发展中的化学科学课程的全方位构建*

高元哲 于海涛 吴银素 陈汝芬 刘辉

(河北师范大学化学与材料科学学院 河北石家庄050024)

近年来，在高校中推行的大类招生是针对我国高等教育的通才教育实际情况而提出的。为实现建设高水平大学的办学目标，深化高等学校教育教学改革，更好地提高教学质量和办学效益，河北师范大学在2012级本科生中实施了专业大类培养模式。学生入学后前半年按照培养类别进行通识培养，后三年半按照学科专业方向进行专业培养。学生在经过前半年的学习之后，在培养大类内选择专业。为了巩固学生的基础学科知识，拓宽学生的专业选择，加强学生的综合素质培养，根据院系专业特点和相互之间的关联，构建了大类通识平台课程。大类平台课程属于必修课程，是相近学科专业学生的共同基础课。化学作为自然科学的一门重要基础学科，很有必要为学生所了解。因此，我们面向生化地类专业学生开设了发展中的化学科学课程，该课程也可作为其他专业学生的公选课。发展中的化学科学课程将传授知识、培养能力与提高素质融于一体，对于优化学生的知识结构，实施宽口径人才培养模式，培养有创新精神和创新意识的大学生具有现实意义。

与一般化学专业课程有所不同，发展中的化学科学课程更注重通识性，以“素质本位兼顾专业教育”为主线，其目标是在大学生中普及化学知识，帮助学生学到更多知识，拓宽知识面，有助于未来就业。本文主要根据我们自己从事教学的一些经验，就发展中的化学科学课程的教学目标、教学内容体系构建、课程特色、教学方法和手段及考核评价体系等方面进行探讨。

1 教学目标

发展中的化学科学是生化地类专业学生的平台基础课程，具有“两多一少”的特点，即内容头绪多、概念定义多、理论计算少。因此，教师需要解决的问题是怎样利用有效的学时和条件，组织和协调好课堂教学，使学生尽可能理解和掌握该课程的教学内容。

发展中的化学科学课程的教学目标不是要求学生机械地记住化学知识，而是让学生了解化学科学的发展简史和动态，体味化学在社会发展中的地位、作用，培养学生的化学科学基本素养，提高学生解决问题、分析问题的能力。发展中的化学科学课程将化学史实、哲学思想及科学方法的发展融为一体，勾勒出化学科学由幼稚到成熟的发展道路;通过选取化学科学发展进程中的典型事件，剖析其发生、发展及对科学和人类生活的影响，并揭示其在化学科学发展过程中的哲学思想和科学方法;同时，为了加强学生对化学学科的全面认识，了解化学对于人类社会的作用和贡献，更好地激发学生的学习兴趣，在课程中融入了与生命科学、环境科学、材料科学等和化学关联密切且具有实际应用的知识。

2 课程内容体系构建

通识化学课程所涉及的内容多、范围广，在课程内容的选择上不可能也不必过于追求系统化。本课程的选材原则是:第一，以提高学生综合素养为核心，以体现学科间、专业间的交叉与融合为原则，讲授化学发展简史、化学科学的特征及研究方法、化学基础分支学科、化学在人类社会发展中的地位和贡献、化学研究的前沿领域以及化学家的科学精神，并探讨化学与其他学科的交叉;第二，简要讲述基本化学理论，以能够讲清化学思想为标准，讲授的知识不求过深，尽可能反映最新、最有价值的成果，让学生能听懂并有所收获［1］。根据我校生化地专业的差异以及文理科生的不同，所讲内容各有侧重，力求能够满足专业需求、体现专业特色，增强学生将化学基础知识与实践相联系的能力。

经过充分调研，我们制定了课程教学大纲，具体课程内容如表1所示。

表1 发展中的化学科学课程教学内容和课时安排

3 课程建设特色

3.1 建立立体化的学科知识体系

现代社会对人才的要求比较高，需要具有发散式思维，不是仅仅掌握一个个孤立知识，而是能综合地、灵活地运用知识，实施创新。因此，我们在课程讲授过程中尽可能将课程相关的知识衔接起来，形成立体化的知识体系，培养学生立体网络型的发散思维。比如，我们在原子和分子结构的教学中，从探索不同原子和分子理论提出的背景、合理性、局限性以及不同理论相互补充出发，适当穿插科学家探索过程中的趣事，使枯燥、抽象的理论变得生动、具体，培养学生能根据条件的改变灵活运用相应理论知识的能力，同时也培养学生批判、执著、动态的科学探索精神。

3.2 树立研究性教学的教育理念

教师在教学中体现出的思维方式，直接影响着学生的思维习惯。以往的教学观念是一味地传授性教学，学生的创新意识得不到提高，课程也显得枯燥、乏味。我们在教学中树立研究性教学的教育理念，即集传授和研究于一体。在教学中，除了讲述基本内容外，穿插介绍一些本领域最新的学术动态，本学科高水平的研究成果以及本院教师已经完成或正在进行的科研项目，还有本专业历届学生参加科技创新的情况。以教师的研究性教学引导学生的研究性学习，在课程中培养学生的创新精神和科学素质。在这种研究性教学的影响下，学生不再满足于知识的掌握，而常常是从研究性学习中有新发现，激发了学习的兴趣和创造热情。

3.3 教学中渗透科学思维方法

化学学科的发展和完善离不开科学思维方法，学生创新能力的培养也离不开科学思维方法。化学科学的基础理论知识包括概念、规律及原理等内容，而这些知识的由来都是通过观察与实验、抽象与概括、分析与综合等科学方法获得的［2］。例如:氢原子结构理论(即玻尔理论)的创立，就是运用了分析、综合和联想的科学方法，通过整理，建立模型，提出假说;再通过计算、验证，进一步分析、推理、实验验证等科学研究过程，从而创建了玻尔理论。

4 教学方法和手段

发展中的化学科学课程，没有固定的教材或参考资料，课程讲授的范围广、知识量大、内容新，是一门综合性较强的课程，故采用单一的教学方式难以达到理想的教学效果。因此，在教学过程中应注重教学方法和手段的改革。转变传统的“以教师、课堂、教材为中心”的思想和讲授灌输为主的单一教学方式和手段，树立“以学生掌握知识、培养创新能力为中心”的观念，将互动式教学、团队教学等方法结合起来，努力改变课堂教学中满堂灌的弊端。

4.1 互动式与启发式教学相结合

教学是学生在教师指导下进行的有目的、有计划的学习活动，课堂是实施教学活动的主要场所，也是学生获取知识的主要途径。单纯的讲授知识，有时候会显得枯燥和干涩。教师在教学过程中可以采用互动式教学模式，通过教师与学生的双向交流，引发学生积极思考，从而活跃课堂气氛，实现教与学两方面的最佳效果。在教学过程中，我们精心设计了一些知识问答，把课程教学内容设计在问题中，通过问题吸引学生的注意力，引发学生积极思考，以提高他们的学习兴趣。师生间的互动、启发、设疑、解答，能使学生在愉悦的情境中完成对知识的学习，并主动参与到分析问题、解决问题的过程中，提高思辨能力和创造力。实践证明，互动与启发式教学方法有助于调动学生的学习热情，活跃课堂气氛，更重要的是能起到引导学生积极思考的作用。

4.2 团队教学与模块教学模式相结合

团队教学是一种教师互动的有效方式，它能集思广益，发挥集体的智慧。我们的教学团队由无机化学、有机化学、物理化学、结构化学等专业教学经验丰富的教师组成。团队教师每半月进行一次讨论，团队教师互相听课、评课，根据各自的知识结构提供建设性的意见，以把握学科发展的前沿，树立先进的教学理念，全面提升教学质量。团队教师分模块进行教学，这样可使每位教师发挥自己的专长，把所负责的模块内容讲得更为透彻。具体模块可分为:①化学科学发展简史和学科前沿;②原子、分子结构及化学键理论;③化学与材料、化学与能源;④化学与环境、生活。共4大模块。

4.3 现代教育手段与传统板书相辅相成

现代化教学技术不断渗入课堂教学，在改变传统教学模式、提高教师课堂教学效果、提高学生素质等方面发挥了积极作用［3］。在授课过程中采用多媒体课件，增大了教学信息量，增强了课堂教学的主动性和直观性，增强了学生的感性认识;与此同时，传统教学中的板书必不可少，板书中尤其突出重点和难点内容，可以帮助学生建立起关于整体教学内容的逻辑结构，更好地把握教学内容，提高教学效果。另外，我们学校已经启用Blackboard网络教学平台，将教学课件上传至网络平台，学生借助网络平台学习，不受时空限制;还可通过网络教学平台组织教学活动，比如组织课堂讨论、发布与课堂教学配套的作业，在学生提交作业后及时进行评价和反馈。通过网络教学平台，不仅实现了教学过程的信息化，还能对学生的学习情况及时进行跟踪，同时也能对学生的学习过程实现有效管理。

4.4 增强实践性环节

加强实践教学是当前教学改革的基本方向，也是保障教学质量的重要环节。我们在这方面采取了3项基本措施:实验室开放日活动、专题讲座、主题报告。

借助学校提供的实验平台，举办实验室开放日活动，利用课余时间给学生提供开放性实验操作的机会。例如:我们让全体学生参观纳米材料合成演示实验，以此了解常见的材料合成方法以及X射线粉末衍射技术在无机纳米材料研究上的应用;随后，让学生参观几种常用的大型仪器设备，使他们进一步了解无机纳米材料的表征和分析技术;再由专业课教师及研究生为学生进行仪器操作演示实验，简单介绍仪器的工作原理，并回答学生提出的问题。通过参加这种实验室开放日活动，可使学生开阔眼界，感受化学的魅力。

专题讲座可以拓宽学生的视野，把化学知识与生活、生产实践相结合，同时也能使学生感受到化学与人类的生产、生活密切关联［4］;从而激发学生学习化学、学好化学的热情，启迪学生的创新思维，提升学生的科学素养。如在2012～2013学年第一学期的讲座中，安排了纳米材料与纳米科技，大气雾霾与化学，稀土磁性材料，药物与化学，食品化学与健康，新能源材料与化学，2012年诺贝尔化学奖介绍，生命有机化学8个专题，每个专题讲座时间为2～3学时。要求每位学生根据自己的兴趣至少参与2个专题讲座。在期终考试中，设置与讲座内容相关的考题对学生参与讲座的情况进行考察。

以学生为主体，在课程中让学生根据某一主题制作PPT，进行报告。主题可以是生活中的化学问题、课程中的某个知识点等;报告的效果可以采取同学互评与教师点评相结合的方式。实践证明，这样的授课方式深受学生欢迎，讲解和点评的过程有助于培养学生的表达和思辨能力。通过这种方式既可以丰富课堂教学，激发学生的学习兴趣，又能培养学生的文献查阅能力、归纳总结能力、提炼科学问题能力以及创新能力。

5 考核评价体系

目前，我国高校的课程考核一般仍采用课程结束时一次性闭卷考试，势必造成学生对课本内容死记硬背，出现高分低能现象。要培养学生的创造性思维、提高学生综合素质、拓宽知识面，就必须改革考试方法和考试内容，可以将“结果性”考核变为“过程性”或“阶段性”考核，采用灵活多样的考核形式，注重过程监控，将作业、课堂表现、阶段测试与期末考试等结合起来综合考察，评定最终成绩，打破以往学生临阵磨枪的突击现象［5］。通过这种综合考核方式，能调动学生自主学习的积极性，学生综合知识的掌握程度也得到了客观的评价，从而达到提高教学效果和教学质量的目的。发展中的化学科学课程的考核评价体系组成可概括为:多模式平时成绩与多方式考试相结合的考核评价方式［4］。其中，平时成绩为出勤及课堂表现占5分，作业占5分，实践环节占20分，课堂及网络讨论占10分;期末成绩为60分。

优秀的学生应该是知识、能力和素质全面发展的学生，这一点可以在我们的考核方式改革中得到很好的体现。相较于单一的考核方式，新的考核评价体系能够更加科学和全面地反映学生的知识、能力和综合素质。经过两年的试行，学生普遍认可这种组合式的考核方式。虽然课程要求严格，但学生的学习热情未减，这说明这种评价体系是有效的。

6 结束语

化学与人们的生活密切相关。发展中的化学科学是一门重要的大类通识平台课程。讲授好该门课程，有助于提升大学生素质，拓宽大学生视野，促进学生专业和个性发展。本论文介绍了在教学目标、课程内容体系构建、教学方法以及考核评价体系等方面进行的改革。实践证明，这些措施提高了教学效果，能够更好地指导学生认识化学和感悟化学。

［1］邢亮.大学化学，2012，27(3):22

［2］李强，杨今朝，廖蓉苏.中国林业教育，2010，28(5):50

［3］赵祖志，顾志红，解永岩，等.中国现代教育装备，2010(1):82

［4］陈云，吴庆生.大学化学，2013，28(6):6

［5］张有强，罗树丽，周岭.中国现代教育装备，2013(3):56