有机化学教学的探讨与实践

2022-09-12

21世纪是科学发展突飞猛进的世纪有机化学更是在化学学科中发展最活跃的领域, 已经广泛渗透到生命科学、材料科学、环境科学、能源科学等众多学科领域新的知识层出不穷。有机化学的教科书也越来越厚, 内容越来越多, 这样教学体系中有限的课堂容量与不断膨胀的课程内容之间矛盾日益突出。为了缓解这一矛盾, 既要完成教学计划, 又要保证教学质量, 采取了以下的改革措施。

1 突出重点教学内容, 推陈出新, 与前沿课题联系

我们所用的教材是面对化工类和应用化学类各专业的有机化学教材[1], 该教材教学基本内容有20章, 而教学时数只有68~72学时, 如果按照填鸭式的教学方法什么都讲, 就不可能按教学计划完成教学任务, 并且很难保证教学质量。因此, 在教学内容、教学方法上必须根据不同的专业进行适当调整、合理选择, 才可以把有机化学的基本概念、基本理论、基本反应等基础知识展现在学生面前, 才能使他们应用这些知识获得一定的思考问题和解决问题的能力。

笔者对有机化学的基本知识进行了较为全面的重新组合, 贯穿着以官能团为主线的体系结构, 突出了用杂化轨道理论、分子轨道理论、共振论、电子效应等来阐明有机物的性质和构效关系。在教学内容上划分为三个板块: (1) 有机化学基本理论。 (2) 有机化学基本反应。 (3) 有机化学新知识。这里说的不是按板块分割讲授, 而是意在明确其为教材的核心内容, 要指导学生抓住这三部分问题来学习有机化学知识。在教学安排上, 可以适当调整教材的编排顺序, 结合各专业的特点, 有选择地讲授。

在教学方法上: (1) 归纳、指导性地讲授有关的有机化学基本理论。讲授概念和事实时, 用叙述法;讲科学思想史或化学家趣事时, 用发现法和演讲法;讲结构、反应及其机理时, 用启发式教学法。讲授要注意基础理论与最新信息相结合, 宏观展望与专业纵深相结合, 理论教学与实验教学相结合, 传统教学与现代教育技术辅助教学相结合, 系统传授知识与加强能力、培养素质相结合, 课程教学与科学研究相结合, 力争全面提高学生的综合素质。 (2) 第二个板块的内容主要是重要的有机化学基础知识, 即以官能团为主线的各类有机物的重要化学性质、反应机理及其变化规律。教师可适时布置读书提纲、学生通读教材有关章节、撰写读书报告、讨论等。然后教师进行归纳总结。这一环节是有机理论的应用, 也是学习有机化学的主线。 (3) 第三个板块内容主要是新知识、新成就和课本中涉及到的前沿研究问题。在加强基础性教学的同时, 要利用少量的教学时间开阔学生的知识面。例如在绪论课中讲授有机化学的概貌、发展历史、热点和前沿, 以激发学生对有机化学课程的学习兴趣;在课程中可适时插入化学家的重要史实, 引导学生追踪当年科学家有所发现的思路, 从中学到有益的方法。例如讲授丙三醇与硝酸的反应, 插入了诺贝尔奖的来源, 并且及时介绍当年度诺贝尔化学奖的获得者及其代表性工作, 使学生了解了前沿研究问题。

2 充分利用多媒体教学手段, 提高课堂教学效率

有机立体化学一直是不同类型、不同层次有机化学教学中的基础、重点和难点[2], 但由于学生对有机分子的空间结构缺乏足够的想象力, 以及用化学结构语言对立体结构进行描述的局限性, 造成了教师难教、学生难掌握的局面。在传统教学中, 常采用球棍模型演示和图纸展示, 但实物演示有一定的局限性, 如难于突出要点和对大分子的操作困难等。随着信息化革命和信息技术的发展, 多媒体技术逐渐走上讲台, 在很多情况下, 多媒体能替代实物性结构模型, 更丰富、更形象、更生动, 特别是其强大的交互和共享功能, 更是传统方法所不及的[3]。所以, 有机化学教学要突破传统的教学模式, 开展计算机辅助教学, 通过精心组织、细心挑选, 把有机化学中的重点、难点编到软件中去, 特别是那些难以用语言表达清楚的内容, 发挥计算机多媒体的功能, 充分调动声音、颜色、动画、模型等, 导演一幕幕有声有色, 有动有静的生动画面, 使抽象的理论, 以直观的形象展现在学生面前。

采用多媒体教学, 要求学生上课时只要认真听课即可, 不用再记录课堂笔记。课后, 可利用拷贝的课件或根据课件打印出课堂教学内容, 自行复习。由于不用在课堂上记录大量的笔记, 从而能充分利用课堂的有限时间, 起到了事半功倍的效果, 提高了教学效率。

3 充分发挥学生学习的积极性、主动性

学生是学习的主体, 教师的作用之一是要引导学生采用自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习相结合的方法。采取的主要措施有: (1) 要求学生课前预习。做好预习, 这样听课就会主动, 知道哪里是重点、难点, 哪些内容书上没有, 从而不至于只忙于记笔记, 顾不上听课, 同时也逐渐提高了学生的自学能力。 (2) 把课件发给学生, 特别是把练习题编进软件中, 供学生随时学习用。学生利用计算机, 自己随时调出上课内容进行自学, 反复体会, 直到弄懂为止;或调出练习题, 进行自我测试。每做一道题, 是对是错, 计算机都会发出响声, 或祝贺, 或惋惜, 多少时间多少分, 错在哪里, 该复习哪一部分, 都讲得一清二楚, 可以立即重试, 也可以复习后再来。这样就能充分发挥学生学习的积极性和主动性, 改变老师上课, 学生只听的做法。 (3) 课后留些比较有趣的思考题并启发学生在学习中提出问题, 在适当的时候组织课堂讨论。 (4) 鼓励学生到图书馆及上网查阅资料, 了解基本理论在生产和科研实际中的应用, 较深入地探讨一些尚不够完善的基本理论问题。要求每一个学生在期末课程结束前, 交一篇读书报告或学习论文, 总结学习情况或就有机化学的每一问题, 发表自己的见解, 并在课堂上进行交流。学生除总结所学知识外, 还通过查阅资料, 扩展、加深了所学知识;提高了写作论文的能力;达到学生自我教育以及师生交流, 进而相互促进的目的。采用上述探索研究式教学, 必须调整师生关系, 不能再以教师、课堂、教材为中心进行教学。教师是探索研究式教学的组织者, 处于主导地位;探索研究的主体应是在教师的指导下开展探索研究的学生。教师要鼓励学生提问, 勇于发表不同意见, 即使是错误的意见, 也不要轻易加以指责。在探索研究教学的过程中, 对学生提出的问题, 教师不一定都能解答, 正确的选择是师生结合, 共同去探索研究, 寻找正确的答案。

实践表明, 由于在教学内容、教学方法上进行适当调整, 既激发了学生的学习热情和兴趣, 又改善了教学效果。

摘要：根据有机化学内容多、课时少的特点, 通过适当调整、重新组合的方式, 采取突出重点、教学互动的讲授, 在教学方法的改革和创新上作出有益的探讨与实践。

关键词：有机化学,教学改革,能力培养