蒋静 周建俭
[摘 要] 有机化学是药学专业 “专升本”阶段的一门重要公共基础课程,也是药物化学、药物分析、药物合成反应等课程和今后工作学习所必须掌握的基本知识。以苏州农业职业技术学院药品生产技术专业有机化学课程为例,結合当前高职院校药学专业有机化学课程的实施,针对课程内容设置、教学模式、教学方法进行初步的探索与实践,总结课程开展过程中的得失,以期实现高职学生“专升本”过程中有机化学课程的完美衔接。
[关 键 词] 有机化学;“专升本”;统筹式教学;教学优化
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2023)18-0073-04
近年来国家倡导继续教育,“专升本”成为高职院校学生继续获取知识、提升学历和提高素质的重要途径[1]。在高职院校药学专业中,有机化学作为一门承上启下的基础性学科,不仅是后续专业课程的学习基础,在本科阶段药学相关知识框架的搭建,甚至研究生阶段的深入研究,也起到举足轻重的作用[2]。目前关于有机化学的教学改革已有较多文献报道[3-6],但难以满足高职院校“专本”衔接以及后续本科阶段深入研究的教学体系。基于此,笔者通过调研高职院校有机化学的基本学情,通过采取统筹式教学模式以期实现“专本”衔接及培养学生的化学思维。
一、高职院校药学类有机化学教学现状
(一)学生特点分析
以苏州农业职业技术学院药学专业学生为例,生源主要是单招和高考统招。由于不同省份的教学模式不尽相同,笔者通过调查2020级和2021级药学类6个班级学生关于化学知识的掌握情况发现,本校药学类相关专业学生有较大比例未参与过高中化学的学习(见表1),化学知识储备相对薄弱,化学思维较为匮乏,这也是造成有机化学教学低效的原因之一。通过调查发现,学生对有机化学课程的理解处于懵懂状态,大部分学生并不能很好地理解基本的课程内容,这一方面主要体现在作业完成情况,例如,通过简单变换课堂的讲解内容,就会出现不会做或者做错题的现象。
另一方面体现在学生的主观能动性,这里主要针对学生的学习态度[7],包括学生课前预习和课后复习的情况以及自主学习的意识和能力。通过课堂表现发现,尽管在教师的督促下,依旧有一些学生不能做到课前预习和课后复习,同时关于有机化学的学习大部分学生仅依赖于课堂教学,对于不熟悉或不明白的知识并不会通过查阅资料获取,对于学习缺乏主动性和积极性。
(二)有机化学课程教学分析
目前,高职院校的学制一般以三年为基准,且为了培养学生的实践能力,针对三年级学生开展了顶岗实习。某种程度上,学生需要在两年时间内学完所有的课程,因此有些高职院校存有压缩专业基础课课时的现象,以苏州农业职业技术学院为例,有机化学课程开设于一年级上学期,理论和实训共计64学时,与本科院校相比,有机化学课时量被缩减了,学生需要在较短时间内完成有机化学共16章的学习,直接导致教师采取“短平快”和“填鸭式”教学,减少了课堂互动的时间,在有限的时间内超出了学生的理解上限,影响了有机化学课程的教学效率。
除此之外,高职院校更倾向于学生实践能力的培养,某种程度上弱化了有机化学基础知识的重要性,从而导致专本衔接过程中课程内容的学习或掌握情况出现隔阂,即学生通过“专升本”进入本科学习后,出现基础知识不牢固、反应机理不明白、合成路线不清楚等困局,所以如何强化学生基础知识和扩展化学思维,使其能够完成“专升本”跨度的同时为后续课程学习打下坚实的基础,是笔者教学过程中一直思考的问题。
二、统筹式教学思路
目前高职院校有机化学教学过程中常以结构为导向,仅单一介绍化合物的结构和性质,很少提及不同类型化合物之间的相互联系,使有机化学知识点出现离散现象,无法形成一个整体。然而,对于有机化学自身而言,其本身是一门知识体系完整且内容连续性强的课程,不同类型的化合物彼此之间存在一定的牵引力。比如,不同类型的化合物可能针对某一反应具有相同的反应机理,或某一类反应可以发生在多种化合物结构中,若采用单一的“一刀切”模式,易导致知识点离散,不利于对知识的理解和掌握。因此,为了实现“专升本”的课程衔接,笔者认为可以采用统筹式教学模式,即针对具有特征性的相同点或不同点为主线进行延展。比如卤代烷和醇类化合物,尽管其官能团不同,分别为卤素和羟基,但两者之间可以相互转化,且对于消除反应,二者均遵循扎伊采夫规则,基于这类共通点,可以以消除反应这一特征为主线进行扩展,引申出这两类化合物彼此之间的共同点和不同点,通过对比,归纳总结相关知识点,以此加强记忆。
三、高职院校药学类“专升本”有机化学教学体系实施
(一)课程内容设置
在课程内容上进行一定量的删减与补充。删减不必要的知识点,比如有机化合物的物理性质,关于有机化合物的熔点、沸点、相对密度和折射率等在课堂上不做过多的讲解,以便预留更多的时间讲解其他知识;补充必要的化学反应机理,如亲核取代反应机理等,通过反应机理的讲解,让学生明白反应发生的基本历程,由此可以推导出类似结构可能具有哪些性质或可能发生的反应。
另外,将课程内容进行整合。不同类型的有机化合物之间彼此存在一定的联系,如有机化合物的命名。几乎每种结构都涉及了化合物的命名,因此针对命名,可将所有类型化合物命名的基本规律和方法汇成一条主线,如与命名相关的词、命名的基本步骤和命名的原则在课程开始进行统一介绍。以此为基础,当讲到某种结构的命名时,只需要按照主线的方法进行稍加修改和补充就可以完成相应结构的命名,不仅缩减了课堂讲授的时间,还能不断强化命名的基本规律以加深记忆。或根据彼此之间相似的部分整合介绍,如烯烃和炔烃,其官能团分别是双键和三键,但两者均可以发生加成反应,因此利用这一共通点可以将两者放在一个模块单元进行讲授,并以此延伸至各自不同的特征;抑或是根据两者之间的显著区别进行归纳,如烷烃和烯烃的结构通过单键变成双键,但其化学性质就发生明显的变化,所以这两者又可以通过对比法进行整合。通过将内容按照特征进行整合介绍,可以使有机化合物彼此连接,便于理解和记忆。
(二)教学方法
1.采用多样化模式教学
(1)“主课堂+辅线上”教学模式
考虑到当前课时量可能对高职院校“专升本”学生具有一定的挑战性,因此,在每两周主课堂的教学下,额外增加线上答疑和复习课(见表2)。线上答疑课隔周进行,主要针对已学知识点的复习和作业答疑。如针对卤代烃和醇这两个项目的内容,总结了这两类化合物参与反应的共性问题和差异性,以及醇和卤代烃之间相互转换的方法;答疑主要是针对作业错误的情况进行讲解分析,以及课堂中涉及的模糊知识点进行解析。
(2)理论与实践相结合模式
有机化学是一门应用性学科,因此在教学过程中应坚持 “理论与实践相结合”的原则。一方面,为了激发学生的学习兴趣,笔者将有机化学理论知识与生活实践进行连接,利用有机的方法分析、说明和解决生活中出现的现象与问题,以提高学生的积极性和主动性。如新装修房为什么不能立马入住,如何去除新房中的甲醛等,则可以引出醛类物质以及醛类物质的性质,通过解决方法了解醛类物质涉及的反应及反应机理;通过“反式脂肪酸”引入顺反异构体概念;通过电影《湄公河行动》阐述有机含氮化合物的性质等。以此为引,激发学生的学习兴趣。
另一方面,利用实验进一步验证理论知识,巩固理论基础,培养学生的动手能力和探索能力。如乙酸乙酯的制备,在加热和催化剂(浓硫酸)的作用下,乙酸和乙醇发生酯化反应,生成乙酸乙酯。由于酯化反应的可逆性,在反应过程中加入了浓硫酸可以吸收生成的水,使反应朝着正方向进行,通过实验进一步强化羧酸和醇类化合物的相关知识。且由于乙酸乙酯的沸点较低,因此要采取蒸馏的方式进行提取,这就要求学生必须掌握蒸馏装置的搭建和拆卸,以及在实验过程中温度的控制,过高可能会产生其他的副产物,过低乙酸乙酯无法蒸出。通过实验的方式将理论与实践相结合,不仅可以巩固基础知识,还能锻炼发散思维,培养动手能力。
(3)计算机3D模拟模式
有机化学知识点相对抽象,平面的结构式较难展现有机分子的三维空间结构,为了加强对知识点的理解和掌握,采用板书和多媒体课件相结合的方式进行授课,并配以动画、视频、模型、软件等形式加以辅助讲解。如有机化学中单分子亲核取代(SN1)反应和双分子亲核取代(SN2)的反应机理几乎可以囊括大部分取代反应的反应机理,若单一地采用板书或者图片的形式进行介绍,难以表现出反应发生的过程,而三维动画的使用则能形象地展现出反应过程中的结构变化、空间位阻等要素,加深学生的理解与认知。通过3D模拟可以让学生直观感受到有机化合物的空间结构。借助线上平台,如超星、雨课堂等,将课件、视频、习题等相关资料输送到云盘,以备学生复习巩固。
2.注重学生能力、素质的培养
本科教育更着重于学术型、科研型人才的培养,为了实现“专升本”的衔接,高职院校教学过程中要注重学生能力、素质的培养。笔者认为高职院校“专升本”教育中应加强学生自主意识的培养,主要体现在学生的自学能力和思考能力中。对于教学内容中删减的部分,如有机化合物的物理性质,笔者实行由学生自行查阅资料进行学习,并通过文本的形式归纳总结进行汇报。同时为了更好地衔接本科教育及后续课程的学习,笔者尝试提升学生的思考能力和协作能力,一方面以增加作业形式,设置开放性题目,比如以硝基苯为原料,完成对乙酰氨基酚的合成,设计合成路线,并推断在反应过程中可能出现的副反应及解决办法。另一方面通过小组互助,选取知识相对稳定扎实的学生为小组组长,以此为基点随机构建讨论小组,在课程结束后根据教学内容分发学习任务,下一次课程讲授前,小组成员利用课件的形式先进行汇报讨论,由其他小组对其评阅和提问,本小组成员进行答疑,答疑过程中要求小组成员均参与其中。最后由授课教师对本次课程所学内容进行归纳、整理、讲授、答疑。通过学生互助和师生互动的形式营造课堂学习氛围,解决课程中遇到的困惑,加强学生对知识的掌握和理解程度,强化协作能力以及创新意识,为后续“转本”学习指明方向。
除此之外,人文素质的培养也是高等学校教学过程中应强调的部分,主要包括道德素质、诚信品质、遵纪守法、爱岗敬业等。如实验过程中产生的固体废物和液体废物分类存放,液体废物坚决不倒入下水道;实验数据实事求是,不编造,不篡改等。
(三)新时代有机化学教学对于教师队伍的要求
目前现有高职院校教师存在一个显著问题即知识储备依旧停留在传统认知中,无法紧跟时代的步伐。一方面表现为教师群体对于重大理论创新和前沿基础知识的欠缺,如近几年研究较为火热且成熟的碳氢活化,该项技术通过直接活化碳氢键完成官能团的转化在药物合成和结构改造中占据重要作用,然而一些教师并不能完全了解该项技术。另一方面表现为课堂教学与产业应用的脱节,如免疫治疗PD-1/PD-L1小分子抑制剂在肿瘤治疗上具有重大作用,目前已有19款PD-1/PD-L1药物在全球范围内获批上市。
在新時代背景下,教师队伍应不断加强知识的储备和更新,不能局限于传统知识。笔者认为对于教师自身而言应保持“活到老,学到老”的学习状态,在不断强化已有知识体系的基础上,主动学习,如诺贝尔奖的研究方向、研究成果等,同时积极参加学术会议,了解前沿技术和产业发展,形成产教融合的教学模式,以及定期参加培训,如省培、国培等,找准未来教学的发展方向,以便及时调整教学大纲满足时代的发展。
四、教学体系实施过程中的得与失
以苏州农业职业技术学院药品生产技术专业为例,针对 “专升本”有机化学教学体系的实施,通过问卷调查和师生互谈的形式总结实施过程中的得与失。其中积极的效果主要表现在以下几个方面:(1)课程内容设置。针对课程重难点问题,71.7%的学生认为课程重难点突出,易于理解,讲解过程非常清晰且过程中不断强调。(2)课程掌握情况。通过多样化教学模式,针对课程内容的掌握程度,76.7%的学生表示理解并掌握了课程内容。(3)线上辅助效果。通过线上答疑模式强化和巩固相关知识,82.5%的学生认为线上答疑对知识的巩固非常有帮助(见图1)。
通过学生反馈,目前还有亟待解决的问题,主要体现在:(1)学生的自学意识较为薄弱,加之没有前期基础,导致部分学生课程难以跟随进度。(2)对课堂上提出的问题或讨论,部分学生参与度不高,不能表达自己的观点。(3)缺乏主动性,除课本之外,不会主动查询其他相关资料进行知识的扩充。对于教师而言,由于学生的差异化,在知识讲解方面需要及时调整以便满足大部分学生的需求,同时积极与学生和其他教师进行探讨、交流,寻找不足,及时解决问题,培养专业所需人才。
五、结束语
有机化学在药学类“专升本”课程中占据重要位置,为了满足医药行业发展的需求,在课程设置和教学体系等方面需坚持与时俱进的原则,及时调整教学内容和教学方法,充分调动学生学习的积极性,培养学生解决问题和创新思维的能力,不断提升有机化学的教学效果。
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◎编辑 鲁翠红