童永芬 黃智敏 邢秋菊 曾桂生

摘 ?要：為了提高課堂教學的質(zhì)量與效果，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才，對精細有機合成課程進行了改革研究。文章從課程內(nèi)容的整合、開展專題討論、利用網(wǎng)絡教學平臺、科研反哺教學、改進考核方式等方面介紹了教學改革過程。通過教學改革與實踐，提高學生基本知識、科研技巧和創(chuàng)業(yè)技能，激發(fā)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)動力，挖掘?qū)W生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛質(zhì)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);精細有機合成;課程體系改革;人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）22-0125-03

Abstract： In order to improve the quality and effect of teaching， cultivate new type of innovative and entrepreneurial talents， this article develops the curriculum system reformation of fine organic synthesis course. Some teaching reforms were introduced in this paper， such as integrating the contents， developing the discussion course， using the network teaching platform， introducing scientific research， and improving the examination methods. Through the practice of teaching reform， students' basic knowledge， research and entrepreneurial skills have been improved， capability of innovation have been stimulated， so as to further excavating students' innovative and entrepreneurial potential.

Keywords： innovation and entrepreneurship; Fine Organic Synthesis; curriculum system reformation; personnel training

近年來，隨著“創(chuàng)業(yè)基礎”課納入本科必修，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育成為當今高校教學的核心內(nèi)容之一。[1]在教育實施過程中，需要以具體課程作為載體來完成大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念轉(zhuǎn)化為教育實踐。完整的課程體系是實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的關(guān)鍵，一些基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)課程體系改革，已經(jīng)取得了較好的教學效果和育人成績。[2，3]但是不同高校和不同學科仍存在實施方式差異大、取得效果參差不齊等問題，因此，對于某些課程的改革仍然有待完善和加強。精細有機合成課程是高等院校化學化工及相關(guān)學科的專業(yè)方向課程之一，是基礎有機化學課程的延伸。由精細有機化學品的合成、工藝路線的優(yōu)化，及眾多有機合成單元反應組成，既是創(chuàng)造新分子的主要手段和工具，更是一門基本理論和生產(chǎn)實踐相結(jié)合的學科。[4，5]基于我校化學類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標，為了提高課程教學的質(zhì)量與效果，使之既能滿足社會發(fā)展對新型化工人才的需求，又能調(diào)動學生的學習主動性和求知欲，我們從精細有機合成課程的教學內(nèi)容、教學方法、教學模式和考核方式等方面進行了改革，強調(diào)前沿知識的引入，注重科學思維的形成，突出本科生創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，在實踐探索中取得了一定效果。

一、整合課程內(nèi)容

精細有機合成化學涉及的單元反應內(nèi)容多、反應機理理論性強且學時有限，在教學過程中學生往往覺得內(nèi)容繁雜，難以完全掌握。在課程體系上，既需要學習精細化學品生產(chǎn)過程中的重要單元反應，又應該掌握有機合成的基本理論及技術(shù)基礎，需要對教學內(nèi)容進行相應的調(diào)整。

（一）增加逆向合成內(nèi)容

精細有機合成的任務是以基本有機合成工業(yè)中得到的簡單有機物為原料，合成一些結(jié)構(gòu)比較復雜的、具有特定用途的化合物。學生雖然在前期經(jīng)過基礎有機化學的學習，掌握了許多經(jīng)典的有機反應，但對于如果運用這些反應到實際合成中缺乏系統(tǒng)的認知和理解。因此，本門課程有必要強調(diào)如何利用相關(guān)反應合成目標分子，設計一個目標分子的合成路線有哪些內(nèi)在的規(guī)律性。通過增加逆向合成法的教學內(nèi)容，促使學生掌握復雜化合物的設計技巧。逆向合成法是指在設計有機化合物合成路線時，由合成的目標分子反向一步一步推導到需要使用的起始原料。[6]這是一個與合成過程相反的路徑。在逆推過程中，通過對結(jié)構(gòu)進行分析，將復雜的分子結(jié)構(gòu)逐漸簡化，從而推導至較簡單的合成原料，獲得可行的合成路線。通過逆推思維的建立，使學生能夠全面掌握有機化合物結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，更系統(tǒng)深刻地認識有機合成的內(nèi)在聯(lián)系，懂得如何通過縝密的邏輯思維設計一些精細化工產(chǎn)品的合成路線。有利于提高學生分析問題、解決問題的能力并進一步建立創(chuàng)新思維。

（二）補充企業(yè)生產(chǎn)與科學研究的前沿知識

根據(jù)精細有機合成的前沿進展，不斷更新授課內(nèi)容，增加一些先進的生產(chǎn)工藝及合成技術(shù)手段，將課堂教學與生產(chǎn)實際有機地結(jié)合在一起，完善課程體系。讓學生了解到黑板上一個簡單的化學反應在工業(yè)生產(chǎn)過程中竟然需要多管道和多工序來完成。同時將課題組成員科研成果及相關(guān)的研究性教學內(nèi)容引入到課程教學中。通過各方面課程內(nèi)容的調(diào)整，使學生了解到理論和實踐應用之間的聯(lián)系與區(qū)別，為畢業(yè)后從事實際工作奠定基礎。而且注重將國內(nèi)外生產(chǎn)中的相關(guān)最新研究成果及時地充實到教學內(nèi)容中，潛移默化地擴展學生的知識面。

（三）滲透低碳經(jīng)濟與綠色合成理念

進入二十一世紀，人們更加注重產(chǎn)品的質(zhì)量和應用性能，隨著全球礦物資源的日漸枯竭和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，人們對化學工業(yè)發(fā)展的歷程正在進行深刻的反思。不少化學工業(yè)，特別是精細化學工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生廢物排放和一些化學品的濫用，給整個生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的不良影響。如傅-克反應中的路易斯酸催化劑對設備腐蝕嚴重，對人身產(chǎn)生危害，具有致癌物質(zhì)的苯胺曾經(jīng)作為合成染料的重要中間體，有機反應使用的苯、氯仿、醚等揮發(fā)性較大的有機溶劑嚴重影響大氣污染。并且，精細有機合成的原料主要是煤、石油、天然氣等天然資源，這進一步要求我們要給學生灌輸?shù)吞冀?jīng)濟概念，考慮從源頭上消除污染，合理利用資源，降低生產(chǎn)成本。使同學們在學好專業(yè)知識的同時 ，提高了他們節(jié)能、環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的意識。

二、以問題為導向，開展專題討論課程

開展以問題為導向，推行典型案例式、專題討論式教學模式，注重培養(yǎng)學生批判性和創(chuàng)新性思維。在整個教學過程中，將復雜有機化合物的合成路線設計、精細有機化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程中的關(guān)鍵技術(shù)、工藝改進途徑等內(nèi)容列為研究性課題，讓學生帶著問題去查閱資料、帶著答案來課堂上與老師、同學交流。例如在講到雜環(huán)化合物的應用與制備時，引出雜環(huán)結(jié)構(gòu)的紅色顏料——吡咯并吡咯二酮（DPP）類顏料，這是顏料類精細有機化學品中真正實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的一大類品種。圍繞著DPP系列顏料，探討其發(fā)展歷史、合成方法及其發(fā)展趨勢，從環(huán)保性、經(jīng)濟性以及技術(shù)性方面探討這類顏料代替其他紅色有機顏料的可能性。[7]同時，課程重點圍繞某些專題討論展開，前期由學生自由組合專題課題組，進行一些合理分工，對一些藥物、農(nóng)藥、染料、香料等某些具體的化工產(chǎn)品進行調(diào)研，了解其發(fā)展歷史、合成方法和生產(chǎn)工藝流程，比較實驗室合成與工業(yè)合成的區(qū)別。后期在課堂上展開專題討論式教學，由學生代表上臺展示調(diào)研結(jié)果，全班同學開展討論、提問，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，激發(fā)學生的學習興趣，使學生真正參與到該課程的教學過程中，同時提高學生分析問題、解決問題的能力，增強團隊合作精神。表1所示的是近年來本專業(yè)學生選取的部分專題討論項目。通過對某一化工產(chǎn)品不同合成方法或工藝的比較，掌握化合物合成過程中的主要反應和新的技術(shù)內(nèi)容，讓學生充分了解理論的實用性。例如，在討論維生素D2合成工藝時，使同學們深入了解到有機光化學反應能夠完成許多用熱化學反應難以完成或根本不能完成的有機合成工作，并且明白現(xiàn)代有機合成的新方法和新技術(shù)，會使有機合成路線更簡捷徑、更有效、更綠色化。通過這一環(huán)節(jié)，使學生盡可能多地接觸科學研究及企業(yè)生產(chǎn)的前沿知識，突出專業(yè)課教學的實用性和先進性。在培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新能力方面起到了重要作用。

三、利用網(wǎng)絡教學平臺完善課程教學

網(wǎng)絡已成為信息交流的重要平臺，移動互聯(lián)網(wǎng)教學能更大限度地傳播知識，真正實現(xiàn)隨時隨地的學習。該技術(shù)已成為現(xiàn)代教育發(fā)展的重要突破口，顯著推動了人們學習方式和人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新變革。[8]本課程利用學校的網(wǎng)絡教學平臺和移動超星學習通，開展網(wǎng)絡課程拓展的教學模式。網(wǎng)絡教學平臺包括課程內(nèi)容、作業(yè)、考試、討論、管理等功能模塊。課程內(nèi)容可發(fā)布課件、講課視頻、動畫、拓展資源等靜態(tài)資源;作業(yè)模塊可發(fā)布需要鞏固的知識點進行測試，客觀題學生做題后可自動評分，并給出參考答案，主觀題老師可以進行評閱;討論區(qū)可以進行師生交流，針對課程內(nèi)容進行提問或探討。

利用網(wǎng)絡教學平臺的具體教學實施過程實質(zhì)上是引導學生圍繞移動教學網(wǎng)站進行預習、復習、知識拓展、測驗、交流的過程。課下任務主要發(fā)布每次課的重難點、學習要求、課程安排等，通過提前在網(wǎng)上發(fā)布信息，使學生在課前就對此次課有一個總體的把握，做到有針對性的預習、帶著問題聽課。課后學生根據(jù)自己的學習情況，針對不懂的地方查看教學視頻或課件，如果還無法解決則可通過討論區(qū)提問，由教師或其他學生解答。另外，也可以發(fā)布一些拓展資源，針對某一個精細有機化工產(chǎn)品，提供研究背景、最新前沿、所涉及的合成工藝等內(nèi)容，供有興趣的學生深入學習。精細有機合成信息量大，課堂教學無法滿足師生的充分交流，因此討論區(qū)可作為答疑平臺及時解答學生的問題，此外，教師還可以經(jīng)常發(fā)起一些開放性的話題或活動，讓學生參與討論。因此，將網(wǎng)絡教學平臺用到精細有機合成課程中，可以進一步拓展普通課堂的教學，變固定模式下的學習為泛在學習，彌補傳統(tǒng)教學方法的不足，進一步拓寬創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學模式，加快創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的進程。

四、科研反哺教學模式的引入

科學研究和教學是高校教師的兩項最基本活動，“科學是源，教學是流”，高水平的科研成果是支撐教師教學的重要基礎。將科研理念、科研方法、科研資源、特別是科研成果（比如有機合成新反應、新方法和新應用等）引入課堂教學，科研反哺教學，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一條新途徑。本課題組教師在精細有機合成課堂講授時，力求把科研成果與對應的知識點相結(jié)合，將自己科研課題的研究成果和科研體會介紹給學生，使學生對學科的研究動態(tài)有一定了解，從而對精細有機合成化學有更直觀的認識，從而激發(fā)學生學習深造的積極性。如在講解高效、高原子經(jīng)濟反應時，結(jié)合國家自然科學基金項目“胺作為配體在鈀催化交叉偶聯(lián)反應中應用研究”的研究方法和成果，給學生講解如何實現(xiàn)C-H健耦合氧化切斷后發(fā)生偶聯(lián)反應，以便學生更深入地理解課堂知識及新的科研技術(shù)。本課程不是單純地講授各有機化合物的合成原理和合成方法，而是結(jié)合化合物的結(jié)構(gòu)特點，引導學生建立新產(chǎn)品的開發(fā)意識。我們還積極引導學生參與科研和科技創(chuàng)新活動。以我?！叭　表椖?、全國“挑戰(zhàn)杯”等為契機，圍繞精細有機合成技術(shù)，設計改性的實驗方法，以提高學生的科技創(chuàng)新能力。表2給出了部分我院學生申報與精細有機合成相關(guān)“三小”項目的信息。

五、考核體系的改革

成績考核采用專業(yè)知識考核和創(chuàng)新能力評價相結(jié)合的方式，綜合考核學生對精細有機化工產(chǎn)品的路線設計、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備及先進合成技術(shù)等方面創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的表現(xiàn)與認識。針對學生存在的書面考試能力較強而解決實際問題和表達能力較差的問題，課堂教學中采用課堂討論、課堂測驗、個別章節(jié)學生講述等方法，不僅能培養(yǎng)學生的口頭表達能力，也能培養(yǎng)學生分析問題與解決問題的能力。加強在整個教學過程中對學生的考核，增加學生平時考核（主要包括課堂小測驗、課堂討論、生產(chǎn)工藝調(diào)研、學習平臺討論等）在總評成績中的比重，減少期末考試在總評中的比例;減少死記硬背的內(nèi)容，增加解決有機化工產(chǎn)品實際生產(chǎn)問題的內(nèi)容。這樣，學生要取得好的成績，不光考前要認真復習，更要學會將理論知識與實際應用相結(jié)合，培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維。

六、改革取得的成效

精細有機合成課程經(jīng)過近三年的改革，讓學生感覺到課堂內(nèi)外無所不創(chuàng)新，學生親身參與教學活動，深刻體會到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的磨練與樂趣、失敗與成功。學生通過對本課程的學習，表現(xiàn)出對科學研究及科技創(chuàng)新的濃厚興趣，創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)思維也得到了較大地提高。對近三年化學專業(yè)畢業(yè)生座談調(diào)研發(fā)現(xiàn)，課程內(nèi)容的整合及科研成果引入課堂的模式，增加了學生對科學研究的興趣，選擇考取有機化學及有機合成方向的研究生比例增加。同時，通過本課程的改革實踐，學生申報與有機合成相關(guān)的創(chuàng)新項目數(shù)量逐年增加，對應的創(chuàng)新項目在結(jié)題驗收也取得了較好的成績，發(fā)表科技學術(shù)論文比例也逐年增加?？傊?，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下的精細有機合成課程的教學改革順應了社會發(fā)展的要求，通過以上的改革措施，學生學習精細有機合成課程的積極性普遍提高，近三年來學生對該課程的滿意度均達到90%以上，教學的改革實踐取得了一定的效果。

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