應(yīng)用化學(xué)專業(yè)《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)改革探索

盛釗君，李冬利，徐學(xué)濤，劉文鋒，劉敏超，馬曉鷗，姜少華

(五邑大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 江門 529020)

應(yīng)用化學(xué)專業(yè)《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)改革探索

盛釗君，李冬利，徐學(xué)濤，劉文鋒，劉敏超，馬曉鷗，姜少華

(五邑大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 江門 529020)

課程學(xué)習(xí)是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，《有機(jī)化學(xué)》課程是"應(yīng)用化學(xué)專業(yè)(農(nóng)產(chǎn)品安全檢測與管理方向)"重要的基礎(chǔ)課。針對傳統(tǒng)高等教育教學(xué)存在的問題，以《有機(jī)化學(xué)》課程為試點，引入探索研究型教學(xué)模式。在新的教學(xué)模式下，教學(xué)緊密結(jié)合專業(yè)和地方特色，努力提高學(xué)生的主觀能動性，加強(qiáng)學(xué)生解決實際問題的能力，以期培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型應(yīng)用人才。在此過程中，積累了寶貴的經(jīng)驗，并取得了階段性成果，為之后的進(jìn)一步教學(xué)改革奠定了基礎(chǔ)。

應(yīng)用型本科；教學(xué)改革；有機(jī)化學(xué)；應(yīng)用化學(xué)；農(nóng)產(chǎn)品安全檢測與管理

2015年，國家頒布了引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見，提出高校轉(zhuǎn)型應(yīng)堅持以需求為導(dǎo)向，服務(wù)地方。2016年，廣東省教育廳遴選出14所普通本科高校作為試點，轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用型本科高校。五邑大學(xué)作為公辦地方本科高校入選轉(zhuǎn)型名單。在此政策的引導(dǎo)下，根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展需要，江門市農(nóng)業(yè)局與五邑大學(xué)簽署聯(lián)合辦學(xué)合作協(xié)議，開辦江門市首個涉農(nóng)專業(yè)——“應(yīng)用化學(xué)(農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測與管理方向)”。教學(xué)中，該專業(yè)將著重培養(yǎng)學(xué)生的理論水平和動手能力，并實現(xiàn)院地檢測室互相開放。依托江門現(xiàn)有的農(nóng)產(chǎn)品檢測平臺，使該專業(yè)學(xué)生擁有更多實踐機(jī)會，形成扎實的實際操作能力。

《有機(jī)化學(xué)》是所有化學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)習(xí)眾多專業(yè)核心課和選修課的基石。針對"農(nóng)產(chǎn)品安全檢測與管理"專業(yè)，農(nóng)產(chǎn)品安全檢測主要包括農(nóng)藥殘留檢測、重金屬殘留檢測、微生物污染檢測等內(nèi)容，而農(nóng)藥殘留檢測是整個檢測的重中之重。學(xué)習(xí)和掌握各類農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，是做好檢測工作的必備基礎(chǔ)。因此，在學(xué)習(xí)《有機(jī)化學(xué)》這門課程時，不僅需要要求學(xué)生扎實基礎(chǔ)，掌握各類常見有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，同時，還需要充分結(jié)合農(nóng)藥化學(xué)的知識，使課程更加具有針對性和專業(yè)性。在此要求下，對《有機(jī)化學(xué)》課程進(jìn)行教學(xué)模式和內(nèi)容改革研究十分必要。

1 有機(jī)化學(xué)教學(xué)常見問題

在目前的教學(xué)中，有機(jī)化學(xué)教學(xué)還存在著各種問題[1-4]，主要表現(xiàn)在：

1.1 知識點較零散，部分理論難以理解

基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)一般將化合物分為16類左右，每個章節(jié)介紹1類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、物理及化學(xué)性質(zhì)，而每一類化合物化學(xué)性質(zhì)又細(xì)分為若干點，因此知識點較零散，學(xué)生容易學(xué)了后面又忘記前面。此外，有機(jī)化學(xué)中的各種化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、共軛理論等是重點和難點，學(xué)生理解起來比較費勁，學(xué)習(xí)效果不佳。

1.2 與本專業(yè)結(jié)合度不高

長期以來，有機(jī)化學(xué)課程作為所有化學(xué)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，往往是跨專業(yè)合并為大班授課，導(dǎo)致教學(xué)局限于書本的基礎(chǔ)知識，而沒有與各個專業(yè)緊密結(jié)合。同時，設(shè)置的有機(jī)化學(xué)實驗也過于常規(guī)化，有的實驗方法太過陳舊，在以后的工作中不實用。

1.3 教學(xué)仍以課堂為主，學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的積極性

準(zhǔn)確說來，這個問題不單單是有機(jī)化學(xué)這一門課程的問題，幾乎是目前教學(xué)的通病。課堂學(xué)習(xí)時間是有限的，因此不得不采用以老師為主的教學(xué)方式，學(xué)生缺乏主觀能動性。

2 有機(jī)化學(xué)教學(xué)改革與探索

針對以上問題，我們在兩年的教學(xué)改革嘗試中，努力摸索一種適合"農(nóng)產(chǎn)品安全檢測與管理"專業(yè)的《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)模式，具體從以下幾方面著手：

2.1 引入“思維導(dǎo)圖”的方法，加強(qiáng)學(xué)生對繁雜知識點的記憶和知識難點的理解

思維導(dǎo)圖又叫心智圖，是表達(dá)發(fā)射性思維的有效的圖形思維工具，它簡單卻又極其有效，是一種革命性的思維工具。思維導(dǎo)圖運用圖文并重的技巧，把各級主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級圖表現(xiàn)出來，把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接。思維導(dǎo)圖充分運用左右腦的機(jī)能，利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，開啟人類大腦的無限潛能，具有人類思維的強(qiáng)大功能[5]。如圖1所示，以"醛酮"章節(jié)為例，這類化合物的化學(xué)性質(zhì)內(nèi)容較多，可先畫出結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)特征，來推斷出所具有的幾大主要化學(xué)性質(zhì)：羰基的親核加成反應(yīng)、α氫的反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)。然后，再逐級推導(dǎo)下去，醛酮的化學(xué)性質(zhì)知識基本清晰。此外，還可將“醛酮”化學(xué)性質(zhì)的知識與之前的知識連接起來，畫出更為復(fù)雜的思維導(dǎo)圖，從而，將章節(jié)之間的知識體系建立。

圖1 醛酮的化學(xué)性質(zhì)的思維導(dǎo)圖

Fig.1 Mind Map of Chemical Properties of Aldehyde and Ketone

針對有機(jī)化學(xué)中的難點，除了采用"思維導(dǎo)圖"的方式來加強(qiáng)理解外，還可通過制作動畫和教學(xué)模型方式來解決。例如，有機(jī)反應(yīng)機(jī)理往往分為幾步，而書本上的標(biāo)示往往無法很好地表現(xiàn)整個反應(yīng)過程，但通過動畫將反應(yīng)過程演示出來，使學(xué)生有種茅塞頓開的效果，往往事半功倍。

2.2 增加專題討論的比重，擴(kuò)充學(xué)生的專業(yè)視野

基礎(chǔ)理論知識固然重要，但是僅限于此往往使學(xué)生感覺枯燥無味，缺乏主觀能動性，與專業(yè)知識脫節(jié)等。在前期教學(xué)改革中，我們將64學(xué)時的《有機(jī)化學(xué)》課程中的54學(xué)時用于課堂教學(xué)，10學(xué)時用于專題討論。專題討論以小組為單位，每小組4至5人，其中1人為主講人，其余人分工協(xié)作，查閱資料和制作PPT。每個專題演講30min，提問和討論環(huán)節(jié)15min。專題題目結(jié)合書本內(nèi)容和專業(yè)特色，具體內(nèi)容見表1[6]。

在專題討論的開展中，10個小組有2個小組表現(xiàn)非常好，無論是PPT的內(nèi)容和制作，還是主講人的演講，甚至優(yōu)于很多研究生。在演講后的提問和討論中，學(xué)生的積極性非常高，提問絡(luò)繹不絕，提問內(nèi)容不僅有關(guān)生活常識問題，也有非常深入的專業(yè)性問題。通過開展專題討論，促使學(xué)生主動地去查閱資料和專業(yè)文獻(xiàn)，開闊了學(xué)生的專業(yè)視野，也充分地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

表1 有機(jī)化學(xué)專題討論內(nèi)容

2.3 修改有機(jī)化學(xué)實驗的內(nèi)容，將實驗內(nèi)容與專業(yè)學(xué)習(xí)充分結(jié)合

在實驗內(nèi)容改革之前，有機(jī)化學(xué)的實驗內(nèi)容過于基礎(chǔ)和陳舊。例如，測定化合物熔點的實驗，采用最原始的提勒管測定的方法，雖然該方法可以讓學(xué)生充分理解熔點測定的原理，但是目前實驗室測定熔點一般使用專業(yè)的熔點儀，因此該方法過于陳舊過時，亟待改進(jìn)。除此之外，我們還增加了多個與農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)的實驗。例如，從菠菜中提取葉綠素的混合物，然后通過柱層析的方法分離葉綠素a和b、胡蘿卜素等。又如，從茶葉中提取粗咖啡堿，并通過升華提純的方法純化粗品。在這些實驗中，學(xué)生不僅驗證和實踐了書本上最基礎(chǔ)的理論知識，更為全面地訓(xùn)練了實驗技能，還提高了學(xué)生實驗的興趣和積極性，為以后更為復(fù)雜的專業(yè)實驗打好基礎(chǔ)。

2.4 適當(dāng)?shù)匾?翻轉(zhuǎn)課堂"的教學(xué)模式，使學(xué)生學(xué)習(xí)不再局限于課堂

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是課堂老師講授知識，課后學(xué)生完成作業(yè)，這種模式是老師在學(xué)習(xí)中占主導(dǎo)，學(xué)生被動接受知識。而翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Classroom或者Inverted Classroom)是重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，學(xué)生通過看教材、看視頻講座、聽播客、閱讀功能增強(qiáng)的電子書等方式自助學(xué)習(xí)。而在課堂上，老師不再占用時間來講授信息，而是用來解答學(xué)生的疑問，以及進(jìn)一步提高知識的運用。在這種教學(xué)模式下，學(xué)習(xí)由老師主導(dǎo)變?yōu)閷W(xué)生主導(dǎo)，學(xué)生由被動接受知識變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)知識。同時，學(xué)生的知識來源不再僅僅是教材和授課老師，而是更加多樣化[7]。

針對“農(nóng)產(chǎn)品安全檢測與管理”專業(yè)，脂類、碳水化合物、蛋白質(zhì)三章的知識設(shè)置在整個課程的后期，此時，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了常見的幾大類有機(jī)化合物的知識，具備了一定的有機(jī)化學(xué)知識基礎(chǔ)和體系，有能力去自學(xué)脂類、碳水化合物、蛋白質(zhì)這三章的知識。因此，在此階段，引入“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式非常合適。這不僅調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的積極性，還能解決上面所提到的學(xué)時不足的問題。

為了使“翻轉(zhuǎn)課堂”達(dá)到較好的效果，我們在教學(xué)改革中從以下幾方面著手：首先，為學(xué)生提供豐富的自學(xué)資源。目前，本專業(yè)所使用的教材雖然較為淺顯易懂，但是講述不夠詳細(xì)和全面，不能滿足自學(xué)能力較好和求知欲望較強(qiáng)的學(xué)生。因此，除了介紹一些已有的教材或電子資源給學(xué)生之外，我們還通過建立微信公眾號和QQ空間分享教學(xué)資源，方便學(xué)生隨時隨地接收知識信息。其次，采取有力措施保障學(xué)生自主學(xué)習(xí)的質(zhì)量。如上所介紹，“翻轉(zhuǎn)課堂”中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)主要在課下完成。雖然大學(xué)生的心智較中學(xué)生成熟，但仍有一些學(xué)生缺乏主動性和積極性，“翻轉(zhuǎn)課堂”對學(xué)生的自覺性提出更高的要求。為了解決此問題，在課堂上老師抽查提問，并要求學(xué)生提交小論文。

3 結(jié)語

通過以上的教學(xué)改革探索，使學(xué)生更系統(tǒng)更牢固地掌握《有機(jī)化學(xué)》基礎(chǔ)知識，充分地將基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識相結(jié)合，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了學(xué)生對本專業(yè)的認(rèn)可度和熟悉度，加強(qiáng)了學(xué)生實踐能力，這將為之后更廣泛、更深入的教學(xué)改革提供寶貴的經(jīng)驗。

[1] 關(guān)秀杰. 高職《有機(jī)化學(xué)》課程改革探討(以農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測專業(yè)為例)[J].遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2013,15(4)：35-36.

[2] 張 巖.淺談應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的高校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)改革[J].科技風(fēng),2016(24):45.

[3] 范和良.應(yīng)用型高校食品專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)改革[J].化學(xué)管理，2017(1):82.

[4] 楊 芳.新建應(yīng)用型本科高校食品科學(xué)與工程專業(yè)有機(jī)化學(xué)[J]. 廣東化工 , 2015 , 42 (16) :239.

[5] 于 昊. 思維導(dǎo)圖及其教學(xué)應(yīng)用研究[D].大連：遼寧師范大學(xué), 2016.

[6] 陳祎平.有機(jī)化學(xué)課程小專題教學(xué)法的研究與實踐[J].化學(xué)教育，2015,38(8):16-19.

[7] 張金磊. 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2012,30(4):46-51.

ExplorationontheTeachingReformofOrganicChemistryCourseofAppliedChemistry

ShengZhaojun,LiDongli,XuXuetao,LiuWenfeng,LiuMinchao,MaXiaoou,JiangShaohua

(School of Chemical and Environmental Engineering, Wuyi University, Jiangmen 529020, Guangdong)

Course learning is an important part of talent cultivation. 'Organic Chemistry' is an important basic course of the major of agricultural products safety inspection and management. Aiming at the problems existing in traditional teaching of higher education, the exploring teaching mode was introduced to the course of organic chemistry. In order to cultivate complex talents with innovation ability, under the new teaching mode, the teaching was tightly combined with major and local characteristics, has improved students' subjective initiative, and has strengthened the students' ability to solve practical problems. Through the teaching reform, valuable experience was accumulated and good initial results were achieved, which have laid the foundation for further teaching reform in the future.

application-oriented undergraduate university, teaching reform, organic chemistry, applied chemistry, agricultural products safety inspection and management

2017-09-28

五邑大學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項目(JX2016004和JX2017018)

盛釗君(1987—)，女，土家族，湖南常德人，博士，講師，主要研究方向為藥物合成。

G642.0

A

1008-021X(2017)22-0127-02

(本文文獻(xiàn)格式：盛釗君，李冬利，徐學(xué)濤，等.應(yīng)用化學(xué)專業(yè)《有機(jī)化學(xué)》教學(xué)改革探索[J].山東化工，2017，46(22)：127-128，130.)