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浅谈食品专业《有机化学》课程教学改革探索

来源:教育教学论坛     2019-3-18 20:48:45      点击:

陈金磊 于泓

摘要:本文就食品专业的有机化学课程进行了相应的教学改革探索。改革主要是针对食品专业有机化学课程现存的主要问题提出的,对于课程学时少的情况采取了增加隐形课时的办法解决;对于现存教材与课程设置不匹配的问题,提出以教材为纲,适当增补授课内容以解决;在教学技巧上提出了重视培养学生自主学习能力和增加教师自身的人格魅力,用来在情感因素上影响学生的学习动机;在课程考核方式上采取灵活的方式,综合考虑到学生的平时表现。

关键词:有机化学;食品科学;改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)39-0147-02

《有机化学》课程是高等院校的化学、化工、生物技术、环境和食品等专业的专业基础课程。在各专业的课程体系建设中占据举足轻重的位置。本文所述教学改革探索方案虽然主要针对新工科院校的食品科学与工程专业,但对其他相关非化学专业同样具有一定的參考价值。

食品专业开设的有关化学的课程(以笔者学校为例)包括但不仅限于如下课程:无机及分析化学、有机化学、食品化学、食品微生物、生物化学、食品工艺学、毒理学营养学、食品分析、原料学和现代仪器分析等。有机化学的开课顺序是排在无机化学之后的第二门化学相关课程。如果说无机化学课是化学的入门基础课程,那么有机化学课则是食品科学的入门基础课程,学好有机化学对未来相关课程的顺利开展意义重大。笔者认为鉴于有机化学的课程定位,有必要针对教学过程中遇到的问题进行相应的改革。

一、增加隐形课时

总课时较短是食品专业面临的第一大问题。有机化学课在化学专业要开设两个学期,总学时超过100节,而食品专业的有机化学课只开设一个学期,与化学专业比,学时缩减超过一半。众所周知,有机化学内容繁复,如面面俱到,则势必浅尝辄止;如选讲重点章节,则势必粉碎有机化学的内在逻辑,增加学生的学习难度。针对这一问题可以用增加隐形课时的办法解决,简单讲就是布置课外作业。每堂课结束后都可以留课外作业。作业形式不限,可以是文本形式的考题也可以是在线做题,虽然增加了教师的工作量,但可显著提升教学质量。

二、以教材内容为纲,适当增减讲解内容

有机化学教材较多,但没有食品专业专用的教材。现有教材大多以官能团来分类,分成十几章来讲解,对于刚刚接触有机化学的大学生来讲,难于理解和记忆。笔者将有机化学讲授内容按新形成键的电子的反应前后状态变化来分类,简化了课程章节。电子的转移是有机化学反应的本质,理解电子的行为就是从根本上理解了有机化学。因此笔者在刘在群教授给出的分类方式[1]的基础上,有目的地进行了相应的增减,现将食品专业有机化学课讲授内容做了如下整理。

(一)基础知识准备

有机化学是研究电子行为的科学,通过了解一些天体物理学知识,可以定性的了解电子与电子之间的斥力关系和电子与核之间的引力关系;另外无机化学中的部分内容也要重新讲解,如:C、H、O和卤素等原子的核外电子排布,杂化轨道理论,价层电子对互斥理论和分子轨道理论等。

(二)有机化学基本理论

本部分主要介绍有机化合物的结构及构象,各个官能团的命名和氧化、还原、聚合等基本反应。这部分内容比较散,可以从电子结构简单的甲烷开始讲解,逐步过渡到炔烃聚合。期间涉及到立体化学部分要占课时比例稍高些,这部分内容在食品科学专业未来的课程中,如:食品化学、生物化学、毒理学营养学和食品分析,都有重要应用。

(三)成键电子在反应前为π电子,反应后为σ电子的反应

这类反应即加成反应。从电荷行为上又分为亲电和亲核两类。亲电的加成主要包括烯烃和炔烃的C-C不饱和键的加成;亲核的加成主要是醛酮、羧酸及其衍生物的C-O不饱和键的加成。这类反应在总体上看是能量高的π电子变成能量低的σ电子,最终体系能量降低,较易发生。

(四)成键电子在反应前为σ电子,反应后还是σ电子的反应

这类反应即取代反应。从电荷行为上同样区分为亲电和亲核两类。亲电的取代主要研究的是芳香烃。因为具有芳香性,不饱和键难于加成,所以芳香烃主要发生取代反应;亲核的取代主要研究的范围是卤代烃、醇、酚、醚和脂肪胺,这些化合物的特点是具有极性共价键,利于发生亲核反应。这类反应从总体上看是能量低的σ电子变成能量低的σ电子,体系最终能量并未有明显改变,因此较加成反应难发生,而且反应往往可逆,需要控制产物脱离反应相以确保反应进行彻底。

(五)成键电子在反应前为σ电子,反应后为π电子的反应

这类反应即消除反应。从总体上看反应后的能量是升高的,在热力学上并不利于反应,因此反应条件要求较高,往往需要加热和强碱性条件。

按照以上五部分的分类方法去讲解可以简化有机化学课章节数,在较短的时间里有利于学生接受并记住有机化学知识,有效帮助学生构建属于其自己的有机化学体系。讲授内容删掉了现代波普分析和周环反应部分,氨基酸和糖的部分均只介绍命名结构和最常见的基本反应。

三、课堂讲授方式改革探索

有了充足的课时和简明扼要的讲授内容作保证,最终影响课堂教学质量的就是课堂讲授方式与技巧了。初入大学的学生并不能很好地适应大学的学习节奏,仍然具有中学里依赖课堂的学习习惯。很多同学没有课前预习和课后反思的过程,而人类学习知识是通过反思学习的,并不是课堂上的直接学习,所以相对课堂的讲授,更重要的是学生们的课后复习反思。因此课堂讲授过程中一个重要的环节是引导学生学习方式的转变。教会学生如何去学习,不仅仅是增加效能感,而是切实地引导学生从“读书”到“思考”再到“开悟”的过程。

每堂课45分钟,前15分钟和最后5分钟的状态最好,注意力最集中,所以充分利用这20分钟来讲解新知识点和难点,中间的25分钟可以通过一些教学技巧来带动学生参与到教学活动,改变学生脑电波状态,提升注意力。

在沟通与反馈方面,很重要也很容易被忽略的是记住学生的名字。被记住名字可以很大程度的提升情感因素,从而课堂教学质量也就会相应的提高。

另外提升情感因素还可以采用幽默的方式。幽默的人是具有人格魅力的,因此增加幽默感可以很容易的提升个人魅力,从而提升学生学习的情感因素。幽默除了有助于提升情感因素外还有一个很重要的作用,可以醒脑。人在笑的时候,身体会分泌β-内啡肽,这种物质被称为无副作用的兴奋剂,在学生学习疲劳的时候,β-内啡肽可以起到恢复学生学习状态的作用。

四、考核方式改革

在传统的考核方式中,期末成绩中期末考试所占比重较高,有些达到100%。笔者认为一门课程的学习,除了最后的考试成绩很重要外,平时的表现也很重要。所以笔者采用的是平时成绩占总成绩的40%,期末考试成绩占60%。平时成绩包括考勤、作业和平时课堂提问,总共占40分,其中考勤占10分,全勤的同学即可得10分,旷课一次减掉5分(成绩册上以“-”表示),最多减10分;每次正确回答出课堂提问加2分(以“+”号表示);按要求完成作业每次加2分(以“+”号表示)。这样设置考核方式既充分考虑了学生平时的课堂表现,又不失公允,让平时成绩有据可查,因此考虑了平时表现的综合成绩能够很好的反映出学生整个学期的学习情况。

参考文献:

[1]刘在群.有机化学学习笔记[M].北京:科学出版社,2008.


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