时间:2023-09-20 16:56:50
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇大学基础化学内容,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
国家开放大学教学中医用基础化学课程内容繁多、课时有限,实验内容也相对较多,然而学生的基础普遍较低,难以达到预期的医用基础化学课程教学效果。为此,要思考国家开放大学教学中医用基础化学课程改革与创新的路径,采用切实有效的教学方法和策略,引领学生在有限的课时之内掌握医用基础化学课程知识,为后续的生物化学、生理学的学习奠定基础。
一、国家开放大学中的医用基础化学基础课程教学现状分析
1、学生的基础水平相对薄弱
在国家开放大学的医用基础化学基础课程教学之中,学生来源大多是文科生,大部分学生对于化学课程的学习感觉难度较大,化学基础知识普遍薄弱,尤其是有机化学课程内容更甚。而有少数的理科学生则表现出相对较好的基础知识水平,存在部分学生“吃不进”、部分学生“吃不饱”的现象,显现出学生对于医用基础化学课程知识接受程度不一致的问题,降低了学生的课程学习兴趣。
2、存在认知上的偏差
在国家开放大学教学中的医用基础化学课程教学之中,存在一定的认知偏差,部分教师还存在“重理论轻实践”的教学理念和思想,沿袭传统的医学基础化学课程教学讲解模式,有过多的纯化学理论讲解内容,没有将其与后续基础课程进行链接和整合,使之缺乏医学实际特点,显示出医用基础化学课程教学过于单调的现象。同时,医用基础化学课程教学的实验教学部分过于单薄,课时安排明显不足,并且将实验教学内容大多限定于性质实验和验证实验部分,没有着重培养学生在医用基础化学课程实验学习中的实践操作技能、创新创造能力的培养,不利于学生素养的整体提升。
3、教师的相关医学专业知识有待进一步提高
由于国家开放大学教学中的医用基础化学课程教师大多是化学专业毕业生,有专业、系统的化学基础知识水平和能力,然而对于医学专业方面的知识还存在一定的欠缺,缺乏将化学基础知识与医学应用的有效链接和渗透,无法实现医用基础化学课程教学与医学、临床护理知识的融合和拓展。
二、国家开放大学教学中医用基础化学课程改革的路径探索
1、明确教学指导思想,创新教学理念
国家开放大学教学中的医用基础化学课程教学要充分考虑护理专业特点、学生实际情况、人才培养要求等,明确教学指导思想,要面向现代化、面向世界、面向未来,培养服务工作一线、具有实践能力的护理专业学生,全面推动医用基础化学课程教学改革。教师要将医用基础化学课程教学目标、结构、内容相链接,汲取先进的教学理念,以学生的自主学习为中心和主体,教师的指导为辅助,顺应国家开放大学教育的理念和需求,立足于学科课程之间的链接性特点,注重医用基础化学课程知识的疏导、传递和拓展,使学生完整地建构医用基础化学课程知识体系,积极主动地学习医用基础化学、有机化学、生物化学知识,较好地突破学科模式的界限,创新医用基础化学课程的自主学习模式。
2、推进课程教学的模块化改革
由于国家开放大学中的医用基础化学课程教学内容繁杂,为此,必须对课程教学理论内容进行精选,要改变传统的课程体系和落后的课程内容,充分彰显医用基础化学课程中的“医用”主题,优选、首选与医学相关的化学知识内容,并使之模块化、新型化。具体来说,可以将医用基础化学课程教学内容分为如下模块:(1)溶液理论。在这一模块中重点阐述渗透压和缓冲溶液、补充体液中的水及电解质、生物大分子的平衡等内容,剔除溶胶、高分子溶液的纯化学内容,加强医学方面的人体酸碱平衡、电解质方面的知识传递。(2)化学反应基本理论。重点突出对生物电化学及生物传感器方面的知识阐述,将纯粹的化学反应热效应、分光光度法等基本理论与四大反应平衡相链接。(3)物质结构基础。重点加强与医学相关联的基础知识讲解,剔除纯理论性、与后续内容联系不够紧密的知识点,如:原子轨道径向分布图、晶体场理论及共轭、诱导效应等。(4)有机化学理论。剔除简单化合物的性质知识内容,添加“医学相关物质”、“手性药物”、“生物制药”等生命化学方面的知识点,使之与糖类、脂肪、氨基酸、核酸化学等知识相链接,为后续生物化学课程知识奠定基础。
3、引入医学理念,创新优化课程教学方法
在医用基础化学课程教学改革的过程中,要注重医学理念的渗透,与护理岗位实际需求为切入点,改进和优化课程教学方法,逐渐提高学生的基础课程知识水平。如:对于醇类、糖类等方面的知识学习,可以联系人体过度饮酒的危害性、高糖膳食的危害性以及均衡膳食的重要性等知识,培养学生的课程医用理念和意识,将单纯的理论知识与实际医学工作相联系,激发学生的课程学习兴趣,提升专业课程学习的效率。
4、精讲、细化知识,帮助学生突破课程重难点
教师要将教材中的重点和难点知识进行精讲和细化,对学生进行系统的启发和点拨,引领学生思维的发散,找寻到正确的、清晰的思路,帮助学生突破课程的重、难点知识,培养独立自主的学习习惯和态度。如:电解质溶液中缓冲溶液PH值的计算和缓冲溶液的配制原则及方法,就要采用精讲、细讲的策略和方法,让学生体悟知识关键点,并注重实验课堂部分的细节安排。如:血浆和红细胞的缓冲系中,以碳酸缓冲系H2CO3—HCO3—的浓度最高,具有维持血液PH值的重要作用。
5、引入多媒体教学手段和技术
为了更好地激发学生的课程学习兴趣,教师可以借助于形象直观的多媒体教学手段和技术,使抽象的内容具象化、复杂的内容简单化,使学生充分感受和体验到医用基础化学课程的魅力。(1)采用特效技术呈现实验结果。教师在实验教学中的现场示范往往不够清晰,学生难以准确地把握相关的实验操作细节和要领,为此,可以引入多媒体教学手段,采用特效技术,缓慢、重复地展示实验过程和结果,从而提升学生的课程学习兴趣。如:对于滴定终点的判断,可以利用反复的特效技术,缓慢、重复再现其变色过程,最终呈现出直观、逼真的滴定颜色。(2)采用立体图形呈现物质结构。对于一些抽象的化学课程知识而言,单纯的讲解难以使学生理解和掌握,可以借助于多媒体技术,通过立体图形的展示向学生呈现出物质的结构,帮助学生体悟和理解化学知识。如:关于“对映异构”的知识学习,可以制作乳酸左旋异构体和右旋异构体的立体动画图形,使学生在立体三维的影像之中,把握影像与实物的关系,更为透彻地理解知识点。
【关键词】大学 有机化学 实验 教学
有机化学实验教学是高等院校有机化学课程体系的组成部分之一,往往设于高校二年级阶段,因为该时期的大学生恰好处在实验技巧与能力不断提升之阶段。实施实验教学对于提升学习者们的实践能力,提升其综合素质等具备了十分重要的价值。由于有机化学实验在提升学习者们的化学实验能力上具备了非常重大的作用,所以一定要对当前大学有机化学实验教学状况加以分析的基础上,进一步探讨有机化学教学的方法,从而力争取得更好的教学成效。
1强化基础操作实训提升实际动手能力
大学生们今后均要走入社会踏上化学相关工作岗位,这就要求其一定要有良好的化学知识储备,所以提升有机化学基本操作能力就成为了提升大学生群体实验能力的重要内容之一。基础操作实训为有机化学实验之前提,也就是说,有机化学实验完全是通过数个基本操作部分组建而成的十分复杂的操作系统之一。有机化学实验基础操作实训涵盖了蒸馏、分馏、重结晶、测定熔点与沸点以及色谱分离等内容。大学生们在实施基础操作实训中应当进行更加规范的操作。大学生们来到有机化学实验室,第一步是要为其讲解实验室的相关规则尤其是安全操作制度。其次是要求其在实验中和实验后能够保持整洁、无污水,且有秩序地摆放好物品。再次是要培养大学生们规范化的实训习惯,包括铁架台与烧瓶夹的固定形式、各类仪器的清洗方法以及安装次序等。最后是在大学生们掌握了以上基本实训技能之后,要在实验过程中更加灵活地选择具体的操作内容。这样一来不仅能够提升学习者们实际操作能力,而且还能培养其解决各类实际问题之能力。
2改进课程结构精心选择实验内容
以往的有机化学实验只是有机化学理论教学的附属内容,教师觉得上不上关系并不大,因为并未真正将实验教学列为提升大学生技能的必备手段。与此同时,在具体实验内容的安排上,验证性与基础性的实验偏多。这样一来,在实验的内容上也往往具有过于繁琐、耗费时日,而且实验的成效较差,并不侧重于综合素质的提升等。为切实提升有机化学实验教学的基础性地位,应当重新全面修订实验教学的大纲,明确有机化学实验教学的相关要求,从而精心选择有机化学实验的内容,实现基础实验与综合实验之间的彼此融合。例如,制备乙酰苯胺这个实验可以划分成合成乙酰苯胺、纯化乙酰苯胺以及纯度测定等三个实验来做,从茶叶当中提取相应的咖啡因成份则可分成提取、浓缩以及纯化等三个部分。如此一来,能够很好地提升学习者们对于实验学习的积极性,不但能够让其掌握了有机化学实验的操作内容,而且还能提升其分析与解决问题之能力。
3不局限于教材内容积极提升科研素质
当前高等院校有机化学实验用到的教材往往都相当陈旧,但是教师在授课时却不敢超出教材的范围,这样一来也就难以把有机化学学科的最新研究成果运用于教学实践之中。教师如果在授课中完全按照教材内容进行教学的话,就十分容易导致过于依靠教材,对于教材上尚未阐述的内容就会无从下手,时间一长自然就难以很好地发挥出学习者的自主性。笔者认为,教师在课堂教学中不应只依靠材料,而是应当更加紧密地和科研工作结合起来。例如,在制备环己烯实验之中,教材中提到的催化剂为浓磷酸或者是浓硫酸,但随着近年来这方面研究的深化,能够起到催化作用的催化剂非常多,包括了固体酸、沸石以及草酸等。如果教师能够及时掌握这一情况,即可在课堂教学中把学习者们划分为数组,依据不同情况可使用各类不同类别的催化剂,并且要求其观察各自实验的发展状况,如此不但能够提升学习者们的主动性,而且还能拓展学生们的知识储备,有意识地关注与发展自身的科研素质。
4健全完善有机化学实验考核机制
高等院校有机化学教师应当立足于有机化学实验教学实际情况,通过持续摸索与改进,从而建立起一整套更加成熟、更富有操作性的实验考核机制,也就是说,实验教学的成绩应当包括平时成绩、期末考核成绩等两个部分,分别占40分和60分。平时实验成绩应当当堂出分并进行点评。当大学生们做好一个实验之后,通常都十分期望能够得知成效。所以,教师在实验教学中要及时指出并纠正其不足,在实验完成之后就依据实验状况给出分数并加以点评。教师的评判标准包括了遵守纪律情况、实验思路的清晰程度、基本操作的规范程度、试验结果的正确性、实验报告的规范性等。除了平时成绩,期末考核成绩占60分,重点是考察大学生们某一个实验从预习开始至实验全面完成的整个过程。其中,考试题预习10分、实验具体操作40分、实验结果和讨论10分。考试试题所考核的是大学有机化学实验的基本原理、操作方法、实验装置安装程度、实验结果、实验现象解释等各个组成部分内容的操作与运用状况。
5结语
综上所述,高等院校有机化学教学工作者应当根据当前形势发展的需要,积极改进有机化学实验教学的内容,以求取得更好的教学成效,更好地激发出大学生群体的学习主动性,让其能够具备更为稳固的实验操作技能,从而能够领略到科研的魅力,提升学好这门课程的积极性,加快学习方式的进一步转变,致力于提高的创新能力,为培育高素质的化学相关行业工作者打下良好的基础。
参考文献:
[1]张来新,杨琼.制药专业有机化学实验教学改革初探[J].化工时刊,2010(10).
[2]金慧娟.有机化学实验在培养创新型人才中的作用[J].实验室科学,2010(4).
[3]张晓鹏,刘萍,李建平.改革有机化学实验教学强化学生创新能力培养[J].新乡学院学报,2010(1).
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)07B-0017-03
高中《有机化学基础》内容繁多,知识点零散,部分学生觉得所学知识就像一盘散沙,难记、难学。另外,该选修教材中部分内容涉及大学知识,如杂化轨道知识、手性分子等,空间想象力稍差的学生学习起来感到吃力。在大学阶段,很多学生刚开始学习有机化学时觉得很难适应,大多数大学教师也并不了解学生原有的知识水平以及高中有机化学知识的深度和广度,主要根据以往的教学经验进行教学,导致教与学的脱节。基于以上原因,本文将高中《有机化学基础》(人教版,2007)与大学《有机化学》(曾琼主编.高等教育出版社.2009)的知识点进行归纳、比较,以供中学、大学教师和教学管理者参考。
一、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识点对比
由上表可见,大学与高中知识点的衔接和延伸主要表现为以下几个方面:
(1)对有机化合物的分类和命名,大学要求更高。如第一章有机物的分类中,大学增加了杂化化合物、硝基化合物、胺、偶氮化合物、重氮化合物、硫醇、硫酚、磺酸;第三章对醇的学习,大学增加了醇的命名等。
(2)对有机物化学性质的学习,大学要求更细。如第二章烷烃的化性(氧化、热裂、卤代)、炔烃的化性(亲电加成、水化、氧化、炔化物的生成及还原),第三章醇的性质(与活泼金属反应,亲核取代,与卤化磷、硫酸、硝酸、磷酸等反应,脱水,氧化,催化脱氢),第四章氨基酸的性质(两性,等电点,氨基酰基化、烷基化,羧基反应,与茚三酮反应)等。
(3)大学对有机物结构特点的学习更复杂,如第一章对碳原子成键特点的学习,大学结合轨道重叠图例、轨道波函数、氢分子轨道能级图更详细地介绍共价键的成键特点、饱和性和方向性,甲烷的SP3杂化等。
二、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识衔接的特点
从以上分析得知,高中《有机化学基础》与大学《有机化学》知识衔接点较多,其衔接方式主要有以下几种:
1.沉没式。在高中教材简单介绍而大学教材未涉及的知识的衔接方式可称为沉没式。《有机化学基础》的内容编写注重与实际生活的联系,在资料卡片、科学视野、科学史话等板块会补充一些生活中与化学相关的内容,这不仅增加了教材的趣味性,也使教材更有广度。如在科学史话中介绍碳价四面体学说的创建过程,在实践活动中介绍用粉笔分离菠菜叶中的色素的方法,介绍“西气东输”工程的重要性等。这些内容考试不作要求,学生浅尝即可,却能拓宽知识面。
2.接近式。高中有些知识点在理论解释上已接近大学水平,但在练习上大学要求更高,这些知识的衔接方式称为接近式。《有机化学基础》作为选修教材,是对必修教材内容的补充和深化,如烷烃、烯烃、炔烃的命名,甲烷的正四面体结构,碳原子的SP3、SP2、SP杂化等,其难度已接近大学程度,将这些内容提前放在高中学习,让学生更早了解,为大学阶段的学习打下基础。
3.生长式。在高中的基础上进一步扩大知识点的外延,增加其内涵,使学生更全面地认识事物各方面的属性,或进一步抽象出更为本质的属性,这种知识衔接方式称为生长式。如在高中通过碳原子的成键特点来介绍共价键的形成,而在大学则是结合轨道重叠图例、轨道波函数、氢分子轨道能级图更详细地介绍共价键的成键特点、饱和性和方向性;在苯的同系物命名时,高中简单介绍二甲苯的“邻”“间”“对”的习惯命名和系统命名,大学则拓展到三甲苯的“连”“偏”“均”的习惯命名和系统命名。这样可以使学生由分散学习上升到系统地理解所学知识的实质,以便在各种情境下都能够灵活运用。
4.跳跃式。在大学《有机化学》教学中,有些内容是高中未曾涉及的,这些知识的衔接方式称为跳跃式。如有机物的构象、构型,烷烃卤代反应和烯烃反应的历程及其规则,红外光谱、核磁共振氢谱及质谱的解析等。这些内容使学生学得更深、更广、更扎实。
三、高中《有机化学基础》与大学《有机化学》衔接教学的对策
1.联系实际,激活沉没式知识。沉没式知识在高中教材中所占比例少,涉及的内容只作补充性材料,对后续学习并无深远影响,因此这部分知识在教学过程中要求很低。而大学教材缺少与生活紧密联系的内容,学习起来稍显枯燥,在教学过程中我们可以联系学生的生活实际,适当补充一些趣味性知识,激活高中所学知识,以利于学生理解记忆。
2.练习巩固,强化接近式知识。接近式知识在高中教材已作详细介绍,但涉及的练习难度不大。在大学阶段,对于接近式知识的教学,教师可采用提出问题让学生自行复习、创设情境引导学生回忆等方法,并逐渐加大练习的难度,强化所学知识,加深理解。如学习烯烃命名时,可先让学生回忆烯烃的命名方法,完成一些简单的烯烃的命名,然后着重学烯烃的命名,使学生的知识在原有基础上得到进一步发展。
3.注重本质,整合生长式知识。生长式知识在高中阶段已有一定的介绍,但受到认知能力和思维特点的限制,高中学生对这些知识还不能全面理解。在大学化学教学中,教师要了解学生已有的知识水平,以学生原有的知识经验为生长点,融入新知识,并通过列举各种不同的实例,从不同侧面进行解释,抽象出这些知识的本质属性,整合所学知识,形成新的知识体系。如学习单烯烃时,学生通过分析单烯烃官能团(双键)的形状及其电子云分布特点,知道烯烃容易给出电子,也就是容易被缺电子(如卤素、路易斯酸)的物质进攻而发生亲电加成反应,反应取向符合马尔科夫尼科夫规则;但有过氧化物存在时,氢溴酸与不对称烯烃起加成反应时,反应取向是反马尔科夫尼科夫规则。通过这样的对比学习,可以更全面地理解烯烃的本质。
4.巧妙拓展,掌控跳跃式知识。跳跃式知识在高中并未涉及,所以这些知识点对学生来说都是新鲜、陌生的。在学生刚开始接触这些知识时,教师要抓住学生的好奇心,全面分析,归纳出该类知识,然后结合生活实例、故事等,逐渐呈现知识点,再利用形象的语言,对知识进行深入的解释,使知识的陌生程度掌控在学生能接受的范围,进而得到拓展和深化。
[关键词]网络课程;无机及分析化学;立体课程建设;实践
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2012)02-0100-03
山东科技大学的《无机及分析化学》不仅是应用化学和化学工程与工艺专业最核心的专业基础课,也是矿物加工、生物工程、环境科学与环境工程、无机非金属材料工程和高分子材料与工程等近化学专业的核心基础课程,主要为学生进一步学习《有机化学》、《环境监测》、《食品理化检验》、《高分子化学》、《生物化学》、《生化实验技术》、《仪器分析》等核心专业基础课打以及做毕业论文打基础。
《无机及分析化学》课程是一门理论与实验相结合的课程,针对不同专业的需要,山东科技大学有两种方式进行教学:一种是将无机化学与分析化学整合成一门课程的短学时教学(近化学专业),一种是将无机化学与分析化学分开授课的长学时教学(化学专业)。
《无机及分析化学》网络立体课程主要包括理论教学和实验教学两部分,经过十多年的教学改革和课程建设,形成了一套以培养应用型人才为特色的教学内容体系:在理论教学方面,本着应用为目的,够用为度、适量超前的原则,以定量分析为主线,设置化学基础原理和化学分析原理与技术两大块教学内容,准确、简明的阐述最基本的无机及分析化学原理和规律,并使“分析与应用”贯穿于整个课程教学内容之中,体了重基础、强应用、为专业服务的特色。在实验教学方面,按照“基础一综合一应用”的思路设计的实验教学内容,突出基础技能为专业技能服务的特点,强化综合技能的训练。
1 《无机及分析化学》课程系列教材的建设实践
教材的建设体了教学思想、培养目标、教学内容和课程体系的改革,是网络立体课程建设的重要组成部分,是有效解决教学内容和教学方法存在问题的关键。
根据山东科技大学近化学、化工类专业本科生对化学基础知识的要求,以少而精、精而新的原则,将传统教学内容与代新知识相结合,对无机化学、分析化学、普通化学内容进行整合、革新和优化,注重对学生进行素质教育,编写出版了21世纪高等院校教材《无机及分析化学》、《无机及分析化学实验》和《分析化学实验》。这些教材注重处理传统学科与新兴交叉学科知识的关系,在阐述基本原理和知识的基础上注重内容的更新,体了材料、环境及生物类学科与化学学科的交叉与融合。将化学热力学知识融入全书有关章节,并将四大平衡和四大滴定分析法有机结合。理论教学以化学热力学基础、物质结构、四大平衡为重点,适当简化四大滴定分析法,而使其在实验教学中加强简化分子轨道理论、晶体场理论等难度较大的内容。编写了绿色化学概论、材料与化学、生命与化学、环境与化学等作为培养学生兴趣和扩大知识面的阅读材料。通过阅读材料部分的学习,既可使学生了解本专业的发展动态,扩大知识面,又能使学生了解化学基础理论在相关学科中的重要地位,激发他们学习化学知识的兴趣和热情。编写中力求使教材简明扼要、概念准确、重点鲜明、深入浅出、通俗易懂、理论联系实际,适用于矿物加工、材料、环境、生物工程等主要专业大类。
2 《无机及分析化学》课程立体化网站的建设实践
按照国家、学校新修改的教学大纲的要求,对《无机及分析化学》课程进行了网络立体化的全面建设,建立了《无机及分析化学》课程网络平台。将课程简介、师资队伍、理论教学、实验教学、教学互动、教学视频和化学资源等栏目的内容公布在山东科技大学的网站上。目前无机及分析化学理论教材、实验教材、学习指导书、电子教案、课程网站等学习资源已经形成了全方位、立体化的课程教学体系。学生可不受时间和空间的限制,掌控自己的学习过程。
在教学理念方面,把培养学生的科学素质和创新精神放在第一位,把无机及分析化学课建设成为既是学生学习科技知识的基础课,又是培养学生科学素质的基础课。理论课教学以无机化学基本原理为主,以物质结构基础为依据,以四大平衡原理为重点,以重要元素及其化合物的结构、组成、性质、变化规律及其含量测定为目标,以指导学生自我学习为方法。实验教学以化学分析技术和技能训练为核心和重点,强化基本技能训练,强调系统分析问题和解决问题,重视系统性、综合性、设计性实验。矿物加工、材料科学、生命科学、环境科学等诸学科的研究和发展都离不开无机化学、分析化学原理和技术的进步与发展,要不断建立矿物加工类、材料类、环境类、生物类几个模块相关专业的课程体系和教学内容。
3 在教学实践中改革教学方法,增强师生互动
网络立体化教学的多样性,给不同层次的学生提供了适合自己的教学平台。学分制的改革,作为基础课的《无机及分析化学》的学时数也在减少,这对教学内容和教师的教学水平提出了更高的要求,必须不断进行教学内容更新,教学方法、教学手段及考试方法的改革。无机及分析化学内容广泛,涉及物质结构理论基础、化学反应基本原理、溶液平衡、化学分析、元素化学、部分仪器分析等内容。课程讲授不可能面面俱到,要在吃透教材的基础上分层次合理安排讲课内容,注重难点和重点引导,精讲与对比分析讨论,如四大平衡与四大滴定,同时注意引入学科前沿知识。在教学方法上,主要是讲重点、讲难点、讲思路、讲方法、讲应用,形成了“课内讲授一课外讲座一辅导答疑一考核评估”教与学一体化的互动教学模式,既注重培养学生的逻辑思维能力,又注重培养学生的创新精神和自主学习的能力。
《无机及分析化学》的教学课程在大学一年级进行,该课程的学习不仅使学生在知识上有所积累,而且在学习能力上也应得到较大提高,要求学生做到课前预习、课中互动、课后小结,学会学习的方法。在教学中针对部分内容,要求学生自学,有些延伸内容,要求学生查阅有关学术期刊,并撰写小论文、课堂讨论,最后教师总结。同时充分运用代教育技术,将传统的教学方式与代化教学手段相结合,大大提高课堂效率。此外,也在网络课程中制作了大量的图片、图表、动画、录像等素材和资料,用以表课程教学内容。
不断进行考试方法的改革。鼓励学生撰写读书报告和科技“小论文”,培养学生科学研究的意识、习惯和能力,有助于学生对化学知识的深入理解及综合运用。期末成绩由考勤、平时作业、课堂提问、单元测验、期末考试等成绩综合评定,撰写的读书报告和科技小论文实行额外加分,根据撰写的质量在总成绩中加0~10分,若能达到公开
发表的水平最多可加10分,但课程总成绩最多为100分。
4 《无机及分析化学》实验课的改革实践
实验改革的目标是通过系统的实验教学,加强基本训练,着重能力培养,强化创新意识。创造性教育要求对学生既要有基础知识和新的专业知识的传授,又要有自学能力、独立思考能力、动手能力的培养,尤其是代意识、竞争意识的培养。自2004年起,根据山东科技大学实际情况和学生不同层次、不同专业的培养要求,对原实验课程体系、教学内容和方法进行改革,建立和完善了无机及分析化学实验课的教学内容,按照基础实验一综合实验一设计实验3个层次推进教学进程。建立了以实验技术要素为主线的实验教学体系,设计了适合山东科技大学不同学科学生的多层次实验教学内容,为学生个性发展、潜能开发以及优秀学生脱颖而出创造条件。开放实验室,使一些不能在课堂上完成的实验得到补充,同时学生也可以自己设计一些感兴趣的实验,在教师的指导下进行,从而使学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到进一步提高。无机及分析化学实验形成了多层次的实验教学体系,多模块的实验教学内容,预约开放式教学模式。为此,无机及分析化学实验课程教学采取了以下改革措施。
1)对无机及分析化学实验教学内容进行了重组,并进行绿色化改造。本实验课注重在继承传统内容的基础上创新,增加设计性实验,加强综合性实验,减少验证性实验。根据无机及分析化学实验的特点,用绿色化学的观念对传统化学实验进行了改造,实了“性质实验点滴化、制备实验小量化、分析实验减量化”,这样在常规仪器中完成无机及分析化学的实验教学,不仅大量减少了化学试剂和药品的消耗,节约了实验消耗费用,而且也加强了学生的环保意识,收到了良好的效果。
2)正确认识理论课教学与实验课教学的关系。在无机及分析化学实验教学中,学生应始终处于主置,教师则处于为实验教学服务的主导位置。作为实验教学主体的学生,在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新;作为主导教师,在搞好实验教学引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富、技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
3)多媒体辅助教学和开放实验室缓解实验课时少、内容多的矛盾。随着单一、验证性实验向综合性、设计性实验的转化,实验教学内容不断丰富,往往一个连续的系统的试验中涉及好几个相关的实验技术,由学生自己动手设计并完成整个实验,由此开设综合实验面临着如何在有限时间内让学生掌握更多实验技术的难题。对于无机及分析化学实验课,使用多媒体技术辅助教学,利用录像演示实验技术的操作要点,再实验进程和结果,增强学习效果。建立了仿真实验室,学生可以在计算机上进行无机及分析化学实验等课程的仿真实验,同时可进行相应的预习。
4)形成了基础-提高-突优-参与科研4层次的开放实验教学模式和管理方法,完善了对不同层次学生因材施教的实验教学方法。在生产实践中发、研究、分析和解决问题,这对于培养学生分析问题和解决问题的能力,培养创新意识和实践能力有着不可替代的作用。无机及分析化学实验室成为大学生科技创新创业的基地,几年来山东科技大学启动“挑战者杯”、“大学生实验技能大赛”、“大学生创新基金项目”等多项大学生科技创新资助计划,开放无机及分析化学实验室,为其高质量完成项目提供条件保证。
关键词:基础差异;实验方案;评价体系;无机化学
无机化学实验是大一新生进入大学阶段初次接触的实验内容,具有承上启下的重要作用。其不仅能帮助学生巩固在课堂上学习的理论知识,锻炼基本实验技能,培养学生观察、分析和解决问题的基本科学实验能力,也是为提高学习化学的兴趣、学习后续课程和未来的科学研究及实际工作打下良好的基础[1]。很多大学新生在刚进入大学时,很难适应大学的教学模式。大学课程与高中课程的差异较大,不论是在学习方法上还是在学习的知识点的深度上,都有明显差异[2,3]。主要体现在下面几个方面。①地区差异:在高中阶段,不同地区的学生的课程设置不同。相对而言,沿海城市的教育资源比较丰富,沿海地区的学生在学习化学基础知识的同时,能够有机会在学校实验室接触到教材中提到的实验过程或实验现象,甚至有可能有自己亲自动手做实验的机会。在这样的过程中,学生不仅能学到一些基本的实验操作方法,而且能很好地帮助学生理解书本中的内容。而不少中西部地区的学生,在高中阶段仅仅只能学习课本上的知识,基本没有动手操作实验的机会。因而导致不同地区的学生的基础差异很大,使大学老师的实验课程教学实施起来困难重重且教学效果不好。②学习目的和学习方法不同:在现行的应试教育背景下,高中生的学习往往是被动的,家长和老师起主导作用。为了在高考中取得好的成绩,去一所理想的学校,在家长和老师的共同监督下,大部分的高中学生可以埋头学习考试大纲规定的考试内容。而大学需要学生们的自我学习和自我提升能力,大学老师往往只起到引导的作用,学生的学习是自主学习。高中的教学方法以提高解题能力为主而进行的大量解题技巧的练习。
高中生课前预习的习惯并未得到挖掘,在课堂上更是很少记课堂笔记,课后也不会翻看课本回顾知识要点,仅仅是完成老师布置的习题任务,学生学习主动性较差,对教师有很强的依赖性。同时,由于高中升学压力的影响,学生很少有空余时间去阅读一些相关的课外资料,不能很好地拓展自己的知识体系。而在大学中,课时相对较少,但教学信息量多,知识点较深入,因此就要求学生进行课前预习,课上记笔记,课后进行大量相关书籍或资料的阅读,这样学生才能领会到知识的精髓,才有可能将其运用到以后的学习和实践中;另外,高中的教学活动都是以教材为依据的,高中化学与大学化学体系基本相同,但其深度相差较大,高中的教材编写是以基本概念与理论知识为主要内容,基本只涉及基本原理,重点关注思维能力的训练,常将复杂的问题进行简化处理,而化学发展的客观规律和事实讲述较少,不能联系实际。但大学化学不仅关注最基本的原理、思想、研究方法,更注重学生创新精神的培养。在大学化学课程中,学生除了要对化学的基本概念,化学反应的基本规律以及能量关系、不同结构的物质的异同点等有全面的认识了解外,对涉及的化学实验基本技能等能够熟练掌握,并能在实践中加以利用。③学生成绩评价不够全面:目前的实验课程教学成绩主要由实验预习报告、实验操作和实验数据分析组成。实验预习仅通过预习报告评价预习的效果,教师很难了解学生的真实预习情况。实验操作往往是在实验过程中的表现及产物的外观等。这种评价方法难以全面地评价学生的学习效果。因此,很难做到公平公正地评价学生的学习情况。因此,让学生在无机化学实验课程中理解和吸收我们教给他们的知识和实验技巧是每一个高校教师的职责。同时,作为高等教育工作的参与者,我们必须要正确认识高等教育和基础教育的差异,尤其是教学目的的差异。高等教育是以基础教育为基础的专业化教育,主要目的就是培养具有独立思想和较高创新能力的高级专业型人才。基于此我们可以从如下三个方面着手探索符合现代教学要求的教学方法。
1利用现代的通讯技术,做好高中和大学的衔接
并努力减少地区学生在实验课程方面的差异首先,我们要对当前无机化学实验教材在衔接高中知识结构中存在的问题有明确认知,熟悉各个地区高中化学教育的内容和要求,结合现有教材的实际情况,探索出适合不同地区、不同基础的学生的普适性教学方法。基于现代通讯技术的大学化学实验课前的预备知识学习[4]。在熟悉不同地区高中化学教学情况的基础上,通过优化整合教学资源,建立大学化学实验课程教学资源库(包含与大学化学实验相关的基础性知识,相关的实验操作示范视频和拓展材料)。与大学化学实验相关的基础性知识包括与课程相关的预备知识(可能是不少地区高中课程的学习内容)及无机化学课程内容资源;实验操作示范视频包括接下来实验中涉及的操作规范及高中阶段应该了解的实验操作等;拓展材料包括与实验相关的现阶段的重要科学进展、趣味化学知识和国家级精品课程学习网站等。这些资源将通过班级微信或QQ群分享给学生,使学生在课前了解足够多的信息。同时,教学资源库中的素材在深度和广度上都有不同层次的区分,可以满足不同基础学生的需求。相对基础薄弱的学生可以完善基础理论的学习,而有一定基础的同学可以阅读稍有难度和拓展性的知识,为以后的科学创新打下基础。同时,为了进一步了解学生的学习及预习情况,我们将建设在线平台。可以实时了解每个学生的学习动态,包括学习时长,学内容等;同时学生也可以通过留言或在线交流等方式与教师交流讨论。这样教师就能及时解决了学生在预习中所碰到的问题,为后续进入实验室试验的顺利进行打下基础。同时,我们会根据学生在平台上的课前预习情况给学生打分,并作为学生最终成绩的一部分而计入最终成绩。通过这样的过程可以优化教学体系,也能让学生了解更多的前沿科学知识,丰富学生的知识体系,有助于培养学生知识运用能力和创造能力。
2完善实验内容并注重实验方案的优化创新
化学是一门以实验为核心的自然学科,通过基本的实验锻炼,让学生建立严谨的科学态度,提高学生在科学实验方面的基本能力和技巧。首先我们通过现代传媒技术让学习基础相对差的学生得到提高,达到或基本达到教学的要求。同时,无机化学实验作为大一新生首次接触到的比较系统的实验锻炼机会,也是学生思维能力形成的关键时期,是培养创新意识的重要阶段[5,6]。我们在实验过程中需要利用多种方法和模式引导学生创新意识的形成。在实验前我们首先要向学生介绍相关的实验安全知识,实验室的一些规章制度。对于基础化学实验,我们应介绍实验中涉及的基本概念,基本规律和理论。在实验过程,要求学生掌握基本的操作规范,实验原始数据记录的规范化;对于在实验中不按要求(乱加试剂或改变添加试剂的顺序)的学生,要求他们认真观察实验现象,记录并分析实验结果,加强对实验现象背后科学本质的了解和学习;同时,创新是民族进步的力量源泉,也是民族发展的动力和潜在希望,是发展之基。高等教育是培养创新人才的摇篮。因此,对于实验中积极思考,改进实验方案的同学,我们应积极鼓励,哪怕实验结果没有达到预期,只要实验方案可行,且对实验现象和结果进行了深入的分析,我们都应该给予高分。同时我们也应该结合无机化学课程的基本知识结构,增加设计型或研究型实验的次数,以提升学生的科学素养(包括个人和团队)。例如在学习原电池之后,可以让学生到实验室参观一下燃料电池的制备过程,然后自己做一个苹果电池等。这样开放式的试题,会让学生从多角度思考问题,跳出固定思维的模式,从而提高学生创新思维。另外,也可以让学生可以根据实验结果的要求自己设计实验,鼓励学生对观察到的实验现象进行积极讨论,让学生独立挖掘实验现象背后的根本原因,同时也会促使学生回顾和归纳总结所学的知识要点。通过以上这些措施不仅可以锻炼学生主动学习无机化学的基本理论,培养学生的创新思维,更能培养学生的科学素质,特别是科学方法和科学的思维方式。
3完善实验教学评价体系
为了完善实验教学评价体系,分模块考核将得使实验教学考核更客观[7,8]。因此,我们设计了分模块的考核方式,其具体的评价体系如表1。
化学科学的进步和发展,与现代科学技术整体的进步发展紧密相关。大量的事实说明,现代化学科学的发展,已经从宏观深入到微观,从定性走向定量,从描述进入推理,从静态发展到动态。一方面,19世纪形成的无机、分析、有机、物化四大学科的内部,在分化和综合、交叉、渗透发展中已经和继续填平鸿沟、模糊界线;另一方面,化学与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、信息科学以及自然科学的其他学科乃至人文和社会科学等众多学科相互交叉、渗透、融合和相互促进,衍生了许多边缘学科;化学科学的发明和创造被应用于生产,转化为生产力的周期越来越短,化学与化工、材料、能源、制药、食品、环境、农业、军工等产业的紧密结合,为社会创造越来越多的财富和效益。展望21世纪人们最关心的健康、环境、资源利用、水源、能源及食物等问题都与化学有关。每个人的生活都受到以化学为核心的科学成果的影响。因此,化学教育正面临着变革。化学教育要面向全体公民,教学内容要社会化、现代化。这正是当今化学教育的发展趋势。
国际化学教育会议(InternationalConferenceonChemicalEducation简称ICCE),是国际上最有影响的化学教育会议。ICCE的首届会议由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的化学教育委员会(CEC)发起,联合国教科文组织(UNESCO)响应,于1971年在意大利的弗拉斯卡蒂召开。以后每两年召开一次,规模逐渐扩大,一般由IUPAC、UNESCO和主办国的化学会共同组织。到2000年为止,共举办了十六届。从近几届ICCE的情况,可以看到我国现代化学教育发展趋势有以下几个特点。
(一)化学教育改革方兴未艾
“教什麽?怎样教?学什麽?怎样学?”这是任何时代的教育工作者都必须回答的问题。在科技飞速发展的今天,这一问题尤为突出和尖锐。从ICCE看,近几届会议几乎全部以化学教育教学内容和教学方法的改革为主要议题。化学教育的教育改革思想正从强调学科中心转向关心人的充分发展,从提高理论水平转向加强化学与社会与生活的联系。从我国大学化学专业的课程结构改革看,为了认真落实国家教委关于“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”,复旦大学、苏州大学、中国科技大学等8所院校的20余位教授先后在苏州大学、复旦大学举行了4次研讨会,对化学专业基础课的课程结构及教学内容进行了认真讨论,提出了一个课程结构改革的新体系,与旧的课程结构体系相比,新体系有如下特点:(1)教学思想发生转变,原体系先讲授无机化学、分析化学和有机化学,再讲物理化学和结构化学,而近代谱学分散于各课程中;新体系先讲化学原理和谱学基础,后讲无机化学和有机化学,提高了学生的认知水平,避免了同层次、低水平的重复。(2)加强了基础理论内容,如谱学、化学原理、结构和材料等。(3)引入了化学发展的热点,如生物化学、材料化学、高分子化学等。(4)将实验作为一门独立的课程,按化学一级学科开设“实验化学”。目前,新体系的部分教材已经出版并开始试点。
从我国中学化学的课程结构看,日前国务院批准了教育部《基础教育课程改革纲要》,部分中小学课程将作重大调整,一些单科性课程将整合为综合性课程。其中,初中的物理、化学和生物整合为科学课。各中学根据自己的能力和实际,可选择开设单科课或综合课。从教学内容看,新编的教材中,具有适用性的内容明显增多,如编入了水与工农业的关系,水与人类的关系,水资源保护;介绍了酒精、醋酸、煤和石油资源;介绍了与现代生活密切相关的塑料、合成纤维及合成橡胶等三大合成材料……等。很多学校和教师注意在教学中渗透STS教育思想。在今后一段时期内,中学化学教学内容改革的趋势将表现为:(1)化学课程的多样化。把作为一个合格公民所必备的化学基础知识、基本技能编入必修课,作为核心课程,每个学生必学。然后把满足学生不同需要的内容,编入选修课程。给将要升学继续学习化学或其他科学技术的学生,开设高水平的学术性课程,这些课程狠抓双基和能力的培养,为学生打下坚实的化学科学基础,培养他们的科学态度和科学方法,提高创新能力。给即将就业的学生开设具有职业特征的课程,让学生学习之后能为今后就业做一些知识技能上的准备。(2)学科课程和综合课程并行。学科课程有利于打好学科知识的基础,综合课程有利于理论联系实际,有利于知识的综合应用。
关键词:工科基础化学;实践教学;教学模式
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)39-0245-03
化学是一门实践性很强的学科,学科的发展离不开实验,学生为了更好地理解化学的本质也离不开实验。工科学生通过大学阶段学习,必须培养以下基本素质:动手能力、观察能力、思维能力及创新能力,这些能力的培养离不开实践教学,因此,在工科基础化学实验教学中,一方面强调其教学的重要性,另一方面为达到其应有的教学效果,必须在教学模式及教学内容上进行必要地教学改革,以达到教书育人的目标,适应社会对人才的需求[1-3]。贵州大学大学化学教学与实验中心承担我校化学工程与工艺、生物工程、环境工程、环境科学、无机非金属材料等专业基础化学理论教学与实验教学工作,虽然教学任务繁重,但在学校加强本科教学的大环境下进行了大量的教学改革工作,特从以下几方面作介绍,以达到加强交流,共同提高的效果。
一、加强教学团队建设
为了更好地共享人力资源与实验资源,我校于1998年将原四大基础化学教研室合并成大学化学教学与实验中心,建立工科基础化学实验教学平台,达到资源共享,从基础化学教学整体的层面上审视与调整实验教学内容与模式,实现基础化学实验教学改革的整体性与科学性。教学是个人行为,但教育是整体行为。为了提高我校工科化学教学整体教育效果,中心积极倡导以下教学理念:服务意识、平等意识与创新意识。教育是服务型行业,教师必须提高服务意识与服务能力。服务对象是学生与社会,教学过程也就是服务过程,学生是我们服务的“上帝”;服务内容:知识、见识、思想,三者中知识是着力点,见识寓于知识之中来体现,思想是升华,通过教师的态度与学识潜移默化,再通过学生的理解与思维加工,转化为个人的潜质。基于此思想,必须建立新型师生关系,平等意识是其核心内容之一,平等体现在两个方面:人格平等、思想平等,具体体现在教学过程中必须相互尊重,由于教师与学生在知识量、知识结构、人生阅历等信息事实上的不平等,需要教师提高素养来平衡这种事实上不平等的关系。创新意识不仅是对学生的要求,同时也是对教师的要求,没有创新能力,不了解创新潜质的特征,怎么能培养学生的创新意识与创新能力呢?《礼记·学记》中对教与学给了很精辟的说明:“是故学然后知不足,教然后知困。知不足然后能自反也,知困然后能自强也。故曰教学相长也。”教与学是相辅相成、对立统一的关系。中心为了提高教学质量,积极鼓励教师以多种方式进行再教育学习,学成后尽量提供科研条件,为教师的“学”提供场所,在教学中将科研成果转化为教学素材,达到更有效的教学效果。
二、实验教学内容与教学模式改革
实践教学在工科教育中是非常重要的教学环节,工科基础化学实验一方面验证与重复重要理论内容,以规范学生实验操作与培养学习兴趣,另一方面更重要的是通过实验环节培养学生动手能力、观察能力与创新意识,以满足创新型人才培养的需求,达到培养学生动手能力与创新能力相结合,理论验证与创新思维相结合的实践教学新模式。基于以上对于实验教学的认识,我们对传统的课带化学实验内容和模式进行改革,建立分层次、分阶段的三门实验课程,并以独立考核的方式进行授课;在内容上进行大幅度更新并缩减验证性实验内容,更多的引入教师在科研项目中的内容,进行实验内容的更新。实验体系循序渐进的安排,由基础性实验逐渐进入小型综合实验,再进入大型综合、研究性实验项目,安排充分的实验学时,使学生在动手能力与创新意识方面得到较为全面系统的培养提高。
我校工科基础化学实践教学分为三个阶段教学,以凸显实验教学的重要性、独立性与层次感。《大学化学基础实验Ⅰ》以无机及分析化学实验内容为主,介绍基本实验操作原理与规范,数据处理基本原则,内容自成体系,将实验项目与实验指导融为一体;《大学化学基础实验Ⅱ》以有机化学及物理化学实验内容为主,介绍有机合成的基本知识,物质的物理化学性质测定基本原理与方法;《大学化学实验Ⅲ》以仪器分析的基本理论与方法为指导,设计了综合性及设计性实验内容,将现代研究手段与开放实验模式相结合,培养学生的研究能力、设计能力及创新能力。在三门实验教材中,均增加了不同类型的综合性及设计性实验项目。为了有效利用实验室资源,提高实验教学效果,体现教学过程中的个性化要求,我们委托专业软件公司开发化学实验选课系统,目前已在实验课程中广泛使用。学生在化学实验选课系统中选择实验项目、实验时间,通过网络进行实验预习,提交预习报告与实验报告,实现实验管理的信息化。化学实验选课系统体现三个基本思想:竞争机制、以人为本、因材施教。“竞争机制”中的竞争主体是教学资源,包括实践教学的教师,实践教学项目及教学环境与管理。通过网络选择实验项目开放模式,以不局限于教学区域、教学人员及实践教学项目方式,在学生选择中产生竞争机制,淘汰陈旧实践教学项目,提高实践教学教师水平,合理调配与利用区域教学资源。“以人为本”体现教学过程的人性化,同时也是教学过程中一种价值观的潜移默化。教学过程中以学生为主体,充分体现尊重与信任,将在教学过程中产生意想不到的教学效果,而且产生的社会效应与长远效应是不可估量的。通过网络预约选择实验模式,给学生充分学习的自由与权力,但要加强管理,在网络预约实验模式系统中,充分考虑高效与科学。“因材施教”是中国古代教育思想的智慧。目前大学教育中批量化生产模式是值得商榷的。但高校扩招后学生数量的猛增给个性化教育带来了影响。我们在大化化学实践教学中,拟采取灵活的考核方式及实践活动的多元化,以满足不同层次学生的成长需求。如建立综合性实验平台,增加综合性实验项目;鼓励学生参加SRT计划或参与教师科研活动,这些活动以合理方式纳入学生实验考核体系。
三、实验教学考核方式多元化
考核是教学过程中的重要手段,考核是指挥棒,引导学生的学习价值观,从而影响到学生的专业价值观与人生价值观。考核要体现科学化,要与人才培养的目标结合起来,要重视学习过程,将过程考核与目标考核结合起来。考核不是为难学生,而是在一个大的框架或规则下让学生有更多机会展示自己的才能与潜质。化学实验过程承担着培养学生动手能力、科学素养、创新意识与创新能力的责任,为了配合此教学目标,考核方式应该多元化。《大学化学基础实验Ⅰ》及《大学化学基础实验Ⅱ》均建立了科学合理的考核方式,学生平时每个实验的操作标准与规范及实验结果与报告纳入平时成绩的范畴,每门课程设立一个考核性实验项目,在规定时间内完成实验内容,学生从进入实验室到提交实验报告整个过程都纳入考核范围,另外进行必要的实验理论知识考试,以上三个方面按照不同比例汇集成最终成绩。《大学化学实验Ⅲ》除了与其它两门课程考核内容相同之外,另外增加了一个综合性与设计性实验项目,学生可以完成规定性设计实验项目,也可以自选题目,在老师同意后进行设计与实验,亦可以进入教师科研团队进行一段时间的协助科研活动,此过程考核不以成败论结果,主要考核学生视野,学生协作精神与创新精神,更重要的是给学生机会发挥其主观能动性。学生实验的考核,对于教师来说是一个繁琐的工作,教师的责任心是完成该项工作的重要保障。
四、规划与发展
学无止境,教亦无止境。为了达到更好的实践教学效果,我校大学化学教学与实验中心从以下几方面将进一步加强实践教学:
1.将每门实验课程中十项最重要基本操作列为学生必须掌握操作,并将其标准操作制作视频,置于化学实验选课系统,让学生有更多机会观摩与学习;
2.建立实验项目开发平台,让学科发展新技术,新方法能及时进入学生实验项目中来;
3.综合性与设计性实验项目更多与教师科研联系起来,体现前沿性与实用性。该项的实现与中心教师的整体科研能力发展密切相关。
参考文献:
[1]杜志强,李宁,封子先,等.培养创新型人才的综合化学实验教学模式探索与实践[J].大学化学,2006,21(4):15-17.
[2]董泽华,刘宏芳,邱于兵,郭兴蓬.工科基础化学在交叉学科人才培养模式中的研究与实践[J].化工高等教育,2013,129(1):38-41.
[3]李和平,龚波林,刘万毅.深化实验教学改革?摇强化技能型人才培养[J].实验技术与管理,2013,30(2):159-161.
一、基础化学学科特点
基础化学的学科特点是由课程内容和结构特点决定的。课程内容是从学科体系中提炼出来的,其内容一方面要符合基础化学学科本身发展规律,还要考虑到学习者的认识规律,这些都是为实现教学大纲所规定的教育目的服务的。作为一所规模适度、特色鲜明且以化工为主、多学科综合发展的教学科研型大学,其基础化学课程是使学生成为新型高素质化工类人才的第一门必修技术基础课。它承上启下,是学好工科化工类后续化学基础课和专业课程的基础。
二、基础化学理论联系实际教学现状
由于基础化学内容烦琐,学生负担过重,就会失去学习动力。大部分内容陈旧,不能很好地展示化学与人类生活的紧密联系,前沿知识涉及少,难以激发学生的热情。并且传统的教学方式已经不再适应社会和科学发展的要求。对于焓、熵、吉布斯自由能等抽象概念,学生理解起来非常困难,而且会和后续物理化学课程内容重复。所添加的分析化学的内容,在教学中仅通过几个演示实验来加深学生对理论的认识,很难让学生自主找到实验方法和途径,很大程度上降低了学生的动手能力,使学生对整个理论及操作过程也不能深刻体会。还有原子结构等微观知识,学生的数学知识跟不上,导致在理解如薛定谔方程时出现困难,学生更会畏首畏尾,无法激发基础化学学习热情。虽然课程分理论课程与实验课程,但是传统的实验教学缺乏趣味性和探索性,缺乏创造性,学生都是机械地按照实验步骤进行操作,在整个过程中并不知道为什么要这么做,这样不利于发挥学生的主动性。有的演示实验虽然激发了学生的兴趣,可是学生却不知其所以然,从而没有起到理论联系实际的效果。
三、解决方法初探
对于理论教学,以引导学习兴趣为切入点,必须激发学生的学习热情,变被动学习为主动学习。教师应采用启发式、讨论式等教学方法,深入浅出,厚积薄发,层层剖析;通过师生互动,引导学生积极思考,提高学生的学习主动性。在教学中强调重点,精讲多练。由于大学课堂容量远远大于中学课堂,刚进校门的大一学生首先会不适应大学教学方式,因此,教师在化学平衡及重点知识的讲授中应适当放慢进度,让学生适应大学教学。在每章授课前,将本章的知识点告知学生,让学生事先预习,并建立基础化学预习与复习网络平台以帮助学生预习,促使他们更专心地听老师讲授课程中的疑难点。充分利用多媒体教学的特点,用色彩、图片、动画等多种生动的形式表现抽象的、难懂的内容。如讲解原子结构与分子结构知识时,可利用多媒体帮助学生对知识点进行理解。利用实验教学加深学生对理论知识的理解和掌握。如化学平衡的应用及元素和化合物的性质,在每次实验后,增加部分与实验相关的基本理论习题,强化学生对理论知识的理解和记忆。
思维乃至智力的最显著特征是概括性。在实验课上学生自己能做的实验要尽可能让学生做,也可以利用课余时间进行一些“选做实验”和“兴趣实验”,让学生动手动脑,提高学生学习化学的积极性,开阔学生的视野。教师要在化学课堂教学中突出对学生概括能力的训练。根据学生已有的化学知识和学习化学过程中形成的经验,使学生对相关概念有较深刻的印象。
当然,教师对所教知识进行及时的概括和总结,对提高学生学习能力方面很有帮助。教师要提高教学质量,就一定要有正确的教学方法。青年教师要在实践中向有经验的老教师学习,另外要多读书,多内省,不断反省自身教学方面的不足;多实践,多上课,多参加教学研讨活动;既要虚心治学,又要勇于创新,要博采众长,为我所用。教师要在教学实践中不断探究富有创新性的教学方法,培养学生的应用能力和实用意识,提高学生的科学素养和人文素养,使学生形成良好的情感态度和科学的价值观,帮助学生全面认识基础化学课程,从而将理论联系实际,提高学习质量。
关键词:化学 基础教育 高等教育 课程改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(a)-0118-02
2004年,教育部颁布并实施了《普通高中化学课程标准(实验)》,十年来,由原来的4省实验到现在的全国都进入到新课程改革,无数的学生通过高考进入全国各地的高校学习。因此,对高中课程标准的内容以及实施情况的研究是了解高中毕业生学科素养和高校各学科课程内容体系和课程改革的重要依据。
本文根据全日制普通高中《化学教学大纲》《化学课程标准》、大学化学教育的课程体系、内容等方面,在课程的内容方面进行比较,对新课程改革下的大学化学课程改革提出问题和建议。
1 新旧高中化学课程内容的变化
廖哲勋先生认为“课程内容是根据课程目标。有目的的选择的各种直接经验和间接经验的知识体系”是“构成课程的基本要素,是课程内在结构的核心成分”。同时根据教育与心理学的关系我们知道,学生的身心发展有阶段性,教育也应该符合学生的身心阶段,因此,在不同的教育阶段,依据学生的心理特征和认知水平、各学科依据教育目标和课程的教育目标选择了相应内容,培养学生的科学素养。学生的化学学科素养在这样有层次的教学内容背景下,在探究学习和构建自己的知识与能力的过程中,按照层次化的教育过程和教育目标逐渐养成。(见表1)
2 新课程内容、旧课程内容与大学课程内容的比较
我们以全日制普通《高中化学教学大纲》《普通高中化学课程标准(实验)》、大学《无机化学》和《物理化学》为依据,以其中的“化学反应与能量”内容为对比对象进行对比,将有关内容整理如表2所示。
通过比较我们可以看出,《普通高中化学课程标准(实验)》中的内容比《普通高中化学教学大纲》内容的深广度都发生了较大改变。而大学《无机化学》和《物理化学》作为学生进一步学习化学的专业课程,它的内容在学生原有的基础上的深度和广度大大提高。
但是,我们对其中的内容进一步分析时,发现高校的《无机化学》和《物理化学》由于在设置时依照《化学教学大纲》的规定,因此,《无机化学》和《物理化学》的书中有部分知识在高中时已经要求学生掌握,而在大学时学生又对其进行学习,出现了重复现象。但是有部分内容未作要求,出现了断层现象。新的课程标准的内容进行扩展之后仍有重复现象。这也是大学化学课程改革所面临的亟待解决的问题。
例如:盖斯定律的学习。在选修4第一章 化学反应与能量,第三节化学反应热的计算中,书中例题:
如何测出这个反应的反应热:C(s)+1/2O2(g)==CO(g)
(1)C(s)+1/2O2(g)===CO(g)
ΔH1=?
(2)CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-283.0kJ/mol
(3)C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH3=-393.5kJ/mol
(1)+(2)=(3),则ΔH1+ΔH2=ΔH3所以,ΔH1=ΔH3-ΔH2
ΔH1 =-393.5 kJ/mol+283.0 kJ/mol
=-110.5 kJ/mol
例3:已知下反应的反应热
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1=-870.3 kJ/mol
(2)C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-393.5 kJ/mol
(3)H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l)
ΔH3=-285.8 kJ/mol
试计算下述反应的反应热:2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)
解:分析各热化学方程式的关系,知道将(1)式反写(相当于逆反应,ΔH变号),(2)、(3)式各乘以2,并将三者相加,即可求出上述反应的反应热。
2C(s)+2O2(g)===2CO2(g)
ΔH2=-787.0 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH3=-571.6 kJ/mol
2CO2(g)+2H2O(l)===CH3COOH(l)+2O2(g)
-ΔH1=870.3 kJ/mol
2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)
ΔH=-488.3 kJ/mol
以上例题都是对盖斯定律运用以及理论上的论证的学习。是高中课程标准所要求学生所达到的认知性学习目标水平中的较高级的迁移应用水平。
书中的例题根据课程计划也是需要教师对学生进行讲解,学生需要达到一个迁移运用的高级水平的要求。但是和中学部分的相关内容属于重复的部分内容,在实际教学中占用了部分教学时间,也占用了学生的学业学习时间。
3 大学化学课程内容改革之管见
基础教育和高等教育的教育目标、课程目标、课程内容是一脉相承的,基于基础教育化学课程改革的实际,高等学校对原有的课程体系和内容予以改革,以适应人才培养的需要。
所谓接“补缺”,就是在新生入学第一学期初,将高中化学选修模块的所有课程进行开设来供不同学生选择,以补齐选修模块的课程内容。使所有学生的模块内容和水平达到相同或相接近的档次。所谓“删重”就是对相关的大学化学课程予以改革,删减与选修模块重复的内容,铲除“重复”现象,精简课程内容,节约教学资源提高教学效率。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中《化学课程标准(实验)》[M].北京:人民教育出版社,2003.
教材是体现教学理念的载体,对教学内容、教学方法的改进具有重要影响,在深化教学改革、提高人才培养质量方面发挥着重要作用。近30年来,我国引进和利用国外教材工作发展很快。1985年4月,教育部召开了外国教材中心工作座谈会,进一步明确了外国教材中心图书室的主要职责:要按照各自分工承担的专业类别,根据需要,通过各种渠道引进世界各国具有先进技术水平的理、工、农、医和经管各科教材。既要注意引进各种通用的、基本的教材,又要注意引进各种具有一定特色和独到见解的教材,并注意一些丛书、多卷书的系列性,逐步在全国范围内积累起理工农医各科各类专业的全面、系统、配套的外国教材体系[1]。在这样的背景下,各大学外国教材中心开始有计划地引进国外教材,有机化学教材引进也从20世纪90年代的起步阶段进入了新世纪的发展阶段。
2有机化学教材引进概况
随着越来越多的国外优秀有机化学教材被引入国内课堂,为基础有机化学教材的改革提供了更多更丰富的素材,也为我们提供了了解国外优秀有机化学教材编写模式的视角。我们调查了北京大学、清华大学、浙江大学、复旦大学、南京大学、南开大学、兰州大学、中山大学、吉林大学等9所国内化学学科发展较好的学校,搜寻了各校图书馆2001至2010年国外有机化学教材引进情况(不含电子资源)。近10年来,北京大学引进有机化学教材数最多,达30套,南开大学、吉林大学、复旦大学各达20余套、清华大学引进12套,其他大学则不足10套。从时间上看,2008年以来,北京大学、吉林大学、复旦大学明显加快了引进国外教材的步伐。从引进书目看,各大学引进的国外教材很接近,集中于McMurry、Wade、Carey、Solomons、Vollhardt、Bruice、Smith、Brown等编著的有机化学教材,具体情况见表1。从表1信息可以看出,引进L.G.Wade编著的有机化学教材的学校最多,所调查的9所大学全部引进,其次是FrancisA.Carey编著的有机化学教材,有7所大学引进。国外有机化学教材的翻译本则只有McMurry、Wade、Morrison、Vollhardt等编著的少数几种有机化学教材,而且原版出版时间都是2006年及2006年之前的。显然,国外教材的翻译工作远远落后于国外教材的再版速度,因此国外教材的翻译工作已迫在眉睫。
3引进版有机化学教材的利用情况
目前国内大学的国外教材利用情况,仅限于图书馆引进、教师当做参考书的范畴,离广泛用作学生的参考书还很遥远。各个大学虽然加快了引进有机化学教材的步伐,但是引进的数量很有限,一般都是1~2本馆藏,仅够1~2位教师作参考书。从教师对有机化学课程的安排看,给学生指定的教材中,国外教材所占比例不多。表2列出了9所大学指定的有机化学课程教材和参考书。从表2可以看出,只有清华大学将Solomon的《有机化学》列为教材,其他学校都将国外教材列为参考书,浙江大学没有分教材和参考书。从表2信息还可注意到,授课教师和图书馆的联系不够密切,有时不能及时地了解到新版教材信息,给学生指定的教材基本停留在20世纪90年代的版本,新世纪的参考书也停留在2005年以前的版本。与内容改进日新月异的国外教材相比,学生从授课教师那里得到的教材和参考书信息都滞后,这不利于学生从最便捷的渠道了解最新知识及开阔眼界。
4主要引进版有机化学教材与国内教材特点对比分析我们所调查的9所大学全部引进了L.G.Wade编著的有机化学教材,这本书是L.G.Wade编写的OrganicChemistry(第6版,2005年)的改编版,是根据教育部关于高等学校本科教学质量工程要重视双语教学的文件精神,选择国外优秀英文原版有机化学教材,结合双语教学的实践经验改编而成的双语教材。国内各大学教师指定的有机化学教材及参考书的特点是:教材基本上选用本校自编教材,参考书则选择外校编的有机化学教材。各大学选择最多的参考书是邢其毅等编著的《基础有机化学》(第2版)。下面就L.G.Wade编著的英文原版[2]《有机化学》(第6版)和邢其毅等编著的《基础有机化学》(第2版)在内容构架上的特点以及双语版[3]有机化学教材的改编特点进行分析。
4.1美国原版教材的内容构架与国内教材的对比L.G.Wade编著的《有机化学》(第6版)与邢其毅等编著的《基础有机化学》(第2版)在内容构架上有不同的特点,表3列出了两本书的目录。从表3可以看出,L.G.Wade编著的有机化学(第6版)分为三大部分。第一部分是前5章,介绍有机化学的基本概念、基本理论和基本方法,有机化合物的基本结构及静态立体化学中的相关知识,突出了美国教材注重基础理论的特点;第二部分是第6章至第17章,对于各官能团化合物,先由一章介绍结构与制备,再由另一章介绍反应,循序渐进、由浅入深地引导学生学习有机化学基础知识;第三部分是第18章至最后,每章一个官能团,集中介绍结构、命名、制备、物理性质、化学性质和应用,引导学生运用前17章所学的基础知识,分析推测新官能团的结构、性质,激发学生的参与性与主动性,敦促学生积极思考、认真分析官能团的结构特点与反应的关系。教材的这种结构特点符合学生认知顺序和心理发展顺序,有利于学生最大限度地理解教学内容、把握有机化学的规律、提高学习兴趣和学习能力。邢其毅等编《基础有机化学》(第2版)的结构特点是每种官能团化合物自成一章,相关的命名、结构、机理、运用等在该章中统一介绍,全书内容整齐、规整,但重点不够突出,尤其是有关基础理论、机理和立体化学部分没有国外教材内容丰富。L.G.Wade编著的有机化学教材,从每章的内容构架上显示出了作者的独具匠心。例如烯烃的反应一章,首先讲述碳碳双键的反应性,概括出加成反应、消除反应、取代反应,再分别讲述这3种反应的机理及应用,于章末给出解题要点,最后附上本章小结。全书基本上沿用了这种先概括、后展开、提要点、再归纳这样的结构安排,非常有利于整章内容的贯穿以及建立综合题解的思路,有利于对内容纷繁复杂的有机化学反应进行归纳、整理和记忆。邢其毅等编《基础有机化学》(第2版),全书每章基本上遵循了结构、命名、物理性质、化学性质(反应)、制备这样的结构顺序,体现了教材结构的整体性和规律性,但在内容的归纳和整理方面优势不明显。
4.2改编版教材的内容和特点由王梅、姜文凤改编的Wade《有机化学》(第6版)是有机化学双语教材,对英文原版教材只做章节顺序的调整和内容的删减,未增加新的英文内容,目的是使改编的双语教材保持英文版教材的“原汁原味”,保持原版教材的学术思想。为了使改编教材的章节编排遵循有机化学双语教学的特点,该教材将有机化合物的命名部分从各章中抽出来,合并为新的一章,作为第3章“BriefIntroductionandNomenclatureofOrganicCompounds”,并对部分有机化学专业词汇、术语及化合物名称给出中文注释,在书后增加了专业词汇中英文对照表,以便于学生自学和查阅。改编教材适当调整了章节顺序,例如,将原版教材第15章“ConjugatedSystems,OrbitalSymmetry,andUltravioletSpectroscopy”调换为第11章,紧随介绍烯烃(第9章)和炔烃(第10章)的章节之后;并将第15章中紫外光谱的内容抽出来与红外光谱合并作为第12章,将质谱与核磁共振谱合并作为第13章;同时,在每章末增加中文概要,以利于学生对教学重点的理解和掌握。改编后的双语教材的内容符合国内的教学特点,便于国内教师进行双语教学时使用。
5对引进与利用国外教材的建议
5.1加强对引进和利用国外教材必要性的认识化学是理论与实践相结合的学科。在我国的化学教材尤其是有机化学教材中,理论联系实际和反映有机化学领域最新科技成果方面还有很多不足;而国外教材在新知识的介绍、引用以及著名科学家介绍等方面做得较好。由碳、氢等几种有限的元素组成的有机化合物有几千万种,相比只有几万种的无机化合物,有机化合物的结构、性质、反应的复杂程度可想而知。国外有机化学教材在教学内容与编排上的精心考虑,充分体现了使学生最大限度地理解教学内容、把握好规律、尽可能减少死记硬背的教学理念,这对高难度、大学习量的有机化学学科的学习是非常有益的,可使学生从繁重的记忆任务中解脱出来,提高学习信心与积极性。然而,从调查的9所大学引进的国外有机化学教材看,虽然近5年来从各大学图书馆外国教材中心引进的数量和规模有显著扩大之势,但引进有机化学教材的种类和数量仍然离教学要求和教材编写的需要相差甚远。因此,引进与利用优秀的国外有机化学教材是很必要的。
1.1学生功利性看待化学课
现在学生价值取向的影响因素一部分来自社会,一部分来自父母或其他人。他们普遍认为化学是高中就学习过的学科,大学时期不用深入学习化学内容,而应该把主要精力放在能够增加自己就业机会的学习方面。例如,食品科学工程专业的学生问道:“化学和我们食品专业有什么联系吗?食品专业将来会用到化学吗?”这时,如果教师不能直接回答化学与食品科学的具体联系,那么学生就会认为学化学没有太大用途,他们也不再认真对待化学。另外,有部分学生经常旷课,当被询问理由时,他们有的说是在外面公司实习,和化学课时间冲突;有的说是学生干部,有其他任务在身而比较繁忙,并且那些任务可以让他们获得更多的综合测评分数,能在奖学金评比的时候比其他同学更有优势等。这些看似合理的理由其实无不透露出学生的价值取向,他们认为在课堂上听老师讲化学这样的基础学科,对于他们将来的发展而言没有直接看得见的“好处”。所以,他们宁可去做一些利益更大的事情。
1.2学校和院系不重视化学基础课
在经济快速发展和转型时期,国家需要培养出大批能够为经济发展做出杰出贡献的人才。因此,在大学校园里也开展了许多课外活动以丰富学生的课余生活,开拓他们的眼界。令人遗憾的是,在学校和院系大力开展的活动中,与基础课的学习相关性很少,更多的是教会学生如何获取短暂的经济利益和其他功利性的好处,而不是从长远的角度去培养学生。例如,学生组织的活动有创新创业大赛,他们会设计和企业需求相关的项目进行社会实践,形式上看很符合社会发展的需求,但是从内容上看,想出色地完成项目,学生往往缺乏必要的科学基础知识。最终的结果是组织的活动都流于形式,没有达到课堂内外相结合的预期目的。
1.3在提倡素质教育的背景下,学生化学基础薄弱
化学课是高中开设的必修课程,现在全国的高考试卷实行各省份独立出题,每个省的高考大纲对于化学知识和化学能力的要求不太统一,导致的结果是各省份的学生化学基础差别很大。特别是当今社会大力提倡素质教育,就把原有的高中化学课本中的有些章节完全删除,有的省份高中化学课程干脆改成了选修课,让学生根据自己的需要选择修几个章节的化学课,这样的结果就是学生的高中化学基础知识非常欠缺。现在给学生讲元素周期律这一章节,问学生在高中是否已经学习过元素周期律中低周期的有关元素,以避免重复讲学生知道的内容。令人吃惊的是,有相当一部分学生举手说高中没有学过元素周期律,这一章节的内容完全没有涉及过。这样,大学化学课堂必须从头开始给学生讲元素周期律这样最基础也是最重要的化学知识。
2新时期提高化学基础教育质量的措施
2.1多做工作,提高学生对化学课的重视程度
高等学校的教师除了肩负教授学生科学文化知识的使命以外,更重要的是要做通学生的思想工作,让他们能够转变错误思想,对于像化学这样的基础学科有正确的认识,而不是热衷于社会上各种所谓热门就业证书的考试。
2.2纠正学生的学习态度,弱化功利性学习
大学本来就应该是一个能够自由学习、自由言论的场所。农业高等院校应该是一个能够让学生学习各种农业相关知识,自由进行农学等相关学科科学实验的基地。在这样的学习和科研中,应培养出对于我国农业科学既有高瞻远瞩的远见卓识,又具备精湛的农业科学技术的科技工作人员。因此,农业院校的教育工作者应该针对现在学生对于基础课学习的功利性错误认识,对他们进行有针对性的引导,创造一个非功利性衡量学生成绩的环境,让每一位学生在一个宽松、平等和自由的学习氛围中学习基础课程,打好基础,为其长远的发展奠定坚实的基础。
2.3紧跟市场,提高职业教育水平
现在我国正处于经济大转型时期,很多传统的商业模式和经济发展规律受到了巨大的挑战。在这样的时代背景下,高校毕业生的就业取向也发生了巨大变化。这些自然会影响在校学生的学习动力和学习热情。高等教育亦是一种职业教育,为提高学生的就业率和学习动力,应该在课堂上将基础教育课程与职业教育联系起来,让学生感受到化学基础课在他们未来职业发展规划中的作用。只有这样,才能提高基础化学课的教学质量。
2.4在提倡素质教育的同时重视基础知识教育
虽然现在大力提倡素质教育,强调给学生减轻学习负担,但是化学作为一门基础课程,要求学生掌握的基础知识和基本能力不能够就此而大幅减少。为了适应时展的要求,虽然社会需要学校培养出一大批应用型技术人才,但是没有基础知识作为保障,应用型人才的培养就像是空中楼阁。化学是一门以实验为根基的实践性课程,很多行业的人才都会用到化学知识,因此不能曲意理解素质教育,基础知识的学习和基本能力的培养始终是化学课的基本使命,无论是在培养学术型人才,还是技术型人才方面,化学课都是极其重要的基础课程。
3结语
关键词:有机化学;教学内容优化整合;教学改革
中图分类号: G642 文献标识码: A 文章编号: 1674-0432(2014)-06-90-2
根据《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高[2012]4号)精神,我校不断深化本科人才培养模式改革,构建本科人才培养方案新体系,培养多种类型的、高素质的、全面发展的创新人才。以学生为中心,全面优化课程体系,把知识传授、能力培养与素质提升贯穿人才培养方案的全过程。因而,随着大环境发展趋势和我校特点,我们必须优化整合适合农业院校科学的、全面的、发展的有机化学教学内容。从根本上激活有利于各方面与各因素活力,提高全校有机化学教学质量和效果,使学生科学素质与创新能力得到显著提升,其探索和研究实际意义是非常重大的。
1 农业院校有机化学教学的现实状况
有机化学具有教学内容丰富、应用性强和发展速度特别快等特点,有机化学是化学、环境、材料、能源、食品、生物、制药、农学和园林等专业学生的必修课。然而部分同学学习有机化学课程时感到有些困难,这是由于有机物的数量之多、记忆困难、结构方面复杂导致理解起来很不容易、副产物还比较多就难找到主产物等原因。另外随着现在大学教育教学改革的不断深入,减少基础课的学时数,增加专业课的学时数,这样就使得本来不断发展的有机化学教学内容增加和教学的学时数减少之间的关系表现得更加突出。现在大多数教师教学时使用多媒体技术增加了教学内容,表现为老师讲得快且很多学生当时清楚明白,同学们课上思考很少、创新能力就非常薄弱。所以培养多种类型的、高素质的、全面发展的创新型的人才,对有机化学课程的教学内容进行优化整合的改革、教学方式方法和教学手段进行改革,其寻找、探索和研究过程是非常有现实意义的。
农业院校有机化学过多注重本学科系统性,与学生所学专业知识结合不够,导致学生学习茫然,不了解有机化学课程与专业课程之间关系,误认为有机化学对专业学习没有用或联系很少,这些都会造成学生学习兴趣不浓,传统教学不利于学生各方面能力培养和综合素质提高。因此,培养新世纪农业院校新型人才必须优化整合教学内容、优化传统教学理念、更新教学方式、改进教学方法和手段,目的是提高教师教学艺术、效果与提升学生学习质量及培养创新能力人才。
2 有机化学教学内容优化整合的必要性
有机化学课程是应用化学、农药学、医药学、食品科学、生命科学、动植物学和园林园艺等专业的重要基础课,其理论及相关技术涉及科学各个领域,所以随时展,合理优化教学内容,突出教学理念、教学模式与学生学习模式整体优化和改革,构建适合于各个学科门类基础有机化学课程新型教学模式是提高学生科学素质与培养创新能力人才的关键。
合理优化整合适合农业院校学生可持续发展公共基础有机化学教学内容必须符合现代教育理念、教学规律及具有科学性和先进性。通过优化整合有机化学课程和灵活的综合的利用现代教学技术、方法手段等来提高教学效果,对全校教学工作具有示范、辐射和推广作用。
有机化学是全校覆盖面较大的公共基础课及专业基础课,每学期有7个学院2000名左右学生学习本课程,优化整合教学内容、教与学方式方法为学生提供更多优质教育服务;基础课教学质量、效果是教育评估部门重点考察目标,直接影响到整个学校教学水平评价,该研究工作可极大提升整体教学水平,具有十分重要的现实意义。
因此,既要解决重视知识的掌握,又要巧妙而有针对性地培养学生自学能力、创新能力等综合素质,充分调动学生积极性、主动性和创造性,激发学习兴趣和热情。积极探索优化整合教学内容,尽快提高有机化学教学质量和效果是非常重要的。
3 优化整合有机化学课程教学内容
3.1 以五大模块优化重组教学内容
优化整合有机化学教学内容时我们应该充分研究考虑怎么去重组优化如此之多的基本知识、基本概念和基本理论,重点凝炼教学内容,同时提炼出知识要点,才能够抓住有机化学课程的基本概念、基本理论等基本知识。还要注意处理好现代化内容和经典知识之间的关系,达到和谐统一的目的。利用现代教学理念去完成有机化学内容优化整合,其目的是实现教学内容的科学化、现代化的可持续性发展。
为使有机化学能在有限的学时内适应各个不同专业学生的需要,同时也对基础知识的讲解有充分的保证,我们在教学过程中,将教学内容重组优化,分模块教学即绪论、立体化学、烃类化合物、含氧化合物、含氮化合物、生命基础物质5大模块。通过学习烷烃、烯烃、炔烃等内容来掌握有机化学的基本理论和基本工具;然后以亲核取代、消除反应为核心学习卤代烃、醇、醚、脂肪胺;以亲电取代反应为核心学习芳香族化合物包括苯、萘、酚、芳香胺、杂环化合物;最后以亲核加成反应、负碳离子机理为核心的醛、酮羧酸及其衍生物,同时包括生命物质基础糖和氨基酸等知识。这五模块教学内容之间是相互联系、相互关联、协调统一,它们又各自有所侧重,构成有机化学教学的整体。
3.2 根据学生所学专业需要,优化整合设计教学内容
有机化学教学内容优化重组把传统的基本概念和基本理论等基本知识和不断更新的知识内容有机完美的结合起来,把有机化学知识与科学方法论和谐统一起来,同时把21世纪有机化学内容和学生所学的相关专业基础知识整合联系起来。还要把有机化学基础知识和其科学发展的新知识有机协调统一,让有机化学的教学内容不断丰富、不断完善,更好地为学生们服务,并提升他们的创新潜能。
由学生所学专业建立教学内容、教学目标,结合教材和大纲要求,及时将科学发展最新成果纳入课程教学并增加技巧、诀窍和能力等科技含量,确保有机化学教学内容完整和谐统一。合理地、灵活地加以运用,使其在教学中充分发挥其效能和作用,目的是研究提高有机化学的教学质量和效果。
以优化教学内容,结合专业特点,注意学科交叉,及时更新和引入教研、教改成果为原则。利用实践性教学环节,积极开设综合性、创新性的实验和研究型课程,激发本科生参与科研活动,培养和提高学生的创新能力。结合学生专业特点探索更加适合学生发展的有机化学教学理论与实验教学内容,融知识传授、能力培养、素质教育于一体的具有农业院校特色的有机化学教学理念,组成完善合理的、科学可行的有机化学教学内容模块化的新体系。
3.3 优化整合教学内容和科研成果有机结合
有机化学教学必须适应新的形势,跟上科技发展的脚步,不断优化新教学内容,与时俱进。所以要把有机化学教学内容和日新月异的生活生产、新科研成果有机联系在一起,尽最大能力优化农业院校有机化学教学内容。
根据有机化学教学内容适当地、适时地与我们所研究的课题或者已发明的专利协调统一结合在一起。这样优化整合教学内容会激发学生学习时产生生动、深刻的印象,还会使学生的视野得到拓宽,学生们就会认识到科研成果的取得不是想象的那么难,这样就呈现出榜样就在我们面前。与此同时,此方法很容易调动学生学习的积极性,深入理解教学内容,实现学习内容高质量成功构建,而且还有利于培养学生的创新意识,激发他们的创新热情,开发他们的创新能力。
另外,把学者或科学家的科研成果及其有机化学进展优化到教学内容之中,如将烯烃和2005年诺贝尔化学奖-烯烃的复分解反应的内容优化整合在一起。揭示有机化学发展的规律性,引发学生到所学习的内容之中去发现理论知识中存在的缺陷和不足,找到获得。其实我们只要具有坚固的扎实的基础知识和基本技能,同时有端正的科学态度、努力学习、敢于创新、勤奋钻研,那么一定会有所突破和创新。
我们要坚持不断地将科研成果及时优化到教学内容之中,整合设计农业院校基础有机化学课教学内容达到适合学生可持续发展的目标,把典型有特色的最新研究成果及有机化学在社会、生活各方面应用。随时跟踪有机化学的科研成果,把科研成果优化整合到有机化学教学内容之中,实现教师主导作用和学生主动精神的优化组合,达到学生掌握较坚实的有机化学基础知识、具有较强的实际能力和较高的科学素质。培养造就一批建设创新型国家所需要的人才。
因此, 传统有机化学教学内容已经明显不能满足现代科技高速发展对高素质人才的需求。整合优化设计教学内容模块化科学化,使学生乐于接受从而实现提高有机化学教学质量和效果的目的。重组整合教学内容为对经典的有机化学基本知识进行优化,适当补充化学前沿知识。根据我校的本科人才培养方案,有机化学课程是学科基础和学科拓展的两大核心课程。优化整合有机化学课程内容,搭建个性化和多元化的人才培养平台,促进学生全面和个性的发展是非常必要的。有机化学教学内容的优化整合体现为科学性、基础性、前沿性、可持续性,是对过去、国内与国外有机化学教学内容的比较和教学现状的优化,利用吉林省教育厅教育科学“十二五”规划重点教研课题研究机会,更新有机化学教学内容,探索、实施、尝试优化整合有机化学内容的新教学方式,实现全面提高农业院校有机化学教学质量和教学效果的目的。
参考文献
[1] 裴伟伟. 有机化学课程教学改革的设想[J].大学化学,1998,(5):12-13.
[2] 罗颖,禹筱元,董先明.提高农科有机化学课堂教学效果的探索[J].广东化工,2009,(5):201-203.
[3] 邢其毅,徐瑞秋,周政.基础有机化学(上下)[M],北京:高等教育出版社,1983.
[4] 郑家茂,,潘晓卉.深化研究型大学本科人才培养体系改革[J],中国高等教育,2008,(23):14-16.
[5] 王广慧,于冬梅,侯林.地方新建本科院校有机化学教学改革的研究与实践[J],中国科技信息,2010,(8):215-216.
[6] Katie E. Amaral and Ivan A. Shibley ,Using Popular Nonfiction in Organic Chemistry: Teaching More Than Content[J], J. Chem. Educ., 2010, 87(4):400-404.
[7] 罗云清,刘文丛,钟双玲,赵淑杰.有机化学教学的探索[J].高等教育研究,2011,(4):22-25.
[8] 姚利民,康雯.大学研究性教学现状与原因分析[J].中国大学教学,2009,(1):19-23.
[9] 陈红艳,廖蓉苏,胡伟武.有机化学课程的教学改革探究[J].中国地质教育,2010,(4):109-111.