专业认证和“双万计划”背景下有机化学的教学改革与实践

徐 龙，张善铭，郑 芬

（宁波大学材料科学与化学工程学院，浙江宁波 315211）

在成为《华盛顿协议》的正式成员后为了提高工程教育的办学质量，教育部积极推进新工科建设[1]，开启了高校工科专业的工程教育专业认证工作。工程教育专业认证要求围绕“以学生为中心”“结果为导向”“持续改进”这三点来设计培养方案、教学大纲及落实教学活动[2]。专业认证的终极目标是要为国家培养合格和国际互认的工程师。随后教育部发文宣布实施“双万计划”，要求各个高校梳理各门课程的教学内容，推动教师参与课程理念、内容和模式的创新，合理地提升学业挑战度、课程难度和深度，从而提高本科教学质量，建设一流专业和一流学科[3]。一流的学科和专业更能培养出合格的工程师。通过工程教育专业认证已经成为工科专业评选国家一流学科的前提条件。

有机化学是一门研究有机物的结构、性质及其反应规律的学科，即化学、材料科学与工程、化工、药学、食品科学、生物科学、环境科学等专业的基础课程，是学生基础化学知识的重要组成部分。我院以高分子材料为专业特色正在进行材料科学与工程专业的专业认证工作，有机化学课程是该专业的核心课程。有机化学是学习高分子相关课程的基础，有机化学的课程质量直接影响该专业毕业生的培养质量。然而该专业的有机化学课程学时较少，繁多的知识迫使教师课堂讲授速度快，学生来不及消化，课堂参与度不高。此外，有机化学的授课内容没有突出与材料科学与工程专业的联系，导致学生无法认识到有机化学课程的重要性。更糟糕的是有机课堂讲授的经典教材知识没有与当下化学和材料科学前沿的研究相关联，导致培养出来的学生创新意识差[4]、运用知识设计方案解决复杂工程问题的能力弱。因此在专业认证和“双万计划”的背景下，迫切需要优化教学内容、改革教学方法和优化教学评价，从而提升有机化学课程的教学质量，打造一流课程。

1 优化教学内容

当下国家发展需要的多种高端材料国内都无法自主生产，比如航天航空材料（聚酰亚胺）、新型塑料（聚酰胺）、生物降解材料聚乳酸等，迫切需要打破国外的技术封锁和垄断，自主研发出高端新材料生产技术。材料强国之路任重而道远，需要每一位材料人的倾情投入与奉献。结合国家需求和材料科学与工程专业的培养目标，优化有机化学的教学内容势在必行。

保留有机化学基本理论框架，梳理高分子材料合成常用的反应，对合成高分子材料常用的反应结合其实际应用进行重点介绍。比如讲述α，β-不饱和羰基化合物的麦克加成反应时，介绍近些年利用这个反应构建生物医用高分子材料的研究报道，让同学们意识到合成材料的价值和有机反应的重要性，认识到学好有机化学才能更有能力去创造有价值的新材料。讲解环状酸酐法合成多肽时结合聚氨基酸材料的价格，以及在科研、生产中的应用，比如作为生物可降解材料用于制备载体和水凝胶、用于抗菌材料等，从而激发学生的求知欲望，帮助学生树立材料改变命运的信念，培养学生利用所学知识产生生产力的创新能力。

2 改革教学方法

传统的有机化学课堂以教师讲授为主，学生被动接受知识，学生课堂参与度不高，教与学都相对困难。改革传统的教学方法，落实以学生为中心的理念是打造一流课程的重要途径。

2.1 案例引入式教学

收集各章节相关知识点的案例，以案例激发学生兴趣和加深学生的理解记忆。比如讲述立体化学时回顾 “反应停-沙利度胺”事件（图1），让同学们认识到化合物的两面性，意识到做事严谨的重要性，充分认识到他将来所从事的行业既能造福于民，也可能给人民带来深重的灾难，所以必须努力学习，提高专业能力、职业素养和道德水平。比如讲述醛酮时先向同学们展示肉桂植物和肉桂中提取的肉桂醛（图2）。肉桂一直作为香料使用，近来研究发现肉桂醛具有显著的抗菌和抗肿瘤活性。肉桂醛具有α，β-不饱和醛基的化学结构，易被氧化和发生麦克加成反应，进而介绍研究人员是如何利用肉桂醛的性质构建抗菌和抗肿瘤试剂的，比如利用醛基和羟基/巯基的缩合反应分别构建pH 敏感的（缩醛）或活性氧响应的（硫缩醛）材料，实现在病灶部位响应降解释放肉桂醛起到抗菌和抗肿瘤的应用。通过案例可以引起学生的注意和兴趣，通过分析案例自然地过渡到相关化合物的学习，进而拓展到这一类化合物的学习，从而加深学生对该类化合物的记忆，帮助同学们理解和掌握化合物结构和性质的对应关系。此外，通过案例引入经典知识在前沿研究中的应用让同学们认识到经典知识依然充满生机，合理利用经典知识可以带来巨大的生产力，有助于培养学生的科研兴趣、创新能力和运用知识解决问题的能力。

布置任务让学生查询相关反应在材料领域的实际应用及产生的价值，突出知识就是生产力，帮助学生树立材料改造世界、改变生活的信念，培养学生的自学能力和解决问题的创新能力。退烧药布洛芬的有效成分是对异丁苯丙酸。在讲述羧酸时可以布置任务让同学们利用所学知识设计方案合成布洛芬。当下很多人已经谈“醛”色变，面对室内装修污染的元凶——甲醛，在学习其结构和性质后，向同学们布置课题研究任务，设计方案消除甲醛并通过实验进行验证。讲述酯的醇解反应时让同学们查阅聚己内酯、聚丙交酯的合成方法及其在生物医用材料及医疗器械等方面应用，帮助学生打开视野，培养学生的文献查阅能力、协作水平，让同学们认识到通过有机反应可以将廉价的原料转换成价格高昂的生物医用高分子，从而突出有机化学课程的基础性和重要性，培养学生的创新意识和创造能力。

图1 沙利度胺的两种异构体

图2 肉桂醛及其应用研究

2.2 任务研究式教学

羊巴氏杆菌病属于条件致病菌，广泛存在于自然界和羊体内，属于羊体内的一种常在菌群，通常该种致病菌并不表现出明显的致病能力，但因饲养管理不当，身体抵抗能力下降，会为该种致病菌产生提供条件。患病羊、带菌羊是该种疾病的主要传染源，病原随着患病羊的分泌物和排泄物排出体外，污染周围环境，健康羊接触到被污染的环境和饲养用具后，常导致病原传播。羊巴氏杆菌病一年四季均可发生，可以危害任何品种和年龄的羊，其中对绵羊尤其是羔羊造成的危害最为严重，常呈现地方流行。

教育的本质是培养人，课程思政就是要解决为谁培养人的问题。教师要深入挖掘课程蕴含的思政元素，做到理论知识讲授与思政教育同向同行。比如学习醛的时候引入甲醛污染与治理问题，培养学生的环保意识、科技人文情怀和学以致用的创新能力。比如学习黄鸣龙还原法时，引导学生向前辈学习，树立民族自豪感和文化自信心。

2.3 线上线下相结合

有机化学理论知识抽象，需要用通过实验提升学生认知和培养学生运用知识设计方案解决工程问题的能力。而有机化学基础实验课的实验少，很多经典反应都没有涉及，对于提升学生对理论知识的认知和培养学生的专业能力有所欠缺。虽然有一些大学生能够参加项目和赛事活动（比如浙江省新苗计划、浙江省大学生竞赛、挑战杯等），但能够惠及的学生人数有限（参赛小组成员往往是挑选的拔尖学生），并且这些项目和活动可能不涉及有机化学知识，对于提高有机化学的教学质量和达到专业认证要求的目标是不够的。因此，开展普适的有机化学课外实验或研究活动非常有必要。教师要根据章节知识结合自身科研设置研究项目，让所有同学课外都能参与到有机化学的实验研究中。通过实验研究加强学生对知识的理解，培养学生的科研兴趣，锤炼学生的心性和品格，提高学生的专业素养和能力，从而提升课程质量，建设一流的有机化学课程。

2.4 开展课外实验研究

建立QQ、微信、钉钉等线上服务群，充分利用网络资源和课外时间提升有机化学课程质量。教师课前分享课件指导学生结合教材进行预习，课后学生有疑问可以在群里提问，由任课老师、助教等在群里对学生进行答疑，不定期地在群里分享有机化学领域的名人轶事、名人传记、相关的“卡脖子”技术和前沿的研究发现，提升学生的专业素养，培养学生的科研兴趣，帮助学生树立远大目标，从而提升课程质量。

3 加强有机化学课程思政建设

谈到这件事，卢春泉记忆犹新，“我和董总对银隆前景的看法不谋而合，我们都看好新能源产业，也看好这家企业。”

4 优化教学评价

专业认证强调教学过程要以学生为中心，考核方式要为实现课程目标服务。改革考核出勤、作业和课堂表现和教材知识的考核方式，采用多维度的考核评价体系。重视对学生培养过程的考察，如布置的课题练习和课后作业要突出考查学生的综合素养；如增加随堂测试的次数及成绩所占的比重，促进学生的日常学习，跟踪反馈阶段性学习成果；如定期布置一些开放性的题目，考查学生的综合素养和创新能力。考核体系更要重视考查学生运用所学知识设计方案解决复杂工程问题的能力。要减少对记忆知识的考察、增加对知识运用能力和综合素养的考查。教师要根据考核结果持续地改进和优化教学，努力建设一流的有机化学课程。

三个臭皮匠，赛过诸葛亮。可贵的是，有热心的亲友在微信群里参与点评、点赞，为孩子加油，为持续创作注入了动力。

5 完善师资队伍建设

教师应积极参加各种教育培训，不断更新自己的知识和教育理念，完善教学技能，提高教学能力。建立有机化学课程教研室，一流课程的建设需要各位老师同心协力。各位老师分工协作，深挖教学案例，优化教学内容，分享教学资源，共同设计课外实验项目，积极参加培训学习，探讨教学理念，分享学习体会、教学心得，从而打造一流的有机化学师资队伍。

更小的像素尺寸通常会引入更多噪点，而更大的像素尺寸能够保证更好的暗光表现，在相同的ISO值下也能够保证更好的画质。因为全画幅传感器的尺寸更大，所以单个像素的尺寸也能够做得更大。

6 结束语

从优化教学内容、变革教学方式、线上线下相结合、加强课程思政建设、完善师资队伍建设等方面探索了专业认证和“双万计划”背景下有机化学课程的改革与建设，期望为工科专业的有机化学课程建设提供参考与借鉴。