熊 平*
(成都工业学院 教务处,成都 611730)
化学是一门实用性很强的学科,它与能源、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用以及人的衣、食、住、行等息息相关,因此,大学化学正日益成为当代大学生知识结构中必备的基本组成部分[1]。成都工业学院自2012年在相关工科本科专业的人才培养方案中开设了大学化学课程,作为机械电子工程、材料工程等工科类专业的必修基础课程。在教学过程中,教师常常面对教学对象专业多样化、学生化学知识水平参差不齐、学习兴趣不高等问题。如果仍然按照传统的教学模式教学,向学生灌输大量的基本概念、基本原理和基本方法,必然会导致学生学习兴趣和学习效果下降,从而制约学生综合素质的提高。因此,我校大学化学课程组教师以学生为本,针对学生的实际情况,精选教学内容,改革教学方法,加强实验教学,构建课程网络教学平台,提高学生的学习兴趣、自学能力和创新能力,达到了较好的教学效果。
现行的本科人才培养方案中,大学化学课程理论教学26学时,实验教学6学时,这就要求教师在教学内容的遴选和架构上花大量功夫。教师在教学内容的选择上,必须结合各专业的特点,对授课计划作出相应的调整[2]。首先,确定学生应该掌握的基本内容包括化学平衡、电化学原理及应用、环境化学和材料化学4个部分,重点放在基本概念、基本原理和基本方法的讲解上;其次,在教学内容的取舍上,注意与后续专业课程的衔接和联系,注重与授课学生专业方向的最新发展和科学成果相结合,启迪学生思维,激发学习兴趣,开阔学生眼界。例如,对材料工程专业的学生,围绕纳米材料、先进陶瓷材料、智能材料、激光材料、磁性材料等新材料的结构性能及应用重点阐述[3],并通过对金属材料腐蚀原理和防护方法、高分子材料如何防老化的学习,使学生更易理解和接受“材料科学基础”等专业课程知识。
目前我校大学化学课程选用的教材是由曾政权等编著、重庆大学出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材,该教材在学科新知识的更新方面与最新学术发展之间存在较大差距。为了让学生能及时获取最新知识,提高学习兴趣,激发学习热情,课程组教师在备课时需要查阅大量最新资料,注重新知识的补充,授课中注重课本理论与最新学术成果的结合[3]。例如,在讲到电化学原理及应用时,教师结合当前国家大力发展的新能源汽车电池的研发成果以及发展前景进行介绍;同时,教师每年及时查阅当年评出的诺贝尔化学奖的研究成果、研究历程、获奖原因、获奖感言等相关资料,将其融入到授课内容当中。
我校是地方工科院校,主要为地方培养应用型、创新型人才。课程组教师在讲授大学化学理论知识的同时,结合了当前的一些社会热点问题。例如在讲到环境化学这部分时,教师针对温室效应、臭氧空洞、清洁能源、食品安全等问题与学生展开讨论,使学生在拓展知识的同时,也能体会到化学与日常生活息息相关,确实是学有所用,从而进一步激发学生的学习兴趣[3]。
传统的教学模式中,教师习惯于系统地、详细地讲授基础理论知识,而学生则养成被动接受的学习方式,学生思考、自学和讨论的时间非常少,这导致了学生的自主学习能力降低。这种教学模式中师生双方没有实现真正的交流共鸣,只是一种被动的学习,教学效果不如人意[4]。
为突出教师的主导作用和学生的主体地位,提高学生的学习能力,教师一定要善于把握知识的内在联系与衔接,巧设问题情境,尽可能采用互动式、启发式、探索式的教学方法,将本来由教师主讲的一些内容转换成思考题的形式进行教学。例如,教师提前一个月布置讨论课内容“新材料与化学”,每名学生选择一种自己感兴趣的新材料,查阅资料,做出PPT讲解,并且要回答同学提出的问题,课后写出小论文。这种方法不仅活跃了课堂气氛,提升了学生学习的积极性,还培养了学生自主学习能力,提升了大学化学的教学效果。
大学化学教学中每堂课至少安排1~2个演示实验,每个实验用时3~5 min。一般先向学生演示实验现象,引导学生思考并尝试从理论上解释实验现象,然后教师由此实验引申、讲解相关的理论知识。例如,在比较不同溶液的导电性能时,教师在课堂上演示了如下实验:将连有一个灯泡的断开电路两端的导线插入自来水中,灯泡明亮;插入人工湖水中,灯泡微亮;而插入纯水中时,灯泡不亮。引导学生思考将溶液换为用纯水配制的0.1 mol/L的NaOH的溶液时灯泡应变得明亮、微亮还是不亮,并从理论上给予解释。通过简单的实验现象能使学生形象直观地理解和比较不同溶液的离子含量和导电性能。尽管将化学实验引入课堂占用了授课时间,却增强了教学效果,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的研究意识和科学素养[5]。
案例教学法即围绕一定的教学目的把实际生活中真实的情景加以典型化处理,形成引导学生思考分析和判断的案例,通过独立研究和相互讨论的方式,将知识传授给学生[6]。大学化学课程是针对非化学化工专业大一新生开设的一门基础课,其基本概念、基本原理多,大部分学生不知道学习这些知识有什么用处,因而对课程的学习不够重视,甚至不愿意学习这门课程。为此,有必要建立案例库,将化学的实际应用引入到课程教学中来。例如,在讲配合物这一部分时,如果仅仅按照教材内容一一介绍配合物的结构、命名以及相关计算等等,教师讲起来空洞费力,学生听起来索然无味;而通过教师在课前精选案例,教生共同对具体案结合人体的相关配位组成以及自然界的常见配合物例展开分析讨论,不仅提高了学生的学习兴趣,还提升了学生分析、解决问题的能力。
以现代化技术和网络技术为手段,构建大学化学课程网络教学平台,突破传统的以纸质教材为传播载体、以课堂教学为传播途径的局限,突破传统教学在时空上的局限,学生可随时随地通过网络进行课程学习、交流和讨论,有效地延伸和弥补了课堂教学;同时大学化学课程网络教学平台提供了授课、自主学习、辅导答疑、交流讨论、作业、测试等各个环节的教学支持,为学生自主式学习、研究性学习、个性化学习提供了广阔的平台,调动了学生学习的积极性和主动性,培养了学生的自主学习能力;大学化学课程网络教学平台为师生互动、教师网上答疑辅导提供及时方便的平台,形成自主式、开放式、交互式立体化教学环境,有效弥补了教师答疑时间明显不足的缺陷[7]。
整合大学化学课程优质教学资源,构建集课堂教学、网络教学、网络资源为一体的立体化、开放式网络教学平台,实现“教与学”的自主性、开放性、交互性、共享性,有效提高大学化学课程的教学水平。大学化学课程网络教学平台的结构及功能模块如图1所示。
图1 大学化学课程网络教学平台结构示意图
构建大学化学课程网络教学平台,实现了资源的最优化,方便了课程组教师之间的资源共享和教学经验交流;同时,培养了学生的自学能力,拓宽了知识面,激发了学习热情。在构建大学化学课程网络教学平台前,学生对课程的学习局限于课堂的45分钟,课后被动完成作业;而实施了大学化学课程网络教学平台后,学生积极展开课前预习、课后复习、自我检测、在线交流,学习效果大幅度提高,进一步提升了大学化学的教学质量。
实验是大学化学课程教学的重要组成部分,在培养学生的动手能力、分析解决问题能力及创新能力方面起着至关重要的作用[8]。因此,在大学化学课程32学时的教学中安排了6学时的实验课,占总学时的20%。在实验内容的选择上,传统实验忽视学生动手能力、创新能力和分析解决问题能力的培养,只是为了巩固和加深理论教学的内容,保证完成一些基本的实验操作。在实验课上,学生被动地按照实验指导书上的方法、步骤按部就班完成实验,严重制约了学生独立思考、分析、解决问题能力的形成,不利于学生创新能力的培养[9]。针对这种现状,课程组教师按照由低到高、由基础到前沿、由传授知识到培养综合能力的原则精选了3个实验,包括验证性、应用性和自行设计实验。如自行设计实验,学生根据自身专业特点和兴趣爱好选定实验方向,制订出详细的实验方案,经老师和学生一起审核完善实验方案后,实验室将在材料、仪器等方面给予支持,协助学生顺利完成实验。实验成绩的评定方法由实验报告(100%)改进为预习报告(20%)、实验操作(40%)、实验报告(40%)3部分组成。通过完善实验教学内容,改进实验成绩评定方法,巩固和充实课堂中所学的理论知识,培养了学生独立分析问题、解决问题的能力,提升了学生的动手能力和创新能力。
教学本身是一个动态的持续过程,考试作为教学质量的评价手段,要达到客观公正的评价目的,评价活动必须贯穿于整个教学过程。为了更加准确地反映学生学习的真实情况,我们打破一次性笔试考试定成绩的传统方式,改革成绩构成要素及比例,加强对教学过程的形成性考核,将大学化学课程成绩分为3部分体现,期末笔试成绩占50%,实验成绩占20%,平时成绩占30%(平时成绩由作业、专题小论文和考勤构成)。这种考核方式,有助于培养学生刻苦认真和持之以恒的学习态度;有利于学生平时知识的积累和能力的养成;有利于教师、学生及时弥补教学过程中未能掌握的环节;有利于避免学生“应试”心理的形成,对考风考纪也有很好的促进作用。
综上所述,针对大学化学课程教学中存在的问题,通过教学改革和实践,学生的学习兴趣和自主学习能力、创新能力得到大幅度提升,课程考试成绩不合格率由20%逐步降低到5%左右,大大提高了课程的教学质量。通过一系列的改革、探索和实践,进一步丰富教学内容,完善教学方法,构建网络教学平台,加强实验建设,改革考核方式,充分利用教学资源,提升了大学化学课程教学质量,从而更好地为培养应用型、创新型人才服务。
[1]米远祝.大学化学课程教学与思考[J].广西教育,2011(5):94-95.
[2]廖桂英,安黛宗.大学化学课程教学的思考[J].理工高教研究,2005,24(1):102-103.
[3]令狐文生,李益民.大学化学课程教学模式改革的探索[J].教育教学论坛,2012(7):222-223.
[4]李莉,鲍霞,胡云.本科高校大学化学课程体系教学改革初探[J].通化师范学院学报,2013,34(1):78-80.
[5]王梅.美国加州大学伯克利分校基础化学课程教学模式对我们的启示[J].化工高等教育,2010(3):70-72.
[6]曹渊.大学化学教学法初探[J].大学化学,2004,19(5):8-10.
[7]法焕宝,尹伟,甘孟瑜,等.大学化学立体化网络平台建设及在教学中的应用[J].化工高等教育,2013(5):41-43.
[8]马晓明,瞿洪明,杨林.国内外大学化学课程设置分析与比较[J].河南科技学院学报,2011(8):56-59.
[9]廖桂英,夏华.大学化学课程的创新教学实践[J].科技创新导报,2011(7):179.