大類培養下《大學化學》課堂教學改革的探索

趙天藝 劉明杰

摘要：大類招生大類培養作為一種全新的招生模式，改變了傳統招生模式中存在的一些弊端，有利于激發學生的學習興趣，對他們未來的學習和成長都有著較大的影響。文章以《大學化學》學科教學為例，論述了我國高校招生現狀，并基于大類培養模式下提出了一些《大學化學》課堂教學策略，希望對培養高校學生創新意識和創新能力有所幫助。

關鍵詞：大類培養;《大學化學》;課程改革;策略

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）10-0144-04

我國兩彈元勛錢學森曾在生前多次和溫家寶同志就我國人才培養問題展開討論，當時錢學森提出了困擾他多年的疑問：我國一直以來都比較注重人才教育，然而我們的學校卻無法培養出世界性的尖端人才。伴隨著我國科技力量的不斷增強，人才興國已經成為我國教育的重要教育思想。在錢學森逝世以后，一些教育學者再次將錢學森當時提出的質疑推到了學術研究最前沿，并根據我國教育現狀尋找解決之法。在2009年11月左右，我國安徽地區的10余位高校教授聯名給袁貴仁以及全體教育界發表了一份公開信，在信中明確指出，希望中國教育界同人能夠直面人才培養疑問，也再次將“錢學森之問”推到學術前沿。[1]英國生物化學家李約瑟也曾提出過同樣的疑問：“中國的基礎教育世界一流，美國的基礎教育不入流，卻撐起了世界一流的高等教育。”

隨著21世紀的到來，科技發展更加迅猛，國際化競爭已經逐漸發展成為人才競爭，知識經濟蔓延全球。由此可見，教育對國家的發展強盛顯得至關重要。并且，我國教育的目的不再僅僅注重人才知識的學習，更注重人才素養的培養，最終目的是為了提升我國全體國民的民族素養。科學素養作為現代化人才整體素養中的重要方面，它不僅代表了人們的科學實踐水平，也體現出了人們的認知能力以及科學精神。因此，我國現代化人才教育不能再像傳統化教學模式一樣，僅僅注重文化基礎知識的傳播，更需要注重德育教育的開展，讓學生在構建知識體系架構的同時，更加提升科學素養，促進學生的全面發展。2005年調查結果顯示，中國公民具備科學素質的比例僅略高于1%，截至2018年，已經達到8.47%，“十三五”規劃要求在2020年底達到10%。然而相關調查數據表明，全球范圍內的一些其他國家最初在制定國家創新型發展戰略的時候，其國民科學素質比例達到了10%，甚至更高。由此可見，公民科學素質水平的高低是構建社會主義和諧社會、實現創新型發展的基本要求。[2]

對于如何培養高素質人才，我們可以借鑒一些國外的經驗。哈佛大學在20世紀六七十年代進行了一次本科課程改革，著重強調了一個自由民主的社會必須普及大類招生、通才教育理念，并制定了通識教育大綱。[3]大類招生大類培養指的是在高考過后的大學錄取階段，將一些類似的專業學科進行合并，不再設置單獨招生，根據學科大類進行劃分，并完成大學招生工作。學生在未來的1—2年學業期內，按照學科大類方向展開教學工作。在1—2年的學業期結束以后，學生對相關專業學科有了一定了解，再讓學生根據自己的學習興趣以及個人特長選取未來學業期內的具體專業[4，5]。這樣的教學方式能夠幫助學生根據自己的實際興趣以及具體學習感受來合理化選取專業。中國大類招生始于北京大學開展的“元培計劃”。如今，大類培養教學已經被許多高校所運用。[6]

伴隨著我國教育體制的不斷改革發展，教學越來越注重對學生學習興趣的培養。大類招生大類培養，不但是我國大學招生模式的變革，也迎合了現代化教育體制改革趨勢，幫助學生挖掘自身的學習潛力，注重學習興趣的培養，有助于大學教育質量的提升。高中生雖然處在人生發展的重要時期，由于缺乏社會經驗以及閱歷，他們對自身的興趣以及特長并非十分了解，再加上家長意見的影響，可能選報的專業并非最符合學生未來的發展方向。而大類招生大類培養能夠讓高中生在未來的1—2年時間內，通過大學教育課程以及大學環境的熏陶，正確定位自己，綜合自身學習興趣，選取真正適合自己前進方向的具體專業，這也是所謂的“適應性選擇”。[7，8]通過這樣的方式，不但有助于學生未來的發展，也能夠為社會輸送更多的優秀人才。

大類培養模式在具體實施過程里，通常是應用于本科教學初期，將全部專業學科按照學科類別進行劃分，將一些類似的專業學科合并在一起，根據學科之間的相似度制定公共化基礎課程體系，并構建專業學科基礎課程體系。專業學科基礎課程體系注重學生基礎知識、基本能力以及專業素質的全方位培養。專業學科基礎課程體系培養能夠幫助學生了解更多的專業知識，并且加以強化，為未來具體的專業學習做好鋪墊。[9]

在大類招生的背景下，如何幫助學生強化基礎知識學習，培養學生的科學素養，是《大學化學》教學的重點。筆者根據多年教學經驗，從以下幾個方面出發，提出了一些教學改革策略。[10，11]

一、基于“互聯網+”模式的教學方式的多樣化

1.運用多媒體教學，增加課堂教學趣味性。在傳統大學普通化學教學中，日常教學只是照本宣科，過于依賴教材，理論知識教學缺乏趣味性，不利于學生學習興趣的培養，學生也是被動地去接受知識。隨著科技力量的不斷增強，多媒體教學模式也被廣泛地應用于廣大教學。多媒體技術在大學化學課堂教學里的運用，增加了課堂學習的趣味性，有助于對學生學習興趣的培養，進而提高課堂教學效率。[12]例如，筆者在講到蒸氣壓、凝固點下降等概念時，運用多媒體技術，可以為學生展示一段真空環境下水是如何變化的視頻，通過這樣的方式，可以幫助學生集中課堂注意力。又如，分子結構部分的教學內容比較復雜，不但包括了分子空間構型，還涉及共價鍵、相互作用力的學習，存在諸多教學難點。因此，在課件制作過程中應當盡量脫離課本，采取一些現代化教學技術，幫助學生理解和記憶，例如虛擬畫面展示。通過這樣的方式，不但能夠突出教學內容的科學性，同時以一種更加真實生動的形式展現給學生，有助于學生理解與記憶。[13]

2.利用微課，豐富教學內容。微課教學指的是在日常教學過程里，以一個知識點為目標，開展的一些針對性教學，例如圍繞化學實驗中的一個具體操作步驟開展的“碎片化”學習。和傳統教學模式相比較，微課教學在日常教學中的運用，具有便捷靈活化的特征，能夠幫助學生集中課堂注意力，提高他們的學習興趣。[14]然而，我國一些高校的化學理論教學課程，采用的依然是傳統化教學模式，過于注重課本教學以及教學進度，忽略學生的實際接受能力。再加上高校條件限制，一些實驗教學無法正常開展，理論知識沒有得到實踐化驗證，影響了學生的直觀感知。受到現代化教育改革的影響，一些高校在開展化學實驗課程教學中采取了“預習報告—實驗指導—實驗總結”模式。這樣的實驗課程教學模式能夠增強大學生的學習能動性。然而在實際教學中，一些學生并未注重化學學科學習，缺乏主動學習意識，無法把理論學習和實驗教學緊密聯系起來。更有甚者，一些學生為了片面完成教學任務，預習報告與實驗總結都是抄襲其他同學的內容。微課教學在高校化學教學中的應用，能夠改善實驗教學中存在的一些問題，以實驗教學驗證理論知識為學習指導思想，將理論知識學習和實驗教學緊密聯系在一起，將高校化學課程改革提高到一個全新的平臺上來。[15]例如，一些章節的教學內容比較多，假如采取傳統教學模式，實施“預習報告—課堂實驗—實驗總結”，必然會降低課堂教學效率，減緩教學進度。針對這種情況，教師可以根據教學內容制作微課，并把微課在課前發放給所有學生，讓他們根據微課預習課堂教學內容。這樣的方式不但能夠讓學生有更多的時間準確把握課堂教學重點，同時還能夠減緩課堂教學壓力。教師在制作微課的時候可以根據用途類別采取不同的策略。（1）預習類。掌握本次實驗內容需要采用的一些玻璃實驗儀器、實驗裝置，包括儀器、裝置的清洗和干燥。并且，需要熟悉實驗流程，了解實驗原理以及具體的實驗操作。另外，實驗報告要根據具體的實驗過程進行書寫，突出實驗中遇到的問題以及解決辦法，同時對未解決的實驗問題也需要明確指出來。（2）實驗過程類。首先是針對實驗儀器以及實驗藥品進行處理;其次要對儀器裝置的具體安裝有清晰的介紹;最后需要對實驗設備的具體操作和后期維護進行詳細的介紹，避免對實驗設備造成損壞。因此，高校化學實驗教學可以按照如下步驟進行設計。首先，根據實驗教學內容安排預習任務，讓學生根據微課預習實驗內容，并按照規定填寫預習報告。然后，教師閱讀學生的預習報告，了解學生的預習情況，并根據預習情況安排預習情況不太好的學生觀看對應微課教學內容。其次，開展課堂實驗教學。在教學過程里，教師需要將課堂實踐和微課緊密聯系在一起，特別是針對一些實驗操作復雜的環節，根據難易程度重復幾次，便于學生的理解和記憶。再次，開展自主實驗環節，讓學生自己動手，感悟具體實驗過程。最后，填寫實驗報告，讓學生根據實驗過程進行總結，歸納出實驗教學中的重難點以及較為復雜的實驗環節，并安排學生在課后根據微課回顧實驗教學內容。

3.借助教學軟件，實現教學實時測評。基于傳統化教學模式，課堂教學是由教師指向學生的知識單向傳輸，教師并不了解學生的具體掌握情況，不利于教學工作的開展。為了進一步加強課堂教學互動，廣大學校越來越注重教學實時測評。課堂互動反饋能夠幫助教師及時掌握學生的學習動態，進而利于教師調整課堂教學進度。[16]教學實時測評的具體步驟是由教師在軟件平臺上發布問題，繼而由學生登錄進行問題解決，根據學生投票以及答題情況，得到具體數據。這些新穎的教學模式不僅可以增加學生的互動性，也增加了趣味性，提高了學生的學習興趣。

二、教學內容的拓寬化

在我國“十三五”規劃綱要中明確提出：我國教育不能單純注重理論知識教育，同時還需要強化人文素養，強化理論知識，注重學生創新意識的培養，培養出具備優良道德素養的優秀人才。為了實現這個目標，我國廣大高校開始借用信息化技術，制定以學生為教學主體的教學策略，并且以學科交叉為主要前進方向，幫助學生實時了解世界范圍內的科研動態。以大學化學學科教學為例，可以從如下幾個方向著手。

1.以實驗為載體，豐富教學活動。實驗教學是大學化學學科一項必不可少的教學內容，它不但是對理論知識的實踐性校驗，同時通過實驗教學能夠為學生帶來更為真實的直觀體驗。然而在開展實驗訓練的時候，為了提高學生的實驗興趣，培養學生的創新意識，可以開設一些開放性實驗課堂，以滿足專業需求和學生個性發展需求。[17]傳統教學模式下的實驗課程教學，雖然能幫助學生鞏固知識點和強化學生的動手能力，但是對新興科研技術的引入略顯不足。因此，在日常教學中，可以給學生提供更多的機會去接觸一些大型實驗儀器，例如SEM（掃描電子顯微鏡）等。由于一些高校自身的條件有限，不能夠讓所有學生都能夠操作大型儀器，但是需要讓學生了解一些相關知識。

2.拓展課本知識，豐富教學內容。大學生處在社會實踐的準備階段，一些學生對有些生活化知識缺乏正確的認知。針對這種情況，教師可以引入一些生活化知識，與課堂教學知識緊密聯系在一起，幫助學生理解和記憶。例如在日常生活中，汽車都會排放一些污染環境的氣體，它們在對人們生活環境造成污染的同時，還會損害人類身體健康。教師可以讓學生思考如何減緩并解決這種污染問題，并且教師可以提出一些具體問題，例如：是否能夠通過化學反應解決這個問題？假如可以進行自發反應，排放氣體中會有多少CO和NO能夠轉化成CO2與N2呢？化學反應中的能量變化是什么樣呢？通過這樣的方式，可以增加課堂趣味性，幫助學生培養科學素養。

3.定期開辦學術講座，強化學生認知。我國著名教育家梅貽琦曾經說過：“所謂大學者，非謂有大樓之謂也，有大師之謂也。”一位優秀的專家學者，他們往往在其研究領域有著較深的造詣，他們的演講也必然會令聽眾耳目一新。因此，高校可以定期開辦一些學術講座，讓學生能夠擁有更多的機會去聆聽專家學者的學術研究演講。這樣的方式能夠幫助學生開闊視野，接觸到更多課本以外的知識，充實學生的知識體系架構。[18]比如，在緒論中，教師在介紹大學化學的授課內容之余，也可以講述一下自己的科研工作，使學生了解化學工作者是如何從事科研工作的，化學研究又是如何進一步改善我們的生活的，以此培養學生們對化學學科的興趣，為未來的個人發展做好鋪墊。

大類招生大類培養旨在幫助學生培養學習興趣，促進未來的發展。在大類招生大類培養模式下，如何以先進的教學理念、多元化的教學方法開展教學已經成為廣大高校化學教師面臨的一個難題。在日常教學中，教師要注重科學素養的培養，強化學生認知，為社會輸送更多具有創新意識、創新能力的人才。同時，作為一名高校教師，還要學會總結，探索出符合社會發展潮流的創新型人才培養模式。

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Exploration of Classroom Teaching Reform of "University Chemistry" under Broad Class Training

ZHAO Tian-yi，LIU Ming-jie

（School of Chemistry，Beihang University，Beijing 100191，China）

Abstract：As a new mode of enrollment，the training of enrollment of students changes some disadvantages existing in the traditional mode of enrollment.It is beneficial to help students locate their interest in learning and has a great impact on their future learning and growth.Taking the subject teaching of "University Chemistry" as an example，this paper discusses the current situation of college enrollment in our country，and puts forward some classroom teaching strategies of "University Chemistry" based on the large-scale training mode，hoping to help cultivate the innovative consciousness and ability of college students.

Key words：large class training;"University Chemistry";curriculum reform;strategy