農林院校化學學科研究生教學模式改革探索

＊高 寶

（安徽農業大學 理學院 安徽 230036）

1.農林院校化學學科教學改革的重要性和教學改革的必要性

化學學科是一門基礎的自然科學，也是眾多基礎學科必學的一門課程，例如生物、醫學、農藥、農學、光電材料等。因此，根據不同的專業方向，探索研究一種適合本專業研究生學習和發展的教學模式至關重要，尤其是農林類院校研究生[1]。一方面化學學科本身門類多樣，有機化學、無機化學、分析化學、物理化學、高分子化學等；另一方面農林學校的定位是為地方省、市的農業經濟發展服務，因此化學學科本身應該有自己的特色定位。如何探索出一種合理、高效的教學模式，不僅有利于研究生自身的學習發展，在以后激烈競爭的發展環境中有一席之地，同時也利于安徽農業大學整體的發展和強盛。

日前，教育部門相關領導對研究生階段的教育教學作了重要指示，強調加快培養大批德才兼備的高層次人才，為堅持和發展中國特色社會主義、實現中華民族偉大復興的中國夢作出貢獻。基于以上的定位，我們必須優化學科專業布局、深化培養模式改革、完善管理評價體系。新時代研究生教育改革是一項綜合性的系統工程，不僅涉及政府、社會以及家庭等諸多方面，同時與校內招生、培養、管理等眾多部門，需要建立協同配合機制，切實履職盡責擔當，才能扎實深入推進研究生教育改革，為當地省市的經濟發展不斷培養造就德才兼備的高素質高層次人才。作為農林院校的研究生更具有更高的覺悟，培養出一批可以為當地省市農業經濟服務的優秀人才，通過優化布局合理的教學模式，促進研究生綜合實驗、實踐能力的提升。

2.農林院校化學學科研究生的教學改革探索

化學專業本科生進入農林院校研究生階段后，他們的化學學科方向會逐漸細化，從一級學科化學到有機化學、無機化學、分析化學、物理化學、高分子化學、生物化學、天然產物化學、納米化學、仿生化學等中選擇自己擅長和喜歡的二級學科，這必將導致各個學生學習理論知識和實驗技能方面的差異化，使其僅關注與自己研究方向相關知識，由于學生學科門類分散，碩士點、博士點招生人數較少的情況下使得相關專業課很難順利開設。

例如，本應在研究生階段開始的專業課高等有機、物理有機、生物有機、自由基化學、金屬有機等課程難以開設，因為這些有機化學相關方向學生的專業課，對于物理化學、分析化學、無機化學、納米化學方向的研究生就不會太關注，也不會花費精力在這些課的學習上，對于有機化學相關的學生將是一個重大的損失，這必將導致學生的專業理論知識難于提升，在學習、閱覽文獻，尤其是英文文獻的時候會存在難以理解的狀況，同時對于實驗、實踐過程的熟練性也會存在較大的問題，由于理論知識的匱乏，難以有創新性的想法（圖1）[2]。

圖1 農林院校化學學科研究生現狀

鑒于此，我們必須采取有效、合理的教學措施，通過正確的培養方案引導，才能夠更高效地促進研究生的教育教學活動，優化重組教學內容，重心主線貫穿始終。例如，針對《有機化學》課程中旋光異構化學內容的特點和難點，并根據學生所具備的知識水平和認知情況，在教學過程中將教學內容重組優化，依據官能團分類進行模塊教學（分為碳碳單鍵、碳碳多重鍵、碳鹵鍵、碳氧鍵、碳氮鍵等五大知識模塊），從而使得學生能在有限的學時內盡可能掌握相應的知識重點和難點，依靠重心主線去理解復雜的化學反應和機理。這也使得模塊教學的內容有機地結合關聯在一起，各自又有所側重，從而構成《有機化學》教學的有機整體。基于以上的認知，我們主要采取綜合的教學模式，尋找共性，突出共性的方式來解決該類問題，主要從學科定位、利用互聯網、學術報告、交叉融合、加強教師自身水平五個方面入手來探索教學模式的改革（圖2）。

圖2 農林院校化學學科研究生教學模式改革探索示意圖

(1)找準定位、豐富教學內容

明晰碩士點、博士點的研究方向分類，只有清晰的學科定位，才能使教學資源、師資隊伍得到合理的規劃和分配，保證各個學科方向科研工作的正常開展，予以學生正確、有效的方向引導。作為農林院校化學學科的研究生，他們的教學研究方式不同于綜合性大學，需要嵌入更多的與農業經濟活動相關的教學內容，這不僅體現在理論知識教學上，同時也體現在實驗、實踐的過程中。對于綜合性大學而言，只要學好本專業的知識就行，而作為農林院校的研究生，就提出了更特殊的要求，不僅要學好化學學科相關的知識，同時得將視野投向更寬的農藥、園藝、動科、茶食、環保、農業等與農業經濟活動更密切的方向上來，這必將導致我們的教學活動更加的寬泛和自由。

例如對于從事農藥化學相關研究的學生，除了學習好有機化學相關的專業知識，同時對藥物化學方面的抗真菌、抗病毒、抑菌活性等有一定的了解和認識。在傳統課堂中，教師作為教學的主體，在傳授知識的過程中起到了主導性的作用。學生根據教師的語言及動作可以領悟教師想要表達的意思，從而直觀地了解知識內容。同時教師可以根據學生的具體狀況及時調整教學內容，使得學生在學習過程中更為靈活地接受知識，有利于學生在短時間內形成知識結構與體系，且在教學過程中便于教師與學生之間的情感交流，有助于學生語言表達和意志品質培養。但教師在教學過程中照本宣科，講解知識時以黑板板書為主，留給學生空白時間較多，理論知識與實際應用少，導致學生參與度低、考試不及格率高、課堂缺乏活力。學生應該參與到教學中，以充分調動其學習積極性，提升學習效果，這就需要引入更多的教學內容，豐富以板書為主的教學內容。如：

①在課堂中開展雙語教學，使用多媒體教學，利用網絡開展可視化教學，使教學內容變得通俗易懂，還能感受到化學世界的豐富多彩，有助于提高學生的學習興趣；學生可以利用多媒體和網絡學習新知識，在上課時可以更容易理解教師講解的內容，遇到問題時也可以通過網絡與教師溝通，促進與教師的交流；

②讓學生更多地參與到教學中，如讓學生講解一些與有機合成化學相關的文獻，開展相關的課堂練習和課堂討論，開展一些簡單實驗，可讓學生制作球棍模型，從而更好地理解有機化合物的立體結構；

③教師可在課堂上給出原料（如氟蟲腈、苯乙酮、苯甲酸乙酯等）的分子結構，要求學生用Chemdraw軟件畫出不同的合成路線以得到目標產物，并分組進行實驗，計算產率比，并分析生成的副產物有哪些，討論并總結各個合成方法的優缺點。

(2)利用互聯網優質平臺資源

隨著互聯網的高速發展，許多優質課平臺出現在我們的視野，例如網易公開課、超星泛雅網絡教學平臺等，各個研究方向的研究生可以選擇適當、優質的教學資源，通過互聯網共享的方式參與到學習中，避免因為研究生人數較少，研究方向分散帶來的難以開課的現象，使研究生能夠提升理論知識，服務于實驗、實踐過程。此外，多媒體教學不應只局限于課堂上的教學，而應充分利用網絡平臺和資源，開展一體化教學。教案在線共享，使得學生在任何時候都可以通過網絡了解教學的要點、授課的內容以及知識的框架脈絡，方便學生課前的預習和課后的復習。教師可以將所學的知識以圖形、圖像的形式展現，有利于學生的記憶與理解。有很多學生已經養成在課后瀏覽多媒體教案進行復習的好習慣，這是一種獵取新知識的好途徑。

利用網絡平臺，還可以及時解決學生學習中的問題。傳統的答疑方式主要是利用課余時間，而教師不可能時時刻刻都能回答學生的問題，由于時間不充足，問問題的學生又多，這樣就不能滿足學生的需求。因此，我們采取網上答疑，具體方法是建立教師學生互助交流群，學生可隨時上網提問交流，有機化學的任課教師都可以給予學生及時的指導溝通。另外，學生和學生之間也可以在網上互助答疑。通過這種方法，使得教學互動，在學生中形成了一個良好的學習氣氛。例如學生可以登錄精品課程網站：http://jpk.scuec.edu.cn/youjihuaxue/index.php進行在線學習。

(3)定期舉辦學術報告

眾所周知，在研究生階段，化學學科學生的主要任務是科研實踐工作，而不僅僅是理論工作，學生需要有一定的創新性、實踐性和應用性。因此，要求研究生具有一定的動手操作能力，這個過程就需要學生具備基本的實驗技能。作為化學學科的研究生我們都很清楚，化學本身就是一門實驗性很強的學科，如果學生操作不當，很容易引起危險現象。學生在學習理論知識的同時，必須加強實驗功底的鍛煉，同時通過理論知識的豐富來強化實驗技能。

基于以上的事實，我們可以通過定期舉辦研究生學術報告的形式，通過交流討論的方式來增強研究生基本學術規范能力和思辨能力，提升思維理論高度。通過研究生的交流學習達到提升自身科研水平的目的。通過專業知識的深入交流達到共同進步的目的。

(4)與農林相關專業交叉融合

農林院校眾多學科門類和化學知識息息相關，以我們安徽農業大學為例，例如農學、園藝、動科、生命科學、茶學、農藥學[3-6]以及植物保護等相關的學科方向都和化學學科緊密相連，我們可以通過學科交叉的形式開展研究工作，達到互利共贏，“1+1”大于2的效果，不僅使本專業研究生的基礎知識得到廣泛應用，同時擴寬了研究方向和研究內容。

比如，植物保護學院的農藥學，是需要通過有機化學的知識設計合成出具有一定活性的藥物分子，然后通過植物保護相關的知識藥理評估、抑菌評估、安全評估等達到最終應用目的，這個過程中，有機化學的重要性就不言而喻，但同時需要植物保護相關的生物測試、評估才能得到最終的應用。兩個學科方向只有緊密結合才能達到合成高效農藥的目的。由此可見學科的交叉意義重大，只要將教學資源有效的整合，才能夠發揮到意想不到的效果。真正的實現與現實生產生活的緊密聯系。

(5)加強教師自身教學水平和科研水平的提升

以往教師在教學活動中常常依據課本，將課本上的知識傳授給學生，但隨著化學學科科研活動的廣泛進行，知識面陡增，課本上的知識已經不能滿足當前研究生的教學活動，因此對于教師自身而言，需要從事一些科研活動，緊跟科技前沿，豐富自己在本領域的專業知識的深度和厚度，只有這樣，我們的研究生才能獲取更前沿的專業知識和視角。例如，我們可以經常講授一些最近的、前沿的、新穎的科學雜志，通過科學研究活動的視覺，拓寬學生的思維寬度。我們教學的目的是服務于人類的生產生活，因此只有深入了解科研活動，從事科研活動，才能夠加強自身的實驗、實踐能力。

通過教師自身的理論和實驗、實踐能力的提升，促進農林院校化學學科研究生的教學水平的提升。有機化學專業方向近三十年的迅猛發展，其知識量已遠遠超過書本上所傳授的。例如，2018年，哈佛大學的Eric Jacobsen教授的研究結果表明，苯環的親核取代過程對于某些結構為協同的機理，而非傳統教科書上所說的都為分步的機理。在日常教學中有意識地將有機化學的研究尤其是與立體化學密切相關的不對稱催化等發展前沿、熱點領域及其相應科研轉化成果等作為擴展內容引入到課程教學中，這樣不僅會使得教學內容更加豐富、生動、深入，確保課程內容的先進性和完整性，還可以拓寬學生的知識面，激發學生學習有機化學尤其是立體化學內容的興趣，提高學生學習和科研的熱情和積極性。

3.總結

化學學科研究生階段的教學由于具有極強的實驗性和實踐性，是引導學生從事更深層次科學研究的重要基石，因此通過具體的研究方向并結合實際情況，通過自身定位、互聯網資源共享、學術報告、理論實踐結合和交叉學科的方式，同時提升相關教師自身的理論和實驗、實踐水平來達到提升研究生教育教學的目的，通過多種教學的綜合應用，選擇適合研究生自身發展的多元化學習模式，促進研究生綜合知識水平的提升。作為農林院校的研究生，我們希望學生能將所學真正的應用在農業生產生活中，例如農藥化學、茶食化學、園藝、動科、生科、農業等，為當地省市農業經濟的發展奉獻出自己的一份力量，為社會主義的經濟建設添磚加瓦。