《精细有机合成》课程教学改革探讨

摘要 阐述了《精细有机合成》课程的重要性、课程组成及内容，分析了传统教学过程中存在的问题，提出了《精细有机合成》教学改革方案：精彩《精细有机合成》“第一课”；改革教学方法与教学手段激发学生的学习兴趣和热情；探索式教学方法的应用探索；设置综合、设计型实验培养学生实践能力；加强实践环节强化学生创新能力；改革考试形式提高学生综合素质。

关键词: 精细合成,轻化工程,教学改革,创新能力,培养提升

根据我校“建立国内一流、国际知名创业型大学”的发展战略目标，面向培养创新创业人才需求，主动适应国家转型升级的发展需求，努力探索\"高标准、厚基础、宽口径、创新强、高素质\"的新型人才培养原则，围绕复合型、创业型人才培养工作重心，优化人才培养方案，全面提升本科教学质量，为我国经济建设、科技发展和社会需求，培养出富有创新创业精神、国际视野的创新型人才。为此，我校本科教育强调“三个坚持”，即坚持德育为先，增强德育工作的针对性和实效性；坚持能力为重，着力提高学生的学习能力、实践能力、创新能力；坚持全面发展，使学生成为德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。同时，我校本科教学强调“三个注重”，即注重学思结合，倡导探究式、案例式、启发式教学，帮助学生学会学习；注重知行统一，坚持教育教学与生产劳动、社会实践相结合；注重因材施教，关注学生不同特点和个性差异，发展每一个学生的优势潜能。

《精细有机合成》是轻化工程专业的一门专业基础课。一般安排在第四学期开设。设置本课程的目的是使学生在有机化学基本理论的基础上,学习并掌握精细有机合成理论基础、精细化学品制备过程中的典型单元反应以及逆向合成分析等1-3]。

一、传统教学中存在的问题

传统教学过程存在以下几方面的问题：

[

第一，教师本位意识太浓，教学方法单一，教学过程中以教师中心、以学科为中心、以理论为中心，不注重发挥学生自主学习的主动性。传统的教学活动主要使用讲授法或讲练结合法等“满堂灌”的教学方法，把教学重点放在磺化、硝化等单元反应原理和反应影响因素的罗列与讲解上，学生学习动力严重不足，始终处于被动状态，无法激发出学生自我学习的动力。第二，理论与实践严重脱离。第三，考核方式单一。很少关注学习过程而过度关心学习结果，不能全面、客观地体现学生的学习成绩。第四，教学中对学生的个性特征关注程度不够。笔者从2005年开始承担精细有机合成课程的理论教学，有丰富的教学经验，并积累了一些心得与体会。

二、精彩“第一课”

万事开头难，有一个良好的开端是非常重要的，讲课也不例外，那么第一堂课该讲什么呢？该怎样讲呢？我认为首先应简要介绍《精细有机合成》与《有机化学》两门课程的关系：《有机化学》是方法、是手段、是工具，而《精细有机合成》则是工具的具体应用，是将《有机化学》中的方法投射于精细化工这一领域，来合成我们所需的各种精细化学品。另外，《精细有机合成》课程还具有承上启下的作用，在以后的学习中，学生还会进一步学习其他化学课程，如《表面活性剂化学》、《染料化学》等，在系统掌握了精细有机合成的基本理论之后，更有利于学生学习上述课程。然后强调《精细有机合成》课程与轻化工程专业的关系。轻化工程专业的加工过程要使用到大量的精细化学品，其由精细有机合成单元反应制备获得。如染料及染料中间体、渗透剂BX 或拉开粉等表面活性剂，荧光增白剂的制备。这样就能够激发学生学习的兴趣，提高学习的热情，兴趣和热情是学好一门课程的催化剂。最后，介绍本课程的内容安排(以王国伟主编《精细有机化学品合成原理及应用》为准) 3]。

讲好第一堂课，只是万里长征迈出了第一步。除了教师本人的热情和耐心外，还需要掌握如下方法：第一，阶段性“串联”；第二，对内容较多的章节进行总结；第三，挖掘章与章之间的关系。

三、探索式教学方法在《精细有机合成》教学中的探索

[

探究式教学是指在整个教学过程中，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，通过为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。目前，探究式教学已经大量应用于高等学校各专业基础课程、专业课程的教学过程中4-7]。但是由于轻化工程专业的独特性，本校轻化工程专业方向的特点，《精细有机合成》课程的专业性，不可能生搬硬套，必须考虑到本专业学生的实际情况，根据探究式教学的实施过程要点，优选探究主题、科学知识要点，监控实施过程、评价教学效果，实现探究式教学方法在培养轻化工程本科生创新能力的促进作用。

将《精细有机合成》理论教学分为三个部分：精细有机合成理论基础（包括精细化学品制备所涉及的有机反应基础知识、有机反应理论）、精细有机合成单元反应（包括磺化、硝化、酰化、还原、氧化、氨解反应、酯化、缩合、环合反应等）、有机合成逆向分析及应用（包括有机合成基础知识、逆向分析设计技巧、有机合成逆向分析应用）。

利用20学时完成上述三个部分的理论课内容，为探究式教学的开展奠定基础。并确定两个探究主题：分别是缩合反应中的荧光增白剂PEB的制备、反应原理、应用；分散黄114的制备、反应原理、应用。这两个主题为有机合成逆向分析及应用服务，因为对荧光增白剂PEB和分散黄114的制备、反应原理的分析就是通过有机合成逆向分析来完成。布置任务后，让学生利用学校图书馆资源，分析荧光增白剂PEB和分散黄114的结构特点、制备路线、反应原理，并采用有机合成逆向分析来完成，拓展其应用，分析其可能的反应原理、副产物，如何提高反应产率等。

通过探究式教学的实践锻炼，锻炼了同学们的科学思维和科研能力，增加了同学们学习的积极性；锻炼学生获取知识、发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的科研能力及素养；进一步激发学生的自主学习动力，最大幅度调动学生学习的主动性以及学习的效率。

四、《精细有机合成》课程教学改革探讨

[

《精细有机合成》课程涉及的内容很多,包括精细有机合成原料的来源、精细有机合成反应理论、有机合成逆向设计的基本原理和方法。该课程具有知识面广、内容多、理论性强、应用性强等特点。如何积极引导学生,充分发挥他们的学习积极性与主动性,开发其创造力, 有必要教学相应的教学改革，笔者认为这样从以下四个方面着手。

1、改革教学方法与教学手段 激发学生的学习兴趣和热情

教学的目的不是“教”，而是促进学生“学”。新的教学方法层出不穷，如合作学习、经验学习、服务学习、基于问题的学习等，总而言之，教学方法改革所追求的目标主要是激发学生的学习兴趣和热情、促进他们自学能力的提高、启迪他们提出问题的创新思维、锤炼他们分析和解决问题的能力。针对《精细有机合成》理论性强这一特点,可以尝试开展索授式、案例式、启发式及讨论式教学法8-12]。《精细有机合成》目前尚无统一的CAI课件，教师可根据实际情况自己制作部分章节,充分利用网上资源,引入最新动态及相关图片,利用计算机动画进行效果渲染。这种生动活泼的形式,使学生容易接受和掌握此外,针对某些与有机化学部分内容特别贴近的章节,如羟醛缩合反应、克莱森缩合反应等,可让学生先查阅资料,然后让同学走上讲台讲解,这样既能调动学生的主观能动性,增强他们的学习热情；也能培养学生查阅文献资料、整理资料及语言表达能力。

2、设置综合、设计型实验培养学生实践能力

目前,我专业的《精细有机合成》课程还没有设置相应的实验项目，造成理论与实践脱节，同时无法激发学生的学习主动性。改革的出发点首先应建立相应的实验平台,设置相应的实验内容。实验内容的设置必须根据本地资源及发展情况,并结合学校专业特点,开设出具有实用性和前沿性的实验,以激发学生的热情。此外还可以适当增加综合性实验,让学生经历从查阅资料 → 设计实验方案 → 产物及中间体的表征整个过程,之后在教师的指导下进行实验。这种做法不仅培养了学生查阅文献的能力,而且也锻炼了独立思考与动手的能力,为以后进行毕业论文实验、课外学术实践活动打下良好基础。鉴于现代社会注重团队精神,可进行分组实验,一方面可培养学生相互协作的精神,另一方面可降低实验资源消耗。

[

3、加强实践环节强化学生创新能力

我们以适应社会的需求和实践创新能力的培养为改革切入点，鼓励学生提早进入实验室参加科研和积极参加学术交流活动，加大实践性教学环节,重点培养学生的理论应用能力、问题解决能力、开发能力和创新能力，让他们获得自由探索的机会。可考虑课程结束后带领学生深入车间,较全面地了解工业生产设备运行、操作管理、产品研发、销售与售后服务等全过程 ,并进一步认识精细有机合成产品的小批量、多品种、多采用复配技术及技术密集度高等特点。为加强学生实践环节的教学与训练，可聘请企业专家为学生作实习指导；要求学生深入车间,定岗工作,真正了解生产实际,并结合自己所学知识,为企业解决难题,或提出一些建设性的意见 ,从而使理论学习与实践很好地结合。

鉴于《精细有机合成》应用性较强, 在注重学生实践和创新能力的培养中，充分发挥本科生导师制的作用，将实践教学和培养学生科技创新能力紧密结合。本科生结合自身需求和专业特长选择导师，参与科研活动，导师制的科研活动和大学生科技创新活动，在提高学生科研能力的同时，还有利于发现和解决学生在专业学习上的困难，深化教学效果，促进学生对基础知识的掌握和运用。还可考虑从低年级选出一些动手能力强,思维活跃的学生参与教师的科研与技术开发课题,或就讲课过程中的一些好思路,师生共同努力进行创新开发,做到既出成果,又出人才。此外,利用大四的论文时间,让学生直接参与教师的科研题目,独立完成实验设计和方法研究的全过程,并在实验完成后写出论文。这样能使学生在文献调研、实验实施及论文写作等诸多方面得到训练,提高了实践思维能力和解决实际问题的能力。通过以上不同阶段的实践教学,可锻炼学生的职业技能和科研能力,为以后择业打下良好的基础。

4、改革考试形式 提高学生综合素质

针对《精细有机合成》知识面宽的特点, 可以设置不同专题,让学生选择自己感兴趣的专题去查阅资料,以论文形式考核；或制成幻灯,为全班同学讲解,通过这种形式,既锻炼了学生检索文献的能力, 又锻炼了口头表达能力,对提高学生综合素质有利。此外,还可以采用知识竞赛的方式,对个人或小组进行考核。这种方式生动活泼,不仅能促进学生对课堂内容的掌握,而且能激励他们阅读更多的相

关资料,进一步扩展知识面。我们曾以竞赛的方式对学生进行了《精细有机合成》部分章节的阶段性测试：事先通知学生考试主题,让学生围绕主题去准备、查阅相关资料。考试时将学生分成几个小组,在前面的抢答题中胜出的小组优先选择题号,将其作为必答题由小组成员一一作答,最后再通过抢答形式决出优胜者。通过这种方式进行考核,学生不再把考试当成一种负担。在这种寓教于乐的过程中,学生由机械、被动求知转为积极、主动学习,从而提高了学习的主动性。

五、教学改革的效果

通过以上教学改革的实践探索，尤其是探究式、案例式教学模式的改革，增强了同学们的学习积极性，学生的课程考试成绩提高了，锻炼了同学们的科学思维和科研能力，同学们参加科学研究、参与大学生创新训练的积极性进一步提高，本科同学也参与发表了SCI论文，取得了很好的效果。

5.1学生的学业表现

分析了2014级和2015级轻化工程本科生的《精细有机合成》的期末考试成绩及缩合反应的知识点掌握情况。期末考试的不及格人数及不及格率率显著降低，2014级的不及格人数为15人，2015级的不及格人数显著降低为1人。2015级的80-89分，90分以上人数显著增加。缩合反应的知识点掌握情况（荧光增白剂PEB和分散黄114）明显提高。2014级的荧光增白剂PEB掌握情况为80%，2015级的荧光增白剂PEB掌握情况为100%。2014级的分散黄114掌握情况为78%，2015级的分散黄114掌握情况为96%。

5.2 本科生参与大学生创新实践项目

本科生参加科学研究、参与大学生创新训练项目的积极性显著提高，取得了较好的效果。2014级的参与组数是10组，参与度为62%；2015级的参与组数是11组，参与度为90%，绝大多数同学都愿意加入课题组，进行实践创新活动。2015级的11组大创项目中，有3项获得江苏省大学生创新训练项目资助，其中两组进入国创计划，大学生创新训练项目的质量也得到了进一步提高。

5.3 本科生发表SCI论文

近年来，张兴华、陈静、汤洋、陈露心、刘俊、蒋平、庞楠炯、曾进超、艾斌、张佳艺等本科生参与发表了4篇SCI论文。

参考文献

[1]郝素娥,范瑞清.精细有机合成单元反应与合成设计（第三版）[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2020．

[2]冯亚青,王世荣,张宝.精细有机合成（第三版）[M]．北京：化学工业出版社，2018

[3]王国伟,庄玲华.精细有机化学品合成原理及应用[M]．北京：化学工业出版社，2019．

[4]李永红,周艳梅.探究式教学法在物理化学教学中的实践-以“偏摩尔量”为例[J].化学工程与装备,2020,49(9):281-282

[5]杨蓉,钟世华,肖小明. 探究式案例教学模式在药物制剂工程教学中的实践研究[J].化学教育, 2018,39(16): 57-61.

[6]卢小玲.探究式教学法在有机化学教学中的应用与体会[J].卫生职业教育,2014,32(3):63-65.

[7]郭文宇,杨珂,钟锐锋,等.探究式教学法在有机化学反应机理教学中的应用研究 以卤代烃亲核取代反应机理为例[J].绵阳师范学院学报,2011,30(2):138-142.

[8]郝素娥,姚忠平,范瑞清,等.“精细有机合成原理”课程中“索授式”教学模式的构建与实施[J].当代化工研究,2021,21(17):132-134.

[9]吕会超,郑永军.精细有机合成单元反应课程教学方法探讨[J].广东化工,2011,38（6）：253-237.

[10]曹建蕾.案例教学在精细有机合成技术教学中的应用[J].云南化工,2018,45(12):163-164.

[11]韩福忠,贾丽华,贾利娜,等.案例教学法在精细有机合成教学实践中的应用[J].高师理科学刊,2017,37(2): 97-99.

[12]梁静,高宏峰,赵炜.案例教学法在有机合成设计课程中的应用探索[J].化工高等教育,2013,30(3): 63-68.

5