有机化学教学改革探析

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摘要：“有机化学”作为基础化学知识体系的重要组成部分，在课程教学中起到了承上启下的作用。结合教学实践，通过对大学生第二课堂的内涵与外延、与素质教育的适应性、学生综合能力的发展以及人才培养模式进行研究，切实提高本科应用型人才的培养质量。

关键词：有机化学；第二课堂；教学改革；应用型人才

高等教育是在完成了中等教育之后进行的专业教育和职业教育，是我国教育系统中整体关联的重要组成部分。高等院校作为高等教育实施的主要场所，其目的从来都不仅仅是人员习得某一专业技能，尤其是近年来，党和国家高度重视高校人才培养模式、学生的综合素质教育和全面成长成才，因此，高校承担着为祖国培养社会主义事业的合格建设者和可靠接班人的重任。对于学生而言，大学时期培养的创新思维、创新能力和创新素质至关重要。尤其是新工科院校，采取新型的教学手段提升大学生实践能力和创新能力势在必行，而教学过程的创新则是最根本、最直接的方法和手段[1]。

1第二课堂在“有机化学”课程中实施的必要性

经查阅，第二课堂最早出现在《高等学校管理》一书中，是我国著名教育家朱九思提出的。第一课堂是目前高校人才培养的主要途径，是建立在人才培养方案之上的课程设置、安排、教学实施过程，是教师在规定的时间段内依据教学大纲和教材而进行的课堂教学活动[2-3]；第二课堂，是较第一课堂而言，是指在第一课堂之外开展的各种教学活动，其泛指在正常教学任务以外，组织和引导学生开展的课外教学活动，其形式更加活泼，内容更加丰富，学生的参与度也更高[4-5]。作为推行素质教育不可缺少的一部分，在教学内容方面，第二课堂源于教材又不限于教材；在教学地点上，既可以在学校的实验室或者教室，也可以在学校以外的工厂或者企业；就教学组织而言，是学生根据自己的特长、兴趣和爱好，有选择性地自愿参与，没有强制要求学生必须参加，因此，第二课堂具有不可代替的地位，并与第一课堂相辅相成。“有机化学”是化学学科的一个重要分支，是研究有机化合物的组成、结构、性质、相互转化、合成以及与此相关的理论问题的学科。作为高等学校食品、化学、生物、农林等专业的一门必修基础课程，“有机化学”课程要求学生通过理论学习和实验掌握并运用一些常见有机化合物的化学性质，掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本技能。笔者所在有机化学教研组以第二课堂的形式对“有机化学”课程的教学内容及教学方式进行了改革。本文就实施过程中，第二课堂活动对学生创新精神培养、应用能力强化、科技素养形成的创新能力进行总结和思考。

2传统“有机化学”教学模式

“有机化学”作为笔者所在学院食品科学与工程、食品质量与安全、化学工程与工艺、高分子材料与工程等专业的一门专业基础课程，具有教学内容丰富、知识点零碎复杂、理论抽象等特点，在学生心目中，“理解难、记忆难、考试难”是“有机化学”的标签。这是因为“教师在课堂上讲，学生被动地接受”的传统教学模式导致在“有机化学”理论课的教学过程中，课程内容枯燥，不易激发学生的学习兴趣，很难提升学生的创新和探究意识[6]。为了改变该课程理论教学中出现的学生被动学习现状，进一步调动学生的学习兴趣，提高教学质量，尤其是提高一些高中阶段没有选修过“有机化学”课程的学生的学习效果。本研究通过引入第二课堂活动形式，旨在对“有机化学”理论教学形式及效果进行改革，更加注重培养学生的学习习惯，激励学生的学习兴趣，由被动学习转变为主动学习，从而提升学生创新和解决问题的能力，以期提高“有机化学”教学质量。根据我校人才培养方案的要求，“有机化学”在食品科学与工程和食品质量与安全专业的课时量为48学时，理论教学是采用龙跃、杨贯羽主编，高等教育出版社出版的《有机化学》，全书共16章，包括绪论，烷烃和环烷烃，对映异构，不饱和烃，芳香烃，卤代烃，醇酚醚，醛酮醌，羧酸和取代羧酸，羧酸衍生物，杂环化合物，糖类，氨基酸、多肽、蛋白质和核酸，脂类和甾族化合物，有机波谱学等教学内容；化学工程与工艺和高分子材料与工程专业的课时量为64学时，理论教学采用华东理工大学有机化学教研组主编，高等教育出版社出版的《有机化学》，全书共16章，包括绪论，烷烃和环烷烃，立体化学，烯烃，炔烃二烯烃，有机化合物的结构鉴定，芳烃及非苯芳烃，卤代烃，醇、酚和醚，醛和酮，羧酸及其衍生物，含氮有机化合物，糖类，氨基酸、多肽和蛋白质，核酸，有机合成等教学内容。尽管为保证学习内容的完整性，我们对不同专业的学生使用的教材进行了区分，但课时量的限制导致“有机化学”的教学内容对于准备考研的学生来说是远远不够的，尤其是对于把“有机化学”作为专业课程的学生。“有机化学”教学过程中，学生缺少独立思考的时间和空间，学起来就会觉得枯燥乏味，缺少兴趣和热情。在这种模式下，教师需要在有限的时间内传授给学生教学大纲上规定的教学内容，大部分学生只能使用所谓的套路去解题，很难做到基本技能的掌握，对灵活运用所学的化学知识去解决实际问题的能力的培养更是难以实现。即使开设了“有机化学实验”课，受到课时的限制，也只能做一些验证性的实验，而对于综合性和创新性的实验做得很少，因此，创新能力的培养对于“有机化学”学科一直都是一个大缺口。

3第二课堂在“有机化学”教学中的应用

“有机化学”教研组经过长期的研究发现，第二课堂只有和第一课堂切实结合起来，才能在培养学生的创新精神、创新能力、综合素质等方面发挥最大效能。因此，“有机化学”第二课堂是在按照教学大纲实施课堂学习的基础上进行的校园和社会实践活动，主要从学生参与教师科研、大学生创新创业项目和“挑战杯”项目、开放实验室项目以及假期“三下乡”和科普宣传活动等方面实施。在整个过程中除给学生教授课本内容外，更加着重对学生进行实践能力锻炼，优良科学素养、创新能力和协作精神的培养。

3.1学生参与教师科研

高校教师不仅承担着教书育人的责任，科研同样必不可少。在新晋本科院校中，以笔者所在学校郑州工程技术学院为例，由于学校目前没有硕士学位授予点，教师进行科研的力量主要是教师个人和本科生，有机化学教研组利用学校目前的现状，在第二课堂教育中与自身科研相结合，坚持“教学促进科研、科研反哺教学”的原则，成立了一个由资深教授带领，以多名年轻博士教师为核心的有机化学教研团队。学生参与教师的研究课题时，我们采取“双选”制度，老师们会把自己的研究方向发给学生，学生根据自身的兴趣和特长选择老师，老师们也会对学生进行谈话以确定该学生是否可以参与自己的课题研究。经过近四年的研究，团队共吸收了50余名本科生参与了教师科研项目。在进行科学研究的过程中，学生兴趣和用心程度远远大于理论课堂。在实验中遇到的问题，促使他们主动进行文献查阅和相关软件的学习应用，并且与老师心理上的代沟也在与老师更加频繁的交流中逐渐消除。通过近两年的学习研究，学生的科研能力和创新能力都得到了很大的提高。据统计，这部分学生共发表科研论文10余篇，并有20余名学生通过了研究生考试。结果表明，学生参与教师科研的第二课堂不仅提高了学生的研究水平，为其以后深造打下了基础，同时对学生理论课的学习有很大的促进作用。

3.2参与大学生创新创业训练计划项目、“挑战杯”项目

大学生创新创业训练计划项目和“挑战杯”项目都是为了培养创新型人才而设立的具有竞赛性质的国家级项目，一直以来都受到有机化学教研组的重视。当代大学生有很强的挑战欲，因此对参与上述两个项目有很强的积极性。自从我校第一届本科生入学以来，有机化学教研组就鼓励学生参加此类具有竞赛性质的科研项目，并且形成了由优秀老师指导，学生自主开展学术研究的合作模式。经过通力合作，有机教研组一共指导了30余名学生参与了此类竞赛，并且先后斩获了国家级和省级多个奖项。通过具有竞赛性质的第二课堂，不仅锻炼学生的创新能力、团结协作能力和心理素质，更能在学院内形成一种学术研究氛围，为学习后续课程和培养造就应用型人才打下了一定的基础。

3.3开放实验室项目

开放实验室项目是学校用来开发学生创造性思维，鼓励学生动手做实验而开展的开放性实验项目，该项目由老师和学生共同参与申请，课题内容可以是学生自身发掘的趣味性实验，也可以是老师关注的热点问题，老师和学生通过共同探讨来确定研究项目，完全以学生为主体，老师负责指导和答疑。比如：在对2018级高分子材料与工程专业的学生授课时，在讲授“醛酮的氧化和还原”一节时，学生对各种氧化剂和还原剂的性能比较感兴趣，在开放实验室项目申请时，在“给-受体结构的小分子用于光致发光材料”的项目中，老师设计了二苯甲醇单体，在其制备的过程中，我们特地对基础反应“二苯甲酮的还原反应”进行了重复，并且要求学生尝试用不同的还原剂（四氢化铝锂、硼氢化钠、氰基硼氢化钠）进行反应。在告知实验试剂的危险性和注意事项后，学生通过自主查阅文献，单独完成了上述反应，经过处理分别得到了65%、93%和42%的反应产率，这样的结果既训练了学生查阅文献、实际操作的能力，又对课堂中学习的内容进行了复习和巩固。

3.4假期“三下乡”活动以及科普宣传活动

2021年是中国共产党成立100周年，也是打赢脱贫攻坚战，全面建成小康社会的胜利之年。我校积极响应国家政策，深入推行精准扶贫，扎实推进科技扶贫工作，并组成了科普小队赴河南省扶沟县进行“推进精准扶贫、校地结对帮扶、共建科普家园”的科普宣传活动；赴河南省鹿邑县开展“传承百年党史，助力乡村振兴”暑期社会实践活动，以上活动都是很好的第二课堂，有机化学教研组也都有老师参与其中的指导工作，学生负责查找资料，整理素材。在科普宣传活动和暑期社会实践活动中，学生以“生活中的化学”为主题，进行科普宣传，如食品的七大要素：碳水化合物（淀粉、糖等）、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质、纤维素和食品添加剂（防腐剂、调味剂、乳化剂、稳定剂、甜味剂、色素等等），这些无一不与有机化学有关；然后，从衣、食、住、行各方面常见的有机化学元素为切入点，如人体中分布最广的有机物——糖；人体内的燃料——脂肪；人生命的存在形式——蛋白质；生命的根源物质——核酸；生命反应中的催化剂——酶（具有生物活性的蛋白质）；维持生命的营养素——维生素等。随着有机化学、高分子化学的发展，人类生活产生了巨大的变化，有机高分子材料逐步渗透到人类生活的各个领域，人类将从现在的钢铁时代进入到全盛的高分子时代，从第一个高分子材料酚醛树脂问世以来，纤维、粘合剂、人造医药、人造心脏等相继出现。可以毫不夸张地讲，人类的衣、食、住、行都离不开有机化学，从而让人们对化学有了全新的认识。学生通过对这些知识的梳理和科普宣传，自身的知识储备和科普能力也得到了很大的提高。

4在有机化学中开展第二课堂的效果和意义

拓宽学习视角，学生参与第二课堂，需要比较成熟的理论体系和基础，在此过程中，随着研究的深入，学生的自主学习能力不断增强，研究内容会变得更加全面和具体，并对理论学习有了更大的兴趣；学生的潜力是无限的，随着研究的进行，学生甚至可以开拓出新的研究领域，完善研究体系，教学相长大抵就是这样。很多学生进入大学校园以后，思想放松，行为怠慢，时间分配不合理，学习成绩下降。在第二课堂，经过老师的引导，学生很快适应了大学生活，合理分配自己的课余时间，学生的学习负担和压力反而逐渐减轻，学习积极性大幅提高。增加学生和老师的联系，让老师有机会与学生有更多的接触，笔者认为这一点非常重要，随着老师和学生年龄的差距越来越大，代沟在所难免，再加上学生课余活动较多，让他们放下戒备与老师进行心与心的交流就显得弥足珍贵。通过第二课堂让老师实时了解学生的心理和行为，对老师们的教学起到了很大的促进作用。

5结束语

随着教学硬件和软件的改善，以教师为主导，忽视学生地位的传统教学方式正在被打破，教学内容更加注重对学生人文素养、创新能力、实践能力的培养。我们通过对大学生第二课堂的内涵与外延、其与素质教育的适应性、学生综合能力的发展以及人才培养模式进行了研究，结果表明，第二课堂可有效提高大学生的综合素质、创新能力、实践能力，是学生人格培养、科学素养等方面培养的重要途经。

参考文献

[1]李敏娜，赵明.本科生第二课堂创新课题在《无机化学》教学改革中的作用[J].医学教育管理，2016，2(2)：39-41.

[2]夏薛梅，张竞月.地方应用型高校“第二课堂成绩单”制度实践探究：以凯里学院为例[J].凯里学院学报，2021，39(5)：112-117.

[3]郭鹏虎，康新平，胡炜杰，等.发挥科研第二课堂作用，促进化学类本科生理论知识学习[J].广东化工，2020，47(13)：223-225.

[4]周立明，高丽君，万慧杰，等.第二课堂“增强改性”高分子材料与工程专业大学生应用创新能力的探索与实践[J].河南化工，2013，30(6)：61-63.

[5]郑彩娟，曾尾女，周学明，等.第二课堂在大学药物化学教学中的实践初探[J].广东化工，2021，48(5)：246-247.

[6]杨梅，刘玲，焦谊，等.第二课堂活动促进生物化学与分子生物学教学[J].科技创新导报，2020(5)：222-223.

作者:王勇 李靖靖 王炜 刘从军 冯丹丹 段冰潮 卢奎 单位:郑州工程技术学院