大學化學教學改革的思路及嘗試
石紅
摘要:化學學科本身的飛速發展以及為滿足我國培養21世紀創新型人才的需要,我們迫切需要對大學化學的教學進行相應的改革,與之相應也要對實驗課程作相應調整。本文初步提出了大學化學教學改革的思路及嘗試,并對相應的實驗課程的建設進行了探討。 一、引言 早在20世紀80年代后期, 國際化學界就已經廣泛地開展有關化學教學改革的研討活動,提出過不少新的見解和改革方案。我國化學教育界也及時組織有關專家、 教授就化學教學體系、課程設置和專業設置等方面的問題,進行研討,系統地研究國外優秀的化學教材,結合我國實際進行分析和探索化學教學和教材改革的問題, 并提出了許多非常有創見的意見和建議。有些院校不僅設計了新的教育教學模式,而且進行了多輪試驗,取得了可觀的成果。 二、教學改革 1、對課程結構進行改革,以適應時代的變化 在化學教學課程改革方案的設計中,有多種設想,大致可以歸納為兩種不同的思路。一種方案以保持四門化學獨立設課、分別講授為特點,要求在強化每門課程改革的同時,重視四門課程之間的聯系與綜合。另一種方案則主張按照課程的性質和內在聯系,或兩兩合并,或將四門課綜合為一門課程。在這兩種方案的試驗過程中,都形成了各有特色的試用教材,其中的一部分已經納入21世紀新教材的出版計劃之中。教學實踐表明,這兩種方案都有利于化學教學的改革,得到了廣大師生的支持和鼓勵。無論哪種方案,改革的趨勢強調的是各科之間的融合,而非孤立。 天津大學、四川聯合大學等對化學系列課程的結構進行調整,即打破原有的課程設置結構,不再分無機化學、分析化學、有機化學、物理化學四門化學課程,而開設相關的新的系列課程,無機化學被主要或部分融合到基礎化學或普通化學、化學原理、中級無機化學等課程中,取得了一定的教改成果。他們將四大化學重新組課,例如分析化學與無機化學合并、化學原理與物理化學基礎理論部分及有機化學原理部分合并,能夠解決各化學分支學科內容重復問題,同時也適應新的學科發展要求。 2、充分利用多媒體教學手段,深化大學化學教學改革 新時期大學的教育教學改革正在不斷深入,要求高校教師不斷深入學習和探索新的教學方法和手段。多媒體技術具有處理文字、圖像、視頻和音頻等多種功能,課堂教學中運用多媒體技術,可以發揮其良好的交互優勢和視聽優勢,能更大程度地提高教學效率。高校教師要充分認識多媒體在教學中的必要性,充分發揮多媒體的優勢,揚長避短,深化大學化學教育教學改革。 多媒體技術不僅可以豐富課堂內容、增大課堂容量,而且能變抽象為形象、提高教學效率。比如使用化學軟件可以畫出晶體結構以及配合物的結構,這樣就能夠使抽象的知識形象化,復雜的問題簡單化,微觀的知識宏觀化。提供交互式的學習環境,實現因材施教。使用多媒體教學,還可以為教師的教和學生的學提供良好的交互性。多媒體教學可以很好地實現教師對學生進行個體輔導,生動地體現“因材施教”原則。多媒體教學要強調學生的主體性,充分發揮其在學習過程中的主觀能動性、積極性和創造性。教師在教學過程中起著主導作用,教師要使自己從知識的“講解者”的角色自然地轉變到學生學習的“導演者”。 總之,多媒體教學是當代教育教學改革的必要手段,其可以使教學重點由單純的傳播知識轉向培養學生能力,擴展學生知識面,激發學生的學習興趣和求知欲望,調動學生的學習積極性和主動性,提高教學效率。 三、實驗課程建設 化學通常被視為是一門實驗科學,我國著名化學教育家徐光憲院士認為:“化學是研究從原子組裝成分子和泛分子的科學”;理論課的學習是一個積累知識的過程,而化學實驗課不僅僅是一個積累知識和技能訓練的過程,而且還是一個綜合能力的培養過程,化學實驗課教學不僅僅是傳授知識,而且還是技能的訓練和素質的培養;不僅需要學會“說”,還需學會“做”,要學會帶著“問題”去做,帶著“想法”去做,善于“手腦并用”。傳統的“四大化學”實驗教學內容陳舊,缺乏學科間的交叉,缺乏多種實驗技能的相互聯系和綜合應用。學生缺少接受綜合性實驗訓練的機會。傳統的實驗課程已經不能滿足時代的需要,為了與新的化學教學改革相呼應,必須對大學化學實驗課程進行相關的調整。 1、突破舊框架,建立課程新體系 針對上述問題,早在20世紀80年代,浙江大學就率先進行基礎化學實驗教學改革,獲得顯著成效。而后, 南京大學、天津大學、華東理工大學、湖南大學等著名大學均對四大化學實驗課程各自作了內容和形式有所不同的教學改革,都取得成功。其教學改革的主要內容是從整體人才培養新目標出發,根據人才培養的要求,更新教學內容,優化課程體系, 打破了四大化學課程間的壁壘, 將四大化學實驗與理論課剝離后合并,獨立開設基礎化學實驗課程。這一教學成果已被全國眾多大專院校接受,各種風格的實驗教材也相繼出版。 合肥工業大學化工學院在創建基礎化學實驗的整體框架時努力尋求“四大化學”實驗的內在聯系,以化學實驗的原理和方法為主線,從而構建基礎化學實驗新體系, 并編寫了《基礎化學實驗講義》試行本。取得了很好的效果。 2、以專業為背景,設置不同學時 在多學科綜合性大學中,由于培養目標和目的不同,不同學科對化學實驗需求的深度和廣度不同,因而在各門實驗課程中,根據專業需求程度,設置不同學時。 3、加強“三基”訓練,培養可持續學習技能的能力 傳統教學是將所有化學“三基”訓練列入教學計劃,以大量學時作保證,嚴格教導學生,使學生掌握扎實的基本功。但存在的問題也很明顯,長期以來我們的學生被認為是基本功扎實,但可持續學習能力差,科研后勁不足。 “三基”訓練強調“授人以漁”,著重掌握部分“三基”訓練的深層次,培養學生可持續學習掌握技能的能力。 4、開展課外實驗及開放性實驗 除為開設必修化學實驗課程外,可考慮增設課外開放性實驗。積極地利用師資及設備資源,為學生提供一個創新平臺。 開放性實驗是指課程外自選實驗,一般為綜合型實驗,由學生自己選題、查閱文獻、獨立操作、總結實驗結果,旨在培養學生的課外實驗興趣和學鼓勵性評價體系強調要把評價的出發點放在促進學生的發展上。以培養學生的創新思維、創新意識、創新能力和創新精神。中南大學化學實驗教學中心根據學校創新人才培養的總體要求,以本課程進行基礎化學實驗創新教學項目為試點,將創新教育培養落實為創新意識、創新思維、創新技能、協作能力、自我學習能力和自我評價能力的培養等各個環節,分層次進行。 四、展望 應當看到,課程的合并與否,并非當前化學教學改革的關鍵,至少不應當是著力點之所在。如何將“四大化學”各科進行融合,從大量的化學素材梳理出那些在基礎化學學習階段最基本、最核心和最有啟迪作用的知識,組成一個最有利于學生自學和復習用的體系,并在此基礎上編寫出既符合少而精原則又有啟迪作用,符合化學學科的現狀并且關注到它在近一二十年的發展趨勢的教材,可能是當務之急。