创新背景下材料科学专业有机化学教学改革

GuangzhouChemicalIndustry

Vol郾47No郾24Dec郾2019

创新背景下材料科学专业有机化学教学改革

高摇媛,傅摇敏,林摇兵,方摇玲,魏星耀

(重庆工商大学环境与资源学院,重庆摇400067)

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摘摇要:针对材料科学专业特色和实际要求,以培养高素质创新性人才和提升教学效果为目标,对当前有机化学课程教学

过程中面临的新问题和挑战进行探讨:教学时数较少、生源差异、专业侧重点各异、教学目标与时俱进。面对新形势,结合教学实践,从优化教学内容、教学手段多元化、课后网络教学辅助和教研结合相互促进入手进行了研究和探索,取得良好教学效果。

关键词:有机化学;材料科学专业;教学改革摇

中图分类号:G642郾0摇摇

摇文献标志码:A

文章编号:1001-9677(2019)24-0148-03

TeachingReformofOrganicChemistryinMaterialScienceMajor

undertheBackgroundofInnovativeEducation*

GAOYuan,FUMin,LINBing,FANGLing,WEIXing-yao

(SchoolofEnvironmentandResources,ChongqingTechnologyandBusinessUniversity,Chongqing400067,China)Abstract:Toimproveteachingeffectandtraininnovativetalents,theproblemsintheteachingofOrganicChemistrywereanalyzed,basedonthecharacteristicsofmaterialssciencemajor,suchaslessteachinghours,differentsourcesofstudentsanddifferentfocusofspecialtyandteachingaims郾Someteachingreforms,suchasteachingcontent,teachingmethods,networkteachingandthecombinationofteachingandresearchwerestudiedandexplored,andgoodteachingeffectwasachieved郾

Keywords:OrganicChemistry;materialssciencemajor;teachingreform

高等教育的核心是以学生为中心,关注学生的创造力,培养具有创新精神,解决问题能力的高级专门人才。作为材料科学专业的重要基础课之一,有机化学是一门充满勃勃生机,具有核心竞争力的学科[1]。随着高等教育改革不断深化,材料科学专业有机化学课程教学面临着新的问题和挑战:一是招生人数的增加与基础课时不断缩减的矛盾;二是材料科学专业对有机化学教学侧重点的需求不同;三是培养高素质创新性人才已成为本科教育的重中之重。面对这种新的形势,兼具21世纪对创新性人才的需求,笔者结合自身的教学实践,构建新型的材料科学专业有机化学课程的教学模式和教学方法,对如何提升有机化学教学效果进行了探索。

基础知识的掌握流于表面,造成后续专业课程的学习基础薄弱,学习较困难。作为一门课程体系组成复杂的学科,材料科学专业对有机化学教学有着自己的独特的要求,优化教学内容在加强基础知识学习,完成教学大纲任务的同时,也要为后续高等有机化学和高分子聚合物等专业方向课的学习做铺垫。另外,来自不同地区的学生,有机化学基础知识上具有明显差异。材料科学专业教学不能因循守旧,要与时俱进,转变教学思维。将教学大方向向以学生为中心转变,做到因材施教,发挥学生的能动性,让基础各有差异的同学都能在有机化学的学习中有所得,获得终身学习能力[2]。

针对材料科学专业特色和发展方向,精选有机化学课程教学内容势在必行。笔者教学组人员经过多年教学实践摸索,结合本专业招生情况自主编写有机化学讲义,对教学内容不断优化。有机化学讲义内容详略得当,重点突出,在兼顾大专业基础知识的同时,又关注材料科学专业后续专业课程学习要涉及的重要专业知识和化合物。整个教学内容由浅及深递进:首先从有机化学入门知识和理论的学习入手,通过基础部分内容的简单讲授,学生全面理解了有机化学的分子式,命名,同分异构、物理性质,波普特性等方面的基础知识;第二部分知识点难度有所加深,主要教学内容为有机化合物的性质,官能团的结构决定化合物的性质,是贯穿整个教学的重点,也是整个有机化学的重点和难点。因此在课时分配上应花较多的时间进行

1摇体现专业特色,以人为本,优化教学内容

材料科学专业在本科教育中有着重要的地位,其知识面涉及较宽,与材料学、工程学、物理和化学等均有交叉。作为材料科学专业学生除需要学习多门专业课程之外,还要具备扎实的理工科基础知识。作为材料科学专业重要的基础课程之一,笔者学校有机化学课程授课课时仅有64学时,时间紧,内容多,教师在教授课程过程中往往容易出现“赶进度冶的状况,所有知识点无区别讲授。这种“无区别冶、“无侧重点冶的教学内容使得学生在学习有机化学的过程中较为迷茫,囫囵吞枣,

摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

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基金项目:重庆市高等教育教学改革研究项目(No:162025);重庆工商大学本科教研教改项目(No:670310345)。通讯作者:高媛(1979-),女,博士,讲师,主要从事有机化学教学及科研工作。

第47卷第24期高媛,等:创新背景下材料科学专业有机化学教学改革摇149

讲解,通过第二部分的学习,学生能够认识到各种有机反应的

内在机理和反应规律,灵活运用所学知识对一大类化合物发生的化学反应进行预测和归纳分析;第三部分为复杂的有机化合物,内容主要涉及一些与生物化学相关的有机化合物。不同专业的学生在学习这个讲义内容时,侧重点不同,针对材料科学专业学生讲授有机化学课时应将重点放在第一、第二部分内容的学习上,重点掌握官能团的结构(不饱和双键,苯环,羰基,羧基等),共轭效应、诱导效应,反应的机理(自由基反应、亲电加成、亲电取代、亲核加成,亲核取代)等。该教学内容主线清晰,内容展开层次感强,保证了在少学时的基础上使学生能完整的了解重要的知识,强调对学生素质的培养,着重有机化合物的共性与特性,给学生思考的空间,培养学生分析、解3摇课后指导与网络课程结合,培养学生自学能力

摇摇大学教育的一个重要目标是培养学生终身学习的能力,《有机化学》课程的学习是培养出具有良好的学习兴趣、崭新的知识结构、正确判断和解决问题的能力、合作精神和组织能力、终身学习习惯的人才的重要平台。而随着网络技术的发展,网络课程也是学生学习和获得知识的重要平台。随着高校现代教育技术中心的建立,教师和学生在网络上的互动已不是难题。笔者将针对材料科学专业学生制作的《有机化学》多媒体课件和国内外优秀课件与公开课放在网络教学平台上,每个学生可以根据自己的特点,有针对地开展学习,既提高了学习决问题的能力[3]成,聚合反应的最新进展文献。后续补充了课外拓展环节让学生查阅有机合,结合专题讲座,进一步提升学生学习兴趣,为后续培养具有创新能力的材料科学专业人才打下基础。为满足新时代对创新性人才的需求,材料科学专业的有机化学教学内容必须体现专业特色,以人为本,保证最大的发挥学生的创新性与自主性。

2摇丰富课堂教学手段,提升教学效果

有机化学课程内容丰富,反应方程式众多,反应类型复杂,立体化学问题普遍,理论性强,反应机理抽象,学习需要投入大量时间,学生学习时多有畏难情绪。然而材料科学专业自身特点决定在有机化学课时上不能大幅增加,近年来还有缩减的趋势。面对纷繁复杂的有机化学知识与课时紧张这一矛盾,单一的课堂教学手段已不能适应创新人才培养的要求[4]为使这一矛盾得到有效化解,笔者结合材料科学专业教学。

要求编排了有机化学的多媒体课件,以计算机作为授课内容的主要载体,为传统课堂教育方式注入了“现代化冶的理念和新的生机。该课件代替了传统的“黑板+粉笔冶的教学方式,大大节约了课堂板书时间。有机化学的多媒体课件在编撰时有意识关注材料科学和有机化学学科的最新前沿动态,通过多媒体课件将学科发展的最新动态通过动画,图片,小视频等手段向学生生动展现。这种图文并茂生动的课堂教学手段跳脱呆板抽象的分子式、反应方程式,更能激发学生的学习兴趣,由被动学习向主动寻找和解决问题转变。多媒体辅助教学模式在有机化学课堂中的应用,在为课堂引入更为丰富的知识量的同时,又能节约板书书写时间,对教学时间占用较少。当今各学科发展迅速,知识更新日新月异,有机化学课堂教学时间的紧迫与知识点的增加这一对矛盾愈发突出。如何既能有效的向学生传授基础知识,又能兼顾前沿发展,激发学生的学习兴趣,培养具有创新性的新型人才,适应学科发展,一直是有机化学教育工作者追求的一大目标。而多媒体教学课件的引入课堂,正在使这一目标变为可能。多媒体教学课件和传统板书的教学方式相比,优势更为突出,前者结合声、光、动态等手段来加深学生的学习印象,使得学生在课堂是更为专注,学习兴趣更加浓厚。而三维动态图像的引入更能让学生摆脱抽象的分子式,更直观的理解反应的过程和机理[5],学生印象更深刻,学习效果更好学、立体化学。例如卤代烃的亲核取代反应机理涉及到化学反应动力、重排等知识点一直是《有机化学》学习中的难点。运用多媒体课件在讲解S立体图形展示分子的空间结构N,1和通过动态图画的形式将整个反SN2反应机理时,采用三维应历程展现出来。亲核试剂进攻的位置、底物结构的影响、过渡中间态杂化状态的改变及在整个反应过程中分子立体结构的变化都清清楚楚地通过动画反映了出来,让学生一目了然。

的主动性和积极性,又达到了学习新知识,复习旧知识,全面掌握知识的目的。同时网络测试题的开通不仅提高了学生的学习积极性还便于教师随时掌握学生对知识的掌握情况,利于教师针对性的对知识的讲解。在几年的实践中,作者特别是要求每个同学将作业中出现的错误习题改正后通过网络教学平台发送给教师,起到了敦促差生自主学习的目的。总之,课后指导和网络课程是弥补课堂授课时间有限的两个主要阵地,教师应着力挖掘它们的巨大潜力,营造一个自主学习有机化学的立体化教学氛围。

4摇突出专业背景,科研带动教学,培养学生创新能力

摇地解决实际工作中的问题摇有机化学是一门实践的学科,只有加强理论和实践的相互联系才,课堂知识的讲授是为了更好能真正体会到其中的乐趣[6]的理论知识使很多同学感到有机化学面目可憎。作为教师,深切体会到枯燥抽象,无法亲近。教师的学术背景是提高教学质量、培养创新人才的基础。随着今年来高校人才的引入,笔者课题组人才建设逐渐形成梯队,既有教学经验丰富的老教师,又有一批具有丰富科研经验的年轻老师。在老带新过程中年轻老师成长为科研经验和教学经验比翼齐飞的“教学科研冶型教师。这一批“教学科研冶型教师在教学过程中通过科研带动教学,将科研动态、成果融入教学,激发学生的学习兴趣“献反哺,主动提出进入教室的科研实验室进行学习和实验冶科研,一部分对科研有兴趣的学生会主动查阅专业文,科研精神和创新能力。同时教学又能,为后续专业、创新性人才的培养打下良好的基础。科研带动教学,教学反哺科研的创新教学模式,对培养创新型人才和实用型人才的培养计划同样效果明显。例如在在材料科学专业学生的综合教学实验中,笔者对实验内容进行了改革探索。在实验内容设计时,充分将基本操作技能的代表性,与反应的典型性和代表性相结合。同时以学生为中心,满足学生工作、考研、科研多元化发展需要,引入新型有机合成实验,将简单的验证实验转变为综合性、设计型实验。例如在教学中笔者一改以往实验员准备好实验药品和仪器的模式,而是先让学生阅读一些相关文献,考虑药品种类、纯度、反应温度,仪器,方式可能是实验产生的影响。之后通过分小组设计实验方案,小组之间进行讨论,对比,择优,如果有同学坚持也可以进行平行实验,对比实验最后的结果,分析得到不同结果的原因。通过实验的设计和讨论使学生的参与感更强,兴趣更加浓厚,加强了学生的动手与独立思考能力。学生通过独立设计实验方案,其主动性、积极性得到充分发挥,学生由原来的被动学习转为主动学习,

(下转第161页)

第47卷第24期胡双锋,等:基于工程认证的模具材料与制造课改教学探讨

参考文献

摇161

5摇结摇语

工程教育认证对培养高质量的工程技术人才具有重要的指

导意义,武汉工程大学高分子材料与工程专业通过工程教育认证,将继续以工程教育认证标准要求建设专业,提升大学生工程实践能力。基于工程教育专业认证背景,本文对《模具材料与制造》课程进行教学改革,依据毕业要求指标点设计课程的教学目标,为工程教育专业认证背景下课程教学目标及毕业要求的达成提供有力支撑。

[1]摇柳建安,闵淑辉郾工程教育专业认证背景下机械设计课程教学改

革探索与实践[J]郾化工高等教育,2018(2):1-4郾

[2]摇李三平,李健,贾娜,等郾基于工程教育专业认证的机械制造工艺

学课程改革[J]郾科教文汇(中旬刊),2017(6):62-64郾

[3]摇游峰,曾小平,姚楚,等郾工程认证背景下高分子专业人才培养的

改革实践[J]郾广州化工,2018,46(23):188-189郾

[4]摇江学良,熊丽君,姚军龙,等郾高分子材料与工程专业教学改革与

工程能力的培养[J]郾广州化工,2014,42(19):174-175郾

[5]摇孙先明,付艳锋郾《模具材料与制造》课程的教学改革与实践研究

[J]郾大众科技,2006(5):160-161郾

蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥蕥

(上接第149页)

增强了学习的积极性,改变那种照本宣科的实验模式,提高学生的综合能力、科研能力和创造能力。

5摇结摇语

在创新教育背景下材料科学专业的特点决定了其专业有机化学教学方法不能因循守旧。通过多年的教学实践和改革,不断优化教学内容,紧跟学科发展的方向,改变单一的教学模式,以计算机为中心的多媒体教学手段,为教育注入了“现代化冶的理念和新的生机,以人为本的教学模式学生普遍反映较好,全面提高学生学习能力,培养和造就了更多高素质的创造性人才。

[1]摇蒋丽琴郾浅谈有机化学教学创新[J]郾广州化工,2013,41(14):

224-226郾

[2]摇于艳敏,佘远斌,宋旭锋,等郾材料科学与工程专业有机化学课程

教学的探索与实践[J]郾中国电力教育,2011(32):80-81郾

[3]摇高尚,赵建勋,梁庆成,等郾材料科学专业有机化学教学改革研究

[J]郾长春教育学院学报,2011,27(7):84-85郾

[4]摇汪凌云郾材料类创新班有机化学教学改革初探[J]郾广州化工,

2014,42(13):204-205郾

[5]摇陆良秋,靳旭东,赵峰,等郾基础有机化学多媒体辅助教学中学生

主体地位问题的探讨[J]郾大学化学,2005(5):8-10郾

[6]摇朱斌,陈呈频,何兴郾构建大学生创新教育长效机制的思考[J]郾中

国大学教学,2006(1):16-18郾

参考文献