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关键词:物理化学;精品资源共享课;转型升级
课程建设是教育部高等学校本科教学质量与教学改革工程的重要内容之一,目的是通过加强课程自身建设,打造一批具有一流的师资、一流的教学内容、一流的教学方法与手段、一流教材的精品示范课程,以提高高等学校教育教学质量,进而提高高等教育人才培养质量[1]。该项工作自2003年启动实施,本科教育共建设了国家精品课程3909门。客观地讲,尽管在国家精品课程建设中存在一些有待改进的地方,但这项工作对于提高各高校对课程建设的重视、对推动各课程自身建设、进而提高高等教育教学质量发挥了极为重要的作用。2011年“本科教学工程”对于课程建设继续给予重视。《教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见》提出了“将原国家精品课程转型升级为国家级精品资源共享课”的重大决策。天津大学物理化学课程在国家精品课程建设及转型升级的实践中,积累了一定经验,对转型升级也有了一些新的认识。
一、天津大学物理化学国家精品课程建设情况
天津大学物理化学课程自2005年被评为国家精品课程以来,经过多年建设,在师资队伍建设、教学模式改革(涉及教学内容、教学方法)、教材建设等方面取得了长足发展。
1.师资队伍建设
经过大力引进与培养,建设了一支由教学名师领衔、以中青年教师为主,对教学及科研有热情、充满活力,适应研究型大学需要的高水平师资队伍。本课程现有专任教师14人,其中教授7人,副教授5人,高等学校教学名师奖获得者和天津市教学名师奖获得者各一位。14位教师中13位具有博士学位,8人具有一年以上国外留学经历,他们均具有很好的教学科研背景。应该说这支优秀的队伍既是物理化学课程多年精心建设取得的成果,更是保持课程高水平并可持续发展的根本保证。
2.教学模式改革
更新物理化学课程教学模式,加强课程内涵式发展。具体做法是突破“以教学基本要求为框架、以教材内容为教学边界”的做法,摒弃高等教育中的应试教育(灌输—记忆—考试),树立新形势下的高等工程教育观,进行知识传授的同时,注重学生创新思维、工程意识及能力的综合培养。在实际教学过程中实施了“开放辐射”教学新模式,该教学模式如下图所示。
该模式强调在教学过程中,从相应的化学知识点出发,向两个方面扩展与外延:一方面介绍与该知识点相关的发展简史、相关科学家生平及贡献、涉及的科学方法、与科研工作的联系与体现、相关研究热点、最新研究现状及前沿知识介绍等,在提高学生学习兴趣的同时,更有利于学生科学精神、创新思维的培养;另一方面介绍该知识点在专业课程中的应用、在工程实际中的体现以及在日常生活中的反映等,使得学生学以致用,在激发学习兴趣与学习积极性的同时,提高工科学生工程意识与实践能力,为以后分析解决工程实际问题打下坚实的理论基础。
该教学模式的实施,克服了以抽象的概念、复杂的反应式及公式等充斥课堂,更没有片面强调内容的记忆与背诵、解题技巧,没有大讲偏题、怪题、难题,避免了高等教育也陷入应试教育的怪圈,使得学生不是将所有精力与重点都耗费在知识的机械记忆层面。通过在理论知识的基础上进行“升华”与“延伸”——由机械的记忆层面“升华”为思维层面、科学方法论层面(演绎过程、科学处理方法等);由知识点出发“延伸”至科学精神与创新思维训练(科学发现、发展过程等)和工程意识与能力培养(工程应用),这样才真正有利于培养高素质拔尖创新工程人才。
“开放辐射”教学模式示意图
经过教学实践证明,这种新的教学模式很好地解决了教师照本宣科的问题,激发了学生的学习兴趣与主动性,丰富了物理化学课程的内涵与教学内容,提高了课程的教学质量。
3.教材建设
实施精品化战略,编写、出版了《物理化学》第五版教材,并构建了含有简明教程、配套教辅书、电子教案、配套数字化教学资源的完整立体化教材及教学资源。由高等教育出版社出版的《物理化学》第五版教材在传承前几版教材优点的基础上,进行了很好的创新与发展。该教材为面向21世纪课程教材、普通高等教育“十一五”国家级规划教材、教育部第一批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。2009年5月出版至今,已累计多次印刷,发行50余万册,被全国许多院校选用。为适应少学时课程教学需要,同时还出版了《物理化学》简明版(高等教育出版社,2010年)教材。此外进一步出版了配套教辅书《物理化学解题指南》(高等教育出版社,2009年)、《物理化学学习指导》(高等教育出版社,2012年)、《物理化学电子教案》(高等教育出版社,2009年)、配套数字化教学资源等。形成了一套完整的立体化教材及教学资源,很好地满足了物理化学课程不同层次高校广大师生的需要。
二、课程的转型升级
国家精品课程建设项目的实施,极大地推动了高等学校课程的自身建设与发展,成绩是有目共睹的。但也存在一些问题,如国家精品课程的示范、辐射、引领作用没有很好地发挥出来;一些优质的教学资源不能共享,学生受益面有限;国家精品课程原有建设模式不能很好地适应新的形势尤其是网络信息化快速发展条件下高等教育的需要。为此,教育部在2011年启动了国家精品开放课程(含精品视频公开课和精品资源共享课两类)的建设,并将其纳入“本科教学工程”范畴。
关于国家级精品资源共享课的建设,前两年主要进行原有国家精品课程的“转型升级”。这里的“转型”是指由原国家精品课程的建设模式转为国家级精品资源共享课的建设模式,后者侧重在教学资源的共享建设。“升级”体现在以下三个方面:第一,从运转平台来讲,原有的3000多门国家精品课程网站依托于各高校的服务器,由于种种原因,其开放、运转流畅度等没有得到保障,而国家级精品资源共享课则使用教育部搭建的统一共享平台,其运转效果会是一流的。第二,从内容来讲,原有国家精品课程网站参差不齐,且绝大多数课程没有全程教学录像,可共享资源有限,而国家级精品资源共享课则在内容上更加规范、全面,且将课程的全程教学录像作为申报必备条件,有利于优质教学资源的共享。第三,从技术要求上,原有国家精品课程只要有网站即可,技术上没有要求,有些网站仅仅为申报而设,而国家级精品资源共享课则对资源提出了严格的技术要求,且这个要求是较高的,这有利于保证资源的共享效果。
可见,国家精品课程的“转型升级”是有明确含义的,这也决定了国家级精品资源共享课绝不仅仅是国家精品课程名字的替换。至于二者的关系,应该说国家精品课程是基础,而国家级精品资源共享课则是在新的形势下课程建设的可持续发展。
对照国家精品课程“转型升级”的申报要求,在已有建设成果(主要是师资、教学改革、教材、网络资源)基础上,经过课程组老师们的积极申报,我校物理化学课程被建议入选2012年国家级精品资源共享课立项项目。按照要求,我们课程的基本资源是齐全的,其中包含有物理化学全程教学录像(全部由课程组有丰富教学经验的教师主讲)。该课程现已上线。当然我们的课程资源在很多方面还有待进一步丰富、更新、完善。我们的目的和国家级精品资源共享课的目的是一样的,即通过转型升级,提供优质教学资源并实现共享,进而最终提高教育教学质量。
三、认识与思考
国家精品课程的“转型升级”是一项很重要的工作,要想真正完成好,必须在深刻认识此项工作重要性的基础上,充分调动各方面的积极性,以认真负责的态度去完成每项建设内容。否则,没有很好地认识,就没有积极性去投入,“转型升级”就会变成一项任务、甚至是包袱,当然建设质量也难有保证。我们教学团队深刻领会了这项工作的重要性和必要性,做好课程的“转型升级”是我们义不容辞的义务和责任,更是课程建设可持续发展的需要。
1.为什么要做“转型升级”
结合我们课程的建设,我们体会有以下三个方面的理由。
(1)原有国家精品课程建设中没有解决好的问题促使我们不得不转型升级。前已提及,原有国家精品课程有的资源本身就有限,加之内容、水平参差不齐,多数还未充分开放,根本谈不上资源的共享,更谈不上示范辐射作用的发挥。这在很大程度上制约了原有国家精品课程的进一步发展,大大弱化了其在提高高等教育教学质量方面所起到的作用。
(2)在新的形势下不得不主动“转型升级”。 现在我们进入了网络信息化时代,互联网已经对社会生活的各个方面产生了巨大的冲击,甚至改变了人类的生活方式,如资讯的获得、交流、学习等。至于高等教育,在某些方面已经产生了飞跃性的变化,如数据库的出现使得科研文献的获得更加便捷,论文的投递、评审更加方便,使得出版周期大大缩短。但在传统的高等教育教学方面,飞跃性的变化还没有发生,但随着慕课(MOOC——Massive Open Online Courses,大规模网络公开课)的出现正在发生。有人预言:“未来被网络变革的行业中,教育将是其中之一,MOOC可能就是撬动教育变革的支点。”[2]目前MOOC主要有三大课程平台:Coursera(美国斯坦福大学教授创办的盈利性网站)、Udacity(源于斯坦福大学的盈利性网站)、edX(哈佛大学、MIT联合推出的非盈利性网站),国内的清华大学、北京大学已经加盟edX,复旦大学、上海交通大学已签约Coursera。在这种形势下,我们的课程建设必须主动迎接这种挑战,国家精品课程“转型升级”为国家级精品资源共享课就是措施之一。
(3)实现“转型升级”、资源共享后效益巨大。国家级精品资源共享课上线并被广泛浏览后,可以形成多赢的局面:从学校来讲,可以扩大其影响,利于本科及研究生招生;对教师来讲,自己在建设的同时可以共享其他课程的优质资源,提高业务水平,真正做到“共建共享”;从学生层面来说,学生是最大的共享课浏览者,他们会是最大的受益者,在课堂上没有听明白的内容,有可能通过观看资源共享课把问题真正搞懂,这有利于提高人才的培养质量。所以,应抛弃怕别人共享自己资源的狭隘思维。
总之,用一句话概括为什么要“转型升级”就是:课程可持续发展需要、是形势使然、且将有很好的共享效益。
2.怎么做好“转型升级”
在认识层面解决了为什么要“转型升级”后,接下来就要涉及怎么做了。
(1)应站在创品牌、引领课程建设的高度。我们应当把此次“转型升级”当成一种机遇,做好了,会得到全国广大师生的认可,会在网络信息化形势下创造出属于自己的网上课程品牌,精品资源共享课会是一种荣誉。反之,若做不好,即使通过了专家的评审,上网后也会面临广大浏览者的“差评”。
纸版教材包括主教材和学习指导书。纸版教材是教学的核心,是教学中最重要的教具,是保证课堂教学质量的重要因素。我们的主教材采用中国中医药出版社出版,由黑龙江中医药大学无机化学教研室贾桂芝教授担任主编的普通高等教育“十一五”国家规划教材《无机化学》。该教材的编写理念是突出中医药院校学科专业的特点,强调其应用性以及与中药学相关专业的关系,力求做到既向学生传授专业知识,又给学生展现中药知识的背景,体现出中医药学科的特色,以激发学生学习的积极性。经过5年的教学实践,教师们积累了丰富的教学经验,该教材在使用中根据学生和教师的建议和意见,进行过多次修改,重新出版后已经进入“十二五”国家规划教材的遴选行列。为使学生在学时少、教学进度快的情况下仍可达到“知识面宽,信息量大”的教学要求,我们配合主教材专门编写了《无机化学学习指导与习题集》,为学生剖析知识点和典型问题,并结合课程的难点和重点为学生提供相应的习题来加深理解。
(二)网络辅助教材的建设
随着计算机和网络的日益普及,各高校几乎都建立了自己的校园网络,计算机中心、网络中心可以随时向学生提供上网服务。此外在教学楼、图书馆以及学生宿舍内部都有网络接口,这些条件使无机化学课程网络教材建设成为可能。因此我们借助校园网络,运用数据库、媒体制作工具、网页制作工具建立了黑龙江中医药大学无机化学精品课程网站[4],全面实施了网络辅助教学。网站主要设立了以下四个板块。
1.教学文件。包括授课教师简介、课程简介、教学大纲、教学日历,介绍课程基本要求、考试方法、教学计划及进度安排、学习重点内容、学习方法等,方便学生随时了解授课教师、教学要求和进程,促进学生提前制订学习计划,建立正确的方法和计划,有的放矢,促进学习效率的提高。
2.教学资源。为学生提供必要的学习资源。主要介绍为学生指定的课程参考书,教师自行研制的电子课件,无机实验基本操作录像、同步习题练习、教学内容背景知识介绍等。在学校教改资金的资助下及专业人员的帮助下,课程组制作了实用、内容丰富的电子课件。课件内容在教学重点和难点内容上尽量采用动画、视听、图片等内容,学生可以随时下载电子课件,有利于学生对课堂教学内容提前预习、课后复习,为学生提供了主动学习的条件。课堂教学内容背景知识介绍可以拓展学生的视野,使学生充分了解知识的来龙去脉。教学资源板块可以充分调动学生的积极性,让学生主动参与教学活动,使学生由被动灌输式的学习转变为主动学习。
关键词:工科专业;无机及分析化学;教学改革;教学实践;网络教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0191-02
无机及分析化学是如化工工艺、食品科学与工程、环境工程等工科相关专业的必修基础课,对学生科学素质、专业素质和综合素质的培养起着重要作用。长期以来,我国高等院校对大学化学基础课程的教学,一直按照无机化学、分析化学、有机化学及物理化学这一顺序进行教学,这种传统的课程体系过于强调教学内容完整性,且自成体系,但使得各课程间内容重复度大,不利于目前学生的学习。因此,更新教学内容、优化课程体系、打破学科间的壁垒、建立新课程体系势在必行。无机及分析化学是将原来的无机化学(或普通化学)和分析化学进行改革整合而来,目前已有多种版本教材可供选择。各校在教学过程中积累了许多宝贵的改革经验,取得了一定的成果。现结合多年理论课教学经历,谈谈这方面体会。
一、目前存在的问题与发展概况
目前存在的问题有:(1)课时与教学内容的矛盾;(2)教材编写纯理论化;(3)大班教学忽视学生的主体性;(4)生源高中化学基础参差不齐。
无机化学与分析化学整合的课程改革始于20世纪80年代,首先在国家一些重点院校中进行,经过近30年的探索和实践已逐渐得到教育界的广泛认可,取得了一定成果,相继出版了多本教材。如1978年人民教育出版社出版的陈荣三教授主编的《无机及分析化学》一书是我国最早正式出版的《无机及分析化学》教材,是在1975年南京大学自编讲义基础上编写而成的。它首次将四大滴定融入四大平衡中讲授。再如华东理工大学1992年出版的《无机及分析化学》教材,随后,在1995年,由华东理工大学组织的“面向21世纪理科应用化学专业教学内容和课程体系改革研究”项目被国家教委高教司批准为首批教学立项课题。在教育部有关部门和高等教育出版社的大力支持下,北京大学、南开大学等数十所高校教师成立了“全国高校‘无机及分析化学’课程建设与教学研讨会”,历次研讨会对无机及分析化学教材建设和教学中存在的问题都进行了广泛深入的讨论,实现了课程结构和教学内容整合、优化和教学体系改革,《无机及分析化学》 (第四版)于2002年初被列为普通高等教育“十五”国家级规划教材。
针对无机及分析化学的教学现状,我校对《无机及分析化学》课程进行了调整,并将实验单列为一门课程,建立了相应的考核方式和办法。同时,随着全校新专业的增加,开设《无机及分析化学》课程的专业增多,课程建设力度加大,为了提高《无机及分析化学》课程组的整体素质,满足课程建设的需要,加强相关人才的引入力度,逐步建立了一个完整的《无机及分析化学》课程组,《无机及分析化学》课程在2005年获得了学院首批精品课程建设的立项资助,在2008年成为兰州理工大学的校级重点课程,建立了精品课程网站。经过几年的教学改革,已建立了科学、系统的无机及分析化学课程体系,并于2008年在华中科技大学出版社的大力协助下,与五校合作正式出版了《无机及分析化学》。
二、无机及分析化学理论课教学改革探索
(一)潜心研究,整合内容,构建教学新体系
原无机化学教学中包括四大化学平衡,即酸碱、沉淀、配位及氧化还原平衡,而在分析化学中也涉及相应的四大平衡体系,这样的教学安排,既浪费时间,又让学生感到枯燥。在无机及分析化学课程的教学中,将原理和应用知识有机地结合起来。将原无机化学和分析化学两门课程中内容联系最紧密和重叠最多的“四大平衡和四大滴定分析方法”两个部分有机结合起来。浓缩精简后的课程安排,体现少而精的原则,使得必须掌握的理论重点突出。
由于无机及分析化学内容广泛,涉及现代物质结构理论基础、化学反应原理、溶液平衡、化学分析、元素化学和仪器分析6大部分,这教师必须熟悉教学要求,认真钻研教材,潜心研究教学内容,在吃透教材的基础上,合理安排教学内容。同时,课程内容还引入了无机与分析化学学科近年来所取得的最新成果,注意了知识面的补充和延伸,以满足现代无机及分析化学对各专业人才的基本要求。
(二)多平台教学层次满足不同专业要求
对于不同专业,教学大纲、教学内容和教学计划的安排要有所区别,为了保证基本的教学要求和整体教学水平,不同专业开设无机及分析课程要统一界定基本教学内容和教学环节(约占整体的75%)。以多平台教学层次编写教学大纲,提出各专业教学内容的基本点与侧重点,以及相应的教学方式与教学环节的要求。
(三)结合实际,改革教学方法
根据讲授与自学相结合的原则,采取了灵活多样的教学方法,抓好课堂教学,确保教学质量;采用多媒体教学,在课件中配以大量图片,一些较难的公式推导通过课件可以一目了然,使学生更易理解和掌握;培养学生自学能力,在部分适合自学的教学内容学习中引入自学模式,课前给出自学提纲,并将提纲中的相关部分以提问的方式予以检查,了解学生完成的情况,通过辅导答疑方式,及时了解自学的效果,使学生由被动向主动学习方式逐步过渡。为进一步调动学习积极性,在教学中课开展“部分双语教学”,对章节标题及专业术语标注英文并配以中英文讲解,收到良好的教学效果。
(四)介绍学科发展的前沿知识和发展动向,激发学生的学习热情
我们的新教材中编写了部分前沿知识内容,例如稀土元素化学简论、生物无机化学简论、无机高分子物质简论和化学分离方法,这有助于教师在教学中,结合该领域的前沿研究动态,将新方法、新成果融入教学相关部分,激发学生获取新知识、新成果的热情,也有助于改变以教师为中心,学生上课记笔记、考前背笔记的“授业传道”定式,充分调动了学生的学习积极性。
经过近7年的理论课内容和教学方法的改革实践,已初步建立了一套适合我校实际情况的无机及分析化学理论课教学体系,实践证明该体系能激发学生学习兴趣,提高教学质量。 今后,还需进一步使之完善,使课程教学质量有更大提高。
参考文献
[1]芮光伟,蒋珍菊,岳松.无机及分析化学课程教学改革与实践[J].高等教育研究,2007,24,(3).
[2]薛德平.无机及分析化学(第四版)教材的编写体会[J].中国大学教学,2007,(3).
[3]李英杰,张文治,陈国梁,等.浅谈无机及分析化学课程的改革与建设[J].高师理科学刊,2002,22,(4).
[4]李艳辉,许兴友,马卫兴,等.无机及分析化学课程教学改革与实践[J].考试周刊,2008,(35).
[5]王运,董元彦,张方钰,等.面向新世纪无机及分析化学课程体系的构建[J].高等农业教育,2005,(4).
[6]钟国清.无机及分析化学课程改革的实践与思考[J].化工高等教育,2007,(5).
关键词:无机化学;能力培养;科学探究;教学改革
无机化学是化学专业学生入学的第一门专业主干课。作为化学学科的基础和母体,它是培养化学人才必不可少的素质教育课程。无机化学具有内容丰富、知识面宽广、与其它基础学科联系密切等特点,在专业中起着承前启后的作用。近年来,我们以精品课程建设为目标,探索了以科学探究能力培养为主的无机化学课程改革,提出了八条提高无机化学教学质量和人才培养的措施,并应用到教学实践之中,收到了明显的成效。
一、革新教学理念,科学定位教学目标
先进的教学理念是达到教学目标的关键要素。无机化学课程必须不断革新教学理念,坚持“以提高学生综合能力为本位,以培养学生科学探究能力为主体,以教学质量为中心,以应用为目的,以‘必须、够用’为准则,以教学内容、课程体系、教学方法的改革为重点,强化学生思维能力、实践能力、自学能力、科研能力的培养。实施“厚基础、宽口径、适应广、能力强、素质高”为基本内容的人才培养模式,将课程教学的本质定位为师生合作互动,科学探究,共同发展。目前我们的无机化学课程教学中已经打破“向学生传授知识”这一传统观念的束缚,体现了STS(Science-Technology-Society)教育理念,即无机化学就是要研究科学、技术、社会三者之间的相互关系,研究科学技术服务于社会生产、生活的科学教育理念。
二、精选教学内容,满足学生能力培养的需求
我校无机化学教学一直使用由北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学合编的面向二十一世纪系列教材《无机化学》(上、下册),目前为第四版。针对该教材对每一理论的发展过程叙述太多,对“精”体现不够,且章节内容的顺序安排上有跳跃性,导致学生不易抓住本学科知识的主线的情况,我们反复钻研教材,对教材内容、基本框架、编排顺序、互相衔接、各知识点的网络关系等进行了整理。依照教材应具有科学性、合理性的要求,从30章教学内容中精选出24章,先将零散的知识有机地串联成不同的线条,再将线条相互结网形成若干知识面,最后将知识面延伸成无机化学原理的整体。
通过精选、整合教材内容,教师能够较好地将各知识点串结在一定的线条上,提纲挈领地推进知识层次,全方位、多角度地引到学生理解无机化学基本原理的本质及内在联系。学生在学的过程中,可以在识记的基础上抓住要领,深化认识,深刻理解学科内容,提高思维的广阔性、全面性、深刻性,最终实现综合能力的全面提升。
三、改革教学方式,培养学生的科学探究能力
为了充分激发学生的学习热情,培养学生科学探究的能力,我们不断探索课程教学方式,包括启发式、参与式、互动式和案例教学法,使学生置身于实践研究和理论思考的环境中,为学生提供了分析问题、解决问题的空间,收到了良好的教学效果。课堂教学中,我们特别注意给学生更多的参与机会,以学生为中心,调动学生学习积极性。例如:对于容易理解的内容,仅提出问题或提纲,组织学生讨论和交流,尽量让每个学生都有机会发表自己的见解。学生在讨论和交流中互相启发、互相学习,有利于集思广益、激发学习的动机。在提高了学生语言表达能力的同时,其思维能力、分析问题和解决问题的能力也不断提升。
无机化学关于物质组成、结构、性质、用途、能量的内容及化学在解决人类所面临的人口、健康、能源、环境、资源等危机方面的重要性和能动性,也为学生进行科学探究提供了课题。结合这一特点,我们从课程教学内容的实际出发,为培养学生的科学探究能力,大力加强探究式教学。紧紧围绕知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观,从学生已有的知识经验中衔接和认知结构上伸延,充分发挥学生学习的主体性,激发学生主动参与教学,转被动的学习方式为科学的探究性学习方式。这不仅有利于学生学习方式及认知方式的转变,还有利于培养研究型的化学人才。同时,这种教学方式还给学生提供了一个教育教学的新理念和与时俱进的空间和平台,对培养学生的创新实践能力和可持续的职业发展素养具有不可替代的作用。
四、开展绿色化学,培养学生正确的科学态度
无机化学实验是化学专业的第一门主干专业基础实验课程,每一位无机化学学习者都将从无机化学实验中获取知识、技能、方法。它是学习后继化学专业课程和日后进行科学探究活动的基础和保证。而绿色化学是最高层次的化学,传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。在无机化学的教学中渗透绿色化学的内容,把绿色化学的思想贯穿在整个无机化学的教学过程中,培养了学生强烈的环保意识。课改中,我们把现实生动的绿色化学的范例引进实验教学课堂,将范例所涉及的知识点,自然生动地渗透到实验教学之中。实践证明,绿色化学实验方法在训练学生动手能力,激发学生学习兴趣,培养学生创新性思维和树立环保意识等方面具有独特的地位与功效。
五、开发和利用扩展性课程资源,扩大学生的知识视野
大学教学不应该视教学大纲为金科玉律,当教科书作为唯一的课程资源。大学教学也不能仅仅依据教材的知识系统描述内容目标,却忽视对学生科学素养的培养。在教学中,如果缺乏对学生识别、开发和运用课本外、学校外课程资源的意识及能力的培训,不能及时挖掘这些资源、不能对它们进行筛选、转化和有效利用,也会造成许许多多有价值的课程资源的闲置和浪费。因此,在无机化学的教学第一堂课上,我们明确提出,教材只是教学过程的主要参考资料,不是唯一的教学用书,大量的无机化学知识需要课外补充。结合专业特点,我们向学生介绍一些无机化学的优秀参考书,介绍一些国内外著名的无机化学学术刊物,指导学生从这些教学资源获取学科研究的最新成果,帮助学生及时了解化学学科的发展动态及发展前沿,这样既提高了学生对化学学科的认识,增强了学习兴趣,又扩大了学生的知识视野,启迪了学生的创新思维。
六、加强学习指导,培养学生自主学习能力
无机化学内容繁杂,体系庞大,学生常常感到抓不住要领,因而不能正确运用基本理论解决问题。做习题时也往往习惯于套用公式而不能真正地理解的基本概念,常常容易出现模糊的概念和错误。为了帮助学生深刻理解无机化学课程的重点内容,牢固掌握无机化学的基础知识和基本原理,逐步掌握科学的学习方法和独立获取知识的能力。我们根据教学大纲的要求,本着既传授知识又开发智能,既统一要求又发展个性的原则,在总结多年教学工作经验的基础上,参考多种相关教材编写了《无机化学学习指导》一书,并于2007年由兰州大学出版社出版发行。
《无机化学学习指导》一书首先明确提出每一章的学习目的、学习重点和学习难点,告诉学生每章学习要达到的目标和解决的重点问题。然后对各章的基本概念、基本理论、基本定律及主要内容进行简明扼要的论述、归纳和总结,以达到知识点的系统化、条理化和理论化。通过小结,寻找规律,加强记忆。对于其中的难点和易混淆、易疏漏之处,给以恰如其分的说明。元素化学部分尤其注意对各元素及其化合物的转化关系进行归纳,帮助学生抓住教材中最主要的、本质的内容,以达到消化和掌握每章内容,培养和提高学生分析问题、归纳问题能力的目的。为了培养学生正确的思维方法和严谨的科学态度,我们通过例题解析的形式,帮助学生解疑答难,理解教材,以强化知识结构,掌握所学知识,熟练解题。《无机化学学习指导》通过同步练习的形式,帮助学生查漏补缺,自我检查学习效果,起到激发学生学习兴趣、提高学习质量的作用。
七、改革考试方式,重视能力评价,加强试题库建设
考试的目的在于检测学生的学习效果和掌握的技能。教学方法的改进,必然要引发考试方式的改革。传统的课程考核方式是笔试,这种单一的考试形式容易导致学生死记硬背所学知识,因而学习被动,不利于创新能力的培养。为解决这一问题,我们以能力评价为主,着眼于加强学生知识、素质和能力三个方面的培养,创新考试方式。具体做法是:
一是加强试题库建设。我们将多年来的无机化学考试题进行了集中整理,结合从外校收集的试题,建成了包含25套试题的无机化学试题库,期末考试时从试题库中抽取试题。
二是将平时成绩、期中考试成绩与期末考试成绩相结合。三项成绩在总评成绩中所占比例,目前我们采用的是1E2E7。平时考核的形式多样,除传统形式的课堂作业外,结合课堂教学内容,教师引导学生撰写课程结业小论文或综述,为此学生必须走出课堂,自主查阅相关文献资料,拟出实验方案,并利用双休或节假日时间进到实验室反复实验,最后按照正规格式撰写出研究论文。多年来,我们一直坚持实行期中考试,不以一次考试定胜负。在实验考核中,将预习报告成绩、实验报告成绩、期末考试成绩按2E3E5进行综合评定。通过总评成绩考评学生的课程学习情况,既是对学生学习过程的肯定,也是对学生学习效果给予合理评价,有利于培养学生良好的学习习惯和持之以恒的学习态度,对开发学生的学习潜能、培养创新人才起到积极的作用。
八、参与教师科研课题,培养学生的科研能力和创新能力
高等学校的教师不仅向学生传授知识,教学过程还应包括培训学生的科学探究能力,培养学生观察问题、发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。为此,作为教师,在教学之余,我们积极进行科学研究活动,以崭新的学术思想和知识教书育人,把反映本学科特点的新知识、新概念、新理论、新技术、教师的科学研究进展及成果引入教学活动,通过提高自身的科研水平带动教学质量的进一步提高。将科研成果反映到教学中,能丰富和革新教学内容,促进教学改革。与此同时,还积极支持并带动学生参与教师的科研课题,实行本科生导师制。每个教师具体指导5~6名学生,从学生入学开始有意识地培养学生从事科学研究的能力,激发学生进行科学研究的热情,促进学生创新能力和科研能力的提高。
实践证明,将学生的科学探究能力培养贯穿于课程教学之中,积极探索教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、教学评价的改革,是提高无机化学课程教学质量的有效途径。
参考文献:
[1]北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学,编.无机化学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
关键词:课程体系;教学内容;四大基础化学;深化改革;提高教学质量;实践效果
我国高等教育改革和发展进入了一个崭新的历史新时期,工科非化工专业化学课程体系及教学内容改革的现状及实践效果如何?如何进一步深化改革成果,进一步提高教学质量、培养21世纪高素质人才是广大化学教师十分关心的课题。
一、化学课程体系及教学内容改革的必要性
教学改革以来,基础化学教学学时大量减少,培养高素质人才的要求不仅不能降低,而且要提高。教学质量可否提高?出路何在?我们通过研究和实践认为出路就在课程体系和教学内容的改革。因为工科化学除少学时化学专业只开普通化学外,其他专业开四大基础化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学),而四大基础化学强调学科之间的独立性,缺乏连续性和系统性,无机、物化、分析课程内容相互重复,如化学平衡、热力学、化学动力学、氧化还原反应很多内容重复。另外没有合适教材可选,造成学生学的理论知识不系统,且保证不了基本内容的讲授,更不能讲授现代化学发展前沿及最新成果。所以要保证教学质量的提高,工科化学课程体系及教学内容必须进行改革。化学、化工类专业现有许多高校已有改革的实践和成果。
二、根据培养目标和要求,创建化学课程和教学内容新体系
课程体系和教学内容改革是教学改革的重点和难点。以前我校工科非化学化工多学时专业,如环境科学与工程、材料科学与工程、地球化学、地质学、资源勘探、石油工程等开设四大基础化学课程或无机化学与物理化学,我们抓住教学改革的机遇,并充分认识到教学内容和课程体系改革,是实现培养目标,提高人才培养质量的核心,以及根据现代学科之间和化学课程之间相互渗透、重复、交叉、融合、发展的特点以及化学学时不断降低的现实,经过多年的探索、实践和参加了浙江大学牵头的教育部“高校面向21世纪化学课程(非化工类专业)教学内容和课程体系改革”立项研究,我们将原来按化学二级学科分别开设“四大基础化学”课程改革为按化学一级学科设课,设一门基础化学课程,定名为“现代化学基础”课程新体系。为了贴近教育改革的脉搏,弥补教材的空缺,使学生具有全面而系统的化学学科理论知识,并根据面向21世纪的高等教育培养,高素质创新人才的目标和要求结合这些专业特点,遵循加强基础、更新教学内容、优化教材体系,反映现代科技新成果,体现工科特色,和与数学、物理学科之间衔接的原则,创建工科非化工类化学课程教学内容新体系,并精选教学内容重组四大基础化学,编著了体现改革内容的《现代化学基础》及其配套的实验教材。该套教材于2000年分别由高等教育出版社和科学出版社出版。
三、改革实践效果
实践是检验真理的唯一标准。《现代化学基础》问世以来,得到了中国科学院胡英院士、申泮文院士,中国工程院罗平亚院士等专家、教授的肯定和高度评价。被教育部列为首批高等学校面向21世纪课程教材。经教育部批准,高等教育出版社召开了全国近30所高校参加的教材研讨及教师培训会。其教学成果荣获2001年高等教育国家级教学成果二等奖。2003年,该教材已重印3次。当时已有吉林大学、中国地质大学、长安大学等约30所大学先后使用该教材,受到师生好评。
天津大学杨宏秀教授指出:这本新教材很有自己的特色,是一次有意义的成功的探索。突出点是“课程体系新”与“改革力度大”两个方面,并构成该书主要特色,从科学水平、思想水平、适用教学水平来讲,该书是一本十分优秀的新教材。国防科技大学周世光教授指出:我认为这是一本有特色的、面向21世纪的、可与国外同类型教材交流的教材。北京大学严洪杰副教授谈到,该书整体框架很好,体系内容完全符合目前教学改革的方向和基本要求,书中原子结构内容编得很好。郑州大学陈静老师谈到,过去讲原子结构部分时老师讲课难以掌握,学生们接受也比较困难,而该书原子结构内容编得好,学生较易理解。西北大学过玮教授谈到,该教材避免重复,少而精,适合非化学专业学习。西安石油学院王玉琨教授谈到,该教材很有特色,有分量、有深度,科学性、适应性很好。天津城建学院许建华教授说,过去他们学校四大化学都讲,每门课40学时,结果每门都讲得不深不透,此教材很好。
宁夏大学姬鸿斌教授和宁夏广播电视大学陈青老师在“大学化学”刊物第十七卷第4期上发表了题为《(现代化学基础)――一部新型的改革教材》一文中高度评价了该教材特色。如教材体系新,改革力度大,理论联系工程实际,反映现代化学理论、知识和应用的最新成果,教材深入浅出,便于教师教学和学生自学等。
山东科技大学使用该教材进行的对比试验总结指出:“我们学校长期一直想把四大化学整合,但苦于没有合适的教材,整合的难度大,而没有实施。《现代化学基础》的出版为我们解决这一难题。我们使用《现代化学基础》教材,在我院的环境科学专业进行四大化学整合试点。从试点情况看,效果显著。同没有试点的化工工艺专业进行比较,在没有减少教学内容的情况下,教师教起来顺手,学生学得也轻松。更重要的是节省了课时,为教师进行教学方式的改革,为教学质量的提高创造了条件,总之该教材无论在课程体系、科学性、系统性,还是满足教学要求等方面,都是一本十分优秀的教材”。
我校在环境工程、材料科学与工程、地球化学、地质学、资源勘察工程、石油工程、核工程与核技术等专业,每年25个班、800多学生使用该教材已6年之久,师生反应良好。教师反映:教材理论联系实际,概念清楚,条理清晰,突出重点,便于教师教学,学生自学。教材图文水平、编校、印刷质量都很好是一本优秀的高校教材,使我们提高了教学质量。我校学生反映:“整体看,此书无论从信息时展特点,还是从教学或自学方面看都是一本好书,它既可拓宽我们的专业面,也能增强我们的适应能力,受到同学们的好评,值得推广使用”。我校现代化学基础课程已被四川省评为省级精品课程建设。
四、深化教学内容改革,巩固提高教改成果,提高教学质量
非化工专业化学课程内容体系改革,实践效果良好,受到了国内同行专家的肯定,在全国起到示范推广作用。但教学质量是一个系统工程,需要进一步深化改革,如转变思想观念、加强课程建设,特别是精品课程建设,加强师资队伍建设和实验室建设,改进教学方法和手段,提高课堂教学质量,加强校风、学风、教风建设等,才能巩固、提高教改成果,进一步提高教学质量。
1.转变教学思想观念,坚持改革道路
随着高等教育的改革与发展,传统的教育思想和观念在不断更新,在教学思想上,把学科专业划分过窄、知识分割过细的观念与强调整体性和综合性的素质教育;单纯传授具体知识的观念与强调科学思维、科学方法、实践技能、创新能力;先生讲、学生听的注入式和启发式的教学方法;传统的教学手段与利用现代教学技术进行教学的两种思想观念并存。根据这些现状,我们通过与授课有关教学负责人座谈、讨论改革目的、必要性和可行性以及改革前后教学质量的对比,沟通了思想,转变教学思想观念,为坚持改革铺平了道路。
2.精益求精,编著高质量的《现代化学基础》第二版
《现代化学基础》在经过5年使用,广泛征求意见,总结经验的基础上,于2004年由高等教育出版社召开了《现代化学基础》第二版审稿会,出席会议的有北京大学、南开大学、天津大学、吉林大学、厦门大学、西北工业大学、云南大学、西南交通大学、中国地质大学等20多所院校的30多位专家教授。会上对第一版教材进行了充分的肯定,并对第二版教材初稿提出了许多宝贵意见。会后,由申泮文院士、杨宏秀教授主审,胡忠鲠教授统稿定稿,在2005年6月由高等教育出版社出版。
根据第二版教材出版后两年多我校和其他大学使用该教材情况反映,师生反映良好,普遍认为该教材具有如下特点:
(1)保持第一版教材的特色,体系框架结构整合更加合理。该教材以物理化学为主线,以物质的聚集状态和物质结构为先导,以热力学、化学动力学,化学平衡贯穿于相平衡、氧化还原和电化学、界面和胶体化学,着眼于阐明单质和化合物(无机、有机)的结构、制备,特别是性质,并将四大化学平衡与三大化学滴定分析法:酸碱、配位、氧化还原滴定法和重量分析法有机结合起来。该教材在框架结构上先微观、后宏观、先理论、后应用、理论联系应用,应用中有理论,理论联系专业工程实际和社会、生活有关的化学热点问题。使学生能掌握系统和全面的化学理论知识。
(2)内容更加精炼,教学适应性更强,专业适用面更宽。该教材适用于总学时在130~250学时(包括实验)的所有工科非化工专业(多学时)。本书以介绍基本理论、基本知识为主。为了减少该教材篇幅,有些内容放在实验中去完成,书中未作更多的介绍。根据专业需要和学时,教师还可对某些内容作适当的增减。
(3)先进性进一步提高。该教材注重化学理论的科学性和系统性、先进性,培养学生的创新能力。删去陈旧经典内容,增加现代化学新成果,如用先进的酸碱质子平衡代替电离平衡,物质的聚集状态增加了等离子体,超高密度态,玻色一爱因斯坦冷凝态与费密冷凝态的介绍和液晶,超分子,配位场理论,C60等。对名词和概念尽量采用最新最先进科学的提法。
(4)教材内容深广度更加适中,便于教师教学和学生自学。考虑到专业需要和学时数的情况,某些内容深度适当降低。如删去了统计热力学简介,精减了三组分系统相平衡和化学反应速率理论中的计算公式的推证等内容。对结构内容尽量做到深入浅出,通俗易懂。
(5)理论联系实际,更具工科特色,量和单位严格贯彻SI。
3.加强师资队伍建设,提高师资水平
提高教学质量不仅要有一部优秀教材,而且必须有一支勇于改革创新忠诚教育事业、结构合理,高水平的教师队伍。发挥教师在教学工作中的主导作用。教师不仅精通教材,而且善于结合专业特点和学生基础,采取各种手段组织好课堂教学,善于启发学生思维,调动学生学习兴趣。教师还要批改作业,辅导答疑。教师不仅教书,还要育人。
课程教学组织方式,可根据学校师资业务情况分为两种方式:如地质学、石油工程学时只有130多学时,可由一教师讲授完。环境、材料等多学时专业可将教材各章分成无机、物化、有机、分析四部分,根据教师专业特长由2~4位教师讲授。以上两种方式均有我们实践,效果良好。
4.改进教学方法和手段
该课程教学内容多,信息量大,采用多媒体教学,是最好的现代化教学手段。因此,首先制作一部好的多媒体课件,并与传统教学手段、方法结合以便学生复习。教学方法,尽量采取启发式,作到课堂教学师生互动。
5.重视实践,加强实验室建设,提高学生的动手能力
化学是一门以实验为基础的自然科学。因此,现代化学基础实验课是本课程不可缺少的重要环节。我校投资600多万元,加强基础化学实验室建设,建设四川省基础化学教学示范基地。修改编著出版了《现代化学基础实验》第二版实验教材。该教材分为基础实验、应用实验,综合性实验和设计实验,现代仪器测试实验。提高了学生动手、分析问题和解决问题的能力。
6.加强精品课程建设,努力提高教学质量
通过精品课程建设,促进教学观念的转变,师资队伍加强,结构更加合理,水平更加提高;促进教材建设和实验室建设,仪器设备更新,提高学生动手能力;促进课程体系和教学内容及方法的改革更加深化、新颖,知识体系整体优化,教学质量更加提高。