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关键词:分组式教学;无机与分析化学;教学无机与分析
化学是是研究化学基本原理、无机化合物的性质及其规律和化学分析、简单的仪器分析的方法及其应用的课程,该课程是深入学习其它大学化学课程的基础。目前该门课程是我校化工、轻化、环工、生工、制药等专业的本科一年级学生专业基础课,共80学时,开课时间为第一、二学期,基本操作与化学基础实验24学时,第一学期开设,化学与仪器分析实验36学时,第二学期开设。使用的教材是浙江大学主编的“十一五”国家规划教材。课程组根据学生学习情况和教材的内容将无机化学和分析化学涉及的四大反应和化学反应平衡的内容整合在一起讲授,元素及其化合物性质与分析化学中沉淀滴定原理、氧化还原滴定方法和试样分解结合在一起讲授[1]。无机与分析化学理论课课堂教学中,主要以教师讲、学生听为主,在课堂上学生提出疑问的机会少、相互交流的机会少。在讲到一些理论性较强、较抽象的章节如物质结构基础这一章时,往往有大部分同学觉得很难理解继而丧失学习的兴趣。为了提高课堂学习效果,有必要认清单纯运用讲授法的缺点,改革教学方式,将分组式教学引入到无机与分析化学教学中。
一、无机与分析化学教学中单纯运用讲授法的弊端
(一)不利于学生主体性发挥
在无机与分析化学的理论课上教师往往采用讲授法将知识灌输给学生,学生被动地接受知识,虽然在传授知识方面是高效的,但如果教师讲解知识的过程中忽视学生的体验,往往会使讲授内容枯燥乏味。如果教师在讲授过程中不注重与学生互动,引导学生积极思考,那么这样的课堂对于培养学生的思维能力起不到应有的作用。学生在无机与分析化学课堂上相互交流的机会少,他们作为一个完整的人的广阔发展空间被限制在狭窄的认知领域,他们的情感体验被忽视,他们的个性得不到发挥。容易产生“身在曹营心在汉”的学习状态和厌学情绪。
(二)不能因材施教
学生个体的智力发展水平有很大的差别,不同地区高中化学学习程度也有很大的差异,有的学生没有系统学习过化学,有的学生参加过化学竞赛并获奖,这就需要针对学生学习化学的基础因材施教。而在大班授课时很难做到因材施教,基础差的学生跟不上老师的思路,基础好的学生容易“吃不饱”。往往在讲授无机与分析化学课程时,学习基础好、肯在课后用功的学生和学习基础不好而又不肯在课后用功的学生在几节课讲完之后就会有很大的差别。学习用功的学生能够独立完成作业,课堂上能跟住老师讲课的思路,学习不用功的学生抄袭作业,课堂上不注意听讲。长此以往,会出现学生的两极分化现象,最终影响考试成绩,不利于提高学生学习化学的能力和让每个学生的才能都得到提高和自由发展。
(三)不能有效地激发学生学习兴趣
长期以来,学生习惯于从教师那被动地“听”来知识,依赖于教师帮助分析问题和解决问题,逐渐形成学习上的惰性,不利于学生学习主动性和积极性的培养,沉闷的课堂氛围也不利于激发学生的学习兴趣。教学中往往会形成教师讲课讲得很清楚,学生听起课来很明白,做起题来很迷糊的状况。如果教师“满堂灌”,学生被动听,教师不注重学法指导和启发学生积极思考,就更不能有效地激发学生学习动机。
(四)不利于学生能力的培养
在无机与分析化学课程教学中,传统的教学方式往往是教师一言堂,课堂气氛沉闷,对于上课不提问学生的教师来说无机与分析化学教学的课堂就是满堂灌。这不仅不利于培养学生的独立学习、独立思考的能力,也不利于学生分析问题、解决问题的培养,更不利于培养学生沟通能力、语言表达能力。课堂上既没有学生的合作交流与讨论,也没有深度的思考和判断,以学代思、重学轻思的现象十分普遍,忽视学生在学习过程中的学思结合。实验作为无机与分析化学课程的重要部分对于培养学生的实际操作能力,巩固所学的基础理论知识具有重要的作用,但在基础化学实验教学中学生往往只是照方抓药,虽然基本操作能力得到一定的锻炼,但创新思维并没有得到锻炼、创新能力并没有得到提高。鉴于单纯运用讲授法存在以上缺点,教师探索了分组式教学在无机与分析化学课程教学中的应用,在激发学生主动性和学习兴趣方面取得了显著成效。
二、采用以学生为中心的分组式教学
根据马斯洛的需求层次理论,人除了有低层次的需求如生理需求、安全需要外,还有高层次的需求如尊重需要、自我实现的需要等[2]采用分组教学能够有利于教学中以学生为中心,满足学生更高层次的需求。分组教学是教师将学生分成若干小组,使学生在组内有明确的分工,学生完成自身所分担的任务,通过互相合作共同完成小组学习任务的一种教学方式。在无机与分析化学教学中运用分组式教学能够调动每一名学生参与课堂教学,培养学生的学习积极性,调动学生积极思考问题、充分展示自我,使学生语言表达能力、组织能力、合作能力等都得到提高。在实施分组教学的过程中要注意将学生科学分组、合理分工,对小组内部学习活动严格监督、建立合理的考评机制,同时教师要加强与学生的沟通,注重课堂教学过程中的总结与指导。
三、应用分组式教学的注意事项
(一)科学分组、合理分工
由于是大班授课,因此如何科学地分组、合理分工是教师首先要解决的问题。将学生按寝室分组可以方便学生课后的交流学习,是一种可取的分组方式,经过教学实践证明,采用按学生学号分组、按学生自愿分组、和按寝室分组三种分组方式中,按寝室分组的学生期末考试平均成绩高于其他两种方式分组的考试平均成绩。按寝室分组后,每个行政班有4~5个小组。每小组6名学生。分组后要明确各组员在小组的任务,设立组长1名,负责组织组内的成员学习与讨论等;记录员1名,负责记录小组内各位同学的学习表现;材料员1名,负责收集学生讲课所需的资料;汇报员1名,负责向教师反映组内学生学习情况;检查员1名,负责检查组内学生作业情况;监督员1名,负责监督各组员是否履行自身的职责。组长可以根据组内同学的情况调整各组员的负责事项,教师可以根据情况调整组长。
(二)严格监督、合理考核
学生在小组内的学习及课堂表现,与其平时成绩挂钩,并由组内的记录员协助教师完成平时成绩的记录工作。如主动回答问题的学生平时成绩按回答问题的情况加0~2分。主动讲课的学生按讲解内容和讲课情况在平时成绩中加2~4分。如果学生无故旷课或不能及时交作业等,则该组的每个成员的平时成绩都要扣分[3]。如果在期末考试中某小组学生的成绩没有不及格的,则该组平时成绩每人加1分。
(三)加强指导、注重沟通
分组式教学将一些难度不大的教学内容分成若干部分让不同小组学生自己讲解,一方面加深了学生对所讲内容简介的理解,另一方面使学生的表达能力得到充分地锻炼和提高。这种方式打破了理工科课堂沉闷的气氛,充分锻炼了学生的语言表达能力、团队合作能力,提高了学生的综合素质,增强了学生间的互帮互助、团结共进。将学生分组并布置适当的任务后,教师要加强对学生的指导,告诉学生收集资料的方法,一方面在课前给学生提供必要的讲课资料,如讲课用的讲稿等,指导学生制作PPT,在学生上讲台之前进行必要的试讲把关;另一方面,在学生讲完之后师生进行必要的总结和点评,让学生知道学习的重点,掌握学习的难点,了解讲解过程中哪些是值得肯定的,哪些是存在问题的。
(四)注重总结、及时反馈
无机与分析化学课程总结分为每节课的课堂小结和每章讲完后的章节小结。课堂小结要针对学生课堂讲课情况及时纠正讲解内容及方法上不恰当之处,鼓励和表扬学生讲解独到的地方。章节小结要提纲挈领,以图示的方式(如图1)帮助学生记住学习重点,对教材的内容进行高度概括。要求学生在每学完一章内容后自己将本章内容总结到一张纸上,使学生掌握原子结构、元素与化合物基本性质、酸碱反应、氧化还原反应、沉淀反应和络合反应有关理论及计算,了解紫外—可见分光光度法的原理和方法。对于学生的作业普遍存在的问题及小组内批改作业发现的问题要及时讲解,以免影响后继学习。
四、分组式教学在无机与分析化学教学中的应用效果
(一)增强了学生自主学习兴趣
分组式教学实现了在课堂上从以教师为中心向以学生为中心的转变,从以知识传授为中心向以能力培养为中心的转变,提高了学生的自主学习意识,增强了学生自主学习兴趣。教师在讲前言课时将本课程的学习方法、教学方法讲清楚,做好分组和任务布置。学生在小组学习中互相合作、共同学习,学生间的合作与交流机会增多,提高了学生的学习效率和学习热情。教师提前布置的教课任务增强了学生的主动学习的意识,学生的学习与交流由课堂到课外,让学生提前学习、做“小先生”的方式增强了学生的学习兴趣,提高了学生学好无机与分析化学的自信。
(二)活跃了课堂气氛
让学生分组学习、讨论,讲授部分内容,对活跃课堂气氛起到了显著的效果[4]。课堂上经常爆发出学生们对同学鼓舞的掌声。教师在讲课时经常提问调动学生积极思考,把重点内容转化为问题提问学生。如在学习物质结构基础时四个量子数是一个重点的内容,在学习这部分知识后提问学生四个量子数的取值和意义。教师告诉学生每一组量子数都是薛定谔方程的合理解,一组量子数确定后就能够描述特定的电子运动状态。要求学生将宏观物质和微观粒子运动状态区别开。同时,在讲这部分内容时通过讲一些科学历史故事如密利根油滴实验、光电效应的发现实验等提高学生的听课兴趣。
(三)实现了因材施教
在无机与分析化学课程教学中,为了避免好的学生“吃不饱”,后进生跟不上,教师将搜集到的多个学校的教学课件分享给学生,让学生在业余时间学习。利用分组学习充分发挥不同学生的才智,在小组内学生可以取长补短,化学基础好的学生教基础差的学生,学生间互相学习,利用学生的集体荣誉感激发他们的学习动机,使学生在小组内合作学习与小组间竞争环境中充分发挥自身的潜能,更有利于因材施教。
(四)提高了学生能力
通过分组学习,让学生在组内担任不同角色,讲解部分内容,既培养了学生查阅文献的能力,提高了组织能力和沟通能力,又培养了学生自主学习能力和制作课件的能力,还锻炼了学生的语言表达能力。通过小组内合作培养了学生的团队意识、互助精神,增强了大学生的集体主义荣誉感,增进了同学间的友谊。学生通过承担组内责任、在学习过程中团结协作,学会学习、学会做事、学会做人、学会合作、实现共同进步[5]。
(五)促进了教学相长
让学生走上讲台自己讲授部分教学内容有助于教师熟悉学生的理解方式,更有利于教学相长,进一步提高教师的教学水平。教师作为指导者要尽可能多地为学生学习提供各种信息,因此需要查阅更多的资料并引导学生利用各种教学资源,让学生了解查阅文献的基本方法。教师在课后加强了与学生的沟通和交流,对学生在课堂上讲解的内容给予及时点评并让学生做出评价有利于培养学生的反思习惯。在无机与分析教学中应用分组式教学法并不是完全抛弃讲授法,对于一些难点的内容还是应该以教师讲授为主,小组讨论为辅,否则完全让学生代替教师讲授不容易把难点讲透,学生们听不明白就容易引起畏难和厌学情绪。分组式教学法实现了因材施教,提高了学生各方面的能力,是对传统的讲授法的有益补充。
参考文献:
[1]贾之慎.无机与分析化学[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2]马斯洛.马斯洛人本哲学[M].北京:九州出版社,2009:52-57.
[3]张华山,郭小峰.“无机及分析化学”课程教学与体会[J].中国大学教学,2013(10):49-51.
[4]何春元,余维虹.高等数学大班课实施“分组讨论式”教学的实践与思考[J].大学数学,2010(5):15-17.
【关键词】生物化学;项目化教学 ;动物科学;效果
项目化教学是指师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。它是“行为导向”教学法的一种。一个项目应是项计划好的有固定的开始时间和结束的时间的工作。原则上项目结束后应有一件较完整的工作成果。 其过程主要包括五步第一步明确项目任务: 教师提出工作任务同学讨论; 第二步制定计划:学生制定工作计划 教师审查并给予指导; 第三步实施计划:学生分组操作及明确分工 合作完成;第四步检查评估:学生自我评估 教师评价 第五步:归档或应用:记录归档,写出工作任务报告,可能情况下应用实践。[1-3]
《生物化学》是动物科学与技术专业一门专业主干课, 多年来,学过《生物化学》的学生无论是本科生还是高职生都普遍感觉比较难懂,比较抽象,实用性差,更有甚者称其为“天书”。为了更好地结合高职动科专业的岗位实际,通过企业调研,研究团队开发了岗位项目化教学设计并在教学中实施,收到了显著的效果,具体设计方案如下
1.课程地位与作用
1.1课程定位
动物科学专业分为宠物、畜、禽、经济动物和实验动物的饲养管理和水产养殖动物的饲养管理两大能力模块课程体系, 生物化学是培养这两大模块中都要用到的饲料生化检测和疾病临床生化诊断基本技能的一门重要的专业核心课。其在课程教学体系中的地位见图1。
1.2教学目标
1.2.1 知识目标 掌握蛋白质、核酸、酶的结构、性质和生物学功能;熟悉维生素 的种类、性质和功能;糖、脂类、蛋白质和核酸在体内的代谢过程; 掌握饲料检测、水产动物疫病检测和饲养动物临床生化检测等相关生化指标。
1.2.2能力目标 能掌握微量滴定、分光光度法、层析、电泳、ELISA、PCR等基本的生物化学实验技能。能使用天平、分光光度计、离心机及电泳仪等设备 能进行饲料检测、水产动物疫病检测和饲养动物临床生化分析操作
图1 “生物化学”课程定位
1.2.3素质目标 培养学生独立观察、分析问题和解决问题的能力;养成良好的学习习惯和学习方法;培养学生团队合作意识。
1.3课程开设与学生职业生涯规划 近年来,动物科学与技术专业毕业生主要从事宠物、水产动物、畜、禽、经济动物和实验动物的饲养管理,各种动物饲料、宠物食品的质量检测等工作,在这些工作中广泛地应用到生物化学知识和技能。生物化学在动物科学与技术高等职业教育中主要发挥为《水产动物疾病防治技术》、《水产动物营养与饲料学》、《动物疫病》、《动物普通病》、《动物营养》等后续课程提供必需生化知识和技能的作用,同时为学生在宠物养殖企业、实验动物和畜禽养殖企业、动物园、饲料检测单位和水产养殖等单位进行毕业顶岗实习和从事宠物、水产动物、畜、禽、经济动物和实验动物的饲养管理,各种动物饲料、宠物食品的质量检测等工作储备丰富的生物化学知识和技能,并为学生毕业后考取饲料检测工和水产养殖技术中级工等资格证书奠定基础。
2.课程设计
2.1课程设计构思
根据对2010和2011届动物科学与技术专业毕业生就业单位岗位所需生化技能调查,本课程设计力图实现几大突破:
2.1.1任务驱动教学:根据企业单位岗位项目所需完成的工作任务设计教学内容:分为3大项目、12个工作任务、8个教学情境,改变了过去按照学科体系进行教学设计的传统教学模式.
2.1.2工作过程模拟:与相关企业合作,利用校内校外实训基地进行教学, 每个工作任务都模拟真实工作过程,使学生在完成工作任务后可以系统地掌握相关工作技能和知识点。
2.1.3应用化的知识点讲解:删减生物化学中一些抽象与空洞的理论和结构,让学生掌握最基本的知识点的同时,更多讲解生物化学知识在工作和生活中的应用。
2.1.4技能当场掌握:通过技能考核的方法,对学生的相关操作技能进行考核,给出考核成绩,确保每一位同学任务中所涉及的操作技能.
2.1.5融入考证内容:教学内容结合了饲料检测工\水产养殖中级工考证中对于生化知识点的要求。
2.2岗位职业能力分析如图2
图2 岗位职业能力分析图
2.3岗位教学内容设计
根据动物科学与技术专业的培养目标,行业企业发展要求、职业岗位工作需求、职业资格标准和培养可持续发展的动物科学与技术高级技能人才的需要,以宠物、水产动物、畜、禽、经济动物和实验动物的饲养管理,各种动物饲料的质量检测生产岗位中所用到的血液生化分析、尿液生化分析 、病原体分子生物学诊断 、饲料营养成份和有害物质生化分析等关键内容为依托,将教学内容分为3大项目、11个工作任务,设立了8大学习情境来完成这11个工作任务。(详见表1)
项目按照各种饲养动物普通病临床诊断时要用到的生化检测技术、饲料检测单位要检测的饲料生化指标和水产养殖企业动物疫病的常见临床生化诊断技术来设计的,同时兼顾生化知识点的从易到难原则。
3.教学内容的组织与实施
每一个教学情境都模拟真实工作情境,按照教学做一体化的形式来组织教学。例如在第三大教学情境“酶联免疫吸附技术检测饲料中的克伦特罗”这一部分,要完成的工作任务是饲料中克伦特罗的检验,教学情境如下图:
图3学习情境三 教学组织与安排图
这样在每个教学情境完成后,学生即掌握了相关工作技能和知识点,又锻炼了学生独立观察、分析问题、解决问题、团队合作、查阅资料和口头表达等能力。
4.教学方法
课程教学过程中综合运用多种教学方法。
4.1专题讲座法:教师讲解任务完成所需的知识点的同时,聘请企业专家讲解生化最新技术。
4.2案例教学法:如在第一个学习情境“饲料检测中常检测的氨基酸指标”中教师举出如果你是一位饲料检测员,要对一批饲料进行必需氨基酸成份的分析,请设计方案,让学生共同设计工作方案,这样有效地锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。在真实工作时心中就有了自己较为成熟的方案。
4.3全程化考核法:在每次的工作任务完成后,都要对学生进行技能考核,有条件聘请企业人员参与技能考核结合教师组织技能考核。
4.4师生互动和角色互换法:通过要求学生查阅知识点在相关工作中的应用和相关工作任务的应用并上传网站,增加师生互动的力度;通过讨论课的形式,请一些学生上台讲解所在小组查阅资料和完成工作任务的总结,有效地实现师生角色互换。利用课程网站教学资源和论坛,增加了学生与教师、学生与学生、学生与企业专家之间的互动,学生可随时提出问题,由教学团队老师和企业专家解答。
5.教学效果评价
5.1学生学习效果评价
宠物、水产动物、畜、禽、经济动物和实验动物的饲养管理,各种动物饲料的质量检测生产等工作和饲料检测工的考证中对相关生化技能和知识点的要求,采取技能考核的形式,重点考核学生在工作任务中操作与结果分析等职业能力,并对学习和应用上态度认真有创新的学生加以鼓励。
5.1.1知识点考核部分:聘请企业专家协助教师团队共同出卷考试占总成绩30%。
5.1.2技能考核部分:聘请企业人员参与技能考核结合教师组织技能考核占总成绩30% 。以分光光度计技能考核表为例,见表2。
表2学生技能考核表
姓名: 学号: 班级:
考核项目 评分标准 得分
分光光度计的设置 正确(10分)
比色皿的使用 拿法(10分)
润洗方式(10分)
加入液体量(10分)
比色皿放入分光光度计的位置(10分)
样品的测定 准确(20分)
用后处理 正确(10分)
操作熟练程度 熟练(20分)一般(10分)、不熟练(5分)
5.1.3职业基本素质与态度考核:在平时技能操作的过程中,注重教师、企业人员、组长和本人多方考核学生的纪律性、认真程度、耐心、分析解决问题能力、报告书写、团队协作能力占总成绩40%,见表3。
5.2教师授课评价
实行行业、企业、同行、督导和学生评价相结合的方式。[4-5]
6.项目化教学的效果
通过对2009级和2010级学生问卷调查结果见图4:
图4 实行(2010级)和未实行(2009级)项目化教学效果比较图
从图中可见,80%以上的 学生在工作中用到生物化学的知识和技能,但从教学效果来看实行项目化教学的学生(2010级)比未实行项目化教学的学生(2009级)对教学效果的满意率高43%,满意率达91%,可见项目化教学取得了良好的教学效果,深受学生的欢迎。
参考文献:
[1]应力恒.基于工作过程的课程项目化教学改革.中国职业技术教育, 2008 .22
[2]洪霄 付彬 李涤非高职院校项目化教学探讨.中国成人教育,2008.11
[3]皮连根.高职汽车检测与维修技术专业项目化教学探索. 职教论坛,2007 .12
[4]侯文顺 胡英杰. 关于项目化教学改革的考核评价探索.辽宁教育行政学院学报, 2008 .9
[5]龙芳。高职项目化教学课程考核模式研究。职业教育研究,2009.2
作者简介:
张永霞:(1977-)女,硕士研究生,上海农林职业技术学院教师,副教授,研究方向为生化检测及职业教育理论。
王金福:(1977-)男,硕士研究生,上海农林职业技术学院教师,副教授,研究方向为动物流行病学。
一、武术教学中文化教育的缺失
1.武术教学的文化性受西方体育竞技思想侵袭
传统教学中,学校在传授武术时,同时向学生传授精兵强国的思想。在后,大量的外国新式武器流入中国,使我们国家减少了很多学习武术与坚持练习武术的人,贫弱人群也随之增加。在20世纪20年代初期,我国下发规定,要求各个学校将武术纳入到体育教育课堂中。但是,受西方体育的影响,武术教学采用体育兵操方式,训练方法也越来越复杂。如今,随着体育观念的不断深入人心,体育兵操式的教育方式逐渐被反对,更加倡导以强身健体为主要目的武术教育方式。
散打和套路是武术教学的主要内容。以散打为例,不能将西方的拳击作为指标,要以我们传统的武术作为参考,使武术的内涵能够释放出来,而不仅仅是肢体上的冲突运动。没有文化作为基础的武术就只剩下了娱乐性和健身性。在经济全球化的浪潮中,我们要保持自身文化的特色。
2.文化教育性随着武术理念的变化而变化
我国传统的武术在长期的发展中,不仅是一种体育项目,还是中国传统文化中的一部分,是勤劳智慧的中国人民创造出来的文化产物。武术是人们追求健康体魄的重要途径,也是提高人的内在与外在气质的重要方式。
改革开放初期,我国的武术教学也存在被西方影响的现象。但是西方的体育教学思想所体现出的是西方文化特征的教学理念,他们创造学科的背景与目的和我们并不相同,因此不能随意参考。武术不仅是简单的踢腿训练,它有着其特殊的武术精神,我们不能使武术学习成为表面文章,使其逐渐趋向于娱乐化。
二、重塑武术教学文化教育性的途径
1.注重传统武术的教学
我国多种多样的武术拳种是西方武术所不能比拟的,它不仅是一项健身运动,还是我国传统文化的组成部分,承载着我国多年的历史进展。这些武术拳种通过对练、徒手、机械等多种方式进行训练,同时也具有文化、技术、精神、情感等特性。在教学的过程中,我们首先要选择用传统武术教学来替代以前的竞技武术教学的方式,并根据地域的区分来选择不同拳种的新教学方式。
2.营造武术教育的大环境
通过营造良好的学习氛围,建立起学习武术的大环境,是武术教学过程中一个重要的环节。传统文化是武术教学的基础,文化的范畴包括社会学、哲学、历史学等各种学科,而武术也是很多学科的基础,通过武术我们可以了解到历史学、兵学等同样重要的知识,将这些知识与武术相结合,能够相得益彰。学校在教学方式上要不断??新,让学生在一个良好的传统文化的教学氛围中,激发起对武术这一传统文化的热爱,对传统文化的认识的得到全面提高。
3.传播传承文化继承的教学理念
学生要学会对自己国家的文化进行传承,要有这种思想意识与责任感。在提高武术技术能力的同时,还要加强对武术理论知识的学习,能够全面地了解传统文化的魅力,使自己成为向世界传播民族文化的使者。学校在教学的过程中应该加强学生的全面发展,使学生能够自主地提高对祖国文化的崇敬之情,从而燃起学习的热情。
在课堂的教育中,教师通过采取多种多样的教学形式加深学生对武术各方面知识的了解,也对武术教学中文化的传播有着积极深刻的意义。
关键词:无机及分析化学;设计性实验;教学改革;创新能力
1开设设计性实验的必要性
在传统的无机及分析化学实验教学过程中,学生总是先预习,总结操作要点和注意事项,然后老师课堂讲解目的要求、实验原理、分析实验过程中可能出现的这样和那样的问题,最后由学生动手操作,老师巡回指导。这样培养的学生虽然基本操作得到了训练,但缺乏发现问题、分析问题和解决问题的能力,更缺乏开拓创新思维。他们一旦走向工作岗位或继续深造,很难从容应对。其弊端具体表现在以下三个方面:(1)不利于体现以学生为主体的教学原则。传统实验教学模式,教师处于教学中心地位,是知识的传播者和灌输者,学生是知识的被动接受者和灌输对象,不利于学生的学习积极性和主观能动性的发挥。(2)不利于学生创新能力的培养。创新想法往往产生于学生主动获取知识、发展能力的过程中。无机及分析化学设计性实验为学生提供一种主动探寻的环境,提供一种原型启发,学生在此基础上进行积极的联想,进而产生创新想法。传统实验教学模式,学生按照规定的步骤按部就班地操作,没有主动探寻和独立思考的过程,不利于创新能力的培养。(3)不利于学生实验技能的提高。传统教学模式从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。学生简单地模仿、机械地操作,对教材和教师的依赖性很强,不积极思考,不利于学生个人潜能的发挥。
2设计性实验的特点
无机及分析化学设计性实验,是让学生应用所学知识,根据指导教师提供的实验题目,自主查阅参考资料,根据已有的实验仪器和药品,自主设计实验方案,自拟实验操作步骤,自己配制溶液和标定标准溶液,在规定的时间内完成实验。学生做完实验后,独立处理实验数据,分析实验结果,最后以小论文的形式写出完整的实验报告,从而让学生经历一次科学实验过程的基本训练。
3设计性实验的实践操作
3.1 设计性实验的开设内容
首先在实验内容的安排上[1],普通实验与设计性实验的比例为3:1 或4:1为宜。学生经过一定学时的普通实验训练后,基本掌握了有关理论基础知识和实验操作技能,在此基础上进行设计实验。整个设计性实验的内容应遵从循序渐进,由浅入深,先易后难的原则。我院开设的设计性实验分为3个层次:(1)基本设计性实验。如混合碱或混合酸中各组分含量的测定,鲜牛奶酸度及钙含量的测定,钴、镍混合液的离子交换分离及含量分析等。在这些实验中,学生按自己的兴趣,经历了从失败到成功的实践体验,增强了自信心,体会到了设计性实验的乐趣,为更高层次的设计性实验打下了基础。(2 综合设计性实验。与第一层次相比,这是对学生实验基础和基本技能进行相对提高的训练。如高锰酸钾的制备及纯度分析,三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备及纯度分析等。在这些实验中,学生综合应用无机合成和分析化学等基础知识,提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。(3)创新设计性实验。这类实验是在前两个层次实验的基础上,为加强学生的创新能力开设的,属于较高层次的设计性实验,实验题目可以从教师的科研课题转化而来,也可从学生自己发现和感兴趣的题目中来,实验时间也应相对放宽松一些,一般是两周。如三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及表征,复合金属聚硅硫酸盐的制备与性能研究等实验。
3.2 实验方案必须严格把关
面对同一个实验题目,全班学生肯定存在多种不同的实验方案,这时指导老师必须认真审查,充分肯定那些科学性较强,设计较合理,实验路线较短,成本较低,原料转化率高,产品易分离提纯的实验方案,并且定时给予指导,及时反馈这些同学的实验经验或教训。而对于那些实验方案一般,设计的科学性不强,甚至存在一些缺陷的方案,指导老师必须及时与学生沟通,帮助他们查阅有关知识资料,重新设计实验方案,引导学生充分发挥自己的知识潜能,注重培养学生的创造能力。
3.3 教师的角色定位
在普通的无机及分析化学实验中,教师处于绝对主导地位。学生在教师的指导下按部就班进行实验,学生没有发挥的余地,师生之间的交流主要是围绕实验操作正确与否、实验现象是否明显等问题。教师处于中心地位,是指导者的角色。而设计性实验从内容、形式和要求等方面都不同于基础实验,不仅仅对学生要求高,对教师的要求更高。教师在实验中的角色由传统教学中的指导者转变为助手、监督者和指导者。助手是指教师在整个实验过程中,学生处于中心地位,教师要全心全意为学生服务,给学生提供各种设计和实验的条件,如文献查阅、仪器药品的准备等,随时与学生进行讨论等。监督者是指学生在设计性实验的整个进行过程中,从实验原理-查阅资料-方案设计-仪器药品的准备-溶液配制-标准溶液的标定-样品的合成-样品成分分析-样品的表征-数据处理-结果分析-实验报告的书写等过程,老师都必须进行严格的督促,否则,相当一部分学生会流于形式,敷衍了事,达不到预期的目标。指导者则是指在学生整个实验过程中,教师在学生进行不顺利,特别是在原理和方案设计阶段,能够给予必要的指导。
3.4 开放实验室
学生在独立完成设计性实验期间, 实验室对学生完全开放,由学生自行安排实验时间,独立完成实验设计的实施,指导教师和实验员配合学生, 巡回指导, 解答问题。根据实验进程,随时发现或提出针对性问题,启发学生认真观察、记录并分析实验现象,提高学生善于思考、发现问题、解决问题的科研能力和创新精神。
3.5 实验报告的改革
实验报告是教师了解学生掌握实验的状况和进行成绩评定的重要依据。实验报告的写作是提高大学生写作能力、科研能力的一个重要手段。但传统的实验报告,一般都有固定的格式。 多数学生书写实验报告流于形式,依据实验教材照抄, 不能取得应有的效果。我院对设计性实验的实验报告改革进行了多年[2],实验报告完全按论文格式书写。教师对论文式实验报告作必要的说明,包括前言、原理、方案设计、仪器和药品(材料)、实验操作步骤、数据记录与处理、结果讨论以及必要的参考文献。学生按要求书写论文式实验报告,提高了学生的科研能力和论文写作水平。
3.6 设计性实验的考核方法
对设计性实验的考核,教师必须全面考察、综合分析、客观地评价一个学生的实验水平。可从实验方案的科学性、实验操作过程与结果的正确性及实验报告的写作水平等三个方面入手。
4设计性实验的开设效果
在设计性实验完成过程中,学生通过查阅文献、设计实验方案、选择实验仪器和试剂、独立完成实验操作、分析实验数据和结果、提交论文报告等教学环节,自己发现问题、研究问题、解决问题,提高了实验操作技能,进一步巩固了专业所需的基础理论、基本知识和实验技能,充分发挥了主动性、积极性和创造性,培养了创新意识和科研精神。同时设计性实验也丰富和完善了实验教学体系,提高了教师的教学水平。
参考文献
中药学专业主要是培养在中药研发、生产、经营和检测等一线工作中的应用型专门人才。传统的中药学被国外和西方的医药界认为更多只是依靠经验,缺乏科学性,但事实上它本身也具有自己的理论体系。而且,近年来中药学的发展更加强调与化学等基础学科的结合,药理分析、化学分析等西医常见的方法增强了其科学性,使其更为人们接受和认可。所以,从这一角度来说,化学这一重要的基础学科与中药学进行交叉、渗透和融合已经成为一个趋势,并逐渐成为中药学学科发展的强大支柱,使中药学在发挥自身优势的同时,因其科学性和可测性而更让人接受。因此,突出化学教学在中药学人才培养中的地位和作用,加强中药学与化学的结合,将有益于中药学的整体发展。
2 现代化学学科的发展
2.1 现代化学学科与其他学科的融合产生了许多交叉学科
随着物理学在20世纪初的长足发展,各种物理测试手段不断涌现,促进了溶液理论、物质结构、催化剂等领域的研究,而量子理论的发展,更是解决了化学上许多过去无法解决的问题,物理化学、结构化学等理论逐步完善,使得现代化学逐渐兴起。现代化学的兴起使化学在无机化学和有机化学的基础上,发展成为多分支学科的科学,开始形成了以无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学与社会的关系日益密切,使化学与其他学科相互交叉与渗透,产生了很多边缘学科。例如,天然药物化学、植物化学、中药化学、药物化学、配位化学、生物化学、生物无机化学、金属有机化学、核化学等等。这些边缘学科的出现,极大地促进了相关学科技术的快速发展。而化学学科中的无机化学、有机化学、化学分析、仪器分析与中药学的结合日趋深化,对于中药学的发展必将起到积极的推动作用,并为提高人类健康水平做出应有的贡献。
2.2 现代化学学科研究水平的提升极大地加快了新药的研发进程
作为药品,无论是中药还是西药,虽然二者在来源、性状等方面完全不同,但其有效成分大都是有机化合物。因此,有机化学研究水平的提升会促进中药的发展,从而使中药的新药研发在很大程度上受益。从目前中药新药研发的趋势看,重点追求主要药效成分明确、作用机理清楚;在新药的质量控制上以若干个主要药效成分为指标;在工艺上要相对简单、具有可控性和可重复性;在疗效上要确切有优势,使用要安全科学。目前的新药研发很多时候是通过拆方研究,找到药效物质,进而优选、拆分并研制出机理和适应症明确、质量可控的小复方、有效部位或单体成分新药。中药新药强调和追求有效成分和有效部位是中药现代化研究的一部分,而这些都有赖于现代化学分析技术和实验水平的提高。
2.3 现代化学学科的发展为中药现代化提供了重要手段
中药现代化的本质,就是把当代最新科技手段、方法及设备融入到中药研究、生产和临床应用的每一个环节,促进中医药不断发展完善的一个过程,其目的不是要把中药西化为“西药”。中药经过几千年的发展形成了自身完整的中医药理论体系,按照中医理论使用的药品有着自身的特殊性,其效用的发挥需要其他药品的配合,与西药只需要单种成分(如抗菌素)发挥作用不同,中药药效的发挥更多依靠多种药物药性的配伍,如何用统一标准的实验研究方法规范新药,是中药药品质量保障的重要环节,也是中药现代化的发展方向。当前重要的不是按中医中药的特点来制定新的中药疗效评价方法及判定标准,而是尽可能用现行的国际药物筛选及评判标准来研制评价中药新药,真正地将中药作为一种常规药物来看待。因此,用现代化学技术来分析量效关系、时效关系、半数有效量或最有效剂量等这些构成一个药品的基本数据是中药现代化的趋势。
2.4 化学学科对于中药质量控制起着决定性的作用
由于中药药品的特殊性,目前一些中药生产过程中还缺乏科学规范的质量控制标准,不同生产批次和不同生产厂家的同一产品在物质组成上常常存在较大差异,产品质量不稳定,直接影响中药疗效。最近几年频繁发生的中药注射制剂不良事件就是最为典型的例证。因此,中药质量控制已成为制约中药药品走向国际的瓶颈。要实现中药现代化,建立能得到国际认同的质量检测和保障体系是关键。完善质量控制手段,也必须依靠现代化学技术(HLPC、GC、MS、ICP-AES、ICP-MS、UV、FT-IR、AAS、AFS、XRF、SPE、SFE、SX等)才能完成。这其中,通过对中药药品提取化学特征信息,创建基于化学信息学的中药材质量辨识和评价方法(指纹图谱等),是中药质量控制的重要手段。
3 云南中医学院中药学化学类课程教学的现状分析
依据云南中医学院2008年人才培养方案,中药学、中药资源与开发、制药工程、药学、中药栽培与鉴定、药物制剂、食品科学与工程、市场营销等专业开设的化学类必修专业基础课主要有:无机化学、无机化学及化学分析、有机化学、化学分析、仪器分析、物理化学、生物化学、化工原理等。化学类必修专业课主要有:中药化学、天然药物化学、食品化学、食品生物化学、食品分析、制剂分析、药物化学、药物分析等。化学类必修专业基础课及化学类必修专业课占全部必修专业基础课的比例如表1所示。
由表1可知,药物制剂专业化学类课程学分比重和学时比重高达35.9%;中药学专业和食品科学与工程专业为33.42%;药学和制药工程专业为33.4%;中药资源与开发专业为29.4%;中草药栽培与鉴定为25.5%;开设化学类课程最少的市场营销专业,化学类课程学分比重和学时比重也接近15%。这就是说,药物制剂专业、中药学专业、食品科学与工程、药学、制药工程专业和中药资源与开发专业的学生在大学4年里有1/3的时间里,中草药栽培与鉴定专业学生有1/4的时间里,都在学习与化学有关的课程。按照2012年云南中医学院人才培养方案修订办法,不改变专业基础课与专业课总学分,只是将每个学分由18学时降为16学时。这样,化学类课程的学分比重和学时比重将保持不变,并且这一状况在今后将维持不变,与国内大多数中医药院校持平。
4 化学教学在云南中医学院中药学人才培养中的地位与作用
从上述化学教学在我院中药学教育中所占的比重来看,除市场营销专业外,其他涉及中药学专业的化学类课程教学所占的学分比重和课时比例都超过全部的1/3,说明化学教学在我院中药学人才培养中占据着极其重要的地位,并在培养学生的化学基础上发挥着支撑作用,而这也适应了现代中药学教育发展模式变化的需要。
4.1 强化化学教学的必要性
现代中药学教育已经从传统单纯的“化学”模式向“化学-生物学-药学”模式转变,仅从化学的单一角度进行教学无法满足中药学的发展需要,只有突出化学与药学的结合,将加强应用放在更重要的位置,强化两者的交叉和渗透,才能奠定中药学学生的化学基础,这对中药学人才的培养具有重要的支撑地位和不可替代的作用。
4.2 提高化学教学水平的重要性
化学是实验性很强的学科。化学教学的一个重要内容是化学实验,因为化学实验的实践教学在中药学教育中占据着战略性的重要地位,是培养中药学创新人才的关键环节,具有其他任何教学方式不可替代的作用。教师必须坚持以“学生为主体、训练为主线、思维为核心、能力为目标”的实验教学理念,通过化学实验教学培养学生科学实验的基本知识、方法和技能,训练学生严谨的科学作风,培养学生科学的世界观和方法论,提升学生的独立思考能力、解决问题能力和实践创新能力。因此,学院必须在重视知识传授的基础上,大力加强实践能力和创新能力的培养,建立 “厚基础、宽专业、重实践、强能力、高素质”的人才培养模式,并根据市场需求适时调整专业培养目标和课程计划,制定与生产实践、社会发展需要相结合的人才培养方案,立足云南、服务边疆、面向东南亚,培养符合中药现代化要求的综合性人才。
5 结语
随着现代化学学科的快速发展,化学与其他学科的交叉为众多学科和技术的发展提供了强大的支撑。化学与中药学的结合已成为一种趋势,化学中无机化学、有机化学、化学分析及仪器分析等学科与中药学的结合也日渐深化。这对于中药学的发展已经起到了积极的推动作用。强化化学教学在中药学教育中的基础地位,可为中药学教育水平的提高发挥极其重要的作用。
[关键词] 临床生物化学;双语教学;教学实践;调查分析
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]C [文章编号]1673-7210(2009)07(c)-122-02
Practice and investigation analysis of bilingual teaching of clinical biochemistry of laboratory medicine
LIANG Ailing1, LIU Yongjun2, LI Jiangbin1, HOU Gan1, LIU Xinguang1
(1.Institute of Laboratory Medicine, Guangdong Medical College, Dongguan 523808, China; 2.Department of Biochemistry and Molecular Biology, Guangdong Medical College, Dongguan 523808, China)
[Abstract] To improve students and teachers' English level and carry out bilingual teaching in clinical biochemistry and other courses of laboratory medicine in the near future. The bilingual teaching of clinical biochemistry course of laboratory medicine had been carried out since 2006, during this time, teaching investigation and investigation analysis were done by questionnaire, and a series of measures had been taken to improve bilingual teaching based on the feed back information.
[Key words] Clinical biochemistry; Bilingual teaching; Teaching practice; Investigation analysis
临床生物化学作为医学检验临床课程之一,备受医学检验专业师生和检验科临床工作者的重视,只有具备与国际同行切磋的能力,才能更好地掌握新的技术和理论。如何使新世纪医学检验专业学生掌握临床生物化学领域最新知识和技能,从而具备国际交流能力,正是临床生物化学教研室进行双语教学改革的目的和探索的方向。我教研室从2006年开始对医学检验专业本科生(从2003级开始)进行临床生物化学课程双语教学尝试,通过教学实践不断改进教学,努力提高双语教学效果。
1 对象与方法
1.1 调查对象
我校2003级医学检验专业5年制学生126名。
1.2 方法
采用问卷调查的方式,遵循自愿的原则进行匿名答卷,调查表统一发放和回收,学生利用课间答卷。
2 结果
开课前发出调查问卷126份, 回收120份,有效问卷113份。调查结果显示,81%的学生赞成开设双语教学,由于学生总体英语水平不高(39%未通过CET-4),92%的学生并不希望本课程全部的章节均进行双语教学,84%的学生希望采用中文为主、英文为辅的教学方式。40%的学生期望通过双语教学能对专业工作有帮助,27%的学生希望促进专业学习,20%的学生则希望提高英文文献阅读能力,12%的学生希望以此促进英语学习。65%的学生希望使用中英文结合教材,30%的学生希望用中文教材,仅5%的学生赞成用英文原版教材。
课程结束后发出问卷126份,回收121份,有效问卷110份。调查结果显示,65%的学生认为双语教学对英语和专业学习有促进作用,而专业英语词汇难是制约大部分学生学习的主要原因(79%),其次是听力差;70%的学生上课时能听懂大部分内容;学生们希望继续实行双语教学的占52%,希望停止双语教学的占18%。调查显示,98%的学生认为带课教师的教学态度好,其余2%认为带课教师的教学态度一般;82%的学生认为带课教师的英语表达能力好,其余18%认为带课教师的英语表达能力一般;71%的学生认为带课教师的英语发音好、讲解流利,其余29%则认为一般;56%的学生认为教师的口语不流利、不生动是影响双语学习的最大因素,其次是英语发音不标准。
3 讨论
3.1 双语教学的目标和模式
结合开课前调查结果,初步制订了双语教学目标:通过双语教学,提供学生学习和使用专业英语的机会,使医学检验毕业生具有部分或全部应用专业英语从事检验工作的能力。临床生物化学双语教学采取初级模式,在课堂上穿插20%以上的英语教学,对专业术语、概念、小结用英文版书和讲解;英语作业和考试含20%以上的英语内容,课堂内师生应有一定的英语交流和讨论[1]。
3.2 教材的选择与教学课件的制作
有教师主张采用中文教材,同时选用相关英文材料作为备课辅助教材[2];也有教师主张选用原版专业英语教材并编写小讲稿发放给学生[3]。笔者采用的是多种素材结合教学大纲授课,课前制订小讲稿及一些专业词汇摘要等提前发放给学生[4],采用多媒体教学,对抽象、枯燥的内容进行形象化展示和讲解。对于专业术语和定义、概念等辅以中英文对照注释,更有利于学生对专业知识的学习。
3.3 临床生物化学双语教学的改进措施
从课程结束后的教学反馈调查中发现,学生们对于带课教师教学的评价普遍较好,但也发现了不少问题,针对这些问题,笔者对双语教学采取进一步的改进措施。
3.3.1 提高学生学习积极性在教学过程中通过采用如下办法提高学生的积极性:①反复向学生阐述双语教学的重要性和必要性,促使大多数学生自觉配合双语教学的实施。②实验课上鼓励同学们用英文对理论课上的知识点进行总结,用英文撰写实验报告。③以班或年级为单位定期举行专业英语知识竞赛,提高学生学习兴趣。④发挥学校“英语角”的作用,鼓励学生积极参加、敢于开口,将双语教学与实际交流相结合。
3.3.2 执行双语教学准入条件和试讲制度针对双语教学带课教师英语水平参差不齐的情况,学校修订了双语教学教师资格标准:发音标准,语调和节奏自然,口语流利,至少能听懂美国之音特别英语节目或相似程度的英语听力材料。同时,实行双语教学教师资格认定制度,并开设相关考试培训课程。此外上课前进行严格双语试讲,试讲通过才准予授课。
3.3.3 激励措施,加强双语教学管理和督导[5]对于开展双语教学,学校以及检验学院对被批准开展双语教学的课程,均将给予经费支持,用于购买英语原版教材、编写中英文电子教案、中英文对照实验教材等。此外,双语教学的课时酬金也将作相应的提高。二级学院和教研室加强了对双语教学的管理。主讲教师应根据双语教学的要求和目标,定出具体的目标和切实可行的措施,确保双语教学取得较好的效果。同时,定期督导双语授课情况,并制订评分标准,连续2次评分不合格者则撤销双语教学教师资格。
4 结语
通过临床生物化学课程双语教学实践,我校医学检验专业的本科学生普遍反映在专业和专业英语学习上均有所长进,教师的专业英语水平也有了一定的提高。同时,双语教学的尝试也为今后进一步在临床生化课程中全面开展双语教学及在检验系的其他专业课中开展双语教学提供一定的经验,有利于医学检验专业双语教学的教学效果的提高。
[参考文献]
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[2]吴超,郭刚,曾浩,等.检验医学双语教学的初步实践与思考[J].中国高等医学教育,2006,(3):10.
[3]刘忠.在专业教学中开展全英语教学的探讨[J].重庆医科大学学报:医学教育研究专辑,2002,27(增刊):47-48.
[4]李育超,侯敢,刘新光.检验本科《分子生物学检验技术》双语教学的体会[J].中国医药导报,2008,5(6):101-102.
随着义务教育化学课程标准(2011版)的颁布,沪教版九年级化学教材也随之进行了改版,教材原先的编排体系、结构等发生了相应的一系列变化。这也引发了九年级化学教师研读新课标、解读新变化的浪潮,激起了进一步进行课堂教学改革的浪潮。细数新教材的种种变化,均与新课标的理念更为贴切,其中实验部分尤为明显。
一、新课标中实验部分的变化
1. “课程性质”中增加了“加强化学实验教学,发展学生的科学探究能力”内容,更加突出了化学的特点和实验的地位与作用。
“课程内容”部分在“科学探究”主题中增加了“完成基础的学生实验”这一二级主题,不仅明确提出“教师应结合具体的教学内容和学习实际,积极创造条件,组织学生开展化学实验活动”,而且还明确规定应安排和组织学生至少完成8项实验。
2. “课程目标”部分的“过程与方法”目标中,将“能提出问题,进行初步的探究活动”改成了“能进行简单的探究活动,增进对科学探究的体验”。
“课程内容”中“有关科学探究学习的实例”部分,删去了难度较大的活动探究案例。并删去了部分“活动与探究建议”的内容,降低一些实验的要求。
3. “课程内容”部分的“学习基本的实验技能”中,增加了“化学实验应高度关注安全问题,避免环境污染”,强化了“实验安全”和实验中的“环境保护”意识。
4. “课程内容”部分的“科学探究”功能得以强化,内容和目标要求更为具体和明确。“发展科学探究能力”中,对5处内容在表述上进行了修订,删除了1处内容,使得科学探究要素的语言表述更具有科学性、针对性和实用性。
二、新教材中发生的相应变化
1. 将八项学生基本实验编排到教材相应章节中,这是在教学实践层面上的最大变化。这样的编排方式将学生实验与教学内容更为有机地结合在一起,引导学生自己动手做实验,亲身经历、感受实验和探究过程,这在化学教学中具有不可替代的意义和价值。
2. 部分知识或实验活动要求下降。如原教材上册第34页的活动与探究中,要求根据实验记录木炭、铁丝、蜡烛在氧气中燃烧的实验现象。而新教材中则在正文部分详细描述了几个实验的原理和现象,表2-1中要求填写的实验现象和结论只是作为验证出现。
再如原教材44页对于二氧化碳的实验室制法只有一句简单的描述以及文字表达式,而新教材43页中则以活动与探究为载体,提供了实验室制备、检验二氧化碳的实验装置图,更是在正文部分详细描述了实验现象、原理,提供了制备、检验的文字表达式;新教材中删去了第6章“活动与探究”栏目“水、蔗糖溶液、食盐水溶液的凝固点测定”实验。
3. 课本多处增加了有关实验安全和环保要求的文字。
三、关于实验教学的建议
在新课标和新教材的变化中,有三方面与实验相关的内容最值得引起我们关注:一是强化了学生的实验探究;二是降低了实验探究活动的难度,力求保证各类不同学校都有条件去开展并完成课本实验;三是对实验的描述和解释更为详细、真实并增加了人文关怀因素。
面对以上变化,如何在课堂上突出“实验为主”的科学探究,如何在教学中提高学生的创新能力,如何贴近初中生的认知水平紧扣教学要求进行授课已经必然成为当下教学的重点。笔者认为可以从以下几个方面予以关注。
1. 注重演示实验与强化学生实验并举
随着新课程改革的不断深入,各校教学硬件设施与实验室条件的有效改善,使得学生分组实验成为可能,并且越来越被重视。因此,教师应指导学生亲自动手体验化学实验的乐趣,培养学生基本的化学实验技能,这也是学习化学和进行探究活动的基本保证。
2. 充分释放实验的探究效应,力求科学探究能力的可持续发展
以化学实验作为探究性学习的途径,就必须变“验证性实验”为“探究性实验”,恢复化学实验探究性的本来面貌。通过对课程标准(2011版)的学习,教师应根据实际情况,对探究要素和难度做适当的调整,让所有学生都能参与探究,让更多的学生获得真实的科学探究体验。充分发挥化学实验的探究功能,要不断研究开发适合于探究性学习的化学实验,要注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案,因为来源于生产生活实际的实验探究性强,能极大程度的调动学生探究的主动性,使学生产生强烈的探究欲望。同时,教师要引导学生学会学科联系与渗透,将其他学科的科学探究与化学科学探究融合起来,形成科学探究学习的合力。
3. 增强实验教学的趣味性,创设生活化实验情境
伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,初中化学教学更是如此。在日常教学中教师要通过一些有趣味性的实验来进行探究活动,培养学生学习化学的兴趣,尤其是学生能亲自动手的学生实验的趣味性,使学生养成自由开放式的追问风气。
在校学生接触社会的机会有限,通过实验让学生了解化学在实际生产生活中的作用,可以提高学生发现问题的能力和产生解决问题的迫切欲望。例如在进行关于“燃烧条件”的学习时,从实验室酒精灯的熄灭、燃烧木柴要把木柴架空、液化气灶及煤炉都留有通风口等学生非常熟悉的实验情景出发,引导学生思考,发现问题。另外,实验的生活化还体现在实验用品上,使用一些生活中的物品,如在粉尘爆炸实验中利用金属易拉罐和小眼药瓶,测pH选择生活中的一些物质等,这样的代用品实验虽然不多,但它能启发学生在生活中随时利用生活中的物品进行一些简单的实验探索。
4. 渗透安全环保理念,培养良好学科习惯
学化学的以后能从事什么工作
该专业毕业生主要是在技术类企业、医药类企业从事化学调配、临床化学、医药技术、医药研发、化学分析、化学工程、化学技术、质量管理等工作。
化学专业的要求
1.掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识;
2.掌握无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、物理化学(含结构化学)及化学工程的基础知识、基本原理和基本实验技能;
3.了解相近专业的一般原理和知识;
4.了解国家关于科学研究、化学相关产业的政策,国内外知识产权等方面的法律法规;
5.了解化学某些领域的理论前沿、应用前景和最新发展动态以及化学相关产业发展状况;
本科教学是高等学校人才培养的重要环节,肩负传授知识和技能的重要职能。课程体系构建是本科教学的基础和核心。世界一流研究型大学的课程体系构成具有一些共性,比如:从课程模块来看,都包括通识课和专业课;从课程结构层次来看,都有必修课和选修课;从教学方法来看,都有讲座课程和研讨课程。对于研究型大学来讲,专业课程的设置和教学是构建学生专业知识体系、训练专业认知能力和养成专业思维方式的关键要素,蕴含和体现了高等学校的人才培养理念和特色。
高校人才培养目标和教育思想决定了课程体系设置。近年来,南京大学以“为社会各行各业培养具有创新精神、实践能力和国际视野的未来领军人物和拔尖创新人才”为目标,通过深入探索和实践,提出了“三三制”人才培养模式。南京大学化学化工学院在人才培养思路上一直秉承戴安邦院士的全面化学教育思想,即“全面的科学教育要求教学既传授知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”。在新的时代背景下,南京大学化学化工学院围绕多元化创新型人才培养,在分析借鉴美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学等世界著名研究型大学化学专业课程设置模式和特点的基础上,对传统的化学专业课程体系进行了一系列调整和改革,构建了“激发兴趣、注重能力、多元培养、个性发展”的专业课程体系。
一、美国加州大学伯克利分校化学专业课程体系
美国加州大学伯克利分校(以下简称“伯克利”)是世界著名研究型大学,在学术界享有盛誉,也是美国最自由、最激进的大学之一。化学是伯克利的传统优势学科,在OS世界大学最新排名中,伯克利的化学学科排名第二。
伯克利学制为4年,每学年有3个学期,分别是秋季学期(一般17周),春季学期(一般17周)以及暑期学校。本科生学位要求的最低学分数为120。
伯克利的化学学院有两个系:化学与生物分子工程系和化学系。化学系的专业课程主要是按知识模块进行构建,由基础课和大量的专业课两大模块组成。根据修读课程的不同,化学系的学生可申请化学理学或者艺术学学士学位,或者化学生物学理学学士学位。本文仅介绍化学理学学士学位要求的专业课程。
上图是典型的化学专业本科生培养方案示意图。可以看出,化学系本科生在第一年主要修读大学化学和定量分析这门课(含实验),或者根据需要修读与高中课程相衔接的化学课程。二年级主要修读有机化学(含实验)。三年级需修读高等无机化学和物理化学两门课。四年级的专业课较多,包括物理化学实验、仪器分析、无机合成及反应、有机化学.高级实验方法或者原子核技术中的化学方法,这几门课均包含理论课和实验。以上课程构成了化学专业本科生的必修课,这些课程一般为3~5个学分。
伯克利认为本科毕业生应该“熟悉艺术、文学、数学、自然科学和社会科学;能够收集、筛选、综合、评价来自不同领域并以不同形式呈现的信息;理解研究过程和如何创造新的知识;能够与人合作共事;能够创造性地转换其环境;具有解决问题和作出决定所必须的技能,并能考虑决定的广泛的社会和伦理意义;能够处理模糊性,能够灵活思考并具有在职业生涯中不断发展智识的技能”。因此,化学系本科新生需要参加新生导学课。一、二年级必修的课程还包括数学、物理以及15学分的BreadthElective课程(如阅读写作、外语、人文社科类课程),类似于国内的通识课。除此之外,化学系还开设了培养团队合作(如SupervisedGroup Study和Directed Group Study)和独立工作能力(如Individual Studv forAdvancedUndergraduates)的课程。
对于高年级本科生,除了专业必修课外,还要求完成15学分的专业选修课和跨专业选修课。
伯克利化学系开设的高年级专业选修课有30多门,一般3学分,包括信息化学、生命体系中的无机化学、高等无机化学、无机合成与反应、普通生物化学和分子生物实验、高等有机化学机理、高等有机合成、有机化学一高级实验方法、量子力学和谱学、生物物理化学;物理学原理和生命分子、生物物理化学、化学生物学、伯克利能源讲座;生物质能、原子核化学、原子核技术中的化学方法、材料化学导论、生物化学工程实验、高分子科学与技术、大气化学和物理实验以及量子信息科技等课程。
化学专业建议选修的跨专业课程涉及大气、生物、土木和环境工程、计算机、地球和行星科学、经济、教育、电子工程、政策和管理、力学工程、分子和细胞生物学、营养学和毒理学,物理、植物和微生物学、公共卫生、统计等多个学科分支,多达200余门课程。另外,本科生还可以选修多达50门的研究生专业课。因篇幅有限,本文不一一列出这些课程的名称。
二、英国剑桥大学化学专业课程体系
英国剑桥大学是历史最悠久的世界著名研究型大学之一,素有“诺贝尔奖摇篮”的美誉。剑桥大学崇尚自由、创造性、人文和科技相结合的教育理念,是将传统和现代教育有机结合的典范。剑桥大学化学专业具有很高的学术声誉,在2016 TIMES英国大学优势专业中排名第一,QS世界大学最新排名中名列化学专业第三。
剑桥大学对学生的培养与管理是经典的学院制。该校有31个学院,负责学生的生活和本科生的业余辅导。教学由大学的科系负责,主要科系包括艺术和人文、生物科学、临床医学、人文和社会科学、自然科学、技术等。剑桥大学每学年的授课时间分为三个学期,包括Michaelmas学期(8周)、Lent学期(8周)、Easter学期(5周)。
化学系负责化学专业课程的设置与讲授,修读不同的化学课程前,要求修读相应的数学、物理课程。另外,学生也要学习计算机、语言以及其他人文学科。化学专业课分为三个模块。
第一学年课程为模块IA,主要是介绍化学的基本原理,与预科课程相衔接,课程包括分子形状与结构、有机化学反应与机理、热力学与平衡、化学反应动力学、元素化学。另外,要求学生参加两周一次的实验课程,实验内容安排与理论课程基本同步,实验课程没有单独学分,实验成绩计入相应课程最终成绩。
第二学年课程为模块IB,课程更深入地讲解化学原理。学生有两种化学课程类型可选择,即A类理论与物理化学类课程和B类有机与无机化学类课程。继续修读化学专业的学生要全部完成两个方向的课程。其他专业的学生根据自己以后的专业方向分别修读A或B类课程。
A类课程包括量子力学导论、分子谱学、对称与成键、分子能级与热力学、电子结构与固体性质,B类课程包括重要有机反应、结构解析、配位化学、金属有机化学、无机环化学、形状与有机活性、化学生物学导论。对应于A类与B类课程,学生要求每周参加一次或两次实验,实验成绩计入相应课程最终成绩。
第三学年开始时,化学系开设学生化学生涯指导讲座。大三学年学习模块II课程,是在模块I学习的基础上,扩展与深化对化学知识的认知。模块II课程又分为三个层次。第一层次包括5门课程,每门课程1学分。其中,4门为必修课,包括无机化学I:结构与成键、有机合成基础、高分辨分子光谱、理论技术,另外一门课程物理化学中的概念为选修课。第二层次有8门课程,包括无机化学II:过渡金属与金属有机催化、结构与性能、化学生物学I:生物催化、化学中的衍射方法、材料化学、统计力学、对称与微扰理论、有机机理研究。第三层次有7门课程,包括:无机化学III:表征方法、有机化学中的控制、大气化学、高分子导论、电子结构、化学生物学III:核酸、核磁共振中的物理基础。
大三的实验课程包括两个部分:一是现代合成化学中的技术,主要是无机及有机化合物的制备与合成;二是与物理及理论化学有关的实验与计算。两部分实验均为必修。
在大三结束时,学校筛选能进入第四学年学习的学生。第四学年主要包括课程模块III的学习和课题研究。在学期开始时,学生接受实验安全教育及生涯规划指导。模块III课程包括18门化学课程以及3门其他院系课程(篇幅关系,文中不再列出这些课程名称),要求学生根据兴趣选修8门以上课程。
三、对两校化学专业课程体系共性和差异性分析
从以上对伯克利和剑桥大学这两所具有代表性的研究型大学化学专业课程体系的分析,可以看出以下共性:
(1)课程内容层次和梯度明显。伯克利化学系对本科生实行分阶段培养。课程设置分低年级课程和高年级课程。针对专业基础不同的学生,部分课程设置了引导性或难度较低的课程。如大一年级学生可以先修读层次较低的大学化学、大学化学实验这两门课程,再修读必修的大学化学和定量分析这门课。而剑桥大学的化学专业课程则更多地从学科认知规律来体现课程内容的层次性,学生根据自身发展,也可以选择不同的课程模块。
(2)课程设置具有广泛性和多样性。伯克利基本采用化学四大基础课的模式,但本专业和跨专业选修课程非常丰富,涉及很多相关学科分支,这与化学系对专业人才的培养定位有关,即“化学专业毕业生可从事石油、化工、食品、农业、摄影、制药、生物科技及矿业等相关行业的研发,或者化工贸易、质量控制以及行政管理等工作”。伯克利化学专业学生还可以选修本专业研究生课程。剑桥大学的专业课程体系中,前沿性选修课程多,能让学生充分了解学科前沿。比如大四课程模块III的蛋白质折叠、错误折叠与疾病、磁性材料、化学生物学与药物发现、固体电极等课程,本身已经具有研究生课程的专业性和深度。
(3)设置导学课程。伯克利和剑桥大学都有针对本专业的引导性课程,如伯克利大一新生需要修读的导学课,主要包括面向新生讲解化学系各个课题组的研究工作、学院的图书馆、计算机设备、校友和高年级学生的经验交流,以及学校和学院的资源介绍等。而剑桥大学在大三和大四学期初均设置了生涯指导讲座以及安全教育。这类课程的设置能够更好地帮助学生学习与成长。
(4)重视实验教学。伯克利和剑桥大学除了专门的实验课外,很多课程都有相应的实验内容,并且内容与理论课程基本同步。
两校课程的主要差别在于:
(1)授课时段安排不同。剑桥大学化学专业基础课程不采用平行授课方式,不是从学期的第一周持续到最后一周,而是采取集中连续授课。比如用3周时间集中把A课程讲完,然后再讲授B课程。这种模式的优点是,能够使学生在短时间内集中在1~2个知识模块上学习,课后查阅大量的参考书与文献,对知识的理解更深入。而伯克利则采用的是比较常用的模式,即一门课程贯穿整个学期。
(2)课程内容构建思路有区别。伯克利的化学课程,特别是专业必修课和国内大多数研究型高校的化学专业设置基本相同,是基于二级学科内容划分的传统模式。而剑桥大学的课程设置抛弃了传统的四大化学课程模式,改为按照知识结构和学科认知规律来设置课程,避免了知识点的重复讲授。
四、南京大学化学专业课程体系改革的知与行
对照伯克利和剑桥大学等国外著名研究型大学的化学专业课程体系,我国高校传统的化学专业课程体系存在明显的不足,无法满足科学发展、国家战略以及社会产业对多元化创新型化学人才的需求,具体问题包括:(1)现有课程体系缺少导学与衔接课程,缺少对专业的兴趣培养与认知,造成新生存在较长时间的迷茫期。(2)按传统四大化学设置专业核心课程,部分知识点讲授重复较多,学科前沿内容体现不均衡。(3)在传统课程体系中,交叉课程少,对学生交叉类学科的培养措施不到位。(4)对化学产业人才培养不重视,有关产业素养培养的课程缺失。
针对以上问题,我们对专业课程体系进行了补充和优化。为大一新生设置了衔接课程,开设新生导学课,以解答学生关于化学“学什么,怎么学,去哪儿”等疑惑。为了激发学生对化学的兴趣,开阔学生知识视野,我们围绕不同主题开设了7门新生研讨课:化学与生命、化学与材料、能源与化学、化学与环境、大分子:从材料到生命、原子与分子的量子世界、高分子材料与社会发展等。
专业核心课程涵盖化学科学的基本及核心的理论内容和技能训练,是化学专业学生准出课程的主要组成部分。南京大学化学专业学生通过自主招生及高考两种模式选拔录取,这两类学生的化学知识基础差异明显。对此,我们构建并实施了因材施教的两种核心课程体系。
一是普通核心课程体系。主要针对无化学竞赛经历和专业基础的学生。我们按照从微观到宏观的思路进行了优化,并对课程内容进行调整与更新。主要是:合并无机化学与化学分析内容,设立大学化学课程;结构化学由大三调整到大二开设;增设高分子导论核心课程,形成以大学化学、结构化学、有机化学、物理化学、仪器分析、高分子导论为骨架的核心理论课程体系。
二是针对学科特长生的课程体系。自主招生选拔的学科特长生通常具有较好的无机及有机化学基础。针对这一特点,我们对核心课程进行了调整:融合无机化学与基础物理化学知识,构建了一门全新的化学原理课程;压缩了有机化学授课学时;将结构化学、结晶化学、高阶物理化学内容整合为高等物理化学。通过数理课程学习内容的强化、化学核心专业课程的整合与提升,使学生具有宽厚的数、理、化、生等理科基础,学科视野开阔,专业知识扎实,为在化学以及相关交叉学科领域的发展打下良好的基础。
同时,我们构建并实施了“基础一综合一研究”一体化、多层次、开放式的实验教学新体系,并对相应实验教学内容进行了改革。主要是合并“无机化学实验”和“定量分析化学实验”为“大学化学实验”;取消无机化学、分析化学、有机化学、物理化学和高分子专门化实验,在化学一级学科层面上开设综合化学实验课程,将科研成果及时转化为教学实验,形成了大学化学实验、有机化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、综合化学实验这一新的实验教学课程体系:
为满足多元化人才培养需求,我们构建了多元选修课程体系:
(1)专业选修课。我们按科学知识单元组织课程,构建了知识体系完整、前沿性强的专业选修课体系,包括高等无机化学、有机合成、谱学基础、近代仪器分析法、高分子化学、化工原理、计算机与化学、化学文献、结晶化学、配位化学、催化化学、现代材料化学基础、分离科学、波谱分析、等离子化学、高分子物理及物化、胶体与界面化学、高分子材料制备等。另外,我们委托生命科学学院开设了生物化学、分子生物学等课程;选择环境化学、材料加工、药物化学、能源化学、地球化学等相关院系课程为跨院系选修课。
(2)高年级研讨课和研究生课程。高年级研讨课包括化学与纳米材料、先进高分子材料、分子识别与分析、无机交叉领域的前沿发展、有机化学现代进展。另外,我们对本科生开放了部分研究生课程,包括配位磁化学、高分子结构研究法、电分析化学基础、高等有机化学、计算量子化学等。这些课程使本科生能系统了解学科前沿领域,让学生了解并思考科学问题的发掘与解决过程,培养学生的创新意识与能力。
(3)化学产业类课程。针对化学行业对人才培养的需求,我们开设了化学化工行业就业创业指导、化学安全与防护、精细化学品开发与商业化、现代实验测试技术等与企业管理、市场需求、安全生产、环境保护、质量认证等课程。我们聘请企业专家、政府管理人员以及外校师资为学生授课,以体现行业要素,培养学生产业素养和创业能力。