講授工科大學化學的幾點體會

舒杰　水淼　龍能兵

摘要：本文講述了通過對大學化學在教學方法、教材選擇、教學案例、第二課堂、演示實驗、習題講評和考核方式進行改革，讓工科學生置身于快樂課堂的學習之中，提升學生對基礎化學知識的學習興趣，促進和深化學生對化學理論的掌握。

關鍵詞：工科；大學化學；教學經驗

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0201-02

社會的飛速發展，促進了不同學科間的反復碰撞及不斷融合，同時也使得掌握綜合技能的專業人才更能得到施展才能的機會。為了培養更適合社會需要的人才，大學教育體系中的相關課程也需要進行同步調整，以促使大學生在校期間掌握跟本專業交叉學科的知識。化學是材料學的基礎，而材料學是奠定工程專業的基石，為了深化工程類學生對專業知識的理解和掌握，寧波大學為工科專業的學生開設了化學基礎課。目前，大學化學是土木工程、機械工程等工程技術大類專業學生所必修的一門基礎課程。然后，過去的教學常采用的是一種“走讀式”的模式，老師除了在課堂上與學生直接交流一堂課之外，沒有更多的互動教學，并且課堂教學也往往停留在完成任務般、枯燥的“填鴨式”教學，這使得非化學專業的工程大類同學更加喪失了對化學知識的學習興趣。為了提升工科專業學生在化學課程上的學習熱情和學習效率，首選需要采取措施吸引學生的目光，然后再通過改變教學策略來提高大家的學習成績，從而積累深厚的基礎知識。本教學團隊通過近幾年在大學化學課程上的教學積累，完成了對工科大學化學探究式示范課程的建設，在此與大家分享一下幾點教學經驗。

一、教學方法的轉變

在大學化學課程的教學過程中，如果采用與高中類似的教學模式往往會使得剛剛從繁重學業和升學壓力中解放出來的學生充滿反感，從而厭惡學習。因此，教師有必要改變教學方法，施行一種新的教學模式，讓學生覺得大學是領略和學習深層知識的學術殿堂。為了解決教與學的矛盾，本教學團隊提出了兩種教學方法：逆勢引領教學法和探究式自學。通過這兩種方法的結合來實現大學化學教學的華麗轉身。首先，通過調研學生的未來專業選擇規劃，讓全班學生自主劃分成不同的組，然后以課后任務的形式來激發學生的自學興趣，從而調動下一次課前的課堂學習的活躍性。接著，以每一個興趣點和任務點來完成對化學理論知識的講解，實現進一步對學生所完成的任務進行分解、剖析和總結。最后，對每個小組的課后自學情況進行總領，以實現不同小組之間的相互學習。

二、參考教材的多樣化

對于一門課程的學習，除了教師在教學方法、講課方式和授課技巧上的改進和提升之外，參考教材的合理選擇和使用也會讓學生在學習過程中事半功倍。一般來說，指定教材的使用對于學生的知識學習類似于在浩海的知識海洋中圈一塊知識領地，讓學生在這個專屬范圍內汲取養分。然而，一本教材的寫作、出版及使用往往僅側重于某一方面的專業內容。同時，經過中學階段啃整本書的瘋狂學習之后，這類教材的選擇對于剛進入高等學府的大學生來說有點不知所措。因而，在特定學校相應專業（如寧波大學工科專業）的教授過程中，需要對內容進行節選或補充。在本門課程的學習中，針對土木工程、機械工程等工程技術大類的專業特點，首先指定高等教育出版社的《工科大學化學》（強亮生編）為本門課的教材，這本書是為非化學專業學生編寫的基礎化學教學參考教材，然而，本書中部分章節的內容已經超出了寧波大學工科專業學生的學習范疇，因此，需要對本書進行節選。為了深化部分章節的知識和學習，在課程的講授中還輔助以《普通化學》（王明華編，高等教育出版社）、《無機化學》（曹錫章編，高等教育出版社）、《有機化學》（汪小蘭編，高等教育出版社）、《物理化學》（傅獻彩編，高等教育出版社）等參考教材。同時，在教學的過程中，教師還給學生設定一定的范圍，讓學生在一些國家級規劃教材或獲獎教材中自我發掘一些參考教材以充實學習內容。

三、教學案例的選擇

教師在知識傳授的過程中，死板的教學內容并不能引起學生的學習興趣，為了改善課堂氛圍，需要在教學過程中穿插一些教學案例以豐富學習過程，從而增強學生對化學知識的記憶。雖然教材中有一些經典的教學案例，但是有些案例，如合成氨，在十多年前早已遍布于各類化學化工類參考書，這不僅跟不上時代發展的步伐，也讓學生對這些案例產生了學習疲勞。當代大學生以“90后”為主體，他們對于知識的學習常常是按照興趣而進行，為了吸引學生們的注意力，需要安排一些與時俱進的教學案例，以貼近生活、走進專業。如在“催化劑”這一知識點的講授時，以吃米飯時食物與能量的轉化為例，口腔中大量的淀粉酶作為催化劑可以加速分解米飯中的淀粉，并轉換成人體可以吸收麥芽糖。在開篇講述溶液這一章時，利用一罐可樂的鋁合金外殼、碳酸溶液及罐內腔氣體引出固態溶液，液態溶液及氣態溶液的概念。在講述“電化學腐蝕及表面防護”這一節時，以海上鉆油平臺的建筑施工及防腐為例，引出吸氧腐蝕及差異濃差腐蝕。以上這些與生活和專業貼近的事例可以有效提升學生的學習效果。

四、第二課堂的布置

在規定學時的課堂講授外，第二課堂的開辟是學生進行知識學習的一個重要環節。然而，在一般的大學課程學習中，學生僅僅圍繞課堂講授進行知識的吸收和消化，課后學習完全不在他們的計劃中。為了培養學生的學習感覺，深化對課堂知識的理解，我們嘗試了兩種第二課堂的教學方式：一是讓學生去圖書館查閱資料進行課程相關內容的設計，如要求學生在每堂課前去尋找和構建貼近自己專業的生動教學案例，以在教師提問環節向全班同學進行闡述，這也可以有效培養和提升大學生的自學能力；二是在普通化學實驗室進行與課程內容相關的幾個實驗，這些實驗包含了驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗，通過在實驗室逐步熟悉化學反應過程，進而完成對一些簡單實驗的設計，然后實現理論和實踐的完美結合。通過第二課堂的學習，學生的知識結構和動手能力都會得到全面的提高。

五、體驗演示實驗

課堂實驗是調動課堂氣氛、深化知識點學習的一種有效手段，為了讓非化學類的工科學生能逐漸走入化學的殿堂，充分感受化學實驗的魅力，教師需要精心選擇課堂演示實驗，同時還得合理安排實驗的進行過程。起初，本教學團隊先設計了幾個演示實驗，同時讓學生參與課堂演示實驗，接下來的演示實驗讓學生直接參與演示實驗的準備工作，然后與教師共同完成這些實驗，而最終的目標是讓學生根據課程內容自主設計演示實驗，并在課堂上進行展示，以迎合知識點的深化。如在即將學習溶液的通性這一節的前夕，教師提前讓學生預習課程，并讓不同的學習小組設計和準備滲透壓和反滲透的演示實驗。到了課堂講授與學習中，在教師講解到溶液依數性之一滲透壓時，由學生來完成演示實驗，不同組別的學生，有些學生直接將裝了鹽水的羊膀胱浸入到清水中，有些學生準備了鹽水與盆栽，有些學生甚至買來了凈水系統中的反滲透膜。通過這些演示實驗，學生了解了書本知識的來源、組成及其實用性，這些課堂實驗的轉變讓學生體驗到了演示實驗的魅力，充分感受到了化學知識的美。

六、翻轉習題與講評

做習題是讓學生進一步理解化學知識點、消化課堂內容和掌握學習技巧的一種方式。然而，傳統的習題課在學生的印象中只是簡單的對答案過程，并不能讓各位同學在頭腦中有深刻的印象，如這道題用到了哪幾個知識點，用到了哪些重要公式，與其他章節有什么樣的關聯性，那么有必要采取一種新型的模式——翻轉習題與自我講評。本教學團隊通過選擇幾道充分體現課程學習內容的習題，設計以小組輪流的方式進行學生自我講評，讓學生在進行習題講解的過程中，需要明確指出這道習題運用了課本中那些知識點，考察的是哪些方面學習內容，再輔以教師的適當補充和點評，同時對這個講評過程進行全程錄像，在課后上傳到網上與全年級同學進行分享并點評。這樣的方式可以讓所有同學都參與習題的講解、點評及知識點運用的過程，使得大家可以充分理解、掌握和深化課堂理論知識。

七、靈活的考核方式

除了掌握知識，成績是學生學習課程最關心事情的之一。在大學化學課程的考核和成績統計方式上，我們改變了過去僅期末成績為主（80%）、平時成績為輔（20%）的總評成績的計算模式，而是引入了以平時成績為主（60%）、期末成績為輔（40%）的計算方式，并且在第一堂課程講授中就詳細介紹了這門課程的考核方式。特別是在平時成績統計中，我們引入了多種獨立計分項，如演示實驗設計與操作、課堂參與情況、習題講評效果、視頻制作等，雖然在一般情況下平時成績是這些計分項的綜合總評結果，但是每一單項也可以單獨作為平時成績的滿分項，這是考慮到一些具有偏才的學生在某些方面具有獨到的見解和特點。在課程即將結束時，學生都需要提交一份課程學習總結，以培養學生對一項工作結束時進行總結歸納、積累經驗的習慣，同時我們還對全體同學進行調查問卷，讓學生對本門課程的建設和發展提出各自的想法和意見，以促進大學化學課程的良性循環發展。

通過多年來在大學化學上的教學積累，完成了對課程在教學方法、教材選擇、教學案例、第二課堂、演示實驗、習題講評和考核方式等方面的改革，這些工作將學生放在學習主導者和施行者的位置上，充分調動了學生的學習主動性，增強了學生的學習興趣?；谶@兩年的調研和統計結果，本項改革確實激發了學生的學習熱情，完善了學生的學習方法，提升了學生的學習成績。

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