基于LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法的精細有機合成單元反應教學實踐與思考

王英磊，李入林，謝英男，葉紅勇

(南陽理工學院生物與化學工程學院 ， 河南 南陽 473004)

基于LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法的精細有機合成單元反應教學實踐與思考

王英磊，李入林，謝英男，葉紅勇

(南陽理工學院生物與化學工程學院 ， 河南 南陽 473004)

為了提高精細有機合成單元反應的教學質量，本文通過羥基化反應的實例探討了LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法在課堂教學中的應用，總結了該模式在教學實踐中需要思考和注意的事項。

精細有機合成單元反應；綜合教學法；羥基化反應

精細有機合成單元反應是南陽理工學院應用化學、化學工程與工藝專業的核心課程，在精細化工專業知識體系中具有承上啟下的關鍵作用。該課程教學內容豐富，實用性強，是一門理論與實踐結合較緊密的專業課程[1]。然而，由于反應種類較多、知識點瑣碎繁雜，部分學生反映學習過程枯燥，學習興趣欠佳。為了充分調動學生的學習主動性和積極性，有效提高課堂教學質量，筆者根據精細有機合成單元反應的課程特點，探索將LBL-CBL-PBL-RBL四種教學法綜合應用于精細有機合成單元反應的教學，同時思考和總結了教學實踐中一些需要注意的事項。

1 LBL、CBL、PBL、RBL四種教學法的簡介

LBL教學法(Lecture-based learning)是以教材為導向的傳統教學方法，通過教師講授向學生系統全面的傳授理論知識，但是容易忽視學生學習的主觀能動性，削弱學生的學習興趣和好奇心。CBL教學法(Case-based learning)是以案例為導向的教學方法，通過教師引導學生分析典型案例，提高學生參與課堂教學的積極性，但是教學內容缺乏系統性[2]。PBL教學法(Problem-based learning)是以問題為導向的教學方法，通過學生自主學習和小組討論解決問題，激發學生的學習興趣，但是對學生的基礎知識要求較高。RBL教學法(Resource-based learning)是以資源為導向的教學方法，通過學生獨立搜集、加工、處理、利用和評價網絡信息時代的各種資源，培養學生學習的創新性，但是要求學生具備從繁雜的網絡資源中甄別有效學習資源的能力[3]。

由上可知，無論是以教師主導的LBL、CBL教學法，還是以學生為主導的PBL、RBL教學法，在實際教學中各有自己的優勢與局限。因此，我們應根據不同的教學對象、課程性質、教學目的和教學內容，合理的選擇教學方法，通過不同教學方法的優化整合，實現優勢互補，從而達到教學質量的有效提升。

2 LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法在精細有機合成單元反應中的應用

精細有機合成單元反應的教學內容主要涉及磺化和硫酸化、硝化和亞硝化、鹵化、還原、氧化、氨基化、烴基化、酰基化、羥基化、縮合等十余種反應，其教學主線是每種單元反應的“反應特點-反應歷程-影響因素-生產實例”[4]。羥基化反應是一類重要的單元反應，其主要產物是醇、酚及烯醇等含羥基的有機化合物，在醫藥、農藥、塑料、染料、香料和食品添加劑等精細化學品領域有廣泛應用。我們以羥基化反應為例來具體闡述LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法在本課程中的應用。

首先，以苯酚的合成作為開篇案例。苯酚俗稱石碳酸，是一種重要的精細化工中間體，主要用于制備酚醛樹脂、雙酚A、己內酰胺等。隨著電子通訊業、汽車工業、建筑業的迅速發展，苯酚下游產品的需求不斷提高，帶動苯酚生產的強勁增長[5]。那么，如此重要的精細化工產品，它是怎么合成的呢？本次課的講授我們采用有機化學中較為熟悉的化合物苯酚作為案例，提出如何合成苯酚的問題，將CBL與PBL聯合使用，激發學生的好奇心，順利導入本次課的學習內容。

苯酚的合成方法主要有苯的氯化-水解法、磺化-堿熔法、烷基化-氧化-酸解法以及甲苯的氧化-脫羧法等。以學生課前預習準備為基礎，綜合教材與文獻數據庫資源，分小組討論各種合成方法的特點及優缺點，同時提出哪種方法更符合綠色化工生產要求的問題。討論結束后，由教師引導學生歸納總結，盡管以上各種方法在工業生產中都有一定范圍的應用，但都或多或少存在副產物多、原子利用率低等缺點。從綠色化學的角度考慮，苯的直接羥基化法具有反應步驟少、原子經濟性高等優點，是最具有工業應用前景的苯酚清潔生產方法。在此LBL、CBL、PBL與RBL得到全面綜合應用，引入學科發展前沿動態，拓寬學生專業知識，提高學生環保意識和創新精神。

通過上述案例分析，教師接著概括總結羥基化反應的反應特點，包括反應定義、反應目的、反應分類以及反應試劑等，同時提出羥基化反應與水解反應、氧化反應有何區別的問題。將LBL與PBL聯合使用，不僅保持了學科知識的完整性，而且引導學生積極主動思考，繼續推進課堂教學。

選擇芳磺酸鹽的堿熔(或稱堿性水解)作為羥基化反應的典型類別，深入探討反應歷程和影響因素。每種單元反應的反應歷程是本課程的難點。由于反應歷程的理論性強、晦澀難懂，適宜采用LBL來系統完整的講解，有利于不同層次學生的理解和掌握。每種單元反應的影響因素是本課程的重點。雖然單元反應數量眾多，但影響因素存在一定程度的規律性，大致包括反應底物的結構、反應試劑的類型、催化劑的種類、反應時間、反應溫度等。針對特定的單元反應，也有一些特定的影響因素。在此可利用PBL與LBL相結合，層層推進課堂教學，如提出芳磺酸鹽的堿熔有哪些共性影響因素、有哪些特性影響因素的問題，引導學生自主分析和解決問題。同時，在此提出芳磺酸鹽的酸性水解問題，根據堿性水解與酸性水解產物的不同，回答前期曾提出的羥基化反應與水解反應有何區別的問題。芳磺酸鹽的酸性水解是芳烴磺化的逆反應，其產物是芳烴，因而水解反應的產物不一定都是含羥基的化合物。

每種單元反應的生產實例是理論與實踐的重要結合，是應用型人才培養的重要體現。1-萘酚是合成農藥甲萘威的重要中間體，以此作為典型生產實例，提出1-萘酚的制備除了采用萘的磺化-堿熔法以外，還有哪些其他方法的問題。將CBL、PBL與LBL聯合使用，引入芳伯胺的水解和環烷烴的氧化-脫氫等更多類型的羥基化反應。在此，四氫萘氧化-脫氫制備1-萘酚的方法，解決了前期曾提出的羥基化反應與氧化反應有何區別的問題，即氧化產物是醇或酚類化合物的單元反應，也可歸屬于羥基化反應。

綜上所述，羥基化反應的反應特點、反應歷程、影響因素、生產實例的講解，以張鑄勇主編的《精細有機合成單元反應》(第二版，華東理工大學出版社)教材作為基礎，以羥基化反應與水解反應、氧化反應有何區別等問題作為導向，以苯酚、1-萘酚的合成案例作為載體，以網絡文獻數據庫資源作為支撐，采用LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法，既保持了教學內容的系統性和完整性，又調動了學生參與課堂教學的主動性和積極性，顯著提高了教學質量。

3 精細有機合成單元反應教學應用LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法的思考

LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法為精細有機合成單元反應的教學提供了一套有效的教學模式，通過不同教學方法的綜合運用，發揮優勢疊加效應，實現教學效果的最優化。然而，由于四種教學方法綜合應用是一項復雜的系統工程，高效地實施LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法對教師提出了更高的要求。因此，如何有效地應用LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法，是教師在實踐過程中應不斷研究和思考的重要問題。以下是筆者總結的一些注意事項：

首先，案例的選擇應具有代表性和真實性。精細化工產品的種類較多，每種單元反應的案例選取應是典型精細化學品的合成實例，同時是當前工業生產普遍采用的工藝方法，或者是具有工業發展前景的新工藝和新方法[6]。通過典型精細化學品的案例分析，應該能夠將一種單元反應的反應特點、反應歷程、影響因素和生產實例四個主要部分串聯起來，使LBL與CBL有機結合，既有利于形成完整的知識體系，又有利于調動學生學習的主觀能動性。

其次，問題的設計應具有目的性和啟發性。每種單元反應教學過程中，問題的設計應針對該單元反應的重點和難點知識，鼓勵學生利用各種網絡資源分析問題和解決問題，同時問題之間應具有關聯性和遞進性[7]。通過反復的實施“提出問題-探究問題-解決問題”，有序的推進課堂教學，將PBL與RBL有機結合，不僅有利于引導學生積極主動思考，而且有利于提高學生創新能力。

再次，教學方法的變換應具有靈活性和可控性。教師是課堂教學的組織者和指導者，引入CBL、PBL、RBL教學法，不是為了完全否定傳統LBL教學法，而是為了四種教學方法的有機融合，取長補短，達到提高教學質量的最終目的[8]。教師應積極主動提高自身素質，及時更新教育理念，靈活運用各種教學方法，有力的掌控課堂教學，保證LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法的成功實施。

4 結束語

教學有法，但無定法，貴在得法。新建地方本科院校在轉型發展階段，在精細有機合成單元反應教學中實施“以教材為基礎，以問題為導向，以案例為載體，以資源為支撐”的LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法，激發了學生的學習興趣和積極性，發揮了教師的主導作用和學生的主體作用，提高了應用型人才的培養質量。

[1] 安秋鳳,郭 睿,黃良仙,等.工科精細有機合成化學與工藝教學的實踐與探索[J]. 山東化工, 2014, 43(12)：161-162.

[2] 張毅強. LBL-CBL-PBL-RBL四軌模式在管理教學實踐中的整合與運用[J].產業與科技論壇, 2011, 10(7)：139-141.

[3] 段 濤,黃 靜.LBL-CBL-PBL-RBL 四軌模式在數據庫原理課程教學中的應用探討[J].計算機教育, 2015(3)：102-105.

[4] 喬艷輝, 滕俊江, 張 慶, 等. 精細有機合成化學及工藝學課程教學改革與實踐[J]. 化工高等教育, 2010(5)：84-86.

[5] 崔小明. 苯酚生產技術及國內外市場分析[J].上海化工, 2015, 40(6)：33-38.

[6] 韓福忠, 賈麗華, 賈利娜, 等. 案例教學法在精細有機合成教學實踐中的應用[J]. 高師理科學刊, 2017, 37(2)：97-99.

[7] 李永紅, 張延琪, 樓 鑫, 等.“問題”引導的“案例化”和“項目化”有機化學教學模式[J].滁州學院學報, 2016, 18(2)：114-116.

[8] 杜金會,李正群,張 娜.“LBL-CBL-PBL-RBL四軌教學模式”在任職教育中的應用[J]. 高等教育研究學報, 2013, 36(4)： 108-110.

(本文文獻格式：王英磊，李入林，謝英男，等.基于LBL-CBL-PBL-RBL綜合教學法的精細有機合成單元反應教學實踐與思考[J].山東化工，2017，46(20)：138-139.)

PracticeandReflectiononTeachingofFineOrganicSynthesisUnitReactionBasedonComprehensiveTeachingMethodofLBL-CBL-PBL-RBL

WangYinglei,LiRulin,XieYingnan,YeHongyong

(School of Biological and Chemical Engineering, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China)

In order to improve the teaching quality of fine organic synthesis unit reaction, we discussed the application of comprehensive teaching method of LBL-CBL-PBL-RBL in classroom teaching through the example of hydroxylation reaction, and summarized the matters that need to be considered and noticed in the teaching practice in this paper.

fine organic synthesis unit reaction;comprehensive teaching method;hydroxylation

2017-08-12

南陽理工學院轉型發展綜合改革專項研究項目(NGZX201515)；南陽理工學院教育教學改革研究項目

王英磊(1986—)，河南南陽人，博士研究生，講師，主要從事綠色化學、精細化工教學與科研工作。

G642.0

A

1008-021X(2017)20-0138-02