吕慧丹,刘勇平,梁　军

(桂林理工大学　化学与生物工程学院，广西　桂林　541004)



基于高素质化工人才培养的有机化学教学改革

吕慧丹,刘勇平,梁军

(桂林理工大学化学与生物工程学院，广西桂林541004)

摘要：当今，化工产业国际化进程越来越快，对化工专业人才的综合素质提出了更高要求。本文以有机化学教学为案例，以提高化工人才综合素质为目的，提出通过化工实例教学和归纳总结的方法进行教学改革，在理论联系实际的同时，注重提纲挈领，提高教学效率。

关键词：化工人才；高素质；有机化学；教学改革

作为一门独立的工程学科，化学工程在历史长河中走过了近百年。目前,化学工程学科飞速发展，化工产业不断升级，已经形成了多样性的产业，包括化工、燃料、电子、食品和消费品、材料，以及生物技术和制药业。此外，国际化进程的加快和国际化贸易的全面展开推动化学工业成为全球性的产业。与此同时,化工研究机构在投资和研究深度等方面取得了重大进展。为了跟随全球化的步伐，适应新的变化，工程技术人才的知识、能力和素质必须不断提高，特别是高素质化工专业人才的培养，是工业界的殷切期盼[1]。为了完成这项重要任务，必须建立良好的课程体系，以新颖的教学内容和先进的教学手段充分调动学生的积极性，挖掘他们的创新潜能，培养自学能力与综合素质，做到外部条件与内在动力的协调一致。

基础有机化学是工科院校各相关学科重要的专业基础课，在培养学生科学的思维方法、创新能力、理论知识和生产实践的结合能力、工程能力等方面具有基础性和前瞻性[2]。基础有机化学的基础理论对现代化工工业具有直接的指导作用。因此，掌握有机化学的基础知识、基础理论对后续化工专业课的学习有重要的指导意义。

有机化合物数量庞大、结构复杂、有机反应种类繁多，理论抽象，知识点多而杂。另外，近年来由于教学课时不断被压缩，教师与学生在单位时间内授受的知识量在不断增加。如何解决有限的学时与大量有机化学知识之间的矛盾? 作者认为，关键在于要加强有机化学课程与化工专业之间的联系，进行明确的专业自主定位。在基础课教学环节中注重与后续专业知识与课程的衔接，适当引入化工实例，活跃课堂氛围的同时提高学生的学习兴趣，激发学生的创造性思维[3,4]。此外，通过归纳总结、比较分析进行知识点的梳理，使零乱、分散的教学内容形成体系，深入学生的脑海，从而轻松掌握。

本文将从以下两个方面进行有机化学教学方法改革。

一、紧扣专业背景，引入化工实例进行教学

有机合成是有机物化学性质的综合应用，合成路线的设计与选择是教学的重点和难点。“实践是检验真理的惟一标准。”实际的化工生产工艺流程，生产生活中重要的有机化合物的性质、合成与应用比理论的讲解更有说服力。将化工生产实例引入教学，能够使所学的理论知识在学生脑海中变得生动、直观，加深印象。同时，还能使学生深刻地体会到有机化学课程学习对实际化工生产的重大意义，从而认识到本门课程的重要性，增强学习兴趣，为其掌握化工技术专业学习规律、了解化工生产打下了基础。

(一)实例一：硝化反应与药物

硝化反应是芳香烃的一种重要化学性质，应用非常广泛，主要有三个用途：(1)转化为氨基，用于制备芳香胺，获得染料中间体；(2)利用硝基的极性，使芳环上的其他取代基活化，易于发生亲核取代反应，比如卤代芳烃水解制备酚，当卤原子的邻和/或对位连有硝基时，水解反应更容易进行；(3)利用硝基的极性，使精细化工产品具有某种特性，比如加深染料的颜色。硝化反应如此重要，但国内主要有机化学教材对硝化反应的应用普遍重视不够，只在含氮化合物一章提到可通过硝基还原制备芳胺。教师讲完硝化反应后，学生普遍感觉很迷茫，觉得该反应应用较少，甚至认为该反应不重要。因此，讲完硝化反应的基本原理以后，可引入化工生产实例，特别是在药物生产上的应用。比如扑热息痛的合成如图1。

图1　扑热息痛的合成

最后的产物对乙酰氨基酚俗称扑热息痛，是一种常见解热镇痛药，缓解轻度至中度疼痛，如感冒引起的发热、头痛、关节痛、神经痛以及偏头痛、痛经等。因此，大部分感冒药(如快克、白加黑等)、部分常见退烧药以及部分常见镇痛药均含有扑热息痛，临床应用十分广泛。药物生产过程中，是通过硝化反应在苯环上依次引入氯原子、硝基，然后水解、还原，最后乙酰化制得对乙酰氨基酚(扑热息痛)。理论与精细化工生产流程相结合，使学生既理解了工艺路线，又认识到硝化反应的重要作用，不但提高了学习兴趣，还激发了学习的积极性和主动性。

(二)实例二：偶合反应与染料

偶合反应是重氮盐与芳环上连有强给电子基团的芳香族化合物(酚或胺)发生的亲电取代反应，是制备偶氮染料最常用、最重要的方法。在讲解重氮盐的偶氮反应时，除了介绍反应的原理，教师一般都会介绍该反应的主要用途是制备偶氮染料，但是学生仍然有距离感和疑问，比如，偶氮染料有哪一些？主要应用在哪些方面？此时，可以适时列举一些人们熟知的偶氮染料，介绍它们的合成方法和应用。比如，可从近年来国内外发生由苏丹红引起的食品安全事件引入对苏丹红的介绍。苏丹红是一类化工合成的染色剂，化学成分中都含有萘环和偶氮结构，合成过程如图2所示。它主要应用于鞋油、汽油和油彩的着色。其结构决定了一旦人体摄入了油溶性的苏丹红，将非常容易溶解在身体组织内，而不会随尿液排出体外，对人体的肝脏器官有明显的毒理作用，具有潜在的致癌风险[5]。因此，欧盟在1995年就禁止在食品种添加苏丹红，我国也禁止将苏丹红作为食品添加剂。将偶合反应和偶氮染料与社会热点问题联系起来，增加了理论知识的趣味性，使学生感觉这些知识离日常生活并不遥远，真正认识到学习有机化学的必要性以及与化工专业的紧密联系。

图2　苏丹红制备

(三)实例三：加成反应与丙烯腈的制备

图3　丙烯腈的合成方法

这样的实例有很多，既与专业课程紧密相关，又结合了有机化学基础理论，兼具趣味性和实用性，在课堂上能达到意想不到的效果。

二、归纳总结，进行知识梳理

有机化合物的数量庞大，每类化合物的化学反应种类繁多，需要掌握的知识点较多。如果分散学习和记忆，工作量较大，却往往达不到完全掌握的目的，更谈不上灵活应用。笔者在有机化学教学过程中摸索出一个较好的方法即归纳总结法，将各分散的知识点联系起来，形成一个一个的知识体系，从宏观上把握重难点。比如，卤代烃的亲核取代反应有SN1和SN2两种不同的机理, 关于它们的特点，学生很容易混淆。这时，可将两种机理的特点归纳如下：

SN1SN2单分子反应双分子反应υ=k[R-X]υ=k[R-X][Nu:-]两步反应一步反应碳正离子中间体生成形成过渡态外消旋化构型翻转(瓦尔登转化)有重排产物无重排产物

上述对比一目了然，既把握了细节，又能从整体上比较两种机理的异同点。格氏试剂是一种重要的化学反应中间体，其发现者Grignard V因此而获得诺贝尔奖。格式试剂的一个重要用途是制备醇，采用不同原料与格氏试剂反应可获得不同类型的醇。讲完这个知识点后，关于如何选择原料，学生往往还是比较迷惑。但是如果将格氏试剂制备醇的方法归纳总结如下，很快就能在学生头脑中形成清晰的思路。然后通过实例分析，使学生能够较快掌握格氏试剂在制备醇方面的应用。这也是由低级醇制备高级醇的一个重要方法。

格氏试剂制备醇的归纳

实例：制备

图5　苯酚的合成路线

三、结语

有机化学是化工专业学生的一门重要基础化学课，它是后续专业课程如精细化工工艺学、精细化学品等的重要基础，因此，要提高有机化学的教学效果，必须以专业为根本，选择适合化工专业的教学内容，广泛搜集化工实例并用于教学，改进只讲理论的枯燥教学法，通过具体例子，提高学习兴趣，促进理论的吸收，营造轻松的教学氛围，学生顺其自然掌握理论要点，其主观能动性和创造性不会被压抑而充分发挥出来，综合素质得到提高。另外，及时对繁杂的知识点进行概括和总结，让学生头脑中形成清晰的知识链条，增强学生的自信心，培养自学能力和综合素质。教学改革过程中，以启发学生创新思维为核心，以激发学生学习兴趣和求知欲为目的，提高有机化学的教学效果。

(责任编辑：夏璐)

参考文献：

[1]刘智运.创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J].中国大学教学,2011(1):12-15.

[2]刁开盛.在有机化学教学中授予学生创新的利器[J].高教论坛,2011(6):55-57.

[3]佟拉嘎,林世静.引入精细化工实例改进工科院校基础有机化学教学[J].化工高等教育,2012(3):89-91, 94.

[4]胡长峰,白图雅.应用化工技术专业有机化学课程教学改革探讨[J].职教通讯,2014(3):20-22,33.

[5]韩爱云,左晓磊,霍惠玲,等.食品中苏丹红残留检测研究进展[J].吉林农业,2015(14):69.

Training of High-Quality Chemical Engineering Talent based Organic Chemistry Teaching Reform

LV Hui-dan, LIU Yong-ping, LIANG Jun

(College of Chemistry and Bioengineering, Guilin University of Technology, Guilin 541004,China)

Abstract：Today, the chemical industry internationalization process is faster and faster, which have a higher requirement for the overall quality of the chemical engineering talent. In this paper,in order to train the overall quality of chemical engineering talent, organic chemistry teaching reform is carried out by the chemical industry examples and teaching methods of induction and summary. In the course of teaching, the vivid chemical industry case help students understand the boring theory together withsummary and conclusion, improving teaching efficiency.

Key Words：chemical engineering talent；high-quality；Organic Chemistry；teaching reform

基金项目：广西高等教育教学改革工程项目“化学基础课程教学资源的整合与教学方法的优化”(2013JGA151)；广西高等教育教学改革工程重点项目“基于广西石化产业发展的化学工程与工艺专业实践教学体系研究与实践”(2015JGZ129))

收稿日期：2016-02-10修稿日期：2016-02-24

作者简介：吕慧丹 (1979- ),女,湖北鄂州人，副教授，主要从事化学化工基础课教学。通讯作者:刘勇平(1980-), 男, 湖南邵阳人，副教授，主要从事化学化工教学。

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1671-9719(2016)3-0068-04