賀敏強 陳敏
摘要有機化學是化學專業十分重要的專業基礎課。針對其獨特的知識體系和特點,圍繞教學內容,教學手段,教學與科研的結合及實驗教學的改進等方面,對新形勢下如何提高有機化學課程教學質量進行了探討。
關鍵詞有機化學教學質量教學方法改革
高等院校作為人才培養的基地,能否培養出基礎扎實、思維敏捷、能力強、素質高、具有創新精神和開拓意識的應用型人才,直接關系到我國能否在21世紀的國際社會中占有一定的地位和具有較強的競爭實力,也是高等教育改革的方向。有機化學作為化學學科中最活躍的領域,其發展異常迅速,隨著高教改革的不斷深入,有機化學課程有限的學時與不斷膨脹的課程內容和要求之間的矛盾日益突出。因此,不斷改革教學內容,保證教學質量,提高學生對有機化學的應用能力和創新能力,是我們每一個從事有機化學教學工作的教師應不斷為之探究的課題。二十余年來,筆者一直從事高校化學專業有機化學的教學與改革工作,對如何提高有機化學課堂教學質量做了一些有益的嘗試,收到了較好的效果。
1優化教材結構與體系,設計合理的教學架構
有機化學是化學專業十分重要的專業基礎課,其特點是化合物種類繁多,反應復雜,機理抽象,學生學習過程中普遍感到掌握較困難。其實任何一門學科都有其內在的規律性,關鍵是如何去研究、認識和掌握。因此,優化教材結構與體系,設計合理的教學架構,是提高有機化學教學質量的前提。
我們的具體做法是:(1)重要知識點講清講透。例如,對典型反應除講清反應及機理外,同時強調該反應需注意的問題。在烯烴與鹵素親電加成反應中,要求學生注意:①加成反應是有選擇的“反式加成”;②反應本質為離子型親電加成反應;③反應速率取決于C=C上電子云密度;④鑒別;⑤合成意義等;在芳烴F-C反應烷基化反應中要求學生注意:①反應本質;②多元化;③可逆性;④重排;⑤分子中強吸電子基團或堿性基團阻礙反應進行;⑥合成意義等。這樣學生不但能全面理解和掌握反應,同時還學會對該反應具體應用。(2)教學內容重組。例如,在醛酮和羧酸衍生物這兩部分內容教學中,因醛、酮和羧酸衍生物均含有羰基,結構的共性決定其性質相似,因此,在組織教學內容時,打破教材體系,先介紹醛酮或羧酸衍生物的共性反應,在反應后均及時給出反應機理,再討論其個性反應,這樣一對比,學生感到學起來輕松也記得牢。(3)強調理解規律的本質。例如,不對稱烯烴與酸加成時可用馬氏規則來解釋,但教學中我們強調不要死記馬氏規則,根據反應本質從電子效應的角度分析雙鍵碳電子云密度的高低或根據生成的反應中間體和穩定性來判斷加成產物,這樣一方面可避免遇到反馬氏加成時出錯,另一方面,更重要的是提高了學生分析問題解決問題的能力,如在后續內容芳烴的親核取代反應中,將遇到用典型親核取代反應無法解釋的實驗現象。
此時,學生可利用前面所學的知識從容應對即從反應本質入手,根據產物中間體穩定性來判斷。因此,注重規律本質的把握,有效培養了學生有序思維的能力和靈活應用知識的能力;(4)注重每章的反應小結。作為每章的必交作業,要求學生每章學完后,以典型化合物為代表,總結本章重要反應,完成“反應聯絡圖”。一方面,可幫助學生熟悉每章重要反應,另一方面,使學生理解反應之間的內在聯系,在掌握知識的同時,也提高了其歸納、總結能力。
2豐富教學手段與方法,提高教學效果
教學過程應遵循“教師為主導,學生為主體”的指導思想,因此,采用現代化教學手段并根據教學內容適時地變換教學方法,會使學生感到新鮮和有趣,激發他們的求知欲望,提高教學效果。(1)多媒體課件教學。近年來多媒體教學在教育領域越來越普遍,其具有信息容量大、視覺效果明顯、簡單直觀等優點。使用多媒體課件雖然可以大大提高講課效率,但它只是輔助教學的一種手段。我們的做法是:①強調自制。有機課件由任課教師根據教學實際情況自己制作,以體現教師上課的思路和對內容的把握,這樣對教學的重點、難點,才可以充分利用多媒體優勢來達到教學目的;②強調輔助。過分強調多媒體容易使學生產生視覺疲勞,分散注意力,忽視教學主體學生的存在,因此,教學中應適當使用掛圖及模型教具,同時完成必要的板書,將多媒體課件與傳統教學方法有機地結合起來以達到最佳的教學效果。(2)靈活多樣的教學方法。課堂教學中教師的主導作用十分重要,我們在教學過程中根據不同的教學內容,適時變換教學方法,如對比教學法、歸納教學法、啟發式教學法、專題討論法等。如在介紹環已烷構象時,船式構象和椅式構象碳碳間均保持正常鍵角109.5埃榷ㄐ韻嗖詈艽螅巖岳斫狻N耍頤瞧舴⒀庸瓜笊險以潁毖雋秸叩墓瓜蠛蠡腥淮笪潁環矯媯問焦瓜籩?,3和5,6兩對碳原子的構象處于鄰位交叉式,能量較低,而相應碳原子在船式構象中卻呈現全重疊式,能量較高;另一方面,船式構象中兩同面橋頭氫相距0.183nm,而椅式構象中兩同面氫相距0.250nm,前者因距離較近使相互排斥力加大,體系內能增高。這樣學生不但很好地理解椅式構象為優勢構象的原因,同時,也提高了思考問題、解決問題的能力。對有機化學中的一些難點及易混淆知識組織學生進行專題討論,如影響親核取代反應機理的因素,立體化學在研究反應機理中的應用等,學生普遍認為收獲很大,效果很好。
3注重教學與科研結合,培養科學素養
教學改革的重要任務之一是廢棄傳統的“專才型”人才培養模式,以適應新形勢下社會對人才的新需求。現代企業對人才的要求很高,不但要求大學畢業生具備扎實的專業知識和實際操作能力,還要有研發創新能力,這對高校教育提出了新要求。大學生科研立項是解決這一問題的很好舉措,其充分體現教學研一體化的辦學理念,對培養學生的科學素養、實踐能力和創新能力具有重要的促進作用。化學專業學生進入大三后,已具備一定的有機化學專業知識和實踐能力,因此,我們要求學生積極參與相關課題的申報工作,近三年來,我院每年都有近80%的學生參加科研究立項,其中從事有機化學方面課題研究的比例最高,我們也鼓勵學生參加教師的科研團隊。這種教學與科研結合的模式不但提高了學生獲取知識和應用知識的能力,也有利于培養學生學習的內在動機,激發對有機化學的學習興趣,更重要的是學生學到了科學研究方法,培養了學生的科學素養、研究能力和創新能力,取得了很好的效果,為他們今后踏入社會成為社會所需要的人才打下了堅實的基礎。
4改進實驗教學,培養綜合實踐能力
有機化學實驗對學生的專業知識、實驗技能和創新能力的培養具有十分重要的作用,是實施素質教育、培養創新人才、促進知識向能力轉化的重要途徑。如何提高有機化學實驗的教學效果?我們的具體做法是:(1)去掉驗證性實驗,適當增加未知物的鑒定實驗;(2)增開綜合型實驗;(3)根據實驗條件開設設計型實驗。實踐表明,內容上的調整不但強化了學生的技能訓練,還有效提高了學生的實驗綜合能力和創新意識。在教學實施過程中,我們通過檢查學生實驗預習報告、相關實驗內容的提問、實驗結束后的總結以及學生完成實驗報告等環節來保證教學目標的實施。對于增開的綜合型實驗,不僅注意到實驗的類型,還注意了實驗的連續性,盡量做到實驗的序列化,即上一個實驗的產品是下一個實驗的主要原料。這樣不僅降低了實驗成本,而且對學生提出了更高的要求。對于增開的設計型實驗,一般由實驗教師選題,學生提前一周拿到實驗題目并查閱相關資料,在實驗前均寫出自己的設計方案。這項實驗改革,極大調動了學生的實驗積極性,培養了學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。對有機化學實驗的考核,我們采取平時與考試相結合,理論與操作相結合的方式。平時成績占50%,實驗理論占20%,實驗操作占30%。(平時成績含:實驗預習、平時操作、實驗習慣、課堂提問、實驗報告等方面;實驗理論成績含:本學期做過的實驗中涉及到的一些理論性問題和關鍵問題;實驗操作成績含:本學期實驗中涉及的基本技能操作、重要裝置的安裝、常用儀器使用等,實驗操作采取隨機抽取答題卡片的方式進行。實踐證明,效果十分顯著。
以上所述僅是我們對化學專業如何提高有機化學教學質量的一點粗淺看法和經驗,提高有機化學教學質量是實現有機化學課程改革目標的關鍵,因此,在教學過程中如何堅持以知識為基礎,以能力為前提,以素質做保障,真正做到知識、能力和素質的辯證統一,是我們每個高校教師應為之認真思考的問題。