新时期下《有机化学》教学初探

2022-11-24

1828年, 伍勒 (Wohler) 的尿素合成奠定了现代有机化学的科学基础, 一百年来, 有机化学以蓬勃朝气和无限的生命力向前发展。随着近代科学技术的发展, 如红外光谱 (I R) 、核磁共振波谱 (N M R) 、紫外光谱 (UV) 、质谱 (MS) 等应用到测定有机化合物分子的精细结构, 提高了有机化合物的研究手段。一些新的实验技术, 如光化学技术、催化技术、微波技术和超声技术等应用到有机化学反应中, 大幅度地提高了有机化合物的转化速率和产物的选择性。[1]当代有机化学家不仅一步一步发展有机合成科学手段和艺术想象, 而且在天然的有机世界外建立起一个更为广阔的人造有机分子世界。[2]新时期下有机化学研究发展过程中, 涌现了许许多多的新物质、新方法、新机理。对此, 作为高校教师, 应如何在有限的课时内传授给学生有机化学的基础知识和理论、新方法、新的概念和机理即如何上好有机化学课。笔者从以下几个方面进行初探。

1 打好基础

在第二届大学化学基础课程论坛上, 胡英院士[3]认为化学教学首先应打好基础。众所周知, 建万丈高楼必须筑牢地基, 地基越坚固, 大厦越稳固。在有机化学的学习过程中, 掌握了坚实的基础知识、基本概念、基本技能、基本操作, 才能融会贯通, 理解问题, 分析问题和解决问题。笔者非常首肯学生学习有机化学要打好基础, 但要学生打好基础的前提是教师要打好基础。前辈们常说“要给学生一碗水, 教师必须有一桶水”。目前的高校普遍存在着“重科研轻教学”, 一线的教师大多是年轻人, 年轻的博士们毕业后直接上讲台讲授基础课, 课下忙着申请项目, 跑课题, 写论文, 过去的“先听课, 再辅导, 后上课”的传统已不多见了。正如北京大学裴伟伟教授所言——年轻的博士们有着良好的科研教育背景和科研能力, 只要他们肯在教学上投入和付出, 我们国家的教育工作必将兴荣。

笔者认为要解决这个问题, 不光是我们年轻的博士们个人认识问题, 而是关系到国家的政策, 学校的措施。例如学校可采取下列政策和措施: (1) 加强对教师的思想工作, 扭转“教学是知识输出, 科研是输入”[4]错误观点, 使教师认识到教学和科研相互促进的辨证关系和积极作用。 (2) 在职称评定方面, 对教学和科研有同样严格而又合理的具体要求;在其他奖励政策上同样注意教学和科研两个方面的贡献。 (3) 对于长期从事基础课教学的教师, 应帮助他们将教学经验上升为理论层次, 鼓励并为他们写好教材、撰写教研论文创造有利的条件。 (4) 建立有效的监控制度体系, 如定期召开本科教学工作会议制度、听课制度、座谈制度、学生评教制度、教学秩序检查制度、学生教改信息员制度、院 (系) 级本科教学工作评估制度等, 并定期将这些信息反馈给教师, 提出切实可行的整改意见, 督促教师贯彻、落实。

在这些政策和措施的保障下, 我们的一线教师才可能以最大的精力从事教学工作。各高校根据实际情况和自身条件, 在教学方面设定分管教学校长、教务处、教学院长 (系主任) 和教研室主任 (课程组组长) 。以有机化学课程为例, 首先, 在每学期的期末, 由教研室 (课程组) 讨论制定下学期不同专业的有机化学课程安排、学时、版本、课程基本内容要求及考核学生成绩的办法。其次, 对于新教师, 一定要加强基本功训练。如:一坚持听课制度。新上岗青年教师在第一年要坚持随堂完整地听一遍有机化学理论课和基础有机化学实验课;二实行导师指导制度。给新上岗的青年教师安排一名教学经验丰富的老教师作为导师, 对其进行具体指导, 使其尽快熟悉理论课和实验课教学模式, 具体教给年青教师传授备课方法、教案的写法及多媒体的应用, 逐步提高他们的教学技能;三从通过参加教学改革课题来培养, 鼓励帮助年轻教师承担教改项目, 让他们在完成项目的同时积累教学和教改经验, 给他们创造获得校、省级教学优秀奖的机会。四从通过编写教材及多媒体课件来培养, 发挥青年教师的优势。第三, 教研室 (课程组) 定期开会讨论教学中出现的问题, 调整教学方法。最后, 学校、院系应鼓励并创造条件让教师走出学校, 与兄弟学校进行交流学习, 取长补短。

总之, 只有在学校制定相关的政策和措施保障下, 教师才能在教学方面具备扎实的基本功, 胜任教学工作, 学生才有可能打好基础。

2 开放式教学

有机化学内容丰富繁多, 涵盖了目前已知的千千万万种有机化合物的结构、反应性能等, 同时它又是一门实践性学科, 很多的化学反应机理需要推测, 有些化学反应受条件制约。在学习过程中需要将理解和记忆相结合, 学习时易使学生感到枯燥, 而教师在有限的学时范围内, 不可能将所有的知识点一一讲透。要想将有机化学讲好, 开放式教学是一种很有效的方法。笔者认为开放式教学是有机化学框架的开放, 有机化学内容的开放和教学方法的开放。

框架的开放, 即调整、更新和充实。以胡宏纹编的《有机化学》第三版为例, 该书第三版与第二版相比在框架上作了较大的调整, 全书按官能团分章和按基本反应机理分章, 体现了知识的完整性和连贯性。相关知识适当集中的方法, 使每章内容各有重点, 又有相对的完整性和独立性。这种编排特点很适合开放式教学, 可以不断的根据需要进行调整、更新和充实。如讲述《对映异构》时, 推测化合物有无手性时, 可以将下册的《立体化学》中的“分子的手性与对称性”“手性化合物的各种类型”补充进来。介绍“前手性”的概念前, 调研一些前沿文献, 先发给学生, 让他们自己先阅读、理解, 教师在诠解文献后, 再解释与前手性有关的“同位配体、异位配体”等概念。又如讲到“醚”的碱性, 提问学生在制备溴乙烷为什么用浓硫酸洗涤初产物, 该怎么洗?在解决问题时, 将理论与实践、化学性质与物理性质相结合, 使学生在具体问题中学会理论知识。

内容的开放, 即引入有机化学新的进展, 让学生了解前沿, 培养对前沿的敏感性。这要求教师不仅是“一桶水”, 而且具备丰富的科研背景, 体现教学、科研的的统一。如讲述羰基的亲核加成中的“醛基与磷叶立德的亲核加成”时, 不仅讲述该方法的机理, 常规的反应方法和条件, 还可以将课题组自身的专利“固相Wittig反应合成吡啶类光电功能材料” (见图1) 的发现、方法介绍给学生, 激发学生的学习兴趣并将“绿色化学”、化学与环境的关系扎根于学生思想里。

教学方法的开放, 即教学方法灵活多样, 发挥学生的主观能动性, 改变以往的以书本知识为本位、以教师为中心和以传授或灌输为主的教学模式。在授课过程中, 由于课时有限, 教师一般抓住主线讲解。对于其他内容, 可采取学生自学, 以论文的形式提交使自学落到实处, 或不定期在上课前留“几分钟”地展开课堂讨论, 交流阅读心得和体会, 在争论中发现问题、分析问题、解决问题。对于有机反应机理, 除了教师讲解, 也可发放 (5~8) 个机理让学生分组制作动画, 在制作过程中使学生“吃透”机理。对于有机化合物的合成题, 让学生在课堂上讲解合成路线和方法, 同学点评其方法优劣, 在讲解和质疑过程中将问题弄懂。即在教学中贯彻“授之以鱼, 不如授之以渔”的思想。另外, 在过去三年本科毕业论文设计中, 我们组建以本科生为主、研究生指导的创新实践小组, 建设网络课程, 研制网络教学资源, 制作各种多媒体教学课件、电子教案, 培养了一批批既熟悉有机化学内容, 又有创新意识、动手能力强的学生。而且年轻的大学生、研究生的创造性想象力很强, 常常提出一些富有启发性的新见解、新问题, 促使教师去思考或组织力量进行研究, 为教学工作提供新的生长点。在培养人才的同时, 教师与学生相结合创建的教学资源、内容、方法和表现形式, 更贴近现实教学, 贴近当代大学生学习特点, 发挥很好的教学效果。这是一种特殊的开放式教学。

3 团结和谐的教学团队

要想将一门课上好, 仅仅靠个人的力量是不够的, 必须有一个团结和谐的教学团队。首先, 一个敬业的领头人很重要。在这次大会上, 裴伟伟教授[5]深情的讲述了邢其毅先生自建国后, 组织、编写《基础有机化学》的艰辛历程, 向后辈勾画了一位认真、执着、敬业的有机化学大家风范。北大化学系的今天证明了在敬业、富有奉献精神的领头人带领下, 一个团队才能向前发展。其次, 团结合作的团队。团队中, 老教师对年轻教师谆谆教导, 关注年轻教师的发展, 言传身教, 适时安排青年教师助课、试讲、参与答疑、习题课、评卷、指导实验等基本教学环节;青年教师上讲台前, 先由讲课效果好的教师作示范辅导;不定期地听青年教师讲课, 坚持定期开展教学内容和方法的研讨活动;培养青年教师树立热爱学生、热爱教学、热爱教育事业的思想;有计划地安排青年教师在职攻读学位;鼓励并带动中青年教师参加各类科研课题, 坚持教学科研齐头并进, 支持青年教师积极参与国内外的学术活动交流。在上述的团结合作下, 团队的教学、科研必定跟上时代的步伐。

教学也是一门研究, 并且这种研究永远没有终点。时代在变化, 教学内容在更新和补充, 教学对象在变换, 因此教学研究要坚持不懈, 不断深入, 才能符合新时期对创新人才培养的要求。

摘要：新时期下, 面对有机化学研究发展中的新物质、新方法、新机理, 有限的课时, 创新人才培养的要求, 高校教师应通过打好基础、实施开放式教学、组建团结和谐的教学团队来提高教学质量, 培养新世纪创新性人才。

关键词：有机化学,基础,开放式教学,教学团队