有機化學教學改革探析

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摘要：“有機化學”作為基礎(chǔ)化學知識體系的重要組成部分，在課程教學中起到了承上啟下的作用。結(jié)合教學實踐，通過對大學生第二課堂的內(nèi)涵與外延、與素質(zhì)教育的適應(yīng)性、學生綜合能力的發(fā)展以及人才培養(yǎng)模式進行研究，切實提高本科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：有機化學；第二課堂；教學改革；應(yīng)用型人才

高等教育是在完成了中等教育之后進行的專業(yè)教育和職業(yè)教育，是我國教育系統(tǒng)中整體關(guān)聯(lián)的重要組成部分。高等院校作為高等教育實施的主要場所，其目的從來都不僅僅是人員習得某一專業(yè)技能，尤其是近年來，黨和國家高度重視高校人才培養(yǎng)模式、學生的綜合素質(zhì)教育和全面成長成才，因此，高校承擔著為祖國培養(yǎng)社會主義事業(yè)的合格建設(shè)者和可靠接班人的重任。對于學生而言，大學時期培養(yǎng)的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)至關(guān)重要。尤其是新工科院校，采取新型的教學手段提升大學生實踐能力和創(chuàng)新能力勢在必行，而教學過程的創(chuàng)新則是最根本、最直接的方法和手段[1]。

1第二課堂在“有機化學”課程中實施的必要性

經(jīng)查閱，第二課堂最早出現(xiàn)在《高等學校管理》一書中，是我國著名教育家朱九思提出的。第一課堂是目前高校人才培養(yǎng)的主要途徑，是建立在人才培養(yǎng)方案之上的課程設(shè)置、安排、教學實施過程，是教師在規(guī)定的時間段內(nèi)依據(jù)教學大綱和教材而進行的課堂教學活動[2-3]；第二課堂，是較第一課堂而言，是指在第一課堂之外開展的各種教學活動，其泛指在正常教學任務(wù)以外，組織和引導學生開展的課外教學活動，其形式更加活潑，內(nèi)容更加豐富，學生的參與度也更高[4-5]。作為推行素質(zhì)教育不可缺少的一部分，在教學內(nèi)容方面，第二課堂源于教材又不限于教材；在教學地點上，既可以在學校的實驗室或者教室，也可以在學校以外的工廠或者企業(yè)；就教學組織而言，是學生根據(jù)自己的特長、興趣和愛好，有選擇性地自愿參與，沒有強制要求學生必須參加，因此，第二課堂具有不可代替的地位，并與第一課堂相輔相成。“有機化學”是化學學科的一個重要分支，是研究有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互轉(zhuǎn)化、合成以及與此相關(guān)的理論問題的學科。作為高等學校食品、化學、生物、農(nóng)林等專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課程，“有機化學”課程要求學生通過理論學習和實驗掌握并運用一些常見有機化合物的化學性質(zhì)，掌握有機化學的基本理論、基本知識和基本技能。筆者所在有機化學教研組以第二課堂的形式對“有機化學”課程的教學內(nèi)容及教學方式進行了改革。本文就實施過程中，第二課堂活動對學生創(chuàng)新精神培養(yǎng)、應(yīng)用能力強化、科技素養(yǎng)形成的創(chuàng)新能力進行總結(jié)和思考。

2傳統(tǒng)“有機化學”教學模式

“有機化學”作為筆者所在學院食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全、化學工程與工藝、高分子材料與工程等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有教學內(nèi)容豐富、知識點零碎復(fù)雜、理論抽象等特點，在學生心目中，“理解難、記憶難、考試難”是“有機化學”的標簽。這是因為“教師在課堂上講，學生被動地接受”的傳統(tǒng)教學模式導致在“有機化學”理論課的教學過程中，課程內(nèi)容枯燥，不易激發(fā)學生的學習興趣，很難提升學生的創(chuàng)新和探究意識[6]。為了改變該課程理論教學中出現(xiàn)的學生被動學習現(xiàn)狀，進一步調(diào)動學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量，尤其是提高一些高中階段沒有選修過“有機化學”課程的學生的學習效果。本研究通過引入第二課堂活動形式，旨在對“有機化學”理論教學形式及效果進行改革，更加注重培養(yǎng)學生的學習習慣，激勵學生的學習興趣，由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，從而提升學生創(chuàng)新和解決問題的能力，以期提高“有機化學”教學質(zhì)量。根據(jù)我校人才培養(yǎng)方案的要求，“有機化學”在食品科學與工程和食品質(zhì)量與安全專業(yè)的課時量為48學時，理論教學是采用龍躍、楊貫羽主編，高等教育出版社出版的《有機化學》，全書共16章，包括緒論，烷烴和環(huán)烷烴，對映異構(gòu)，不飽和烴，芳香烴，鹵代烴，醇酚醚，醛酮醌，羧酸和取代羧酸，羧酸衍生物，雜環(huán)化合物，糖類，氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)和核酸，脂類和甾族化合物，有機波譜學等教學內(nèi)容；化學工程與工藝和高分子材料與工程專業(yè)的課時量為64學時，理論教學采用華東理工大學有機化學教研組主編，高等教育出版社出版的《有機化學》，全書共16章，包括緒論，烷烴和環(huán)烷烴，立體化學，烯烴，炔烴二烯烴，有機化合物的結(jié)構(gòu)鑒定，芳烴及非苯芳烴，鹵代烴，醇、酚和醚，醛和酮，羧酸及其衍生物，含氮有機化合物，糖類，氨基酸、多肽和蛋白質(zhì)，核酸，有機合成等教學內(nèi)容。盡管為保證學習內(nèi)容的完整性，我們對不同專業(yè)的學生使用的教材進行了區(qū)分，但課時量的限制導致“有機化學”的教學內(nèi)容對于準備考研的學生來說是遠遠不夠的，尤其是對于把“有機化學”作為專業(yè)課程的學生?！坝袡C化學”教學過程中，學生缺少獨立思考的時間和空間，學起來就會覺得枯燥乏味，缺少興趣和熱情。在這種模式下，教師需要在有限的時間內(nèi)傳授給學生教學大綱上規(guī)定的教學內(nèi)容，大部分學生只能使用所謂的套路去解題，很難做到基本技能的掌握，對靈活運用所學的化學知識去解決實際問題的能力的培養(yǎng)更是難以實現(xiàn)。即使開設(shè)了“有機化學實驗”課，受到課時的限制，也只能做一些驗證性的實驗，而對于綜合性和創(chuàng)新性的實驗做得很少，因此，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對于“有機化學”學科一直都是一個大缺口。

3第二課堂在“有機化學”教學中的應(yīng)用

“有機化學”教研組經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，第二課堂只有和第一課堂切實結(jié)合起來，才能在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)等方面發(fā)揮最大效能。因此，“有機化學”第二課堂是在按照教學大綱實施課堂學習的基礎(chǔ)上進行的校園和社會實踐活動，主要從學生參與教師科研、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和“挑戰(zhàn)杯”項目、開放實驗室項目以及假期“三下鄉(xiāng)”和科普宣傳活動等方面實施。在整個過程中除給學生教授課本內(nèi)容外，更加著重對學生進行實踐能力鍛煉，優(yōu)良科學素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和協(xié)作精神的培養(yǎng)。

3.1學生參與教師科研

高校教師不僅承擔著教書育人的責任，科研同樣必不可少。在新晉本科院校中，以筆者所在學校鄭州工程技術(shù)學院為例，由于學校目前沒有碩士學位授予點，教師進行科研的力量主要是教師個人和本科生，有機化學教研組利用學校目前的現(xiàn)狀，在第二課堂教育中與自身科研相結(jié)合，堅持“教學促進科研、科研反哺教學”的原則，成立了一個由資深教授帶領(lǐng)，以多名年輕博士教師為核心的有機化學教研團隊。學生參與教師的研究課題時，我們采取“雙選”制度，老師們會把自己的研究方向發(fā)給學生，學生根據(jù)自身的興趣和特長選擇老師，老師們也會對學生進行談話以確定該學生是否可以參與自己的課題研究。經(jīng)過近四年的研究，團隊共吸收了50余名本科生參與了教師科研項目。在進行科學研究的過程中，學生興趣和用心程度遠遠大于理論課堂。在實驗中遇到的問題，促使他們主動進行文獻查閱和相關(guān)軟件的學習應(yīng)用，并且與老師心理上的代溝也在與老師更加頻繁的交流中逐漸消除。通過近兩年的學習研究，學生的科研能力和創(chuàng)新能力都得到了很大的提高。據(jù)統(tǒng)計，這部分學生共發(fā)表科研論文10余篇，并有20余名學生通過了研究生考試。結(jié)果表明，學生參與教師科研的第二課堂不僅提高了學生的研究水平，為其以后深造打下了基礎(chǔ)，同時對學生理論課的學習有很大的促進作用。

3.2參與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目、“挑戰(zhàn)杯”項目

大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目和“挑戰(zhàn)杯”項目都是為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而設(shè)立的具有競賽性質(zhì)的國家級項目，一直以來都受到有機化學教研組的重視。當代大學生有很強的挑戰(zhàn)欲，因此對參與上述兩個項目有很強的積極性。自從我校第一屆本科生入學以來，有機化學教研組就鼓勵學生參加此類具有競賽性質(zhì)的科研項目，并且形成了由優(yōu)秀老師指導，學生自主開展學術(shù)研究的合作模式。經(jīng)過通力合作，有機教研組一共指導了30余名學生參與了此類競賽，并且先后斬獲了國家級和省級多個獎項。通過具有競賽性質(zhì)的第二課堂，不僅鍛煉學生的創(chuàng)新能力、團結(jié)協(xié)作能力和心理素質(zhì)，更能在學院內(nèi)形成一種學術(shù)研究氛圍，為學習后續(xù)課程和培養(yǎng)造就應(yīng)用型人才打下了一定的基礎(chǔ)。

3.3開放實驗室項目

開放實驗室項目是學校用來開發(fā)學生創(chuàng)造性思維，鼓勵學生動手做實驗而開展的開放性實驗項目，該項目由老師和學生共同參與申請，課題內(nèi)容可以是學生自身發(fā)掘的趣味性實驗，也可以是老師關(guān)注的熱點問題，老師和學生通過共同探討來確定研究項目，完全以學生為主體，老師負責指導和答疑。比如：在對2018級高分子材料與工程專業(yè)的學生授課時，在講授“醛酮的氧化和還原”一節(jié)時，學生對各種氧化劑和還原劑的性能比較感興趣，在開放實驗室項目申請時，在“給-受體結(jié)構(gòu)的小分子用于光致發(fā)光材料”的項目中，老師設(shè)計了二苯甲醇單體，在其制備的過程中，我們特地對基礎(chǔ)反應(yīng)“二苯甲酮的還原反應(yīng)”進行了重復(fù)，并且要求學生嘗試用不同的還原劑（四氫化鋁鋰、硼氫化鈉、氰基硼氫化鈉）進行反應(yīng)。在告知實驗試劑的危險性和注意事項后，學生通過自主查閱文獻，單獨完成了上述反應(yīng)，經(jīng)過處理分別得到了65%、93%和42%的反應(yīng)產(chǎn)率，這樣的結(jié)果既訓練了學生查閱文獻、實際操作的能力，又對課堂中學習的內(nèi)容進行了復(fù)習和鞏固。

3.4假期“三下鄉(xiāng)”活動以及科普宣傳活動

2021年是中國共產(chǎn)黨成立100周年，也是打贏脫貧攻堅戰(zhàn)，全面建成小康社會的勝利之年。我校積極響應(yīng)國家政策，深入推行精準扶貧，扎實推進科技扶貧工作，并組成了科普小隊赴河南省扶溝縣進行“推進精準扶貧、校地結(jié)對幫扶、共建科普家園”的科普宣傳活動；赴河南省鹿邑縣開展“傳承百年黨史，助力鄉(xiāng)村振興”暑期社會實踐活動，以上活動都是很好的第二課堂，有機化學教研組也都有老師參與其中的指導工作，學生負責查找資料，整理素材。在科普宣傳活動和暑期社會實踐活動中，學生以“生活中的化學”為主題，進行科普宣傳，如食品的七大要素：碳水化合物（淀粉、糖等）、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、纖維素和食品添加劑（防腐劑、調(diào)味劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、甜味劑、色素等等），這些無一不與有機化學有關(guān)；然后，從衣、食、住、行各方面常見的有機化學元素為切入點，如人體中分布最廣的有機物——糖；人體內(nèi)的燃料——脂肪；人生命的存在形式——蛋白質(zhì)；生命的根源物質(zhì)——核酸；生命反應(yīng)中的催化劑——酶（具有生物活性的蛋白質(zhì)）；維持生命的營養(yǎng)素——維生素等。隨著有機化學、高分子化學的發(fā)展，人類生活產(chǎn)生了巨大的變化，有機高分子材料逐步滲透到人類生活的各個領(lǐng)域，人類將從現(xiàn)在的鋼鐵時代進入到全盛的高分子時代，從第一個高分子材料酚醛樹脂問世以來，纖維、粘合劑、人造醫(yī)藥、人造心臟等相繼出現(xiàn)?？梢院敛豢鋸埖刂v，人類的衣、食、住、行都離不開有機化學，從而讓人們對化學有了全新的認識。學生通過對這些知識的梳理和科普宣傳，自身的知識儲備和科普能力也得到了很大的提高。

4在有機化學中開展第二課堂的效果和意義

拓寬學習視角，學生參與第二課堂，需要比較成熟的理論體系和基礎(chǔ)，在此過程中，隨著研究的深入，學生的自主學習能力不斷增強，研究內(nèi)容會變得更加全面和具體，并對理論學習有了更大的興趣；學生的潛力是無限的，隨著研究的進行，學生甚至可以開拓出新的研究領(lǐng)域，完善研究體系，教學相長大抵就是這樣。很多學生進入大學校園以后，思想放松，行為怠慢，時間分配不合理，學習成績下降。在第二課堂，經(jīng)過老師的引導，學生很快適應(yīng)了大學生活，合理分配自己的課余時間，學生的學習負擔和壓力反而逐漸減輕，學習積極性大幅提高。增加學生和老師的聯(lián)系，讓老師有機會與學生有更多的接觸，筆者認為這一點非常重要，隨著老師和學生年齡的差距越來越大，代溝在所難免，再加上學生課余活動較多，讓他們放下戒備與老師進行心與心的交流就顯得彌足珍貴。通過第二課堂讓老師實時了解學生的心理和行為，對老師們的教學起到了很大的促進作用。

5結(jié)束語

隨著教學硬件和軟件的改善，以教師為主導，忽視學生地位的傳統(tǒng)教學方式正在被打破，教學內(nèi)容更加注重對學生人文素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)。我們通過對大學生第二課堂的內(nèi)涵與外延、其與素質(zhì)教育的適應(yīng)性、學生綜合能力的發(fā)展以及人才培養(yǎng)模式進行了研究，結(jié)果表明，第二課堂可有效提高大學生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力、實踐能力，是學生人格培養(yǎng)、科學素養(yǎng)等方面培養(yǎng)的重要途經(jīng)。

參考文獻

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作者:王勇 李靖靖 王煒 劉從軍 馮丹丹 段冰潮 盧奎 單位:鄭州工程技術(shù)學院