鄧立紅 宋先亮

北京林業(yè)大學 北京 100083

植物資源化學教學改革與實踐*

鄧立紅 宋先亮

北京林業(yè)大學 北京 100083

本文介紹了作者在植物資源化學教學中的改革與實踐情況。以改革教學內(nèi)容，強化基礎理論知識為重點,輔以教學模式的改進來調(diào)動學生學習的主動性,并引入相關的前沿知識,拓寬學生的知識面,實現(xiàn)良好的教學目標。

植物資源化學；教學內(nèi)容；教學模式

一、課程特點

植物資源化學是我校林產(chǎn)化工專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課,授課時間安排在本科三年級的上學期。課程的主要內(nèi)容包括3大部分：(1)植物纖維的生物結構；(2)提取物介紹；(3)纖維素、半纖維素和木素的結構、性質(zhì)、分離、測定與應用。生物結構部分主要闡述木材的宏觀和微觀結構,其中宏觀結構比較直觀,相對容易掌握,而微觀結構比較抽象,掌握難度較大。提取物部分闡述了植物原料中所含有的少量組分的化學結構特點及提取方法。纖維素、半纖維素和木質(zhì)素是這門課的核心內(nèi)容,講述了這3種天然高分子的組成單元、聯(lián)接方式、化學結構、超分子結構及物理化學性質(zhì)。該課程內(nèi)容多而雜,輻射到林產(chǎn)化工專業(yè)的許多分支,例如制漿造紙、香料與色素、松香松節(jié)油、木材熱解、植物水解、天然高分子等；涉及的基礎知識廣泛,包括植物學、儀器分析、有機化學、物理化學等,需要扎實的基礎知識才能較好地掌握這門課程。因此,這門課的教學直接影響到學生對林產(chǎn)化工專業(yè)知識的掌握情況與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外,植物資源作為來源豐富的可再生資源,與生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密切相關,其地位越來越受到重視,教好學好這門課具有極強的時代迫切性。作者在講述這門課的過程中,注意加強對基礎理論的講解,同時盡量拓寬學生的知識面,激發(fā)他們學習的主動性,養(yǎng)成良好的學習態(tài)度。這也是對李嵐清指出的“大學本科的教育重點在于教好基礎課和專業(yè)基礎課,要使學生知識面寬一些,為學生今后的學習和發(fā)展打下一個好基礎”的積極響應。

二、改革教學內(nèi)容，加強理論基礎知識

基礎理論知識是科學技術發(fā)展的源泉，牢固扎實的基本功是學生繼續(xù)學習的重要前提和保證。教育者應更多地傳授基礎理論知識和思維方法，培養(yǎng)學生解決問題和分析問題的能力。同時，國家教育部在教育改革中明確提出要加強基礎科學知識的教學，所以強化基礎教育是貫徹國家教育方針的具體體現(xiàn)。三大素是植物資源化學中的重點兼難點內(nèi)容，基本概念、基本理論頗多，如何將這些知識有機地組合起來，對提高教學效果至關重要。為此，筆者按照結構影響性質(zhì)的思路來展開教學，加強基本概念與理論之間的聯(lián)系，避免將各部分知識當成孤立的個體。如纖維素是由失水葡萄糖構成的線性高分子，葡萄糖基的椅式構象和其上含有的游離羥基是形成其結晶結構的基礎，纖維素的雙相結構使纖維素具有了吸濕、潤脹、溶解等性質(zhì)，木素是最復雜的天然高分子之一，一級結構的組成單元間缺乏重復性和規(guī)則性，因此穩(wěn)定性好，難于生物降解，這正是植物保護自我能力的反映。半纖維素的組成糖基種類多，有支鏈，所以難于形成規(guī)則的結晶結構，而是以無定型結構存在，故溶解性較好，也更容易降解。教學中更進一步將這3種組分聯(lián)系起來，論述植物纖維是一個完整而嚴謹?shù)某肿芋w系，纖維素是基質(zhì)，木質(zhì)素是增強劑，半纖維素是填充劑，形成一個嚴謹有效的三維結構，具有許多優(yōu)良的性能，如抗壓性、抗拉性、抗張性等。筆者在教學中以結構—性質(zhì)為主線，將這3種組分各自的結構與性質(zhì)闡述清楚，再將這3種組分統(tǒng)一起來，闡述植物纖維的特點，這樣就加強了基礎理論之間的聯(lián)系，整個教學內(nèi)容更統(tǒng)一協(xié)調(diào)，形成了一個脈絡分明的框架體系，加強了學生對基礎知識的掌握。

除了從整體結構上把握授課內(nèi)容以外，作者特別注意在講新內(nèi)容前了解學生對背景知識的掌握情況，發(fā)現(xiàn)問題就與學生一起回顧基礎知識，以幫助其順利接受新知識。纖維素和半纖維素的化學結構與性質(zhì)跟單糖的結構和性質(zhì)有比較大的相關性，在講授這部分內(nèi)容時,簡要復習有機化學中有關單糖結構和性質(zhì)的內(nèi)容，這樣由簡入繁、由淺入深過渡到纖維素和半纖維素的知識，減小了學習的難度，學生沒有知識脫節(jié)的感覺。木質(zhì)素的結構與性質(zhì)中涉及了很多基本的有機化學知識，講課時常通過提問的形式來幫他們重新了解這些知識，以加深對新知識的理解。植物纖維原料3大素的結構分析中，還包含著儀器分析中的許多知識，包括紅外光譜和紫外光譜的原理等。這些基礎知識是學生以前學習時不夠重視的內(nèi)容，掌握情況不好。因此在教學中，注意引入這些背景知識，來淡化知識的跳躍性，減小學習的難度。

在上述授課前提下，為鞏固基礎知識，在每部分內(nèi)容中都留下了復習題，復習題基本涵蓋了課程的重點和難點內(nèi)容，要求學生在習題課上完成，或者以提問的方式進行。學生完成答題后，再由教師對難點內(nèi)容進行講解。習題課既加強了學生的學習，又幫助教師了解學生的學習情況，便于及時調(diào)整教學。

三、改進教學模式，激發(fā)學生學習的積極性

學生學習積極性不足是教師教授這門課的突出問題。我校在研究型大學的建設中及“十一五”期間，始終強調(diào)加強本科教學，加強學風建設。然而，受多方面因素影響，近年來大學生學習積極性急轉直下是一個普遍現(xiàn)象。具體到這門課程的學習上，學習積極性的下降還與課程自身的特點有關。首先，課程的難度大，很多知識的掌握要求對基礎知識有運用能力，運用知識是教學目標中要求較高的一環(huán)，而一直以來填鴨式的教學模式令學生對知識掌握不牢固，學完了就忘記，運用知識的能力更是明顯不足，所以學生在學習這門課的過程中明顯感到吃力，跟不上節(jié)奏，繼而產(chǎn)生厭學情緒。其次，課程概念繁多，內(nèi)容抽象，理論性很強，學習過程中容易感到枯燥乏味。興趣是最好的老師，針對這些情況，采取了改進教學模式的措施，來激發(fā)學生的學習興趣。第一，對課件進行改進，增加課件的親和力。在木材的生物結構一章中，搜集了大量的圖片對照講解，包括實物圖片和示意圖，相比文字描述，圖片更直觀，更能吸引人的注意，還能刺激學生的好奇心，激發(fā)想象力。第二，賞識學生，肯定學生的能力，開啟學生的奮斗之心。心理學家威廉?詹姆士有句名言：“人性最深刻的原則就是希望別人對自己加以賞識。”對學生而言，最希望得到老師的賞識，尤其是對他們學習能力的賞識及掌握知識豐富的賞識，這將使他們更積極主動地學習。在教學活動中，學生是主體，學生學習的主動性對教學效果影響非常大，要突出學生在教學活動中的主體地位。因此，在授課中，筆者會不時提問學生，并引導他們回答，針對回答情況給予恰當?shù)目隙ê唾潛P，真心賞識他們的記憶能力、理解能力、分析能力等。教師的肯定，觸動了學生渴盼尊重與關注的心靈，也給了他們自信心，學習變得主動多了，課后經(jīng)常有學生帶著問題來跟作者交流。

四、引入前沿知識，拓寬知識面

國家教育部對工科學生的培養(yǎng)要求指出，既要注重基礎知識和基礎實踐，又要拓寬知識面。筆者在講課中也始終貫徹這一原則，注意把相關內(nèi)容跟目前研究的熱點問題關聯(lián)起來。例如，植物提取是目前國內(nèi)外研究的熱點，也是北京林業(yè)大學的一個研究方向，教授的學生中也有人正進行著這方面的研究。因此在對提取物的講解中，筆者對某些提取物如黃酮的研究情況進行介紹，或者請同學介紹自己的研究情況。此外，植物提取也是生物生產(chǎn)中很重要的組成部分，許多產(chǎn)物有著生物產(chǎn)品的共性，因此植物提取過程跟普通的化工產(chǎn)品有諸多不同，教師會在此處介紹這些知識，拓展學生的知識體系。在纖維素的內(nèi)容中，把由植物纖維原料制備燃料乙醇的情況及由纖維素制備功能性材料的情況做簡要介紹。在講解半纖維素時，會介紹由木聚糖生產(chǎn)木低聚糖和木糖醇的情況，等等。這些內(nèi)容的加入，讓課程內(nèi)容豐富而新穎，不僅讓學生對本課程更感興趣，也開闊了他們的視野，引發(fā)了對科學研究的興趣，有助于實現(xiàn)研究型大學創(chuàng)新人才的培養(yǎng)的目標。

總之，筆者在教學中本著改革教學內(nèi)容、改進教學模式的原則，在實踐中探索植物資源化學教學的內(nèi)在特點，總結經(jīng)驗，不斷提高教學效果，為培養(yǎng)高素質(zhì)的大學畢業(yè)生打下基礎。

[1]李嵐清.李嵐清教育訪談錄[M].北京：人民教育出版社，2003

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[3]孫小燕，胡友旺，段吉安.如何激發(fā)大學生的學習積極性[J].長沙鐵道學院學報(社會科學版)，2009，10(1)：93～94

Abstract: Vegetable source course is a professional basic course of rich basic theories. With the shortage of resource, the renewable vegetable source attracts more and more attention, as well as the course. The teaching practice of vegetable source is introduced in this paper. The focus is reforming teaching content to enhance the basic theory and knowledge, supplementing improvement of teaching pattern to promote the learning initiative of students and introduction of the frontiers of knowledge interrelated to broaden students’ knowledge, which helps to achieve good teaching objectives.

Key words: vegetable source course; teaching content; teaching pattern

Adjusting to the teaching of vegetable source course

Deng Lihong, Song Xianliang
Beijing forestry university, Beijing, 100083, China

2010-03-05

鄧立紅，博士，講師。

*本文系“北京林業(yè)大學林產(chǎn)化工專業(yè)教學團隊”項目。