煤化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

李望　朱曉波

摘 要 有機(jī)化學(xué)是研究碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏慕M成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)及制備的一門學(xué)科，是煤化工專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。根據(jù)培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才要求，結(jié)合作者的教學(xué)實(shí)踐，探討了如何提高有機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，從教學(xué)內(nèi)容的精選和優(yōu)化、教學(xué)方法改進(jìn)和教學(xué)方式的多樣化等方面，對(duì)高校有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞 有機(jī)化學(xué) 教學(xué)改革 探索 實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

有機(jī)化學(xué)主要的研究對(duì)象是碳、氫化合物及其衍生物，作為化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，有機(jī)化學(xué)同時(shí)具備了較強(qiáng)理論性和實(shí)踐性。《有機(jī)化學(xué)》是相關(guān)化學(xué)類專業(yè)的必修課，對(duì)于我院以煤化工為特色的化工專業(yè)也是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。涉及到的有機(jī)化合物及其物理化學(xué)性質(zhì)貫穿整個(gè)煤化工專業(yè)課程體系，該課程安排在本科二年級(jí)秋季進(jìn)行，通過(guò)有機(jī)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，掌握有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的基本知識(shí)和基礎(chǔ)理論，熟悉不同種類有機(jī)化合物之間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，為后續(xù)《煤化學(xué)》、《煤炭液化》和《焦化工藝學(xué)》等課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

目前為了增加學(xué)生實(shí)踐課程（含實(shí)驗(yàn)、素質(zhì)拓展實(shí)踐）所占學(xué)時(shí)比例，我校對(duì)理論課時(shí)進(jìn)行了縮減，因此有機(jī)化學(xué)的理論授課學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)減少，而有機(jī)化學(xué)的基本內(nèi)容較多，有機(jī)化合物種類多，反應(yīng)方程式多，反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)都覺(jué)得冗長(zhǎng)，枯燥難懂，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)分散且繁多，抓不住重點(diǎn)，難理解，難記憶，理論性強(qiáng)而不懂如何運(yùn)用。因此如何提高有機(jī)化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握有機(jī)化學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)就成為擺在我們面前的一個(gè)重要課題。筆者認(rèn)為，要想有效地提高有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)的教學(xué)效果，應(yīng)該從精選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和豐富教學(xué)方式等方面進(jìn)行改革。

1緊密圍繞培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，精選課程教學(xué)內(nèi)容

有機(jī)化學(xué)研究有機(jī)化合物及其化學(xué)原理的學(xué)科，也是非常有魅力的基礎(chǔ)學(xué)科之一。包括對(duì)碳?xì)浠衔锛捌溲苌锏慕Y(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)機(jī)理及化合物合成的研究。目前通用的《有機(jī)化學(xué)》教材有很多不同年份，不同版本，而我們煤化工的學(xué)生選修的有機(jī)化學(xué)課程學(xué)時(shí)少，并且針對(duì)培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才這一目標(biāo)，在教材選取時(shí)選擇了清華大學(xué)化學(xué)系教師團(tuán)隊(duì)主編的《有機(jī)化學(xué)》。

在教學(xué)方面，雖然教材上已經(jīng)對(duì)大部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了縮減，但是從內(nèi)容上仍需要保持自身的系統(tǒng)性和完整性，對(duì)經(jīng)典理論內(nèi)容難以取舍，學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多的矛盾仍然存在。這就需要教師根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)精選教學(xué)內(nèi)容，在保持課程體系的科學(xué)性、邏輯性和系統(tǒng)性前提下對(duì)課程內(nèi)容分級(jí)講授。可將課程內(nèi)容分為精講、簡(jiǎn)要介紹和自行學(xué)習(xí)三個(gè)板塊進(jìn)行。精講的內(nèi)容是主要是最基礎(chǔ)的、最重要的、貫穿整個(gè)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的內(nèi)容，如有機(jī)化學(xué)的核心內(nèi)容——有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)及其與功能之間的關(guān)系。有機(jī)化學(xué)研究的是有機(jī)化合物及其衍生物，而有機(jī)化合物的主要物理和化學(xué)性質(zhì)都是由其特定結(jié)構(gòu)決定的，因此在每個(gè)章節(jié)開始時(shí)需要重點(diǎn)講述具有相同官能團(tuán)的化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。理論方面還需要重點(diǎn)講解有3個(gè)效應(yīng)（誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和超共軛效應(yīng)）及2個(gè)難點(diǎn)（反應(yīng)歷程、分子重排），在充分理解和掌握有機(jī)化合物電子分布的前提下，在各章節(jié)針對(duì)受上述3個(gè)效應(yīng)影響的具體化合物時(shí)，再進(jìn)行講解效果較好，學(xué)生更容易理解和接受。對(duì)于反應(yīng)歷程的介紹，主要是幫助學(xué)生了解有機(jī)化學(xué)反應(yīng)經(jīng)歷的具體步驟，在緒論部分總體介紹相關(guān)的系統(tǒng)知識(shí)，如活化能、反應(yīng)熱和反應(yīng)能線圖等，在各章節(jié)會(huì)詳細(xì)針對(duì)具體反應(yīng)進(jìn)行分步講解，對(duì)學(xué)生要求能看懂反應(yīng)機(jī)理即可，遇到類似反應(yīng)機(jī)理可以自行學(xué)習(xí)。

有機(jī)化學(xué)另一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容是有機(jī)化合物的命名，雖然化合物的命名有明確的系統(tǒng)命名步驟和原則，但是學(xué)生在遇到含有多個(gè)官能團(tuán)的化合物時(shí)經(jīng)常出錯(cuò)，在遇到命名過(guò)程中的一些特殊情況時(shí)也未能理解和掌握。為了幫助學(xué)生克服在學(xué)習(xí)命名規(guī)則的時(shí)候一看就懂、一做就忘、一寫就錯(cuò)的問(wèn)題，在講授這部分內(nèi)容時(shí)，我們首先在第一章緒論部分對(duì)系統(tǒng)命名法進(jìn)行詳細(xì)講解，給學(xué)生一個(gè)完整、系統(tǒng)的理論認(rèn)識(shí)，因?yàn)榛衔锏拿麜?huì)貫穿整個(gè)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的每個(gè)章節(jié)，在各個(gè)章節(jié)遇到不同官能團(tuán)的有機(jī)化合物，我們還會(huì)反復(fù)講解、練習(xí)和鞏固系統(tǒng)命名法，并且課堂上一邊講解一邊讓學(xué)生當(dāng)堂練習(xí)，根據(jù)學(xué)生書寫時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)題可以及時(shí)掌握并解決，加深印象。此外，有一些化合物的命名比較特殊，如多環(huán)烷烴（螺環(huán)烴和橋環(huán)烴）、芳香族化合物（萘、蒽、菲等）、羧酸衍生物（酰鹵、酸酐、酯、酰胺）等，會(huì)在遇到時(shí)進(jìn)行單獨(dú)講解。

2線上線下教學(xué)方式相結(jié)合，課堂教學(xué)多樣化，提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

2.1充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)作為教學(xué)媒體

現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展為教學(xué)手段的進(jìn)化提供了創(chuàng)新和突破的發(fā)展空間，師生之間相互交流交流的渠道日益多元化，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體等現(xiàn)代信息技術(shù)的普及，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的板書授課中學(xué)生對(duì)抽象概念理解不足的問(wèn)題。特別是對(duì)于有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中的電子云密度分布，在傳統(tǒng)教學(xué)中只能給出定性的說(shuō)明。利用多媒體繪制的電荷分布示意圖，可以給學(xué)生更直觀的影像，這對(duì)于幫助學(xué)生理解不同官能團(tuán)化合物為何會(huì)吸引缺電子，或富含電子的試劑的原因，當(dāng)學(xué)生學(xué)過(guò)一類具有相同官能團(tuán)的化合物后，在學(xué)生頭腦中會(huì)形成更為立體、形象的化合物電子云分布情況，幫助學(xué)生理解化合物分子的電性分布，進(jìn)而掌握有機(jī)化學(xué)反應(yīng)各步驟的反應(yīng)機(jī)理。

針對(duì)學(xué)生缺乏有機(jī)化學(xué)物結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)意識(shí)和空間想象力，對(duì)電子效應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中電子的遷移存在空間邏輯思維的障礙，可以利用Diamond、Chem3d和3D球棍模型編輯器等繪制出立體的化合物空間球棍模型結(jié)構(gòu)給學(xué)生進(jìn)行多種不同的展示，學(xué)生不僅可以更直觀地觀察化合物的空間結(jié)構(gòu)，還可以根據(jù)要求進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、變換角度、放大及動(dòng)態(tài)演示等操作，更形象生動(dòng)的畫面可以吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。此外，在少學(xué)時(shí)情況下，利用多媒體制作課件可以講授更多知識(shí)點(diǎn)，提高課堂效率。

利用多媒體課件，并結(jié)合板書可以擴(kuò)大信息量，教師可以在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，同時(shí)為了保證教學(xué)質(zhì)量，教師可以在利用網(wǎng)絡(luò)社交平臺(tái)建立有機(jī)化學(xué)討論QQ群，定期上傳教學(xué)多媒體課件和教案，學(xué)生課后隨時(shí)下載復(fù)習(xí)，解決課堂講授信息量過(guò)大來(lái)不及做筆記的問(wèn)題。

任課教師還可通過(guò)中國(guó)大學(xué) MOOC（愛(ài)課程）、藍(lán)墨云班課、賽課（Sakai）等教學(xué)平臺(tái)準(zhǔn)備部分線上教學(xué)資源，按照課程表安排的教學(xué)進(jìn)度在平臺(tái)上發(fā)布重要的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作小視頻，幫助學(xué)生加深印象，鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)興趣。為及時(shí)了解學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，如利用手機(jī)下載微信小程序，登錄教師開設(shè)的慕課堂進(jìn)行在線單元測(cè)試，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置主觀題及答題時(shí)間，系統(tǒng)根據(jù)教師設(shè)定的答案對(duì)學(xué)生在線提交的答案進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)分，減少教師批改時(shí)間，對(duì)學(xué)生人數(shù)較多的班級(jí)可有效減輕教師負(fù)擔(dān)。根據(jù)答題準(zhǔn)確率，教師可以很快了解到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，幫助教師在后續(xù)教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生提供針對(duì)性輔導(dǎo)，提高教學(xué)效果。

2.2應(yīng)用參與式教學(xué)方式“翻轉(zhuǎn)課堂”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

除了課堂講授，習(xí)題課和課堂討論也非常有效的可對(duì)知識(shí)點(diǎn)加深理解的方式。傳統(tǒng)的習(xí)題課和課堂討論仍是以教師講授為主，師生互動(dòng)少，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握情況教師難以掌握，學(xué)生上習(xí)題課的目的單一，僅以對(duì)答案為主，無(wú)法真正系統(tǒng)掌握重點(diǎn)，難點(diǎn)。

為此可針對(duì)每章的重點(diǎn)內(nèi)容，布置適當(dāng)?shù)恼n外習(xí)題，安排1次課堂習(xí)題課和討論，進(jìn)行“反轉(zhuǎn)課堂”，在課堂上要求部分同學(xué)對(duì)習(xí)題和重要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，啟發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生將分散的知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)化，完整化。幫助教師及時(shí)了解學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)和障礙點(diǎn)，同時(shí)提高學(xué)生的語(yǔ)言組織能力，邏輯思維組織能力和臨場(chǎng)應(yīng)變能力，活躍課堂氣氛，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。使學(xué)生真正做到學(xué)習(xí)完有機(jī)化學(xué)課程后，不僅僅是學(xué)習(xí)了一本書，而是掌握本學(xué)科思考問(wèn)題的方式，學(xué)會(huì)有機(jī)化學(xué)研究中看問(wèn)題的獨(dú)特視角。當(dāng)學(xué)生遇到實(shí)際的化工生產(chǎn)或生活中的化學(xué)問(wèn)題時(shí)，有能力分析解決新問(wèn)題，做到學(xué)以致用，而不是僅僅會(huì)背書，會(huì)做題。

期中可進(jìn)行分組專題答辯，教師可擬定部分課題，重點(diǎn)結(jié)合煤化工專業(yè)特色，如針對(duì)煤炭氣化、液化等過(guò)程中涉及的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理等展開的課題。鼓勵(lì)學(xué)生撰寫課程小論文，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)工藝流程，分組組織制作PPT答辯。可以促使學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，使學(xué)生不僅可以了解有機(jī)化學(xué)課程學(xué)習(xí)對(duì)化工專業(yè)的基礎(chǔ)性作用，還可為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課提供系統(tǒng)性銜接。

3減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，重視能力培養(yǎng)，實(shí)施綜合分級(jí)考試

為了減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)和心理壓力，并且避免學(xué)生平時(shí)不上課，不學(xué)習(xí)，期末集中突擊考試的現(xiàn)象的發(fā)生。應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)督和管理，包括平時(shí)上課考勤、上課回答問(wèn)題情況、線上參與專題討論情況、作業(yè)完成及章節(jié)測(cè)試等學(xué)習(xí)過(guò)程均應(yīng)作為學(xué)生綜合成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)的參考內(nèi)容，并且應(yīng)提高平時(shí)學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)谡n程總成績(jī)中的比重，結(jié)合線上教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行記錄，讓學(xué)生重視平時(shí)課程學(xué)習(xí)，避免臨時(shí)突擊學(xué)習(xí)獲取高分的情況發(fā)生。

通過(guò)課程考試考核改革，進(jìn)一步創(chuàng)新教學(xué)方式、方法和手段，健全過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的課程教學(xué)評(píng)價(jià)體系，探索實(shí)行全過(guò)程、重能力、求創(chuàng)新的考核方法，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，切實(shí)提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此課程考試考核方式應(yīng)該是多樣化的，特別應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生重視和加強(qiáng)平時(shí)學(xué)習(xí)。

課程綜合成績(jī)?cè)u(píng)定方式應(yīng)由平時(shí)成績(jī)、學(xué)習(xí)過(guò)程成績(jī)和結(jié)課考試成績(jī)等三種方式構(gòu)成：

（1）平時(shí)成績(jī)以學(xué)生課堂簽到率、教師課堂點(diǎn)名回答問(wèn)題情況、線上參與課題討論情況等作為考核依據(jù)。

（2）學(xué)習(xí)過(guò)程成績(jī)包括線上課堂練習(xí)成績(jī)、作業(yè)完成情況、章節(jié)測(cè)驗(yàn)成績(jī)、期中專題答辯成績(jī)等。為此筆者建議教師應(yīng)用中國(guó)大學(xué) MOOC（愛(ài)課程）、藍(lán)墨云班課或Sakai（賽課）等網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺(tái)相關(guān)功能記錄學(xué)習(xí)過(guò)程。

（3） 結(jié)課考試成績(jī)即課程的總結(jié)性考核。采用閉卷考試、專題答辯或課程論文等形式。

應(yīng)將平時(shí)考核成績(jī)、過(guò)程考核成績(jī)、結(jié)課考核成績(jī)的各項(xiàng)成績(jī)綜合加權(quán)成績(jī)作為課程總成績(jī)，筆者建議各項(xiàng)成績(jī)所占比例可以按平時(shí)成績(jī)10%-15%，過(guò)程考核成績(jī)25%-40%，結(jié)課考核成績(jī)50%-60%，教師可以根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)合理統(tǒng)籌各部分之間的比例關(guān)系，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)，著重平時(shí)考核和過(guò)程考核有效避免學(xué)生期末死記硬背，提高課程綜合教學(xué)效果。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)精選有機(jī)化學(xué)課程內(nèi)容、豐富教學(xué)方式方法、將課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合等教學(xué)改革方法的討論，總結(jié)出一些煤化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為建立以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為核心的有機(jī)化學(xué)教學(xué)模式提供借鑒。在日后的有機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，還需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，全面提高學(xué)生作為工程應(yīng)用人才應(yīng)具備的專業(yè)基礎(chǔ)理論素養(yǎng)。

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