有機化學是高等院校醫學專業大一的一門公共基礎課,對于醫學生而言,學好有機化學對后續課程(如生物化學、藥理學等)以及從事醫學研究工作具有重要作用。針對大一新生生物、化學基礎知識薄弱,大班教學、課堂秩序容易混亂;有機化學內容繁雜、理解難度大;課時數逐漸減少等問題,我教研室結合近年來有機化學教學的實踐經驗,進行相關探討和改革,以期對解決教學過程中出現的問題有所幫助。
1 科學客觀地認識有機化學課程
我們的授課對象是醫學生,他們將來從事臨床醫學或基礎醫學方面的工作,在認識上可能會產生開設有機化學課程是否有用的疑問。首先要讓學生認識到有機化學課程開設的目的和作用。為此,先讓學生明確有機化學的確不能代替醫學專業課程,更不能直接治病,但醫藥類科學與有機化學有著十分密切的關系,該課是學好后續課程(如生物化學、藥理學、分子生物學等必修課程)的基礎;而且學習和研究醫學科學,必須運用有機化學的理論知識及研究方法,只有掌握有機化合物的基礎知識以及結構和性質的關系,才能認識蛋白質、核酸和酶等物質的結構和功能,為探索生命的奧妙奠定基礎。其次,教師要及時轉變教學觀念、課堂教學目標,要從以“知識為中心”向以“學生的發展,能力培養為中心”轉變;要改變課堂教學的方式、方法,突出以學生的“學”為主,教師的“教”為輔;要轉變課堂角色,以學生為主體,讓教師成為學生學習的引導者。
2 合理組織教材,精選教學內容
目前我校選用的教材理論性較強,基本上是經典的有機化學內容,與學生的日常生活以及醫學知識聯系不緊密,尤其是其中的立體化學和反應機理較為抽象,空泛的理論講解,不易提高學生的學習興趣。在有限的學時內,學生也缺乏有效的練習,教學效果難以令人滿意。此外,由于學生高中階段選修生物的比化學的多,化學基礎整體薄弱。因此,必須根據學生的特點,科學調整教學計劃和課時安排,聯系醫學實際,突出教學重點,整合課程內容。教研室從 2011 年至 2013 年初對有機化學教材進行了整編,具體方案如下:(1)合并有機化學的部分章節,如將烷烴、不飽和烴合并為開鏈烴,羧酸、羧酸衍生物及取代羧酸合并為羧酸。(2)精選了與醫學關系密切的基礎理論和基本技能、主要有機反應原理,如有機反應的基本類型,親核、親電反應的介紹。(3)剔除了立體異構中的構象內容,如環己烷船式結構與椅式結構,共振論和有機波譜學等章節。(4)削減了有機合成內容,加強了生物醫學相關的雜原子有機物內容,目的是與生物化學等后續課程接軌,加大生物大分子(脂、糖、蛋白質和核酸等)內容,增加了與生命科學及醫藥有直接聯系的內容,介紹和討論了一些生命過程中有機化學問題的前沿和熱點。(5) 對各類有機化合物的物理性質以及部分易懂的教材內容(如有機化合物的命名),采取略講和自學相結合的方式,確保在有限的學時內完成重點教學內容。
3 多媒體、實驗與傳統教學手段相結合
傳統的教學手段主要是課堂講授、板書和模型展示等。有機化學結構、反應機制、電子效應等內容,因學生缺乏空間結構意識和空間想象力,僅用板書難以引起學生的共鳴。目前我校班級人數大概是 100~150 人,采用較小的模型展示在大班教學中不利于后排學生的聽講。隨著多媒體技術的普及,在一些內容的講解上采用多媒體教學方法,收到了良好的效果。如鹵代烴的親核取代反應,按 SN1 歷程進行時,碳原子由 Sp3雜化的四面體構型到 Sp2雜化的平面構型,親核試劑分別從這個平面兩邊進攻中心碳,得到一個外消旋產物。若按 SN2 歷程進行,則化合物經歷一次瓦爾登轉化,發生構型翻轉。采用多媒體的三維動畫功能表現這兩種不同的歷程,使學生直觀地理解了反應的詳細過程和構型變化,利于學生對此內容的掌握。但是,多媒體教學手段也有其局限性,如果過多使用,學生會感覺速度過快,來不及深入思考和做筆記等。所以,在突出重點內容時,仍采用板書形式。這樣將傳統和現代教學手段結合應用,有效地提高了教學效果。
此外,在以實驗為基礎的有機化學教學中,我們充分利用學生對實驗現象的興趣,讓學生通過實驗學習有機化學。除設置傳統的性質驗證實驗和綜合實驗外,還安排了一些與醫學有關的實驗,例如退熱止痛藥物阿司匹林的合成,具有鎮靜作用的咖啡因的提取,這些實驗內容的加入不僅讓學生體會到有機化學與醫學緊密相連,而且還讓學生在實驗過程中提高了動手能力,為后續課程的實驗教學奠定了良好基礎。同時還增加了設計性實驗,例如乙酸乙酯的合成及其沸點的測定,糖尿病病人尿液含糖量測定等,讓學生利用已學的理論知識自己設計實驗方案,獨立完成從查閱文獻、擬定方案、做實驗到分析實驗結果,盡最大可能調動學生的主觀能動性,使學生真正體會到有機化學的實用性,激發學生學習興趣。
4 有機化學課程考核方法的改進
傳統的考試多以答案唯一的記憶性、速度性為主,而有機化學需要記憶的內容較多,很容易造成學生死記硬背,而使全面、系統的理論知識在學生頭腦中變得支離破碎。因此,我們對考試加大了改革力度,避免太多死記硬背的內容,如刪除了寫結構式的題型,增加了通過理解、綜合分析的題目,如推斷題、設計藥物分子合成題。同時增加了平時成績占總成績的比重,由原來的 10%上調到 15%,包括上課提問、作業、出勤、課后設計報告等;增加了實驗操作與實驗報告成績在總成績中的比重,由原來的 10%上調到 15%,讓學生愿意在實驗課上下功夫。期末閉卷考試,只占總成績的 70%。這樣學生既能理論與實踐并重,輕松愉快地學習,考試時也不會因為閉卷考試成績所占比重太大而增加壓力。
我們首先讓學生客觀地認識有機化學課程的重要性,在教學中聯系醫學實際,精選教學內容,有效地解決了內容多課時少的矛盾,讓學生在輕松愉快的課堂氛圍中,掌握有機化學的基礎理論與技能,為后續醫學課程的學習打下堅實的基礎。
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