高 峻 雷景新

（1.四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，成都，610065；2.四川大學(xué)高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都，610065）

1 前言

培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才是研究型大學(xué)的根本任務(wù)，也是研究型大學(xué)義不容辭的責(zé)任?？茖W(xué)合理的課程體系設(shè)置、高質(zhì)量的課堂教學(xué)，是培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的高素質(zhì)創(chuàng)新人才的必要條件。如何利用本校現(xiàn)有的科研優(yōu)勢(shì)與本科課堂教學(xué)形成有機(jī)互助，對(duì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量課堂教學(xué)至關(guān)重要，也是高水平研究型大學(xué)熱切關(guān)注的課題，對(duì)學(xué)校的可持續(xù)性發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)影響，也是適應(yīng)現(xiàn)代大學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

四川大學(xué)作為教育部直屬全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)、“985工程”和“211工程”重點(diǎn)建設(shè)的高水平研究型綜合大學(xué)，學(xué)校始終堅(jiān)持把本科創(chuàng)新人才培養(yǎng)作為主導(dǎo)學(xué)校發(fā)展的中心工作。學(xué)校以“以人為本，崇尚學(xué)術(shù)，追求卓越”為辦學(xué)理念，確立了“精英教育，質(zhì)量為本，科教結(jié)合，學(xué)科交叉”的人才培養(yǎng)指導(dǎo)思想，進(jìn)行了系列關(guān)于培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新性人才的改革與創(chuàng)新探索，如：實(shí)行“三進(jìn)、三結(jié)合”的教育教學(xué)機(jī)制，“三進(jìn)”，即鼓勵(lì)學(xué)生從大三開(kāi)始進(jìn)課題組、進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、進(jìn)科研團(tuán)隊(duì)，使學(xué)生盡早感受科研氛圍，培養(yǎng)科學(xué)感悟和創(chuàng)新能力?！叭Y(jié)合”，即鼓勵(lì)教學(xué)與科研相結(jié)合、課程與課題相結(jié)合、研究團(tuán)隊(duì)和教學(xué)團(tuán)隊(duì)相結(jié)合，促進(jìn)教師把國(guó)際前沿學(xué)術(shù)發(fā)展及最新科研成果融入課堂教學(xué)。

四川大學(xué)本科課程“近代化學(xué)基礎(chǔ)”是從一級(jí)學(xué)科（化學(xué)）出發(fā)，經(jīng)整合、精簡(jiǎn)、優(yōu)化及部分融合“四大化學(xué)”而成的工科基礎(chǔ)化學(xué)課程，是改革力度大、具科學(xué)性和實(shí)用性的成功教改課程，被評(píng)為2003年四川省精品課程?！敖瘜W(xué)基礎(chǔ)（Ⅲ）－2”是“近代化學(xué)基礎(chǔ)”系列課程的有機(jī)化學(xué)部分，是為化工學(xué)院制藥工程專(zhuān)業(yè)、生物工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的必修專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，在大一下期和大二上期兩學(xué)期行課。本課程經(jīng)過(guò)近十年的建設(shè)，已在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面進(jìn)行優(yōu)化、完善，取得了顯著成果，但在教學(xué)中引入的科研元素還欠缺，不能適應(yīng)四川大學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的課程培養(yǎng)要求。如何在本精品課程的教學(xué)實(shí)踐中構(gòu)建教學(xué)與科研的互助模式，成為本精品課程建設(shè)目前的關(guān)鍵任務(wù)。

在本課程的教學(xué)實(shí)踐中，我們充分認(rèn)識(shí)到作為一門(mén)工科有機(jī)化學(xué)課程，教學(xué)必須與科研結(jié)合才能不斷激活教學(xué)內(nèi)容體系，更新教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展要求的與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新人才，才能把本課程建設(shè)成為一門(mén)具有前沿性、科學(xué)性、實(shí)用性的現(xiàn)代大學(xué)本科精品課程。同時(shí)，教學(xué)也可促進(jìn)科研、發(fā)展科學(xué)，有助于理清、整理科研思路，使科學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，從原理上指導(dǎo)科研。尤其針對(duì)有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，教材中的理論、規(guī)律、反應(yīng)歷程等都是在實(shí)踐中總結(jié)、歸納、提煉出來(lái)的，它的目的就是反過(guò)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，并在實(shí)踐中得到完善補(bǔ)充。在“四川大學(xué)新世紀(jì)教改工程項(xiàng)目”資助下，教研室以“近代化學(xué)基礎(chǔ)（Ⅲ）－2”課程課堂教學(xué)為平臺(tái)，開(kāi)展探索和研究教學(xué)與科研相互促進(jìn)、相輔相成、共同發(fā)展的良好模式，響應(yīng)四川大學(xué)“三進(jìn)、三結(jié)合”的教育教學(xué)機(jī)制，力求從大學(xué)一年級(jí)開(kāi)始逐漸培養(yǎng)學(xué)生科研思維方式，讓學(xué)生更早地融入到科研中，為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才夯實(shí)基礎(chǔ)，具有重要意義。

2 研究?jī)?nèi)容

2.1 在配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中構(gòu)建教學(xué)與科研的互動(dòng)

2.1.1 立足現(xiàn)有基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)

有機(jī)化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的化學(xué)學(xué)科，其理論也是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得以建立和發(fā)展的，立足于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)，打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)初步科研思維方式，是行之有效的。

本課程有配套的“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課”，共有九個(gè)實(shí)驗(yàn)，分兩學(xué)期完成。其中大學(xué)一年級(jí)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)六個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，大學(xué)二年級(jí)第一學(xué)期開(kāi)設(shè)三個(gè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需用的試劑或試樣均由實(shí)驗(yàn)室教輔人員在實(shí)驗(yàn)前配好備學(xué)生實(shí)驗(yàn)取用，各種影響反應(yīng)的因素也由教師按實(shí)驗(yàn)教材嚴(yán)格掌控，主要重視的是學(xué)生基本操作的訓(xùn)練，然而這樣會(huì)致使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上猶如“照方抓藥”，難以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的熱情和興趣，并且不利于培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的精神。我們?cè)诹鶄€(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中選擇1～2項(xiàng)，如選擇“正溴丁烷的制備”，“苯甲醇和苯甲酸的制備”，讓學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)條件對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的影響。具體做法：把一個(gè)自然實(shí)驗(yàn)班的20個(gè)學(xué)生均分成5個(gè)組。每組同學(xué)分別選定反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、反應(yīng)物組成、反應(yīng)溶劑、萃取溶劑中之一參數(shù)為變量，其余四個(gè)參數(shù)均為常量（或?yàn)榻滩纳弦?guī)定用量），探索變量對(duì)產(chǎn)率的影響；同組內(nèi)的四位同學(xué)再把選定的變量分別采用不同的四個(gè)條件分別進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)這樣的正交試驗(yàn)后，同學(xué)們可得到對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率影響的最重要因素，并綜合考慮反應(yīng)成本等確定最佳反應(yīng)條件。通過(guò)這樣的試驗(yàn)，讓他們更早地融入科研中去，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)科研工作的基本方法，無(wú)疑對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)起到很好的作用。另在第二學(xué)期的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)課教材以外的實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)怎樣選題、查閱資料、選定實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)，在整個(gè)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐，提高學(xué)生的分析和解決問(wèn)題的能力。學(xué)生可能在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)沒(méi)有得到預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果，教師可以就失敗實(shí)驗(yàn)或不太理想的原因，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論上的分析總結(jié)，讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)研究的艱辛與樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的創(chuàng)造性思維。通過(guò)在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課中融入科研的思維模式也為學(xué)生完成本科畢業(yè)論文的創(chuàng)造性思維打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，收到了良好的教學(xué)效果。

2.1.2 將科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

將教研室老師的科研成果進(jìn)行收集整理，把適合于本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成果篩選出來(lái)。經(jīng)精心編排后作為新的實(shí)驗(yàn)引入到本科實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中。例如：教研室老師的科研成果“光引發(fā)劑安息香醚的制備”經(jīng)編寫(xiě)后已引入為新實(shí)驗(yàn)。這樣利用學(xué)科優(yōu)勢(shì)，緊跟學(xué)科發(fā)展和科技進(jìn)步，既可加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與科研成果的銜接，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，又可促進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的不斷更新和發(fā)展。

2.2 以科研促進(jìn)課堂教學(xué)

2.2.1 在課堂教學(xué)中引入化學(xué)史及化學(xué)家的小故事

在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中適當(dāng)引入化學(xué)發(fā)展史，不僅有助于學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)發(fā)展規(guī)律，而且讓學(xué)生了解有機(jī)化學(xué)的發(fā)展是建立在科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷的探索和創(chuàng)新逐步發(fā)展成為一門(mén)科學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方式和創(chuàng)新意識(shí)等方面能夠產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如：在講解緒論部分時(shí)，引入有機(jī)化學(xué)的發(fā)展歷史：天然有機(jī)化合物如棉、麻、絲綢等的利用可以追溯到人類(lèi)誕生的早期，但到十九世紀(jì)初人們才認(rèn)識(shí)和了解它們。當(dāng)時(shí)人們已學(xué)會(huì)從動(dòng)植物中提取染料、藥物、香料，后來(lái)還可得到純物質(zhì)，如：1769年，開(kāi)始從葡萄中提取酒石酸；1780年，從酸牛奶中提取乳酸；1784年，從尿中提取尿酸、從檸檬中提取檸檬酸等，由此法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫為區(qū)別來(lái)源于無(wú)生命的礦物質(zhì)的“無(wú)機(jī)化合物”，而將這類(lèi)來(lái)源于動(dòng)植物體內(nèi)的化合物定義為“有機(jī)化合物”，在1806年，瑞典化學(xué)大師貝采利烏師（Berzelius J J）定義有機(jī)化合物是來(lái)自有生命的動(dòng)植物體內(nèi)的物質(zhì)，無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)室合成有機(jī)化合物，這就是“生命力”造就有機(jī)化合物的學(xué)說(shuō)，在這個(gè)學(xué)說(shuō)的指導(dǎo)下，人們沒(méi)有想到去合成化合物，阻礙了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。直到1828年德國(guó)28歲青年化學(xué)家韋勒由無(wú)機(jī)化合物硫酸銨與氰酸鉀反應(yīng)，合成得到典型有機(jī)物尿素，動(dòng)搖了“生命力”造就有機(jī)化合物的學(xué)說(shuō)，之后1840年柯?tīng)柊兀℉.Kolber）合成了醋酸，1850年貝特洛（M.Berthelot）合成了油脂類(lèi)等等，“生命力”造就有機(jī)化合物的學(xué)說(shuō)徹底坍塌，從此開(kāi)辟了有機(jī)合成的新紀(jì)元。

有機(jī)化學(xué)中有許多以化學(xué)家的名字命名的人名反應(yīng)，除了充分肯定他們的研究成果，同時(shí)也是為了紀(jì)念和表彰他們做出的貢獻(xiàn)。在講解這些內(nèi)容的時(shí)適時(shí)地穿插一段精彩的化學(xué)史或化學(xué)家的有趣故事及適當(dāng)介紹科學(xué)家相關(guān)的研究工作，不僅有助于學(xué)生掌握、加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，而且通過(guò)了解科學(xué)家們探索科學(xué)的故事，學(xué)習(xí)科學(xué)家們的科學(xué)態(tài)度和品德，同時(shí)還可以使課堂氛圍輕松而活潑，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如：醛酮羰基被還原為亞甲基的常用方法——沃爾夫－凱惜納（Wolff－Kishner）－黃鳴龍反應(yīng)，是由沃爾夫和凱惜納1912年發(fā)現(xiàn)的，但此法反應(yīng)條件苛刻，除要用封管、金屬鈉以及難以制備、價(jià)值昂貴的無(wú)水水合肼外，還要高溫、高壓，且反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，因此一直沒(méi)有被廣泛采用。我國(guó)化學(xué)家黃鳴龍通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索后改進(jìn)了這個(gè)反應(yīng)，用一縮乙二醇作溶劑，避免了高壓操作，可以使反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，且改進(jìn)后的反應(yīng)避免了使用高純度的無(wú)水肼，還用NaOH或KOH代替較貴的金屬Na或K，使這個(gè)反應(yīng)得到了廣泛的應(yīng)用。黃鳴龍的改進(jìn)反應(yīng)得到了國(guó)際化學(xué)家們的承認(rèn)，為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn)，該反應(yīng)名稱(chēng)中添加了我國(guó)化學(xué)家黃鳴龍的名字。實(shí)際上黃鳴龍的成功應(yīng)該歸功于他鍥而不舍的科學(xué)探索精神和孜孜以求的科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度。1946年，在做凱惜納一沃爾夫還原反應(yīng)時(shí)，出現(xiàn)了意外的情況，但他并未放棄，深入地進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐終于獲得了成功。針對(duì)不同的事例可以有意識(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行不同的教育，長(zhǎng)期有意識(shí)的教育一定能給學(xué)生的性格帶來(lái)潛移默化的影響。

2.2.2 在課堂教學(xué)中引入教研室老師的科研成果

教研室的每位老師都有非常豐富的科研經(jīng)歷。整合現(xiàn)有教師資源，定期開(kāi)展教研活動(dòng)，研討老師們?cè)?jīng)承擔(dān)的及在研的科研項(xiàng)目哪些適合用于相應(yīng)的教學(xué)章節(jié)講授給學(xué)生，整理出來(lái)并形成教學(xué)課件運(yùn)用于課堂教學(xué)；目前已有教研室老師的10個(gè)科研成果用于本課程課堂教學(xué)。如：將科研項(xiàng)目“光致變色材料的制備”做成課件，插入到“共軛效應(yīng)”章節(jié)中講解：化合物在光的照射下吸收能量，結(jié)構(gòu)發(fā)生異構(gòu)化，由非平面的分子變?yōu)楣财矫娴墓曹椃肿咏Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致化合物在可見(jiàn)光區(qū)的吸收發(fā)生紅移而變色，突出講解共軛效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)而對(duì)性質(zhì)的影響；又如將科研項(xiàng)目“亞胺類(lèi)聚氨酯潛固化劑的制備”做成課件，編入“醛、酮”章節(jié)：醛酮可與氨的衍生物反應(yīng)，生成亞胺類(lèi)化合物，亞胺類(lèi)化合物不穩(wěn)定，易吸水而生成胺。恰好利用亞胺類(lèi)化合物的這一特點(diǎn)可作為單組份聚氨酯的潛固化劑使用：將亞胺化合物混入聚氨酯的預(yù)聚體中，由于其極易吸水，可優(yōu)先于聚氨酯預(yù)聚體與水反應(yīng)，生成的胺又恰好可作為聚氨酯預(yù)聚體的固化劑，這樣克服了傳統(tǒng)以水作固化劑時(shí)反應(yīng)過(guò)程所產(chǎn)生的CO2氣體存留在聚氨酯材料中，而導(dǎo)致材料表面出現(xiàn)針孔，內(nèi)部起泡、強(qiáng)度降低，嚴(yán)重影響其性能的缺點(diǎn)。

2.2.3 在課堂教學(xué)中引入本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向與最新研究成果

鼓勵(lì)教師將通過(guò)科研工作了解到的本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展方向與最新研究成果，及時(shí)反映到課堂教學(xué)中，不僅豐富充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容，而且極大地提高了教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、前沿性和新穎性，從而使課堂教學(xué)內(nèi)容緊跟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的步伐，為學(xué)生提供廣闊的學(xué)習(xí)空間，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的共享，推動(dòng)教學(xué)實(shí)踐的深入。例如：將每年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)家及其科學(xué)成就帶入課堂。

2.3 以教學(xué)激勵(lì)科研

積極開(kāi)展教研活動(dòng)，將教學(xué)工作中遇到的典型性問(wèn)題提煉和提升出來(lái)，將教學(xué)專(zhuān)題轉(zhuǎn)變?yōu)榭蒲姓n題，充分調(diào)動(dòng)教師們開(kāi)展學(xué)術(shù)科研活動(dòng)的積極性，對(duì)教研室整體學(xué)術(shù)水平的提升將會(huì)起到極大促進(jìn)作用。例如：在酯化反應(yīng)中需要加入濃硫酸作催化劑，而濃硫酸后處理困難，并且還會(huì)腐蝕設(shè)備。因此我們教研室提出了科研課題“固體雜多酸的合成與應(yīng)用研究”等等。

在四川大學(xué)本科課程“近代化學(xué)基礎(chǔ)（Ⅲ）－2”的教學(xué)實(shí)踐中，采用科研融入教學(xué)，教學(xué)促進(jìn)科研，使教學(xué)與科研兩者結(jié)合，已收到很好效果，受到教師和學(xué)生的認(rèn)可，今后我們還要大力推進(jìn)教學(xué)和科研的互助，更加完善教學(xué)和科研互助的教學(xué)模式。

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