高等农林院校生物类专业化学基础课改革探索

杨桂娣 潘景微 李家玉 何海斌

（1.福建农林大学生命科学学院，福州 350002；2.福建沙县金沙高级中学，福建沙县 365510）

进入21世纪，各学科的迅速发展及彼此之间的相互渗透，化学知识在高等农林院校生物类各专业的后续学习及科学研究中的重要性愈显突出。我国普通高等院校本科培养目标已由原来的“专业教学”变为“通才教学”与适度的“专业教学”相结合，主张大学在传授知识的同时，强调思维、创新、交流、综合和合作等优良素质的培养［1］。因此，考虑如何结合高等农林院校生物类学生的自身特点，改革现有的教材内容和课程体系，对提高农林院校的教育水平和教学质量是非常重要的。

化学课程是高等农林院校生物类各专业的必修基础课，由于开设在大学1年级，其教学过程不仅为学生后续专业课提供基础，还担负着衔接中学化学的任务。与中学化学课程相比，大学化学课程设置内容难度加深，很多学生对化学学习感到困难，教师在讲课中也遇到一定的困惑。21世纪是生命科学的时代，现代生物学已进入分子水平，对学生的化学基础提出了更高的要求，搞好大一化学教学是至关重要并具有深远意义的。针对这些情况，笔者在对近年中学化学课程改革和使用的新教材进行调研的基础上［2］，结合多年来的教学经验，提出了在面向21世纪高等农林院校生物类专业的大一化学课程教学中如何使学生尽快适应大学化学课程的一些改革措施。

一、调研学生的入学基础，制订相应的教学大纲

自国家教育部颁布了新的高中课程教学计划后，全国各省市相继开展了教学改革，福建省也在2006级新入学的高一新生中全面启动了新的教材，2009级是福建省中学教学课改后的第1届入学新生。在教育思想上，中学化学教学改革正从传统的应试教育向素质教育转变，反映在高中化学教材中有以下一些特点：①教材由必修部分和选修部分组成。其中，必修1和必修2教材用于高一全体学生上、下学期的化学教学上，选修教材主要用于高二、高三年级学生的选读上。选修教材与必修教材相比主要在系统性、理论性等方面有所加强。②化学教材包含的知识面相当广。化学与社会资源、能源、材料、工业、农业、环境和生物技术等现代新科技领域的联系随处可见。③教材在理论上没有进一步加深的趋势，在知识点上没有进一步拓展。④开设了若干门化学选修课，如：化学反应原理、物质结构与性质、有机化学基础和化学与生活等，并相应地设置了素质型和学科型高中化学教材。⑤着眼于化学知识的定性应用，不强调“量”的概念。

在大学化学教学改革中，我们应该充分注意到中学化学新教材的特点，汲取中学化学教育改革的有益经验，找准大学化学的合理起点，根据高等农林院校生物类学生的培养目标，制定出适合生物类学生要求的教学大纲。

二、调整课程教学内容和教学体系，做好与中学化学的衔接

“无机化学”“分析化学”这2门化学基础课是高等农林院校生物类各专业学生进入化学殿堂的启蒙课，是连接中学化学与大学化学的中间桥梁，在大一上、下2个学期学习这2门课。由于第2学期“分析化学”中讲授的各种分析技术所依赖的基本原理仍旧是第1学期“无机化学”的基本原理，学生在第1学期上完课后，到第2学期开“分析化学”课时已忘记很多，任课老师往往要再次重复“无机化学”的基本原理，在目前授课学时不断紧缩的形势下，致使授课进程非常紧张。由于有效数字等相关教学是设置在第2学期的教学内容，而在第1学期“无机化学”的例题、习题中也涉及到有效数字的应用和保留，任课老师也常常要专门讲述。此外，化学是一门实践性很强的学科，开设基础化学理论课时都有配套的实验课，在第1学期的基础化学实验中，经常涉及到有效数字的记录、各种分析技术的应用，任课老师常为学生缺乏这一方面的知识而苦恼，也常常须专门拨出时间来给学生辅导，这给任课老师增添了许多不应有的工作量，而且学生不能有效地应用课堂所学知识能动地进行实验练习，影响了学生学习的积极性和主动性。随着各种高灵敏度、高选择性现代仪器分析的出现，滴定分析等常量分析方法已无法满足生命科学痕量分析的要求，在生物类各专业的后续课程及其将来的研究工作中已很少使用，相关原理部分已不需要再专列一门“分析化学”课进行讲授。

经网上搜索，国外高校化学基础课教学计划中普遍已不单列“分析化学”课了［3］。我国农林院校也有此类情形，直接把它包含在“普通化学（General Chemistry）”教学计划内，不再单设“分析化学”课，或将课程名称改为“无机及分析化学”，学时数为80～126。实际上，将“General Chemistry”这门课程翻译为“普通化学”是错误的。按照国际高等教育的共同理解和农林院校化学基础课程的教学内容和教学目标，本课程的正确译名应该是“化学导论（Intro-duction to Chemistry）”。

为了做好与中学化学的衔接并与国际接轨，大学化学课程新的教学体系应更加注重培养学生的能力和素质，体现少而精的教学原则。为了充分利用有限的学时，将福建农林大学生物类各专业原有的无机化学51学时和分析化学34学时合并成一门课程，将课程名称定为“化学导论（Introduction to Chemistry）”64学时。在教学内容上主要分为4个部分：基本化学原理、溶液平衡、化学分析和元素化学与化学交叉学科，课程进度设在大一上学期。在讲授过程中，把与中学化学有关联的“有效数字”等必备知识提到课程初期阶段，让学生初步建立起科学研究中“数”的概念；把化学科学中的重要基本原理及其应用合并在一起，避免学生的遗忘和教师的重复；把元素化学作为选学内容，扩宽学生的知识面；向学生概括性地讲授环境化学、材料化学和生命化学等重要的化学交叉学科，为学生选择未来专业方向提供初步意见。

三、改革教学方法，让学生正确理解基本概念，树立“量”的意识

目前，我国中学化学教学改革的主要趋势是适当降低理论深度，拓展知识面，着眼于化学知识的实际应用［4］。大一新生往往对一些相似的概念感到困惑不解。比如，在中学教材中，“化合价”是用来表示原子之间相互化合的数目，该数目应是一个非负整数，在这种情况下，学生往往无法理解化合物Fe3O4中铁原子的化合价为何不是整数；而在大学化学教学中，学生在对物质结构的知识有了较深入的理解后，知道这不是一个严谨的定义，实际上，大学化学教材对氧化还原反应的定义也发生了改变，是指反应过程中有元素氧化数变化的化学反应。“氧化数”是表观电荷数，是假设把每个化学键中的电子指定给电负性更大的原子，从而得到的某原子在化合状态时的“形式电荷数”，对于中性分子和原子来说，整个分子或原子中各元素原子的氧化数的代数和为零；对于离子来说，各元素原子的氧化数的代数和为离子的电荷数。为了让学生理解“氧化数”与“化合价”这2个不同又有关联的相似概念，教学过程中，教师除了系统讲授这2个概念的定义外，还应同时采用问题教学法，通过举例，引导学生提出问题，最后获得相关的知识。如上述Fe3O4的例子中，实际情况是铁原子“化合价”有＋2价和＋3价2种，而铁原子的“氧化数”是8／3，这样，就可正确解决学生的疑惑。另外，大一新生只知道这些化合物的“化合价”都是＋4，但不知道它们的“氧化数”是多少。在教师的精心组织和指导下，学生通过独立的探究和思考，探求出问题的答案后，就能正确区分“氧化数”和“化合价”这2个概念的异同点了，从而能正确掌握复杂的氧化还原反应方程式的配平，激发学生的求知欲望，促进思维的活跃发展。

此外，现行的中学化学教材中化学反应原理部分已有较多内容，主要包括热力学和动力学基础、化学平衡和平衡移动规律及溶液中的各类离子平衡等。在高中化学教材中，对化学平衡知识的介绍是比较详细的；对化学反应热效应、化学反应速率及理论、氧化还原等知识的介绍有所涉及；对溶液中各类离子平衡的计算几乎是空白的，只注重在实验基础上提出概念和定性分析，基本上没有涉及“量”的概念［5］。在大学化学教材中，热力学基础主要介绍热力学3大定律，特别强调热力学的基本概念，如焓、熵、吉布斯函数等，还引入标准平衡常数的概念进行定量计算和平衡移动的热力学讨论，并为水溶液中4大平衡体系提供共同的理论基础。这部分知识要求学生不但能掌握相关的概念，还要求学生会进行具体的计算，要求的深度明显加大。由于课改后新的中学教材中基本上无计算要求，学生在中学阶段缺乏训练，在计算过程中“量”的意识非常薄弱，这部分知识的讲授就成为大学教学中的重点和难点。在教学过程中，教师要以启发式教学思想作为运用各种教学方法的指导思想，根据学生原有的基础和在课堂上对新知识的吸收程度，精心设计和综合运用讲授式、问题探究式、训练式和实践式等各种教学方法。同时教师要调整讲授的重点，一方面要把教学重心放在如何培养学生“量”的意识方面，课堂上有意识地设计各种相关计算的问题，并讲授计算器等工具的使用方法，以此强化学生的计算能力和锻炼学生的自学能力。所谓“授人以渔”而非“授人以鱼”，这也是培养学生创新意识和创新能力的重要基础。另一方面在与化学平衡相关的基本概念的讲授上，由于这些知识在高中化学中已占较大比重，在大一化学教学中可以适当简化对它们的定性讨论，这样就可以在同样的讲授学时内，较好地避免与高中化学的重复，让学生建立起化学热力学、化学动力学的基本框架，使宏观化学原理系统化和理论化，从而达到预期的教学效果。

转变传统的教学方法还必须转变传统的对学生成绩“好”或“差”的评价方式，转变传统的只通过一次考试就对所谓“好”学生、“差”学生的认定方法。学生的单次成绩只是一时的、表面的，学生在整个学习过程中的作业、小测验和课堂表现等成绩则应作为学生的总评成绩。

四、介绍与化学有关的当代科技知识，提高学生的学习兴趣

元素及其化合物结构与性质这部分知识易与高中教材重复，因此通过重点介绍在新科技领域特别是在生命科学领域具有实际应用或潜在应用价值的化合物的相关知识，来提供给学生最新的信息和多学科互相渗透的当代科技特点，目的是拓宽学生视野，使学生可以更大范围地了解化学在环境、生态、生命科学等领域中的重要作用，培养学生的科学文化素质和创新意识，提高学生的学习兴趣。考虑到高等学校培养跨世纪人才的需要，在大一化学教学过程中宜强调与中学化学教材的选修内容的相衔接，并结合学生自身的基础，阐述清楚应掌握的基本理论和基础知识，强化学生“量”的概念，增加学生对化学学科的全面认识，最终提高化学教学质量。

［1］姚天扬，高盘良.面向21世纪化学专业及应用化学专业教学内容和课程结构改革的一些建议［J］.大学化学，1998，13（2）：12-13.

［2］刘士荣，朱裕贞.面向21世纪教育改革——中学化学与大学化学教学内容衔接的思考［J］.大学化学，1998，13（1）：16-18.

［3］李辉.国内外分析化学教材比较［J］.大学化学，2004，19（6）：57-61.

［4］梁华定，陈素清.大一化学与中学化学衔接中的几个问题［J］.台州学院学报，2003，25（3）：76-79.

［5］梁勇，金辉杰.分析化学实验中如何树立准确的“量”的概念［J］.大学化学，2001，16（4）：19-21.