武警学院 2010版人才培养方案的化学课程体系

●高洪泽,莫日根

(武警学院基础部,河北廊坊 065000)

为切实贯彻落实公安部党委构建“大教育、大培训”工作格局的总要求,进一步适应公安教育体制改革,满足公安边防、消防和警卫部队对人才的新要求,学院制定出台了 2010版《人才培养方案》。新版人才培养方案中将无机化学和有机化学明确作为我院消防专业的专业基础课。一方面教学课时数明显减少,另一方面,从高等教育中非化学化工类各专业化学教学的现状来看,也迫切需要通过教学内容、教学方法和教学观念的变革来解决目前化学教学中存在的一些问题。因此必须重新审视和研究我院消防专业的化学课程体系。

在化学学科的发展过程中,逐渐形成了无机化学、有机化学、分析化学和物理化学这四个相对独立的部分。鉴于我院开设化学课程的消防专业的实际情况,只开设了无机化学和有机化学。对于我院消防专业的化学教学来说,一方面化学起到素质教育的效能,另一方面更多的是化学与消防的千丝万缕的联系。因此必须进一步改变以往教学内容较多,类似地方化学专业的课程设置以及与专业结合较少的现象,正确定位化学在消防专业发展和建设中的地位和作用,突出教材和课程内容的专业基础特色,将与消防密切相关的理论和基础知识融入到化学教学中,构建具有消防特色的化学课程体系。

以前也对我院化学课程体系设置进行过相关探讨,但由于当前教学时数的减少和课程设置门类的变化,因此必须重新构建课程体系。新构建的课程体系必须打破原有化学教材系统条块分割的状态,对相关内容进行重组、融合和更新,同时也要促进高等化学教学的信息化和现代化。新构建的课堂教学内容及教学手段,必须有利于课堂教学效率、学生学习积极性与主动性的提高,有助于学生灵活运用各种化学基础知识解决消防实践中的问题,有助于学生的综合思维能力、创新素质的发展。本文主要针对专业基础课所面对的任务和挑战、化学课程的设置进行初步探讨,以期抛砖引玉。

一、专业基础课的任务与挑战

高等教育的教学目标应在传播知识的基础上更偏向于对学生学习能力,科研实践能力,创新适应能力等方面的培养。通过课程教育全面提高学生的思维能力和整体素质。基础教育阶段着重培养学生基本理论、基本知识、基本技能和基本方法等一般素质。专业教育则主要培养学生从事专业相关领域工作所必需的知识和能力。而专业基础教育阶段,则是衔接这两部分的桥梁和纽带。

因此在大学专业基础课程教学过程中,一方面必须淡化中学时代的学习模式,养成自主学习的习惯;另一方面,不但要传授知识,发展智力,增多与相关专业的融合,更要促使学生建立正确的学习态度,激发学习兴趣,进行能力和综合素质的培养。

(一)引导学生转变观念重视专业基础知识学习

在日常课程教学传授知识的同时,应该让学生认识到：任何科学发明都是以坚实的理论基础为指导的,科研理论的突破,是实现应用科学研究重大发明的前提。运用日常科研和教学内容实例,说明专业基础知识的牢固掌握,是知识创新的基础,从而逐步使学生建立对专业基础知识学习的兴趣和正确认识。

(二)针对专业基础教育特点革新教学模式

由于绝大多数专业基础课的内容和结构都非常规范,在教学中如果不灵活把握就难以有突破性变革。因此要根据不同学科和专业要求,在教学中有针对性的进行拆组,并随时把相关的最新内容补充到教学中,同时,要淘汰一些陈旧和重复的内容。另外学生在学习这些课程时已具备了一定的基础知识。因此,在专业基础课的教学模式中,必须有针对性地对学生的创新实践能力、心理协调能力、团结协作能力等素质进行培养和训练,为此,在教学实践中,应该努力由教“书”向教“学”转变,探索性地在教学中引入一些与专业领域相关的研究性内容。引导学生应用学习中学到的专业基础知识,分析探讨研究课题,重视学生创新科学精神的树立和课题研究中各个环节对学生的教育和影响。

二、化学课程体系的构建

(一)加强无机化学教学内容的针对性

无机化学是化学、化工、材料、环境等诸多学科的重要基础课,当然也是消防专业的专业基础课。作为一门先导课程,打好牢固的基础,掌握完整且有针对性的知识体系,对于今后专业课的学习至关重要。但是,这一课程我们至今还基本沿用着过去的化学教学框架模式,教学内容偏多、偏难、不实用,并且和地方其他理工科专业开设的无机化学内容几近完全相同。随着课时数一再减少,学时少而内容多的矛盾就显得越来越突出。因此要有效地解决这些矛盾,必须正确定位无机化学在消防专业中的地位和作用,构建具有独立特色的无机化学教学内容和体系。如果所开设的无机化学不是根据消防专业的人才培养目标突出教材和课程内容的专业特色,也就失去了开设这门课程的意义。

无机化学教学内容主要包括原子、分子结构,电解质溶液,氧化还原反应,化学热力学,化学动力学,元素化学等章节。虽然这样设置课程内容,教学工作比较容易开展,但存在的问题是：不管是什么专业的学生,所学化学内容都是完全相同的,这就导致了化学教学内容的专业针对性不足。比如,消防专业需要更多掌握有关热化学、动力学和氧化还原等方面的知识,对于复杂的薛定谔方程等纯理论性的内容兴趣和实用性都不大。这时就需要考虑对前者有所侧重,后者则少讲或不讲。因此,有必要针对消防专业进行调整,使无机化学内容根据消防专业特点和需要而有所侧重,即加强教学内容的针对性。

(二)深入调整有机化学教学内容

消防专业的学员将来走向工作岗位后,主要从事防灭火工作。接触最多的是大量现代有机材料,各种火灾的发生、发展和扑灭也离不开大量有机化合物的参与。和这些相关联更多的是有机物的性质和性质变化规律。因此,必须深入调整有机化学的教学内容,避开和地方大学化学专业学生相类似的教学内容。虽然现在所选用的教材是经典有机化学的内容,但近代内容较少,反映现代科学技术发展前沿知识的有机化学内容更是寥寥无几。同时有许多内容与中学化学内容衔接不当,重复较多,影响学生建立合理的知识结构。对一些中学已学过的理化性质,应采用略讲和自学相结合;对于分散在各章中的异构现象、反应机理使学生了解就可以了,使学生知道要想在更高的水平上认识物质世界,需要花费更多的时间在微观层次上认识有机物的结构和有机反应的过程。适当压缩有机化学经典内容,以多种形式将有机化学前沿课题与基础理论结合起来。在讲清原理基础上,增加一些与现代科技相关的内容,也就是要突出材料化学的特色。如现在的一些阻燃高聚物及本质阻燃化合物等。另外有机化学教科书通常是按照有机化合物的结构、反应和合成三部分编写,而实际上反应和合成是一个问题的两个方面。可以适当引导,合并为一个问题,有利于学生辩证唯物主义思想的建立和巩固,同时减掉学生不必要的负担,对于很多合成学生了解就可以了,没有必要去掌握,因为从事的毕竟是消防工作而不是材料合成。另外还应适当加强实验教学。有机化学实验课教学是应用化学课程的重要组成部分,它不仅对于培养学生的动手能力、使学生掌握化学实验的基本操作方法和实验技能技巧具有重要作用,而且对于提高学生综合素质、培养学生的创新能力具有重要作用。实验教学既要有基本技能训练,又要有综合实验,还要有应用性设计实验,鼓励学生在条件允许范围内探索和改变操作路线。一方面通过经典的实验培养学生严谨求实的作风,另一方面通过设计性、综合性实验,培养和开发学生综合运用理论知识的科学思维能力和创造能力。目前的实验虽是这样开设的,但对于成绩的评定应该有更加科学的评价指标,实验的数目应该适当,应该有可供学生选择的余地。

(三)课程体系设置

基于前面的考虑,为保证课程体系的完整性,还是应该从物质的化学组成(元素化合物)、化学结构(原子结构和分子结构)和化学反应(物质变化和能量变化)三条主线展开,突出能量变化,但一定要有所侧重;在突出知识主线的前提下,应充分反映学科发展的现状、研究成果及前沿性知识,体现化学原理在消防领域中的应用及交叉渗透,把握好知识的深度与广度的平衡。简言之,就是在讲清重要知识的基础上,让化学原理与消防专业知识有机结合。同时既能将化学学科的基础理论框架和知识结构介绍给学生,又能考虑到消防专业学生的特殊需求,既注重学科知识的容量和密度,又注意开拓学生视野,提高学生的科学文化素养,并使学生充分认识到学习化学的重要性,是课程体系设置构建时应考虑的重要因素。

上面给出的是新的化学课程体系的主要框架,基本包含了消防专业所需要的化学知识。下面进行简单的阐述。

物质主要有气态、液态和固态三种存在状态,另外还有第四态等离子态。物质的不同存在状态对其化学活性和实际应用有很大影响,这种影响在消防中的作用似乎更大,如必须经过汽化才能燃烧,还有日常生活中的固体吸附剂和固体废弃物的环境问题,酸雨、温室效应和臭氧层空洞等都是重要的气体环境问题。必须重点阐明不同聚集状态对物质性质的影响。

对于其中的有机化合物部分(有机化学的部分内容),重点讲清不同种类的化合物的性质和性质变化规律、不同种类的有机化合物在消防中的实际应用和应用前景;可以适当介绍一些新兴的科学技术手段在化学中的具体应用,达到举一反三的目的,使学生明白学科融合是有益之举;随时对一些新兴阻燃材料进行介绍和简单评价。

材料是具有一定组成、结构和性能并适合于一定用途的物质。它是人类赖以生存和发展的物质基础,目前研究和使用的大量功能材料中,阻燃剂、灭火剂、防火涂料等更是与消防息息相关。材料使用过程中引发的环境问题也是热点问题,与生存息息相关的环境问题非常易于引起学生的强烈责任感,激发起极大的化学学习兴趣。对分子设计内容加以简单的介绍,加强结构与性能的关联,对分子和材料的设计将会进一步激发学生的求知欲。对于消防专业的学生来讲,这一部分可以作为了解和熟悉的内容,但缺之不可。尤其其中的物质结构和材料的关系更应该使学生有所了解。

很多化学的基本定律和规律都体现在化学反应之中,对于消防专业的学生来说,化学反应中的热化学、化学反应速率及氧化还原反应的变化规律都是非常重要的,在很多专业的燃烧学教材中都有非常重要的应用。因此相关的讲述就显得非常重要,在全面介绍的基础上,应加大这些部分在课程中的所占的比重和比例,有机化学中的一些典型反应也可做重点介绍。

关于消防部分专业所需的分析化学和分析科学的相关内容,可通过开设选修课的方式进行解决,鼓励和引导相关专业学生进行选学。

三、改革教学方法和教学手段

应逐步实现以教师为主体向以学生为主体、教师为主导的现代教学观的转变。教师要鼓励学生质疑,应把学生的质疑作为教师不断学习、进取和提高的动力。可以尝试开放式教学,对学生开放讲台,构建系统讲授与探索研究相结合的教学新体系,实现以教师为主导,以学生为主体,师生结合,共同探索研究知识的新教学模式。鼓励同学们尝试对一些理论和现实问题进行探讨、反思,允许学生对教师讲的内容和教材的内容提出质疑。

当今社会是知识爆炸的社会,科学技术的发展速度令人惊叹,应适度引导学生运用网络和科学数据库进行学习。在多媒体教学过程中,保证重点突出、准确生动的前提下,不但要尽量减少板书,而且要大大增加课上传授知识的信息量,同时可适当进行多媒体演示实验,从而解决因条件限制使理论课和实验课不能同步进行的矛盾。

四、改进考核和评定模式

课程目的和要求,除了通过教学内容来体现及教学方式和组织管理机制来落实外,积极有效的教学评价体系和手段的建立也是至关重要的。它是激励、制约、调整、反馈的重要保证,是使愿意学习和不愿意学习的学生都能有收获和进步的重要机制。

目前的考评机制为：期末成绩占总成绩的 70%,平时作业和课堂表现占 15%,实验成绩占 15%。结合新的人才培养方案和当今培养人才的需要,应加大课堂表现和实验所占的比重,平时作业及期末考试成绩占 60%的比重就可以了。原因在于课后作业和期末考试着重体现了学生对化学基本理论和基础知识的掌握和运用。而课堂表现则会体现学生独立思考、独立见解或创新及语言表达能力等。在衡量标准上,可将学习成绩贯穿于学生整个学习阶段,平时成绩包括作业、参与课堂讨论发言、综合知识和信息获取、参与研究性课题及撰写小论文等。这些也有待于进一步的实践和调整。

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