面向高分子材料與工程專業的有機化學教學改革初探

宋莉芳++高莉寧++夏慧蕓++顏錄科

摘 要：《有機化學》是高分子材料與工程專業的一門重要的專業基礎課，該文就目前高校專業基礎課課時壓縮的現狀，結合《有機化學》的課程基本特點，結合筆者近年來的課堂實踐教學經驗，從教學內容、教材選用、教學模式、實驗教學等方面闡述了對該門課程進行教學改革的一些想法，希望通過這些舉措能夠使有機化學課程的教學質量得到提升。

關鍵詞：有機化學 教學方法 教學改革

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（a）-0154-02

Abstract：Organic chemistry is an important foundation course for polymer materials and engineering majors. Under the situation of teaching period being compressed， in this manuscript， the reforms of teaching contents， course book selection， teaching methods and experiment teaching were discussed according to our teaching practice experience. We expect to improve the teaching quality through this preliminary study on the teaching reform.

Key Words：Organic chemistry； Teaching methods； Reform in Education

《有機化學》是高分子材料與工程專業必修的一門化學基礎課程，在四大化學中的地位舉足輕重。按照學校培養方案修訂的要求，對專業基礎課程教學課時進行壓縮，該專業有機化學理論課教學課時壓縮為72學時，這可能會造成學生對有機化學基礎知識掌握膚淺，甚至影響后續高分子化學等專業課程的學習。如何更加高效地讓學生在有限的學時內較為系統地掌握有機化學的基礎理論和基本知識，為后續專業課程的學習打下良好的基礎，是有機化學的任課教師必須面對的問題。因此，在這種新形勢下，高分子材料與工程專業有機化學教學質量的提升迫在眉睫[1-3]。結合日常的教學積累，筆者對該專業《有機化學》課程的改革和建設，提出如下的體會和進一步的分析探索。

1 強調教學主線、緊扣教學重點

有機化學主要研究有機化合物的結構、性質、合成、相互轉化規律以及應用等內容。有機化合物的種類繁多、數量龐大、性質各異。同一種類的有機化合物既有共性，又有個性，同時反應條件的不同也增加了有機反應的復雜性。在有機化學的授課和學習過程中，一定要強調“材料結構決定其性能，材料性能是其結構的反映”這條主線。通常，有機化學的教材章節安排是按照烴類化合物（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、鹵代烴、有機含氧化合物、有機含氮化合物、元素有機化合物以及天然有機高分子化合物的順序。

對于每一種類型的化合物來講，需要從其結構特點出發（碳原子的雜化方式、官能團的結構、多官能團間的影響等），運用相應的電子理論和空間位阻理論，讓學生理解和掌握其典型的物理和化學性質，尤其是官能團對其性能的影響規律。結構與性能這條主線要始終貫穿到整個課程學習過程中。高分子材料與工程專業的專業課程《高分子化學》與《有機化學》的聯系非常緊密，尤其是很多高分子化學的重要知識點都來源于有機化學。

在有機化學教學過程中，主要從官能團對有機物物理和化學性質的影響來展開教學，同時要加強學生對基本概念等的掌握與理解，比如共軛效應、誘導效應和空間位阻效應這3個知識點。例如，在烴類化合物的講授中，根據雜化軌道理論，碳原子在乙烷、乙烯、乙炔分子中分別采取sp3、sp2、sp，強調碳原子雜化類型的不同對烷烴、烯烴和炔烴的性質的影響。乙烷分子中只有σ鍵，化學性質呈現惰性；乙烯分子因π鍵的存在，可以發生親電加成反應，在一定條件下還可發生氧化和聚合反應。乙炔分子由于兩個π鍵的存在，不僅能發生親電加成反應，還能發生親核加成反應，而且端炔烴因sp雜化的碳原子具有相對較大的電負性，sp雜化的碳原子上的氫顯一定的酸性。

2 合理選擇教材、注重因材施教

筆者所選用的教材為李艷梅老師主編由清華大學出版社出版的《有機化學》第二版[4]。該教材是“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材、北京市高等教育精品教材、清華大學有機化學MOOC教材。該書是李艷梅老師在線公開課程《有機化學》的配套教材，課本在比較重要的知識點處都有二維碼，可以直接掃描進入在線視頻的學習。在線視頻除了有教學團隊的授課視頻外，還有實驗視頻及學生關于某些知識點的小組討論視頻。該書的選用不僅能有效地促進筆者對教學方法的創新和教學內容的改革，有效地補充和完善課程內容，還能調動學生的學習興趣，激發學生的學習熱情，使枯燥的知識變得生動活潑，讓學生能夠親密接觸到國內一流院校的教學。

此外，材料學院近年來實施了“拔尖創新人才培養計劃”，從教學方法的角度看來，對學有余力的學生也應該提出不同的培養目標和培養標準，在課程設置上要有意識地側重于理論或實務。有機化學的知識點較多，要不斷培養學生總結規律的能力。通過課堂教學層層啟發，步步遞進，使學生緊密圍繞各類型化合物結構與性能的關系，充分理解各類物質之間的區別和聯系，同時鍛煉其創新能力，達到授人以漁的效果。

3 改革教學模式、強化多媒體教學

傳統的教學模式主要由教師進行課堂教學，而參與式教學是建立在現代教育理論基礎上，以學習者為中心，以活動為主，平等參與的教學方式。將參與式教學應用到有機化學教學中，能有效地激發學生的學習興趣，提高學生學習成績、合作交流能力和分析評價能力。開展參與式教學應把握幾個關鍵性問題：培養學生參與的意識，適時進行學習方式的訓練，參與教學設計的構建。

多媒體課件信息量大、圖文并茂、形象生動，而板書的靈活性強，更貼近學生的認知心理，容易與學生交流互動。在教學過程中，要做到既能有效地利用多媒體課件的長處，也能注意發揮板書在講解中的優勢。對課件上已有的重要內容，用板書幫助學生理清思路；對抽象內容選用形象貼切的生活實例來加以解釋，或者使用直觀模型給學生展示。

Chemoffice軟件的ChemDraw和Chem3D模塊的合理使用，對多媒體教學和學生課堂活躍度的提升都有促進作用[5]。例如，可以把環己烷的椅式構象和船式構象用投影展現出來，讓學生從不同的角度來觀察分子模型，與傳統的球棍模型展示相比，多媒體教學更加清晰直觀，更具吸引力，受益的學生也不僅僅局限于前幾排的學生，有助于學生對構象概念的深入理解。此外，在立體化學的Fisher投影和反應機理涉及到的空間位阻效應等知識點的講授過程中，能夠靈活的運用該軟件，將會起到非常好的課堂教學效果。

4 重視實驗環節、鍛煉基本技能

加強有機化學實驗教學環節，有利于有機化學理論知識的理解和鞏固。有機化學實驗在激發學生學習有機化學的興趣、強化學生動手能力、培養學生工程創新能力方面起到重要的作用[6]。在現有實驗內容的基礎上，增設一些具有設計性、創新性的實驗，讓學生從按部就班地完成實驗，轉變成為教學的主體，充分鍛煉學生，使其在文獻查閱、實驗設計、實驗操作、數據處理及問題討論等方面的能力均有較大的提高。

此外，在實驗環節的考核方面，可以將實驗報告、實驗預習、實驗操作、設計性實驗等模塊的比例做適當調整，使成績能夠充分反映出學生對基本知識、基本概念、基本技能、基本操作的掌握程度。針對設計性的實驗，給予學生充分的時間來做準備，讓學生在實驗結束后進行歸納總結，對出現的問題進行總結，設計解決問題的實驗方案，經過自己的努力尋求解決途徑，經過小組成員的討論，最后將問題解決。

5 結語

隨著學科的發展、培養模式的調整、專業需求的改變，專業基礎課程的教學模式需與時俱進，順勢改革。在一線教學實踐環節中，只有不斷發現問題，總結經驗，逐步調整、完善，才能更好地完成教學工作，提高基礎課程教學質量，使學生得到更大的收獲。

參考文獻

[1] 黃杰，周冕，李又兵，等.高分子材料與工程專業《有機化學》教學改革探索與實踐[J].廣東化工，2014，42（24）：186-187.

[2] 王林艷，李歆.高分子材料課程體系下有機化學的初步改革[J].廣東化工，2014，41（19）：257-258.

[3] 鄒志明，唐群，劉崢.淺談有機化學教學中學生學習興趣的培養——以高分子材料專業為例[J].教育教學論壇，2015（24）：51-52.

[4] 李艷梅，趙圣印，王蘭英.有機化學[M].2版.北京：清華大學出版社，2014.

[5] 劉鴻.淺談Chemoffice軟件在有機化學教學中的幾點應用[J].廣東化工，2016，43（15）：262-263.

[6] 王慧芳，武禮鵬，陳志敏，等.基礎有機化學實驗教學改革初探[J].實驗室科學，2016，19（4）：138-141.