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有機合成是有機化學的核心,是合成化學最主要的內容,也是對有機化學知識的進一步擴展和應用,更是創造新有機分子的主要手段和工具。當今國計民生的各個方面都離不開有機合成產品。因而有機合成是醫學院校藥學專業必修的重要專業課。通過對有機合成的學習,使醫學生在學習有關基礎課程后能系統地掌握有機物制備中重要的有機合成反應和合成設計原理,培養學生在實際化合物合成工作中設計、分析問題和解決問題的能力。由于有機合成內容繁多、覆蓋面廣、各章節的缺少相關聯系,而且人名反應繁多,各種類型的反應極易混淆,導致學生的學習興趣不高,效率低下。因此在教學過程中,探索有效的教學方法尤為重要。通過多年的實際教學經驗,筆者總結出了一些教學的心得體會,現與大家交流分享。
1教學中滲透化學史,保持學習興趣
愛因斯坦曾經說過:“興趣是最好的老師”。上好一門課程的關鍵問題是如何激發和保持醫學生的學習興趣。作者在教學中發現,學生對有機合成的化學史很感興趣,就有意識地嘗試課程內容與化學史結合,并且貫穿在整個教學過程中,這樣能不斷增強學生對有機合成的興趣。例如講緒論時介紹1828年人類第一個有機物的人工合成,化學家維勒用氰酸銀與氯化銨反應得到了有機物尿素,這是人類正式進入到有機合成年代;我國1965年制成了世界上第一個具有生物活性的人工合成結晶蛋白質—牛胰島素,標志著我國有機合成的水平已達到國際先進水平。針對一些特殊的試劑如格氏試劑,首先講述格氏試劑的發明者維克多•格林尼亞年輕時愛情經歷挫折所激發起的奮發學習勁頭,成為著名化學家的軼事,接下來再講述格氏試劑的制備、反應,就會使學生感興趣。在講有機反應時,介紹了國際上唯一以我國化學家名字命名的有機反應——黃鳴龍反應。黃鳴龍先生對反應過程一次忘塞瓶塞,產物收率提高的偶然事件認真探究,發現了新的羰基還原反應。我國科學家的這些成就喚起了學生的強烈民族自豪感,并養成了認真做好實驗的習慣。美國有機化學家科里1967年提出的有機合成路線的常用逆合成分析法,使合成路線設計成為嚴格思維邏輯的科學,并編制了第一個計算機輔助設計程序,開計算機輔助有機合成先河。他由于這方面的重大貢獻獲得1990年諾貝爾化學獎。2001年諾貝爾化學獎獲得者美國科學家威廉•諾爾斯、日本科學家野依良治和美國科學家巴里•夏普雷斯在不對稱合成方面所取得的成就使化學家們能夠有效地操縱化學反應。在課程中貫穿有機合成發展的歷史,讓學生多了解科學家們的探索經歷和偉大成就,激發自己的斗志,始終保持學習興趣。
2對照比較,建立概念的規律性聯系
有機化學的知識點多,使內容顯得繁雜,在學習時醫學生常常感到混淆不清,理解不深入,導致死記硬背。為了解決這個問題,作者在教學過程中采取對照比較的方法,進行相似知識點的異同辨別,突出知識點的內涵和本質,使學生從根本把握。例如有機化學中的一種常見現象,是在有機反應中,在不同的反應條件下,相同的反應物其反應產物也不同,在講課時注意對比這些反應,引導學生注意到它們之間的區別。再如,具有不同官能團的化合物對應于不同類型的有機化學反應,上課時可就這方面進行對照比較。學生普遍認為在有機化學的學習中,最困難的是要記憶大量的反應式。有機化學反應看似千變萬化,實際是極具規律性的,從反應機理來看,基本是親電、親核、取代、加成等,而有機合成基本是這些反應的組合。如果學生熟悉了有機反應,就能有規律地學習合成的技巧。在學生具備有機化學基礎后,教師把親電、親核、取代、加成等基本概念,以及相關的規律性概念和思維方法給學生歸納出來。學生在理解有機化學反應機理和掌握基本方法后,就能化解反應式記憶的困難,只需適當的記憶就能掌握大量的反應式。
3引入學術前沿動態,培養學生的創新意識
教師應在教學中讓學生認識到有機合成是一個新反應和新試劑不斷涌現的快速發展的領域,而新反應和新試劑的應用使有機分子的合成路線更趨向簡單、快速、高效、綠色。給他們介紹生物化學合成、仿生合成、超分子合成、模板合成及綠色有機合成等新領域,使學生了解有機合成化學的學科進展,體會到新知識對人類的影響。在這個過程中,教師應該關注兩個方面。一個方面是要向醫學生介紹學術前沿的新動向、新知識,讓學生盡快的接觸學科前沿,體會到有機合成的魅力,保證教學內容的科學性和先進性。另一個方面是要引導學生關注科學研究,形成創新意識。教師上課時可結合教學內容給學生介紹自己學術研究方面的進展情況,以及自己做科研時遇到的問題、困難和解決思路與方法等,以自己的切身經驗和體會帶領學生跨入研究和創新的門檻,引導他們適應新的社會要求,跟上時代的步伐。
4結語
總之,為了提高醫學院校有機合成課程的教學效率,首先是在授課中把有機合成的科學知識與科學史料緊密結合起來,使醫學生在整個課程學習期間保持濃厚的學習興趣;其次是把看似繁雜松散的有機合成知識,在教學中不斷梳理,幫助學生建立起規律性的聯系,內化為自己的知識;再次是在教學中引入學術前沿動態和知識,在更新教學內容的同時,培養醫學生的科研意識和創新意識。
作者:張建偉 段薇 單位:首都醫科大學化學生物學與藥學院化學生物學系