有機化學教學中應注重師生有效互動

王建國

南開大學化學學院，天津 300071

教學，顧名思義，其中“教”與“學”各占一半的分量[1-3]。作為南開大學化學學院有機化學教學團隊的成員，本人負責承擔南開大學材料科學與工程學院的有機化學教學工作，迄今為止，已完成了2015-2020級六屆本科生的有機化學課程教學工作。我們在教學實踐中發現，在給本科生進行有機化學教學工作當中，必須注重師生之間互動的質量與效果，而不能只是簡單注重師生互動的頻次與形式。如果師生互動質量高，那么教師的“教”與學生的“學”就可以相輔相成，相得益彰，最終達到事半功倍、教學相長的效果，成為一種有效的師生互動；如果師生互動不能具有針對性、不能抓住真問題、不能挖掘知識點，那么教師的“教”與學生的“學”就會成為兩張皮，許多情況下事倍功半，效果不佳。

1 有機化學教學活動中師生有效互動的必要性

一個值得注意的問題是，本科生大多是在大學一年級第二學期或大學二年級第一學期學習有機化學課程，這些學生在高中階段形成的某些學習模式和思維定式仍然在起作用，但是其在大學期間學習的基礎有機化學知識相比較學生在高中期間掌握的有機化學內容，不論是在廣度和深度上都大為加深，需要深入理解的內容多，要求死記硬背的知識少[4,5]。因此教師在開展教學工作時，必須盡早地把大學階段有機化學的學習方法灌輸給學生，使學生實現大學階段學習模式的形成和鞏固，激發學生學習有機化學的興趣，提高學生學習有機化學的效率，達到事半功倍的目標。為實現這個效果，在教學活動中有效的師生互動就顯得必不可少，至關重要。

不論是傳統的課堂線下教學、疫情期間為主的網絡在線教學，還是將來更為廣泛的混合式教學模式[6,7]，教師都是教學指令的發出者和主導者，學生則總是教學指令的接受者和參與者。在傳統的線下教室課堂上，教師與學生的互動除了問答互動，還有眼神互動、肢體互動(點頭或搖頭)等情況；在線上的網絡課堂上，教師與學生的互動也有問答互動，同時也增加了微信互動、飛書互動和郵件互動。教師只有對每一種互動都認真對待、深入分析、仔細總結，教學的效果才能夠不斷地提高。教師在互動中的作用不應該只是“反應物”，教會學生一章一節的知識點，更應該作為“催化劑”，把有機化學的思維和理念傳遞給學生，加快加深學生對知識的理解和掌握，初步建立正確的有機化學知識體系和框架。教師只有脫離生硬的照本宣科模式，才能真正提高教學質量。

2 有機化學教學中的師生互動形式

通過筆者總結調研發現，學生與教師的教學互動在時間節點上主要有三種形式，分別為課前互動、課上互動以及課后互動，在表現形式上則有面對面互動和在線互動的兩種情況。雖然2021年春季學期教學模式返回傳統教室上課為主，但是在疫情期間形成的班級微信群教學的良好習慣仍然在很大程度上發揮著作用，因此師生面對面互動和在線互動的形式都有不同程度的體現。對于人數較少每周授兩次課的班級，完成一學期的教學任務后，較好的師生互動使教師基本上能夠叫出每位學生的名字，對于每個學生的學習情況都有所掌握；而對于人數中等規模且每周僅授一次課的班級，一學期結束后教師只能記住部分積極性高的學生名字。

2.1 不同時間節點的師生互動

對于教師在課堂上尚未講到的知識，有一部分學生通過提前自學掌握了一部分知識，隨之而來也產生了很多問題，這種情況下，學生往往會找時機和教師進行請教溝通。根據筆者多年的教學經驗和體會，大學期間的有機化學知識體系較復雜，學生的課程也比較多，只有一小部分學生擁有真正的自學能力掌握大綱內容，而大部分學生即使在課前自學了，往往很難掌握所涉及的知識要點。比如在剛剛講到芳香化合物的內容時，我們就遇到有學生提問關于醇和酚所在章節的消除反應有關問題，作為教師當然喜見學生能夠有較強的自學能力，也很樂意回答學生的問題。但是通過溝通發現，學生提的問題屬于很基本的知識點，前邊的知識掌握后這一部分困惑自然就迎刃而解，然而由于這些提問的學生沒有系統掌握此前的知識，因此對他(她)的解答就顯得很困難，需要講很多背景知識才能答疑解惑。在這種情況下，筆者更多的是建議這些學生穩扎穩打，最好根據教師授課的進程一步一步來，把知識點掌握扎實了再學習后邊的知識。對于的確有很強的提前自學能力的學生，通過其提出的問題就可以看出來，我們往往建議這一部分學生可以參閱一些國外的有機化學讀本，以及國內不同高校的代表性有機化學教材，對于所學的知識有一個更為全面的了解。

在教學過程中，教師與學生在課堂上的互動往往最為及時，也最為有效。對于一些善于思考的學生來說，在認真聽課的過程中，往往能夠發現一些教師沒有講到或沒有講透的知識點，這個時候師生開展互動就能夠非常及時地解決關鍵知識點。比如，在講授烯烴的親電加成反應時，書本上首先講了鹵素的親電加成歷程，著重講述了需要形成溴鎓離子中間體，接著又講授鹵化氫的親電加成，提到了由于形成的伯碳和仲碳兩種碳正離子的不同穩定性而引起的馬氏規則[8]。在課間休息時有部分學生就認為是不是氫離子與烯烴的雙鍵也加成形成了類似于鎓離子的中間體，發現這個問題后，筆者就意識到教材和課堂講義上都沒有特意說明鹵化氫和鹵素分別親電加成時所存在的區別，有可能會造成一些理解上的誤區。因此在接下來的課程中又專門花了一部分精力，針對溴最外層電子是八隅體而氫最外層最多可容納兩個電子的特點，說明氫離子加成不會有鎓離子的三元環中間體的情況。這樣互動溝通以后，學生對烯烴的親電加成反應就有了非常準確的掌握并且能夠靈活運用。

在教學實踐中，既需結合有機化學課程的本身特點，循序漸進提高知識的深度和廣度，也要注意有效適時的“回頭看”，對之前學過的知識加以鞏固和更新，這在與師生互動的過程中也常常得以體現。比如講到鹵代烴的時候，這一部分的知識重點之一是親核取代反應，知識點相比較之前烴類的反應有了不同，許多學生往往會對很多反應產生混淆，不能恰當理解相關知識點的核心要義，會提出問題希望教師對親核取代反應的機理詳細講解。這時候我們就特意花時間對烷烴部分的自由基取代機理、烯烴和炔烴部分的親電加成機理和自由基加成以及之前講授過的芳烴的親電取代機理放到一起進行對比和總結，講明化學鍵均裂類型和化學鍵異裂類型的本質特征，以及親電反應與親核反應的根本區別，通過圖示來比較電子轉移的不同，形象地讓學生理解幾類化學反應的機理。這樣的話，不僅對于鹵代烴這一章的知識理解起來非常準確明晰，對于之前講授過的幾類反應也有了溫故而知新的效果，使得學生不再混淆這些基本反應類型，通過字面意思就可以理解幾類反應的化學本質，推斷出涉及到的電子轉移以及得失。教學進程中這樣一個知識節點結束后，通過對班上學生進行提問以及抽取不同代表性題目的測試，發現學生的錯誤率明顯降低，而且可以做到舉一反三，起到了很好的效果。

2.2 不同表現形式的師生互動

在師生教學互動的表現形式上，還比較了師生面對面互動以及線上師生互動的效果。面對面互動是最為傳統經典的師生交流形式，而在線互動則是近些年流行起來的師生交流平臺。整體來看，面對面實時互動仍然是最為高效的答疑解惑手段，這種溝通發生在傳統教室的課堂上，可以是師生一對一交流，也可以是師生一對多互動，學生提出的問題能夠在第一時間被教師進行解答，學生也能夠實時地獲得相關知識的答案，印象比較深刻。面對面互動的時候，教師在必要的情況下可以借助黑板進行板書或者投影儀播放相關講義和學生深入溝通，也可以現場演示分子模型等教學工具使學生有直觀感受和認識，能夠起到很好的效果。但是面對面互動也有其自身的缺陷，比如個別時候學生在課堂上并沒有相關問題，而課后離開教室才突來靈感，這時候老師已經不在身邊；也有個別時候學生冷不丁地提出任課教師并不熟悉的問題，這種情況下教師有可能需要查閱相關資料才能給出滿意的答案，此時就需要借助于其他的方式來開展，而網絡在線互動就是這一需求的重要補充。在智能手機普及之前，一般是學生給教師發送電子郵件作為非面對面互動的主要手段，教師通過郵件回復對學生的提問進行解答，但是需要教師坐在電腦桌前依賴于電腦終端才得以實現。隨著智能時代的到來，微信等社交媒體互動可以隨時隨地地進行，師生的線上互動變得更為頻繁和便捷，學生可以更加主動地參與到教學活動中來，大大地推進了師生互動的效率。比如，在學習環己烷的兩種典型構象椅式構象和船式構象時，有一部分同學對于直立鍵(a鍵)和平伏鍵(e鍵)如何準確用筆畫出來掌握得很不扎實，在這次課程結束后的一兩天內，就有三五個同學在班級微信群里發出疑問，筆者意識到在課堂上講授的方法可能大家掌握起來有難度，但是如果等到下次課堂上再進一步詳細講解可能就錯過了學生的最佳答疑時期。于是我們就根據實際情況，找到一個專門描述環己烷兩種構象畫法及其相互轉換的小視頻和同學們及時進行了分享，通過這樣的及時在線互動，全部學生對這個知識點都能準確理解而且應用自如。班級微信群在線互動還有一個好處，就是個別同學的問題有可能被別的同學及時解答，甚至大家有可能就某一個話題進行共同的深入討論，最后大家都形成正確的認識。從某種意義上來說，除了常規的教室課堂，又多了一個虛擬的課后線上課堂，形成了混合式教學的模式，對教學質量的提升有很大效果。然而，網絡互動也有其自身弊端，比如有些情況下師生沒有同時在線，學生提問的時候，教師并沒有及時發現，而教師在回答的時候，學生也是花了很久才看到，這樣的話，一個小問題的問答就需要翻來覆去很長時間，不能實現快速溝通的效果。另外，班級微信群的師生間互動有時會由于聊天的內容太多而脫離主題，也對沒有問題的學生造成了不必要的干擾，降低了整體互動的效率。因此，線下的面對面互動和線上的網絡互動具有很強的互補性，兩種形式交替融合使用才能實現師生之間溝通互動的最優效果。我們在表1里對不同的師生互動形式進行了比較和總結。

表1 不同形式師生互動的效果比較

3 對于師生有效互動的思考與展望

通過近年來對有機化學教學實踐中師生有效互動的分析和總結，我們逐漸發現了一些在初學階段學生不太容易掌握的具有共性的知識難點，對于其中一部分我們已在后續教學中加以重視并開展了更為詳細和具有針對性的講解，可以明顯感覺到學生不再被這些知識點所困擾，也提高了教師對于有機化學知識體系的了解和把握。另外，有一部分內容特別能引起學生的興趣，在今后的教學中我們擬建立課外興趣小組，引導學有余力的學生進行自主查閱科研文獻開展課題拓展，了解這一領域的最新科研動態和進展，并整理出小論文分享互動，使學生主動參與到教學活動當中來，更好地實現啟發式教學[9]。

根據歷年來對于學生整體情況的分析歸納，我們注意到平時喜歡和教師互動并且能抓住關鍵知識點的學生，在期末考試時絕大多數都取得了較為理想的成績，而總評學習成績較差的學生，平時參與師生互動的熱情度明顯不夠。我們還將在今后的教學中進一步加強對于優秀學生的成長軌跡追蹤，不再是目前這種考試結束就基本停止師生互動的情況，而是要通過幾年的時間，看看那些喜歡學習有機化學課程并且成績較好的同學是否最終從事了有機化學相關的工作或者科學研究，通過保持更為長期的互動和聯系，對將來的有機化學教學進行有益的改革和指導。

同時，我們也要對相關教材進行適當調整，目前我們是基于南開大學出報社的《有機化學》教材開展教學，難免有一些知識上的疏漏以及側重點的不同。在今后的教學中，我們將在立足本單位教材的基礎上，結合國內外兄弟單位的有機化學教材，如邢其毅教授等主編的《基礎有機化學》[10]和李艷梅教授等主編的《有機化學》[11]，集眾家之所長，拓展學生的思維視野，使學生能夠在本科階段全面深入地學習有機化學并且掌握相關的知識。

近來在線互動越來越便捷高效[12]，我們將在今后的教學中更多地采用問卷星小程序與所有的學生開展互動交流，而不僅僅局限于目前這種只和一部分學生溝通的情況。也要在網絡教學平臺如雨課堂當中更多地采用彈幕互動，以及加強騰訊會議教學模式中的小窗口對話，更加高效高質地進行師生活動。

隨著“講一練二考三”的理念逐漸深入人心[13,14]，師生之間在平時的互動和溝通顯得越來越重要，有效的互動將有助于提高學生在有機化學的學習當中對知識的理解與掌握，形成正確的有機化學學習方法和思維模式，從被動的被灌輸式教育轉變為主動的自主學習式教育。同時，也對教師提出了更高的要求，教師除了“教”的任務以外，同時自己也需要有“學”的任務，甚至是和學生一起“學”，才能從整體上不斷提高有機化學的教學質量。教師要在師生互動的過程中，及時準確地發現學生在學習上存在的問題，客觀公正地評判學生對知識掌握的程度，不斷地對教學內容進行恰當必要的更新。師生之間開展有效的溝通與互動能夠激發學生對有機化學的學習興趣，培養具有創新性思維的優秀學生，有助于其將來成長為有機化學領域的創新型人才。

致謝：謹以此文祝賀南開大學元素有機化學研究所建所60周年，同時紀念中國工程院院士、著名農藥化學家和有機化學家李正名院士。