程監(jiān)督，建立多元考核方式

為更多關(guān)注學生的學習過程，課程組將有機化學課程的平時考核成績提高至總成績的40%，并采用多元化全過程的考核方式，平時成績評定部分在傳統(tǒng)考核方式（上課出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況）的基礎(chǔ)上增加了網(wǎng)絡(luò)教學平臺表現(xiàn)及期中小測。作業(yè)部分，不局限于以往的課后練習，還增添了網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布的練習、有機小論文、專題討論、學習心得體會等多種形式；課堂表現(xiàn)主要是考察學生課堂討論、課堂發(fā)言回答等參與課堂學習的積極程度，對于踴躍回答問題者以及課堂互動積極者均可以給予一定獎勵加分；網(wǎng)絡(luò)教學平臺表現(xiàn)主要是看學生在教學網(wǎng)絡(luò)平臺的提問及交流情況，表現(xiàn)越活躍，發(fā)言越積極，參與度越高，所得獎勵分越多；期中小測屬于階段性檢驗學生學習效果的一種考核方式，通過期中考試，可以使學生認知自身對知識的掌握程度，發(fā)現(xiàn)學習漏洞，并及時調(diào)整學習心態(tài)和方法，更有效率和目的性的進行課程后半部分的學習。通過采取以上全程監(jiān)督的方式，一方面使平時成績有據(jù)可循，一目了然，不失公允，且很好地反映了學生整個學期的學習情況；另一方面對學生起到較好的監(jiān)督和引導，實踐發(fā)現(xiàn)極少學生出現(xiàn)平時不認真而期末臨時抱佛腳的現(xiàn)象。

2.3 改革實驗教學，注重能力培養(yǎng)

針對以上問題，食品科學與工程系對有機化學實驗進行了大刀闊斧的改革，首先將該課程從基礎(chǔ)化學實驗中獨立出來，單獨開課，并提高了實驗總課時至32學時，其次選取具有化學知識背景的食品專業(yè)教師授課，根據(jù)食品學科發(fā)展的新形勢、新動態(tài)，對實驗教學內(nèi)容進行探索性的優(yōu)化，除了有機化學實驗的一般知識及實驗基本操作的學習，后續(xù)實驗盡可能地選取與食品專業(yè)相關(guān)的實驗內(nèi)容，如茶葉中咖啡因的提取、菠菜色素的提取和分離、花生仁中油脂的提取、牛乳中酪蛋白的提取分離等實驗的開設(shè)，使學生對天然有機化合物的提取及其分離方法有了更深刻形象的認識。此外，還可開設(shè)一些與食品相關(guān)的有機化合物（如乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、肉桂酸等）制備的綜合性實驗。

對于不同類型的實驗，靈活運用不同的教學方式方法。在講解實驗基本操作時，可采用問題式教學，如有機化合物熔點測定這個實驗，在講解實驗原理時可設(shè)計以下問題：測定有機物熔點的作用是什么？有機物的熔點是一個固定值嗎？有機物中含有雜質(zhì)時測得的熔點是偏低還是偏高？在講解實驗裝置及操作時則可設(shè)計以下問題：熔點測定的方法有哪些，各種方法的利弊是什么？采用毛細管法測定熔點時，熔點管的制備需要注意什么問題？溫度計水銀球應(yīng)位于提勒管中什么位置？熔點測定至少需要測幾次？如何根據(jù)實驗現(xiàn)象記錄熔點數(shù)據(jù)？哪些情況會導致測出的熔點偏高或偏低？通過這種問題式教學，使學生能夠較好地掌握了熔點測定的操作及注意事項，并能夠根據(jù)實驗結(jié)果分析誤差產(chǎn)生的原因。對于綜合性實驗，可采用啟發(fā)式與引導式教學。如乙酸乙酯制備這個實驗，教師可提前1～2周通知學生分組查閱相關(guān)文獻，引導學生設(shè)計實驗方案，同時要求學生做好教材部分的預(yù)習工作。待學生實驗結(jié)束后，對實驗結(jié)果進行整理與討論，啟發(fā)學生評價每組實驗方案的優(yōu)缺點，并提出改進建議[8]。通過這種啟發(fā)與引導式教學，既培養(yǎng)了學生查閱文獻的能力，又樹立了學生的環(huán)保和創(chuàng)新意識，激發(fā)學生探索和創(chuàng)新研究的積極性，為后期畢業(yè)論文的進行打下基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

實踐證明，通過增加隱形課時、優(yōu)化教學內(nèi)容、構(gòu)建新型教學模式、改革實驗教學及改革考核方式進行食品科學與工程專業(yè)有機化學教學改革，充分激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生學習的自主性和積極性，極大地提高了教學質(zhì)量。當然，教學改革并非一勞永逸，伴隨科學技術(shù)日新月異，為培養(yǎng)適應(yīng)地方需求的應(yīng)用型人才，就必須不斷地進行并深化教學改革。在今后教學過程中，課程組將勤于總結(jié)，不斷改進，致力創(chuàng)新，在教學改革道路上繼續(xù)探索前行。