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摘要:從課程內容、教學模式、教學手段及考核方式各方面介紹了對理科實驗班《無機化學》課程進行改革的情況。
關鍵詞:理科實驗班;《無機化學》;教學改革;研究型教學模式
為了培養具有國際競爭力的一流創新性人才,北京科技大學從2007年開始招收理科實驗班。該班學生采取“2+X”的培養模式,即先不分專業,按理科大類招生。在大學前兩年實施通識教育,打下扎實的理科基礎;后兩年確定專業,學習相關的專業知識和專業技能。通識教育階段是“扎根”階段,為了做到基礎扎實,各門課的難度要接近或等于相應專業學生的授課難度,同時面上也要適度拓寬。《無機化學》正是在通識教育階段為理科實驗班一年級學生開設的基礎必修課,為了更好的實現理科實驗班的培養目標,我們從課程內容的優化與更新、教學模式、教學手段、教學方法及考核方式的改革等各方面對《無機化學》課程進行了全面建設,取得了較好的效果。
一、在課程內容的選擇上,理論與實踐結合,基礎與前沿并重,既注重闡述基本理論,又兼顧開拓學生的視野
無機化學是一門傳統的化學基礎課程,其基本內容包括化學反應的基本原理、物質結構的基礎理論以及元素化合物知識。總體上來講,知識點多而且理論性強,很容易讓學生產生畏難和厭煩的情緒。為了提高學生的積極性,我們在課程的內容上做了一些調整。將基本理論在生產、科研中的實際應用引入課堂中,理論和實際相結合,讓學生感覺學有所用,并且將學科前沿的科研成果引入相關章節中,既能激發學生的學習熱情,又能開拓學生的視野。例如在講授原電池部分時,介紹常用的干電池、鉛酸蓄電池、鋰離子電池、太陽能電池的原理和應用,并向學生介紹新能源汽車;在講授催化劑時,介紹烯烴聚合反應的催化劑Ziegler-Natta的發現和催化原理,引導學生思考塑料對人們的生活產生的巨大影響以及如何應對白色污染;在講授碳族元素時,介紹富勒烯、碳納米管、石墨烯的結構、性質及應用?;纠碚撛谏a中的應用和學科前沿科研成果的介紹,不僅增強了課程的吸引力,而且培養了學生對科研工作的興趣,取得了良好的教學效果。
二、在《無機化學》課程中實施研究型教學模式,注重學生創新能力的培養
研究型教學模式是相對于以單向性知識傳授為主的傳統教學模式提出的,是指教師以課程內容和學生的學識積累為基礎,引導學生創造性地運用知識和能力,自主地發現問題、研究問題和解決問題,在研討中積累知識、培養能力和鍛煉思維的新型教學模式。從教學策略上理解,研究型教學模式被認為是“在教學過程中,以課題為載體,通過創設一種類似科學研究的、變化的、大學生還未知曉其基本內容或規律的情景,讓學生主動設問和研究,并去進行各種體驗,學會如何去收集、分析和判斷信息以及解決問題的方法,從而培養起應對急劇變化環境的能力和創造力”。在理科實驗班的《無機化學》課程中實施研究型教學模式,既有利于提高《無機化學》課程的教學效果,也有利于創新性人才的培養。研究型教學模式的實施主要通過小組報告和課堂討論來進行。具體來說,小組報告是教師圍繞無機化學的課堂教學內容挑選一些主題,學生以小組為單位,準備相應的進展報告。每組4—5人,要求小組成員分工合作,積極查找資料并進行分析總結,最后以報告的形式提交給全班同學審核。在這個過程中既讓學生掌握了相關領域的知識,又培養了學生查閱資料、分析總結、團結合作以及語言表達的能力。例如在講授d區元素時,我們讓學生自行選擇某一種元素進行介紹。學生通過文獻查閱,對每種元素的發現歷史,單質的性質和用途,最近的研究進展進行了總結,然后以報告的形式在班級進行展示。這種形式既增強了課程的趣味性,又讓學生對相關內容有了比較全面的了解。而課堂討論則是針對一些知識難點和易產生分歧的知識點展開的,不僅能加深學生對該知識點的理解,而且讓學生成為了課堂的主體,既能激發學生的興趣,又能鍛煉思維。例如在講述Nernst方程時,讓學生就引起濃度變化的各種因素進行討論,考慮氧化態或還原態形成弱酸弱堿、沉淀、配合物、氣體時電極電勢的變化趨勢。通過討論,學生不僅熟練掌握了不同情況下利用Nernst方程進行的計算,而且對Nernst方程有了更加深刻的認識。
三、立體課堂的建立,拓展了課堂的空間和時間,讓學生可以更加自主的學習
無機化學課程采用多媒體教學,輔之以網絡課堂、網上答疑、網絡習題等方式,初步建成了立體課堂。多媒體教學的優點是更形象和生動,讓教師能把更多的精力投入到課程的講解和對學生的關注中,但缺點也是顯而易見的,因為擺脫了海量板書的限制,教師授課的速度會明顯加快,因此僅有課堂的教學是不夠的。為了解決這一問題,我們開設了網上課堂,將教師的授課課件放在網上,并將重要章節的授課內容錄像后制成視頻文件放在網上,讓學生可以在課下自己學習。此外,我們還利用網絡進行答疑,學生在學習過程中遇到的各種問題都可以在線咨詢教師或者留言,等待教師的解答。為了讓學生鞏固所學知識,我們還編制了大量的習題放在網上,讓學生自由選擇進行練習。這些豐富多彩的教學手段不僅擴展了課堂的時間和空間,也讓學生可以更加自主的學習。
四、考核方式的變革,更加注重學生綜合素質的培養
教學模式和教學手段的改革必然對考核方式提出新的要求。為了更加客觀、公正的評價學生,顯然需要對傳統的考核方式進行改革。研究型教學模式的實施和網絡課堂的引入給了學生更多的空間去發揮和表現自己,教師在對學生進行考核時,應該更加關注學生在解決問題過程中的表現,根據學生的參與度、發言頻率、動手能力,與他人的協作能力等對學生進行綜合評價。因此,教師對學生的考核應該更加關注過程,并且應該讓學生參與到考核中來。無機化學課程的考核平時成績所占比例為30%,其中教師評分占10%,同學評分占20%,充分體現了對過程的重視,也激勵學生在掌握課程知識的同時,兼顧語言表達能力、團結協作能力和解決問題的能力等綜合素質的培養。
五、結語
教學實踐表明,對理科實驗班的《無機化學》課程進行一系列改革后,不僅增強了課程的吸引力和凝聚力,激發了學生對無機化學課程的學習熱情,而且在學生創新能力、語言表達能力、團結協作能力等綜合素質的培養方面起到了積極的作用。但是教學質量的提高和人才的培養任重道遠,我們會堅持不懈的對課程改革進行積極探索,以更好的實現創新性人才的培養。
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作者:孫長艷 李文軍 單位:北京科技大學化學與生物工程學院