發展中的化學科學課程的全方位構建*

高元哲 于海濤 吳銀素 陳汝芬 劉輝

(河北師范大學化學與材料科學學院 河北石家莊050024)

近年來，在高校中推行的大類招生是針對我國高等教育的通才教育實際情況而提出的。為實現建設高水平大學的辦學目標，深化高等學校教育教學改革，更好地提高教學質量和辦學效益，河北師范大學在2012級本科生中實施了專業大類培養模式。學生入學后前半年按照培養類別進行通識培養，后三年半按照學科專業方向進行專業培養。學生在經過前半年的學習之后，在培養大類內選擇專業。為了鞏固學生的基礎學科知識，拓寬學生的專業選擇，加強學生的綜合素質培養，根據院系專業特點和相互之間的關聯，構建了大類通識平臺課程。大類平臺課程屬于必修課程，是相近學科專業學生的共同基礎課。化學作為自然科學的一門重要基礎學科，很有必要為學生所了解。因此，我們面向生化地類專業學生開設了發展中的化學科學課程，該課程也可作為其他專業學生的公選課。發展中的化學科學課程將傳授知識、培養能力與提高素質融于一體，對于優化學生的知識結構，實施寬口徑人才培養模式，培養有創新精神和創新意識的大學生具有現實意義。

與一般化學專業課程有所不同，發展中的化學科學課程更注重通識性，以“素質本位兼顧專業教育”為主線，其目標是在大學生中普及化學知識，幫助學生學到更多知識，拓寬知識面，有助于未來就業。本文主要根據我們自己從事教學的一些經驗，就發展中的化學科學課程的教學目標、教學內容體系構建、課程特色、教學方法和手段及考核評價體系等方面進行探討。

1 教學目標

發展中的化學科學是生化地類專業學生的平臺基礎課程，具有“兩多一少”的特點，即內容頭緒多、概念定義多、理論計算少。因此，教師需要解決的問題是怎樣利用有效的學時和條件，組織和協調好課堂教學，使學生盡可能理解和掌握該課程的教學內容。

發展中的化學科學課程的教學目標不是要求學生機械地記住化學知識，而是讓學生了解化學科學的發展簡史和動態，體味化學在社會發展中的地位、作用，培養學生的化學科學基本素養，提高學生解決問題、分析問題的能力。發展中的化學科學課程將化學史實、哲學思想及科學方法的發展融為一體，勾勒出化學科學由幼稚到成熟的發展道路;通過選取化學科學發展進程中的典型事件，剖析其發生、發展及對科學和人類生活的影響，并揭示其在化學科學發展過程中的哲學思想和科學方法;同時，為了加強學生對化學學科的全面認識，了解化學對于人類社會的作用和貢獻，更好地激發學生的學習興趣，在課程中融入了與生命科學、環境科學、材料科學等和化學關聯密切且具有實際應用的知識。

2 課程內容體系構建

通識化學課程所涉及的內容多、范圍廣，在課程內容的選擇上不可能也不必過于追求系統化。本課程的選材原則是:第一，以提高學生綜合素養為核心，以體現學科間、專業間的交叉與融合為原則，講授化學發展簡史、化學科學的特征及研究方法、化學基礎分支學科、化學在人類社會發展中的地位和貢獻、化學研究的前沿領域以及化學家的科學精神，并探討化學與其他學科的交叉;第二，簡要講述基本化學理論，以能夠講清化學思想為標準，講授的知識不求過深，盡可能反映最新、最有價值的成果，讓學生能聽懂并有所收獲［1］。根據我校生化地專業的差異以及文理科生的不同，所講內容各有側重，力求能夠滿足專業需求、體現專業特色，增強學生將化學基礎知識與實踐相聯系的能力。

經過充分調研，我們制定了課程教學大綱，具體課程內容如表1所示。

表1 發展中的化學科學課程教學內容和課時安排

3 課程建設特色

3.1 建立立體化的學科知識體系

現代社會對人才的要求比較高，需要具有發散式思維，不是僅僅掌握一個個孤立知識，而是能綜合地、靈活地運用知識，實施創新。因此，我們在課程講授過程中盡可能將課程相關的知識銜接起來，形成立體化的知識體系，培養學生立體網絡型的發散思維。比如，我們在原子和分子結構的教學中，從探索不同原子和分子理論提出的背景、合理性、局限性以及不同理論相互補充出發，適當穿插科學家探索過程中的趣事，使枯燥、抽象的理論變得生動、具體，培養學生能根據條件的改變靈活運用相應理論知識的能力，同時也培養學生批判、執著、動態的科學探索精神。

3.2 樹立研究性教學的教育理念

教師在教學中體現出的思維方式，直接影響著學生的思維習慣。以往的教學觀念是一味地傳授性教學，學生的創新意識得不到提高，課程也顯得枯燥、乏味。我們在教學中樹立研究性教學的教育理念，即集傳授和研究于一體。在教學中，除了講述基本內容外，穿插介紹一些本領域最新的學術動態，本學科高水平的研究成果以及本院教師已經完成或正在進行的科研項目，還有本專業歷屆學生參加科技創新的情況。以教師的研究性教學引導學生的研究性學習，在課程中培養學生的創新精神和科學素質。在這種研究性教學的影響下，學生不再滿足于知識的掌握，而常常是從研究性學習中有新發現，激發了學習的興趣和創造熱情。

3.3 教學中滲透科學思維方法

化學學科的發展和完善離不開科學思維方法，學生創新能力的培養也離不開科學思維方法。化學科學的基礎理論知識包括概念、規律及原理等內容，而這些知識的由來都是通過觀察與實驗、抽象與概括、分析與綜合等科學方法獲得的［2］。例如:氫原子結構理論(即玻爾理論)的創立，就是運用了分析、綜合和聯想的科學方法，通過整理，建立模型，提出假說;再通過計算、驗證，進一步分析、推理、實驗驗證等科學研究過程，從而創建了玻爾理論。

4 教學方法和手段

發展中的化學科學課程，沒有固定的教材或參考資料，課程講授的范圍廣、知識量大、內容新，是一門綜合性較強的課程，故采用單一的教學方式難以達到理想的教學效果。因此，在教學過程中應注重教學方法和手段的改革。轉變傳統的“以教師、課堂、教材為中心”的思想和講授灌輸為主的單一教學方式和手段，樹立“以學生掌握知識、培養創新能力為中心”的觀念，將互動式教學、團隊教學等方法結合起來，努力改變課堂教學中滿堂灌的弊端。

4.1 互動式與啟發式教學相結合

教學是學生在教師指導下進行的有目的、有計劃的學習活動，課堂是實施教學活動的主要場所，也是學生獲取知識的主要途徑。單純的講授知識，有時候會顯得枯燥和干澀。教師在教學過程中可以采用互動式教學模式，通過教師與學生的雙向交流，引發學生積極思考，從而活躍課堂氣氛，實現教與學兩方面的最佳效果。在教學過程中，我們精心設計了一些知識問答，把課程教學內容設計在問題中，通過問題吸引學生的注意力，引發學生積極思考，以提高他們的學習興趣。師生間的互動、啟發、設疑、解答，能使學生在愉悅的情境中完成對知識的學習，并主動參與到分析問題、解決問題的過程中，提高思辨能力和創造力。實踐證明，互動與啟發式教學方法有助于調動學生的學習熱情，活躍課堂氣氛，更重要的是能起到引導學生積極思考的作用。

4.2 團隊教學與模塊教學模式相結合

團隊教學是一種教師互動的有效方式，它能集思廣益，發揮集體的智慧。我們的教學團隊由無機化學、有機化學、物理化學、結構化學等專業教學經驗豐富的教師組成。團隊教師每半月進行一次討論，團隊教師互相聽課、評課，根據各自的知識結構提供建設性的意見，以把握學科發展的前沿，樹立先進的教學理念，全面提升教學質量。團隊教師分模塊進行教學，這樣可使每位教師發揮自己的專長，把所負責的模塊內容講得更為透徹。具體模塊可分為:①化學科學發展簡史和學科前沿;②原子、分子結構及化學鍵理論;③化學與材料、化學與能源;④化學與環境、生活。共4大模塊。

4.3 現代教育手段與傳統板書相輔相成

現代化教學技術不斷滲入課堂教學，在改變傳統教學模式、提高教師課堂教學效果、提高學生素質等方面發揮了積極作用［3］。在授課過程中采用多媒體課件，增大了教學信息量，增強了課堂教學的主動性和直觀性，增強了學生的感性認識;與此同時，傳統教學中的板書必不可少，板書中尤其突出重點和難點內容，可以幫助學生建立起關于整體教學內容的邏輯結構，更好地把握教學內容，提高教學效果。另外，我們學校已經啟用Blackboard網絡教學平臺，將教學課件上傳至網絡平臺，學生借助網絡平臺學習，不受時空限制;還可通過網絡教學平臺組織教學活動，比如組織課堂討論、發布與課堂教學配套的作業，在學生提交作業后及時進行評價和反饋。通過網絡教學平臺，不僅實現了教學過程的信息化，還能對學生的學習情況及時進行跟蹤，同時也能對學生的學習過程實現有效管理。

4.4 增強實踐性環節

加強實踐教學是當前教學改革的基本方向，也是保障教學質量的重要環節。我們在這方面采取了3項基本措施:實驗室開放日活動、專題講座、主題報告。

借助學校提供的實驗平臺，舉辦實驗室開放日活動，利用課余時間給學生提供開放性實驗操作的機會。例如:我們讓全體學生參觀納米材料合成演示實驗，以此了解常見的材料合成方法以及X射線粉末衍射技術在無機納米材料研究上的應用;隨后，讓學生參觀幾種常用的大型儀器設備，使他們進一步了解無機納米材料的表征和分析技術;再由專業課教師及研究生為學生進行儀器操作演示實驗，簡單介紹儀器的工作原理，并回答學生提出的問題。通過參加這種實驗室開放日活動，可使學生開闊眼界，感受化學的魅力。

專題講座可以拓寬學生的視野，把化學知識與生活、生產實踐相結合，同時也能使學生感受到化學與人類的生產、生活密切關聯［4］;從而激發學生學習化學、學好化學的熱情，啟迪學生的創新思維，提升學生的科學素養。如在2012～2013學年第一學期的講座中，安排了納米材料與納米科技，大氣霧霾與化學，稀土磁性材料，藥物與化學，食品化學與健康，新能源材料與化學，2012年諾貝爾化學獎介紹，生命有機化學8個專題，每個專題講座時間為2～3學時。要求每位學生根據自己的興趣至少參與2個專題講座。在期終考試中，設置與講座內容相關的考題對學生參與講座的情況進行考察。

以學生為主體，在課程中讓學生根據某一主題制作PPT，進行報告。主題可以是生活中的化學問題、課程中的某個知識點等;報告的效果可以采取同學互評與教師點評相結合的方式。實踐證明，這樣的授課方式深受學生歡迎，講解和點評的過程有助于培養學生的表達和思辨能力。通過這種方式既可以豐富課堂教學，激發學生的學習興趣，又能培養學生的文獻查閱能力、歸納總結能力、提煉科學問題能力以及創新能力。

5 考核評價體系

目前，我國高校的課程考核一般仍采用課程結束時一次性閉卷考試，勢必造成學生對課本內容死記硬背，出現高分低能現象。要培養學生的創造性思維、提高學生綜合素質、拓寬知識面，就必須改革考試方法和考試內容，可以將“結果性”考核變為“過程性”或“階段性”考核，采用靈活多樣的考核形式，注重過程監控，將作業、課堂表現、階段測試與期末考試等結合起來綜合考察，評定最終成績，打破以往學生臨陣磨槍的突擊現象［5］。通過這種綜合考核方式，能調動學生自主學習的積極性，學生綜合知識的掌握程度也得到了客觀的評價，從而達到提高教學效果和教學質量的目的。發展中的化學科學課程的考核評價體系組成可概括為:多模式平時成績與多方式考試相結合的考核評價方式［4］。其中，平時成績為出勤及課堂表現占5分，作業占5分，實踐環節占20分，課堂及網絡討論占10分;期末成績為60分。

優秀的學生應該是知識、能力和素質全面發展的學生，這一點可以在我們的考核方式改革中得到很好的體現。相較于單一的考核方式，新的考核評價體系能夠更加科學和全面地反映學生的知識、能力和綜合素質。經過兩年的試行，學生普遍認可這種組合式的考核方式。雖然課程要求嚴格，但學生的學習熱情未減，這說明這種評價體系是有效的。

6 結束語

化學與人們的生活密切相關。發展中的化學科學是一門重要的大類通識平臺課程。講授好該門課程，有助于提升大學生素質，拓寬大學生視野，促進學生專業和個性發展。本論文介紹了在教學目標、課程內容體系構建、教學方法以及考核評價體系等方面進行的改革。實踐證明，這些措施提高了教學效果，能夠更好地指導學生認識化學和感悟化學。

［1］邢亮.大學化學，2012，27(3):22

［2］李強，楊今朝，廖蓉蘇.中國林業教育，2010，28(5):50

［3］趙祖志，顧志紅，解永巖，等.中國現代教育裝備，2010(1):82

［4］陳云，吳慶生.大學化學，2013，28(6):6

［5］張有強，羅樹麗，周嶺.中國現代教育裝備，2013(3):56