大学化学, 2021, 36(3): 2001018-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202001018

课程思政建设专刊

能力与品德同步培养的有机化学课程教学改革与实践

童永芬,, 黄智敏, 邢秋菊

Reformation and Practice of Organic Chemistry Curriculum for Simultaneous Cultivation of Ability and Morality

Tong Yongfen,, Huang Zhimin, Xing Qiuju

通讯作者: 童永芬, Email: tongyongfen@nchu.edu.cn

收稿日期: 2020-01-13   接受日期: 2020-03-16  

基金资助: 2017年省级精品在线开放课程
2019年南昌航空大学教学改革研究项目.  JY1908
2019年江西省教学改革研究项目.  JXJG-19-8-16

Received: 2020-01-13   Accepted: 2020-03-16  

Abstract

Based on higher requirements for undergraduate teaching in the new era, this paper explores the organic chemistry curriculum reform and practice to cultivate the ability and morality simultaneously, by combining teaching with curriculum education, knowledge education and practice education in all aspects of organic chemistry curriculum. Besides knowledge training, developing the habit of thinking and innovative thinking are also proposed. What's more, students' ideological education should be strengthened. This reform practice provides useful reference for the reform of professional courses in colleges and universities.

Keywords: Organic chemistry ; Curriculum education ; Simultaneous cultivation ; Teaching reform

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童永芬, 黄智敏, 邢秋菊. 能力与品德同步培养的有机化学课程教学改革与实践. 大学化学[J], 2021, 36(3): 2001018-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202001018

Tong Yongfen. Reformation and Practice of Organic Chemistry Curriculum for Simultaneous Cultivation of Ability and Morality. University Chemistry[J], 2021, 36(3): 2001018-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202001018

2017年,党的十九大明确提出中国特色社会主义已经进入新时代,在高等教育领域主要表现为广大人民群众日益增长的对优质高等教育的需要同高等教育发展不平衡不充分之间的矛盾。中国高等教育改革历经时代变革,将从规模扩张到内涵式发展,提升高等教育质量与水平。2018年6月,教育部召开新时代全国高等学校本科教育工作会议,专门研究部署高等学校本科教育工作。把以往的“本科教学”转变为“本科教育”,进一步拓展了我国高等教育的内涵,对高等教育提出了更高的要求。在大学教学过程中,课程揭示了社会的核心意志和方向,课堂是教育教学的主阵地,只有课堂进行了革命,教育才能真正革新。教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见中指出,立足经济社会发展需求和人才培养目标,优化公共课、专业基础课和专业课比例结构,加强课程体系整体设计,提高课程建设规划性、系统性,全面提高课程建设质量。

1 目前大学有机化学课程教学中存在的一些问题

有机化学是化学、化工、医药和材料等专业的一门专业基础课程。是应用化学、材料化学、环境工程、医药卫生等相关专业的主干课程,是一门理论性和实践性都很强的课程。目前大学有机化学课程教学中主要存在以下几个问题:

第一,教书与育人脱节。近年来,随着学科的发展、专业的细化及社会需求的改变,教育功利化更趋明显,“重教轻育”已成为一种普遍现象。教师在教学过程中只注重知识传授,忽视学生品德培养,或将品德培养与课程分割,归于“思政课”的内容及学工老师,育人流于形式。

第二,学生学习方法不当、自制能力差、缺乏质疑精神等。孔子曰:学而不思则罔,思而不学则殆。这是强调思考对学习的重要性,没有独立的思考,就没有真正意义的学习,要真正学习必须学会独立思考。事实上,大学的学习应更加注重独立思考,勤于思考的精神。缺乏独立思考和质疑的精神,只懂得被动接受现有知识的后果是不利于知识的创新,也不可能有知识的创新。有机化学课程在传统教学模式下,课堂讲解内容太多,因学时数的限制,课堂中能够留给学生思考的空间太少,学生一味地被动接受,无法提高学生的学习能力以及培养学生的创新思维[1]

第三,教与学手段单一。有机化合物种类繁多,机理复杂,知识点散而乱,单一的教学方法与学习路径无法激发学生的学习兴趣,致使学生缺乏对知识的渴望,存在厌学心理。

要改变这种现状,必须从教学模式、教学方法和教学内容进行改革。因此,利用专业基础课程,实现对大学生目标培养的助力,是有机化学课程改革的目标和方向[2, 3]

2 具体改革措施

2.1 将品德培养融入有机化学课程的全过程,强化课程思政新理念

2018年五四青年节前夕,习近平总书记在北京大学师生座谈会上讲到:“大学是立德树人、培养人才的地方,是青年人学习知识、增长才干、放飞梦想的地方[4]。”“要把立德树人的成效作为检验学校一切工作的根本标准,真正做到以文化人、以德育人,不断提高学生思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养,做到明大德、守公德、严私德。要把立德树人内化到大学建设和管理各领域、各方面、各环节,做到以树人为核心,以立德为根本[5-7]。”

2.1.1 在有机化学教学大纲中,强调立足课程全面育人

将课程思政内容放进有机化学教学大纲中,强调结合课程全面育人。将课程育人–知识育人–实践育人的新方法体现在教学大纲的各个部分。强调在课堂教学中结合课程内容教书育人;在创新实践环节中言传身教实践育人;在课外活动中通过讲座、座谈,沟通互动,知识育人。

2.1.2 在有机化学教学过程中结合课程内容全方位育人

在有机化学教学中结合有机化学发展史、科学家的故事、诺贝尔化学奖的发展沿革、有机人名反应以及我国科学家在有机化学中的贡献等,将“价值引领”与“兴趣导向”相结合,引导学生树立正确的人生观、价值观。

例如,在学习Clemmensen和Wolff-Kishner还原法时,介绍以我国科学家黄鸣龙的名字命名的反应对工业化生产的巨大贡献。在讲立体化学时,介绍我国第一位诺贝尔生物医学奖获得者屠呦呦,并让学生了解青蒿素发现的艰难过程,以及青蒿素对疟疾治疗的作用,强调其相当于拯救了620万人口生命的意义。还有在讨论酰基化反应应用时,强调科学技术的两面性,酰基化产物是合成药物很重要的中间体,但也可以用于制备毒品;合成偶氮染料降低了染料成本,使生活色彩斑斓,丰富多彩,但也被人作为食品添加剂,带来食品安全的隐患等。通过一个个案例的分析,让学生明白做科学研究的人必须有高尚的人品,才能成为对社会有用的人。

2.1.3 在课外和学生保持密切联系,及时进行思德育人

在课外通过座谈、学生参与教师科研团队、教师指导学生“三小”(小发明、小制作、小创作)等形式,和学生保持密切联系,举办化学与人生、化学与生活、有机化学与环境污染、有机化学与食品安全等专题讲座,深入学生,与学生互动,了解学生的思想动态,及时进行思德教育,让学生既学习知识和技能,训练方法和思维,更培养精神和品德。在教育学生如何做学问的同时,教给学生如何做一个合格的社会人。

2.2 建立完整的、动态的有机化学知识体系,培养学生科学的发展观,提高逻辑思维能力

追根溯源,从有机化学的起源、逐步发展完善的过程,了解事物发展变化的内在规律,让学生了解内因是事物发展的依据;以有机化合物结构中核外电子的分布、转移、结合为切入点,形成结构(微观)→反应(宏观)→应用的完整体系,使学生从反应本质上认识、理解和学习有机化学,深刻体会“有机的整体”一词,培养学生的科学素养;以反应机理为主线,组织教材内容,将反应机理、取代基效应、影响因素等一并讨论,帮助学生理解外因是事物变化发展的条件,对事物的发展起加速或延缓的作用,让学生明白事物的发展是内因和外因共同作用的结果,提高辩证思维能力。例如,在讨论烯烃的化学性质和Markovnikon规则、芳烃的性质以及定位基规律时,让学生从内因(物质结构)和外因(取代基、反应试剂、反应条件等)的相互作用来解释有机化学反应规律;在学习亲核反应中,从卤代烃、醇、酚、醚的亲核取代反应,到醛、酮的亲核加成反应,再到羧酸及其衍生物的亲核取代反应(实际为亲核加成反应+消除反应),阐明事物的螺旋式递进变化发展规律。

同时针对有机化学知识“广而深”的特点,在每一章节内容的学习过程中,以官能团分类为横线,物理、化学性质为纵线,帮助学生理清知识脉络,鼓励学生制作思维导图,将各知识点的联系与区别连接起来,引导学生通过总结梳理提高学习效率,提升归纳总结及逻辑思维能力。

2.3 形成“四问一导”的有机化学课堂教学方法,培养学生的思辩能力,提高学生的专业水平

教与学是双方面的互动过程,如果教师在上面兢兢业业地讲,下面学生心猿意马,应付了事,结果是费力不讨好。大学学习的结果最终需要体现在学生的能力上,讲授的知识和分析问题的方法不是停留在教师的身上。因此,必须打破满堂灌的教学模式,充分调动学生的积极性,让学生主动参与到教学过程中来,鼓励学生独立思考,培养学生批判性和创造性思维能力。本课题组在有机化学课堂教学过程中,采用了启发式问题法、设问式问题法、演绎式问题法、归纳式问题法及以问题为导向的典型案例和专题讨论的“四问一导”教学模式(如图 1所示),培养学生的思辨能力,开拓学生的创新意识。

图1

图1   “四问一导”的有机化学课堂教学方法


表 1给出了问题导向的部分典型案例。同时,通过增加讨论课、研讨课的比例,让学生主动参与到教学过程中来,共同分析问题、解决问题,培养学生的严谨思维和科学态度,提高学生的专业水平。

表1   问题导向教学案例

教学模式教学主题提出问题教学目标
启发式问题法苯的结构及化学性质将苯与不饱和烃结构进行比较,启发学生思考:苯的结构如何?它与不饱和烃的结构有什么不同?为什么苯具有相当的稳定性等启发学生根据物质的结构进行性质的探讨,培养勤于思考的精神
设问式问题法芳烃化学性质先设问:芳烃进行化学反应,首先断裂σ键还是π键?是亲电取代还是亲电加成?一取代后苯环上另外三种氢,哪个首先反应?一取代后反应速度比原来快还是慢等在设问的基础上引导学生如何分析解答问题,培养学生的思辩思维
演绎式问题法卤代烃反应机理先摆事实:碱的浓度对反应速率的影响,不同卤代烃在不同的条件下水解反应速率不同,产物不同等。后演绎出问题:如何解释这些实验事实?卤代烃的亲核反应可能的途径有几种?影响因素又是什么等引导学生由事实演绎出问题,从而得出结论,提高分析问题、解决问题的能力
归纳式问题法醛、酮的亲核加成反应醛、酮可与含氧的亲核试剂、含硫的亲核试剂、含碳的亲核试剂、含氮的亲核试剂等反应,找出其中的规律引导学生从众多反应中找出反应规律,提高学生归纳总结能力

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2.4 将信息技术与教学手段相融合,激发学生的学习能动性,培养学生良好的专业素养

近年来,慕课、微课和翻转课堂等多种新型教学模式在世界范围内迅速兴起。当今的数字化时代对高等教育教学提出了新的要求。习近平总书记在北京大学师生座谈会上谈到,“随着信息化不断发展,知识获取方式和传授方式、教和学关系都发生了革命性变化[4]。”高等教育改革既不能简单否定传统模式,也不能拒绝新技术、新科技的使用,而应该把传统学习模式的优势和网络学习模式的优势结合起来,发挥各自的长处。

我们在泛雅学习通、智慧树和学校网络教学平台建设了有机化学网络课程(图 2),将教师授课的视频、课件、教案全部在网站上公布,同时可以在网站上进行发布通知、布置作业、个别答疑辅导、讨论、单元测验等教学全过程,以及进行课堂签到、抢答、选人回答、问卷和测试等操作,激励学生学习的积极性,提高学生自主学习的能动性,进而培养学生良好的专业素养。

图2

图2   有机化学网络课程


2.5 建立多元化的考核体系,综合评价学生的学习过程,培养学生持续稳定的学习能力

在有机化学考核过程中,本课题组在考试题型、考试内容、考试方式上进行改革,由注重知识点的考查转变到注重创新思维和能力的考查。考试方式实行多元化的考核体系,对于选讲内容还可以采用小论文的形式,注重学习过程的形成性评价,激发学生学习的积极性、主动性,提高学习效果[8]。多元化考核体系包括:多维度(课内课外),多方法(笔试、口试),多形式(线上、线下),多手段(督促、评价、考核)的考核体系(具体如图 3所示)。将学生的学习效果作为关注的焦点,考核学生学到了什么,学会了什么,重在培养学生持续稳定的学习能力。

图3

图3   多元化考核体系

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3 教学效果

通过一年有机化学的学习,学生不仅培养了良好的学习方法,提高学习和创新能力,同时形成了高尚的品德修养,构筑科学的思维方式。学生能运用科学的学习方法独立地获取知识和能力,有效地分析和解决实际问题。

3.1 学生表现出对有机化学极高的学习兴趣,学习成绩明显提高

在多元化的考核体系过程中,学生均表现出很好的积极性和参与度,展现出良好的学习状态,获得很好的考评结果。同时,期末测试在考题难度略有提高的前提下,卷面通过率由原来的70%左右提高到90%以上,优秀率也明显增加,具体如图 4所示。体现了能力和品德同时培养的教学改革过程中,学生的学习兴趣、学习能力和学习效果均有所提高。

图4

图4   考试通过率、考研率和就业率一览表

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3.2 学生创新能力培养成效显著,升学和就业率水平提升

在完成有机化学课程学习之后,学生参与创新实践积极性提高,创新成果明显增加。有学生表示,能力与品德的同步培养,使他们具有了创新性思维,能在脑海里构建自己的知识框架,原本零散的知识点都慢慢形成了体系,理解了多种学习方法的运用,各个学科自然融会贯通。近三年,我院学生参与“三小”项目就有126项,其中与有机化学有关的有76项(图 5)。同时,本专业学生考研率和就业率由2015年的15.3%和86.0%分别提升到25.0%和98.3%。

图5

图5   学院“三小”项目参与度


3.3 教师育人水平提高显著

在能力与品德同步培养的有机化学课程教学改革与实践这一过程中,有机化学课题组教师教学理念发生了转变,教学能力得到了提升,在教学改革方面获得重要成果。有机化学课程在2014年获得省精品资源共享课程,2016年获得省精品在线公开课程,2018年获学校教学成果一等奖,2019年获省级教学成果二等奖。有机化学教师在江西省首届微课比赛中获得一等奖,全国首届微课比赛中获优秀奖,在首届全省高校移动教育大赛中获移动先锋奖。在学校讲课比赛中获一、二、三等奖,多人次获得学校优秀主讲教师称号。

4 结语

大学是立德树人、培养人才的地方,是青年人学习知识、增长才干、放飞梦想的地方。大学教育的核心内涵在于既传授知识和技能,还训练方法和思维,更培养精神和品德。学习能力要求一个人不仅要学习宽泛博学的知识,还要学会学习的方法,树立终身学习的理念,与时俱进。我们要立足于“既传授知识和技能,还训练方法和思维,更培养精神和品德”的大学教育核心内涵。通过能力与品德同步培养的有机化学课程改革,将学生培养为既熟练掌握了专业知识,又能适应经济社会发展需求,具有创新意识和创新能力的高素质、高能力和高品德的社会主义事业建设者和接班人。

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