首页 > 论文范文 > 教育综合论文 > 课程教学论文 > 化学教学论文 > 有机化学课程教学改革应用型本科高校化工类专业实践

有机化学课程教学改革应用型本科高校化工类专业实践

2023-10-26 159 上传者：管理员

摘要：《有机化学》课程是化工专业的一门重要基础课，结合应用型人才培养要求，对课程进行了有效性教学改革探索，不仅融入煤化工工艺学和化工工艺学课程内容，增加课程应用性，拓展课程深度，同时建立有效的课程评价机制，提升学生学习积极主动性，获得良好的教学效果。

关键词：
化工专业
应用型
教学改革
有机化学
硕博深造
加入收藏

《有机化学》课程是化学与化工专业的一门重要基础课，是生命科学、药学、医学和环境科学的必修课程之一，同时也是大部分高校相关专业硕博深造的必考科目。有机化学作为一门理论与实践并重的重要学科，与现实生活结合非常紧密。实践教学过程中，既要让学生“知其然”——单一的理论知识，更要使其“知其所以然”——有机化合物的理论基础、基本结构、命名和性质，以及结构与性质的内在联系，从而达到融会贯通、学以致用的目的。

国内高等院校在变革教学模式、优化教学管理机制、激发学生学习兴趣上已经进行了很多探索，也取得了显著的效果，很多高校的课程也进行更多深入探索，积累了很多优秀的教学成果[1,2,3]。王存德等[4]，通过多角度审视有机化学中的结构概念和结构理论，对其价值进行了重构，以强化有机化学结构理论的教学。胡琳莉等[5]在教学过程中建立了具有有机化学学科特点的教学思维模型，增强学习思维的有序性和严谨性；同时将网络信息技术应用于教学中，探索符合校情及专业特色的“颠倒教室”教学模式。安胜姬等[6]调查了国内8所大学化学专业的基础有机化学实验课程现状，从实践教学平台、基础有机实验课程设置、课程内容和教学方法、教材及参考书、课程考核办法等方面进行了考察、分析和比较，发现8所大学的共同点是构建多层次实践教学体系，立足于培养基础扎实、有良好科学素养的创新性研究型人才，但也存在欠缺提高学生主动学习的教学方法等共同问题。国内众多高校的有机化学课程教学改革已经取得了实质性成效，值得借鉴。

本校化工专业人才培养按照产教融合、校企合作和培养应用型技术技能型人才要求，不断进行积极的探索，教师对课堂教学都进行了有效性教学改革，教学的有效性必须结合学院学生的知识储备和认知情况逐步开展、循序渐进，需要把握好方向、尺度进行课程教学改革，一定要做好前期化工专业的评估与研究，保证教学改革的合理性。本文立足于学院应用型转型背景，对化工专业基础课程《有机化学》进行了有效性教学改革探索，融入煤化工工艺学和化工工艺学课程内容，使专业知识有机融合，不仅增加了课程的趣味性，唤起了学生浓厚的学习兴趣，也改善了教学质量，增加课程难度，拓展课程深度。

1、整合课程内容，突出专业性

1.1注重因材施教，内容有侧重

《有机化学》是化学工程与工艺专业必修课。化工专业80学时，共5学分，分为有机化学Ⅰ48学时，有机化学Ⅱ32学时。国内各院校针对化工专业的有机化学课程设置基本相近，都分为有机化学Ⅰ和有机化学Ⅱ，分为春秋两学期上课，预修(前置)课程为无机化学或普通化学。结合学生人才培养方案和专业知识体系的需求，需要针对不同的专业，重新规划教材讲授内容，有侧重地进行讲解。化工专业侧重煤化工方向，将有机化学反应以煤化工生产中实际遇到的化学反应进行重点讲解。紧扣人才培养方案，结合行业需求、企业需求，突出教学与生产相融合，制定合适的教学大纲，促使学生专业技能与未来从事的专业工作尽可能相互衔接。

1.2注重学科交叉，方法有侧重。

牢固树立OBE教学理念，从教材入手，加以科学、专业、认真的分析。一方面，在《有机化学》课程教学过程中，穿插《煤化工工艺学》和《化工工艺学》生产工艺中有机化学反应内容，例如：以煤为原料，制取的烃类、芳香烃类、醇类、醛类、羧酸类、杂环化合物等多种有机化合物，这些有机化合物则构成了《有机化学》课程重要的知识板块。另一方面，《煤化工工艺学》和《化工工艺学》课程侧重产品物理和化学性质、生产影响因素、关键设备和工艺流程的分析，对相关产品的化学主反应和副反应过程未做详细介绍，学生对此存在有较多的疑惑。对此，在讲解烷烃裂化反应时，可以引出烃类热裂解的实际生产的例子，为学生展示烃类热裂解为烯烃、炔烃、H2等，再举例讲解热裂解和催化裂解的概念，使学生清晰理解自由基取代历程。

表1有机化学教学内容(部分)

2、整合教学方法，突出实践性

2.1采用项目式教学方式，课程内容注重学生工程能力的培养

2.1.1加强案例分析，提高工程能力和创新意识

教学案例1：粗煤气脱硫

分析引导：硫醇的分解反应；反应条件：H2；催化剂；加热。

以庆华煤化工炼焦生产工艺为例，炼焦工艺产生荒煤气，需要经过脱硫、脱氨、脱苯和焦油等处理，得到粗煤气依然含有微量有机硫-硫醇、硫醚、噻吩等，进入合成甲醇反应器之前需要将S脱除到0.1 ppm以下，否则会造成合成甲醇催化剂的中毒。脱除有机硫采用的是干法脱硫——加氢脱硫法，原理就是将有机硫与H2反应变成无机硫(H2S、SO2等)，然后进入氧化锌脱硫槽进行反应。

知识拓展：学生课下学习掌握在催化剂作用下无机硫和有机硫的相互转化，同时通过查阅资料，找出不同型号汽油的有机硫含量和脱除汽油中有机硫的方法，并了解有机硫在工业生产中的危害。

教师结合焦炉煤气制甲醇工艺，为学生展示实际生产过程中硫醇的分解反应，分析反应条件、认识反应设备，将书中简单抽象的反应形象化，体现有机化学在工业生产中的重要性。

教学案例2：苯烷基化反应的化学过程

结合《化工工艺学》中芳烃的烷基化实例，讲解Friedel-Crafts reaction(傅克烷基化反应)，并从反应动力学和反应热力学角度做深入分析，指出傅克反应在化工工业生产中的广泛应用，然后简单介绍反应催化剂，工艺发展过程。

教学案例3:Wacker process(瓦克法)

讲解第三章烯烃的氧化反应，结合《化工工艺学》第7章烃类选择性氧化中的部分氧化法——Wacker process(瓦克法)——一种典型有机合成方法。分析强调有机合成反应在实际生产中的重要性，同时结合反应条件(温度、压力、进料比、空速等条件)，从反应动力学和热力学方面角度分析，引导学生从有机反应方向寻找绿色高效的合成方法，将可持续循环发展和节能减排的思想深深嵌入学生的脑海。

2.1.2突出毕业设计，注重提升学生实践能力。

结合毕业设计能力要求，列举相关能力要求与章节学习的关系；根据化学工业发展需要，加强绿色化工技术内容；结合学生毕业设计要求，讲解有机合成反应是整个工艺设计的核心，正确选择和书写有机化学反应是反应工段设计的核心，将书写反应方程式的重要性突出，使学生在一个更高的层面上加深对《有机化学》这门课的认识，牢固掌握典型的有机反应及其原理。

2.1.3紧扣专业证书考取，注重提升学生资格认证

鼓励学生积极考取职业资格证书，大一和大二学生学习过分析化学和有机化学以及对应的实验课程，可以在校期间考取中级化学分析工证书，增加学生职业竞争力。

2.2 CDIO培养模式的应用

采用探究式课堂教学和实践教学新理念：一是“以学生为中心，学生学到和用得怎样”的新观念，引导学生“主动学习”；二是在教学过程中教师以问题引导学生思考，增加主动学习和动手实践。

教学案例1：由苯或甲苯和必要的无机或有机试剂合成下列化合物：

分析引导：傅克烷基化反应，磺化反应(定位效应)，碱熔法

分析引导：亲电取代，定位效应，成酯反应和傅克酰基化反应

教师给出学生高等有机合成例题，学生自行分析每一步的反应过程，并从课本上找出对应的反应类型，分析其可行性，通过实践教学验证，根据答案找方法，可以培养学生快速主动分析问题和解决问题的思路，并在反复验证每一步反应类型的过程中，熟记反应类型和原理。

教学案例2：制备所需要的醇，可以从连接醇羟基碳上的三个基团的结构来考虑。

学生自学：快速给学生布置一道结合实际应用的有机合成题，引导学生利用倒推法循序渐进，层层倒推出反应过程。

分析引导：同样是格氏试剂反应原理，但是断键的位置不同，所采用的反应试剂不同。

教师讲解格利雅试剂合成醇的原理，引导学生利用倒推的方法，选择合适的格利雅试剂，完成较复杂的有机合成。学生注意观察不同的断键位置，选用不同的试剂，对知识点掌握牢固。

教学案例3：酚与羰基化合物的缩合反应

2.2.1醛过量

2.2.2酚过量

正在加载图片

分析引导：酚的邻、对位上的氢原子特别活泼，可与羰基化合物发生缩合反应，按酚和醛的用量比例，可得到不同结构的高分子化合物。

教师利用酚与羰基化合物的缩合反应强调在化学反应中反应物比例(即原料比)的重要性，然后引出工业合成酚醛树脂的方法，使学生感受有机化学的魅力，体会有机化学在生活中的重要作用。教师需要在课堂上培养学生自主思考、自主学习，并将知识应用在解决有机合成反应中，还要温故知新，灵活应用有机化学Ⅰ、Ⅱ上下册的知识内容，将化工生产过程发生的化学反应与书中的相关知识点一一对应，分析工业生产中遇到的实际问题，拓展学生眼界，培养学生工科思维。

3、营造丰富有趣的课堂活动，学生自愿参与分享

3.1突出前沿有机化学研究讲解

结合所学知识分析讲解有机化学反应过程，讲解结合课堂需要采用小视频辅助教学，学生分析机理归纳出合成新物质的难点和巧妙方法，使学生成为课堂上的“主动者”。例如，在小组汇报中，学生讲解青蒿素，不但分析了提取青蒿素的过程，分析了青蒿素的结构其作用原理，经课后了解，90%以上的学生非常喜欢这样的课堂形式。

表2不同专业小组趣味有机化学知识课堂分享

3.2突出学生创新实践能力提升

将课上的精彩内容汇总，作为学生参加大学生创新创业比赛的项目。例如，2020级学生申请的院级大创项目成果丰富、示范性强，内容包含化学知识在日常生活中的重要作用，化学用品装饰五彩缤纷的世界，煤化工的创新发展等。教师在课堂上把控学生学习的方向，帮助学生明晰所学内容在学科知识体系中的位置，找到完善自身知识框架的方向和途径，当学生在头脑中构建并逐步丰富这个知识框架时，提升学习的方向性和主动性，也更容易营造出轻松活跃的学习氛围。

3.3突出自主学习主动性增强

利用化工协会开展学期活动，内容包括：主题党日活动，校级专题讲座，化工专业Aspen软件培训，化工设计经验交流会(专题讲座：图纸、文档、模拟)、化学实验大赛经验交流会等。化工协会负责人联系各个年级班委成员，组织各班成绩优异的学生主动提供考试前辅导、传授学习经验，不仅提升了知识掌握水平，也加深了学生之间的联系和情谊，促使化工协会更好的开展活动，提升化工专业的影响力。

3.4突出学生团队协作精神培养

充分利用好学生的课余时间，以小组为单位，从学生视角，小组成员轮流负责各个章节知识点的出题和评阅工作，班委负责监督整个过程的开展，让每位同学都有机会当小老师。每次测试完成后，互换阅卷，迅速出成绩，学生整体评价出题的难度和深度。在学生小组测评过程中出现的难题，教师在课堂为学生认真解答。教师也可设置期中测试环节，督促学生学习，也保证平时成绩的公正合理。经过2轮的实践，学生反馈效果很好。整个过程调动学生学习的积极性，充分把握书中重要的知识点，也培养了学生的团队协作精神。

4、建立有机化学题库，教学和考试更加便捷

有机化学教学团队自主开发满足有机化学需求的在线课后练习与阶段性测试题库。阶段性测试题库满足学生基本课程内容学习需要，结合区级大学生化学实验大赛竞赛内容和学生考研需求，再分类建立难度梯级的有机化学试题库，以满足各类学生的不同需求。

5、企业专家和高校专家深度参与到人才培养各个环节

邀请宁大化工学院的专家教授担任课程授课教师，通过讲授课程《化学导论》渗透科研内容和化工前沿的知识，开拓学生眼界，激发学生对专业浓厚的兴趣和探究，也促进学生进一步考研深造。

邀请企业专家参与课程教学，如《化工安全与技术》，以企业专家丰富的实践经验结合工程案例全面生动地为学生讲解生产一线存在的问题，引导学生树立严谨的工作态度和培养专业的责任意识。专家结合学生在校课程，分析课程结构与化工生产实际的关联性。

6、课程考核方式重新调整

在教学改革运行的过程中，秉持“以学生为中心”，教学改革最终目的是服务于学生的理念，每节课需增加学生课堂评价以及知识理解与掌握的不记名反馈环节，教师认真把握“45分钟”，认真收集并整理学生学习成果，认真研究并对课程内容和授课方法进行改进。

表3过程性评价考核办法

设计多层次、多阶段的实践环节，课程评价(学生考核)由过程考核和期末考核两部分构成。分别制定学生过程考核量化表和期末考核评分表。并针对每一项设置明确的评价标准，以便学生在学习及期末考试过程中，有明确的学习目标。

参考文献:

[1]林雄超,王永刚,许德平,等.煤化工工艺学教学实践与探讨[J].广东化工,2015,42(06)-:182- 188.

[2]张海永,初茉.基于OBE理念的《煤化工工艺学》教学实践与探讨[J].广东化工,2020,47(23)-152-188.