新工科背景下精细化工课程的教学探索*

钱 朋

(阜阳师范大学化学与材料工程学院，安徽 阜阳 236037)

2017年，教育部提出持续深化工程教育改革的重大行动计划-“新工科建设”[1]。“新工科建设”以全面落实立德树人为根本任务，以一流人才培养、一流本科教育、一流专业建设为目标，培养德学兼修的创新型、高素质人才，逐渐形成具有中国特色和世界水平的工程教育体系[2]。2020年，教育部发布了《高等学校课程思政建设指导纲要》，全面推进高校课程思政建设，发挥好专业课程育人作用，提高人才培养质量。纲要指出不同学科门类，专业课程需根据课程内容，结合课程特点，挖掘课程思政元素，融入课程教学过程，达到思政育人目的[2]。这就需要高校教师在传授专业基础知识的同时，也要对学生 “润物无声”的进行思想教育，打造一个有深度、有温度的课堂[3]。

精细化工工业与人民的生活和社会的方面息息相关，是当今化学工业中最具有活力、最具创新性的领域之一，是化学工业发展的战略重点之一，也是衡量一个国家化学工业发达程度的主要标志。因此，国内外都高度重视精细化学品的研制、开发和生产[4-5]。近些年来，我国的精细化工产业对精细化工人才的需求越来越多，另一方面，对精细化工人才的要求也越来越高。如何适应国家经济社会发展需求，积极融入长三角和服务皖北区域经济社会发展，这就要求我院培养的应化专业学生不仅要热爱祖国，而且要具备高度的社会责任感和良好的创新意识及实践能力。因此，精细化工被列为我校应用化学专业的核心课程。通过该课程的学习，使学生能够系统掌握各类常见精细化学品的基本原理、合成工艺、应用性能等，从而能够运用所学知识解决部分精细化学品在合成和应用方面存在的问题，进而为学生从事精细化学品的生产和研发提供必要的理论知识和技能基础[6]。

1 当前教学现状

精细化工这门课程是我院应用化学专业大三上学期开设的专业核心课程。在学习这门课之前，该专业学生已经学习过无机化学、有机化学、分析化学、物理化学四大基础化学。因此，学生对于一些基本概念，反应原理，反应类型等有一定的掌握。但是在实际教学中，发现学生一方面相关知识较为薄弱，尤其是在有机合成反应路线方面。而目前精细化工行业中有机精细化学品占的比重较大，故学生在学习这门课的时候较为吃力，尤其是精细化学品的工艺路线。另一方面，该专业的学生目前学到的工科课程还较少，缺乏相应的工科思维和意识。而精细化工作为当今化学工业中最具有活力、最具创新性的领域之一，是化学工业发展的战略重点之一，其对学生的工科意识和思维培养的重要性是不言而喻的[4]。因此，对于这门课程，如何跟上时代的步伐，优化教学内容，改进教学方式及评价体系，已是势在必行。

2 优化教学内容

对于精细化工这门课程来说，一方面精细化学品种类多且涉及范围广，如表面活性剂、胶粘剂、涂料、染料和颜料、水处理剂、医药及中间体、农药、高分子材料助剂、食品添加剂、精细化工新材料与新技术、香料等，造成该课程整体系统性不强。另一方面，源源不断的产品和技术的出现使得该行业发展飞速。因此，导致学生学习理解程度与激情大打折扣。故从以下几个方面对教学内容进行优化：

2.1 精炼教学内容，突出工程特色

课程选用王明慧和牛淑妍主编的《精细化学品化学》为教材，第6章的医药及中间体与该专业的精细有机合成和药物设计学重复；第7章的农药与该专业的农用化学品化学重复；第8章的水处理剂与水污染控制技术相关章节重复；第10章食品添加剂与食品化学相关章节讲解过。因此，在教学计划中，对于在其它课程学过的理论，仅作简要介绍，不再过多重复。着重引入具体的精细化学品的配方，合成工艺等案例，如水性聚氨酯涂料的配方及合成工艺，对其进行详细讲解，突出工程特色。

2.2 教学内容创新，引入课程思政

通过精心的教学内容设计，借助于《精细化学品化学》课程中的思政元素，丰富教学内容的同时，增强学生的专业自豪感和社会责任感。如讲解第2章染料和颜料时，介绍我国古代的鼎和彩瓷等都涉及到天然染料的使用，而相应的染色技术在先秦时期就已经形成，历史悠久；第4章胶粘剂章节时，以万里长城为例，其建造就涉及到胶粘剂的使用。通过中国传统元素的融入，培养学生的爱国主义精神和民族自豪感。此外，还可借助于化学家发现精细化学品背后的故事，如1856年英国化学家W. H. Perkin 发现第一个合成染料“苯胺紫”，并成为当时世界巨富。通过给学生讲解“苯胺紫”的发现历程，让学生知道伟大的发现离不开化学家敏锐的观察力，告诫学生做实验过程要学会观察和思考，遇到异常现象不要想当然失败。另外，引入一些违法违规案例，如在讲解第10章食品添加剂时，讲解三鹿奶粉大头娃娃事件，以不良商家添加三聚氰胺，造成恶劣的社会影响为警钟。告诫学生作为一名应用化学专业人才，要有职业操守，不能被金钱蒙蔽双眼去做一些有违良心，损害社会的事情，最终害人害己。

2.3 强调合成反应，强化工艺路线

在前面已经提到，学生合成功底薄弱。因此，对于《精细化学品化学》课程中的典型精细化学品合成路线重点介绍，尤其是一些典型的基础反应类型，进一步巩固学生的有机合成知识。如在讲解第2章染料的合成路线时，基本会涉及到重氮化和偶合反应两个反应类型。对于这两个反应的反应原理，反应条件，影响因素等，重点介绍，分步剖析，让学生理解，从而掌握。此外，对于第5章聚氨酯涂料的合成路线时，会涉及到异氰酸酯和亲核试剂的化学反应。以异氰酸酯和醇合成氨基甲酸酯为模型反应重点讲述，然后再拓展到胺，羧酸等。

另外，对于一些非典型反应，如表面活性剂烷基苯磺酸盐的合成路线，醇酸树脂的合成工艺等，对其反应机理进行适当讲解，有助于学生的理解掌握。

2.4 增加自学内容，强调团队协作

精细化学品在研发或生产过程中，一些新型的技术不断的被运用。因此，有必要增加一些课外自学内容，强化学生学习能力。例如，在新学期开始的时候，借助于蓝墨云班课分组布置课题。将学生随机分组，通过相关文献的查阅，将课程基础知识和最新的科研成果对接。最后，将ppt上传云班课，并通过ppt进行汇报，现场打分。通过此次活动，不仅开拓了视野，而且培养了学生团队协作能力和自学能力。

2.5 鼓励参与竞赛，实现以赛促教

鼓励学生参加各种竞赛，如互联网+创新创业大赛，化工实验大赛，大学生挑战杯等。在参加比赛时，项目内容体现专业特色，激发学生的主观能动性。同时，项目内容与教师科研项目相结合，培养学生的创新思维，以赛促教。赛后，让获奖的学生分享一些比赛心得，供大家交流学习，共同进步。

3 改进教学方式

利用传统教学方法，在有限的课时中是无法将精细化工课程如此多的内容面面俱到，进而导致教师讲解难度大，学生理解难。因此，需要对教学方式进行改进：

3.1 案例式教学

精细化学品化学与我们日常生活联系密切。因此，在讲解具体精细化学品的配方及工艺时，利用生活中具体的一些产品，结合工艺，提出问题，让学生讨论，提高学生课堂参与性。然后循序渐诱的讲解，强化教学效果。如在介绍第2章表面活性剂时，给出几种典型不同场合用的洗涤剂，如洗手液，洗洁精以及厕所用的清洁用品等，给出其配方。讨论其配方对其使用性能的影响，加深学生对典型表面活性剂的理解与认识。同时对其工艺进行讲解，强化工程意识。

3.2 对比式教学

对于一些具有联系的章节放在一起讲解。同时，通过对比，让学生找出异同，教师归纳总结，既提高学生课堂参与性，又能达到预期教学目标。如在讲解第4章胶粘剂和第5章涂料时，将胶粘剂和涂料的成膜物质进行对比，找出异同，加深学生对胶粘剂和涂料的成膜物质的理解。此外，在讲解涂料的配方时，有机溶剂涂料与水性涂料进行对比，加强学生工程意识培养。另外，对于某一种精细化学品，教师可给出几种合成路线，让学生去对比分析，哪一个路线是目前最佳的工艺路线。通过对比学生可发现，精细化学品化学与有机化学的区别。如精细化学品化学的一切都以经济利益为前提，要考虑成本和最终收益，而有机合成化学只要合成路线原理正确即可，进一步强化学生的工科思维。

3.3 智慧教学

目前我院的学生大都是00后，他们是互联网的原著民。因此，传统教学已经难以调动当代大学生的学习积极性。因此，教师需适当借助智慧教学手段，如运用蓝墨云班课等平台让学生对所授章节进行课前预习，并设置问题。通过习题，教师可对学生相关知识的理解程度有所判断。课中，一键签到，提高点名效率，并对重难点进行讲解。通过课后作业的资源建设，巩固学生所学知识。通过智慧教学手段，既丰富了课程内容，又调动学生的积极性，引导学生深度学习，有效的完成了教学任务。

3.4 实践式教学

将科研实践内容丰富到精细化工的教学内容中，实现科研反哺教学。在讲解绿色精细化学品设计与开发时，融入绿色电合成或光化学合成技术，介绍一些该技术的研究进展，提高学生对于科学研究的认识，培养其科学研究兴趣。此外，设计一些绿色合成技术的应化专业综合实践实验，巩固学生的理论知识。同时，设置一些开放式实验内容，让学生自己调研文献，设计最为合适的路线。另外，还可借助专业见习活动，实地体验教学。如涂料这一章，在阜阳同仁油漆有限公司见习时，实地讲解醇酸树脂的工艺，进一步强化学生的工程意识。

3.5 “学生式”教学

设置课前学思政故事环节。即每次上课前5 min，安排学生讲述一个3 min左右的与精细化学品化学有关的思政小故事。通过小故事，让学生感受精细化学品化学的魅力，同时提前进入学习状态。此外，对于一些简单易于理解的教学内容，教师在学期初给学生随机分组，并随机选择学生作为主讲人。课下，让学生查资料，备课，试讲。教师在此过程中，指导学生如何查资料与备课。等课程进行到相关章节时，由学生来进行主讲。最后，教师再进行点评和补充。通过此类教学，一方面调动学生参与的积极性，另一方面，让学生体验教学，无论是对于资料的查找，还是备课，讲课等，都得到一定的锻炼。对于学生以后的就业与择业，都有一定的帮助。

4 改革评价体系

传统的课程考试形式单一，需要我们创新考核评价体系。借助于智慧教学手段，随时随机签到来考察学生的出勤。同时，提前设计问题，课中摇一摇随机提问。此外，设置课后习题，巩固所学知识。另外，针对精细化学品生产过程中具体问题，设置专题。学生通过查阅相关文献资料，以ppt的形式完成。然后进行ppt答辩，进行小组互评和教师评价确定综合得分。最后，教师综合考虑学生出勤、提问、作业和ppt情况作为学生的平时成绩，占总评成绩的40%，而期末考试成绩占总评成绩的60%。

5 结 语

总之，精细化工是培养我校应化专业学生新工科思维的重要课程。在新工科建设背景下，教师针对目前教学中存在的问题和该课程的特点，对教学内容，教学方式和评价体系等进行了分析和探讨，期望能有效提高学生的学习兴趣，强化学生的工程意识和思维。更为重要的是，教师开展此类教学探索在提高自身的教学水平的同时，有助于培养出德学兼修创新型的精细化工人才。