煤化工專業有機化學課程教學改革的探索與實踐

李望　朱曉波

摘 要 有機化學是研究碳氫化合物及其衍生物的組成、結構、性質、反應及制備的一門學科，是煤化工專業必修的專業基礎課。根據培養工程應用型人才要求，結合作者的教學實踐，探討了如何提高有機化學教學質量，從教學內容的精選和優化、教學方法改進和教學方式的多樣化等方面，對高校有機化學教學改革進行了探索與實踐。

關鍵詞 有機化學 教學改革 探索 實踐

中圖分類號：G632文獻標識碼：A

0引言

有機化學主要的研究對象是碳、氫化合物及其衍生物，作為化學學科的一個重要分支，有機化學同時具備了較強理論性和實踐性。《有機化學》是相關化學類專業的必修課，對于我院以煤化工為特色的化工專業也是一門重要的專業基礎課。涉及到的有機化合物及其物理化學性質貫穿整個煤化工專業課程體系，該課程安排在本科二年級秋季進行，通過有機化學課程的學習，使學生認識有機化合物結構與性質之間的關系，掌握有機化學反應的基本知識和基礎理論，熟悉不同種類有機化合物之間的相互轉化規律，為后續《煤化學》、《煤炭液化》和《焦化工藝學》等課程打下堅實基礎。

目前為了增加學生實踐課程（含實驗、素質拓展實踐）所占學時比例，我校對理論課時進行了縮減，因此有機化學的理論授課學時數相對減少，而有機化學的基本內容較多，有機化合物種類多，反應方程式多，反應機理復雜，學生學習時都覺得冗長，枯燥難懂，相關知識點分散且繁多，抓不住重點，難理解，難記憶，理論性強而不懂如何運用。因此如何提高有機化學的教學質量，使學生在有限的學時內掌握有機化學的重要知識點就成為擺在我們面前的一個重要課題。筆者認為，要想有效地提高有機化學課堂教學的教學效果，應該從精選教學內容、改進教學方法和豐富教學方式等方面進行改革。

1緊密圍繞培養工程應用型人才，精選課程教學內容

有機化學研究有機化合物及其化學原理的學科，也是非常有魅力的基礎學科之一。包括對碳氫化合物及其衍生物的結構、物理化學性質、反應機理及化合物合成的研究。目前通用的《有機化學》教材有很多不同年份，不同版本，而我們煤化工的學生選修的有機化學課程學時少，并且針對培養工程應用型人才這一目標，在教材選取時選擇了清華大學化學系教師團隊主編的《有機化學》。

在教學方面，雖然教材上已經對大部分知識點進行了縮減，但是從內容上仍需要保持自身的系統性和完整性，對經典理論內容難以取舍，學時少，內容多的矛盾仍然存在。這就需要教師根據本專業的特點精選教學內容，在保持課程體系的科學性、邏輯性和系統性前提下對課程內容分級講授。可將課程內容分為精講、簡要介紹和自行學習三個板塊進行。精講的內容是主要是最基礎的、最重要的、貫穿整個有機化學學習過程的內容，如有機化學的核心內容——有機化合物的結構及其與功能之間的關系。有機化學研究的是有機化合物及其衍生物，而有機化合物的主要物理和化學性質都是由其特定結構決定的，因此在每個章節開始時需要重點講述具有相同官能團的化合物的結構特點。理論方面還需要重點講解有3個效應（誘導效應、共軛效應和超共軛效應）及2個難點（反應歷程、分子重排），在充分理解和掌握有機化合物電子分布的前提下，在各章節針對受上述3個效應影響的具體化合物時，再進行講解效果較好，學生更容易理解和接受。對于反應歷程的介紹，主要是幫助學生了解有機化學反應經歷的具體步驟，在緒論部分總體介紹相關的系統知識，如活化能、反應熱和反應能線圖等，在各章節會詳細針對具體反應進行分步講解，對學生要求能看懂反應機理即可，遇到類似反應機理可以自行學習。

有機化學另一個重點和難點內容是有機化合物的命名，雖然化合物的命名有明確的系統命名步驟和原則，但是學生在遇到含有多個官能團的化合物時經常出錯，在遇到命名過程中的一些特殊情況時也未能理解和掌握。為了幫助學生克服在學習命名規則的時候一看就懂、一做就忘、一寫就錯的問題，在講授這部分內容時，我們首先在第一章緒論部分對系統命名法進行詳細講解，給學生一個完整、系統的理論認識，因為化合物的命名會貫穿整個有機化學學習的每個章節，在各個章節遇到不同官能團的有機化合物，我們還會反復講解、練習和鞏固系統命名法，并且課堂上一邊講解一邊讓學生當堂練習，根據學生書寫時易出現的問題可以及時掌握并解決，加深印象。此外，有一些化合物的命名比較特殊，如多環烷烴（螺環烴和橋環烴）、芳香族化合物（萘、蒽、菲等）、羧酸衍生物（酰鹵、酸酐、酯、酰胺）等，會在遇到時進行單獨講解。

2線上線下教學方式相結合，課堂教學多樣化，提高學生學習熱情

2.1充分利用現代教育技術作為教學媒體

現代科技的迅速發展為教學手段的進化提供了創新和突破的發展空間，師生之間相互交流交流的渠道日益多元化，計算機網絡、多媒體等現代信息技術的普及，可以彌補傳統課堂教學的板書授課中學生對抽象概念理解不足的問題。特別是對于有機化合物分子結構中的電子云密度分布，在傳統教學中只能給出定性的說明。利用多媒體繪制的電荷分布示意圖，可以給學生更直觀的影像，這對于幫助學生理解不同官能團化合物為何會吸引缺電子，或富含電子的試劑的原因，當學生學過一類具有相同官能團的化合物后，在學生頭腦中會形成更為立體、形象的化合物電子云分布情況，幫助學生理解化合物分子的電性分布，進而掌握有機化學反應各步驟的反應機理。

針對學生缺乏有機化學物結構空間結構意識和空間想象力，對電子效應和化學反應過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構給學生進行多種不同的展示，學生不僅可以更直觀地觀察化合物的空間結構，還可以根據要求進行翻轉、變換角度、放大及動態演示等操作，更形象生動的畫面可以吸引學生，激發學習興趣。此外，在少學時情況下，利用多媒體制作課件可以講授更多知識點，提高課堂效率。

利用多媒體課件，并結合板書可以擴大信息量，教師可以在規定學時內完成教學任務，同時為了保證教學質量，教師可以在利用網絡社交平臺建立有機化學討論QQ群，定期上傳教學多媒體課件和教案，學生課后隨時下載復習，解決課堂講授信息量過大來不及做筆記的問題。

任課教師還可通過中國大學 MOOC（愛課程）、藍墨云班課、賽課（Sakai）等教學平臺準備部分線上教學資源，按照課程表安排的教學進度在平臺上發布重要的有機化學實驗操作小視頻，幫助學生加深印象，鞏固課堂教學內容，提高學習興趣。為及時了解學生對重要知識點的掌握情況，教師可以利用網絡教學平臺，如利用手機下載微信小程序，登錄教師開設的慕課堂進行在線單元測試，教師根據教學內容設置主觀題及答題時間，系統根據教師設定的答案對學生在線提交的答案進行實時評分，減少教師批改時間，對學生人數較多的班級可有效減輕教師負擔。根據答題準確率，教師可以很快了解到學生在學習過程中對知識點的掌握情況，隨時發現問題，幫助教師在后續教學過程中給學生提供針對性輔導，提高教學效果。

2.2應用參與式教學方式“翻轉課堂”，提高學生學習主動性

除了課堂講授，習題課和課堂討論也非常有效的可對知識點加深理解的方式。傳統的習題課和課堂討論仍是以教師講授為主，師生互動少，學生對知識點掌握情況教師難以掌握，學生上習題課的目的單一，僅以對答案為主，無法真正系統掌握重點，難點。

為此可針對每章的重點內容，布置適當的課外習題，安排1次課堂習題課和討論，進行“反轉課堂”，在課堂上要求部分同學對習題和重要的知識點進行講解，啟發學生自主學習，促進學生將分散的知識點系統化，完整化。幫助教師及時了解學生的易錯點和障礙點，同時提高學生的語言組織能力，邏輯思維組織能力和臨場應變能力，活躍課堂氣氛，提升學生的綜合素質。使學生真正做到學習完有機化學課程后，不僅僅是學習了一本書，而是掌握本學科思考問題的方式，學會有機化學研究中看問題的獨特視角。當學生遇到實際的化工生產或生活中的化學問題時，有能力分析解決新問題，做到學以致用，而不是僅僅會背書，會做題。

期中可進行分組專題答辯，教師可擬定部分課題，重點結合煤化工專業特色，如針對煤炭氣化、液化等過程中涉及的有機化學反應，反應機理等展開的課題。鼓勵學生撰寫課程小論文，結合實際生產工藝流程，分組組織制作PPT答辯。可以促使學生積極參與教學活動，培養學生團結協作能力，使學生不僅可以了解有機化學課程學習對化工專業的基礎性作用，還可為學生學習后續專業課提供系統性銜接。

3減輕學生負擔，重視能力培養，實施綜合分級考試

為了減輕學生學習負擔和心理壓力，并且避免學生平時不上課，不學習，期末集中突擊考試的現象的發生。應該加強對學生平時學習過程的監督和管理，包括平時上課考勤、上課回答問題情況、線上參與專題討論情況、作業完成及章節測試等學習過程均應作為學生綜合成績評定時的參考內容，并且應提高平時學習成績在課程總成績中的比重，結合線上教學平臺對學生平時學習過程進行記錄，讓學生重視平時課程學習，避免臨時突擊學習獲取高分的情況發生。

通過課程考試考核改革，進一步創新教學方式、方法和手段，健全過程性評價與終結性評價相結合的課程教學評價體系，探索實行全過程、重能力、求創新的考核方法，引導學生自主學習和創造性學習，切實提升人才培養質量。因此課程考試考核方式應該是多樣化的，特別應該引導學生重視和加強平時學習。

課程綜合成績評定方式應由平時成績、學習過程成績和結課考試成績等三種方式構成：

（1）平時成績以學生課堂簽到率、教師課堂點名回答問題情況、線上參與課題討論情況等作為考核依據。

（2）學習過程成績包括線上課堂練習成績、作業完成情況、章節測驗成績、期中專題答辯成績等。為此筆者建議教師應用中國大學 MOOC（愛課程）、藍墨云班課或Sakai（賽課）等網絡課程教學平臺相關功能記錄學習過程。

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

應將平時考核成績、過程考核成績、結課考核成績的各項成績綜合加權成績作為課程總成績，筆者建議各項成績所占比例可以按平時成績10%-15%，過程考核成績25%-40%，結課考核成績50%-60%，教師可以根據學科特點合理統籌各部分之間的比例關系，鼓勵學生積極參與教學活動，著重平時考核和過程考核有效避免學生期末死記硬背，提高課程綜合教學效果。

4結語

通過精選有機化學課程內容、豐富教學方式方法、將課堂教學與網絡教學平臺相結合等教學改革方法的討論，總結出一些煤化工專業有機化學教學的經驗，提高學生學習興趣，為建立以培養工程應用型人才為核心的有機化學教學模式提供借鑒。在日后的有機化學教學過程中，還需要不斷總結經驗，全面提高學生作為工程應用人才應具備的專業基礎理論素養。

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