吳蘇琴，陳金珠，熊萬明，付凌

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)系，南昌 330045

農(nóng)藝教育專業(yè)以培養(yǎng)掌握大田作物高產(chǎn)栽培措施，病蟲害防治等的基本理論和技能；具有從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)教學(xué)、生產(chǎn)、技術(shù)開發(fā)與推廣等工作能力的復(fù)合型應(yīng)用人才為目標(biāo)。而植物生長調(diào)節(jié)劑的研制，病蟲害防治藥物的開發(fā)及農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)等都離不開有機(jī)化學(xué)。本文就農(nóng)藝教育專業(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的需求，結(jié)合當(dāng)前復(fù)合型應(yīng)用人才培養(yǎng)特點(diǎn)，通過實(shí)證研究課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式在有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中的具體應(yīng)用和實(shí)踐效果。這對(duì)學(xué)生就業(yè)及未來發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 農(nóng)藝教育專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀及改革必要性

當(dāng)今的農(nóng)藝教育專業(yè)人才不僅要有扎實(shí)的理論知識(shí)，更要具備一定的實(shí)踐能力。實(shí)踐性較強(qiáng)是農(nóng)藝教育專業(yè)課程的顯著特征，教學(xué)過程中不僅要傳授理論知識(shí)，還需要進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐訓(xùn)練，將理論與實(shí)踐整合起來，整體提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

目前，農(nóng)藝教育專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)主要存在以下困境：

(1) 農(nóng)藝教育專業(yè)學(xué)生主要來自技校、中專或職高，很多學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備不足。由于基礎(chǔ)薄弱，學(xué)生的認(rèn)知能力存在一定的難度，大多數(shù)學(xué)生在課堂表現(xiàn)、自主學(xué)習(xí)能力、授課方式適應(yīng)能力等方面都有待加強(qiáng)。而有機(jī)化學(xué)內(nèi)容繁雜、理論性強(qiáng)，有限課堂時(shí)間內(nèi)學(xué)生無法充分理解理論知識(shí)。近年來有機(jī)化學(xué)教學(xué)引入了多種教學(xué)模式改革，如“翻轉(zhuǎn)課堂”“慕課”“微課”“混合式教學(xué)”等[1–4]。往往由于學(xué)生化學(xué)知識(shí)欠缺，課前準(zhǔn)備不足和課堂時(shí)間有限，難以達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。而有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)未考慮知識(shí)的應(yīng)用性，缺少理論知識(shí)的應(yīng)用背景，無法將理論與實(shí)驗(yàn)建立聯(lián)系，不符合農(nóng)藝教育專業(yè)人才培養(yǎng)要求。因此，為了提升有機(jī)化學(xué)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生綜合能力，對(duì)農(nóng)藝教育專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)模式的研究是非常有必要的。

(2) 由于近年來高校教學(xué)改革，農(nóng)藝教育專業(yè)由5年制改為4年制，導(dǎo)致大學(xué)課程總學(xué)時(shí)數(shù)大幅度削減，有機(jī)化學(xué)課程學(xué)時(shí)數(shù)也不得不壓縮，在學(xué)時(shí)數(shù)大量減少的情況下，將無法保證學(xué)生有效地掌握有機(jī)化學(xué)知識(shí)，對(duì)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備影響較大，學(xué)生在專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)中不能很好地運(yùn)用有機(jī)化學(xué)知識(shí)。構(gòu)建新的教學(xué)模式是培養(yǎng)應(yīng)用能力和實(shí)踐精神較強(qiáng)的農(nóng)藝教育專業(yè)人才當(dāng)前的迫切需求。

2 課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合教學(xué)模式的有益效果

課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融入到課堂教學(xué)中，對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量將具有積極意義。

(1) 有效利用課堂時(shí)間。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師可以選擇一些能跟平常生活相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的興趣，激發(fā)出他們的學(xué)習(xí)熱情。這能夠讓學(xué)生在課外自主鉆研知識(shí)，主動(dòng)吸收知識(shí)，從而能夠減少教師在課堂的知識(shí)傳授時(shí)間。

(2) 有助于提高學(xué)生的課程參與度。在實(shí)驗(yàn)的設(shè)置中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可適當(dāng)增加與農(nóng)藝教育專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分小組通過資料查詢等方式解決問題，能鞏固課堂所學(xué)理論知識(shí)。

(3) 有利于師生協(xié)作性探究。課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式使得教學(xué)過程不再是被動(dòng)傳授，而是師生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行協(xié)作性探究的研究過程，從而增強(qiáng)學(xué)生的分析能力和實(shí)踐能力。

3 基于課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合教學(xué)模式的課程設(shè)計(jì)

3.1 課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

教育理念和教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要以教學(xué)內(nèi)容為載體。專業(yè)不同有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)不同，可根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)合理精簡(jiǎn)、整合教學(xué)內(nèi)容，以便學(xué)生在限定的課時(shí)內(nèi)掌握符合本專業(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)需求的內(nèi)容[5]。農(nóng)藝教育專業(yè)有機(jī)化學(xué)課堂教學(xué)總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)，在短學(xué)時(shí)條件下，為了讓學(xué)生能更好地領(lǐng)會(huì)、汲取和理解抽象的理論知識(shí)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)由原來的24學(xué)時(shí)調(diào)至32學(xué)時(shí)，在課堂和實(shí)驗(yàn)室之間完成知識(shí)的內(nèi)化，使課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合。

通過整合、優(yōu)化已有的教學(xué)資源，再根據(jù)理論與實(shí)踐兩者相結(jié)合的特點(diǎn)，對(duì)資源進(jìn)行補(bǔ)充，不斷完善教學(xué)內(nèi)容。為了達(dá)到優(yōu)質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，教研組提出了教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。

(1) “酚”課堂教學(xué)與“阿司匹林的制備”實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。酚在生活生產(chǎn)中有一定的實(shí)用性，只靠課堂上講解酚的性質(zhì)，學(xué)生時(shí)常反映對(duì)酚的內(nèi)容領(lǐng)會(huì)不夠，容易忘記。出現(xiàn)這一問題的根源，正是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)酚缺乏感性認(rèn)識(shí)。針對(duì)這一問題，以水楊酸為原料設(shè)計(jì)退熱、鎮(zhèn)痛藥“阿司匹林的制備”實(shí)驗(yàn)，水楊酸是從植物中提取出來的一種解熱鎮(zhèn)痛藥品，由于其酸性較強(qiáng)，對(duì)胃腸道有刺激作用。如果將水楊酸中的酚羥基轉(zhuǎn)換成酯基得到阿司匹林，酸性明顯減弱，副作用降低。課堂上講授酚的酯化性質(zhì)以后，讓學(xué)生進(jìn)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用課堂教學(xué)中的理論知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)中的問題，學(xué)生通過動(dòng)手和思考，增強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的領(lǐng)悟。

(2) “醛、酮”課堂教學(xué)與“苯甲醇和苯甲酸的制備”實(shí)驗(yàn)相結(jié)合?！叭?、酮”是有機(jī)化學(xué)的重要章節(jié)之一，課堂上講解醛酮的性質(zhì)時(shí)，由于理論性強(qiáng)且抽象，學(xué)生感嘆枯燥又難學(xué)。鑒于此選取以苯甲醛為原料合成苯甲醇和苯甲酸，其合成原理運(yùn)用了醛酮理論知識(shí)的歧化反應(yīng)，我們利用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，反過來實(shí)驗(yàn)操作對(duì)課堂理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解起到強(qiáng)化鞏固作用，課堂內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有效結(jié)合，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興致。

(3) “羧酸”課堂教學(xué)與“乙酸乙酯的制備”實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。羧酸是許多動(dòng)植物代謝的重要產(chǎn)物，也經(jīng)常用于臨床藥物、香料和日用化妝品，是一類重要的有機(jī)化合物。如何讓學(xué)生掌握其廣泛的化學(xué)性質(zhì)，僅僅依靠課堂上介紹其化學(xué)性質(zhì)，學(xué)生常常感到空泛，因此開設(shè)了“乙酸乙酯的制備”實(shí)驗(yàn)。在課堂教學(xué)講授羧酸的性質(zhì)之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生可提高學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)對(duì)課堂理論知識(shí)的理解，最終達(dá)到理論與實(shí)踐的融會(huì)貫通。

課堂教學(xué)為學(xué)生提供了豐富的理論知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練；而與理論相匹配的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練則加強(qiáng)理論知識(shí)深化穩(wěn)固。

3.2 課程教學(xué)設(shè)計(jì)

課堂理論教學(xué)需要通過實(shí)驗(yàn)獲得必要感性知識(shí)，實(shí)驗(yàn)則需要以課堂教學(xué)的理論為指導(dǎo)得到提高和創(chuàng)新，兩者相輔相成，最終培養(yǎng)具有清晰思路和實(shí)踐水平的應(yīng)用型技術(shù)人才。根據(jù)農(nóng)藝教育專業(yè)的特點(diǎn)，通過長期的教學(xué)實(shí)踐和探索，課程組提出了如圖1所示的有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)過程。

圖1 農(nóng)藝教育專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)過程

(1) 教師課前準(zhǔn)備，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中，學(xué)生做課前預(yù)習(xí)的時(shí)候，由于難以抓住重點(diǎn)和難點(diǎn)，缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性，課前階段發(fā)揮的作用非常少。在課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式中，課前，教師選擇一些能跟平常生活相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料，可以減少課堂知識(shí)傳授時(shí)間。

以“酚”的學(xué)習(xí)為例，與酚相匹配的實(shí)驗(yàn)是“阿司匹林的制備”。課前，教師指出阿司匹林是一種常用的消炎、止痛、退熱藥物，以生活中的實(shí)例引起學(xué)生的興趣，使學(xué)生有了解這種藥物結(jié)構(gòu)的愿望。教師提出思考題“阿司匹林的合成需要什么原料？原料的結(jié)構(gòu)和用途是什么？這些原料在什么條件下怎樣反應(yīng)得到這種藥物？”讓學(xué)生帶著問題在課前查詢相關(guān)藥物制備的資料，通過資料查詢了解阿司匹林的制備原理為酚羥基的酯化反應(yīng)。那么酚的酯化是怎樣發(fā)生的呢？酚還有什么其他的化學(xué)性質(zhì)呢？這些問題在接下來的課堂教學(xué)中將進(jìn)行探討。

(2) 學(xué)生課中提問，教師分析講解。課堂教學(xué)中教師為學(xué)習(xí)指導(dǎo)者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的真實(shí)主體；通過課前的學(xué)習(xí)和探索，課中，教師組織學(xué)生發(fā)言，提出問題，教師對(duì)問題進(jìn)行歸納，在課堂教學(xué)時(shí)，重點(diǎn)講述這部分內(nèi)容。

如阿司匹林的制備中為什么水楊酸中的酚羥基不能直接和乙酸成酯？而要用乙酸酐才能進(jìn)行酯化？怎么判斷反應(yīng)已經(jīng)完成了？怎么檢驗(yàn)反應(yīng)的進(jìn)度？這些問題學(xué)生不能完全弄清楚，教師在課堂上進(jìn)行分析講解，突出酚的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，加深學(xué)生對(duì)酚的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的理解和掌握。

(3) 學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)課堂教學(xué)內(nèi)容理解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是連接理論與實(shí)際運(yùn)用的紐帶，有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的活學(xué)活用，并可以進(jìn)一步提高動(dòng)手能力以及發(fā)現(xiàn)問題和分析問題、解決問題的能力[6]。為了課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)更好地融合在一起，定期組織教研組討論實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)、儀器改進(jìn)等問題；實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排與課堂教學(xué)內(nèi)容對(duì)應(yīng)，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,掌握了一定的理論知識(shí)，有助于實(shí)驗(yàn)的理解和操作；反過來實(shí)驗(yàn)又鞏固了理論知識(shí)。

如阿司匹林的制備實(shí)驗(yàn)，安排在酚這節(jié)內(nèi)容的課堂學(xué)習(xí)后進(jìn)行，經(jīng)過課堂學(xué)習(xí)學(xué)生對(duì)酚的性質(zhì)已經(jīng)有一定了解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)教師提問，該制備反應(yīng)為什么要在無水的條件下進(jìn)行？溫度為什么要控制在70–80 °C？濃H2SO4有什么作用？讓學(xué)生回答，學(xué)生通過對(duì)這些問題的思考，進(jìn)一步理解理論知識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)，學(xué)生既能嫻熟地掌握藥物合成的實(shí)驗(yàn)技能，又加強(qiáng)了對(duì)理論知識(shí)的理解和消化。

(4) 教師課后總結(jié)，學(xué)生提交作業(yè)。課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束后，教師對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。如酚重點(diǎn)內(nèi)容：酚的命名、結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)(包括酸性、與FeCl3的顯色、酚的酯化和成醚反應(yīng)及芳香環(huán)的親電取代等)；實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是掌握酚酰化成酯，運(yùn)用理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)問題。經(jīng)過教師總結(jié)，學(xué)生對(duì)本章理論知識(shí)已經(jīng)成竹于胸，同時(shí)實(shí)踐能力也得到了培養(yǎng)；最后，教師布置作業(yè)并要求提交，根據(jù)學(xué)生作業(yè)情況，教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)存在的問題，并給出指導(dǎo)。

每輪課程教學(xué)結(jié)束后，教研組進(jìn)行綜合評(píng)估，發(fā)現(xiàn)問題并提出整改方案，保證課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式得到不斷優(yōu)化。

4 教學(xué)成效

課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式實(shí)施對(duì)象為2016–2018級(jí)學(xué)生，經(jīng)過3年的教學(xué)實(shí)踐，采取問卷調(diào)查和成績(jī)考核的形式，對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。問卷調(diào)查隨機(jī)發(fā)放48份，回收有效問卷43份。調(diào)查內(nèi)容為查閱資料能力、對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性、自主學(xué)習(xí)能力和探索精神、實(shí)驗(yàn)綜合能力及對(duì)知識(shí)掌握的程度等方面。

調(diào)查結(jié)果顯示，90%的學(xué)生認(rèn)為查閱資料能力提高了，85%的學(xué)生認(rèn)為對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性增強(qiáng)，88%的學(xué)生認(rèn)為自主學(xué)習(xí)能力和探索精神得到了提升，超過75%的學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)綜合能力得到提高，對(duì)知識(shí)掌握的程度更牢固。超過80%的學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式比較認(rèn)同，但是也發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)方案設(shè)計(jì)還存在有待改進(jìn)的地方。

成績(jī)考核包括理論考試和實(shí)驗(yàn)考試，課程結(jié)束以后學(xué)生進(jìn)行理論課程考試，并對(duì)考試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì),統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2所示。近3年的成績(jī)顯示，70–89分之間的學(xué)生所占人數(shù)比較多，不及格人數(shù)較低，由此看出大部分學(xué)生成績(jī)良好，理論知識(shí)掌握比較牢固。

圖2 理論課程考試成績(jī)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)考試為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，主要考查學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料和獨(dú)立實(shí)踐的能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力。實(shí)驗(yàn)考核全部達(dá)到了課程的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到全面提高。從考查結(jié)果看，課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式有其優(yōu)越性。

5 結(jié)語

農(nóng)藝教育專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)緊跟學(xué)科專業(yè)需求，具有更為明確的教學(xué)目標(biāo)和意義。通過對(duì)農(nóng)藝教育專業(yè)有機(jī)化學(xué)教學(xué)開展課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)際問題進(jìn)行處理與分析，有效提升了學(xué)生對(duì)課堂的參與度，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生思維能力和探索精神的培養(yǎng)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的掌握和應(yīng)用，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。實(shí)踐結(jié)果表明，課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式值得推廣，可運(yùn)用到更多學(xué)科的教學(xué)中。