激發農林類專業學習有機化學熱情的思考與實踐

尹霞　李春環　李定　高錦明

摘要：有機化學是一門理論性和實踐性較強的基礎科學，是農林學科的必修基礎課程。有機化學理論抽象，知識繁雜，機理深奧，使這門課程在教師授課和學生學習中遇到較大困難。本文通過分析有機化學自身特點，鼓勵引入教學模型和專業軟件，把重點和難點具象化；通過介紹具有代表性的實例，提升學生的學習興趣和熱情；通過分析與農林學科的學科交叉，鼓勵學生重視有機化學的學習。

關鍵詞：有機化學；農林學科；學習熱情

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）50-0211-02

西北農林科技大學面向農、林、水、動醫、動科、生物等各專業學生開設有機化學課程，課程設立之初考慮到的是各個專業學生在專業學習中對有機化學知識的需求，但是在實施過程中卻存在著比較嚴重的問題，導致學生學習興趣少，學習心態疲乏，學習積極性不高。身為教師必須改進教學方法，提升學生的學習熱情。

一、教學模型及專業軟件引入課堂

有機化學內容豐富，理論抽象難懂，知識繁雜分散，機理深奧晦澀，各個章節既具有一定的關聯度，又相對獨立；給農林相關學科學生安排的課時少，學生在學習中遇到初期入門難、中期跟不上、后期不能有效地將知識整合歸納等問題。因此如何利用恰當的教學方法，激發學生的學習熱情，讓學生在短時間內清晰地理解和牢固地掌握有機化學，是我們必須解決的問題。首先是教學模型的引入，例如在學習到烷烴的異構現象及構象和環烷烴的立體化學部分，幾乎就遇到了第一個難點，大部分學生都不能準確而全面地理解交叉式、重疊式以及椅式構象和船式構象。這時候只需要把一個球棍模型放在學生面前，讓他們親自動手去擺弄，他們就能夠很快地記住這兩種構象，而且能夠“自己”實現兩種構象的轉變；還能在這個過程中看到1，3-直立鍵的位阻效應，事半功倍。其次將專業化學軟件ChemBiodraw引入課堂。這是個大挑戰：很多教師認為這種專業軟件可操作性差，展示給非專業的學生，怕他們接受不了，還徒增負擔。其實這種擔憂有些過時，這種軟件的操作入門比手機上任何一個“APP”都簡單。以上述環己烷椅式構象和船式構象的問題為例，用化學軟件演示，非常直觀。此外還可以成立學習小組，以小組的形式把課后作業用化學軟件演示出來，這樣不僅可以消除學生天生對“作業”的反感，還能在一定程度上達到“翻轉課堂”的效果，以增加學生的參與度，激發其學習熱情。

二、讓有機化學走下神壇，走進生活

化學是一門實用科學，核心知識已經應用到自然科學的各個領域，化學是創造自然、改造自然的強大力量。目前化學家們運用化學的觀點來觀察和思考社會問題，用化學的知識來分析自然甚至是生命的本質。這些冠冕堂皇的話近乎大道理，把有機化學高高擺上了神壇，剝離了生活。其實幾乎所有的科學共有的作用就是培養不斷進取、發現、探索、好奇的心理，豐富人們的知識層次。教師應該將這門課程搬下神壇，走進生活，讓學生在離開化學課堂后還能津津樂道，侃侃而談化學對他們潛移默化的影響。不求學生記住深刻晦澀的機理，只要在他們心中種下有機化學的種子，靜待花開。

讓我們試著用化學的眼光認識世界，解釋世界。

1.小分子管不了愛情。在講含氮化合物部分可以適當拋出這個話題，想必課堂又要沸騰了。一批浪漫主義派系的科學家們，用他們的視角，試圖簡單直接地解釋愛情或讓人欣喜快樂、或讓人神魂顛倒、或讓人焦慮暴躁的原因。最被人熟知的“愛情分子”就是多巴胺了，它是人感到快樂的“源頭”。但實際上多巴在體內的作用要復雜很多，而且它傳遞快樂本身也是一把雙刃劍。類似“一日不見，如隔三秋”的對愛人的成癮似的迷戀，多巴還與許多毒癮、煙癮、酗酒等病態行為相關。戀愛初期，對方的一句話、一個眼神和一個動作都會給當事人帶來比平時更為嚴重的不安全感和焦慮。那是因為在愛情伊始，情侶雙方體內的五羥色胺水平會顯著下降，導致焦慮、抑郁、疲勞和易怒情緒。隨著時間的推移，相互建立起良好的信任關系后，五羥色胺水平會慢慢回升。其實與愛情相關的化學又豈止這些，這些分子在體內的作用也不是一兩句話可以概括的，而人類復雜的情緒也并不是幾個分子就可以解釋的。有機化學只是提供了一種視角，一種看待問題的方法。

2.提神醒腦是咖啡還是茶。咖啡中的咖啡因主要是提神醒腦的物質基礎，能興奮中樞神經系統，消除睡意，但它對心血管系統具有正性作用，所以會加重高血壓。促進胃酸分泌，加速脂肪分解，加速新陳代謝，具有一定的減肥功效。此外，咖啡還有利尿作用，長期大量喝咖啡，容易造成骨質流失。[1]茶中也有咖啡因，卻比咖啡中的含量少很多，茶葉中還有茶堿，茶堿比咖啡因少一個N-甲基，所以極性增加，進入腦血屏障的難度增大。[2]總體而言，茶興奮中樞的功效相比咖啡慢而緩。茶文化悠遠留長，咖啡文化清新時尚，在化學人眼中，極簡到幾個分子，在世人眼中卻包含著文化、情緒和氣氛。想來很有意思，如果在學有機化學之前大家僅憑個人喜好和生活方式來選擇，那么學習了之后，就可以更多地從“身體需求”角度來選擇了。

3.蘑菇是天使還是惡魔。法國大餐中有一道法國松茸，烹飪松茸會讓屋子里飄香四溢。松茸絕對是世界上最珍貴稀有的天然藥用菌，也是天然滋補品，備受推崇。松茸的拉丁名Tricholoma matsutake，而跟它同屬的另一個蘑菇Tricholoma equestre，卻因為它致命的毒性而在法國臭名昭著。[3]可見蘑菇可以是天使，也可以是惡魔。區別不過是其中的有機小分子。前者的多糖成分營養價值奇高，后者的氨基酸成分卻致人死亡。同時這樣的例子顛覆了學生們對氨基酸的印象，會引發更深的思考。

類似的例子只要用心去尋找，就一定能給課堂增添色彩，給學生拋出興趣的種子，在學生心中種下一種用有機化學看世界的想法。從此有機化學不再是簡單枯燥的化學方程式，不再是一個個晦澀難懂的機理，而是一直在我們身邊的智慧。

三、夯實化學基礎，開啟專業的大門endprint

1.從有機化學角度重新審視農藥的意義。在生物學和哲學還處于低級幼稚階段的時候，人們妄圖“控制自然”，讓大自然成為人們方便和有利的存在。所以人們妄自尊大地用化學武器武裝自己，讓農藥在對付昆蟲之余，已轉過來威脅我們的整個大地，于是才有了《寂靜的春天》這么發人深思的作品。相信最初沒有人是故意要去傷害自己的這片沃土的，只是急功近利地把化學“神化”了，才忘記了敬畏自然本身。所以，化學是農林人的武器，同時也是農林人的底線和原則。明白其中利害，方可游刃有余。從這個角度講，農藥只是以一種“商榷”的口吻與自然打交道，要溫和地到來，和諧地相處，瀟灑地離開。什么樣的化合物能夠勝任這樣一個角色，這需要有機化學深厚的功底去辨別，去篩選。

2.從化學的層次了解植被。你了解植被的脾氣和性格嗎？他們生長的各個環節除了適宜的溫度、光、氣、水等外，還需要特殊、含量微小的生理活性物質，這類物質叫做植物激素。包括植物生長素，例如促進生根的吲哚丁酸、萘乙酸、3-吲哚乙酸；防治落花的2，4-二氯苯氧乙酸；促進細胞伸長和分裂的赤霉素和90多種赤霉素同類化合物；細胞分裂素6-芐基腺嘌呤；促進棉苗外植體葉柄脫落的脫落素酸；因為乙烯能促進蔬菜生長發育而研制的乙烯利。這樣看來，要想了解植物生長，最后達到在一定程度上干預植物的生長，必須要有有機化學做基礎。

有機化學課程和有機化學老師不過是學生四年大學生活中的過客，不同的是人的一生中有些過客來不及匆匆一瞥便相忘于江湖，而有些卻在一瞬間改變了人的觀點、拓寬了視野、拔高了視角、甚至改變了人生規劃。求知是人類的本能之一，讓這一過程變得有趣，是一個教師責無旁貸的義務。教學不僅僅是一項任務，而且是一次給學生激發學習熱情的嘗試，不應該讓課本的呆板和局限撲滅學生源于興趣的求知欲。所以，教師時刻要有最廣泛的涉獵、最敏銳的視角和最活躍的思維，把自己的一桶水裝得滿滿的，用形形色色的杯子端給學生喝。

參考文獻：

[1]易超然，衛中慶.咖啡因的藥理作用和應用[J].醫學研究生學報，2005，（18）：270-272.

[2]黎友倫，羅永艾，氨茶堿的藥理作用與臨床應用[J].醫藥導報，2005，（24）：807-809.

[3]Bedry，R.；Baudrimont，I.；Deffieux，E.；Pomies，J.P.；Ragnaud，J.M.；Dupon，M.；Witte，S.D.；Chapalain，J.C.；Godeau，P.Wilid-mushroom intoxication as a cause of phabdomyolysis.E.Engl.J.Med.2001，345，798-802.

Abstract：Organic chemistry is a chemistry sub discipline with theory and practicality，and is required as basic course for undergraduates majoring in agriculture and forestry. The abstract science theory，complex knowledge system，together with complicated mechanism are all the obstacles for teaching and learning. In this article，we analyzed the main characteristics of the course，and introduced the teaching model and special software to the students. Moreover，all sorts of interesting examples of chemistry and life are applied to inspire passion of the students. Finally，we emphasize the interdisciplinary of organic chemistry and agriculture and forest science，sparking their enthusiasm of learning organic chemistry.

Key words：organic chemistry；agriculture and forest science；enthusiasmendprint