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摘 要:《有機化學》是高分子材料與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,該文就目前高校專業(yè)基礎(chǔ)課課時壓縮的現(xiàn)狀,結(jié)合《有機化學》的課程基本特點,結(jié)合筆者近年來的課堂實踐教學經(jīng)驗,從教學內(nèi)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(zhì)量得到提升。
關(guān)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(yè)必修的一門化學基礎(chǔ)課程,在四大化學中的地位舉足輕重。按照學校培養(yǎng)方案修訂的要求,對專業(yè)基礎(chǔ)課程教學課時進行壓縮,該專業(yè)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(chǔ)知識掌握膚淺,甚至影響后續(xù)高分子化學等專業(yè)課程的學習。如何更加高效地讓學生在有限的學時內(nèi)較為系統(tǒng)地掌握有機化學的基礎(chǔ)理論和基本知識,為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下良好的基礎(chǔ),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(yè)有機化學教學質(zhì)量的提升迫在眉睫[1-3]。結(jié)合日常的教學積累,筆者對該專業(yè)《有機化學》課程的改革和建設(shè),提出如下的體會和進一步的分析探索。
1 強調(diào)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(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成、相互轉(zhuǎn)化規(guī)律以及應(yīng)用等內(nèi)容。有機化合物的種類繁多、數(shù)量龐大、性質(zhì)各異。同一種類的有機化合物既有共性,又有個性,同時反應(yīng)條件的不同也增加了有機反應(yīng)的復雜性。在有機化學的授課和學習過程中,一定要強調(diào)“材料結(jié)構(gòu)決定其性能,材料性能是其結(jié)構(gòu)的反映”這條主線。通常,有機化學的教材章節(jié)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(jié)構(gòu)特點出發(fā)(碳原子的雜化方式、官能團的結(jié)構(gòu)、多官能團間的影響等),運用相應(yīng)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(zhì),尤其是官能團對其性能的影響規(guī)律。結(jié)構(gòu)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(yè)的專業(yè)課程《高分子化學》與《有機化學》的聯(lián)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(zhì)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(yīng)、誘導效應(yīng)和空間位阻效應(yīng)這3個知識點。例如,在烴類化合物的講授中,根據(jù)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(diào)碳原子雜化類型的不同對烷烴、烯烴和炔烴的性質(zhì)的影響。乙烷分子中只有σ鍵,化學性質(zhì)呈現(xiàn)惰性;乙烯分子因π鍵的存在,可以發(fā)生親電加成反應(yīng),在一定條件下還可發(fā)生氧化和聚合反應(yīng)。乙炔分子由于兩個π鍵的存在,不僅能發(fā)生親電加成反應(yīng),還能發(fā)生親核加成反應(yīng),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(guī)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(guān)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(chuàng)新和教學內(nèi)容的改革,有效地補充和完善課程內(nèi)容,還能調(diào)動學生的學習興趣,激發(fā)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(nèi)一流院校的教學。
此外,材料學院近年來實施了“拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃”,從教學方法的角度看來,對學有余力的學生也應(yīng)該提出不同的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)標準,在課程設(shè)置上要有意識地側(cè)重于理論或?qū)崉?wù)。有機化學的知識點較多,要不斷培養(yǎng)學生總結(jié)規(guī)律的能力。通過課堂教學層層啟發(fā),步步遞進,使學生緊密圍繞各類型化合物結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,充分理解各類物質(zhì)之間的區(qū)別和聯(lián)系,同時鍛煉其創(chuàng)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(tǒng)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(xiàn)代教育理論基礎(chǔ)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(yīng)用到有機化學教學中,能有效地激發(fā)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(yīng)把握幾個關(guān)鍵性問題:培養(yǎng)學生參與的意識,適時進行學習方式的訓練,參與教學設(shè)計的構(gòu)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(fā)揮板書在講解中的優(yōu)勢。對課件上已有的重要內(nèi)容,用板書幫助學生理清思路;對抽象內(nèi)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(huán)己烷的椅式構(gòu)象和船式構(gòu)象用投影展現(xiàn)出來,讓學生從不同的角度來觀察分子模型,與傳統(tǒng)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(gòu)象概念的深入理解。此外,在立體化學的Fisher投影和反應(yīng)機理涉及到的空間位阻效應(yīng)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(huán)節(jié)、鍛煉基本技能
加強有機化學實驗教學環(huán)節(jié),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(fā)學生學習有機化學的興趣、強化學生動手能力、培養(yǎng)學生工程創(chuàng)新能力方面起到重要的作用[6]。在現(xiàn)有實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上,增設(shè)一些具有設(shè)計性、創(chuàng)新性的實驗,讓學生從按部就班地完成實驗,轉(zhuǎn)變成為教學的主體,充分鍛煉學生,使其在文獻查閱、實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)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(huán)節(jié)的考核方面,可以將實驗報告、實驗預(yù)習、實驗操作、設(shè)計性實驗等模塊的比例做適當調(diào)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(shè)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(jié)束后進行歸納總結(jié),對出現(xiàn)的問題進行總結(jié),設(shè)計解決問題的實驗方案,經(jīng)過自己的努力尋求解決途徑,經(jīng)過小組成員的討論,最后將問題解決。
5 結(jié)語
隨著學科的發(fā)展、培養(yǎng)模式的調(diào)整、專業(yè)需求的改變,專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學模式需與時俱進,順勢改革。在一線教學實踐環(huán)節(jié)中,只有不斷發(fā)現(xiàn)問題,總結(jié)經(jīng)驗,逐步調(diào)整、完善,才能更好地完成教學工作,提高基礎(chǔ)課程教學質(zhì)量,使學生得到更大的收獲。
參考文獻
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[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(yǎng)——以高分子材料專業(yè)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(yīng)用[J].廣東化工,2016,43(15):262-263.
[6] 王慧芳,武禮鵬,陳志敏,等.基礎(chǔ)有機化學實驗教學改革初探[J].實驗室科學,2016,19(4):138-141.