涉农专业有机化学绪论课教学探讨

孟志芬，谷永庆，姜小莹

（河南科技学院化学化工学院，河南新乡453003）

有机化学是涉农专业的一门专业基础课程，学生对有机化学知识的掌握程度，不仅影响学生对后续专业课程的学习，还将对学生今后的就业和考研产生重要影响。一方面，由于有机化学内容多、概念多、反应复杂、理论抽象、学时数少、讲授进度快，学生普遍反映有机化学难度大；另一方面，学生受新闻报道中煤矿瓦斯爆炸、化工厂爆炸、食品安全、环境污染等事件的影响，认为化学品易燃、易爆、有毒、有害等，对化学有一定的畏惧心理。这两方面导致学生对学习有机化学兴趣不大，热情不高，从而严重影响了有机化学的教学效果。涉农专业的这种教学现状，令很多任课教师颇为苦恼和困惑。笔者结合多年讲授有机化学的情况，对有机化学绪论课教学提出一些处理方法，希望和广大同行进行交流。

涉农专业有机化学教材第一章绪论主要包含的内容有：有机化合物与有机化学、有机化学与生命科学的关系、有机化合物的特点、有机化合物中的共价键、有机化学中的酸碱概念、有机化合物的研究方法、有机化合物的分类等[1-3]。这些内容具有普适性，笔者除了讲授教材上的这些常规内容之外，还针对有机化学教学中存在的问题，并根据学生的实际情况和不

同专业的特点，增加了人们对化学认识的误区、有机化学与开课专业的关系、有机化学发展简史、共价键的分类、有机化学学习方法与建议等内容，帮助学生正确认识化学和化学品在人类生活中的作用，掌握有机化学的学习方法和思维方法，激发学生的学习兴趣和学习动力，为有机化学课程教学开一个好头。

1 人们对化学认识的误区

近年来，由于人们对化学品的滥用和不当处置，发生了一些食品安全事件和化工厂、实验室爆炸事故。可能是源于对负面新闻的臆想、未知领域的恐惧以及各类产品营销商的不当宣传，致使人们对化学有太多的误解。比较典型的有“化学品有毒、有害、污染环境”，“化学合成产品有毒，天然产品一定安全”，“无化学成分的产品更安全”，“凡是采用化学手段生产、合成的产品都是对人体有害的”等。受这些言论的影响，许多学生对学习有机化学有畏惧心理，特别是上实验课时，他们担心试剂对自己身体造成伤害，害怕做实验过程中发生爆炸等。这些担忧影响了学生学习有机化学的积极性和主动性。

笔者以实例对这些误解进行分析，并从衣食住行、能源、新材料、高科技、医疗健康等方面，举例说明化学研究成果的推广使用，极大提高了人类的生活质量、文明程度，保障了人类的健康，延长了人类的寿命。通过这些讲解，让学生认识到，人类接触到的任何物质，都有化学成分，都属于化学物质，包括日常生活中的柴、米、油、盐、酱、醋、茶、水、糖等；无论是化学合成产品还是天然产品，其危害取决于它们的结构和用量，而不是它们的来源；有些化学品的确是有危害的，但这不是化学的全部，并且化学危险品在生活中是客观存在的，要避免受到伤害，就需要掌握一定的化学知识。

例如，众所周知的传染病克星——青霉素，目前它是一种非常普通而常用的药物。然而，在几十年前，青霉素还是价值千金的名贵药品。曾经有许多传染病流行，如脑膜炎、猩红热、白喉、淋病等，这些疾病严重威胁着人们的健康与生命，正是青霉素的发现挽救了无数人的生命。后来，化学家根据半合成青霉素的经验，成功合成了一些高效、广谱的抗生素，如目前临床上广泛使用的头孢氨苄、头孢拉定等。抗生素的发现与应用彻底扭转了人类在这些疾病面前无助的局面[4]。因此，在人类健康史上，化学做出了巨大的贡献。再比如，多年前，上海曾经发生过一起煤气爆炸事故。一位老人早上起床后闻到了一股浓烈的煤气味道，然而她依然点火烧开水，结果发生了巨大的爆炸，导致楼板被炸塌，将两个尚未起床的人压死。这是因为泄漏的煤气达到了它在空气中的“爆炸极限”，一遇到明火就发生了巨大的爆炸[5]。这是一起本可避免的事故，由于老人缺乏有关的化学知识而酿成了悲剧。如果老人闻到煤气味道，能够先检查煤气开关，然后打开门窗，强制通风，降低可燃气体的浓度，不动用明火，便可避免事故的发生。这部分内容的讲解，能够消除学生对化学的误解，帮助学生客观正确认识化学与化学品，端正学生学习有机化学的态度。

2 有机化学与开课专业的关系

涉农专业有机化学教材中通常会介绍有机化学与生命科学的关系，包括生物体的组成物质主要是有机化合物、农产品的利用与加工离不开有机化学操作与技术以及有机合成产品在农业生产上的广泛应用等。这些内容对涉农专业具有普适性，一定程度上能够让学生认识到有机化学和其专业之间的关系。但是，如果教师在课堂上能够针对开课专业讲解比较具体的相关内容，更能吸引学生的注意力，教学效果也会更好一些。

笔者通常在介绍有机化学与生命科学的关系之后，进一步介绍有机化学与开课专业比较具体的联系。比如烹饪与营养教育专业，日常人们所食用的面粉、肉、蛋、油脂、蔬菜、水果、香料等食材的主要成分都是有机化合物，对膳食的科学调配与加工需要学习和运用有机化学知识与技能。从笔者所在学校烹饪与营养教育专业的培养方案来看，其主干学科有四个，排在第一位的是化学；其学位课程有烹饪化学、烹饪原料学、烹饪营养学等。有机化学是学习这些课程的必备基础。再比如植物保护专业，化学是其主干学科之一，其主要课程有生物化学、植物化学保护学、普通植物病理学、普通植物检疫学等，学习这些课程都需要一定的有机化学基础。另外，有机化学还是这些专业学生考研深造的必考课程。这些比较具体的讲解，能够加深学生对有机化学重要性的认识以及提高学生对有机化学课程的重视程度。

3 有机化学发展简史

我国著名化学教育家傅鹰曾说过：“化学给人以知识，化学史给人以智慧。”[6]这句话言简意赅地指出了化学史在化学教学中的重要地位和作用。多数有机化学教材是在有机化合物与有机化学这部分内容中，借助有机化合物与有机化学名称的来源及定义对有机化学发展史进行简单介绍，着墨不多。笔者把有机化学发展简史单独设置为一个标题，并将其分为四个发展阶段，即天然有机化合物的利用与加工、“萌芽”有机化学时期、“经典”有机化学时期、“现代”有机化学时期[7]，分别介绍每一个发展阶段的成就与局限以及做出突出贡献的化学家。比如，早在古代，人们就知道加工和利用各种天然有机物，如酿酒、制醋、造纸、天然药物、染料的利用等。但这些都不是纯物质，人们对纯物质的认识和制取是比较近代的事。18世纪后期，有机化学进入“萌芽”有机化学时期，化学家们的主要成就是经分离、提纯得到了许多有机化合物纯品，并建立了一些分析方法，对有机化合物的组成进行定量分析。但受当时科技水平的制约，有机化合物的结构问题尚不能解决。19世纪中后期，有机化学进入“经典”有机化学时期，这个阶段，经典的有机结构理论基本建立，为有机合成的发展奠定了可靠的基础，但价键概念的本质问题没有得到解决。20世纪初，基于量子力学建立了价键理论，有机化学进入“现代”有机化学时期，有机化学得到了蓬勃发展并取得了前所未有的成绩。通过对有机化学四个发展阶段的介绍，学生能够比较清晰地了解有机化学的研究范围、内容、方法以及有机化学的发展历程。另外，有机化学发展所经历的复杂而又漫长的历史过程，能让学生认识到科学的发展受一定社会条件的制约，化学的理论和学说是在发展中不断扩展和完善的。

化学学科的发展离不开化学家，在有机化学发展的每一个阶段都有做出一定贡献的代表性人物。有机化学教材由于篇幅所限，没有对化学家进行详细介绍。但是，为有机化学发展做出了卓越贡献的化学家们，往往拥有细致敏锐的观察力、坚忍不拔的意志、勤奋好学的精神、强烈的好奇心和创新意识、质疑和挑战权威的勇气、严谨的科学态度、高尚的科学道德等，这些正是学生素质教育的重要内容。比如，被称为“有机化学之父”的瑞典化学家贝采里乌斯，出身贫寒，从小在逆境中生活与成长，却能坚持刻苦自学，长期专注于科学研究。他是现代化学命名体系的建立者，硅、硒、钍和铈元素的发现者。他首先使用“有机化学”概念，发现了“同分异构”现象并首先提出了“催化”概念。他的卓越成就，使他成为19世纪赫赫有名的化学权威。更重要的是他具有高尚的科学道德，尽力帮助年轻人，却不掠人之美。但是，美玉也有瑕，他是“生命力论”的维护者。再比如，德国化学家维勒，偶然发现了从无机物合成有机物的方法，人工合成了尿素，打破了多年来占据有机化学领域的“生命力”学说。这个具有划时代意义的发现，极大推动了有机化学的发展，使有机化学成为化学学科的一个重要分支。还有，被称为“现代化学之父”的法国著名化学家拉瓦锡，他突出的贡献是彻底推翻了在当时流行的“燃素说”，创建氧化学说，建立质量守恒定律等。但是，他曾经给元素下的定义却是错误的[6，8]。还有施塔尔、凯库勒等，课堂上对重要化学家进行简单介绍，不仅能够激发学生的学习兴趣和学习热情，更重要的是能够让学生从科学家的人生经历中获得成长的启迪和教育。

4 共价键的分类

在有机化合物中，原子与原子之间主要是通过共价键相结合的，共价键是研究有机化合物最重要的化学键，因此学生对共价键及其相关概念的正确理解和认识非常重要。在共价键的形成中，涉及了σ键和π键以及单键、双键和三键；在共价键的属性中，又出现了极性共价键和非极性共价键。这么多和共价键有关的概念，往往给学生带来了一定程度的困惑。它们都是共价键吗？它们之间又有怎样的区别与联系？共价键的属性讲完后，简单介绍共价键的分类，这些问题便会迎刃而解。共价键通常有以下几种分类方法：按共用电子对数目分类，有单键、双键和三键；按原子轨道重叠方式分类，有σ键和π键；按共用电子对是否偏向某一原子分类，有极性共价键和非极性共价键[9]。比如，碳碳双键，按共用电子对数目分类属于双键，按共用电子对是否偏向某一原子分类属于非极性键，按原子轨道重叠方式分类，碳碳双键是由一个σ键和一个π键组成。通过对共价键分类的学习，学生很容易明白这些共价键名称的差异是缘于分类依据的不同。

5 有机化学学习方法与建议

有机化合物数量庞大、结构复杂，有机化学反应种类繁多、机理抽象，在学时数少的情况下学好有机化学实属不易。但是，有机化学是一门特色比较鲜明的课程。比如，有机化学整体性很强，具有非常强的前后关联性；有机化学内容繁多，但规律性很强；有机化学反应复杂，但有机物的性质由它们的结构特征所决定；有机化学中有很多具有对比性的概念、结构、性质和机理等。在绪论课教学中，结合有机化学的特点和学生的实际情况，给学生提供一些科学、合理的学习方法与建议，能够帮助学生少走一些弯路，获得比较好的学习效果。比如，上课认真听讲，及时记录没有完全理解的知识点；不懂的问题要大胆提问，及时解决；学会归纳总结，使零碎的知识点条理化、系统化；运用对比法，巩固旧知识，加深理解新知识；建立有机化合物的结构决定其性质的思维方式，学会通过分析陌生有机化合物的结构特征推导出它能够发生的反应类型；将有机化学知识与生活实际相联系，解释解决生活中常见的一些问题，培养学习兴趣，提升学习能力等。当然，这些学习方法不能一蹴而就，还需要教师在授课过程中不断的示范、督促和提醒。

总之，在有机化学绪论课常规内容的基础上，增加以上五个方面的内容，在开课伊始针对性地解决学生在有机化学学习中普遍存在的问题，能够达到事半功倍之效果，为有机化学课程教学奠定良好的基础。