植物资源化学教学改革与实践*

邓立红 宋先亮

北京林业大学 北京 100083

植物资源化学教学改革与实践*

邓立红 宋先亮

北京林业大学 北京 100083

本文介绍了作者在植物资源化学教学中的改革与实践情况。以改革教学内容，强化基础理论知识为重点,辅以教学模式的改进来调动学生学习的主动性,并引入相关的前沿知识,拓宽学生的知识面,实现良好的教学目标。

植物资源化学；教学内容；教学模式

一、课程特点

植物资源化学是我校林产化工专业一门重要的专业基础课,授课时间安排在本科三年级的上学期。课程的主要内容包括3大部分：(1)植物纤维的生物结构；(2)提取物介绍；(3)纤维素、半纤维素和木素的结构、性质、分离、测定与应用。生物结构部分主要阐述木材的宏观和微观结构,其中宏观结构比较直观,相对容易掌握,而微观结构比较抽象,掌握难度较大。提取物部分阐述了植物原料中所含有的少量组分的化学结构特点及提取方法。纤维素、半纤维素和木质素是这门课的核心内容,讲述了这3种天然高分子的组成单元、联接方式、化学结构、超分子结构及物理化学性质。该课程内容多而杂,辐射到林产化工专业的许多分支,例如制浆造纸、香料与色素、松香松节油、木材热解、植物水解、天然高分子等；涉及的基础知识广泛,包括植物学、仪器分析、有机化学、物理化学等,需要扎实的基础知识才能较好地掌握这门课程。因此,这门课的教学直接影响到学生对林产化工专业知识的掌握情况与创新能力的培养。此外,植物资源作为来源丰富的可再生资源,与生物质产业的发展密切相关,其地位越来越受到重视,教好学好这门课具有极强的时代迫切性。作者在讲述这门课的过程中,注意加强对基础理论的讲解,同时尽量拓宽学生的知识面,激发他们学习的主动性,养成良好的学习态度。这也是对李岚清指出的“大学本科的教育重点在于教好基础课和专业基础课,要使学生知识面宽一些,为学生今后的学习和发展打下一个好基础”的积极响应。

二、改革教学内容，加强理论基础知识

基础理论知识是科学技术发展的源泉，牢固扎实的基本功是学生继续学习的重要前提和保证。教育者应更多地传授基础理论知识和思维方法，培养学生解决问题和分析问题的能力。同时，国家教育部在教育改革中明确提出要加强基础科学知识的教学，所以强化基础教育是贯彻国家教育方针的具体体现。三大素是植物资源化学中的重点兼难点内容，基本概念、基本理论颇多，如何将这些知识有机地组合起来，对提高教学效果至关重要。为此，笔者按照结构影响性质的思路来展开教学，加强基本概念与理论之间的联系，避免将各部分知识当成孤立的个体。如纤维素是由失水葡萄糖构成的线性高分子，葡萄糖基的椅式构象和其上含有的游离羟基是形成其结晶结构的基础，纤维素的双相结构使纤维素具有了吸湿、润胀、溶解等性质，木素是最复杂的天然高分子之一，一级结构的组成单元间缺乏重复性和规则性，因此稳定性好，难于生物降解，这正是植物保护自我能力的反映。半纤维素的组成糖基种类多，有支链，所以难于形成规则的结晶结构，而是以无定型结构存在，故溶解性较好，也更容易降解。教学中更进一步将这3种组分联系起来，论述植物纤维是一个完整而严谨的超分子体系，纤维素是基质，木质素是增强剂，半纤维素是填充剂，形成一个严谨有效的三维结构，具有许多优良的性能，如抗压性、抗拉性、抗张性等。笔者在教学中以结构—性质为主线，将这3种组分各自的结构与性质阐述清楚，再将这3种组分统一起来，阐述植物纤维的特点，这样就加强了基础理论之间的联系，整个教学内容更统一协调，形成了一个脉络分明的框架体系，加强了学生对基础知识的掌握。

除了从整体结构上把握授课内容以外，作者特别注意在讲新内容前了解学生对背景知识的掌握情况，发现问题就与学生一起回顾基础知识，以帮助其顺利接受新知识。纤维素和半纤维素的化学结构与性质跟单糖的结构和性质有比较大的相关性，在讲授这部分内容时,简要复习有机化学中有关单糖结构和性质的内容，这样由简入繁、由浅入深过渡到纤维素和半纤维素的知识，减小了学习的难度，学生没有知识脱节的感觉。木质素的结构与性质中涉及了很多基本的有机化学知识，讲课时常通过提问的形式来帮他们重新了解这些知识，以加深对新知识的理解。植物纤维原料3大素的结构分析中，还包含着仪器分析中的许多知识，包括红外光谱和紫外光谱的原理等。这些基础知识是学生以前学习时不够重视的内容，掌握情况不好。因此在教学中，注意引入这些背景知识，来淡化知识的跳跃性，减小学习的难度。

在上述授课前提下，为巩固基础知识，在每部分内容中都留下了复习题，复习题基本涵盖了课程的重点和难点内容，要求学生在习题课上完成，或者以提问的方式进行。学生完成答题后，再由教师对难点内容进行讲解。习题课既加强了学生的学习，又帮助教师了解学生的学习情况，便于及时调整教学。

三、改进教学模式，激发学生学习的积极性

学生学习积极性不足是教师教授这门课的突出问题。我校在研究型大学的建设中及“十一五”期间，始终强调加强本科教学，加强学风建设。然而，受多方面因素影响，近年来大学生学习积极性急转直下是一个普遍现象。具体到这门课程的学习上，学习积极性的下降还与课程自身的特点有关。首先，课程的难度大，很多知识的掌握要求对基础知识有运用能力，运用知识是教学目标中要求较高的一环，而一直以来填鸭式的教学模式令学生对知识掌握不牢固，学完了就忘记，运用知识的能力更是明显不足，所以学生在学习这门课的过程中明显感到吃力，跟不上节奏，继而产生厌学情绪。其次，课程概念繁多，内容抽象，理论性很强，学习过程中容易感到枯燥乏味。兴趣是最好的老师，针对这些情况，采取了改进教学模式的措施，来激发学生的学习兴趣。第一，对课件进行改进，增加课件的亲和力。在木材的生物结构一章中，搜集了大量的图片对照讲解，包括实物图片和示意图，相比文字描述，图片更直观，更能吸引人的注意，还能刺激学生的好奇心，激发想象力。第二，赏识学生，肯定学生的能力，开启学生的奋斗之心。心理学家威廉•詹姆士有句名言：“人性最深刻的原则就是希望别人对自己加以赏识。”对学生而言，最希望得到老师的赏识，尤其是对他们学习能力的赏识及掌握知识丰富的赏识，这将使他们更积极主动地学习。在教学活动中，学生是主体，学生学习的主动性对教学效果影响非常大，要突出学生在教学活动中的主体地位。因此，在授课中，笔者会不时提问学生，并引导他们回答，针对回答情况给予恰当的肯定和赞扬，真心赏识他们的记忆能力、理解能力、分析能力等。教师的肯定，触动了学生渴盼尊重与关注的心灵，也给了他们自信心，学习变得主动多了，课后经常有学生带着问题来跟作者交流。

四、引入前沿知识，拓宽知识面

国家教育部对工科学生的培养要求指出，既要注重基础知识和基础实践，又要拓宽知识面。笔者在讲课中也始终贯彻这一原则，注意把相关内容跟目前研究的热点问题关联起来。例如，植物提取是目前国内外研究的热点，也是北京林业大学的一个研究方向，教授的学生中也有人正进行着这方面的研究。因此在对提取物的讲解中，笔者对某些提取物如黄酮的研究情况进行介绍，或者请同学介绍自己的研究情况。此外，植物提取也是生物生产中很重要的组成部分，许多产物有着生物产品的共性，因此植物提取过程跟普通的化工产品有诸多不同，教师会在此处介绍这些知识，拓展学生的知识体系。在纤维素的内容中，把由植物纤维原料制备燃料乙醇的情况及由纤维素制备功能性材料的情况做简要介绍。在讲解半纤维素时，会介绍由木聚糖生产木低聚糖和木糖醇的情况，等等。这些内容的加入，让课程内容丰富而新颖，不仅让学生对本课程更感兴趣，也开阔了他们的视野，引发了对科学研究的兴趣，有助于实现研究型大学创新人才的培养的目标。

总之，笔者在教学中本着改革教学内容、改进教学模式的原则，在实践中探索植物资源化学教学的内在特点，总结经验，不断提高教学效果，为培养高素质的大学毕业生打下基础。

[1]李岚清.李岚清教育访谈录[M].北京：人民教育出版社，2003

[2]严瑞芳，胡汉杰，梁锋，等.高分子时代的天然高分子[J].高分子通报，1994，3：143～151

[3]孙小燕，胡友旺，段吉安.如何激发大学生的学习积极性[J].长沙铁道学院学报(社会科学版)，2009，10(1)：93～94

Abstract: Vegetable source course is a professional basic course of rich basic theories. With the shortage of resource, the renewable vegetable source attracts more and more attention, as well as the course. The teaching practice of vegetable source is introduced in this paper. The focus is reforming teaching content to enhance the basic theory and knowledge, supplementing improvement of teaching pattern to promote the learning initiative of students and introduction of the frontiers of knowledge interrelated to broaden students’ knowledge, which helps to achieve good teaching objectives.

Key words: vegetable source course; teaching content; teaching pattern

Adjusting to the teaching of vegetable source course

Deng Lihong, Song Xianliang
Beijing forestry university, Beijing, 100083, China

2010-03-05

邓立红，博士，讲师。

*本文系“北京林业大学林产化工专业教学团队”项目。