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量身定制适合应用化学专业的教学大纲
对不同专业的学生,有机化学教学大纲的要求自然不同,课时的多少也不一样,专业侧重点也应当有所区别。我们收集了全国18所高校应用化学专业有机化学课程的教学大纲,其课时分配(表略)。调查中发现,包括我校在内的很多高校应用化学专业的有机化学课程的教学大纲是在理科化学专业的教学大纲基础上稍作调整而制定的,这无法达到应用化学专业有机化学课程的教学目标。此外,由表1可以看出,以上18所高校应用化学专业有机化学教学大纲中,无论是总学时还是各章节的课时分配差异都很大,这不能满足新的课程建设的要求。因此,为了使学生在有限的教学课时内掌握有机化学的基本知识和理论,结合近10年的教学实践,我们为应用化学专业的学生制定了新的教学大纲,其教学内容及课时分配(表略)。
不断革新教学内容
有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、反应以及制备的学科;有机化学课程是我校为生命科学与技术学院生物科学、生物技术、生物工程以及食品专业本科生开设的一门重要的基础课之一,我校使用的是高等教育出版社出版汪小兰编著的第四版《有机化学》。随着如今高考扩招的盛行,入学学生的化学专业知识水平相对较低,而且我校的有机化学教学时数的进一步压缩(理论64学时,实验32学时),如何为生物类专业本科生教授好这门课程成为每位任课教师面临的难题,如何进行科学的教学改革是我们需要承担的一项长期而艰巨的任务。我们需要不断的进行探索、研究、总结,为学生能更好地掌握这门课程的核心内容做到“量体裁衣”。下面从以下几个方面进行介绍。
1钻研教材,认真备课
教材是知识的主要载体,也是师生完成教与学双边活动不可缺少的媒体。但是由于受篇幅的限制,教材在内容的系统性和前沿性等方面存在一定的局限性。如果在教学中仅仅对教材内容做简单陈述,无意会对学生造成照本宣科的印象,这样势必会影响最终的教学效果。“给别人一碗水,自己得有一桶水”,教师在在备课时不仅要参考大量的有机化学教材,还应融入一点有机化学前沿领域的研究热点。教师应对教材的内容进行分析、比较、归纳和总结,使知识更加调理清晰、浅显易懂和生动形象。同时从多角度、多层次、综合、全面理解和诠释每一个知识点,这样更有助于学生加深对所学知识点的理解和记忆。例如对于亲核取代反应两种历程SN1和SN2的影响因素的讲解,我们可以以图表的形式列出不同烃基、离去基团、试剂的亲核性以及溶剂对两种反应历程的不同影响。教师在讲解时逐个比较,使不同之处得以彰显。备课时要要尽量做到重点和难点突出,学生要掌握的重点和难点要精讲细讲,可以按照自己编排的顺序,不必按照教材的章节顺序来讲,尽量使用学生容易接受的方式来进行讲授。
2培养学生的学习兴趣
培养学生的学习兴趣是教授一门课程的重要环节。教师在教学中应努力激发并培养学生学习有机化学的兴趣,使学生在学习过程中感受到这门课程的乐趣[1]。我们日常生活中的许多方面都与有机化学有千丝万缕的联系,如药物、材料、能源和染料等都与有机化学密不可分。在课程的导入和讲解过程中,适当地穿插一些有机化学小故事、小趣闻。不但能起到活跃课堂气氛的作用,而且能增强学生对这门课程的求知欲,同时也能提高教学效果。例如在绪论中讲述药物和有机化学的关系时,先向学生介绍临床上用的一些药物,如奎宁、可卡应、阿托品和吗啡等药物都是从天然的植物中发现的,但是这些药物分子结构的确证都是通过有机化学的分析方法实现的,而且有机合成化学的发展最终使这些药物分子实现人工合成。从而让学生认识到,一种天然药物的发现,要经历分离提取、结构确证和人工合成等步骤,所有这些步骤的进行有需要有机化学的知识作为基础。在讲解烯烃的化学性质之前,我向学生介绍乙烯能作为植物生长调节剂以及乙烯的产量是世界上衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一,我们新疆就有能够年生产百万吨乙烯的工厂,它就是中国石油独山子石化分公司乙烯厂。这些能够结合专业特点的丰富的课堂教学内容、联系与生命现象及人类日常生活紧密相关的化学知识,能够激发学生对有机化学的学习兴趣,从而调动学生学习有机化学知识的主观能动性,最终加深理解并增强记忆。此外,我校设立了大学生创新实验,教研室的部分老师承担了一些创新实验计划项目,将一些对有机化学有研究兴趣的学生吸纳到课题组开展一些创新实验的研究也能够提高学生对于这门课程的学习兴趣。
3发挥多媒体教学的优势
采用多媒体教学使在传统教学中难以描述的教学内容和无法观察的现象以图象和动画进行动态模拟,生动直观地展示出来,克服了传统教学无法用语言和板书的形式体现以及难以理解的弊端,从而能够解决传统教学模式下的一些教学难点。例如:在讲到卤代烃的双分子亲核取代反应机理时,在经历过渡态之后会出现产物的构型翻转,因为产物的立体结构发生了变化[2],在平面上很难描绘清楚,很难让学生直观的去体会这一构型翻转的过程,增加了学生的理解难度。此时,可以利用多媒体课件做出卤代烷的立体结构以及反应过程的动画演示,形象直观地展示在屏幕上,让学生一目了然,更深刻的理解为什么这是一个双分子取代的过程,同时也调动了学生的学习兴趣。另外,多媒体技术可以用形象的声音和画面把课堂演示实验中有毒的、有危险性的实验通过过程模拟,使学生很快地理解并接受。例如:讲解醇与金属钠的反应时,应用此反应与醇和水的反应作比较来说明醇比水的酸性弱些,可以用演示实验,但是控制不好用量的话,会有一定危险,则可以用flas将整个过程形象的展示出来,大大降低了学生理解的难度。多媒体教学作为一种新型的教学手段,极大地激发了学生的学习兴趣。它使静止的化学问题动态化、复杂的化学问题简单化、枯燥的知识趣味化,有助于培养学生的创造性思维。
4加强实验课的教学
有机化学是一门以实验为基础的学科。有机化学基础理论和有机化学实验是相辅相成的,理论的学习为实验的顺利进行奠定一定的基础,而学生通过做实验又会加深对于有机化学理论的认识,任何重理论轻实验的教学都是错误的[3]。因此,在有机化学教学中要加强实验课的管理。在实验教学中,我们提前通知学生下一周将要进行的实验,要求学生做出充分的准备,书写出合格的预习报告(包括实验目的、实验原理、需要的试剂药品及其重要的物理常数、实验装置图、详细的实验步骤等)。在实验开始前,逐一检预习报告并指出存在的问题,经签字同意后,学生才开始做实验。实验装置由学生自己装配,自己由原料合成指定产物,并分离提纯,要求学生仔细观察实验过程,如实记录实验现象,在实验记录本上叫学生编号,不得任意涂改、撕毁原始记录。在实验过程中出现的问题,我们只进行启发性的引导,由学生自己找出原因并解决问题,绝不让学生养成在实验中过度依赖指导老师的习惯。实验完成后检查实验记录本,最后签字认可,方可离开实验室。并要求学生课后独立完成实验报告,坚决杜绝相互抄袭的现象,要求学生将重点放在讨论部分,要求他们对该实验的成败以及产率高低的原因进行分析,写出自己对该实验的意见和体会。实验课的教学不仅培养了学生的实际动手能力,还使学生加深了对理论知识的理解与掌握,掌握了研究有机化合物的实验方法和技术。同时,也培养了学生实事求是与积极探索的精神,善于思考和敢于创新的能力,全面提高了学生的综合素质,从而使学生具备一定的科研能力。
5改革考试考核办法
改革考试考核形式,纠正应试型学习习惯是教学过程的重要一环,是对教与学两个方面效果的检验。通过考试,不仅可以全面评价学生对基础知识、基本技能以及应用能力的掌握程度,还可以获取进一步教学改革的信息。我校之前的有机化学考试都以期末考试为单一形式,这样“一考定输赢”的考核办法造成学生忽略平时的学习,考试前两周加班突击的学习状况,其分析问题和解决问题的能力并没有在学习中得以提高。这种传统的考试办法已经不能适应当今知识信息化的时代。我们改革了这门课程的考试办法,全面评定学生的成绩,采取考核与考试相结合,平时与期末相结合的策略。在这门课程的最终总评成绩中,平时成绩占10%,实验成绩占20%,期末考试占70%。其中,平时成绩由考勤、作业和课堂提问组成。这样全面评定成绩的方法调动了学生在平时学习有机化学基础知识的主动性,也促使学生不能忽视有机化学实验的教学,同时也避免了学生期末考试前加班突击的局面。有机化学知识的获得源自于对有机化学基础理论的认知以及科学地进行有机化学实验,对培养学生的创新能力以及综合素质的提高十分必要,为学生后续专业课的学习奠定一定的基础。在教与学的过程中,勇于尝试并加强教学改革,在改革中不断完善和发展,不但能提高学生学习有机化学的主观能动性,而且在全面提高学生的科学素养方面发挥出应有的功能。
参考文献
[1]李炳奇,廉宜君,马彦梅.多学科综合性大学有机化学教学改革的研究与实践[J].广东化工,2007,34(1):95-97.
众所周知,有机化学不仅是医学类专业学生的重要基础课,更是药学类、生物学类、制药工程专业类的重要专业基础课,因此,学好有机化学非常重要[1-3]。有机化学课程内容多、系统性强、结构理论抽象,学生普遍感到理解困难,掌握、运用起来更难。因而,在有机化学的教学过程中,为提升教学质量和教学效果,有很多问题值得我们研究、探索和解决[4-7]。本课题组从激发学生学习兴趣,是保证教学质量的根本;建立理论框架,提高学生自学能力;吃透教材,融会贯通,培养学生全局意识;抓住反应本质,构建有机化学反应中的稳定性规律,注重培养学生理解能力;多条复习主线及多种学习方法相结合,提升学生归纳总结能力;优化问题设计,建立章节典型例题和题解,提高学生运用知识解决问题能力等方面对医学有机化学教学效果的提升进行了实践与研究[8],虽然取得一定的成绩,但教学效果无法保证,有待进一步研究和探索。另外,有机化学实验由于实验条件和学时的限制,大多数医学院校倾向开设一些验证型实验,不仅准备起来数量大,且废液处理起来较麻烦,教学效果微乎其微。近几年,安徽省为了提高高等教育质量,实施了《安徽省支持本科高校发展能力提升计划》和《安徽省高等教育振兴计划》,实验室、实验条件、实验设备得到了大幅度的改善,应该从根本上改变有机化学实验开设的原有现状,删除验证型实验,多开设操作和综合设计性实验。本课题组成员在原实践和探索的基础上,准确把握有机化学课程的特点,注重实效,注重学生动手能力、理解能力、思维能力及科学素养的培养,对有机化学理论和实验教学改革进行进一步实践和探索,教学效果明显,有利于复合型、应用型高级人才的培养。
一、构建有机化学课程学习平台,提升学生自主学习能力
大学期间,根据培养方案,每学期学习任务各不同。学习任务不比中学期间轻。如果学生仅仅停留在教材上,从课堂上学习知识是远远不够的。这就要求教师熟悉教材,把握章节之间知识的连贯关系,课堂上重在精讲,正确引导学生学习方法,学习技巧,注重学生运用知识解决问题的能力的培养;更重要的是课后,课后教师还应该花费大量时间和精力,在如何提高学生自主学习,构建有机化学自主学习平台上下功夫,真正体现教学以学生学习为主体,以质量为导向,有效提高教学效果。具体将收集到的和自制的教学素材分门别类,如:培养方案和课程教学大纲;教案讲稿,课程课件ppt;验证性实验录像及有机化合物反应机理动画;学习讨论;自测练习;考研资料;与有机化学有关诺贝尔获得者简介等按照设计好的功能板块,构建自主学习平台,让学生业余时间全面了解和学习有机化学。另外,作为授课教师,及时加入到学生QQ群,做学生的良师益友,随时随地接受学生的疑问,及时解决实际问题。
二、实施“有机讲堂”,锻炼学生的多种能力
改革注重实效,教师不能仅仅只是传授知识,更重要的是在教学过程中培养学生多种能力。大学,一般按学时数上完,接着考试,这门课就算结束了,至于学生学的怎么样,一般不会多问,最后从试卷分析上体现一下,真正教学效果怎么样,一般不需要知道。其实,从课程授课结束到考试前这段时间有很多事情值得我们去考虑和探究。授课结束,学生所学知识是零散的,还没来得急消化,更谈不上运用知识解决问题,但为了考试,有时候只能靠背,囫囵吞枣。如果采用合适有效的方法和模式,学生掌握所学知识的同时,又锻炼自己多种能力岂不是更好。我们对此进行实践和探索,实施“有机讲堂”活动。具体做法:(1)问题设计。有机化学每章内容都多,如果都要掌握,有限时间内,根本行不通。这就要求教师在设计问题时,抓住本章的重点,典型练习具有代表性,由章节问题和典型练习形成活动任务。(2)准备和要求。授课结束,授课教师下达活动任务,由学习委员及班委,根据活动任务数,将班级学生分成相应组,每组4-5人,每组同学都要积极准备。这锻炼了学生干部的管理能力和工作协调能力。(3)实施。按照活动任务顺序,依次随意抽取每组某一同学上台讲解。讲解过程,接受老师和其他同学的提问并解答。(4)总结。“有机讲堂”的实施,首先检验了所学知识;其次能上台讲而且能讲出来,一般自己得理解,这锻炼了学生的胆量、语言组织能力和表达能力;能回答问题并解答,这锻炼了学生的应变能力、理解能力和运用知识解决问题的能力。从学生反馈来看,实施“有机讲堂”活动效果比较好。不足之处:某组同学可能只对某一章较为熟悉,其它章节可能受到影响。时间允许的话,不分组,任意抽取某一学生实施某一活动任务,效果可能会更好。
三、调整有机化学实验内容,着重学生科研素养培养,提高实验技能和动手能力
1.验证型实验进课堂,直观真实,达到认识有机物性质目的
有机化学实验包括三个方面:性质实验,常数测定和合成技能操作。成熟的性质实验现象明显,中学阶段都很熟悉,如果再到实验室滴滴加加只是验证一下没有多大的意义,反而给实验室带来很大的麻烦,如有机化合物种类多,准备起来数量大,且废液处理起来较麻烦,教学效果微乎其微。如果改变方式,将一些典型的性质实验拍成录像带到理论课堂,不缺乏真实性,讲解理论的同时让同学观看,既减少了浪费,保护了环境,又能达到认识有机化合物性质的效果。比如我们把一些典型有机物性质的验证型实验,如:(1)烷烯炔的区别(2)醛酮的区别(3)酮型-烯醇型互变异构(4)兴斯堡反应,区别伯仲叔三种胺实验(5)酮糖与醛糖的区别等,做成录像带到课堂,效果非常好。
2.开设综合设计实验,提高学生科研素养、实验技能和动手能力
将验证性实验改成录像课堂演示,不仅一劳永逸,更重要的是把实验教学实间留给技能操作和综合性实验上,真正起到锻炼动手能力和培养实验技能的目的,增加一些常用的操作实验比如:旋转蒸发仪的使用,减压蒸馏操作,柱分离技术等;开设一些与医学检验、药学、生物学、制药工程专业知识相关的综合性设计实验,比如:阿司匹林的制备,要求学生查阅相关资料,了解阿司匹林的发展史,熟悉反应过程,优化合成路线,分离提纯,结构解析,纯度检验,甚至可以压片制成药片等;一些学生还可以根据自己的兴趣,参加到教师的科研课题中去,学会一般科研方法,科学素养得到培养,真正让学习感觉到大学与中学的不同。同时也让学生充分认识到有机化学对后续专业课的重要作用,这样既能激发学生的学习兴趣,又为专业课打下了坚实基础。
四、利用多媒体辅助教学,培养学生想象力和记忆能力
有机化合物反应复杂,学起来枯燥无味,尤其是涉及构型构象方面的题型,缺乏空间想象力,更是无从下手。如将微观的分子反应用图形,模型或动画表示出来。如:卤代烃消除反应,以2-溴丁烷为例,产物以反式2-烯烃为主,泛泛讲,学生很难理解立体选择性反应概念,如果把反应过程用模型搭出来并做成动画展现出来,就迎刃而解了,从而得出(1)卤素和β-H的相互关系必须符合反式共平面的要求(2)消除反应速率大小与卤代烷采取的构象优劣有关。类似的还有霍夫曼消除反应。再如周环反应中的σ迁移反应,以加热条件下碳的[1,3]迁移为例,在[1,3]迁移时将伴有迁移碳原子的构型转变,如果就停留在平面结构上讲解,学生无法理解和接受,如果将反应过程做成动画,中间过渡态及构型翻转一目了然。这样将微观变为宏观,不仅直观,更有助于对某一反应实质的理解,易懂易记,教学效果较好。
五、结语
有机化学内容多、规律性强、结构理论深奥、应用领域广泛。这就要求教师必须在教学中,不断地进行有机化学理论和实验教学改革,更新教育理念,改变传统的满堂灌教学模式,灵活运用多种教学方法,善于挖掘和尝试新方法、新模式,充分调动学生的学习主动性和积极性,真正体现以学生为中心,以质量为准绳,让学生从被动的学习气氛中解放出来;广泛收集教学素材,建设和完善自主学习平台,急学生之所急,想学生之是想;不断提高计算机水平,利用多媒体辅助教学技术,制备教学模型和动画,变微观为宏观,提高学生的思维能力;畅通答疑解惑通道,随时解决学生学习上遇到的问题,这也给教师提出挑战,需要教师不断更新专业知识;教师应注重学生学习方法的引导、学生多种能力的培养,让学生在宽松、愉快的教学环境中发挥最大的学习潜能,从而达到提高教学质量和学生综合素质的目的,以满足社会对复合应用型人才的需求。
参考文献:
[1]王攀,高巍.浅谈中医药学子学习有机化学的重要性及学习方法[J].科技创新导报.2015,7:120-251.
[2]刘文明.高校学生有机化学课程学习探讨[J].《学周刊》教育科学.2015,12:22.
[3]刘承蔚,延君丽.关于医学生学习有机化学的思考[J].川北医学院学报.2011,26(1):109-111.
[4]刘艳山,洪霞,曾志杰,等.有机化学实验教学中本科生科研素养培养探讨[J].基础医学教育.2013,15(2):150-153.
[5]曹守莹,陶兆林,白长存.制药工程专业有机化学实验教学中的几点思考与体会[J].广东化工.2015,43(10):159-160.
[6]罗一鸣,王微宏,王蔚玲,等.医科有机化学课堂教学和实验教学改革探讨[J].大学化学.2007,22(2):20-23.
前言
对于有机化学的学习,笔者认为是存在一定障碍和困难的,有机化学自身难度较大,很多知识点容易混淆,在初学的过程中经常会遇到各种各样的问题,而很多有机物的分子式非常冗杂,虽然有着一定的规律,但是学习起来也是比较吃力,而在复习有机化学的过程中,如果不注意复习方法和策略的话,无法形成系统的知识体系,在遇到问题的时候依然非常的棘手。
一、复习有机化学中存在的问题
(一)目标定位不准确
笔者也是高中生,通过与同学之间的沟通和了解,认为有机化学的学习本身就有一定的难度,而如果复习的过程中目标定位不准确的话,其效果必然是事倍功半,达不到预期的目标。复习需要我们自己掌握进度,但是也需要教师加以引导,笔者经历过的很多教师在复习过程中都是采用同一个方法和策略来引导学生复习,忽视了全班学生的水平参差不齐,课堂复习的内容也缺少层次,在班级里,一些优秀的同学会感觉教师的复习策略简单而缺乏挑战性,而学习较差的同学则会因为复习内容的难度较大而产生挫败感,更加不愿意学习有机化学,因此个人认为目标的定位是非常重要的,教师应该根据我们不同的学习水平采取不同的复习策略。
(二)重难点把握不准确
在高中有机化学的复习过程中,最大的特点就是复习内容平均化,很多同学包括笔者在复习的过程中都会出现重难点把握不清楚的状况,经常是从头到尾进行复习,对于自己知识点薄弱的地方没有清楚的认识,这样就导致对于有机化学的重点内容无法彻底理解,教师对于考试重点应该有着清楚的了解,在引导我们复习的过程中应该注重复习方法和策略的科学性,将一些常考知识点让我们花时间复习,而生僻的知识点可以一笔带过,为我们划分出有机化学知识的重难点,这样我们在复习的过程中会更加有侧重点,复习效率更高。
(三)复习过度
虽然现在是素质教育的时代,但是应试的情况在很多高中都有,笔者自身感到很多教师都是一味的追求考试分数,为了让我们在考试中取得更好的成绩,会让我们通过大量的训练来提高自己,而有时会提高试题的难度,让我们做一些难题,尤其是在复习有机化学的过程中,在学习基础知识的基础上,教师经常会违背教学规律,为我们选择一些难度较大的题型,加重了我们学生的心理负担,属于复习过度,难度较大的有机化学题无法做出就会产生一种挫败感,这并不是一种正确的复习方法,应该选择一些难度适中的题目,在巩固知识的基础上提高我们自身的水平。
二、高中有机化学正确的复习方法及策略
(一)准确定位复习目标
复习目标的定位是非常重要的,首先教师应该对我们的有机化学水平有着清楚的了解,全班不同的学生其水平是不同的,我们应该不同的情况选择不同的复习目标,成绩较好,基础扎实的同学应该为其选择一定提高水平的复习题目,而一些基础较差的学生则是我们应该为其选择一些巩固基础的题目,这样才能更好的进行复习。从我们自身来说,在复习有机化学的过程中应该清楚的认识到我们自身的问题,对于知识点薄弱的地方应该加强突击,在教师划分重点的基础上,选择复习目标,这样才能更好的对有机化学进行复习。
(二)优化复习内容
教师在我们复习有机化学的过程中扮演着重要的角色,在复习的过程中复习内容的选择应该在我们接受的范围之内,精心的进行组织和设计复习内容,千万不要一味的追求新、奇、难,首先教师应该对我们复习的深浅度有效的控制,应该突出重点,根据我们的学习水平以及能力来进行复习,复习题的选择应该有一定的层次性,对于能力较强的同学应该有着一定的难度,因此优化复习内容是教师应该考虑的问题之一,选择合适的复习内容才能让我们的复习更有效率。
(三)培养开发解题思维
死记硬背对于有机化学是无效的。复习主要还是靠我们自己,在复习的过程中应该注重对自己思维的培养与开发,同一类型的知识点应该举一反三的练习,这样在遇到同样的问题才能更加轻松的解题,当我们培养了自己的有机化学解题思维,那么复习效率也将大大提升。
三、总结
复习的目的是为了更好的巩固知识,有机化学在高中化学中有着重要的地位,在复习中一定要注重方法与效率,把握重难点,这样我们才能取得更好的成绩。
参考文献:
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)22-0060-02
有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、反应、合成、反应机制以及化合物之间相互转变规律的一门科学。学习有机化学对培养学生运用有机化学知识分析问题和解决问题的能力,同时对满足药学、临床、检验和生物技术等专业学生对所需的基础知识的掌握和运用都有着重大的作用。故而,有机化学的课堂教学就显得尤为重要。
近十多年来,随着教学改革的发展,课堂教学有了不少新的教学组织形式,更开始注重学生的主动投入。而传统的课堂教学是以教师为中心,多采用讲授法这种单一形式。它之所以在实践中能长期存在的一个重要原因是其操作性强,但也存在着明显的弊端,其后果是封杀了教师在理论和创新意义上探索教学工作的需求,也封杀了学生的学习主动性、创造性。笔者认为采取适当的教学形式、方法和手段,在课堂教学的过程中做到以学生为中心,以教师为组织者、指导者、帮助者及促进者,将有利于学生主动性、积极性的发挥和开发学生的创新能力,如果使课堂教学的过程能成为一种多边活动的教育过程,就会调动学生的潜能,激发学生的学习兴趣,从而,从“要我学”转变为“我要学”,就会提高他们的创新能力和综合素质。本文就这一问题结合多年教学实践,对课堂教学模式进行了探讨,现总结如下:
一 理论课教学变单一讲授为多样化教学
我们课题组要求授课教师每节课至少有三分之一的时间让学生主动学习,这就需要灵活运用多种课堂教学组织形式。常用的组织形式如下:
1.加强课堂教学中的提问
提问是一种非常好的引发学生思考、提高学生学习积极性的教学方法。首先,在每次讲授新课之前,都要坚持课堂提问,检查教与学的效果;其次,导入新课。对提问的要求是提问的重点和质量,旨在加深学生对重点内容的掌握和理解,使教学安排得详略得当,内容主次分明。再次,通过提问设疑,造成学生思维上的悬念,使学生积极开动脑筋,把好奇引导到对知识的探索上来,如在讲立体化学基础一章时,常用的抗菌药物左氧氟沙星为什么在氧氟沙星之前冠之以“左”,类似这样的问题提问,就会激起学生的学习兴趣,点燃学生思维的火花,对教学能产生积极的效果。最后,瞄准教学模糊点提问并加以点拨,可引导学生找出其内在联系,分清其不同之处,消除错误印象。如亲核取代反应和亲核加成反应的异同点问题,通过对比性提问,就会让学生在学中思、思中学,这样不仅能提高课堂利用的时效性,还能切实达到“有比较才能鉴别”的教学效果。
2.充分利用现代化教学手段,如多媒体及教具
药学有机化学的教学可谓是“任务重,时间紧”,虽然教学经过筛选,但内容依然十分丰富,信息量大,涉及大量的分子结构式、构型、构象、化学反应方程式以及应用的案例等。将这些信息在黑板上写出来,需要很多时间。应用高水平多媒体课件能很快将这些内容展示出来,通过图形、文字、动画等多种媒体信息使有机分子的结构和空间形状变得十分形象和直观,真正实现交互式教学,活跃课堂气氛,提高教学效果。尤其是课件在展示分子立体结构方面具有直观性、高效、快捷的长处。
在有机化合物的立体结构教学中,初学者往往觉得难以建立有机化合物的空间结构,教师主要采用立体模型教具,让学生与教师一起搭建分子模型,配合化学绘图软件的分子三维图进行教学,取得了较好的效果。并采用立体三维结构式,以动画演示的方式让学生充分掌握各基团间的连接部位与方式。充分利用多媒体课件对分子结构图直观、灵巧的优势,多进行结构特点的剖析。
3.分组讨论
教师设置问题(提前给出)―预先查阅资料―讨论问题,让学生有充分的发言机会,以暴露学习中存在的各种问题与障碍,让学生各自的观点在争论中碰撞、比较,从而形成共识。也可让学生将自己探讨的过程展示在黑板上,由同学们自主评说。这样做,不同层面的学生都有发言的机会,既能体现合作的价值,又能在教室空间里建立起学习的联合体,让学生感受到集体的智慧。
4.习题答疑
笔者根据多年的教学经验感悟认为,有机化学的教学更适合课堂理论与习题答疑相结合。即在理论讲解的过程中穿插习题讲解,理论与应用相结合。课堂授课后往往留下习题作业,用以反馈学生对授课内容的掌握情况。学生作业中存在的问题以及学生对习题所提出的问题,可以进行有针对性的答疑。
5.小讲课
有机化学的重点是有机化合物的结构与性质的关系,这是有机化学的精髓所在,也是同学们今后能否灵活运用有机化学的知识和方法去分析解决问题的关键,然而这一部分需要善于总结。针对有机化学学科的这一特点,教师在每一章节讲述的最后,总是让学生总结这一章节的结构与性质。针对有机化学机理是教学难点,引导学生去总结亲电加成,亲电取代,亲核加成,亲核取代,自由基反应,离子型反应。另外,如何设计化合物的合成路线,也是有机化学的教学难点。启发学生逆向思维后,要求同学们能从产物的结构特征出发,从中找到合适的切入点。
6.提高学生兴趣,督促学生对所学内容进行比较、总结、归纳
教学中可以采用比较教学法、形象教学法、分析教学法等多种形式帮助学生学习记忆。我们在讲述每一个反应时,都会对它的反应物和产物特征进行对比、分析。并要求学生自己进行各类官能团化合物的反应与合成方法小结。鉴于有的章节内容多,化学性质及反应条件、应用条件复杂,可以采用表格的形式进行系统的归纳和阐释,力求使一些复杂的问题简单化、抽象的理论形象化、深奥的知识通俗化。
7.课下网络交流
课堂教学由于受到时间、环境的限制,不可能满足学生的所有要求,有待利用课下时间进行交流和信息反馈,作为教学补充,如在固定时间利用QQ答疑,有针对性地解决学生自学、作业中遇到的问题等。
另外,利用学院建立的网络平台使学生能通过网络得到有机化学学科丰富的学习资料,这样就有效地拓展了教学时空,充分调动了师生教与学的双重积极性,增强了学生探究问题的兴趣和获取知识的方法、能力,让学生由被动的接受者变成自主学习和探究创新者,把单纯的讲授知识过程转变为学生自主发现和解决问题的过程。
二 实验教学的模式转变
有机化学是一门实践性很强的学科,实验课在有机化学教学中起着举足轻重的作用。有机化学实验是药学等专业学生必修的一门重要的实践性和操作性课程,其应坚持的指导思想是:“全面推进素质教育为根本目的,以培养学生创新精神,提高学生实践能力和操作能力为重点,构建以基础训练―综合应用―研究创新为主线的实验课程教学体系”。它对培养学生周密思考、仔细观察、主动探索问题,促使学生掌握化学实验的基本操作方法和实验技能、提高学生学习能力、激发学习兴趣、培养其科研能力方面具有重要作用,同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。
在传统实验教学中,实验教师是教学的主体,而学生则被动地接受知识和技能。学生按教师所讲对照实验指导书按要求操作、运行一遍取得数据即可。显然这种模式存在许多弊端:(1)理论课上讲解一个定理,而实验课上用实际的数据来验证这个定理,可以说几十年不变,内容单一枯燥,其结果是一门课程学完后仍有很大一部分学生对其所学的课程没有实际应用的感受,所学不知何用;(2)教师经常在讲解某个实验的同时进行演示,造成学生对老师的依赖;(3)学生对实验设备的运行原理、运行情况了解不深,连一些简单的故障都不能排除。
可采用的改进方法有:(1)在实验前,通过网络指导学生进行预习和主动性的进行实验设计,将学生推到实验的主置,使学生从具体实验入手,查阅文献资料,设计实验方案,实施实验步骤并做出分析等。(2)在实验中,由2人一组进行实验,教师作简单讲解后学生独立完成实验,整个实验过程中,教师对学生的操作能力、知识能力、研究能力和创新能力等进行观察、记录,作为考核依据,从而掌握有机化学实验的各项技能和有机化学研究问题的一般方法。(3)在实验后,指导学生正确撰写实验报告,并通过课堂展示优秀实验报告。注重实验结果的分析与讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力。(4)增加综合型实验和设计性实验,在实验教学过程中,学生有目的地自选实验课题、仪器设备,自行制订实验步骤,分析和处理实验数据和实验结果。实验教师只是做方向性的指导及辅助工作。这种方式才能充分调动学生学习的积极性,激发学生的兴趣与信心,培养科学的思维方式和应用能力,提高其主动性和创造性。
总之,近年来,我们致力打破过去传统的教学模式,从课堂教学的过程、教学内容、教学手段、师生互动等多方面,对有机化学教学模式进行改革实践。力图以课堂教学活动进行整体优化设计为切入点,使每一个教师在每一节课中,把握好教学设计与课堂学生状况的互动关系,从而,感受到课堂中生命的涌动和成长,感受到学生的存在与力量,不断构建相宜的课堂教学过程,让学生真正成为情感体验的主体、思维的主体、思想的主体、自我生命的主体,构建课堂教学新景观,提高教学质量。
参考文献
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在我国工科院校,不论理科方向还是工科方向,有机化学都是相关专业的基础课,有机化学的教学在学生的知识体系中占据着举足轻重的地位。同时,有机化学教学的实践与探索一直在进行,经过几十年的发展与改革,市面上针对有机化学的教材层出不穷,但万变不离其宗,历来有机领域所建立起来的基础知识、基本原理不变,仍然是我们教学工作者需要讲授的基本内容与重点,也是对学生提出的基本要求和研究型大学要求学生所必须理解、掌握与融会贯通的基础知识。在信息化技术改革与飞速发展的今天,学生获取知识与信息的手段和方法比以往发生了天翻地覆的变化,这就对我们现在大学课堂的教学模式与方法提出了更高的要求,特别是对于工科专业基础课的教学,不仅要与时俱进,更要推陈出新,从课程中引导学生的创新能力培养与课本知识学习无缝衔接。但目前存在这样的问题:一是学生群体用于科学文化知识的学习意识和学习能力发生了较大的质变。近几年来,高校基本上迎来了历史上独生子女比例较高的一批批大学生,个性强但独立性也稍差,用于对课本知识学习的时间不多动力不足[1]。二是先进电子科技的发展,查文献搜索科技信息以及互相之间的信息交流更加便利和及时,为学生提供了便利的同时却也给学生带来了消极的影响,多数学生基本不动手做笔记,而是依赖于教师的课件及希望教师所划出的考试重点,对化学反应的机理理解不透甚至不理解。三是由于课时的压缩,系统复习的时间不够,造成学生复习的仓促和顾此失彼。四是理论教学内容乏味单一,无法与基本的生产生活实际相联系,引起学生感兴趣的新东西新内容太少,教学效果不好[2]。基于这些问题,结合我校实施研究型大学发展模式的启动,我们从教学内容方面突出工程特点、教学方法方面实践有效学习、教学手段上引入新式工具及教学目标上注重培养学生创新能力四个方面对有机化学教学进行了初步的探索与实践,建立了一套适合于工科专业的有机化学教学模式,增强了学生对有机化学的学习兴趣,提高了教学质量。
1教学内容上突出工科特点
有机化学就是研究有机化合物的化学,是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用及其有关理论和方法的科学。有机化学不仅是化工专业的重要基础课,也是我校矿物加工专业和环境工程专业的必修基础课之一。在人类更加关注地球的生存环境和追求无害化生活质量的今天,有机化学的地位已经越来越突出,其原因是多类行业的污染排放控制中毒害最大也是最难处理的那部分有害物质大多与有机结构的物质有关,因此对有机物质的认识、研究与分析是实现可持续环保化发展所必备的知识与技能[3]。有机化学教学已经延续了上百年的历史,教学内容几十年不变但工科性不强,因此,对于我校研究型工科大学的特点,在教学内容安排上我们突出工科特点,由基本的有机合成原理引伸出这些原理在最新的科研领域中的应用,即能引发学生极大的课堂兴趣,又能拓宽学生的知识面,为后续专业领域的研究奠定一定的基础。首先,对教学内容进行精简和侧重点划分式讲解。目前,我校有机化学课程选择的是由徐寿昌主编的高等教育出版社的《有机化学》作为教材,并且根据我校学科特点及调整后的培养方案,将前十七章即从绪论、烷烃至杂环化合物作为教学内容,该教学内容的设置是按官能团分类方式进行安排,从各章的内容结构来看,基本上每章内容分为三大部分,第一部分为含有相同官能团的有机化合物的基础性质,包括分子结构、构造特征、物理性质和波谱特征等;第二部分为相同类官能团有机化合物的制备方法与反应、化学性质与反应机制,此部分是有机化学的重点内容,也是有机化学教学的核心部分;第三部分为含有此类官能团有机化合物的典型代表。根据这样一条主线,每章内容都有相同的规律性,便于学生总结归纳,同时把章节之间相互交叉的内容前后渗透着讲解,比如后面章节有机化合物制备的化学反应与前几章节化合物化学性质的反应部分相互重叠,讲课时进行了简化合并,让学生一目了然。从工科体系对有机化学知识的要求来看,每章的第一部分为物质基础知识,内容基本雷同,这部分在绪论的有机化合物的分类和命名中系统讲解后,后面章节不再累赘,完全可以靠学生自学解决,既能训练学生的总结归纳能力,又能让学生学会自己思考得出其中的规律性,有助于对基础理论的理解、掌握与记忆。而第三部分内容则相对简单易懂但又有些过时和繁琐,因此完全可以不放在课堂讲解,只作为一种常识留给学生自学,把更多的课堂时间用于扩展第二部分内容并向工科基础延伸。其次,对重点内容突出工科特色,强化有机化学在实践中的作用。工科最大的特点在于通过学习化学反应借助于工艺过程不仅仅是解决能得到什么,还要从原材料的来源、工艺路线、条件、以及产率等多方面考虑,而这些工程特点的内容通过引入有机化学最新的科研动态和应用成果体现出来,这也是最能引起学生极大学习兴趣的方式之一。大学生的课堂教学,调动学生的学习兴趣是教学过程中最为重要的一个方面,在精简教学内容、适当删除部分过时和繁琐部分内容的背景下,将经典有机化学理论与相关学科前沿发展相结合,适当交叉讲述与有机化学关系密切学科的新成果、新方法和新技术,如材料、环境、食品、能源等等,让学生感受到有机化学与我们身边的生活息息相关,既能激发学生听课与思考的动力,引发学生的兴趣,又能使学生充分体会到所学知识的实用性。例如,讲解“苯酚与羰基化合物的缩合反应”时,这历来都是学生最难以理解的几个反应之一,很可能因为难以理解而导致学生逐渐失去了兴趣,有些学生甚至放弃了这一部分,造成对这部分内容教师难教、学生难学的局面。为此,我们首先以生活中最新发生的事例——双酚A事件开始:有机化合物双酚A是世界上使用最广泛的工业原料之一,在塑料制品中添加双酚A可以使其具有无色透明、耐用、轻巧和突出的防冲击性能等特性,广泛用于水瓶、奶瓶、牙齿填充物等。可是最近卫生部明令禁止生产双酚A塑料奶瓶,而且这个禁令最早由欧盟提出而且已经在欧盟实施半年,但双酚A依然以其不可替代的优点广泛应用于其他方面。那双酚A又是什么呢?双酚A正是“苯酚与羰基化合物的缩合反应”的一种产物,由此切入这一反应类型机理的讲解,将复杂繁琐的有机反应机制与生产生活实际产品相结合,不但可以激发学生的好奇心,更会让学生带着强烈的求知欲在脑海里留下深刻的印象,并为后续课程中双酚A作为原材料去制备环氧树脂的工程路线的学习做好了铺垫。当然,诸如此类的反应机制大多都能与生产生活中的实例相结合,这些突出工科特点的教学内容既能强化基础又能保证教学内容的科学性和先进性,使学生充分体会到所学知识的可用性。再者,教学过程中渗透绿色化学,增强环保意识。有机化学的基本反应类型中有些化学反应尽管典型但后来在应用过程中综合考虑环境污染问题,已经过时或基本已被淘汰,对于这些反应,在教学过程中可以适当弱化其地位,只作为了解性内容介绍;同时,结合讲授内容适时补充一些绿色有机合成路线,提高学生的环保意识,使其感受到有机化学发展具备良好的应用前景。例如,酯交换反应是有机化学反应中的一大类,如聚碳酸酯的合成,作为一种工程塑料,聚碳酸酯是五大工程塑料中增长速度最快的,有机化学课程中是由双酚A和光气(COCl2)的酯交换法来合成,而Tundo报道了一种经酯交换和缩聚反应的绿色合成路线,先用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯,然后在固态熔融状态下由双酚A和碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯。此工艺取代了常规的光气合成路线,并同时实现了两个绿色化学目标,一是不使用有毒有害的原料,二是不再使用可疑的致癌物——甲基氯化物作为溶剂。通过这样的实例使绿色化学的概念深入人心,让学生意识到有机化学反应具备广阔的可持续化发展的空间,同时也赋予了学生将来从事创新活动的思考空间,学生对此充满兴趣,保证和提高了教学质量。
2教学方法上践行有效学习
有机化学教学内容多、基本概念和理论复杂,需要记忆的化学反应又多,因此,课堂讲解起来显得比较零散,尤其是讲到后面几章时,学生也失去了耐心,造成了前后混淆或者是学了后面忘了前面的局面,复习的时候也是越复习越没有信心[4]。但仔细研究发现,按照官能团分类的教学内容安排,章节内及章节之间内容的规律性还是比较明显的,因此,根据多年教学经验总结,我们在教学过程中采取了随时总结归纳的方式,把前后交叉的内容串联起来,合理科学地安排在有限的课时内,这样能激发学生课堂学习效果的最优化,引导学生将重要的知识点都能在课堂上最大化地消化与吸收,达到有效学习。例如:(1)对乙烯的氧化反应产物,不同条件下有不同的氧化机制和产物,学生对此总是把握不好。为此,我们在综合了所有章节内容的基础上,对烯烃的氧化反应条件及相应的产物进行了归纳,如图1所示,这张图就让学生有了清晰的区别式记忆,不容易混淆而且对知识点的把握更加牢固。(2)有机化学中两大类型的四种反应贯穿教学内容的始终,包括亲电取代、亲电加成、亲核取代和亲核加成四大反应,其反应机理及反应发生的方向与快慢的影响因素这部分知识是教学中的难点,也是最容易让学生感觉到杂乱无章的内容。为此,我们采取了逐级总结、分步展开的方法进行讲解,先对卤代烷烃的化学反应总结,三类反应:亲核取代反应、消除反应和与金属的反应;再对三类反应进行分类总结,如卤代烷烃的亲核取代反应归纳如图2所示。这样的讲解与总结方式,很好地梳理了各类型反应特点、机理与影响因素,如图2所示,对学生理解与掌握难点内容起到了一目了然的作用,不仅记忆起来容易而且能让学生即时在课堂上把这些内容消化掌握,提高了课堂学习效率。(3)醛酮类的化学反应和β-二羰基化合物的化学反应是有机化学教学的重点,在整个有机体系中占有举足轻重的地位,其所参与的化学反应是有机工业的基础与纽带。但教学过程中研究发现,学生对这部分内容特别容易混淆,分辨不清,甚至无法正确掌握其反应机理和反应产物。为此,我们对醛酮类官能团的羟醛缩合反应和交叉歧化反应与β-二羰基化合物的合成即“三乙合成”反应进行类比式总结归纳,前后对照,找出其中的差异化,使学生对不同类型官能团的反应机理及产物有了明确的辨别与分析,同时记忆,达到了高效地掌握重点记忆重点,学生也在最短的时间内理解并掌握了这一部分即是重点又是最为复杂的内容。通过这种逐级归纳、分类总结及类比式、区别式归纳教学方法,能让学生对每一部分知识点都一目了然,有助于学生更快更牢固地理清容易混淆的内容,既提高了学生的学习效率,做到了课堂上有效学习,又培养了学生自主的归纳总结能力。
3教学手段上拓展新型科技渠道
信息化技术的应用为各行各业的工作带来了前所未有的智能化工具,将其充分地应用于教学工作中,也必将使教师的授课方式和学生的学习方式发生深刻的变化,这些变化为我们开创了新的途径和教学模式。同时,学生对信息化工具的使用已经成为常态,观看和应用手机、电脑等影像与视频也越来越方便和快捷,因此,我们所采用的教学手段完全有条件拓展更多更好更新型的信息化科技渠道。首先,电脑多媒体教学手段已经很好地呈现出了其优越性,在有机化学的教学工作中发挥了其不可替代的作用,因为有机化学涉及大量的物质结构、分子构象、反应机理等抽象性的概念,这些空间结构不能只靠平面式的讲解和学生的想象力去理解,而是在通过多媒体在教学课件中通过图片、视频及动画的方式,对开拓学生的空间意识、加深学生对抽象知识的理解与掌握起到了至关重要的作用,很大程度上激发起了学生的求知欲,更愿意去思考和提问,活跃了课堂气氛的同时提高了教学质量。再次,我们将新型的有机化学软件引入到教学工作中,如ChemDraw、ChemWindow、ChemOffice等,这些桌面化学软件不仅能更加准确形象地描绘出有机化合物的分子结构,还能够以动画和三维Flash的形式展现出分子结构的3D空间及分子轨道形成过程。这些软件的使用丰富了多媒体教学的内容,使多媒体更加形象生动,由此制作的多媒体课件更加美观内容更加充实和饱满。与此同时,教师还引导和鼓励学生自学使用这些软件中的一种或几种,增加学生对电脑的应用技能,学生对此也有浓厚的兴趣,因为这对学生将来的毕业论文设计环节和工作环节都颇有帮助。另外,微课是最新发展起来一种教学方式,以其灵活方便、针对性强、教学时间短和与教师随时互动的特点,深受学生喜欢。在网络、信息与通讯技术快速发展的时代,微课在大学教学中作为传统课堂学习的一种重要补充,可以为学生拓展学习资源,实现个性化差异化教学,满足不同学生对不同知识点的按需学习,帮助学生巩固课堂学习内容并进行自我查缺补漏,尤其对对学有余力的学生起到了更大的帮助作用。比如我们用微课建立了涉及格利雅(Grignard)试剂的各种合成反应,并把由此建立了一张合成各类有机化合物的网状散射图,将各种醇(伯、仲、叔醇)、羧酸及酮的合成方法、合成路线与合成机理呈现得淋漓尽致,微课里的视频将授课内容大幅浓缩,将简单易懂的知识点去掉而仅保留难点重点,学生能够做到专注地记忆与思考;同时附有习题与测试可供学生加以巩固,这在接下来有机合成题的课堂练习与检测中明显地体现出来,以往学生对大部分有机合成题目都感到无从下手,不知道从哪里开始,不知道用哪类简单有机物质去合成,更不知道用什么方法或路线来合成,而通过这样的方式授课,既让学生抓住了课堂内容的主线又让学生有了充分的独立思考与分析的时间,针对不同的有机合成题学生能够做到分步分析,逐步找出正确合理的合成路线,始终保持思路清晰。微课不仅是一种教学模式,更是一种学习方式,即提高了学生的学习效率,又提高了教师的授课效率,它提供了一种可以让学生自主学习、可以随时跟授课教师沟通交流、可以让学生进行探究性学习的平台。
4教学目标上注重创新能力培养
大学在教育历史的延展中承担了育人、科研、服务的职能,研究型大学的本质就是“研究与教学相结合”,其发展目标必然是把研究放在首位,在大学的本科阶段即提供全面的学位计划,宽基础的学习也是为今后的科学研究打基础做铺垫。因此,作为专业基础课程的有机化学,我们在讲授过程别地提出对学生创新能力的培养,这是研究型大学今后发展的必然趋势,也是为培养多层次人才所必备的教书育人模式。现代社会是个发展突飞猛进、竞争异常激烈的时代,当代大学生不管是将来走向科研领域还是进入社会,其未来的发展前景必将依赖于创新能力,学生创新能力的培养自然而然成为教学工作目标的重要组成部分。我们将有机化学课堂内容、实验课与大学生创新实验训练相结合,针对目前学生在创新实践过程中出现的问题与不足,在有机化学教学中研究并设计了引导学生创新意识培养其创新能力的教学方式。在教学中注重学生创新能力培养方面,首先,当今大学生想象力丰富、思维活跃,总是想追求新颖的东西,但由于他们的知识面不够宽、对行业认知不深,无法把所学知识与行业中的发展需求相联系,从而缺乏创新的源泉和创新性思维的方式。为此,我们在教学过程中及时将所学有机合成反应与相应行业的最新发展相联系,引导学生结合行业中需要解决的问题自己思考。如“单环芳烃”这一章,在讲到单环芳烃的来源时,学生了解到苯及其同系物主要来源于煤的干馏分解产物,为了让学生更多地了解与之相关的行业发展动向,我们在此引入了目前研究最热的课题之一——煤燃烧过程中的结焦与结渣问题,这是影响燃煤发电厂的经济效益和安全运行的严重问题,要求学生与课堂内容相联系,思考如何去研究,同时与前面章节讲到的红外光谱前后呼应去分析结焦与结渣与哪些因素尤其是哪些有机物质有关,可以采取哪些研究方法去发现、分析并解决问题。同样的例子,我们在讲到“羧酸及其衍生物”一章时,其中一部分有机化学反应学生在高中已经学过且有些反应产物已经被淘汰或过时,在此,在精简课堂教学内容的基础上我们适时地引入与羧酸衍生物相关的材料科学方面的最新研究动向,即一种新型的超塑化剂——聚羧酸系高性能减水剂(PCE),它是一种新型建筑材料添加剂,以减水率高、保坍性能好、强度增长快等特点被广泛用于配制超高强混凝土、高流动性及自密实混凝土,其分子结构与合成路线与本章内容息息相关。通过这些问题的引入,既能让学生接触到了学科发展的前沿,又能为学生的创新思维提供素材与源动力,同时教育学生要善于自己利用和创造条件,充分发挥自己的特长,把握本学科最新发展的动态和相关学科知识的横向关系,由此学生的创新意识与创新能力才能够得到进一步发展。再者,创新能力培养光有创新灵感和热情是远远不够的,还必须学习、掌握并具备相应的创新技能以及持之以恒的信心。为此,我们为充满创新意识又学生余力的学生提供了实验平台,培养学生的动手能力和运用创新科技的方法,比如上面所提到的“羧酸及其衍生物”部分,教学过程中摒弃了过时的和学生高中所学过的部分内容,而将“聚羧酸减水剂的合成”作为这一章节内容的拓展教学,鼓励并指导大学生发挥其敏捷的思维与创新思想、大胆地去尝试新的合成工艺路线,不怕失败还是从失败中总结规律和经验,通过学生坚持不懈的尝试与创新,通过不断失败的合成路线的实验摸索,综合分析了各种合成工艺条件及对合成的产品的评价后,发现了一种新的合成工艺即低温合成聚羧酸减水剂的方法。因此,在现有的高等教育体制与教学模式下,学生的创新能力是在学习基础知识的基础上,通过教师在教学过程中适当的引导与启发而培养起来的。总之,通过多年的有机化学教学经验体会,我们在教学内容、教学方法、教学手段及教学目标的研究、探索与实践,很好地结合了我校研究型大学培养工科技术人才的要求,优化了教学内容,改善了课堂教学效果,提高了有机化学的教学质量。当然,有机化学的教学建设与改革仍在不断地向前发展,需要我们不断地提高教学水平,使课堂教学更加充满活力,从而提高教学质量,培养更多的创新型合格化工专业人才。
参考文献
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中图分类号:G420文献标识码:A文章编号:1674-098X(2016)09(a)-0148-02
关于大学教育过程中“教学”与“科研”关系这一问题,早在18世纪末文艺复兴时期,科研在大学中占据了一席之地的时候就开始了讨论与演变,教学与科研之间的关系是大学中的根本问题[1]。19世纪初期,科研在大学中的重要地位正式确立。进入20世纪,大学教育中教学与科研的关系从“统一”逐步成为彼此“独立”。我国在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中指出“促进科研与教学互动、与创新人才培养相结合”的指导原则,为我们调整工作中“教学”与“科研”的关系提供了新的方向和依据[2]。
有机化学是一门依托实验的学科,实践性很强,因此,无论是教学还是科研都很重要。根据追踪统计,中药学专业的学生本科毕业后,多数学生选择考研,继续深造,毕业后将从事科研工作。这种形势对我们的本科教育提出很高的要求。本科教育不单要传道、授业、解惑,还要依托科研实验教学培养学生的科研素质和能力,为学生更好适应后续学习工作打下良好基础。笔者根据在该校2012级中药学专业开展的课堂教学改革实践结果,浅谈一下有机化学教学和科研工作的关系及对中药学专业学生创新能力培养的尝试和探索。
1有机化学在中药学相关专业中的地位和作用
有机化学是来源于有机体,发展于有机体,并融合在化学学科的发展中逐步形成的一个较为独立的分支学科。有机化学学科是药学和医学学科的重要支撑。因此,有机化学课程是这些相关专业重要的专业必修课,它是药理学、药物分析学、药物化学、药物设计学等很多后续课程的理论基础。同时,有机化学与现代中药学的发展也是息息相关的:(1)现代有机化学科学研究水平的迅速提升大大地加快了新药的研发进程。作为中医药其有效成分大都是有机化合物。因此,有机化学研究水平的提高会促进中药研究的发展,使中药的新药研发在很大程度上受益。(2)现代有机化学的快速发展为中药现代化提供了重要手段。中药经过几千年的发展形成了自身完整的中医药理论体系,与西药只需单一成分发挥作用不同,中药按照中医理论使用的药品有着自身的特殊性。中药现代化需要有机化学研究中最新的科技手段、方法及设备融入到中药研究、生产和临床应用的每一个环节,促进中医药不断发展完善的一个过程。(3)有机化学相关技术对中药质量控制起着决定性的作用。由于中药药品的特殊性,目前一些中药生产过程中还缺乏科学规范的质量控制标准,不同批次和不同生产厂家的同一产品在物质组成上常常存在较大差异,产品质量不稳定,不仅会影响疗效,甚至还可能发生不良反应。
中药学专业主要是培养在中药研发、生产、经营和检测等一线工作中的应用型专门人才。有机化学做为历史悠久的基础学科与中药学的相互交叉、渗透和融合已经是一个必然的趋势,并逐渐成为中药学学科发展的坚强支撑,在中药学发挥自身优势的同时,其科学性和可测性更易于让人们接受。因此,突出有机化学教学科研在中药学人才培养中的地位和作用,加强中药学与有机化学的化学结合,将有利于中药学相关专业学生创新能力的培养,有利于中药实现现代化,走出国门走向世界。
2河南中医药大学中药学相关专业有机化学教学现状
依据河南中医药大学2011年培养方案,中药学、中药制药学、中药资源与开发等专业开设有机化学为必修专业基础课,所占学分6.0分,课程分两个学期完成,理论学时108,实验学时56。有机化学与后续开设的专业课程,如:药物化学、药物合成化学、中药化学、药物分析化学等课程联系紧密,同时也是药学相关专业的考研必考科目。目前该校的情况是有机化学课程教学内容较多、课时相对较少、学生学习的压力大。在有限的学时里,怎样使学生扎实掌握有机化学的基本理论和知识,夯实基础,又从根本上使学生产生浓厚的兴趣,为学习后续专业课程,甚至为将来从事的科研工作埋下兴趣的种子。这种现状对有机化学任课教师的教学方法和能力提出了較高要求。笔者多年从事有机化学课程教学,通过在工作中实施教学和科研的交融实践,总结出了一些心得体会,现与大家分享交流。
3有机化学课堂教学和科研的关系
早在19世纪初,德国教育学家洪堡就已经提出“高校应该是研究与教学的统一体”的观点。到20世纪末,大学中的科学研究伴随着各国政府对高等教育投入减少和大学之间竞争加剧而倍受重视,地位和重要性与教学可以说并驾齐驱。2016年是“十三五”规划的开局之年,规划中明确提出:围绕提高科技创新能力、建设创新型国家,以高层次创新型科技人才为重点,造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。因此,探索创新教育模式,着力培养学生科学精神、创造性思维和创新能力将是今后很长一段时期内大学教育的重点工作。
在当前的形势下,高校教育中的科研工作与课堂教学密切融合,两者相互促进。“教而不研则浅,研而不教则空”,“科研是源,教学是流”。协调好教学与科研的关系将使两者会相互促进,偏离或偏重了某一方面,势必会削弱另一面,都不利于人才创新能力的培养。科研工作与课堂教学的交融不仅有利于学生对所学理论知识的消化吸收,激发学生学习新知识的欲望,培养其创新能力,更有利于缩短学生知识面与前沿科技发展的距离,为其将来适应快速发展的社会提供前提和保障[3]。
4有机化学教学与科研工作融合的探索
针对当前的形势和该校的实际情况,在教学过程中采用课堂教学渗透法、教学启迪法、创建科研兴趣小组、设立大学生创新性项目、举办本科生学术沙龙、开展学术前沿讲座等方式建立教学与科研之间的桥梁,培养中药专业学生的科研思维和科学素养,为中医药的跨越式发展储备更多的专门人才。笔者进行的探索主要包括以下几个方面。
4.1在教学设计中体现最新科研成果
课程设计是科研成果快速应用于教学环节的一种有效途径。结合课堂讲授内容,引入历史重大科研成果对人类生活的影响,将科研思维和科研动态渗透到课堂,激发学生参与科研活动的欲望和冲动。比如引入诺贝尔化学奖:1901年开始颁发第一届诺贝尔奖,到2000年的一百年间,Nobel化学奖共91项,其中有机化学方面的有56项,占61.5%,由此可见有机化学对人类生产生活的影响之大。再如,2015年,屠呦呦因发现治疗疟疾的新药物青蒿素,而与其他两位科学家共同获得2015年诺贝尔医学奖。这样将诺贝尔化学奖融入教学中,不仅激发了学生学习有机化学的兴趣,同时也使学生意识到有机化学与人类的密切关系。
4.2鼓励学生参与创新项目
河南中医药大学的大学生创新学习项目也是学生培养过程中的一个重要环节,这些项目具有综合性、实践性和创新性等特点。教师在日常教学过程中将科研成果转化为创新学习项目,为学生参与科研活动提供了机会,同时,在指导学生实施项目的过程中,启发和提示自己对项目进展的理解与思考,有利于促进对科研项目进一步研究和探索,两者相互促进,相互提高。
4.3在研科研项目分解为本科毕业设计课题
对于本科生的毕业设计,应尽可能与教师科研课题相结合,这是科研融入教学的一大体现。科研课题综合性比较强,目标任务比较繁杂。将大的目标分解为小的子课题,设计成本科生毕业实习课题,可以培养学生的创造性能力和创新思维,又能很好避免毕业论文的复制现象。可以使学生初步掌握科学研究的思维和方法,养成严谨的治学态度。
4.4以科研成果反哺教学工作
课程教材编写是课程建设的重要内容,是教师专业知识升华的重要体现。高质量的教材直接反映出编著者对专业知识的前瞻性和严谨的科学思维逻辑。在教学过程中就是将一些新的科研成果及时写入新编教材,丰富课程内容,开拓学生视野,让学生更乐于接受和掌握最新技术和成果。
5教学与科研结合的总结与展望
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)15-0231-02
在当前的教学改革中,有机化学是化学和化工及相关专业重要的一门专业基础课,在我校化学、应化、化工、材料、能源、环境、生物和建工等相关专业都开设了这门课程。有机化学内容繁多,知识点多,有很强的理论性、系统性和应用性,对于大部分本科生来说,特别是课程只开一学期的工科学生而言,要掌握课本中的知识点,并对重点和难点内容做到基本了解有一定的难度。如何提高学生对有机化学的兴趣和学习能力是我们目前教学方面遇到的一大挑战。笔者根据多年的工科有机化学的教学实践,提出几点教学反思。
一、根据专业特点,选择合理教材
在最近几年,有机化学的科学研究有了很大的发展,出现了很多新的研究成果,一些旧的理论知识的修正和完善在教材内容中得到了更新,所以不同专业对教材内容的更新、广度和章节安排上有所差异。对工科专业的有机化学,我校选用高等教育出版社出版高鸿宾主编第四版的《有机化学》,此书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。此教材以脂肪族、芳香族、杂原子特征官能团化合物、杂环化合物、糖化学、氨基酸、蛋白质和核酸为主线进行编写。同时,每个章节中又分别从化合物的结构、命名、特性和化学性质及制法进行阐述。本书将难点进行了分散,有机反应结合实际应用,使学生对有机化学课程的学习更加直观,更加容易,并逐层深入理解。
二、了解课程特点,熟悉教学大纲
要把一门课程教好,需要花费很多的时间和心思。作为一名任课教师,最基本的要求就是要熟悉课程的教学大纲,清楚教材的知识点,哪些是难点,哪些是重点,哪些内容需要学生自学,这样才能把教学前的准备工作做好。有机化学中的每一类化合物都固有的几部分内容是结构、命名、物理性质、化学性质和制法。另外,对于工科有机化学,还需要任课教师了解当今化工领域一些化工产品的生产过程,结合化工行业特点进行专门的资料补充,这样在给工科专业的学生进行讲述时,让学生掌握书本知识的同时,还能够让学生更多地运用书本知识去了解化工产品在生产设计中的一些问题,更好地理解有机化学的基础知识在化工行业中的作用。
三、改进教学方法,提高学生的学习兴趣
工科有机化学课程教授的对象一般是大学二年级的学生,根据近几年的教学发现,现在高中化学讲授的有机化学内容非常少,而当学生从中学进入大学后,在讲解有机反应机理时,大部分学生会感觉不适应,另外,机理本身设计到电子杂化、跃迁、空轨道、诱导效应和极化等纯理论知识,更增添了枯燥和抽象程度,这样会使学生冒出这种想法:反应就是几个物质混合在一起生成新物质,为什么要学习反应机理,这些机理在现实中有啥用?如果上课教师再死板,照本宣科,学生就会出现对这门课厌学。如何在有机化学教学中增加趣味,提高学生的兴趣,使枯燥的有机反应、反应机理和性质吸引学生的眼球或活跃他们的思维呢?通过多年的课堂教学实践,笔者对教学方法进行了几点改进,这样可以取得较好的教学效果。
1.引入电影、新闻、科普进入课堂。在枯燥的课题中加入一些调味剂,课堂的气氛会活跃起来,同时也会提高学生的注意力。例如,讲授“烃类”章节时,可以引入石油的炼制工艺;“醇酚醚”章节,可以从酿酒工艺出发;“醛酮醌”时,可以通过科普知识――为什么有的人爱被蚊虫叮咬;“SN1”和“SN2”反应机理,可以用电影《证人》或婚姻法来作为比喻讲解;等等。只要能将枯燥的反应变得有趣、生动,增加学生的学习兴趣,凡是生活中可用的素材均可用来尝试。
2.作业考察,课后反思。结束完一章的教学内容后,学生要独立完成课后练习题,教师必须及时了解学生的作业情况,了解全班对章节中知识点的掌握情况,然后认真对章节进行反思,回忆教学中可能漏掉什么、失误在哪里,记录学生必须要解决的疑难和错误,教师必须从中间受到启发,记录、思考和总结问题,为后续教学更好地做准备。
3.学长的学习经验。在刚接触有机化学学习的时候,可邀请一些已经学过有机化学课程的学生或考上有机化学的研究生来谈谈自己的一些学习心得,通过了解学长是如何学习有机化学来帮助新生改进自己的学习方法,也可以引导学生进一步认识到目前化工行业中的有机化学的地位,为学生自己创造一个系统学习有机化学的规划。
4.课堂的作用。传统的课堂模式就是教师的“一言堂”,“填鸭式”灌输给学生所有的信息。随着社会信息量的飞速更新,当今创新思维已经充斥着每个角落,而大学教育的冲击则体现的非常明显,传统的教学模式已经无法挖掘出创新人才,在这样的情况下就需要改变教学模式,激发学生的学习热情,开发学生的创造性思维,对于课堂就是一个很好的发掘空间。在课堂上,可以将化合物的实体模型演示给学生;可以将所讲内容制成卡片编成脱口秀展示给学生;可以将部分章节留给学生主讲;可以将难点改为专题讨论;可以让学生在课下收集下堂课讲解内容的素材来展示。以多样化的教学方式来激发学生的学习积极性,增强学生主动学习的意识。
四、黑板教学与多媒体教学的结合
随着电子技术的飞速发展,多媒体教学有取代黑板教学的趋势。多媒体教学可以将抽象的问题具体化。在有机化学中,利用计算机可以将抽象的电子运行轨道、电荷的进攻方式等以动画的形式直观生动地展示出来,多媒体教学可以让枯燥的有机化学课堂变得趣味化。利用计算机的各种功能,可以对繁杂的内容给出动态解释,同时配上声音,让学生感觉这个课堂“活”了起来。但是,黑板在教学中的重要地位是无法取代的。黑板教学作为传统的教学模式,具有很多多媒体教学无法取代的地方。在一些具体反应上或机理解释中,教师可以通过板书让学生的思维跟上教师讲解的节奏。例如通过教师在黑板上边书写边讲解,能够让学生更好地理解反应的引发、进行和终止的过程。所以,对于有机化学课时较少的工科学生来说,要很好地让学生掌握有机化学的知识点,就应该板书和多媒体有效结合,让学生在学习中张弛有度,节奏理解。
总之,在素质教育的背景下,课堂教学是传授知识的重要途径。有机化学作为重要的专业基础课,要抓好授课环节,改进教学模式和方式,注重课堂内容与实际相结合,帮助学生逐步深入认识、理解和掌握有机知识点。在教学中,教师要不断探索,努力研究,运用新的教学模式激发学生的学习兴趣,培养学生的自学能力,提高学生分析、解决问题的能力,促进教学质量,实现教学目的。
参考文献:
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[3]谷芳.工科有机化学教学改革的探索与实践[J].中国科教新导刊,2010,(7):52-53.
中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1002-4107(2014)04-0003-02
有机化学是高等农业院校药学专业重要的基础课之一,担负着培养厚基础、宽口径、动手能力强、有创新性的全面发展的药学人才的任务[1]。药物的分子设计、化学合成、构效关系分析以及药物与生物靶标的相互作用的研究等,都涉及了大量的有机化学的原理与方法。缺少有机化学原理和方法的支撑,药物化学和新药研发难以发展。为培养新世纪的应用型药学人才,有机化学的教学内容必须结合药学专业的特点来设置。这也符合《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》和《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中提出的全面提高高等教育质量、扩大应用型人才培养的要求。
一、药学专业有机化学教学现状
有机化学是高等农业院校中植物类、动物类、食品类和生命科学等各专业的重要基础课,并与许多学科交叉渗透,在解决人类可持续发展和生命运动等问题中发挥着越来越重要的作用。目前许多农业院校有机化学课程的开设还是涉农的不同专业用一样的教材、学要求、统一考试,对不同专业没有区分,导致基础课程与专业需求有脱节现象,不利于研究型、应用型人才的培养。药学领域与有机化学关系十分密切,如在新药的研究开发、药物的合成、制备、质量控制和体内代谢的研究中都要应用有机化学的理论和知识,从分子水平认识疾病和药物的作用机制将推动新药的研究与开发。这样的专业对有机化学知识的要求就要比农业院校其他专业高,内容要深。
针对药学专业的特点,结合培养目标,设置有别于其他专业的有机化学教学内容,不仅可以为学生后续课程如中药化学、药物化学、药物分析、制药工程反应基础、生物药剂学等的学习打下坚实的理论基础,也可以使学生在这些课程学习中自觉应用化学原理加深对药物合成、检测、分析等过程的理解,进而培养学生综合运用知识和解决实际问题的能力,使培养出来的学生理论水平高,动手能力强,专业素养好,能够满足社会对高级药学人才的需求。因此,农业院校药学专业有机化学教学的改革具有很强的现实意义。
二、药学专业有机化学教学改革的对策
(一)单独设课
有机化学教育同其他高等教育一样,也经历了不断的教学改革,并在教学内容和方法上取得了显著成效。但是,多数农业院校有机化学基础课程内容的设置并没有因专业不同而不同,当然也有些院校的药学专业开设与其他专业不同的教学内容。黑龙江八一农垦大学有制药工程和动物药学专业,以前有机化学课程设置完全一样,用同样的教材,讲授相同的教学内容,各专业没有区别。但是问题逐渐暴露出来,这点化学知识对于药学专业的其他后续课程的学习根本就不够。2010年生命学院和动物科技学院的领导与化学教研室部分教师一起探讨、协商了有机化学的教学改革问题。目前,黑龙江八一农垦大学药学专业有机化学课程设置已做了调整,采用单独的教材、教学进度、教学大纲,增加学时,单独考核。
根据制药学专业的特点以及专业定位, 在教材的选用、 教学大纲的确定、 教学内容的选择等方面,我们都做了充分论证,选用倪沛洲主编的《有机化学》作为教材,教学大纲与专业课教师共同研究制定[2]。教学内容在保持有机化学理论体系相对完整和系统的前提下,在内容的选择、重点与难点的把握方面,反复研究,力求使该课程所讲授的内容更贴近药学专业的特点和需求。例如立体化学、手性化合物、杂环部分,对于农科各专业,只讲授比较基础的内容,不作过高过深要求,但对于药学专业讲的内容要多、要深,要重点要求;再比如碳负离子的反应,在农科有机化学教材中并没有单独列出一章,只是在相关章节中介绍了几个简单的反应,而在倪沛洲主编的《有机化学》中单独列出一章,这部分内容在药物合成中有很重要的应用,所以要重点讲授,重点要求。
(二)尝试多种教学方法
课堂教学是提升教学质量的关键,师生互动是培养学生兴趣的手段,学生课下探究是提高学生能力的有效办法。我们重点围绕提高课堂效率,培养学生兴趣和提升能力进行教学方法改革,改革过程中正确处理普遍性与特殊性的关系,既要提炼出符合药学相关专业共性的教学方法,又要结合学生的层次、其他课程的开设顺序、学生的知识储备,任课教师做出必要的调整。即所谓 “教学有法而无定法”,探讨符合学生实际、易于调动学生学习的积极性、激发学生学习的兴趣的教学方法是我们教学改革追求的目标。教学中改变传统的“满堂灌”式教学方法,采取问题探究、类比归纳、专题讨论等多种教学方法。将教材的部分内容及学生提出的疑难问题进行加工整理,提出具有普遍性、启发性的问题。比如在讲旋光异构时,可以从同分异构现象出发,设计出一系列问题,层层深入,引导学生思考、辨析、解决问题,在此基础上加以分析、 归纳,总结出知识的内在联系和一般规律,这样可以培养学生分析问题和解决问题的能力。还可以就某些问题进行专题讨论,培养学生语言表达、逻辑思维能力,有利于学生互相取长补短、相互学习,激发学生学习兴趣。教学过程中,我们还让学生撰写科研小论文、综述、查阅学科前沿,比如“手性药物的研究进展”、“阿司匹林的多种合成方法简介”等,在课堂上加以介绍,开阔学生视野,培养学生科研能力,提高学生的综合素质。
有机化学涉及微观世界的内容较多,如电子云的空间形状、轨道的杂化过程、化学反应机理、旋光异构体、立体异构、共价键的形成等内容抽象,理解难度大。针对这些内容我们开发了多媒体课件,课件力求形象、逼真,通过课件对抽象的反应过程、分子形状、分子构型进行宏观模拟,变静为动。同时我们利用多媒体课件形象再现了药物生产的工业过程,使有机化学教学过程更加直观、生动,加深了学生对知识的理解。多媒体课件的制作既要突出专业特点,又要不断创新,为此我们制定了多媒体课件使用准用制度,保证授课质量。有些内容如分子结构、立体化学等也运用模型进行讲授。同时我们还引导学生利用网络资源进行学习,培养学生的自学能力。
(三)优化实验内容
黑龙江八一农垦大学药学专业的实验课教学和理论教学的改革是同步进行的,由于有机化学课程设置的改革,所以在实验内容上也进行了相应的变动,除了开设一些基础知识、基本技能训练的实验内容之外,还陆续和准备开出与药学专业相关的综合实验内容,如药物合成、药物分析等,比如冬青油的合成,乙酰水杨酸的制备等。此外,我们结合国家和省实施的大学生创新训练项目,学院教师开展的科研项目,组织学生结合自身职业规划有目的地进行申报,在实践中培养学生的基本技能和创新能力,为使之成为合格的药学人才奠定基础。
(四)提升课程实习质量
学校确定了培养高素质应用型本科人才的培养目标,为了确保目标的实现,必须加强课程实习环节。目前,由于学生人数较多,教学经费投入不足,学生实习场地和实习组织难度较大,课程实习有被削弱的倾向,甚至有被毕业实习、学生暑期社会实践所替代的现象。这种现象必须引起高度重视,课程实习有助于提升学生对课程的整体认知,进而对学生加强专业教育,有助于了解工业生产流程和劳动纪律,进而加强学生的团结协作精神的教育。所以课题组着重研究了课程实习的整体设计方案,提出课程实习注重时效性,即将课程实习安排在理论课程的前期或中期,以便于学生对课程的整体把握。课程实习注重合理的规模,将学生适当分组,避免走马观花。课程实习要加强组织,做到要求明确,指导到位,考核科学。
(五)完善课程考核方法
课程成绩仍然是学生关注的重点之一,所以课程考核是课程教学的隐形指挥棒,适应课程特点、培养要求,调动学生积极性的考核方法是我们追求的。所以该课程的考核办法确定的基本原则为:理论和实验单独考核、注重过程、方法多样、随时调整。即任课教师根据学生课堂学习的出勤率、回答问题、上课纪律、平时测验、课程实习、专题研讨报告等实际状况在合理的区间内设计平时成绩的比重,进而强化过程考核。鼓励任课教师进行多种考核模式探讨,比如同一门课程内根据内容设计必修与选修相结合的考核模式,微课程考核模式等等。教师设计的考核模式如果科学,可以定期调整考核办法。
(六)组建稳定的教学团队
自药学专业有机化学课程设置改革,我们立即组建了相对稳定的教学团队,组建教学团队的原则:除了注重合理的年龄结构、职称结构、学历结构之外,注重考虑了不同科研方向教师的合理搭配,加强双师型教师的培养和配备。使得任课教师均有多年授课经验,职称、学历高,经验丰富,同时也加强对年轻教师的培养,通过听课、外出培训、国内访学等多种途径培养青年教师,使之迅速成长,使该课程教学团队更加稳定,结构合理,保证教学任务的顺利进行。
21世纪是药学迅猛发展的一个世纪[3]。随着知识经济的到来,对高校培养的药学专业人才提出了更高的要求,要使他们不仅具有扎实的专业知识和广博的基础知识,更应具有科研创新能力和良好的综合素质。而有机化学课程是基础,是重要基石,我们应坚持不懈地进行教学方法改革,没有最好,只有更好。优化教学环节,灵活运用教学方法,提高教学质量,使培养出来的学生既具有一定的理论水平,又具备较强的专业技能,能够适应社会对高级药学人才的需求[4]。
参考文献:
[1]汪佳凤,王萍,薛璇等.对药学类专业有机化学课的教学体会[J].广州化工,2011,(1).
[2]倪沛洲.有机化学[M].北京:人民卫生出版社,2010.
[3]王孝伟,刘俊义.六年制药学专业有机化学教学方法初探[J].医学教育,2005,(1).
[4]闫云辉等.药学(剂)专业有机化学教学改革的探索与实践[J].中国现代药物应用,2010,(13).
随着社会经济的迅速发展和各行各业对高质量人才的多方面需要,近几年来,各高校在调整课程体系和结构的同时,着重强调和重视教学水平和教学质量的提高。利用现代化教学手段和逐渐开展双语教学是提高教学质量和教学水平的重要途径。为培养基础扎实、创新能力强的新型复合型人才,我们在本校环境工程专业有机化学教学中实施了多媒体教学与双语教学的双平台建设,在采用多媒体教学方式的过程中根据学生需要和水平进行了双语教学的初步实践,取得了良好的教学效果。
一、多媒体和双语教学的必要性
有机化学是高等学校化学专业在本科阶段学习的一门重要的基础性必修课程。一般是在学生已经学习了无机化学和分析化学的基础上开设的。
用双语教学进行本科生有机化学理论教学是教学改革的一部分。通过双语教学的平台和教材,用语言生动、深入浅出的优势,使学生加深对基本理论和概念的理解,培养学生阅读英文文献、应用英文了解学科前沿最新动态、进行专业交流的习惯和能力。更为重要的是,通过双语教学模式,创新与国际先进的教学理念接轨的、符合我国实际的新型教学模式,培养学生的国际竞争意识和国际交流能力,为学生走向世界奠定基础。
有机化学的内容多,课时少,新知识不断出现,传统的教学方式不能满足日益增长的新知识的需要,因此,采用多媒体教学方式可在较短时间内传递给学生较多的知识信息。有机物分子结构复杂、副反应多;反应机理难度大;很多反应具有立体选择性。如果采用传统的教学方法,很难将这种复杂性表达清楚。应用多媒体教学手段,通过各种作图、绘画工具以动态视频的方式形象生动地展现给学生,使枯燥的内容变得生动,达到了良好的教学效果。
二、有机化学双语教学的实施
(一)根据教学对象制订合适的教学方案
有机化学双语教学实施的对象是环境工程专业大一学生,学生大学英语还没有学完,英语基础较差,还没有接触过专业英语相关的教学,因此,有机双语教学的开展应以学生为本,在保证教学内容的前提下,制订适合现阶段学生的教学方案和教学大纲,不能一味追求双语而脱离教学对象。
(二)教材的选择
双语教学一般采用英文原版教材,有机化学的原版教材往往需要的学时多,而河南科技大学环境工程专业有机化学只有56学时,其中理论课40学时,实验课16 学时,这些教材显然不适合。该专业的有机化学又是在大一第二学期开设,学生们的英语基础比较差。根据以上情况,我们选择由朱主编的《有机化学》英文版及中文版。该英文版教材语言简练,通俗易懂,每章后有英文题目的习题可供学生练习。中文版是英文版的中文对照,使学生能够结合中文教材加强知识上的理解。
(三)教学内容的取舍
在教学中,我们结合学生的专业及课程的特点,合理安排课时,采取以官能团为主链,选取与专业联系比较大的章节重点讲解,非重点章节略讲或让学生自学。例如,核磁共振谱、红外光谱、有机金属化合物及有机合成等章节与专业联系不大,可选择不讲。
(四)授课方式的使用
我们参考外文原版教材,按照学生使用的教材内容的编排顺序,制作相应英文课件。课堂使用英文课件展示教授内容,初期以中文讲解为主,对于首次出现的内容,帮助学生总结规律,使学生较容易接受。遇到重复的内容,使用英文讲解,比如有机物的命名、烷烃的命名使用中文讲解进行引导,使学生有所熟悉,后几章的烃类命名则采用英文讲解。对于比较容易理解的内容,如化合物的物理性质,使用英文讲解。对于比较难理解的反应机理及影响因素,则采用中文讲解。这样既穿插了英文,又不减少教学内容。从整体看来,学生对知识的掌握程度比较满意。平时要求学生作业用英文作答,批改作业时注意学生对题目的理解及专业词汇的书写,让学生养成好习惯并学以致用。考试试卷采用以英文为主,个别单词辅以中文注释,由于平时练习得比较多,学生对英题也能够适应。
三、多媒体教学与双语教学中存在的问题
尽管我们已经在有机化学教学中实施了多媒体和双语教学,但还存在着以下不足之处:多媒体教学与双语教学对教师提出了更高的要求。要求教师在具备了丰富、扎实的专业知识以外,还应具备扎实的英语功底,具有较好的英语听、说、读、写的能力。要完全达到三个层面的教学,还需要在教学过程中不断地学习和提高。
目前,双语教学的实施还没有一套完善的评价手段、评价内容及评价方法。 而目前教学效果还仅依赖于学生的接受能力及学生的比较笼统的评价。而只有逐步形成一套良好的评价机制和导向机制,才能真正达到双语教学的目的。
虽然有机化学的多媒体教学和双语教学还存在一些不足,但在教学过程中始终坚持以人为本的教育理念,以科学发展的思维指导教学,因此受到了学生的普遍欢迎。有机化学在我校化工,制药,环境等专业已全部实施了多媒体和双语教学。教学质量和教学水平将进一步完善和提高。目前有机化学已是河南省级精品课程。
1 选择合适的教材内容,调整教材编排与深度
教材是教学内容的载体,是教与学双方的主要依据。现有的有机化学教材很多,但适合药学专业的不多。因此,应该编著相配套的教材,在内容的选择、重点与难点的把握方面,必须从药学专业的特点、培养目标、课程体系的安排、教学时数等因素系统考虑,不能盲目选用教材,也可以自己编写教材。应从实际需要出发,处理好“系统性与重点内容”、“理论与应用”之间的辨证关系,在保证有机化学学科体系的前提下,重点突出与药学紧密相关的内容。注重理论阐述必须服务于知识应用,合理地、有选择性地删除那些与本专业联系较少或与其它课程重复的内容,使教材内容更加精练。适当压缩经典内容,以多种形式将有机化学前沿课题与基础理论结合起来,要突出医用化学的特色。这部分选学内容有的代表着学术上的最新研究动态,也是学生比较感兴趣的内容。如含氮有机化合物在机体代谢过程中的重要作用;手性药物的构型与生物活性;糖类、氨基酸与蛋白质、脂类的生理作用等。药学有机化学课程的教学,受课时限制,一般都存在学时少与进度快、内容多的矛盾。课堂讲授的内容仅限于基础知识和理论,而且,叙述性内容多于逻辑推理及理论探讨,需要记忆内容较多,有些学生往往感到“上课听得懂,课后记不住”,所以需要在课程安排和课堂讲授中做适当调整,由浅入深,由简到繁,力求取得良好的教学效果。有机化学教科书通常是按照有机化合物的结构、反应、合成和应用等部分编写,而实际上反应和合成是一个问题的两个方面。笔者针对药学专业要求不同,对复杂有机化合物的合成一般不作深入讨论,而把有机化合物的结构、性质和药学上的用途三者结合起来讲授。
2 灵活运用各种教学手段,提高教学质量
教学过程中应根据教学内容,适时地变换一些教学方式和手段,使学生感到新鲜、有趣。如讲概念和事实时,用讲述法;讲结构和反应时,则可以用启发式教学法或对比法等。灵活运用教学法的同时,可以配合各种模型教具、投影、电脑教学课件、录像等,力求生动形象。近年来随着多媒体技术的迅速发展,多媒体教学在教育领域中的应用已成为教学改革的热点。多媒体教学将文、图、声、像、动画各种因素有机组合在一起,把一些抽象的理论、复杂的结构、虚幻的情景,跨越时间和空间,通过三维动画、视频图像、虚拟现实等手段形象生动展现出来,使学生通过多种感官刺激全方位地获取丰富的信息,充分调动学习的积极性。如讲到单糖、核酸的构型与空间结构时,可以采用模型配合教学。笔者还采用组织学术讨论会、转换师生角色或者将各种边缘学科的精彩内容引入教学中以及举行知识竞赛活动的方法,如:每学期举行1~2次知识竞赛,具体做法是将学生分为若干个组,竞赛题目有基础知识题和综合应用题,由老师精心挑选,竞赛方式主要有相互提问、知识抢答和笔试等。邀请本教研室老师以及部分学生作评委,收到了较好的效果。
3 注重实验课教学和学生能力的培养
有机化学实验课教学是课程的重要组成部分,虽然药学有机化学实验课教学的课时不多,但它对培养学生周密思考、仔细观察、主动探索问题、操作能力,促使学生掌握化学实验的基本操作方法和实验技能、提高学生学习能力、激发学习兴趣、培养其科研能力方面具有重要作用,同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。加强实验教学,可从以下七个方面思考:① 实验教学内容应突出专业特点,合理选择精心安排;②必须强调课前的预习,使学生对反应的原理、操作的步骤、注意事项有较为全面的了解,根据实验讲义和实验室仪器及试剂的实际情况做好预试验,认真记录,并完成预试验报告;③实验指导教师应能认真地讲解实验,要有必要的标准、规范的操作演示,实验过程中要观察每一个学生的操作,发现问题应立即予以纠正;④认真检查学生实验记录本,要求记录真实,不得随意涂改;⑤实验结果,即产率和质量应符合指导教师的预定要求,否则应督促其重做;⑥实验成绩的记录应能反映学生实验的实际情况,切不可只根据实验报告随意给出成绩;⑦注重实验结果的分析与讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力。另外,业余时间的开放性实验教学既是对实验课内教学的补充和提高,又开拓了学生的视野,进一步提高了实验水平。将单纯验证性实验改为探索性实验。例如,先提出要求鉴定的物质,这些物质可以不是同一章中出现的,可设计几道不同的题目,要求学生根据已有的知识和书上提供的方法,自己设计鉴定方案,并通过实验来验证方法的可行性。最后教师对学生的方案进行评比,并对出现的问题进行讨论,教师在此过程中主要是引导启发。通过这种方法,学生通过独立设计实验方案,丰富了知识,开阔了视野,可以使学生由原来的被动学习转为主动学习,提高了学生的综合能力、科研能力和创造能力。
4 改革考试内容,完善评价体系
有机化学是一门规律性强、灵活性大、应用广泛和发展迅速的系统学科。新理论、新技术、新产品不断涌现,边缘学科的相互渗透与发展,教学内容的不断更新,单纯地靠基本知识点考试来衡量教与学的效果,只能使学生被动地接受知识,把大量宝贵的时间花在死记硬背上。传统教育只重视向学生传授知识而忽略了创新能力的培养,在评价体系上则采用了简单划一的方式,未能反映出学生真实全面的水平和能力。为了考试合格,他们往往采取各种各样的应付方法。这种考试评定办法难以反映出学生的实际水平,在一定程度上扼杀了学生学习的主动性和积极性,长此以往不利于学生主动性思维和创造性思维的培养和发展。因此,考试内容的形式应改变单纯的知识点考试,在必须掌握知识点的基础上改变考试内容的形式,多设计一些有利于学生主动性思维和创造性思维的考题。传统的闭卷考试让学生养成了死记硬背、考前临时突击的习惯,虽然部分学生通过这种方法取得了较好成绩,但不能全面反映学生解决实际问题的能力。若将期末考试分成闭卷和开卷两部分,闭卷只考最基础的内容,不要求学生大量记忆,遇到相关问题时会查、会用。开卷考试题目提前一周公布,学生自己准备,考前采取抽签方式,面对老师和学生讲解并回答师生的质疑。将成绩评定量化,分成科学性、逻辑思维、语言表达几个指标。期末成绩由平时成绩、闭卷和开卷成绩三部分组成,分别占总成绩的30%、50%和20%。改革考试内容可以改变学生被动接受知识、课下机械记忆和考试死记硬背的局面。
5 结语
有机化学教学必须改革传统的教学方法,抓好教学的各个环节,灵活运用各种教学法,充分调动学生的主观能动性和学习积极性,提高学生学习效率和教学效果,倡导和推行现代教育理念和方法,才能适应信息时代对高级药学人才的要求。
参考文献
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