新工科背景下地方高校有机化学教学改革初探*

洪碧琼

(闽江学院海洋学院，福建 福州 350108)

目前，在应用型人才培养过程中很多地方高校不同程度地存在培养目标不明确、课程体系设置不符合应用型人才培养的目标、实验课程等实践环节相对弱化、人才培养模式缺乏应用型特色等一系列问题[1]。地方院校如果没有针对性和特色的培养模式，将会在某种程度上导致了应用型人才的培养与社会的需求相脱节，甚至出现了供不对求局面，也将导致了毕业生低就业率但是用人单位却缺人的矛盾现象[2]。如何进行应用型人才培养的供给侧改革，提高应用型人才培养的社会适应性，为社会输送优秀应用型人才，是当前地方本科院校应用型人才培养所面临的挑战之一。近几年，教育部门大力推行新工科建设，要求在新工科视域下培养适应未来发展的多元化、创新型人才[3]。有机化学是很多工科学生的专业基础课，为后续的其他课程的学习奠定基础。然而，从目前有机化学课程教学上看，有两个矛盾需要解决。一是有机化学课程内容丰富、结构复杂、反应类型繁杂、反应机理抽象，这使得地方本科院校的学生普遍认为有机化学的知识点难以理解和掌握，因而学习积极性不高；二是工科类专业招收的学生其化学基础相对薄弱，而且还要克服学时数较少(理论课60课时，实验课30课时)、地方院校学生基础不好学习积极性也不高等困难。因此，在教育部大力推进新工科建设的背景下，针对应用型地方本科院校工科类专业的有机化学教学进行改革就显得十分有必要。近几年，不少地方本科院校都在积极探寻符合本校办校特色并且能满足社会需求的教学方法方式。本文总结闽江学院近三年教学改革的实践和经验，从以下三个方面的改革来调整适合新工科专业的人才培养方案。

1 教学内容的合理化

目前有机化学教材多数以官能团为主线，将杂化轨道理论、波谱分析、立体化学等穿插在其中，教学内容十分丰富。想要在短短的60学时内让学生系统的掌握有机化学知识，就十分有必要精选理论课教材，并且对教学内容根据专业培养目标和特色进行一定的删除和增补。教材是教学内容的载体，是学生学习的重要参照，适用性强的教材能够帮助学生更好地领会教学内容，掌握知识框架，也是提高教学质量的一个重要手段。根据培养目标和课程设置，选择了比较贴近专业特色的化学工业出版社付建龙主编的《有机化学》(第二版)作为教材。以工科专业学生应掌握的理论知识，授课过程结合专业特点，增加具有实用性、关联性、前沿性、启迪性的内容，从而提高学生的专业技能和综合能力。

有机化学教学内容分为基础理论模块和理论应用模块，我们巧妙设计由命名与结构、反应机理与类型、有机合成组成的基础理论模块。理论应用模块主要是结合染料中间体、高分子材料、药物合成、药物分析等方面。在教学过程中重点讲解有机化学反应类型与反应机理及其合成方法，同时把有机化学研究的前沿知识、生产中的最新应用以及相关学科的交叉知识等引入课堂教学中。比如在立体异构这一章节中，维生素C右旋体可以作为坏血病的治疗药物，谷氨酸右旋体可以用作调味剂，麻黄碱右旋体才具有舒张血管治疗高血压的作用。香芹酮和薄荷油两者都具有旋光性，但是它们的味道却相差甚大，为什么？引起学生对药物左旋体和右旋体功能差异大的重视，同时也激发他们对药物性质的学习兴趣。再如，讲到醇酚醚那一章，给学生讲解生活中酒的度数，介绍发酵法酿酒的过程，酒后驾车的检测方法等，让学生也意识到酒驾的危害性并感知到知识就是生命，让应用化学专业的学生感受到有机化学“无处不在、无处不用”。再比如，讲到偶氮化合物章节介绍酸性、媒染、分散、中性、阳离子等偶氮染料，颜料色彩丰富多彩，如何广泛应用在纺织品服装的印染工艺中，让轻化工程专业的学生体会到有机化合物与专业课之间的关联，激起他们学习有机化学的兴趣。

2 实验过程的绿色化

有机化学实验是有机化学教学最重要的实践环节。目前，在大部分地方本科院校中有机化学的教学普遍存在一些有待改进的问题，比如缺少先进的实验教学设备、学生主动参与度不高、实验安全意识比较薄弱、理论用以解决实际问题的能力比较差等[4]，这些问题很不利于应用型人才的快速成才。实验教学过程中，熔沸点和折光率的测定、蒸馏与分馏、萃取和重结晶、薄层色谱和柱层析等有机化学实验的基本技能要夯实，正溴丁烷、双酚A、乙酰苯胺、二苯甲醇、乙酸乙酯等需要掌握几种经典的合成方法，通过从茶叶中提取咖啡因等实验掌握有机化合物的分离与提取方法。教学过程中还需要合理设计实验教学活动，将学生合理分为各个学习小组，让不同学习小组围绕实验题目内容展开验证或设计实验，引导学生将课堂所学理论知识和实验操作技能通过实践很好地应用在实验过程中。并且，有机化学实验的改革应结合工科专业特色来开展，注重专业业务能力的提高，同时需要强化环境保护意识，灌输“绿色化学”的理念，从实验原理、实验原料、实验源头、实验过程等方面实现绿色化。

首先，根据专业特色优化实验内容，形成专业特色鲜明的实验教学内容进行精选。将微波、超声波用以促进有机反应或有机物提取，也可以将离子液体、超临界流体等应用于有机合成过程中，此外，还可以将生物转化技术融入到有机化学中，这些新技术可以极大地缩短反应时间，并且还能使得反应在相对温和的条件下进行，同时也提高产率并且还减少有毒有害气体的排放。如阿司匹林的合成可以采用Na2CO3代替浓硫酸进行催化微波合成，反应得到产品纯度高并且反应速度也提高了10倍，而且对设备无腐蚀性，也没有造成环境污染。Lozano等[6]在超临界CO2中进行酯化反应，实验过程中1-丁醇与丁基乙烯酯反应生成的丁基丁酸酯的选择性高达99%。此外，可以运用虚拟仿真实验技术，探索绿色化实验的全新方式。尽可能设计几例串联实验，充分利用回收的产物。例如经过除水后，将制备乙酸乙酯的产品作为实验原料完成乙酰乙酸酯的制备；1-溴丁烷的制备产物可以充分再利用来制备2-甲基-2-乙醇。其次，在实验过程中，尽可能地选择合适的试剂，以免实验过程中造成不必要的浪费，减少环境污染。尽量选择无毒或者低毒试剂，用无毒害且高效的催化剂替代腐蚀性严重的催化剂。如：萃取实验后，洗涤干燥过的苯甲酸充分利用来作为熔点的测定药品；苯甲醇的制备可以用正丁醇、乙酸乙酯、二氯甲烷等替代乙醚作萃取剂[5]。最后，在不影响实验目的前提下，采用微型实验仪器设备，并且将实验药品半微量或微量化，从而在减少实验耗材降低环境污染情况下，也极大的缩短了实验反应的时间。比如“乙酰水杨酸的制备”实验可以采用微量实验来减少试剂的用量，并且很大程度缩短了反应的时间，既能达到原定的教学目标，还能减少环境污染。再如在“正溴丁烷的制备实验”中，假如采用微型实验设备和半微量试剂进行实验，实验过程中观察到的现象有很大的差异，半微量法仪器中的颜色较浅，逸出的溴几乎很少，实验时间也较短，这样就可以很好地避免浓硫酸氧化溴化钠逸出的溴给环境带来的污染。

3 考核方式的最优化

目前，有机化学的考核方式通常采用期中考试成绩(30%)与期末考试成绩(70%)相结合的形式，教学实践发现当前普遍采用的考核方式存在一些的弊端：一方面，考核总成绩以期末成绩为主，未能实现对学生学习能动性、学习态度、分析解决问题的能力等方面的客观综合评价，不能很好的培养学生的创造性思维；另一方面，以闭卷成绩为主的考核方式只会带来重理论轻实践的负面效应；此外，仅凭一次期末考试成绩不能完全充分体现学生的整体能力和学习效果。因此，我们需要及时转变教学观念，研究探索适合课程特点和专业特色的考试考核方式，采用形成性评价方式在评定学生的学习成绩，即通过平时成绩(包括考勤、作业评定、课堂提问、章节小测、期中考试、合成路线设计、实验的完成情况、操作的规范性等)(占40%)和期末闭卷考试成绩(占60%)来全面评价学生对理论知识的掌握程度以及解决实验过程中实际问题的能力，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力，培养学生的知识应用能力和创新思维。

4 结 语

在新时代发展理念下，我们对本学院工科类专业的有机化学教学改革探索取得了初步的成功。但是，仍然存在一些不足之处，还需要不断加强对有机化学教学的优化改革工作，针对培养目标有效构建出科学完善又符合实际需要的有机化学教学体系。教师们仍需积极转变教学理念，采用先进的教学方法和手段，根据新工科专业的特色探索有机化学教学改革的有效模式，实现“不求最大、但求最优，但求适应社会需求”的办学思想和理念，力争打造具有应用型工科专业特色的精品有机化学课程。