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關鍵詞:有機化學;教學實踐;教學效果
眾所周知,有機化學不僅是醫學類專業學生的重要基礎課,更是藥學類、生物學類、制藥工程專業類的重要專業基礎課,因此,學好有機化學非常重要[1-3]。有機化學課程內容多、系統性強、結構理論抽象,學生普遍感到理解困難,掌握、運用起來更難。因而,在有機化學的教學過程中,為提升教學質量和教學效果,有很多問題值得我們研究、探索和解決[4-7]。本課題組從激發學生學習興趣,是保證教學質量的根本;建立理論框架,提高學生自學能力;吃透教材,融會貫通,培養學生全局意識;抓住反應本質,構建有機化學反應中的穩定性規律,注重培養學生理解能力;多條復習主線及多種學習方法相結合,提升學生歸納總結能力;優化問題設計,建立章節典型例題和題解,提高學生運用知識解決問題能力等方面對醫學有機化學教學效果的提升進行了實踐與研究[8],雖然取得一定的成績,但教學效果無法保證,有待進一步研究和探索。另外,有機化學實驗由于實驗條件和學時的限制,大多數醫學院校傾向開設一些驗證型實驗,不僅準備起來數量大,且廢液處理起來較麻煩,教學效果微乎其微。近幾年,安徽省為了提高高等教育質量,實施了《安徽省支持本科高校發展能力提升計劃》和《安徽省高等教育振興計劃》,實驗室、實驗條件、實驗設備得到了大幅度的改善,應該從根本上改變有機化學實驗開設的原有現狀,刪除驗證型實驗,多開設操作和綜合設計性實驗。本課題組成員在原實踐和探索的基礎上,準確把握有機化學課程的特點,注重實效,注重學生動手能力、理解能力、思維能力及科學素養的培養,對有機化學理論和實驗教學改革進行進一步實踐和探索,教學效果明顯,有利于復合型、應用型高級人才的培養。
一、構建有機化學課程學習平臺,提升學生自主學習能力
大學期間,根據培養方案,每學期學習任務各不同。學習任務不比中學期間輕。如果學生僅僅停留在教材上,從課堂上學習知識是遠遠不夠的。這就要求教師熟悉教材,把握章節之間知識的連貫關系,課堂上重在精講,正確引導學生學習方法,學習技巧,注重學生運用知識解決問題的能力的培養;更重要的是課后,課后教師還應該花費大量時間和精力,在如何提高學生自主學習,構建有機化學自主學習平臺上下功夫,真正體現教學以學生學習為主體,以質量為導向,有效提高教學效果。具體將收集到的和自制的教學素材分門別類,如:培養方案和課程教學大綱;教案講稿,課程課件ppt;驗證性實驗錄像及有機化合物反應機理動畫;學習討論;自測練習;考研資料;與有機化學有關諾貝爾獲得者簡介等按照設計好的功能板塊,構建自主學習平臺,讓學生業余時間全面了解和學習有機化學。另外,作為授課教師,及時加入到學生QQ群,做學生的良師益友,隨時隨地接受學生的疑問,及時解決實際問題。
二、實施“有機講堂”,鍛煉學生的多種能力
改革注重實效,教師不能僅僅只是傳授知識,更重要的是在教學過程中培養學生多種能力。大學,一般按學時數上完,接著考試,這門課就算結束了,至于學生學的怎么樣,一般不會多問,最后從試卷分析上體現一下,真正教學效果怎么樣,一般不需要知道。其實,從課程授課結束到考試前這段時間有很多事情值得我們去考慮和探究。授課結束,學生所學知識是零散的,還沒來得急消化,更談不上運用知識解決問題,但為了考試,有時候只能靠背,囫圇吞棗。如果采用合適有效的方法和模式,學生掌握所學知識的同時,又鍛煉自己多種能力豈不是更好。我們對此進行實踐和探索,實施“有機講堂”活動。具體做法:(1)問題設計。有機化學每章內容都多,如果都要掌握,有限時間內,根本行不通。這就要求教師在設計問題時,抓住本章的重點,典型練習具有代表性,由章節問題和典型練習形成活動任務。(2)準備和要求。授課結束,授課教師下達活動任務,由學習委員及班委,根據活動任務數,將班級學生分成相應組,每組4-5人,每組同學都要積極準備。這鍛煉了學生干部的管理能力和工作協調能力。(3)實施。按照活動任務順序,依次隨意抽取每組某一同學上臺講解。講解過程,接受老師和其他同學的提問并解答。(4)總結。“有機講堂”的實施,首先檢驗了所學知識;其次能上臺講而且能講出來,一般自己得理解,這鍛煉了學生的膽量、語言組織能力和表達能力;能回答問題并解答,這鍛煉了學生的應變能力、理解能力和運用知識解決問題的能力。從學生反饋來看,實施“有機講堂”活動效果比較好。不足之處:某組同學可能只對某一章較為熟悉,其它章節可能受到影響。時間允許的話,不分組,任意抽取某一學生實施某一活動任務,效果可能會更好。
三、調整有機化學實驗內容,著重學生科研素養培養,提高實驗技能和動手能力
1.驗證型實驗進課堂,直觀真實,達到認識有機物性質目的
有機化學實驗包括三個方面:性質實驗,常數測定和合成技能操作。成熟的性質實驗現象明顯,中學階段都很熟悉,如果再到實驗室滴滴加加只是驗證一下沒有多大的意義,反而給實驗室帶來很大的麻煩,如有機化合物種類多,準備起來數量大,且廢液處理起來較麻煩,教學效果微乎其微。如果改變方式,將一些典型的性質實驗拍成錄像帶到理論課堂,不缺乏真實性,講解理論的同時讓同學觀看,既減少了浪費,保護了環境,又能達到認識有機化合物性質的效果。比如我們把一些典型有機物性質的驗證型實驗,如:(1)烷烯炔的區別(2)醛酮的區別(3)酮型-烯醇型互變異構(4)興斯堡反應,區別伯仲叔三種胺實驗(5)酮糖與醛糖的區別等,做成錄像帶到課堂,效果非常好。
2.開設綜合設計實驗,提高學生科研素養、實驗技能和動手能力
將驗證性實驗改成錄像課堂演示,不僅一勞永逸,更重要的是把實驗教學實間留給技能操作和綜合性實驗上,真正起到鍛煉動手能力和培養實驗技能的目的,增加一些常用的操作實驗比如:旋轉蒸發儀的使用,減壓蒸餾操作,柱分離技術等;開設一些與醫學檢驗、藥學、生物學、制藥工程專業知識相關的綜合性設計實驗,比如:阿司匹林的制備,要求學生查閱相關資料,了解阿司匹林的發展史,熟悉反應過程,優化合成路線,分離提純,結構解析,純度檢驗,甚至可以壓片制成藥片等;一些學生還可以根據自己的興趣,參加到教師的科研課題中去,學會一般科研方法,科學素養得到培養,真正讓學習感覺到大學與中學的不同。同時也讓學生充分認識到有機化學對后續專業課的重要作用,這樣既能激發學生的學習興趣,又為專業課打下了堅實基礎。
四、利用多媒體輔助教學,培養學生想象力和記憶能力
有機化合物反應復雜,學起來枯燥無味,尤其是涉及構型構象方面的題型,缺乏空間想象力,更是無從下手。如將微觀的分子反應用圖形,模型或動畫表示出來。如:鹵代烴消除反應,以2-溴丁烷為例,產物以反式2-烯烴為主,泛泛講,學生很難理解立體選擇性反應概念,如果把反應過程用模型搭出來并做成動畫展現出來,就迎刃而解了,從而得出(1)鹵素和β-H的相互關系必須符合反式共平面的要求(2)消除反應速率大小與鹵代烷采取的構象優劣有關。類似的還有霍夫曼消除反應。再如周環反應中的σ遷移反應,以加熱條件下碳的[1,3]遷移為例,在[1,3]遷移時將伴有遷移碳原子的構型轉變,如果就停留在平面結構上講解,學生無法理解和接受,如果將反應過程做成動畫,中間過渡態及構型翻轉一目了然。這樣將微觀變為宏觀,不僅直觀,更有助于對某一反應實質的理解,易懂易記,教學效果較好。
五、結語
有機化學內容多、規律性強、結構理論深奧、應用領域廣泛。這就要求教師必須在教學中,不斷地進行有機化學理論和實驗教學改革,更新教育理念,改變傳統的滿堂灌教學模式,靈活運用多種教學方法,善于挖掘和嘗試新方法、新模式,充分調動學生的學習主動性和積極性,真正體現以學生為中心,以質量為準繩,讓學生從被動的學習氣氛中解放出來;廣泛收集教學素材,建設和完善自主學習平臺,急學生之所急,想學生之是想;不斷提高計算機水平,利用多媒體輔助教學技術,制備教學模型和動畫,變微觀為宏觀,提高學生的思維能力;暢通答疑解惑通道,隨時解決學生學習上遇到的問題,這也給教師提出挑戰,需要教師不斷更新專業知識;教師應注重學生學習方法的引導、學生多種能力的培養,讓學生在寬松、愉快的教學環境中發揮最大的學習潛能,從而達到提高教學質量和學生綜合素質的目的,以滿足社會對復合應用型人才的需求。
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[關鍵詞]研究型大學;有機化學;教學探索;創新能力
在我國工科院校,不論理科方向還是工科方向,有機化學都是相關專業的基礎課,有機化學的教學在學生的知識體系中占據著舉足輕重的地位。同時,有機化學教學的實踐與探索一直在進行,經過幾十年的發展與改革,市面上針對有機化學的教材層出不窮,但萬變不離其宗,歷來有機領域所建立起來的基礎知識、基本原理不變,仍然是我們教學工作者需要講授的基本內容與重點,也是對學生提出的基本要求和研究型大學要求學生所必須理解、掌握與融會貫通的基礎知識。在信息化技術改革與飛速發展的今天,學生獲取知識與信息的手段和方法比以往發生了天翻地覆的變化,這就對我們現在大學課堂的教學模式與方法提出了更高的要求,特別是對于工科專業基礎課的教學,不僅要與時俱進,更要推陳出新,從課程中引導學生的創新能力培養與課本知識學習無縫銜接。但目前存在這樣的問題:一是學生群體用于科學文化知識的學習意識和學習能力發生了較大的質變。近幾年來,高校基本上迎來了歷史上獨生子女比例較高的一批批大學生,個性強但獨立性也稍差,用于對課本知識學習的時間不多動力不足[1]。二是先進電子科技的發展,查文獻搜索科技信息以及互相之間的信息交流更加便利和及時,為學生提供了便利的同時卻也給學生帶來了消極的影響,多數學生基本不動手做筆記,而是依賴于教師的課件及希望教師所劃出的考試重點,對化學反應的機理理解不透甚至不理解。三是由于課時的壓縮,系統復習的時間不夠,造成學生復習的倉促和顧此失彼。四是理論教學內容乏味單一,無法與基本的生產生活實際相聯系,引起學生感興趣的新東西新內容太少,教學效果不好[2]。基于這些問題,結合我校實施研究型大學發展模式的啟動,我們從教學內容方面突出工程特點、教學方法方面實踐有效學習、教學手段上引入新式工具及教學目標上注重培養學生創新能力四個方面對有機化學教學進行了初步的探索與實踐,建立了一套適合于工科專業的有機化學教學模式,增強了學生對有機化學的學習興趣,提高了教學質量。
1教學內容上突出工科特點
有機化學就是研究有機化合物的化學,是研究有機化合物的來源、制備、結構、性能、應用及其有關理論和方法的科學。有機化學不僅是化工專業的重要基礎課,也是我校礦物加工專業和環境工程專業的必修基礎課之一。在人類更加關注地球的生存環境和追求無害化生活質量的今天,有機化學的地位已經越來越突出,其原因是多類行業的污染排放控制中毒害最大也是最難處理的那部分有害物質大多與有機結構的物質有關,因此對有機物質的認識、研究與分析是實現可持續環保化發展所必備的知識與技能[3]。有機化學教學已經延續了上百年的歷史,教學內容幾十年不變但工科性不強,因此,對于我校研究型工科大學的特點,在教學內容安排上我們突出工科特點,由基本的有機合成原理引伸出這些原理在最新的科研領域中的應用,即能引發學生極大的課堂興趣,又能拓寬學生的知識面,為后續專業領域的研究奠定一定的基礎。首先,對教學內容進行精簡和側重點劃分式講解。目前,我校有機化學課程選擇的是由徐壽昌主編的高等教育出版社的《有機化學》作為教材,并且根據我校學科特點及調整后的培養方案,將前十七章即從緒論、烷烴至雜環化合物作為教學內容,該教學內容的設置是按官能團分類方式進行安排,從各章的內容結構來看,基本上每章內容分為三大部分,第一部分為含有相同官能團的有機化合物的基礎性質,包括分子結構、構造特征、物理性質和波譜特征等;第二部分為相同類官能團有機化合物的制備方法與反應、化學性質與反應機制,此部分是有機化學的重點內容,也是有機化學教學的核心部分;第三部分為含有此類官能團有機化合物的典型代表。根據這樣一條主線,每章內容都有相同的規律性,便于學生總結歸納,同時把章節之間相互交叉的內容前后滲透著講解,比如后面章節有機化合物制備的化學反應與前幾章節化合物化學性質的反應部分相互重疊,講課時進行了簡化合并,讓學生一目了然。從工科體系對有機化學知識的要求來看,每章的第一部分為物質基礎知識,內容基本雷同,這部分在緒論的有機化合物的分類和命名中系統講解后,后面章節不再累贅,完全可以靠學生自學解決,既能訓練學生的總結歸納能力,又能讓學生學會自己思考得出其中的規律性,有助于對基礎理論的理解、掌握與記憶。而第三部分內容則相對簡單易懂但又有些過時和繁瑣,因此完全可以不放在課堂講解,只作為一種常識留給學生自學,把更多的課堂時間用于擴展第二部分內容并向工科基礎延伸。其次,對重點內容突出工科特色,強化有機化學在實踐中的作用。工科最大的特點在于通過學習化學反應借助于工藝過程不僅僅是解決能得到什么,還要從原材料的來源、工藝路線、條件、以及產率等多方面考慮,而這些工程特點的內容通過引入有機化學最新的科研動態和應用成果體現出來,這也是最能引起學生極大學習興趣的方式之一。大學生的課堂教學,調動學生的學習興趣是教學過程中最為重要的一個方面,在精簡教學內容、適當刪除部分過時和繁瑣部分內容的背景下,將經典有機化學理論與相關學科前沿發展相結合,適當交叉講述與有機化學關系密切學科的新成果、新方法和新技術,如材料、環境、食品、能源等等,讓學生感受到有機化學與我們身邊的生活息息相關,既能激發學生聽課與思考的動力,引發學生的興趣,又能使學生充分體會到所學知識的實用性。例如,講解“苯酚與羰基化合物的縮合反應”時,這歷來都是學生最難以理解的幾個反應之一,很可能因為難以理解而導致學生逐漸失去了興趣,有些學生甚至放棄了這一部分,造成對這部分內容教師難教、學生難學的局面。為此,我們首先以生活中最新發生的事例——雙酚A事件開始:有機化合物雙酚A是世界上使用最廣泛的工業原料之一,在塑料制品中添加雙酚A可以使其具有無色透明、耐用、輕巧和突出的防沖擊性能等特性,廣泛用于水瓶、奶瓶、牙齒填充物等。可是最近衛生部明令禁止生產雙酚A塑料奶瓶,而且這個禁令最早由歐盟提出而且已經在歐盟實施半年,但雙酚A依然以其不可替代的優點廣泛應用于其他方面。那雙酚A又是什么呢?雙酚A正是“苯酚與羰基化合物的縮合反應”的一種產物,由此切入這一反應類型機理的講解,將復雜繁瑣的有機反應機制與生產生活實際產品相結合,不但可以激發學生的好奇心,更會讓學生帶著強烈的求知欲在腦海里留下深刻的印象,并為后續課程中雙酚A作為原材料去制備環氧樹脂的工程路線的學習做好了鋪墊。當然,諸如此類的反應機制大多都能與生產生活中的實例相結合,這些突出工科特點的教學內容既能強化基礎又能保證教學內容的科學性和先進性,使學生充分體會到所學知識的可用性。再者,教學過程中滲透綠色化學,增強環保意識。有機化學的基本反應類型中有些化學反應盡管典型但后來在應用過程中綜合考慮環境污染問題,已經過時或基本已被淘汰,對于這些反應,在教學過程中可以適當弱化其地位,只作為了解性內容介紹;同時,結合講授內容適時補充一些綠色有機合成路線,提高學生的環保意識,使其感受到有機化學發展具備良好的應用前景。例如,酯交換反應是有機化學反應中的一大類,如聚碳酸酯的合成,作為一種工程塑料,聚碳酸酯是五大工程塑料中增長速度最快的,有機化學課程中是由雙酚A和光氣(COCl2)的酯交換法來合成,而Tundo報道了一種經酯交換和縮聚反應的綠色合成路線,先用二氧化碳代替光氣生產碳酸二甲酯,然后在固態熔融狀態下由雙酚A和碳酸二甲酯聚合生產聚碳酸酯。此工藝取代了常規的光氣合成路線,并同時實現了兩個綠色化學目標,一是不使用有毒有害的原料,二是不再使用可疑的致癌物——甲基氯化物作為溶劑。通過這樣的實例使綠色化學的概念深入人心,讓學生意識到有機化學反應具備廣闊的可持續化發展的空間,同時也賦予了學生將來從事創新活動的思考空間,學生對此充滿興趣,保證和提高了教學質量。
2教學方法上踐行有效學習
有機化學教學內容多、基本概念和理論復雜,需要記憶的化學反應又多,因此,課堂講解起來顯得比較零散,尤其是講到后面幾章時,學生也失去了耐心,造成了前后混淆或者是學了后面忘了前面的局面,復習的時候也是越復習越沒有信心[4]。但仔細研究發現,按照官能團分類的教學內容安排,章節內及章節之間內容的規律性還是比較明顯的,因此,根據多年教學經驗總結,我們在教學過程中采取了隨時總結歸納的方式,把前后交叉的內容串聯起來,合理科學地安排在有限的課時內,這樣能激發學生課堂學習效果的最優化,引導學生將重要的知識點都能在課堂上最大化地消化與吸收,達到有效學習。例如:(1)對乙烯的氧化反應產物,不同條件下有不同的氧化機制和產物,學生對此總是把握不好。為此,我們在綜合了所有章節內容的基礎上,對烯烴的氧化反應條件及相應的產物進行了歸納,如圖1所示,這張圖就讓學生有了清晰的區別式記憶,不容易混淆而且對知識點的把握更加牢固。(2)有機化學中兩大類型的四種反應貫穿教學內容的始終,包括親電取代、親電加成、親核取代和親核加成四大反應,其反應機理及反應發生的方向與快慢的影響因素這部分知識是教學中的難點,也是最容易讓學生感覺到雜亂無章的內容。為此,我們采取了逐級總結、分步展開的方法進行講解,先對鹵代烷烴的化學反應總結,三類反應:親核取代反應、消除反應和與金屬的反應;再對三類反應進行分類總結,如鹵代烷烴的親核取代反應歸納如圖2所示。這樣的講解與總結方式,很好地梳理了各類型反應特點、機理與影響因素,如圖2所示,對學生理解與掌握難點內容起到了一目了然的作用,不僅記憶起來容易而且能讓學生即時在課堂上把這些內容消化掌握,提高了課堂學習效率。(3)醛酮類的化學反應和β-二羰基化合物的化學反應是有機化學教學的重點,在整個有機體系中占有舉足輕重的地位,其所參與的化學反應是有機工業的基礎與紐帶。但教學過程中研究發現,學生對這部分內容特別容易混淆,分辨不清,甚至無法正確掌握其反應機理和反應產物。為此,我們對醛酮類官能團的羥醛縮合反應和交叉歧化反應與β-二羰基化合物的合成即“三乙合成”反應進行類比式總結歸納,前后對照,找出其中的差異化,使學生對不同類型官能團的反應機理及產物有了明確的辨別與分析,同時記憶,達到了高效地掌握重點記憶重點,學生也在最短的時間內理解并掌握了這一部分即是重點又是最為復雜的內容。通過這種逐級歸納、分類總結及類比式、區別式歸納教學方法,能讓學生對每一部分知識點都一目了然,有助于學生更快更牢固地理清容易混淆的內容,既提高了學生的學習效率,做到了課堂上有效學習,又培養了學生自主的歸納總結能力。
3教學手段上拓展新型科技渠道
信息化技術的應用為各行各業的工作帶來了前所未有的智能化工具,將其充分地應用于教學工作中,也必將使教師的授課方式和學生的學習方式發生深刻的變化,這些變化為我們開創了新的途徑和教學模式。同時,學生對信息化工具的使用已經成為常態,觀看和應用手機、電腦等影像與視頻也越來越方便和快捷,因此,我們所采用的教學手段完全有條件拓展更多更好更新型的信息化科技渠道。首先,電腦多媒體教學手段已經很好地呈現出了其優越性,在有機化學的教學工作中發揮了其不可替代的作用,因為有機化學涉及大量的物質結構、分子構象、反應機理等抽象性的概念,這些空間結構不能只靠平面式的講解和學生的想象力去理解,而是在通過多媒體在教學課件中通過圖片、視頻及動畫的方式,對開拓學生的空間意識、加深學生對抽象知識的理解與掌握起到了至關重要的作用,很大程度上激發起了學生的求知欲,更愿意去思考和提問,活躍了課堂氣氛的同時提高了教學質量。再次,我們將新型的有機化學軟件引入到教學工作中,如ChemDraw、ChemWindow、ChemOffice等,這些桌面化學軟件不僅能更加準確形象地描繪出有機化合物的分子結構,還能夠以動畫和三維Flash的形式展現出分子結構的3D空間及分子軌道形成過程。這些軟件的使用豐富了多媒體教學的內容,使多媒體更加形象生動,由此制作的多媒體課件更加美觀內容更加充實和飽滿。與此同時,教師還引導和鼓勵學生自學使用這些軟件中的一種或幾種,增加學生對電腦的應用技能,學生對此也有濃厚的興趣,因為這對學生將來的畢業論文設計環節和工作環節都頗有幫助。另外,微課是最新發展起來一種教學方式,以其靈活方便、針對性強、教學時間短和與教師隨時互動的特點,深受學生喜歡。在網絡、信息與通訊技術快速發展的時代,微課在大學教學中作為傳統課堂學習的一種重要補充,可以為學生拓展學習資源,實現個性化差異化教學,滿足不同學生對不同知識點的按需學習,幫助學生鞏固課堂學習內容并進行自我查缺補漏,尤其對對學有余力的學生起到了更大的幫助作用。比如我們用微課建立了涉及格利雅(Grignard)試劑的各種合成反應,并把由此建立了一張合成各類有機化合物的網狀散射圖,將各種醇(伯、仲、叔醇)、羧酸及酮的合成方法、合成路線與合成機理呈現得淋漓盡致,微課里的視頻將授課內容大幅濃縮,將簡單易懂的知識點去掉而僅保留難點重點,學生能夠做到專注地記憶與思考;同時附有習題與測試可供學生加以鞏固,這在接下來有機合成題的課堂練習與檢測中明顯地體現出來,以往學生對大部分有機合成題目都感到無從下手,不知道從哪里開始,不知道用哪類簡單有機物質去合成,更不知道用什么方法或路線來合成,而通過這樣的方式授課,既讓學生抓住了課堂內容的主線又讓學生有了充分的獨立思考與分析的時間,針對不同的有機合成題學生能夠做到分步分析,逐步找出正確合理的合成路線,始終保持思路清晰。微課不僅是一種教學模式,更是一種學習方式,即提高了學生的學習效率,又提高了教師的授課效率,它提供了一種可以讓學生自主學習、可以隨時跟授課教師溝通交流、可以讓學生進行探究性學習的平臺。
4教學目標上注重創新能力培養
大學在教育歷史的延展中承擔了育人、科研、服務的職能,研究型大學的本質就是“研究與教學相結合”,其發展目標必然是把研究放在首位,在大學的本科階段即提供全面的學位計劃,寬基礎的學習也是為今后的科學研究打基礎做鋪墊。因此,作為專業基礎課程的有機化學,我們在講授過程別地提出對學生創新能力的培養,這是研究型大學今后發展的必然趨勢,也是為培養多層次人才所必備的教書育人模式。現代社會是個發展突飛猛進、競爭異常激烈的時代,當代大學生不管是將來走向科研領域還是進入社會,其未來的發展前景必將依賴于創新能力,學生創新能力的培養自然而然成為教學工作目標的重要組成部分。我們將有機化學課堂內容、實驗課與大學生創新實驗訓練相結合,針對目前學生在創新實踐過程中出現的問題與不足,在有機化學教學中研究并設計了引導學生創新意識培養其創新能力的教學方式。在教學中注重學生創新能力培養方面,首先,當今大學生想象力豐富、思維活躍,總是想追求新穎的東西,但由于他們的知識面不夠寬、對行業認知不深,無法把所學知識與行業中的發展需求相聯系,從而缺乏創新的源泉和創新性思維的方式。為此,我們在教學過程中及時將所學有機合成反應與相應行業的最新發展相聯系,引導學生結合行業中需要解決的問題自己思考。如“單環芳烴”這一章,在講到單環芳烴的來源時,學生了解到苯及其同系物主要來源于煤的干餾分解產物,為了讓學生更多地了解與之相關的行業發展動向,我們在此引入了目前研究最熱的課題之一——煤燃燒過程中的結焦與結渣問題,這是影響燃煤發電廠的經濟效益和安全運行的嚴重問題,要求學生與課堂內容相聯系,思考如何去研究,同時與前面章節講到的紅外光譜前后呼應去分析結焦與結渣與哪些因素尤其是哪些有機物質有關,可以采取哪些研究方法去發現、分析并解決問題。同樣的例子,我們在講到“羧酸及其衍生物”一章時,其中一部分有機化學反應學生在高中已經學過且有些反應產物已經被淘汰或過時,在此,在精簡課堂教學內容的基礎上我們適時地引入與羧酸衍生物相關的材料科學方面的最新研究動向,即一種新型的超塑化劑——聚羧酸系高性能減水劑(PCE),它是一種新型建筑材料添加劑,以減水率高、保坍性能好、強度增長快等特點被廣泛用于配制超高強混凝土、高流動性及自密實混凝土,其分子結構與合成路線與本章內容息息相關。通過這些問題的引入,既能讓學生接觸到了學科發展的前沿,又能為學生的創新思維提供素材與源動力,同時教育學生要善于自己利用和創造條件,充分發揮自己的特長,把握本學科最新發展的動態和相關學科知識的橫向關系,由此學生的創新意識與創新能力才能夠得到進一步發展。再者,創新能力培養光有創新靈感和熱情是遠遠不夠的,還必須學習、掌握并具備相應的創新技能以及持之以恒的信心。為此,我們為充滿創新意識又學生余力的學生提供了實驗平臺,培養學生的動手能力和運用創新科技的方法,比如上面所提到的“羧酸及其衍生物”部分,教學過程中摒棄了過時的和學生高中所學過的部分內容,而將“聚羧酸減水劑的合成”作為這一章節內容的拓展教學,鼓勵并指導大學生發揮其敏捷的思維與創新思想、大膽地去嘗試新的合成工藝路線,不怕失敗還是從失敗中總結規律和經驗,通過學生堅持不懈的嘗試與創新,通過不斷失敗的合成路線的實驗摸索,綜合分析了各種合成工藝條件及對合成的產品的評價后,發現了一種新的合成工藝即低溫合成聚羧酸減水劑的方法。因此,在現有的高等教育體制與教學模式下,學生的創新能力是在學習基礎知識的基礎上,通過教師在教學過程中適當的引導與啟發而培養起來的。總之,通過多年的有機化學教學經驗體會,我們在教學內容、教學方法、教學手段及教學目標的研究、探索與實踐,很好地結合了我校研究型大學培養工科技術人才的要求,優化了教學內容,改善了課堂教學效果,提高了有機化學的教學質量。當然,有機化學的教學建設與改革仍在不斷地向前發展,需要我們不斷地提高教學水平,使課堂教學更加充滿活力,從而提高教學質量,培養更多的創新型合格化工專業人才。
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關鍵詞:藥學;有機化學;教學改革;農業院校
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1002-4107(2014)04-0003-02
有機化學是高等農業院校藥學專業重要的基礎課之一,擔負著培養厚基礎、寬口徑、動手能力強、有創新性的全面發展的藥學人才的任務[1]。藥物的分子設計、化學合成、構效關系分析以及藥物與生物靶標的相互作用的研究等,都涉及了大量的有機化學的原理與方法。缺少有機化學原理和方法的支撐,藥物化學和新藥研發難以發展。為培養新世紀的應用型藥學人才,有機化學的教學內容必須結合藥學專業的特點來設置。這也符合《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》和《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》中提出的全面提高高等教育質量、擴大應用型人才培養的要求。
一、藥學專業有機化學教學現狀
有機化學是高等農業院校中植物類、動物類、食品類和生命科學等各專業的重要基礎課,并與許多學科交叉滲透,在解決人類可持續發展和生命運動等問題中發揮著越來越重要的作用。目前許多農業院校有機化學課程的開設還是涉農的不同專業用一樣的教材、學要求、統一考試,對不同專業沒有區分,導致基礎課程與專業需求有脫節現象,不利于研究型、應用型人才的培養。藥學領域與有機化學關系十分密切,如在新藥的研究開發、藥物的合成、制備、質量控制和體內代謝的研究中都要應用有機化學的理論和知識,從分子水平認識疾病和藥物的作用機制將推動新藥的研究與開發。這樣的專業對有機化學知識的要求就要比農業院校其他專業高,內容要深。
針對藥學專業的特點,結合培養目標,設置有別于其他專業的有機化學教學內容,不僅可以為學生后續課程如中藥化學、藥物化學、藥物分析、制藥工程反應基礎、生物藥劑學等的學習打下堅實的理論基礎,也可以使學生在這些課程學習中自覺應用化學原理加深對藥物合成、檢測、分析等過程的理解,進而培養學生綜合運用知識和解決實際問題的能力,使培養出來的學生理論水平高,動手能力強,專業素養好,能夠滿足社會對高級藥學人才的需求。因此,農業院校藥學專業有機化學教學的改革具有很強的現實意義。
二、藥學專業有機化學教學改革的對策
(一)單獨設課
有機化學教育同其他高等教育一樣,也經歷了不斷的教學改革,并在教學內容和方法上取得了顯著成效。但是,多數農業院校有機化學基礎課程內容的設置并沒有因專業不同而不同,當然也有些院校的藥學專業開設與其他專業不同的教學內容。黑龍江八一農墾大學有制藥工程和動物藥學專業,以前有機化學課程設置完全一樣,用同樣的教材,講授相同的教學內容,各專業沒有區別。但是問題逐漸暴露出來,這點化學知識對于藥學專業的其他后續課程的學習根本就不夠。2010年生命學院和動物科技學院的領導與化學教研室部分教師一起探討、協商了有機化學的教學改革問題。目前,黑龍江八一農墾大學藥學專業有機化學課程設置已做了調整,采用單獨的教材、教學進度、教學大綱,增加學時,單獨考核。
根據制藥學專業的特點以及專業定位, 在教材的選用、 教學大綱的確定、 教學內容的選擇等方面,我們都做了充分論證,選用倪沛洲主編的《有機化學》作為教材,教學大綱與專業課教師共同研究制定[2]。教學內容在保持有機化學理論體系相對完整和系統的前提下,在內容的選擇、重點與難點的把握方面,反復研究,力求使該課程所講授的內容更貼近藥學專業的特點和需求。例如立體化學、手性化合物、雜環部分,對于農科各專業,只講授比較基礎的內容,不作過高過深要求,但對于藥學專業講的內容要多、要深,要重點要求;再比如碳負離子的反應,在農科有機化學教材中并沒有單獨列出一章,只是在相關章節中介紹了幾個簡單的反應,而在倪沛洲主編的《有機化學》中單獨列出一章,這部分內容在藥物合成中有很重要的應用,所以要重點講授,重點要求。
(二)嘗試多種教學方法
課堂教學是提升教學質量的關鍵,師生互動是培養學生興趣的手段,學生課下探究是提高學生能力的有效辦法。我們重點圍繞提高課堂效率,培養學生興趣和提升能力進行教學方法改革,改革過程中正確處理普遍性與特殊性的關系,既要提煉出符合藥學相關專業共性的教學方法,又要結合學生的層次、其他課程的開設順序、學生的知識儲備,任課教師做出必要的調整。即所謂 “教學有法而無定法”,探討符合學生實際、易于調動學生學習的積極性、激發學生學習的興趣的教學方法是我們教學改革追求的目標。教學中改變傳統的“滿堂灌”式教學方法,采取問題探究、類比歸納、專題討論等多種教學方法。將教材的部分內容及學生提出的疑難問題進行加工整理,提出具有普遍性、啟發性的問題。比如在講旋光異構時,可以從同分異構現象出發,設計出一系列問題,層層深入,引導學生思考、辨析、解決問題,在此基礎上加以分析、 歸納,總結出知識的內在聯系和一般規律,這樣可以培養學生分析問題和解決問題的能力。還可以就某些問題進行專題討論,培養學生語言表達、邏輯思維能力,有利于學生互相取長補短、相互學習,激發學生學習興趣。教學過程中,我們還讓學生撰寫科研小論文、綜述、查閱學科前沿,比如“手性藥物的研究進展”、“阿司匹林的多種合成方法簡介”等,在課堂上加以介紹,開闊學生視野,培養學生科研能力,提高學生的綜合素質。
有機化學涉及微觀世界的內容較多,如電子云的空間形狀、軌道的雜化過程、化學反應機理、旋光異構體、立體異構、共價鍵的形成等內容抽象,理解難度大。針對這些內容我們開發了多媒體課件,課件力求形象、逼真,通過課件對抽象的反應過程、分子形狀、分子構型進行宏觀模擬,變靜為動。同時我們利用多媒體課件形象再現了藥物生產的工業過程,使有機化學教學過程更加直觀、生動,加深了學生對知識的理解。多媒體課件的制作既要突出專業特點,又要不斷創新,為此我們制定了多媒體課件使用準用制度,保證授課質量。有些內容如分子結構、立體化學等也運用模型進行講授。同時我們還引導學生利用網絡資源進行學習,培養學生的自學能力。
(三)優化實驗內容
黑龍江八一農墾大學藥學專業的實驗課教學和理論教學的改革是同步進行的,由于有機化學課程設置的改革,所以在實驗內容上也進行了相應的變動,除了開設一些基礎知識、基本技能訓練的實驗內容之外,還陸續和準備開出與藥學專業相關的綜合實驗內容,如藥物合成、藥物分析等,比如冬青油的合成,乙酰水楊酸的制備等。此外,我們結合國家和省實施的大學生創新訓練項目,學院教師開展的科研項目,組織學生結合自身職業規劃有目的地進行申報,在實踐中培養學生的基本技能和創新能力,為使之成為合格的藥學人才奠定基礎。
(四)提升課程實習質量
學校確定了培養高素質應用型本科人才的培養目標,為了確保目標的實現,必須加強課程實習環節。目前,由于學生人數較多,教學經費投入不足,學生實習場地和實習組織難度較大,課程實習有被削弱的傾向,甚至有被畢業實習、學生暑期社會實踐所替代的現象。這種現象必須引起高度重視,課程實習有助于提升學生對課程的整體認知,進而對學生加強專業教育,有助于了解工業生產流程和勞動紀律,進而加強學生的團結協作精神的教育。所以課題組著重研究了課程實習的整體設計方案,提出課程實習注重時效性,即將課程實習安排在理論課程的前期或中期,以便于學生對課程的整體把握。課程實習注重合理的規模,將學生適當分組,避免走馬觀花。課程實習要加強組織,做到要求明確,指導到位,考核科學。
(五)完善課程考核方法
課程成績仍然是學生關注的重點之一,所以課程考核是課程教學的隱形指揮棒,適應課程特點、培養要求,調動學生積極性的考核方法是我們追求的。所以該課程的考核辦法確定的基本原則為:理論和實驗單獨考核、注重過程、方法多樣、隨時調整。即任課教師根據學生課堂學習的出勤率、回答問題、上課紀律、平時測驗、課程實習、專題研討報告等實際狀況在合理的區間內設計平時成績的比重,進而強化過程考核。鼓勵任課教師進行多種考核模式探討,比如同一門課程內根據內容設計必修與選修相結合的考核模式,微課程考核模式等等。教師設計的考核模式如果科學,可以定期調整考核辦法。
(六)組建穩定的教學團隊
自藥學專業有機化學課程設置改革,我們立即組建了相對穩定的教學團隊,組建教學團隊的原則:除了注重合理的年齡結構、職稱結構、學歷結構之外,注重考慮了不同科研方向教師的合理搭配,加強雙師型教師的培養和配備。使得任課教師均有多年授課經驗,職稱、學歷高,經驗豐富,同時也加強對年輕教師的培養,通過聽課、外出培訓、國內訪學等多種途徑培養青年教師,使之迅速成長,使該課程教學團隊更加穩定,結構合理,保證教學任務的順利進行。
21世紀是藥學迅猛發展的一個世紀[3]。隨著知識經濟的到來,對高校培養的藥學專業人才提出了更高的要求,要使他們不僅具有扎實的專業知識和廣博的基礎知識,更應具有科研創新能力和良好的綜合素質。而有機化學課程是基礎,是重要基石,我們應堅持不懈地進行教學方法改革,沒有最好,只有更好。優化教學環節,靈活運用教學方法,提高教學質量,使培養出來的學生既具有一定的理論水平,又具備較強的專業技能,能夠適應社會對高級藥學人才的需求[4]。
參考文獻:
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收稿日期:2013-09-16
1理工科專業有機化學課程教學中存在的問題
有機化學作為一門基礎學科,其涉及范圍很廣,存在內容多、知識點多、結構復雜、反應類型多樣、理論知識抽象等特點,這就使學生容易產生畏難情緒,學習效率下降,從而影響教學效果。特別是對理工科專業學生而言,有相當多的學生對有機化學課程重視不夠,學習興趣不高,加上學生入校時化學基礎知識差異大,學習起來較困難,也影響到課堂教學效果。此外,隨著高校教學改革的逐步推進,有機化學理論課程學時有所壓縮,導致理論課程課堂教學中每節課程教學信息量日益增加,但又不能增加學生的課外負擔,教師的教學難度也在不斷加大。因此,對理工科專業有機化學課程的課堂教學,應摒棄“填鴨式”教學講授方法,要因材施教,強調基礎知識的掌握,注重培養學生的學習興趣。在整個教學過程中,應精心安排各個環節,精心設計教學內容和過程,靈活運用各種教學手段,以提高教學質量和學生的綜合能力。
2理工科專業有機化學課程教學方法探討
課程教學有法而無定法。在有機化學課程教學中,教師應在立足“學生主體,教師主導”的教學指導思想的基礎上,根據教學內容靈活選擇和變換各種教學方法。
2.1知識點設計法
各類有機化合物、基本概念、基本原理之間,既有共性又有個性,要通過課程教學設計提高教學效率,就必須對每個知識點進行巧妙設計,這樣才能達到調動學生的學習積極性、讓學生主動探究的目的。例如,在進行單烯烴、炔烴和二烯烴的教學中,正常情況下護理學、生物科學、生物教育和環境科學專業的學生這部分內容授課為4學時,化學教育、應用化學、化學工程與工藝專業的學生授課為6學時。對于前者學生會感覺到教學內容過多,時間緊張。為了避免這種情況,就可以通過對某些知識點的巧妙設計來達到調動學生的學習積極性、發揮學生分析問題、解決問題的能力。在講烯烴、炔烴的命名這個知識點時,可以先讓學生回顧烷烴命名的規則,之后簡要說明烯烴、烷烴在命名規則上的相同點與不同點,然后通過練習題幫助學生學會利用系統命名法進行命名。做了這些知識鋪墊之后,再設計提問:有順反異構的不飽和烴如何命名?當雙鍵兩碳原子所連接的四個原子或基團不相同時又怎樣命名?以此引出順反命名法與Z/E命名法。這樣,通過巧妙設計知識點,就會極大地調動起學生主動思維和學習的積極性,學生會很輕松地用較少的時間掌握較多的知識。
2.2歸納總結法
在學習有機化學課程中,由于化合物種類繁多,化學性質豐富,有機反應形式各異,變化萬千,且與反應條件密切相關,所以很多學生耗費了大量的時間記憶,卻事倍功半。這時,教師要隨時引導學生運用歸納法,從個別反應中找它們的共同規律。例如貫穿有機化學課程教學始終的有機反應歷程問題,是學生較難以理解和記憶的重點內容。在講授過程中,我們可以將有機反應比喻為有機化學的“詞匯”,而反應機理則類似于有機化學的“語法”。反應歷程根據共價鍵的斷裂方式可歸納為兩大類:即自由基反應一由共價鍵均裂成帶單電子基團引起;離子型反應一由共價鍵異裂成帶正負電荷的基團引起。在此基礎上再經過系統的歸納,又可細分為以下幾類:自由基反應:(1)自由基取代反應,如烷烴的鹵代反應;(2)自由基加成反應,如烯烴在有過氧化物存在下與溴化氫的自由基加成反應;離子型反應又分兩類:一類是被親電試劑進攻的親電取代反應(如芳環上的硝化、鹵代、磺化反應等)和親電加成反應(如烯烴的親電加成反應);另一類是被親核試劑進攻的親核取代反應(如鹵代烴的親核取代SN1、SN2)和親核加成反應(如醛、酮的親核加成反應),以及β-消除反應E1和E2(如鹵代烴脫鹵化氫反應和醇的分子內脫水)和α-消除反應(如卡賓的反應)等。這樣,借助反應歷程作為貫穿有機化學課程教學內容的主線索使知識系統化,避免死記硬背繁多的有機化學反應,幫助學生把許多表面上看來完全不同的反應通過反應歷程相應地聯系起來,進一步加深對有機化學反應本質的理解。
2.3多重導入法
課堂教學的導入是指課堂教學的開頭,它起著醞釀情緒、提示內容、帶入環境的作用。一個好的導入可以抓住學生的心弦,引起學生的求知欲望,調動學生的積極主動性,加強師生間的雙邊活動,從而為課堂教學的效果提供一個好的前提保證。有機化學是一門以描述性知識為主的學科,大量的基本資料可由結構、性質和合成三部分內容來概括。它們之間的關系是結構決定性質,性質反映結構,性質和合成則是一個問題的兩個方面。課堂導入方式很多,如有通過演示實驗、分子模型等直觀導入;有通過化學史來導入,例如脂環烴環的張力學說、苯環的結構等。而提問式導入經常出現在章與章、節與節之間關系緊密、前后連貫處,歸納式導入則在總結前一節的教學內容或習題、實驗后,針對學生存在的問題分析原因,從而導入新課。更能激起學生興趣的是事例式導入。有機化學與日常生活密切相關,因此可運用日常生活中學生所熟悉的例子來引入。例如學習酯類化合物時,可以從水果蔬菜的風味品質來導入,如乙酸異戊酯是香蕉的香味,正戊酸異戊酯是蘋果的味道,乙酸乙酯和乙酸異戊酯是梨子的香味,丁酸乙酯和丁酸異戊酯是草莓的味道等。類比導入法是充分發揮學生形象思維的好方法,分子是看不見、摸不著的,但對宏觀物體學生比較熟悉,所以,可從宏觀物體作類比引入微觀世界。例如在講授有機化合物分子具有對映異構現象時,可以從鏡前的物與像,山水畫中的倒影以及人體的左、右手等非常相似但不能重合來說明分子也有鏡像關系的存在。在講到外消旋體與內消旋體的區別時,展示一張非洲羚羊的照片,羚羊的兩只角呈現出完美的內消旋體形狀,一個物體,不可拆分。幫助同學們記住內消旋體純物質不能拆分,外消旋體是混合物,可以拆分等知識點。
2.4問題探究法
問題探究教學法,就是通過創設活動情景,引導學生提出問題、分析問題和解決問題,最終獲取知識。學生探究活動是以思維的激發、深化作為手段進行的。在有機化學課程教學中可以問題意識驅動學生思維,而問題是學生探究活動的誘因,人一旦對某些難以解決或疑惑的實際問題產生困惑、懷疑、焦慮的心理狀態,問題意識就形成了。為了培養學生的問題意識,教師在教學時要營造民主、和諧的教學氛圍,巧妙營造問題情境積極鼓勵學生主動提問,敢于向權威挑戰。例如在講授鹵代烴消除反應機理時,由于鹵素原子的吸電子誘導效應造成β-H變得活躍,在這種情況下鹵代烴易于脫去β-H而發生消除反應。如果有思維敏捷的學生就可能提出這樣的問題:如果鹵素原子的吸電子誘導效應使得α-H要比β-H更為活躍,那么為什么不脫去α-H呢?聽到這樣的問題,教師首先應該對學生提問給予肯定與鼓勵,然后再引導學生共同進行深入討論,進一步了解α-消除反應與β-消除反應的區別,從而達到教師引導學生思考的目的。又如當講到鹵代烴消除反應的主要產物取向遵循扎依采夫(Saytzeff)規則,即主要產物是雙鍵碳原子上連接烴基較多的烯烴,也有學生可能會提問,在什么情況下主要產物可以是雙鍵碳原子上連接烴基較少的烯烴呢?這就可以進一步引入對“扎依采夫烯烴”和“霍夫曼烯烴”的討論。
3結論
關鍵詞:有機化學; 緒論課; 有機化合物; 興趣
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2016)03-114-002
《有機化學》一直以來是醫學院校的學生感覺比較抽象、難學的一門基礎課,那么如何上好第一堂課――緒論課顯得尤為重要。其目的無非是讓學生了解開設本門課程的內容、學習方法及學習的必要性,并且設法給學生留下一定的懸念,激發其學生學習本門課的興趣[1、2]和欲望。中學化學的教學相當重視緒論課,稱之為目的性教學。醫學院校的基礎有機化學當然有必要上好緒論課,但是,上好緒論課又并非一件易事。因為任何學科都有它誕生、發展、變化的過程,想在兩三節課時內,把它的精華和概貌介紹給學生,無論從學科發展的漫長歷史、還是從涉獵的內容來看,難度都是很大的。如果要取得較好的教學效果,達到啟迪學生學習熱情的目的,就必須認真對待,細心研究。俗話說:萬事開頭難。良好的開端是成功的一半。要講好緒論課,首先要求教師要認真鉆研教材,在熟悉整個教材內容及相關學科內容的基礎上,精心備課,再根據學生的實際情況用心安排緒論課的內容,這是講好緒論課的基本要求。其次,要求教師在授課過程中,要把本人的情感(熱愛教育、熱愛科學、熱愛學生)與課程內容有機地結合在一起,體現出知識的力量,使緒論課富有感染力,使學生產生親其師而重其課的思想,這樣才起到了講授緒論課的目的。本文根據作者多年來的教學經驗,就醫學院校有機化學緒論課的目的及如何講好緒論課,淺談一點粗略的教學體會。
一、目的教學法
有人說:講課是一門藝術,這種藝術體現在講授中教師表現出來的知識素養,駕馭教材的能力,富于啟發、令人信服、流暢的科學論述。這種概述是恰如其分的。縱觀國內有機化學教科書,其緒論一章的內容,大多是圍繞下列目的編寫的。即說明什么是有機化學及為什么要學習有機化學,從而引出本課程的作用及學習的重要性,進而激發學生的學習熱情。所以我們在講解時要緊扣課本,根據本課程的特點及與專業的聯系進行適當的取舍。比如與緒論課無關的內容,但對學生今后學習有機化學非常密切的基礎知識,如共價鍵理論、同分異構的一些具體內容,可根據學生的實際情況而定。可以少講,安排學生自學;如需要細講,教師可以在緒論課后單獨設章講解。這樣安排有利于教師在有限的課時講清基本內容,有利于把緒論課變得比較精練。避免冗長、繁雜,使學生感到索然無味。因此我認為緒論課比較適宜的講課內容為:
1.闡明有機化合物與有機化學的涵義及學習有機化學的目的。
2.有機化學發展史(離現代社會較遠,課堂講解枯燥乏味,耽誤時間,學生自學)。
3.初步介紹有機化學與醫學、生活的聯系,激發學生學習興趣。
4.介紹學習有機化學的學習方法。
二、身邊事件引入法
許多與化學有關的事件時刻發生在我們身邊。這個對教師知識的更新要求較高,教師要與時俱進,更新知識。隨著硫酸毀容事件在人們心中慢慢淡化,新事件仍然層出不窮。如2012年的一個中學事件:強堿毀容仍然值得我們深思。一個男中學生單相思的去喜歡一個女生,由于高考的壓力比較大,女生并沒有答應男生的追求,高考那天,男生拿了一瓶氫氧化鈉的強堿水,趁女生一早下家屬樓樓梯時潑向女生,人遇到驚嚇時都會大聲呼叫,堿水進入胃腸,造成臉部和胃腸道的嚴重灼傷,無法像正常人一樣的生活和飲食。這是情感事件引發的化學事件。通過身邊事件的介紹,讓學生有身臨其境的感覺。
三、密切聯系醫學法
化學是我們學習醫學的基礎,我們可以將最基本的化學知識應用到醫學上。例如,酸堿中和反應是我們化學課中基本的反應之一,我們可以將此應用到治療胃酸過多。胃酸的主要成分是鹽酸,我們就可以用氫氧化鋁為主要成分的藥品來抑制胃酸,還有維持我們人體內部血漿酸堿平衡的緩沖對碳酸/碳酸氫鈉和磷酸二氫鈉/磷酸氫二鈉,工作原理也源于基本的酸堿中和反應。另外,為什么輸液時要用0.9%的生理鹽水,這就和我們在化學課上學到的滲透壓的知識有關。因為0.9%的生理鹽水的滲透壓值和正常人的血漿、組織液都是大致一樣的,所以可以用作補液。于是,在奇妙的化學課堂上,我們認識到:原來好多醫學上的問題是可以用化學知識來解釋的。拿有機化學來說,組成人體的物質除水和一些無機鹽以外,絕大部分是有機物,例如構成人體組織的蛋白質,與體內代謝有密切關系的酶、激素和維生素,人體貯藏的養分――糖原、脂肪等。這些有機化合物在體內進行著一系列復雜的變化(也包括化學變化),以維持體內新陳代謝作用的平衡。為了防治疾病,除了研究病因以外,還要了解藥物在體內的變化,它們的結構與藥效、毒性的關系,這些都與有機化學密切相關。但是,癌癥和艾滋病仍令醫生們束手無策,這兩個重大難題,相信我們未來的接班人一定能夠解決的。
四、密切聯系生活法。
21世紀的生活對化學的要求和利用會日益加大,人們對衣、食、住、行等各個方面新的需求都與化學緊密相連。基因療法、轉基因食品、干細胞技術、生態環保型服裝、智能材料、生物質潔凈能源、納米生物技術等,人們要用化學方法不斷創造新的化學產品。
隨著生產力的發展,科學技術的進步,化學與人們生活越來越密切。化學在人類的生產和生活中發揮了不可估量的作用。日常生活中,化學給人類帶來許多方便,洗衣粉和肥皂是家用去污的好產品,啤酒是人們喜歡的飲料,蒸饅頭時放些蘇打,饅頭蒸得美味又可口等。化學給人類生活帶來了變化,有利也有弊,汽車尾氣排放,造成大氣污染,酸雨在警告我們,臭氧層空洞威脅著我們,環保成了化學給人們生活帶來的一個重大問題。
五、多樣化學習法[3]
有機化學是一門系統性較強的課程,各章內容互相銜接,前后聯系密切,在學習的過程中,一方面,要了解每一章的學習目的和要求,抓住每一章的重點和關鍵,另一方面必須及時復習,力求融會貫通。否則會導致后面學了,前面忘了,或者對后面課程的內容不能很好的理解,甚至難以繼續學習下去。在學習的過程中要重視習題和練習,這對加深理解有機化學的原理、概念及性質,培養學生獨立思考和提高分析問題的能力很有幫助,在以后的專業課學習中將有所裨益。此外,有機化學規律性強,每一章的知識就好比項鏈的一環,要善于總結,把各章知識串成一條項鏈。只要大家認真的跟著老師的思路走,會把復雜結構式簡單化。最后,要重視實驗課的教學。綜合應用多種學習方法,迎刃而解各種難題。
總之,在緒論課上,學生也會先入為主地對授課教師產生自己的印象和看法,從而影響其以后的聽課態度,因此,上好第一節課,讓學生了解授課教師的講課方式和風格,并認同教師的授課效果,有利于提高其對該課程的興趣。緒論課位于該門課程之前,它的這一特殊地位必須要引起我們的重視。學好《有機化學》是我們學好其它醫學課程的基礎,讓我們能更好的認識身邊的事物,更好的避免有毒有害物品對人們的危害。
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關鍵詞:雙語教學;有機化學;試驗班
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)15-0055-03
21世紀是信息的時代,隨著社會的發展、科技與資訊的不斷進步,人際間的交往和地域間的交流趨于全球化。英語作為主要的交流工具之一,在信息溝通、開展合作與交流、文化傳播等方面起到了非常重要的作用。2001年教育部下發了教高[2001]4號文件[1],鼓勵積極推動使用英語等外語進行教學。指出要按照“教育面向現代化、面向世界、面向未來”的要求,為適應經濟全球化和科技革命的挑戰,本科教育要創造條件使用英語等外語進行公共課和專業課教學。此后又在教高[2005]1號文件[2]和教高[2007]2號文件[3]中分別提出“要提高雙語教學課程的質量,繼續擴大雙語教學課程的數量”和“鼓勵開展雙語教學工作,鼓勵和支持留學回國人員用英語講授專業課程,提高大學生的專業英語水平和能力”。響應教育部的號召,目前許多高校都開展了有機化學的雙語教學工作[4-12]。鄭州大學根據自己學校的實際情況,為了達到既能培養專業技術型人才,又能為國家、社會輸送具有國際競爭力的復合型人才的目的,從2009年正式啟動了化學專業本科生的有機化學雙語教學。與兄弟院校對全體本科生采取學模式、逐漸增加英語授課時間比例的“保持型雙語教學”形式不同,鄭州大學有機化學的雙語教學采用了“試驗班”教學,即從所有化學專業本科生當中選擇一個班實行雙語教學,在教學的過程中自始至終都以英語授課為主,中文為輔。在探索與嘗試中積累了一些自己的經驗,也取得了一些成績。
一、人才的選拔
有機化學雙語教學的授課教師都是選擇有海外留學背景并有豐富教學經驗,或者是在國外接受過系統的教育,取得學位的老師。授課教師不僅要求具有過硬的外語水平和專業知識水平,還要有敬業精神,愿意為雙語教學工作付出自己的時間與精力。對學生基本的要求是英語基礎要好,但更注重的是其對雙語教學的興趣,所以在參加雙語班學習的宣傳上鼓勵,但不強制。告訴學生參加雙語班并非是一種榮譽,要從自己的實際情況出發自由報名。雙語班的實質在于有機化學專業知識的學習,只是主要用母語以外的語言去學習。學生報名后,再通過筆試與面試選拔出一個由30人左右組成的班,嚴格控制人數。
二、教材的選用
作為學習的重要工具,教材是一個關鍵的因素。在比較了各種原版教材后,作為理科院校,我們采用了由美國佛羅里達大學T.W.Graham Solomons教授主編、John Wiley公司出版的“Organic Chemistry”作為授課的原版教材。該書突出的特點是時效性和實用性強,目前已出版到第十版,能使學生在學習基礎知識的同時及時掌握有機化學最新的發展動態。書中配備了大量的彩色插圖,對一些重要的內容除在文中用彩色標記外,還以注釋的形式加以強調,起到能夠加強學生注意力的作用;書中包含了與所學知識相關的大量生物化學、化工等方面內容并以獨立小節的形式出現,大大增加了所學專業知識與實際生活的聯系,增強了學生閱讀的興趣;該書還注重問題的解釋與反應機理的推導,除習題外,書末還配備了供學生小組討論的問題,大大增強了學生思考的能力與學習的興趣。同時我們向有能力的學生推薦了由John Mc Murry編寫的“Fundamentals of Organic Chemistry”以及由Francis A.Carey編寫的“Organic Chemistry”作為教學的參考書。在教學課件的制作過程中,我們也大量參考了上述兩本教材的內容。為了使部分英文程度差的學生能夠趕上學習進度,很好地消化課堂所學知識,我們還推薦了由北京大學邢其毅教授主編、高等教育出版社出版的《基礎有機化學》作為中文參考書。該書的特點是內容豐富、知識點多且總結性強,非常適合作為學生復習的參考書。學生可以用課堂上學到的知識去解釋中文課本中的結論,推導英文原版教材中沒有涉及而中文教材中出現的具體反應的機理。同時,中文課本的大量習題也可供學生練習使用。
三、授課方式
我們清楚地認識到雙語教學不等于全英教學,所以從課件的準備到課堂講授都盡量體現“雙語”的特點。對于首次出現的英文專業詞匯,在課件中注明或在課堂上講解其中文意思;尤其注意中英文的不同之處,例如有機化合物的命名規則等。但由于我們采用的是“試驗班”教學模式,基于我們的培養目標,與許多兄弟院校所采用的逐漸增加英文授課比例的模式不同,我們的雙語教學一開始就以英文授課為主,只在非常重點的部分、新的概念、難于理解的部分用中文加以說明。目的是讓學生在理解有機化學的基本概念、理論的基礎之上,能夠使用英語來進行專業課的學習和思維,并能熟練地進行表達與交流,注重的是學生聽、說兩個環節的培養,使其能夠游刃有余地參加國際學術交流,還可以為其進一步出國深造奠定基礎。為了增加學習的氛圍,我們還短期聘請了外教為學生進行某些章節的講解。此外,還鼓勵學生多進行英文專業文獻的查閱與閱讀,并多參加各種英文的學術活動。平時專門拿出時間讓學生自己進行講課比賽,由授課老師做評委,對比較突出的學生給予適當的物質獎勵,以增加學生的積極性與認同感。雖然雙語班學生的英語基礎相對都比較好,但難免有部分同學無法跟上學習進度,所以我們也注重與母語教學班的互動,盡量將兩個班上課的時間錯開。這樣,對于課堂上消化不了的內容,雙語班的學生既可以通過課下的復習,又可以通過到母語教學班聽課來解決。同時,雙語班也歡迎部分有興趣的母語教學班的學生來聽課,這樣就能達到因材施教,培養多種類型人才的目的。
四、所取得的成績與效果
經過四年時間的教學實踐,我們高興地看到鄭州大學有機化學雙語教學取得了非常好的成效。第一屆2008級有機化學雙語班共36人,有兩人分別拿到美國佐治亞州立大學和紐約州立大學石溪分校的全額獎學金攻讀博士學位,一人赴荷蘭瓦赫寧根大學深造。更重要的是,雙語班的畢業生在國內各種知識競賽及夏令營活動中表現出了非常突出的專業知識的英文表達能力及過硬的綜合素質,有22人被保送或考入北京大學、上海有機化學研究所等985高校或中科院知名院所。加上保送鄭州大學的8人,讀研率高達92%。另外三人也找到了自己滿意的工作。
有機化學雙語教學的開展順應時代的發展及國家人才戰略的需求,但目前尚缺少大量成功的經驗模式可供借鑒,因此是一項復雜的系統工程,任重而道遠,對學生和教師都是一種挑戰,各高校需要長期投入,積極探索與實踐,并通過各種渠道進行交流,以共同推動有機化學雙語教學的發展與完善。
參考文獻:
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1基礎有機化學實驗中開展研究性實驗的意義
目前,在英國、美國大學中研究型教學模式在很多課程中都有著非常好的體現。通過開設研究性課程,引導學生積極、主動地參與科研活動,將研究型教學模式貫徹到整個教學環節的始終。這對學生多方面的能力培養起了重要的作用。具體表現在以下幾個方面:提高分析和解決復雜的現實問題的能力;增強運用學習資源的能力;培養在團隊中合作學習的能力等。國內的北京大學等高校通過規范課程教學要素,大力加強課程教學重點環節的建設,主要抓住課程講授、課堂討論、課題型實踐訓練、課后作業、考核以及教材等六個主要教學要素,把這些環節轉向研究型教學模式,加速從傳統的單向型知識傳授向注重創新性教育的研究型教學轉變。“有機化學實驗”是大連理工大學基礎化學國家級教學示范實驗中心的一門重要基礎課,在多年的教學實踐中積極探索教學改革新思路,在實驗教學過程中全面引進現代化教學技術,構建開放式實驗教學模式。通過增加課前預習問答、測驗,課后集中討論等環節增加學生進行實驗預習、實驗總結的動力,對實驗教學質量的提高起到了重要的作用。然而在教學環節中,傳統的實驗教學模式還是占了很大的比重,教學大部分采用“注入式”教學模式,首先由指導教師講授實驗目的、實驗原理、實驗內容、注意事項,然后學生按照實驗教科書的實驗步驟“照方抓藥”,機械重復規定的實驗內容。嚴重降低了學生獲取新知識的動力,也降低了實驗的趣味性。因此,學生很少主動改變實驗步驟或嘗試新的反應條件[7-8]。在這種相對封閉的實驗模式中,學生處于被動地位,實驗本身缺乏吸引力,挫傷了學生進行實驗的積極性和主動性,限制了學生的求知激情和創造性思維,而且這種教學方式只是讓學生驗證實驗結果與教材內容是否符合,學生只能學到某些機械性的操作,不能獲得一個完整的實驗研究概念。這不但嚴重阻礙了學生創新能力的培養,而且也不利于學生綜合素質的培養,很難收到實驗教學應有的效果,因此,為了提高教學質量,充分調動教和學兩方面的積極性,必須改變實驗教學模式,建立新的教學模式。研究型教學模式是相對于以單向性知識傳授為主的教學模式提出來的,它改變了傳統的教學觀念和教學方法,立足于現實社會對教育的客觀要求,豐富了素質教育的實踐內涵,對創新人才的培養具有積極意義[9-10]。科學研究起源于問題,因而,實驗教學也要由問題開始,這才符合科學研究的一般規律。因此,在有機化學實驗中開展研究型教學模式的探索。鑒于有機化學實驗這門課程的重要性,結合近幾年在本學科教學科研實踐過程中的經驗總結,提出本課題的研究,目的是通過有機化學實驗課程內容的組織革新、教學方式的改變,探索出調動學生進行主動學習,引導學生自主學習、思考、分析和解決問題,培養學生的創新思維的新方法,為我校建設研究型大學本科人才培養體系貢獻力量。通過實驗教學改革,在學生的基本技能得到提高的同時更加強化其創新實踐能力,使學生從單純的知識接受者變成探索者,激發學生熱情,開拓學生思路,提高學生的創新和獨立實踐能力,為高水平人才的培養發揮更大的作用。
2基礎有機化學實驗中開展研究性實驗的方法
對于有機化學實驗教學,要想不斷提高其教學質量,除了改善硬件設施、引進現代教學手段外,還必須不斷地改進實驗教學內容、教學模式。在其教學中引入研究性教學實驗項目,從而在有機化學實驗教學中建立起相適應的研究型教學模式,形成符合創新人才培養要求的有機化學實驗課程體系。為了達到這一目標,提出如下解決方案。
2.1總體設想整個有機化學課程貫徹以問題為出發點,根據基礎有機化學實驗的特點將其分成基本操作訓練和研究性實驗訓練兩個部分。教學過程主要模式是在對基本操作和基本實驗背景講述清楚之后,通過設置如下流程“根據實驗內容設置問題—引導學生分析討論—共同得出實驗方案—進行實驗操作”引導學生對實驗結果進行討論。這樣的教學方式是引導學生自主思考,提高分析問題、解決問題能力及創新思維的必由之路。
2.2優化實驗教學內容,開設研究性實驗
有機化學實驗主要面向化學、化工專業的本科生,共包括10個實驗項目(60學時),我們將保留36學時用于基礎有機化學的基本實驗操作,主要包括:蒸餾、分餾、回流、減壓蒸餾、水蒸汽蒸餾、重結晶、薄層層析、萃取等基本操作,通過專項實驗使學生充分掌握這些基本操作的原理、要點、注意事項、應用范圍。剩余24學時用于研究性實驗,增設可供自由選擇的5個設計性實驗項目。學生在基本操作合格以后方可選擇研究性實驗項目。具體實驗項目題目擬定為:(1)廢棄食用油制備生物柴油;(2)化學發光劑魯米諾的合成;(3)熱致變色材料四氯合銅二乙基銨鹽的合成與熱致變色實驗;(4)局部麻醉劑(對氨基苯甲酸乙酯)的制備;(5)天然產物卡潘酮的合成。設計性實驗項目要有趣味性、實用性。同時也要有一定難度、并涵蓋多種基本操作技能。設計性實驗既可以提高學生分析問題、解決問題的能力又讓學生感覺到學有所用,更為重要的是能使學生了解、掌握開展科學研究的一般過程,進而加大對實驗探究的興趣。
2.3改革實驗教學方法
針對整個實驗階段的多樣性,采取相應的教學方法。對于第一階段的基本操作實驗,采用預約的上課方式,每個課堂最大容量為16人,配備實驗指導教師1名、實驗準備教師1名。師生比1∶8,保證使學生打下堅實的基本操作技能基礎。第一階段最后進行實驗技能測試,通過測試方可進入第二階段研究性實驗項目,該階段采用小組的方式進行,每4人為一個研究小組,其中一人為研究小組組長,負責實驗選題、實驗實施、工作總結并與指導教師定期溝通。每4組學生安排1名具有博士學位的指導教師負責實驗總體設計及實施,同時配備1名實驗藥品、儀器準備教師保證實驗所需物品。這一階段采取如下模式進行:(1)指導教師提出研究性實驗題目;(2)每個小組的同學經協商后達成一致意見選擇實驗項目(3)研究小組首先進行文獻查閱,設計實驗方案,由組長以PPT形式向指導教師匯報,教師和學生進行討論,確定實施方案;(4)根據實驗方案,實驗準備教師進行藥品、儀器準備;(5)研究小組學生共同完成實驗,并向指導教師提交最終產品、產品相應表征數據、實驗總結報告;(6)指導教師根據研究小組的實驗過程、實驗報告、實驗數據給出最終的成績。這種教學模式是完全以學生為研究主體,調動學生的主觀能動性,訓練學生綜合應用知識的能力,使學生了解基本的科學研究方式。同時,也培養了學生之間的團隊精神和合作、溝通能力。
2.4改革實驗考核方法
對于兩個階段的實驗過程采用不同的考核方法,在基本實驗技能培養的第一階段實驗成績包括兩個部分:平時實驗成績和基本技能考核成績。其中平時成績占總分的20%,考核成績占80%。成績合格的學生進入第二階段研究性實驗,第二階段實驗成績評定由教師根據實驗方案的科學性、創新性、實驗結果、操作規范性和結果分析進行評分。這樣在有機化學實驗的總學時、總學分不變的情況下,學生通過完成一個設計性實驗來替代24學時的練習性實驗所獲學分。這種教學內容的優化,將大大提高學生對實驗學習的積極性,也為培養學生的創新能力提供了幫助。上述的考核方式更加全面地考察學生的科學態度、創新能力、動手能力,同時也注重基本能力的培養,既夯實了學生的基礎,又給了他們更大的探索創新動力。與傳統的實驗考核方式(以實驗技能和實驗報告確定成績)相比,新的成績評定更有利于成績的客觀性、公正性。
3結語
1.1主要開發軟件的選擇MicrosoftPowerpoint以良好的開發界面,易學易用,以及與其他傳統的教學方法易于銜接的特點,受到教師的青睞,是目前最常用的多媒體輔助教學課件的開發軟件。我們以Mi-crosoftPowerpoint為多媒體課件主開發軟件,輔以Swift3D、FlashMX、Chemdraw、Chem3D等軟件。
1.2稿本的設計與撰寫基于教學大綱和集體備課,把握重點、難點和關鍵,遵循教育教學規律,根據本學科的特點和學生的實際情況,精心構思課件的結構,合理分配教學時間,注意突出重點、難點,明確各層次的教學目標。根據對教學內容與教學目標分析的結果和各類媒體信息的特性,選擇合適的教學媒體資源(如文本、圖形、動畫、影像、聲音),并把它們合理地安排在課件中;撰寫內容詳盡、概念準確、層次合理的稿本。另外,稿本適當增加部分相關的課外內容,如有機化學與可持續發展、化學史以及化學研究新動態、新技術、新理論及其在醫學領域的應用等,拓展學生的視野,將課外知識與教材內容有機結合,營造良好的學習氛圍,彌補教材相對滯后的不足。針對不同內容采用提問、引導、討論和歸納總結等多種形式進行教學,達到傳授知識、培養能力、提高素質的目的。如通過理清解題思路,培養學生思維邏輯性、嚴密性、全面性;通過一題多解,培養發散思維,提高思維靈活性。
1.3數據的采集通過多種途徑(教材、參考書籍和文獻資料、網上下載、電子掃描等)采集數據。運用Swift3D、FlashMX、Chemdraw、Chem3D等多媒體制作軟件制作有關動畫。
1.4PPT制作流程①錄入(包括文本、圖形、動畫、影像、聲音)。②界面美化。③設置超級鏈接,實現交互性。④設置放映方式。⑤調試、修改。
1.5存在主要問題和對策高校教師課件制作水平參差不齊(如不符合教學內容的特點和要求,沒有遵循教育教學規律,布局不合理,內容過度,層次不清、重點不突出以及濫用多媒體技術等),缺乏有效的監督管理及評價機制。因此,學校要加強教師現代教育技術的培訓,使他們了解并掌握各種課件制作工具的特點和使用方法,培養他們獨立制作的能力,同時建立完善的課件評審制度和多媒體教室準入制度。
2多媒體教學
2.1通過演示動態變化,將微觀、抽象教學內容直觀、生動、形象、有趣地表達出來,突出重點、突破難點,提高教學效果有機化學教學中涉及的多是一些微觀世界的內容,如有機化學的雜化軌道理論、電子效應、立體化學、結構與性質、電子云的空間圖形、反應機理等,這些內容高度抽象,單靠語言、文字和靜態圖表等傳統教學方式描述,學生難以理解;而多媒體教學具有文本、圖形、動畫、影像、聲音等綜合效果,可以改善課堂教學環境,使微觀、抽象的教學內容直觀、生動、形象、有趣地展現于學生面前。學生理解更加容易、透徹,記憶更加深刻,有效化解了有機化學教學中的難點,提高教學質量。如在講解鹵代烴的SN2機制時,課本上的示意圖讓學生感到復雜且難于記憶。這時將反應過程制成Flas的形式,從最初的一種對映體,到親核試劑的進攻,到平面過渡態的形成,到最后的“構型轉化”的形成,將中間的幾個環節向學生一一展示,同時介紹哪里鍵長變化,哪里適合進攻,使學生一目了然,取得事半功倍的效果。
2.2運用多媒體輔助教學,激發學生學習興趣,提高學生學習的積極性、主動性有機化學和其他化學課程不同,它主要以理解、推斷、記憶為主,很少涉及計算。學生學起來枯燥乏味,提不起興趣。這也是傳統的教學效果不理想的原因之一。將傳統教學和多媒體教學有機結合起來,采用多媒體輔助教學能很好地解決這一問題。如在講解對映異構時,我們先通過一些醫藥方面的實例,提出為什么分子結構看似一樣的物質,其生理、藥理作用差異顯著或截然不同?生理、藥理作用與結構有什么聯系?以引起學生的興趣和重視。再用球棍模型進行結構演示,并播放彩色分子三維結構模型、動畫,結合特寫、放大的手段展示,使學生深入理解轉動、反映、反演等對稱操作的涵義,準確判斷化合物所具有的對稱元素和是否具有手性,進一步掌握手性化合物的R、S構型的確定方法、Fischer投影式等。學生對此普遍感興趣,學習更加積極主動。
2.3運用多媒體輔助教學課件教學減少了大量書寫化學結構式、化學反應式、文字以及擺模型、掛圖時間,顯著提高課堂教學效率對于節約下來的課堂時間,教師可根據課堂教學中學生的情況靈活調整教學進度和方法、手段,為素質教育提供了廣闊空間。①進一步加強與學生的互動與交流,結合教學內容適時地穿插一些提示、提問、實例、小測驗等,使教師能及時了解、掌握學生對知識的接受程度。②給學生留下更多自主學習、討論、相互交流、練習等的時間和空間,盡量使所學知識當堂理解、消化和鞏固,同時有利于培養學生的獲取知識、分析問題、解決問題的能力。③結合相關內容,給學生介紹化學史、有機化學與可持續發展以及化學研究新動態、新技術、新理論及其在醫學領域的應用等,拓展學生的視野,營造良好的學習氛圍,在傳授知識、發展智力的同時,實施素質教育。如在講解多肽蛋白質時,插播我國著名有機化學家邢其毅等于1965年首次人工合成活性蛋白質-結晶牛胰島素的資料,在增強學生民族自豪感的同時,也認識到醫學有機化學的重要性,同時了解到科學發現的偶然性和必然性之間的關系,啟發學生從更深層次思考問題,培養創新意識。④有爭議的問題,引導學生上網查詢,引用多家學術觀點加以討論、評述,使學生通過信息檢索、有效分析、歸納自己所需的化學信息,從而促進自己認知能力的發展,有利于學生自主學習能力、合作能力和創新能力的培養和提高。
2.4存在主要問題和對策多媒體課件教學中存在信息量過大、授課節奏過快的問題,忽視了學生主動思考過程;過度使用多媒體分散了學生注意力;過多地依賴多媒體課件,照屏幕宣科,唱獨角戲,忽視了師生之間的情感交流,無法發揮學生的主動性、創造性;多媒體設施運行不正常,授課時教師很被動。因此,學校應組織專家對多媒體教學課件進行“上崗”認證,建立合理的教學質量評價體系,同時加強多媒體設備管理的后勤保障。
3對多媒體輔助教學的反思
多媒體課件教學中,教師的激情、學術修養和教師與學生之間的感情交流是不可替代的。任何優秀多媒體教學課件只有在授課教師正確運用的前提下,才能達到應有的效果。在教學活動中,多媒體僅僅是一種教學的方法和手段,而不是教學的目的。
3.1正確認識多媒體輔助教學地位,把傳統教學和多媒體教學有機結合起來,發揮教師的主導作用和學生的主體作用,提高教師駕馭使用課件能力運用多媒體課件授課,教師的講解仍然是影響課堂教學效果的重要因素,是任何多媒體課件都無法替代的。教師不僅在制作多媒體課件上需要花費大量的精力,而且在授課前仍需精心備課,把握好課堂教學的各個環節,在課堂上通過語言、語調、表情、動作等把自己的講解與多媒體的優勢有機地結合起來,才能達到提高課堂教學效果的目的。使用多媒體課件,實際上在授課環節對教師自身提出了更高的要求。
3.2不斷修改和完善多媒體課件內容和普通教案一樣,多媒體課件制作完成后也要不斷修改、完善,而非一勞永逸。一方面,要對每次課堂教學效果及時進行評估和總結,針對教學過程中出現的問題、存在的不足,進行及時修正、補充和完善,還要根據學科發展補充一些新的資料;另一方面,根據不同的教學目的、教學對象及教學層次調整或修改教學內容,“繁衍”出多個版本,以滿足不同教學的需要。此外,課件的制作,除了自己的創作以外,還要善于借鑒已有的資料(書刊、圖形、圖像、影像、動畫、課件),最終編輯、整理成適合本校學生特點的輔助教學課件,提高制作效率。
3.3控制好教學進度和畫面節奏,解決“講的太快沒弄明白”以及學生記筆記困難等問題學生學習新的課程,需要一個理解、思考的過程。采用多媒體教學,信息量大,節奏快,教師要有目的地控制多媒體的播放速度,讓學生的思維能跟得上多媒體課件演示的速度,做到當堂理解、當堂消化;避免一些諸如“講的太快沒弄明白”、“文字、聲音、圖片、影像滿堂灌”等問題的出現。針對學生做筆記困難的問題,采取一些措施來彌補。①PPT上出現的文字內容簡潔、精練,重點突出。②注意控制授課節奏,預留記筆記時間,提醒學生直接在書上做要點記錄或加注。③編制自主輔學型多媒體課件,學生可以根據自己的實際情況,靈活安排時間和地點觀看、復習和鞏固課堂講授的知識。④給學生分發與多媒體教學相配套的學習提綱或自學指導講義。
(桂林理工大學化學與生物工程學院,廣西 桂林 541004)
【摘要】目前, 《有機化學》課程的考核方法存在較多的弊端,不利于學生綜合素質的提高和創新能力的培養。針對這種情況,本文對《有機化學》課程的考核改革進行了研究,并提出了具體的改革思路和新的考核方法,效果較好。
關鍵詞 有機化學;課程考核;改革
基金項目:廣西高等教育教學改革工程項目(2013JGA151)。
作者簡介:呂慧丹,湖北鄂州人,工學博士,副教授,從事有機化學教學與研究工作。
《有機化學》是化學化工、生物、藥學、高分子材料等化學相關專業的一門公共專業基礎課,其教學任務是使學生掌握有機化合物的基礎知識(命名、性質、制備等)以及有機化學的基本規律。由于《有機化學》課程的知識點較多且分散,而規律隱藏在結構、性質之中,要真正的教好、學好這門課程, 需采用合理的教學方法和學習方法。考核方式是學習方法的導向,是學習效果的體現,要提高教學效果,必須進行考核方法的改革。
1課程考核現狀
《有機化學》課程考核的傳統方式是采用平時成績和期末閉卷筆試成績相結合的形式,這種單一的考核方法、狹隘的考核內容、強化知識識記的考核方式,導致考核僵化死板、學生死記硬背、考前臨時突擊、平時放松學習,不能真實全面地考核學生掌握和綜合運用所學知識解決問題的能力。比如, 一個考試成績優秀的同學,卻常常無法完成一個全新、不復雜的有機合成路線的設計。這就是典型的“高分低能”。本課程現行的考核分為兩個部分:一是平時成績,占30%,主要是通過上課出勤隨機點名、課堂隨饑提問、課后作業三種形式評定;二是期末閉卷考試,占較大比重(70%),主要通過命名題、選擇題、完成反應式、鑒別題、合成題、推斷題以及簡答題進行考核評定。由于閉卷考試的題量通常較大,對知識記憶能力的要求較高,而對應用能力的要求較低,導致學生的成績較差,但這并不能反應學生的真實學習情況,即考核容易出現“失真”[1]。這種考核方式存在明顯的弊端:(1)考核缺乏綜合性,考核成績以期末閉卷考試為主,容易造成“上課不聽講、下課考課件、期末背作業” 的普遍現象,產生“押考題、背重點”的錯誤導向,缺乏對平時學習態度、學習創造能力、分析和解決問題能力等多方面的綜合評定,不利于培養學生的獨立思考能力、理論聯系實際能力和創新能力。(2)采用閉卷筆試為主的考核方式,會加大學生記憶的壓力,造成“重理論、輕能力;重記憶、輕創造” 的消極后果,學生只按標準答案背書、背筆記,片面追求分數,而輕視自身技能、能力和綜合素質的提高,應試教育傾向嚴重。(3)考核方式單一,除去占比重較少的平實成績,僅用閉卷筆試的方式,只著重考核了學生的對書本知識的理解和記憶.而對學生的發現問題、分析問題、解決問題能力的培養和檢驗則考慮得很少,從而勢必忽略實踐能力的考核,并將產生重理論輕設計,輕視實驗的錯誤導向。 (4)考核次數太少,期末考試所占比重過大,基本上是“一考定成敗”,這種考試的偶然性較大,一旦學生發揮失常,就會導致考試失敗,因此這種考試結果難以真實反映學生的學習情況。這種“一考定成敗”式的期末考試,很容易使部分學生平時學習不刻苦,考試時“鋌而走險”,進行作弊,影響學風、校風。目前,本課程的教學改革已經取得了一定進展[2],但考試改革明顯滯后,這將直接影響教育教學質量的提高。
2考核改革思路
科學合理的課程考核對教學不僅具有反饋、調節、評價、促進作用,而且能轉變學生的學習方式.調動學生學習的積極性和主動性,培養學生的創新精神和實踐能力[3]。為了促進學生自主學習能力的培養,全面衡量學生的學習情況,必須擯棄“為應試而學、為應試而教”的“應試教育”考核方法,進行考核方式的改革。堅持以素質教育為目標,由考核知識記憶轉變為考核知識應用、考核綜合能力、創新能力。結合本課程的教學目標和特點,采取靈活多樣的考核方法,進行多次不同方式的考核,如平時考核、期中測驗、課題設計和答辯、期末考試等方式。具體考核思路如下:(1)平時考核以課堂點名、課后作業和課堂提問或課堂做題為主.主要考察學生的治學態度和課堂內容理解能力;(2)期中測驗以10周的理論教學內容為對象。通過課堂閉卷考試,反映學生掌握基本理論基本知識的能力,幫助學生及時的復習、鞏固所學知識;(3)學期中期,布置課題設計任務,要求學生自行選擇一個新型有機化合物的合成為課題,3人組成一個小組,通過查閱文獻,利用所學知識,設計合理的合成路線、合成方法,并寫出可行性報告進行論證, 分析其應用價值和實際意義,學期下旬上交項目報告書,抽取部分同學參與打分,這種考核方式將所學的有機物化學性質與有機合成研究前沿聯系起來,培養學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力,不僅考察學生所學知識水平.而且考核實踐能力、創新思維、團隊合作等多方面的能力,另外,學生參與打分,將學生作為考核的主體之一,有利于提高學習積極性,使他們變成學習的主人,他們既是被考核的對象,又是考核的“老師”;(4)期末考試以開卷與閉卷相結合的方式進行,閉卷考試以命名、選擇、完成反應式、鑒別、合成、推斷題為主,注重考核基本概念、基本原理、基本化學性質,以及知識點之間的綜合能力,開卷試題均是大題,學生可自行選擇一題,根據教材、筆記、復習資料等進行歸納總結陳述解決問題,從書本上無法直接找到答案的。開卷考試可在閉卷考試之前進行,通過開卷考試把教材和各知識點進行了復習和鞏固,提高閉卷考試的效率。通過這樣的全方位多層次的考核最終按比例綜合得出學生的課程成績。這種方式可以很好地化解學生為了期末應付考試而進行突擊甚至考場作弊的做法.比一次性考試更能反映出學生經過學習后獲得的基本知識水平和培養成的實踐能力,能夠較好地衡量教學效果。
3考核改革的具體做法
本課程考核方法的改革包括四部分:
3.1平時考核
平時考核以課堂考勤、課后作業和課堂提問或做習題四種形式進行。在設置授課計劃時,根據18周的教學安排,進行6次課堂隨機點名,8次課后作業、隨堂問答或課堂做題,每人至少一次機會。課堂點名主要是考核學生的治學態度,提高課堂教學出勤率,督促學生認真學習;課后作業主要是以每章的課后習題為主,考核學生對本章知識點的掌握情況,要求學生在規定時間內完成并上交,批改后記錄成績,讓學生實事求是完成,允許大家互相探討.但不允許互相抄襲,批改時發現有90%雷同,視為抄襲,加大抄襲的懲處力度,如抄襲一次,平時考核成績記為0分;課堂提問或課堂做題,根據當堂課的教學內容而定,考查學生的現場理解能力,表達能力和思考能力,促使學生積極地參與課堂教與學,形成良好的師生互動,形成反饋機制,改進教學質量,對于積極配合教學、主動發言并正確回答問題的同學,可適當加分,對于上課玩手機、講小話的同學進行扣分。
3.2期中測驗
為及時檢查學生的階段學習情況,使學生了解自身學習狀況,調整學習方法,進行期中測驗。當學生完成一定的學習任務后.通過階段性課堂測驗來對學生進行考核.目的是測試學生的階段性知識掌握情況,以調整教學進度,幫助學生改進學習方法。根據教學安排,第十周進行一次課堂閉卷筆試,試卷設計時盡可能涵蓋所講的知識點.試題量要足夠,讓學生無暇考慮作弊的事情。
3.3課題設計
學期中期,布置課題設計任務,讓學生通過查閱資料,應用所學知識,積極發揮創新思維能力,分小組合作完成一個研究項目報告書,題目類型是具有實際應用價值的新型有機化合物的合成。論文以小組形式分工合作完成,3-4人一組,要求小組成員必須明確分工,論文準備階段所有組員參與搜集背景資料"素材和小組討論,確定論文選題,具體工作包括收集整理資料, 報告書撰寫,答辯ppt的制作,演示文件,交流報告,回答問題等。選題可根據老師提供的參考選題確定,也可以是自己感興趣的與學科發展相關的選題。項目報告書應包括課題研究的背景與意義、研究路線、合成方法、可行性分析等。學期末,將課題設計報告書上交,抽取20%學生參與評分。以項目報告書完成的情況作為考核指標,具體包括:完成項目的態度、項目報告質量、依據、結構與性能分析、合成方案、實驗測試的方法與結果等、資料查閱情況、團隊合作、應變能力、表述能力、外語能力等。本項考核方法的目的是培養學生的創新能力、自學能力、綜合素質和知識應用能力。
3.4期末考試
期末考試以開卷與閉卷相結合的方式進行,開卷考試在前,閉卷考試在后。開卷考試均是大題,在書本上無法找到答案,根據教材、筆記、復習資料等進行歸納總結陳述解決問題[4]。閉卷考試以命名、選擇、完成反應式、鑒別、合成、推斷題為主,目的是考核學生對基本概念、基本原理、基本化學性質的掌握,以及知識點之間的綜合能力。閉卷考試的時間為100min,開卷考試的時間為20min,其中,閉卷部分90分,開卷部分10分。
四個考核部分的成績分布情況;(1)平時成績占15%;(2)其中期中測驗成績占30%;(3)課題設計報告占15%;(4)期末考試占40%,其中每一項的滿分是100分,按比例組成本課程的總成績。
4考核效果
以本校高分子專業11、12級學生作為考核對象,對本門課程的考核,采用了這種新的、多樣化的考核方式相結合的形式進行了課程考核改革,達到了以下效果:
4.1學生的自主學習意識、自主學習能力明顯提高
平時考核中,增加課堂提問或課堂做題環節,使學生在課堂上時刻保持精力集中,自覺主動的去理解教學內容,形成良好的互動,同時降低了缺勤率;期中考核幫助學生及時了解學習效果,對于考試結果不理想的同學,敲響警鐘,及時調整和改進學習方法,把盲目被動的學習變為主動學習;課程設計報告的選題與撰寫,學生在查閱資料、完成項目報告書的過程中,能復習、及時消化本門課程的基礎知識,同時學到很多課本以外的知識,拓展知識面,接觸科技前沿,激發學生的學習興趣,從而更加主動的投入到學習中去。
4.2綜合素質、創新能力顯著提高
通過小組合作完成課題設計,學生的獨立思考能力、解決問題和分析問題的能力得到提高,對本課程研究領域產生強烈的探索欲,培養了自覺研究、學習新知識的能力。在已學有機知識的基礎上,充分發揮合理想象,設計一種新的有機物的合成路線和方法, 能有效培養學生的創新能力。
4.3教師的教學水平和科研水平得到提高
對學生進行綜合量化考核,全面、客觀的反映學生的學習效果,對教師提出了更高的要求,要求教師設計出科學合理的考核方法,并根據學習情況反饋不斷改進教學方法,提高教學水平。課題設計部分,要求教師對本學科有深厚的理論功底和豐富的科研實踐經驗,在指導學生開展課題設計的過程中,教師自身的科研能力也得到提高。
4.4課程優秀率達10%以上,通過率達90%以上,平均分達到80分
參考文獻
[1]張平樂.“211”人才培養模式下學生課程考核和學業評價方式改革研究[J].長春理工大學學報,2011(3):128-129.
[2]呂慧丹,劉崢,劉勇平.布盧姆認知分類法對有機化學教學的啟示[J].廣州化工,2013,41(20):166-167,186.
[3]李子彥.對當前高校課程考核改革的思考[J].湖北函授大學,2012,25(7):16,38.