蒲祥，王晗光，鄒平，王廣途，樂貴洲，劉寬，程琍，馮鞠花，張慧賢，黃乾明，饒含兵

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，四川 雅安 625014

強國富民，育人為先，農(nóng)業(yè)院校的創(chuàng)新育人與內(nèi)涵式發(fā)展離不開有機化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)。國內(nèi)近200所高校相繼圍繞國務(wù)院印發(fā)的“雙一流”建設(shè)文件《總體方案》[1]、《實施辦法》[2]、《指導(dǎo)意見》[3]開展教學(xué)改革理論與實踐探索。自“雙一流”建設(shè)文件印發(fā)以來，高等農(nóng)業(yè)院?；A(chǔ)課教學(xué)改革與實踐均基于數(shù)、理、化單一學(xué)科或單門課程開展[4–6]，啟發(fā)式教學(xué)[7]、小班授課和“說課”研討[8]以及智慧教室[9]等教學(xué)方式逐步融入基礎(chǔ)課教學(xué)。而四川農(nóng)業(yè)大學(xué)始終秉承大基礎(chǔ)觀，將數(shù)理化基礎(chǔ)課程作為一個有機整體，于2011年率先啟動了本科人才分類培養(yǎng)模式改革，構(gòu)建基礎(chǔ)課分層教學(xué)模式與分層綜合考評體系，并成功在我校推廣運用。2017年四川農(nóng)業(yè)大學(xué)作物學(xué)入選一流學(xué)科，作為農(nóng)林專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略支撐，如何把握機遇，找準(zhǔn)定位，深化有機化學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)改革，為農(nóng)林類學(xué)科培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、創(chuàng)新意識強的優(yōu)質(zhì)生源是我們長期面臨的挑戰(zhàn)。

本研究以一流院校、企業(yè)、學(xué)生為對象深入調(diào)研，制定有機化學(xué)基礎(chǔ)課程分層教學(xué)改革的實施方案，構(gòu)建有機化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)資源庫，并探索、試行、評價與推廣“興趣培養(yǎng)–思維開發(fā)–自主協(xié)作學(xué)習(xí)”分層教學(xué)模式和“基礎(chǔ)技能–綜合應(yīng)用–探索創(chuàng)新”梯度式實踐教學(xué)體系，提升創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量，有效支撐四川農(nóng)業(yè)大學(xué)一流學(xué)科建設(shè)，流程如圖1所示，并取得一定成效。

圖1 有機化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革流程圖

1 有機化學(xué)基礎(chǔ)課實施性教學(xué)方案的制定

為摸清學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生對有機化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)的實際需求，以一流學(xué)科建設(shè)為導(dǎo)向，突出農(nóng)業(yè)應(yīng)用需求特色，科學(xué)調(diào)研，制定滿足創(chuàng)新和就業(yè)需求的不同教學(xué)層次有機化學(xué)基礎(chǔ)課程的實施性教學(xué)方案。應(yīng)用化學(xué)系自2017年起成立調(diào)研組負(fù)責(zé)課程調(diào)研。以一流農(nóng)林院校、對口企業(yè)、畢業(yè)生和在校生為調(diào)研對象，高校與企業(yè)調(diào)研以實地考察交流與問卷調(diào)研相結(jié)合的形式，畢業(yè)生和在校生調(diào)研則以座談會與問卷調(diào)研結(jié)合的形式開展。調(diào)研內(nèi)容包含教學(xué)大綱設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與難易、課程師資隊伍、教學(xué)資源、學(xué)時安排、教學(xué)方法與手段、課程考核方式與成績構(gòu)成。調(diào)研組先后完成8所一流院校(雙一流高校：浙江大學(xué)、重慶大學(xué)；農(nóng)業(yè)院校：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)；研究院所：中科院上海有機所、上海醫(yī)藥工業(yè)研究院；師范院校：陜西師范大學(xué)、四川師范大學(xué))和1所職業(yè)技術(shù)院校(雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院)，對口企業(yè)(化學(xué)與醫(yī)藥類企業(yè)9家：四川科倫藥業(yè)、四川海思科制藥有限公司、上海合全藥物研發(fā)有限公司等)，畢業(yè)生(化學(xué)生物學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、藥學(xué)、藥物制劑、食品科學(xué)與工程、動物醫(yī)學(xué)等專業(yè)68人)和在校生(化學(xué)生物學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、藥學(xué)、藥物制劑、生物科學(xué)、食品科學(xué)與工程以及教育類專業(yè)101人)的調(diào)研工作。

院校調(diào)研結(jié)果表明，我?；瘜W(xué)類基礎(chǔ)課課程師資、學(xué)時安排、課程考核方式與成績構(gòu)成等設(shè)置合理(優(yōu)秀率 ＞ 70%)，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱和課程教學(xué)資源、教學(xué)方法設(shè)置良好(優(yōu)秀率 ＞ 50%)，教學(xué)內(nèi)容難易則普遍認(rèn)為中等(80%)，尚有提升的空間。而企業(yè)調(diào)研結(jié)果表明，我?；瘜W(xué)類基礎(chǔ)課教學(xué)內(nèi)容和課程師資等設(shè)置合理(優(yōu)秀率 ＞ 70%)，課程教學(xué)大綱與教學(xué)資源、教學(xué)方法與手段、學(xué)時安排設(shè)置良好(優(yōu)秀率 ＞ 50%)，教學(xué)內(nèi)容難易普遍認(rèn)為中等(75%)，課程考核方式與成績構(gòu)成尚有改進空間。同時整理歸納學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生對有機化學(xué)課程建議合計 66條，見表 1。其中教學(xué)內(nèi)容 34條，主要集中于增加交叉學(xué)科前沿研究實例、化學(xué)反應(yīng)的實際應(yīng)用案例、農(nóng)藥或藥物分子合成案例等。教學(xué)方法建議25條，主要集中于通過趣味提問誘導(dǎo)學(xué)生思考、引導(dǎo)學(xué)生提問、精心設(shè)計PPT、課堂知識與生活生產(chǎn)和研究實際相結(jié)合、用動畫來模擬反應(yīng)機理、介紹重要反應(yīng)發(fā)展史等。其余建議主要集中在考核方式(1條)，教學(xué)學(xué)時(6條)，教學(xué)大綱(1條)。

表1 有機化學(xué)課程調(diào)研報告

(續(xù)表 1)

根據(jù)一流學(xué)科建設(shè)期學(xué)生不同培養(yǎng)類型和不同專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，在原有有機化學(xué)A、有機化學(xué)B、有機化學(xué)D三個教學(xué)層次基礎(chǔ)上，增設(shè)有機化學(xué)化學(xué)類和生物類兩個教學(xué)層次?；瘜W(xué)類面向應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)，理論學(xué)時120學(xué)時，實驗學(xué)時48學(xué)時，生物類面向化學(xué)生物學(xué)專業(yè)開設(shè)，理論學(xué)時84學(xué)時，實驗學(xué)時48學(xué)時，以滿足化學(xué)專業(yè)學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)要求。A類面向生物科學(xué)、生物工程、藥物制劑、包裝工程等專業(yè)開設(shè)，理論學(xué)時72學(xué)時，實驗學(xué)時36小時，以滿足專業(yè)學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)要求。B類面向動物醫(yī)學(xué)、動物科學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、生態(tài)學(xué)、森林保護等20余個專業(yè)開設(shè)，理論學(xué)時48學(xué)時，實驗學(xué)時36學(xué)時，以滿足復(fù)合型人才培養(yǎng)要求。D類面向食品科學(xué)與工程職教類和食品質(zhì)量與安全職教類學(xué)生開設(shè)，理論學(xué)時 48學(xué)時，實驗學(xué)時36學(xué)時，以滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。每學(xué)期組織兩校區(qū)有機化學(xué)公共基礎(chǔ)課教學(xué)研討會，根據(jù)調(diào)研結(jié)果與不同教學(xué)層次的培養(yǎng)目標(biāo)，更新教學(xué)內(nèi)容和改進教學(xué)方法，并結(jié)合課程教學(xué)案例開展理論與實驗教學(xué)，以滿足新時期不同專業(yè)的創(chuàng)新和就業(yè)需求。

2 有機化學(xué)基礎(chǔ)課立體化教學(xué)資源庫的構(gòu)建

以滿足農(nóng)林各專業(yè)學(xué)科的應(yīng)用需求為指導(dǎo)，組織充足、高質(zhì)量又能與不同農(nóng)林專業(yè)實踐緊密結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，編寫教材，循序漸進且系統(tǒng)地對學(xué)生進行創(chuàng)新原理、方法、思維及能力的培養(yǎng)，并實時更新。積極拓展教學(xué)資源，以原有有機化學(xué)課程資源為基礎(chǔ)，分層次、分階段更新有機化學(xué)化學(xué)類、生物類、A、B、D五個層次多媒體教學(xué)課件(如文本、動畫、圖片、案例等)以及課程習(xí)題庫，完善與更新有機化學(xué)課程網(wǎng)站(http：//mooc1.chaoxing.com/course/201640571.html)，同時利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源補充現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容。優(yōu)化各層次綜合性實驗比例，其中化學(xué)類與生物類8/12，有機化學(xué)A 4/9，有機化學(xué)B 3/9，有機化學(xué)D 2/9，以此提升實驗教學(xué)質(zhì)量。將虛擬仿真實驗建設(shè)成果及時投入實驗教學(xué)實踐，實現(xiàn)醇、酚、醛、酮12個性質(zhì)實驗、茶葉中提取咖啡因和乙酰苯胺的合成實驗的虛擬仿真教學(xué)，如圖2所示，已在生物工程、生物科學(xué)、食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、包裝工程等專業(yè)教學(xué)班試點運行3學(xué)期，并逐步在全校范圍內(nèi)推廣。構(gòu)建具有四川農(nóng)業(yè)大學(xué)特色的有機化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)資源庫，支撐作物學(xué)科建設(shè)。

圖2 乙酰苯胺的合成虛擬仿真實驗

3 “興趣培養(yǎng)–思維開發(fā)–自主協(xié)作學(xué)習(xí)”分層教學(xué)模式的構(gòu)建

3.1 興趣培養(yǎng)

興趣能夠真正激發(fā)學(xué)生的求知欲，而興趣的培養(yǎng)與形成較為復(fù)雜。親其師，信其道，以課間生活為起點，讓學(xué)生切身體會到尊重和關(guān)愛，融洽師生關(guān)系，激活學(xué)習(xí)興趣；以課堂教學(xué)為抓手，把握授課起點，處理好知識銜接，降低坡度，由簡衍繁，分散難點，盡量將抽象思維直觀化、形象化、生動化，通過降低認(rèn)知難度激發(fā)興趣；通過組織與生活實踐、生產(chǎn)實踐和不同專業(yè)學(xué)科實踐相結(jié)合的素材與案例，有的放矢地進行教學(xué)過程設(shè)計與更新，激發(fā)學(xué)習(xí)動機。化學(xué)系教師搜集與生命科學(xué)、化學(xué)化工、藥品食品、能源環(huán)境、服飾建材等相關(guān)的研究與開發(fā)、生活實際、生產(chǎn)實踐理論課教學(xué)案例 40個(表 2)，如我國歷史上的化學(xué)成就與中國化學(xué)家[10,11]，辛烷值的奧秘，運動員的神器——氯乙烷，羰基加成與視覺信號傳達，腫瘤細(xì)胞中的葡萄糖代謝——Warburg效應(yīng)[12,13]等教學(xué)案例；實驗課教學(xué)案例14個，如實驗事故的預(yù)防和處理、血液中葡萄糖含量測定、酒類窖藏酒原理、折射率測定在制藥工業(yè)中的應(yīng)用[14]等實驗教學(xué)案例，并在授課過程中挖掘案例中蘊含的思政元素，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和開展思政教育。

表2 有機化學(xué)理論課教學(xué)案例設(shè)計

(續(xù)表 2)

(續(xù)表 2)

3.2 思維開發(fā)

創(chuàng)新思維是進行理論探索與技術(shù)創(chuàng)新的思想源泉，也是新時代人才素質(zhì)的基本要求。課堂教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，教師在教學(xué)實踐中融入教學(xué)案例，讓課程教學(xué)貼近生活、生產(chǎn)和科研實際。以解決問題為導(dǎo)向，針對教學(xué)內(nèi)容中的重點、難點，如道爾頓的原子說與原子論，環(huán)烷烴立體結(jié)構(gòu)的確定，苯環(huán)的結(jié)構(gòu)假說，結(jié)晶牛胰島素的全合成，借助案例，采用情境創(chuàng)設(shè)–引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)–啟發(fā)思考–總結(jié)歸納的教學(xué)方式開展教學(xué)，通過啟發(fā)式、探究式、參與式、討論式、案例式的課堂教學(xué)實踐開展思維訓(xùn)練，并及時將當(dāng)今社會和一流學(xué)科創(chuàng)新產(chǎn)生的新事物引入課堂教學(xué)，讓學(xué)生創(chuàng)新思維緊跟社會發(fā)展與一流學(xué)科建設(shè)。以理論知識和一流學(xué)科創(chuàng)新實踐為源泉，以解決問題為導(dǎo)向啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，掌握分析、歸納、總結(jié)和得出正確結(jié)論的方法。同時構(gòu)建利于創(chuàng)新思維培養(yǎng)的考評體系，如在考核題型中適當(dāng)增加案例分析題型。

3.3 自主協(xié)作學(xué)習(xí)

新媒體新技術(shù)日新月異，生動具體、豐富形象的網(wǎng)絡(luò)資源平臺建設(shè)日趨完備，為自主協(xié)作學(xué)習(xí)模式的開展、輔助和提升課程教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。以能力培養(yǎng)為核心目標(biāo)，啟動任務(wù)型或項目驅(qū)動型的教學(xué)和學(xué)習(xí)模式，把問題或任務(wù)留給學(xué)生，讓學(xué)生通過分工合作，利用網(wǎng)絡(luò)資源搜集檢索，思考探究、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作討論，通過課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源相互補充，拓展教學(xué)內(nèi)容和提升學(xué)生信息素養(yǎng)。通過踐行以學(xué)生為中心的特色“興趣培養(yǎng)–思維開發(fā)–自主協(xié)作學(xué)習(xí)”教學(xué)模式，促進農(nóng)林院校學(xué)生創(chuàng)新思維開發(fā)。

4 “基礎(chǔ)技能–綜合應(yīng)用–探索創(chuàng)新”梯度式實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

實踐是創(chuàng)新的源泉，忽視實踐教學(xué)與專業(yè)融合，與行業(yè)接軌，模式單一的實踐教學(xué)模式不能幫助學(xué)生提升專業(yè)技能與綜合能力，更不能滿足一流學(xué)科建設(shè)對創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需求。由此我們通過“基礎(chǔ)技能–綜合應(yīng)用–探索創(chuàng)新”梯度式實踐教學(xué)體系來培養(yǎng)與提升學(xué)生專業(yè)技能和探索創(chuàng)新能力。基礎(chǔ)技能實踐：以培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)基本技能、科學(xué)素養(yǎng)和專業(yè)知識應(yīng)用能力為目標(biāo)，提高基本實驗操作技能訓(xùn)練要求，通過優(yōu)化有機化學(xué)實驗綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗比例，更新基礎(chǔ)課實驗項目內(nèi)容，同時將虛擬仿真技術(shù)引入化學(xué)基礎(chǔ)課實驗教學(xué)，強化基礎(chǔ)技能訓(xùn)練。綜合應(yīng)用實踐：以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識和培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，鼓勵學(xué)生主動參與，導(dǎo)師個性化指導(dǎo)，開展多維度的創(chuàng)新性實踐訓(xùn)練。如四川省大學(xué)生化學(xué)實驗競賽，每年主辦校級化學(xué)實驗技能大賽，以提升學(xué)生綜合應(yīng)用技能，學(xué)生參與競賽人數(shù)達200人/每年，2019年獲得省級和校級獎項16項。探索創(chuàng)新實踐：實行創(chuàng)新實踐導(dǎo)師制，結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目、科研興趣培養(yǎng)項目和導(dǎo)師科研項目，開展多維度的探索創(chuàng)新性實踐訓(xùn)練。積極鼓勵學(xué)生加入各個實驗室，通過院–校–省–國四級科研項目進階式訓(xùn)練，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力。本年度學(xué)生申報立項國省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目13項，結(jié)題省校級科研項目9項。本科生姚瑯以共同第一作者發(fā)表SCI論文影響因子最高達9.518[15]。通過構(gòu)建“基礎(chǔ)技能–綜合應(yīng)用–探索創(chuàng)新”梯度式創(chuàng)新實踐教學(xué)體系，有效加強了學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。

5 結(jié)語

有機化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)在農(nóng)林院校覆蓋面廣，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)授課對象涵蓋農(nóng)林動理工 35個專業(yè)，年均授課人數(shù)達到3180人，為基礎(chǔ)課程教學(xué)新模式的試行與推廣奠定了學(xué)生基礎(chǔ)。本研究通過調(diào)研制定滿足創(chuàng)新和就業(yè)需求的不同教學(xué)層次數(shù)理化基礎(chǔ)課程的實施性教學(xué)計劃，突出農(nóng)業(yè)應(yīng)用需求特色。依托原有有機化學(xué)精品課課程建設(shè)成果，整合、集成與更新優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，構(gòu)建了四川農(nóng)業(yè)大學(xué)特色的有機化學(xué)基礎(chǔ)課程立體化教學(xué)資源庫。踐行以學(xué)生為中心的特色“興趣培養(yǎng)–思維開發(fā)–自主協(xié)作學(xué)習(xí)”分層課堂教學(xué)新模式，提升學(xué)生創(chuàng)新思維，踐行“基礎(chǔ)技能–綜合應(yīng)用–探索創(chuàng)新”梯度式創(chuàng)新實踐教學(xué)體系，加強農(nóng)林學(xué)科學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。目前已在化學(xué)生物學(xué)和應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)試行，正逐步在農(nóng)學(xué)、林學(xué)、動物醫(yī)學(xué)等專業(yè)推廣，逐步融入一流農(nóng)林學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的教學(xué)實踐，通過強化基礎(chǔ)教學(xué)、突出創(chuàng)新能力培養(yǎng)、拓展農(nóng)林學(xué)科應(yīng)用，保障一流學(xué)科建設(shè)工作向前推進。本研究可為同類農(nóng)林高校有機化學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)提供參考。