應用型本科院校有機化學課程教學改革探討

王 躍, 瞿 霖, 張文娟, 何昱岑, 聶 芩, 王 霞

(重慶第二師范學院 生物與化學工程學院； 綠色合成與分析檢測重點實驗室， 重慶 400067)

應用型本科院校有機化學課程教學改革探討

王 躍, 瞿 霖, 張文娟, 何昱岑, 聶 芩, 王 霞

(重慶第二師范學院 生物與化學工程學院； 綠色合成與分析檢測重點實驗室， 重慶 400067)

有機化學是材料科學、環境科學、現代醫學等學科中的一門基礎課程，也是化學學科中重要的專業基礎課程。近年來，隨著有機化學的迅速發展，高校有機化學課程的教學內容日益豐富，因此也不免出現一些課時緊缺的問題。本文針對應用型本科院校培養符合社會需要的高素質專業人才這一目標，基于有機化學課程的特點，從理論課和實驗課兩個方面對有機化學的教學改革提出建議。

應用型本科院校；有機化學課程；教學改革

當前，有機化學是材料科學、環境科學、現代醫學、食品化學等學科中的一門基礎課程，也是化學學科中重要的專業基礎課程，既強調理論性，又重視實踐性。隨著社會的發展，愈來愈多生活中和工業上所需要的合成材料來源于有機化學工業。據相關文獻記載，在發展國民經濟和現代科學技術的過程中，有機化學和有機化學工業都具有極其重要的地位；且在對自然界的進一步認識方面，甚至于對我們認識復雜的生命現象、控制頑癥以及造福人類等方面也都有至關重要的作用[1]13-14。

因此，對于應用型本科院校的學生而言，學好有機化學課程，不僅能為學習后續的相關專業課程奠定理論基礎，而且能鍛煉動手能力，有利于提升社會競爭力。然而，由于課時和實驗條件等眾多因素的限制，目前有機化學課程還有一些不盡如人意的地方，需要教育工作者及時調整現有教學方案，并積極探索新的教學理念和教學方法，從而進一步提高教學質量，實現培養高素質應用型人才的目標。

一、有機化學課程存在的問題

(一)理論課存在的問題

首先，多數應用型本科院校仍然采用傳統的教學方式授課。對于沒有課前預習或是專業知識薄弱的學生而言，盡管教師在課堂上講得有聲有色，但學生接收知識的效果不佳。其次，隨著有機化學的發展，有機化學課程的內容日益豐富，且較為抽象繁瑣，課時量也有限，這直接導致教師只能擇其要點教學，無法面面俱到，故學生學起來就更加困難[2]。最后，高校學生人數急劇增加，其知識水平及能力良莠不齊，教學內容的選擇也成了一大難題[3]。

(二)實驗課存在的問題

傳統實驗課的授課方式一般為三段式結構[4]：實驗課前學生自行分組，預習實驗；實驗課時，教師介紹實驗原理、實驗步驟及注意事項，隨后學生自行操作；實驗課后，學生完成實驗報告并上交。這種授課方式的不足之處在于：1.對于課前沒有認真預習的學生，在教師講解原理和演示操作時無法很好地理解并掌握，故在實驗過程中容易出現錯誤；2.自行分組的后果是大多數學生都會找室友作為搭檔,基于和睦相處的理念,勤奮的學生會包攬所有的關鍵操作,而喜歡偷懶的學生,則往往會放棄動手操作的機會，只選擇取藥品配溶液等打下手的工作，達不到培養學生動手能力的目標；3.由于缺乏監管以及對實驗室安全不太重視，學生在實驗過程中會出現未按流程操作致使儀器損壞，以及隨手亂扔某些有毒有害藥品等現象，從而帶來安全隱患等相關問題；4.為完成實驗報告，部分學生甚至謊報數據，投機取巧，違背了提高實踐能力的初衷等。

二、有機化學課程教學改革的措施

(一)改進理論課教學的措施

1.采用多種方式教學，豐富課堂

傳統的單純板書教學方式，雖然可以清晰地展現講解思路，但對于很多微觀抽象的知識都難以形象生動地體現。隨著計算機網絡信息技術的迅猛發展，教師可以借助多媒體技術，如通過運用Flash、3DSMAX、Photoshop、Swish等軟件制作成豐富多彩的課件，將傳統教學中難以描述的內容和現象非常形象化地展現出來[7]。對于有機化學課程而言，教師更應善用3DSMAX這項制作分子模型的軟件，因為有機化學中的每一個化學式都比較復雜，有了分子模型動態圖就能讓學生們形象客觀地記住這些內容。

例如，碳原子的雜化軌道有三種，分別是sp雜化、sp2雜化和sp3雜化。sp雜化是指1個s和1個p雜化成2個軌道，在一條直線上，剩下兩個p軌道自行成鍵；sp2雜化是指1個s和2個p雜化成3個軌道，方向向著正三角形的三個頂點，剩下一個p軌道自行成鍵；sp3雜化則是1個s和3個p雜化成4個軌道，方向向著正四面體的四個頂點。教學時，教師若只進行文字描述，學生們則不易理解，其腦中不能立刻浮現出三維立體效果。而教師若借助于分子或者原子模型(如圖1所示)直接展示給學生，則非常有利于學生對知識點的理解和掌握。

顯然，多媒體教學不僅可以節約手寫板書的時間，提高課堂效率，更重要的是這種形象直觀的教學方式，既能吸引學生的注意力，讓其對知識了解得更透徹，又能改善課堂的學習氣氛，提高教學效果。

除了多媒體教學，教師還可以適當地采用角色互換等教學方法。針對應用型本科院校規定的教學內容，讓學生選擇自己感興趣的部分進行模擬教學。人的潛能在特定環境下是能夠被充分發掘的，當學生成為教師的那一刻，其心態就會由“要我學”轉變成“我要學”。為此，他們會提前認真預習該教學部分的內容，主動去圖書館或借助網絡查閱相關資料，仔細思考與該內容有關的問題并對其進行分析，尋找解決辦法。而其他學生在面臨同為“學生”的“教師”時，會自覺提高關注度，興趣也會更濃厚，課堂整體氛圍也會有所改變。最后，教師在課堂結束的前幾分鐘再進行總結性發言。如此,既可以激發學生的學習興趣，提高學生自主學習的動力，又可以提高學生分析和解決問題的能力。而教師也可以在學生的講解中發現不足，給其指出并示意其他學生不要犯類似的錯誤。更重要的一點，當退居到學生的身份時，教師也可以發現學生站在講堂上那些值得學習的地方，就可以更準確地尋找學生在課堂中關注的點，探索學生喜歡的教學方式，從而提高教學效率。

此外，現代有機化學飛速發展，知識庫不斷更新，教師可以第一時間了解最新的科研動態，收集科技前沿信息，及時向學生傳達，讓學生參與科研，真正做到教學與科研相結合。這種將最新的科學思想與創見在教學中體現出來，讓低年級的學生感受科研的氛圍，讓高年級的學生直接參與科研活動的做法，不僅能培養學生分析數據與解決問題的創造力，撰寫論文報告以及實驗動手能力，更能讓學生的思維更加開闊，創造力得以充分發揮。再者，讓學生參與科研活動，無疑會增加學生對該門課程的學習興趣，從而進一步增強學習效果。

2. 以學生為中心，因材施教

以學生為中心的教學方式，首先需要教師能主動為了適應不同類型的學生進行教學改革，并對教學方法不斷進行反思并加以改進。其次，教師對學生必須敞開心扉，基于學生的角度進行備課。要充分意識到學生在課堂上的中心地位，了解學生的認知能力、情感因素和心理狀態，根據學生的個體差異因材施教，讓他們的能力得到最大限度的發揮。例如，教師應在教學內容的選擇上以學生為中心，把握適切性原則。如果教學內容偏難，對于專業基礎較差的學生而言接受知識就會相當吃力，學習態度就會日漸消極；而如果教學內容過于簡單，對于專業基礎較好的學生而言，就會覺得教學內容沒有任何吸引力，無法提起興趣，其學習能力也會止步不前。因此，教師要在教學大綱規定的框架內，綜合學生的基礎知識水平，慎重地選擇教學內容，同時加強與學生的交流，通過學生的及時反饋，適時調整講課的深度，以確保大多數學生能夠較好掌握所授內容。

3.創新考核方式

傳統的成績評定方法通常都是以期末考試為主，學生平時表現所占的比例很低。該考核不夠全面，因為單次的考試存在較大偶然性。因此，合理的考核方式應該是除了期末成績，還要包括課堂表現、作業成績等各方面的內容，這樣才能客觀公正合理地對學習進行評價，具體可以從以下幾個方面展開。

其一，平時成績(50%)。包括常規的課堂表現(15%)、課后作業(15%)、單元測試(15%)以及綜合性討論(5%)，不同層次的院校可根據實際情況進行相應的比例調整。(1)課堂表現：根據學生上課的出勤率，以及在課堂上回答問題的情況酌情給分。(2)課后作業：每周課程結束后布置一次大作業，然后對其進行檢查，起到鞏固學習內容的效果；在每一個單元的課程內容結束之后寫一份小結，歸納總結本單元的重點難點，特別強調尚未理解透徹的內容，如此一來，既有助于學生溫故知新，又可以讓教師實時了解學生掌握教學內容的程度，從而有利于教師在講解新課之前能針對性地進行強調復習。(3)單元檢測：每學期舉行2～3次，一般學完3個單元左右就可以進行一次檢測，考查近段時間學生對教學內容的掌握程度。(4)綜合性討論：經過約半學期學習后，教師可以給出幾個論述性的問題，讓學生選擇，并分組討論，最后以小組報告的形式來考核大家的情況。這一做法可以引導學生把注意力集中到平時知識的掌握與積累，并且重視自學能力的培養，能有效提升了學生的綜合素質。

圖1 碳原子的三種雜化軌道示意圖

其二，期末成績(50%)。除了常規的知識點考查，在教學內容允許的情況下，可以適當在考試內容里加上一些名人反應。因為在有機化學課程中，有許多化學反應都是以名人命名的，比如貝克曼重排反應、狄爾斯-阿爾德反應、霍夫曼降解反應等。這些名人反應，尤其像曾獲得過諾貝爾獎的狄爾斯-阿爾德這類人物，通常更能引起學生的興趣，學生也愿意花更多的時間去研究與之相關的內容，這在無形中拓寬了學生的知識面。

(二)改進實驗課教學的措施

1. 合理安排分組，注重強弱結合

首先通過簡單的高中化學實驗技能測試來檢驗每位學生的實踐操作能力，然后采取實踐操作能力較好與較差的學生進行組合。這種組合的好處在于,實踐操作能力較好的學生可以給較差的學生進行示范和指導,能夠有效帶動能力較差的學生進行動手實驗，從而確保每位學生都有動手的機會；另一方面,操作能力較好的學生在完成該項實驗時，既鞏固了專業知識，又幫助了他人，還發揮了團隊合作精神，故實驗小組的整體效率和實驗成功率都會有所提高。

此外，有條件的應用型本科院校還可以將實驗室定期對學生開放，讓學生在課余也有機會鍛煉自己的操作能力，從而擴寬學生提高實踐能力的渠道。

2.加強安全教育，培養學生綠色實驗的意識

在實驗教學過程中，教師可以有意識地向學生灌輸綠色實驗的理念，比如對“三廢”的處理、有毒催化劑的處理、正確使用實驗室的儀器物品等。

其一，有機化學實驗中經常會產生大量的廢液，這類廢液不能隨便遺棄，可以對其進行分類回收。如果可能的話，應盡量做到循環利用，盡可能做到“三廢”對環境的零排放，最好的做法就是將上一次實驗的產物或廢液運用到下一次實驗中。在這些回收利用和循環使用的實驗中，強化學生的綠色化學思想和環境保護意識。

其二，對有毒催化劑的正確使用是很容易被忽略的問題，同時也是一個相當嚴重的問題。完成一個有機化學實驗通常需要使幾個化學物質進行相互作用，此時就需要有一定的反應條件——加入催化劑。然而，并不是所有的催化劑都是安全的，有的催化劑中含有許多有害物質。比如在庫切洛夫反應中使用的催化劑——硫酸汞，盡管該反應的乙醛產率高達95%，但是硫酸汞催化劑有劇毒， 對工人操作危害性較大，且反應過程中損失的汞較多,故變相增加了乙醛的生產成本。因此，尋找高效低毒的新型催化劑就很有必要。在經過人們的不斷試驗后得出，以氟化亞銅和氟化銨為主催化劑，再添入還原性物質和谷氨酸的鹽酸鹽能得到產率為80%的良好效果。從結果上看，雖然產率不及原來的95%，但對實驗本身而言，新催化劑對環境和人體的危害小得多，其社會效應可見一斑。

其三，針對在實驗過程中操作不規范的學生，可以要求他們擬寫《實驗室操作規范手冊》，從對實驗室儀器的使用方法、愛護程度以及清洗方法，藥品的適當取量，保持實驗室清潔程度等方面規范學生，讓其樹立“實驗操作要規范、實驗安全無小事”的正確態度，進而養成良好的實驗行為習慣。

其四，針對有機實驗中試劑用量大、成本較高且有毒有害的情況，建議盡量做微型實驗。微型實驗就是讓學生從操作常量試驗變成操作微量實驗。這種做法的好處在于既節約實驗經費，又減少了對環境的污染，充分體現了環保理念；而且，微型實驗增加了學生的操作難度系數，能更好地鍛煉學生的實驗動手能力。

其五，教師可以組織一些激起學生對該課程興趣的比賽，如趣味化學實驗技能大賽。一學期內舉行一到兩次相同或類似的比賽，由專業教師擔任裁判，賽前加大宣傳力度，賽后加大對獲獎者的獎勵力度，鼓勵學生積極參加。此類活動不僅能激發學生對本門課程的興趣，促進教師與學生、學生與學生之間的關系，而且能培養學生的團隊合作意識，讓學生在趣味化學實驗大賽中學到知識。

3.完善評價方式

考評是檢驗教學成果的主要手段，基于現有的考評方式，我們提倡更合理、更科學和更人性化的考評方式。針對當今社會越來越多企業需要專業技能優秀且動手能力較強的綜合技術型人才的這一需求，作為獨立課程的有機化學實驗，其考核內容可分為三個部分：實驗技能測試(60%)、實驗筆試(20%)以及平時成績(20%)。

實驗技能測試(60%)：教師可以有針對性地選擇測試內容，根據學生平時做實驗時的表現，選擇學生在眾多實驗中掌握最差的實驗項目作為考核內容，并且在第一堂實驗課的時候就把這種考核方式告之學生。如此一來,既能讓學生高度重視每次實驗，又能促使其在每次實驗完成之后進行總結與反思。

實驗筆試(20%)：將該學期所學的所有實驗都歸納總結在一張試卷上，主要考核的知識點包括反應原理、反應條件、實驗的操作步驟、實驗中的注意事項等，甚至可以要求學生做一些開放性的試題，比如讓學生選一個最感興趣的實驗寫一份心得體會。

平時成績(20%)：主要根據學生的出勤情況和課堂表現，包括組員之間的合理分工、操作手法、實驗結果以及實驗報告的完成情況等方面來打分，其中課堂實驗表現應占較大權重。

三、結語

綜上所述，傳統的教學模式和方法已經不能適應目前應用型本科院校培養人才的需要。因此，教師在有機化學課程教學中，應改善和豐富教學手段，充分發揮學生的主觀能動性，激發其學習興趣，以提高課堂效率。同時，教師要以學生為中心，因材施教，積極探索更加科學合理的教學模式和方法，以求更好地為應用型本科院校所承擔的責任服務，從而真正培養出理論知識扎實且動手能力強的應用型技術人才。

[1]徐昌壽.有機化學[M].第2版.北京：高等教育出版社，2011.

[2]袁力麗.有機化學教學改革的探索與實踐[J].合肥師范學院學報，2010，28(6)：86-88.

[3]孫亞棟.淺談生物專業有機化學教學改革[J].廣東化工，2016，43(1)：146.

[4]張鋒.藥學專業有機化學實驗教學改革[J].山西醫科大學學報(基礎醫學教育版)，2008，10(2)：453-454.

[5]陳紅艷，廖蓉蘇，胡偉武.“有機化學”課程的教學改革探究[J].中國地質教育，2010，19(4)：109-111.

[責任編輯石 悅]

2017-06-20

重慶第二師范學院教改項目“應用型本科院校基礎化學課程群的構建與實踐”(JG201715)；重慶第二師范學院大學生科研項目“g-C3N4的摻雜與光催化性質研究”(XK20170210)

王躍(1982 — )，男，浙江義烏人，理學博士，副教授，研究方向：基礎化學教學、無機功能材料。

G642

A

1008-6390(2017)06-0112-04