有机合成教学改革探索:有机合成教学设计

有机合成教学改革探索

关键词：有机合成；
教学改革；
探索 化学一直是自然科学的中心学科，有机化学又是化学中 最为重要的分支，而有机合成是有机化学的核心和灵魂。人 们的生活和有机化学的联系越来越紧密，从以前的有机试剂、 染料到近代的药物、维生素和高分子材料以及各种具有特殊 性能的现代材料等，大多数都是有机合成的产物，人类的生 活越来越离不开有机合成。有机合成历来都是各高校化学、 化工、医药等专业必修的课程之一，目的是为了培养学生通 过已有的知识解决实际问题的能力；
培养学生的自学能力和 互学能力；
培养学生独立思考、善于思考的能力。有机合成 课程主要是让学生掌握以下几方面的能力：1）掌握基本有 机反应，能够合成较为复杂的有机化合物；
2）分析和解决 实际生产中影响反应产率的因素，为降低生产成本和提高产 品质量提供技术支撑；
3）能够对已有产品结构进行修饰， 提高产品的附加值；
4）能够设计并合成结构复杂且具有较 强生物活性的药用化合物。有机合成已经成为化学、化工类 学生提升自己主要课程，大量的同行也针对有机合成的教学有教学经验的总结[1-10]。为了适应社会对创新性人才的需 求，使我们的教学质量能够满足社会对学生的要求，对我校 的有机合成课程进行了改革，主要对教学内容、教学方法与 考核方式进行了改革与探索，本文就所做的工作谈谈教学体 会和实践。

一、精选教学内容 教学内容决定了教学的层次和水平，而教材又是教学内 容的集中表现，选择与学生水平相适应的教学内容尤为关键， 是提高教学质量的基础。目前我国关于有机合成的教材相对 较少，且大多数都是60～100学时的，而我校的有机合成课 程的学时仅为48学时，要在有限的学时里完成教学目标，就 需要选择一本合适的教材。根据学校的要求：优先选择面向 21世纪教材、国家级规划教材或获得省部级以上奖励的获奖 教材。故我们选择由河南师范大学王玉炉教授主编的“十一 五”国家级规划教材《有机合成化学》，教材的难度和内容 相对于我校的学生和学时都略有偏高，难度较高可以提升我 们学生的水平，为将来的考研等做好铺垫，内容偏多可以通 过优化教学内容予以解决。该教材全书共11章，绪论指出有 机合成化学目前备受关注的一些研究领域，接下来介绍官能 团化和官能团转换的基本反应，然后介绍酸催化缩合与分子 重排、碱催化缩合与烃基化反应，之后对有机合成试剂、逆 合成分析法与合成路线设计、基团的保护与反应性转换、不 对称合成进行说明，最后介绍氧化反应、还原反应和近代有机合成方法。由于课时的关系我们对教学内容进行了分类、 分级，第一类是教师引导性的，例如官能团化、官能团转换 与有机合成试剂等，这部分内容主要是在教师的引导下复习 强化知识内容；
第二类是重点讲述部分，例如：酸碱催化缩 合、逆合成分析法与合成路线设计等，这部分内容教师先通 过典型案例进行讲解，培养学生的思维方法和习惯，随后再 对大量的例题进行分析解剖，使学生对于较复杂化合物的合 成形成基本的解题思路；
第三类是学生以自学为主，教师答 疑为辅的，例如：氧化还原反应、合成方法等，这部分知识 主要是以记忆和拓展方法为主，相对学习难度较小，故在学 时不足的情况下，以培养学生自学能力为主。这样可以在较 少的课时内完成教学内容，同时学生的知识面、分析问题和 解决问题的能力都有提高。

二、改进教学方法 先进的教育思想、理念是优秀教学方法产生的源泉，随 着互联网的普及，知识的来源和方式更加丰富多样，我们要 改变以往对教学主要任务是知识传承的片面理解和认知，随 着知识大爆炸时代的到来，教育主要是培养人们如何获取对 自己有用的知识，更有效的从大量的知识中筛选出对自己发 展有用的信息。教学方法的先进与否，直接影响创新人才的 培养。如果不对落后的教学方法进行大的改革，培养创新人 才就将成为一句空话。因此教学方法的改革是十分必要而又 十分迫切的，可能是今后教学改革、质量提高的一个切入点和突破口[11]。教学方法多种多样，每种教学方法都有自己 优势和特色，怎么样找出适合学生的教学方法至关重要，笔 者认为结合教学实际将多种教学方法有机的结合起来，发挥 每种教学方法的优点，摒弃其劣势，提高教学质量。有机合 成设计是一门理论性强、综合性强的课程，也是较为难学的 课程，容易让学生丧失学习兴趣。为了让学生学好此门课程， 就要增加他们的学习兴趣，首先通过对有机化学主要内容的 简略复习增加学生对课程的熟悉感和亲近感，这部分我们主 要依靠讲授法进行教学，既用较少的时间又迅速提高了学生 的信心和对有机合成的兴趣。其次在学习缩合反应和重排反 应时，上课要适时的应用讨论式教学方法增加学生对课堂教 学的参与度，进一步提高学生的学习兴趣，比如在教学中给 学生讲授Beckmann重排，以A为例将解，讲解后就让学生进 行随堂练习，做B和C进行练习，并让学生讨论为什么结构如 此相似的两个化合物在相同的反应条件下结构却不同，加深 对Beckmann重排的理解，提高教学效果。再次在学习合成策 略时应用启发式教学方法，拓展学生的思维和对合成的全面 理解，提升学生对知识理解的深度和广度，激发学生的学习 欲望，比如在化合物D逆合成分析中可以分别在C1-C2，C2-C3 之间切断，切断后每部分都可以为正负合成子，引导学生思 考那种切断方式合理，得到不同的合成子，那个有合适的试 剂可供使用，首先通过简单的例子引导学生的思维发散，学 生讨论后老师再分析每种方法的可行性与优缺点，通过这种启发式教学使学生对合成的理解不再是简单的设计一个路 线，而是综合考虑以下几点：1）反应步骤尽可能少；
2）每 一步的产率尽可能高；
3）反应条件尽可能温和，易于达到；

4）中间产物和最终产物的分离纯化容易进行；
5）起始原料、 试剂尽可能廉价易得，反应时间尽可能少；
6）新理念：绿 色、原子经济效率等，这样才能培养出适合社会发展需求的 实用型人才，完成大学的根本使命。最后在讲复杂化合物合 成时主要采取赏析式案例教学法，举几个具有代表性的化合 物的全合成方法，通过讲解让学生了解科学家在做全合成时 的方法和技巧，慢慢领悟其中的奥秘，使学生对有机合成的 认识有感性向理性转变，比如我们在教学中增加了学生熟悉 的2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦发现的青蒿 素E的合成，共有九种的全合成和5条半合成的方法与策略 [12]，通过这些例子的赏析拓展了学生的思维方式和空间， 对于投身科学研究打下了坚实的基础。教学中多种教学方法 的联合使用使教学效果进一步提升，学生学习的积极性和学 习效果得到大幅改善，提高了教学质量。

三、改革考核方式 教育的目的不是培养“考生”，而是培养“学生”。“考 生”是以“学会”为目的的寻找已知世界现成答案者；
“学 生”是以“会学”为手段的探索未知世界者[13]。考核是教 学的重要环节，是评价教学质量的重要依据。科学有效的考 核方式能够促进教与学，有机合成这门课程对于普通二本学校的学生是相对较难的，而传统的期末闭卷考核方式不能真 实有效的反映学生学习这门课程的所付出的努力和对知识 掌握的掌握程度，从而打击学生学习积极性，为此我们对考 核方式进行了改革，将原来平时成绩的比例由30%升至40%， 其中包括考勤20%、作业30%、课堂互动及讨论20%和单元测 验30%，将原来期末考试成绩比例由70%降至60%，试题中60% 是基础知识，主要以完成反应方程式、反应机理等形式考查， 20%～30%是中等难度的知识，主要以合成题的形式；
10%～ 20%是较高难度的，以逆合成分析形式进行考查，试题有4～ 8试题，要求学生从中选取2～4进行作答，可以更加合理科 学的评价学生，对学生的学习起到促进作用。通过有机合成 课程的教学改革，构建有机合成的创新性教学体系，能全面 实现有机合成教学目的，激发学生们的求知欲望和探索精神， 将有利于培养学生的独立思考、独立解决问题的能力，提高 学生的综合素质，为在将来的工作中发挥骨干作用打下良好 的基础。同时对于提高有机合成及有机化学教师的教学水平 上起到一定的作用。

参考文献：
[1]刘平,刘岩,谢建伟,等.《有机合成化学》课程教学 改革与实践研究――以石河子大学应用化学专业为例[J]. 时代教育,2015(1):207. [2]库尔班江,欧阳艳.有机合成教学内容及教材体系的 改革与实践[J].化学教育,2015(2):16-18.[3]李江胜,李浔,黄朋勉,等.逆合成分析法在精细有机 合成工艺学教学中的应用[J].广州化 工,2010(7):254-255,265. [4]张泽,吴之传,陶庭先.工科化学有机合成教学内容 优选之探讨[J].滁州学院学报,2010(5):106-107. [5]石文艳,董小飞.有机合成新方法课程教学实践与探 索[J].中国科教创新导刊,2009(32):22.