“苯環(huán)親電取代定位規(guī)律”金課建設教學設計*

李秀娟, 王 勇

(1 中國人民警察大學偵查學院，河北 廊坊 065000;2 中國人民警察大學研究生院，河北 廊坊 065000)

“金課”與“水課”相對，集中體現(xiàn)為課程具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度，金課建設的意義在于關注學生的現(xiàn)實與未來發(fā)展需求[1]。教師作為“知識引導者”應幫助學生成為自己知識的主動建構(gòu)者，發(fā)揮學生探究新知識的主動性和積極性，促進學生產(chǎn)生高階性的學習，提升學習能力，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生學會如何表現(xiàn)自己，學會如何持續(xù)不斷地探究世界[2]?！队袡C化學》是一門研究有機化合物的來源、制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應用以及有關理論和方法學的課程。其中，芳香烴化合物是《有機化學》學習過程中一個十分重要的內(nèi)容，也是一個比較復雜且難掌握的內(nèi)容?！氨江h(huán)上親電取代反應的定位規(guī)律”作為芳香烴衍生物制備的核心，是學習的重點。授課過程中應加強對研究性教學內(nèi)容、創(chuàng)新性教學方法、課程思政的優(yōu)化設計，達到 “金課”建設目標[3-4]。

1 教學內(nèi)容的設計

1.1 一元取代苯的定位規(guī)律

一元取代苯的制備是“苯環(huán)上親電取代反應的定位規(guī)律”的基本內(nèi)容，在學習該定位規(guī)律之前，首先應解釋清楚一元取代苯的概念，即“當苯環(huán)上有一個氫原子被其它的原子或基團取代時成為一元取代苯”。在該取代氫原子的原子或基團的位置確定以后，引導學生分析第二個原子或基團可以進入的位置，該位置是與苯環(huán)上原有取代基的位置相對而言的，而這個原有取代基就稱為定位基，該定位基的性質(zhì)對第二個進入苯環(huán)的基團的位置起決定性的影響。

結(jié)合苯的化學性質(zhì)中講甲苯和硝基苯的化學性質(zhì)，引導學生發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，即當甲苯發(fā)生取代反應時，反應比苯容易進行，而且第二個基團進入到甲基的鄰位和對位，產(chǎn)物約占97%；而硝基苯發(fā)生取代反應時，反應比苯要困難，而且第二個基團進入到硝基的間位，產(chǎn)物約占93%。通過所學知識引導學生進一步理解定位基的意義和特征，在“鄰、對和間”以及“易和難”之間架起結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的橋梁，也在定位基、反應條件、反應產(chǎn)物的變化規(guī)律的研討中為后續(xù)探究定位機理打下了伏筆，激發(fā)了學生們深入研究的興趣和動力。

1.2 二元取代苯的定位規(guī)律

二元取代苯的定位規(guī)律是本節(jié)學習的重點和難點，因此在講述定位規(guī)律知識點的基礎上還應對二元取代苯的定位規(guī)律的應用進行深入的研究。二元取代苯最基本的應用就是預測反應主要產(chǎn)物和指導設計合成路線，這是學習苯環(huán)上親電取代反應定位規(guī)律的核心意義。在這部內(nèi)容的教學設計中主要是引導學生設計并完成某些化合物的合成路線。通過這部分的學習有助于學生深入認識苯環(huán)上親電取代反應定位規(guī)律在有機合成中意義，理解有機合成路線中各個過程的特點，掌握有機合成路線設計的方法。

2 研究性學習內(nèi)容的探討

研究性內(nèi)容的設計應包含學生相關專業(yè)類內(nèi)容和跨學科類內(nèi)容，這種設計思路既有利于學生有效地將本節(jié)的化學知識與專業(yè)進行聯(lián)系，避免基礎課程與專業(yè)課程脫鉤，為學生在專業(yè)領域的科學研究奠定理論基礎，又可以開闊學生視野，幫助學生理解知識學習和方法運用的通用性，有利于學生全面認識各學科之間的關系，整體把握科學研究的意義，充分體現(xiàn)教學設計的創(chuàng)新性和高階性。

在學習兩類定位基的過程中會涉及很多種定位基，可以選擇一些課內(nèi)沒有講到的特殊定位基，建議學生通過查閱資料分析該定位基的定位效應，例如課堂上學習了-CH3(甲基)和-Cl(氯基)是鄰對位定位基，而-CCl3(三氯甲基)是間位定位基，但是對于-CH2Cl(一氯甲基)和-CHCl2(二氯甲基)課堂上和課本上并沒有專門的解釋，那么這兩個取代基的定位效應是怎樣的，與-CH3(甲基)和-CCl3(三氯甲基)相比定位效應的強弱是怎樣的，如何利用所學的知識進行合理的解釋。學生帶著這樣的問題會對前面所學的內(nèi)容進行深入的思考和研究，教師可以為學生提供必要的資料，例如期刊文獻《一氯甲基定位效應的解析》等等。學生通過文獻的學習和自己的思考就會對-CH2Cl(一氯甲基)和-CHCl2(二氯甲基)的定位效應有新的認識，組織學生進行分組討論、推薦代表分享討論結(jié)果、小組之間辯論式探討，完成這個知識點的學習和研究，使學生對兩類定位基的定位效應有了更為系統(tǒng)的理解和掌握。

對于消防相關專業(yè)，針對取代苯定位規(guī)律的應用可以聯(lián)系消防救援服的面料泰普龍(Kevlar，Twaron，Technora，成分為聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA),芳綸1414)和諾美克斯(Nomex，成分為聚間苯二甲酰間苯二胺,芳綸1313)，教師可以引導學生查閱兩種材料功能上的區(qū)別，并自行分析化合物結(jié)構(gòu)式的寫法，并引導學生采用不同的原材料設計相應的合成路線。學生通過學習和研究將對消防救援服的功能有比較準確的理解，有利于學生后續(xù)開展消防救援裝備的開發(fā)和研究。

3 課程思政的設計

課程思政是指“將高校思想政治教育融入課程教學和改革的各環(huán)節(jié)、各方面，實現(xiàn)立德樹人潤物無聲”，即尋求各科教學中專業(yè)知識與思想政治教育內(nèi)容之間的關聯(lián)性，并在課程開展的過程中，將思想政治教育的相關內(nèi)容融匯于學科教學當中，通過學科滲透的方式達到思想政治教育的目的[5-6]。因此課程思政內(nèi)容的設計應至少包含以下三個方面的內(nèi)容。

3.1 激發(fā)學生的愛國情懷是國家發(fā)展的根本保證

課堂上教師應有意識的引用一些科學家的故事，例如講述凱庫勒與苯的結(jié)構(gòu)的故事可以培養(yǎng)學生的探究與創(chuàng)新精神，樹立正確的人生態(tài)度與價值觀。獲得諾貝爾獎的屠呦呦、新冠疫情期間奮斗在一線的鐘南山、李蘭娟，他們的故事無不會感染著新一代的年輕人，這是百姓的幸福，是國家的驕傲，是民族的希望。教師有責任、有義務幫助學生完成從入學的追電影明星到畢業(yè)時的追科研明星、英雄明星的思想認識上的轉(zhuǎn)變。

3.2 提高教師的個人修養(yǎng)是培養(yǎng)學生價值觀的關鍵

教師的言行是其個人修養(yǎng)、人格魅力的具體體現(xiàn)，教師應以身作則，用行動感染學生。教師若能將涵養(yǎng)、學識通過言行傳達給學生，學生會對其產(chǎn)生尊敬、敬仰之情，我國文化傳承下來的修身就是使自己的心靈得到凈化、純潔，通過自我反省體察，使身心達到更加完美的境界。教師秉承著一顆愛人之心來對待每一個學生，學生也會善待他人。培養(yǎng)優(yōu)秀的品德要成為大學教育的優(yōu)中之先。

3.3 培養(yǎng)高尚的職業(yè)精神是職業(yè)素質(zhì)的基本內(nèi)容

教師可以介紹本專業(yè)或?qū)W生相關專業(yè)的科學前沿，開闊學生視野，激發(fā)學生探索未知世界的熱情，提高學生的科研素質(zhì)，培養(yǎng)學生認真謹慎的環(huán)保意識和創(chuàng)新精神。例如在苯環(huán)上親電取代反應定位規(guī)律學習中可以結(jié)合吉林石化雙苯廠的爆炸事故，指出由于爆炸事故發(fā)生造成的物料泄露引發(fā)的松花江水污染問題，學生通過學習就可以了解生態(tài)環(huán)境的重要性，理解化工企業(yè)的潛在危險，這類內(nèi)容還將激發(fā)學生工作以后的熱情和危機意識。

4 結(jié) 語

以“苯環(huán)上親電取代反應定位規(guī)律”作為出發(fā)點，逐步擴展到整章內(nèi)容以及整門課程的教學實踐和課程建設中，這個過程需要教師不斷的學習和探索?！敖鹫n”建設過程中的教學內(nèi)容以及各個教學環(huán)節(jié)的設計需要教師傾注大量的心血，不能抱著一撮而就的態(tài)度，一門課程的金課建設不是一朝一夕就能完成的，這是一個長期的過程，沒有終點，每一次改革都是課程建設過程中的又一個新的起點。教師應在不斷的學習過程中提高自身修養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)，并有意識的在日常教學中不斷進行完善和提升。