武警學院 2010版人才培養方案的化學課程體系

●高洪澤,莫日根

(武警學院基礎部,河北廊坊 065000)

為切實貫徹落實公安部黨委構建“大教育、大培訓”工作格局的總要求,進一步適應公安教育體制改革,滿足公安邊防、消防和警衛部隊對人才的新要求,學院制定出臺了 2010版《人才培養方案》。新版人才培養方案中將無機化學和有機化學明確作為我院消防專業的專業基礎課。一方面教學課時數明顯減少,另一方面,從高等教育中非化學化工類各專業化學教學的現狀來看,也迫切需要通過教學內容、教學方法和教學觀念的變革來解決目前化學教學中存在的一些問題。因此必須重新審視和研究我院消防專業的化學課程體系。

在化學學科的發展過程中,逐漸形成了無機化學、有機化學、分析化學和物理化學這四個相對獨立的部分。鑒于我院開設化學課程的消防專業的實際情況,只開設了無機化學和有機化學。對于我院消防專業的化學教學來說,一方面化學起到素質教育的效能,另一方面更多的是化學與消防的千絲萬縷的聯系。因此必須進一步改變以往教學內容較多,類似地方化學專業的課程設置以及與專業結合較少的現象,正確定位化學在消防專業發展和建設中的地位和作用,突出教材和課程內容的專業基礎特色,將與消防密切相關的理論和基礎知識融入到化學教學中,構建具有消防特色的化學課程體系。

以前也對我院化學課程體系設置進行過相關探討,但由于當前教學時數的減少和課程設置門類的變化,因此必須重新構建課程體系。新構建的課程體系必須打破原有化學教材系統條塊分割的狀態,對相關內容進行重組、融合和更新,同時也要促進高等化學教學的信息化和現代化。新構建的課堂教學內容及教學手段,必須有利于課堂教學效率、學生學習積極性與主動性的提高,有助于學生靈活運用各種化學基礎知識解決消防實踐中的問題,有助于學生的綜合思維能力、創新素質的發展。本文主要針對專業基礎課所面對的任務和挑戰、化學課程的設置進行初步探討,以期拋磚引玉。

一、專業基礎課的任務與挑戰

高等教育的教學目標應在傳播知識的基礎上更偏向于對學生學習能力,科研實踐能力,創新適應能力等方面的培養。通過課程教育全面提高學生的思維能力和整體素質。基礎教育階段著重培養學生基本理論、基本知識、基本技能和基本方法等一般素質。專業教育則主要培養學生從事專業相關領域工作所必需的知識和能力。而專業基礎教育階段,則是銜接這兩部分的橋梁和紐帶。

因此在大學專業基礎課程教學過程中,一方面必須淡化中學時代的學習模式,養成自主學習的習慣;另一方面,不但要傳授知識,發展智力,增多與相關專業的融合,更要促使學生建立正確的學習態度,激發學習興趣,進行能力和綜合素質的培養。

(一)引導學生轉變觀念重視專業基礎知識學習

在日常課程教學傳授知識的同時,應該讓學生認識到：任何科學發明都是以堅實的理論基礎為指導的,科研理論的突破,是實現應用科學研究重大發明的前提。運用日常科研和教學內容實例,說明專業基礎知識的牢固掌握,是知識創新的基礎,從而逐步使學生建立對專業基礎知識學習的興趣和正確認識。

(二)針對專業基礎教育特點革新教學模式

由于絕大多數專業基礎課的內容和結構都非常規范,在教學中如果不靈活把握就難以有突破性變革。因此要根據不同學科和專業要求,在教學中有針對性的進行拆組,并隨時把相關的最新內容補充到教學中,同時,要淘汰一些陳舊和重復的內容。另外學生在學習這些課程時已具備了一定的基礎知識。因此,在專業基礎課的教學模式中,必須有針對性地對學生的創新實踐能力、心理協調能力、團結協作能力等素質進行培養和訓練,為此,在教學實踐中,應該努力由教“書”向教“學”轉變,探索性地在教學中引入一些與專業領域相關的研究性內容。引導學生應用學習中學到的專業基礎知識,分析探討研究課題,重視學生創新科學精神的樹立和課題研究中各個環節對學生的教育和影響。

二、化學課程體系的構建

(一)加強無機化學教學內容的針對性

無機化學是化學、化工、材料、環境等諸多學科的重要基礎課,當然也是消防專業的專業基礎課。作為一門先導課程,打好牢固的基礎,掌握完整且有針對性的知識體系,對于今后專業課的學習至關重要。但是,這一課程我們至今還基本沿用著過去的化學教學框架模式,教學內容偏多、偏難、不實用,并且和地方其他理工科專業開設的無機化學內容幾近完全相同。隨著課時數一再減少,學時少而內容多的矛盾就顯得越來越突出。因此要有效地解決這些矛盾,必須正確定位無機化學在消防專業中的地位和作用,構建具有獨立特色的無機化學教學內容和體系。如果所開設的無機化學不是根據消防專業的人才培養目標突出教材和課程內容的專業特色,也就失去了開設這門課程的意義。

無機化學教學內容主要包括原子、分子結構,電解質溶液,氧化還原反應,化學熱力學,化學動力學,元素化學等章節。雖然這樣設置課程內容,教學工作比較容易開展,但存在的問題是：不管是什么專業的學生,所學化學內容都是完全相同的,這就導致了化學教學內容的專業針對性不足。比如,消防專業需要更多掌握有關熱化學、動力學和氧化還原等方面的知識,對于復雜的薛定諤方程等純理論性的內容興趣和實用性都不大。這時就需要考慮對前者有所側重,后者則少講或不講。因此,有必要針對消防專業進行調整,使無機化學內容根據消防專業特點和需要而有所側重,即加強教學內容的針對性。

(二)深入調整有機化學教學內容

消防專業的學員將來走向工作崗位后,主要從事防滅火工作。接觸最多的是大量現代有機材料,各種火災的發生、發展和撲滅也離不開大量有機化合物的參與。和這些相關聯更多的是有機物的性質和性質變化規律。因此,必須深入調整有機化學的教學內容,避開和地方大學化學專業學生相類似的教學內容。雖然現在所選用的教材是經典有機化學的內容,但近代內容較少,反映現代科學技術發展前沿知識的有機化學內容更是寥寥無幾。同時有許多內容與中學化學內容銜接不當,重復較多,影響學生建立合理的知識結構。對一些中學已學過的理化性質,應采用略講和自學相結合;對于分散在各章中的異構現象、反應機理使學生了解就可以了,使學生知道要想在更高的水平上認識物質世界,需要花費更多的時間在微觀層次上認識有機物的結構和有機反應的過程。適當壓縮有機化學經典內容,以多種形式將有機化學前沿課題與基礎理論結合起來。在講清原理基礎上,增加一些與現代科技相關的內容,也就是要突出材料化學的特色。如現在的一些阻燃高聚物及本質阻燃化合物等。另外有機化學教科書通常是按照有機化合物的結構、反應和合成三部分編寫,而實際上反應和合成是一個問題的兩個方面。可以適當引導,合并為一個問題,有利于學生辯證唯物主義思想的建立和鞏固,同時減掉學生不必要的負擔,對于很多合成學生了解就可以了,沒有必要去掌握,因為從事的畢竟是消防工作而不是材料合成。另外還應適當加強實驗教學。有機化學實驗課教學是應用化學課程的重要組成部分,它不僅對于培養學生的動手能力、使學生掌握化學實驗的基本操作方法和實驗技能技巧具有重要作用,而且對于提高學生綜合素質、培養學生的創新能力具有重要作用。實驗教學既要有基本技能訓練,又要有綜合實驗,還要有應用性設計實驗,鼓勵學生在條件允許范圍內探索和改變操作路線。一方面通過經典的實驗培養學生嚴謹求實的作風,另一方面通過設計性、綜合性實驗,培養和開發學生綜合運用理論知識的科學思維能力和創造能力。目前的實驗雖是這樣開設的,但對于成績的評定應該有更加科學的評價指標,實驗的數目應該適當,應該有可供學生選擇的余地。

(三)課程體系設置

基于前面的考慮,為保證課程體系的完整性,還是應該從物質的化學組成(元素化合物)、化學結構(原子結構和分子結構)和化學反應(物質變化和能量變化)三條主線展開,突出能量變化,但一定要有所側重;在突出知識主線的前提下,應充分反映學科發展的現狀、研究成果及前沿性知識,體現化學原理在消防領域中的應用及交叉滲透,把握好知識的深度與廣度的平衡。簡言之,就是在講清重要知識的基礎上,讓化學原理與消防專業知識有機結合。同時既能將化學學科的基礎理論框架和知識結構介紹給學生,又能考慮到消防專業學生的特殊需求,既注重學科知識的容量和密度,又注意開拓學生視野,提高學生的科學文化素養,并使學生充分認識到學習化學的重要性,是課程體系設置構建時應考慮的重要因素。

上面給出的是新的化學課程體系的主要框架,基本包含了消防專業所需要的化學知識。下面進行簡單的闡述。

物質主要有氣態、液態和固態三種存在狀態,另外還有第四態等離子態。物質的不同存在狀態對其化學活性和實際應用有很大影響,這種影響在消防中的作用似乎更大,如必須經過汽化才能燃燒,還有日常生活中的固體吸附劑和固體廢棄物的環境問題,酸雨、溫室效應和臭氧層空洞等都是重要的氣體環境問題。必須重點闡明不同聚集狀態對物質性質的影響。

對于其中的有機化合物部分(有機化學的部分內容),重點講清不同種類的化合物的性質和性質變化規律、不同種類的有機化合物在消防中的實際應用和應用前景;可以適當介紹一些新興的科學技術手段在化學中的具體應用,達到舉一反三的目的,使學生明白學科融合是有益之舉;隨時對一些新興阻燃材料進行介紹和簡單評價。

材料是具有一定組成、結構和性能并適合于一定用途的物質。它是人類賴以生存和發展的物質基礎,目前研究和使用的大量功能材料中,阻燃劑、滅火劑、防火涂料等更是與消防息息相關。材料使用過程中引發的環境問題也是熱點問題,與生存息息相關的環境問題非常易于引起學生的強烈責任感,激發起極大的化學學習興趣。對分子設計內容加以簡單的介紹,加強結構與性能的關聯,對分子和材料的設計將會進一步激發學生的求知欲。對于消防專業的學生來講,這一部分可以作為了解和熟悉的內容,但缺之不可。尤其其中的物質結構和材料的關系更應該使學生有所了解。

很多化學的基本定律和規律都體現在化學反應之中,對于消防專業的學生來說,化學反應中的熱化學、化學反應速率及氧化還原反應的變化規律都是非常重要的,在很多專業的燃燒學教材中都有非常重要的應用。因此相關的講述就顯得非常重要,在全面介紹的基礎上,應加大這些部分在課程中的所占的比重和比例,有機化學中的一些典型反應也可做重點介紹。

關于消防部分專業所需的分析化學和分析科學的相關內容,可通過開設選修課的方式進行解決,鼓勵和引導相關專業學生進行選學。

三、改革教學方法和教學手段

應逐步實現以教師為主體向以學生為主體、教師為主導的現代教學觀的轉變。教師要鼓勵學生質疑,應把學生的質疑作為教師不斷學習、進取和提高的動力。可以嘗試開放式教學,對學生開放講臺,構建系統講授與探索研究相結合的教學新體系,實現以教師為主導,以學生為主體,師生結合,共同探索研究知識的新教學模式。鼓勵同學們嘗試對一些理論和現實問題進行探討、反思,允許學生對教師講的內容和教材的內容提出質疑。

當今社會是知識爆炸的社會,科學技術的發展速度令人驚嘆,應適度引導學生運用網絡和科學數據庫進行學習。在多媒體教學過程中,保證重點突出、準確生動的前提下,不但要盡量減少板書,而且要大大增加課上傳授知識的信息量,同時可適當進行多媒體演示實驗,從而解決因條件限制使理論課和實驗課不能同步進行的矛盾。

四、改進考核和評定模式

課程目的和要求,除了通過教學內容來體現及教學方式和組織管理機制來落實外,積極有效的教學評價體系和手段的建立也是至關重要的。它是激勵、制約、調整、反饋的重要保證,是使愿意學習和不愿意學習的學生都能有收獲和進步的重要機制。

目前的考評機制為：期末成績占總成績的 70%,平時作業和課堂表現占 15%,實驗成績占 15%。結合新的人才培養方案和當今培養人才的需要,應加大課堂表現和實驗所占的比重,平時作業及期末考試成績占 60%的比重就可以了。原因在于課后作業和期末考試著重體現了學生對化學基本理論和基礎知識的掌握和運用。而課堂表現則會體現學生獨立思考、獨立見解或創新及語言表達能力等。在衡量標準上,可將學習成績貫穿于學生整個學習階段,平時成績包括作業、參與課堂討論發言、綜合知識和信息獲取、參與研究性課題及撰寫小論文等。這些也有待于進一步的實踐和調整。

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