基于应用型人才培养的农业院校《有机化学》课程建设与教学探索
2016-01-20徐鲁斌赵艳芳王辉杨爱萍
徐鲁斌 赵艳芳 王辉 杨爱萍
【摘要】以应用型人才培养为目标,本文结合青岛农业大学有机化学教学团队多年的教学实践,探讨了有机化学在教学内容设置、教学方法改革、教学平台的搭建、学习方法等方面的实践和经验。
【关键词】有机化学 教学内容 教学方法 学习方法
【基金项目】山东省教育厅2012年精品课程资助项目(2012BK145);青岛农业大学名校工程教研教改项目(XWLSP20130010,XDSJP2013009,XJG2013079)。
【中图分类号】G649.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)36-0248-02
《有机化学》是青岛农业大学应用化学、化学工程与工艺、材料、药学、制药等专业的重要基础课程,对该课程知识的系统掌握将为后续专业课程的学习奠定坚实的理论基础。而现阶段有机化学教学面临的一个突出问题是在压缩的学时内既要保质保量完成大纲规定的教学任务,又要重视学生素质的培养和创新能力的提高,为应用型人才的培养打好基础,这就给有机化学教师提出了新的挑战。因此,如何在短暂的教学时间内,不断提高有机化学的教学质量,真正做到基础理论为应用型人才培养服务,就成为新形势下摆在我们面前的一个重要课题。自2012年以来,我们以名校工程建设为契机,结合农业院校特点和专业培养目标,在注意吸收国内外先进教育理念的基础上,对有机化学课程进行了立项建设,在教学内容、教学方法与手段等方面开展了改革与实践研究。
一、合理设置教学内容
为了更好地培养实践能力和创新精神强的应用型人才,我们在原有基础上压缩理论教学课时,增加实践课程,并对有机化学的教学内容进行了相应调整。比如将各类化合物的命名归结到一章中,将“次序规则”等内容也放在这一部分,避免出现一些不必要的重复;将立体化学、有机波谱等内容提前,有助于帮助学生建立“立体结构”概念,学会用“组成+结构”的观点去理解化合物与化学反应的本质;按照有机化学反应机理进行分类阐述和讲解,将化合物不同但反应机理相同的部分归纳到同一部分,这样更利于学生的理解和掌握等。根据不同专业的学习要求,我们有意识的增加(或减少)有机波谱部分的学时,淡化原理,强化解析,增强学生的识谱、解谱能力;增加有机合成的简单技巧部分,增强学生灵活运用知识的能力。
经调整后的有机化学的课程内容分为三大知识模块:第一部分:有机化学概论,包括:化合物的价键理论、各类化合物的命名、结构、立体化学,占总课时的20%左右。这部分要求学生掌握各类化合物的命名方法与异构现象、有机物的立体结构、形成化合物的价键理论和分子轨道理论;另外,教学过程中,在命名环节增加双语教学内容,使学生通过课程学习熟悉并掌握专业英语词汇。第二部分:烃及烃衍生物的物理性质、化学性质及应用、有机物的制备方法,要求学生掌握影响化合物结构与性质的电子效应和空间效应、各类有机化合物的性质规律与特性,有机化合物的鉴别与波谱分析方法等,占总课时的比例约为55%左右。这一部分中,在化学性质的讲述中,将一些重要类型的有机反应机理穿插其中。要求学生掌握典型类型的反应机理,如:脂肪族饱和碳原子上的亲核取代反应、消除反应、芳香化合物亲电、亲核取代反应、羰基化合物的親核加成反应,以及一些重要的重排反应等,占总课时量的比例约为20%。第三部分:天然有机化合物——氨基酸,糖类化合物。要求学生掌握糖类、氨基酸多肽和蛋白质的结构、性质特点及其生物功能,教学用时约占总课时量的5%。另外还安排一部分内容供学生自学,培养学生的自学能力。
二、多样化教学方式
随着教学改革的不断深入,在教学过程中需要灵活、开放的教学方法。“教学有法、教无定法”是教学的至高境界,大学的学习是在高中学习的基础上的进一步提升,有一个相对固定而又开放的教学模式十分必要。
教的工作主要是引导学生学习、组织学生学习、帮助学生学习。传统的教学方法总体上还是满堂灌,教师的目的是把准备好的教学内容传递给学生,在课堂上缺少师生的相互交流,缺少对学生综合能力和综合素质的培养。相比中国的传统教育方式,国外大学正式授课的时间相对较少,学生多数是自学,强调学生的独立自主性,一般可分为小型研讨会、集中授课、辅导课、小论文等几种形式。因此,我们亦借鉴国外的教学模式,结合我校实际情况,开展了讲授教学(讲课法)、讨论教学、实验教学、案例教学、课题研究教学和指导自学相结合的新型教学模式。
讲授教学由教师主讲,学生听讲记笔记为主,但在课堂只是提供课程中比较特殊的信息及课程内容的重点、难点,如化合物的结构与化学性质的关系,反应机理等部分。课堂上精讲,做到举一反三,提高学生灵活运用知识的能力。对于概念比较多的章节,一般采用讨论教学法,先由任课教师给出讨论题目,将学生分成几个组,进行讨论并找出问题的答案。例如,旋光异构中的左旋/右旋,对映体/非对映体,内消旋体/外消旋体,手性/非手性等立体化学概念很多,比较容易搞混,先由学生讨论再归纳,学生的印象深刻,学习效果好。
三、合理利用多媒体
传统课堂教学以语言、文字为传递信息的主要媒介,黑板和粉笔成为教学活动的主要手段,而随着现代教育技术的迅猛发展,多媒体教学在我国高校得到迅速发展和广泛应用。多媒体教学优点众多,但在高校课堂中,如果一味使用多媒体来盲目地扩大信息量,则会导致学生印象不深,甚至思维跟不上课件的节奏,犹如听“天书”;并且在昏暗的教室环境中,学生易疲劳、打磕睡,最终影响教学效果。因此,我们有侧重点的使用多媒体,比如对微观的分子结构模型及立体化学方面的内容利用多媒体等现代教育技术手段以图片、动画的形式展现给学生,使课堂教学形象化、具体化,更易为学生所接受。而对于机理推导等则仍采用板书授课,给学生留出思考、消化的时间,使得教师讲解的速度和学生学习节拍相吻合,比利用多媒体印象更深刻。合理利用多媒体,使多媒体教学和传统教学方法互补结合,才能让二者取长补短,发挥各自最大的作用。
四、搭建网络教学平台
基于网络的多媒体教学是当前发展最快的一个趋势,其不仅可以规范教学管理、推进优质教学资源共享,而且方便学生自主学习。2009年我们即在校园网上建立了有机化学课程网站,进行辅助教学。课程网站内容丰富,已上网的资源包括:教学大纲、授课教案、多媒体课件、授课录像、习题库、学生自学园地、讨论区、网站衔接等,使课内课外教学内容互为补充、相得益彰。并及时更新增加网上内容,适时扩充题库,为学生在线学习提供了完善的条件,学生可以在任何时间进行自主学习,并且与教师在网上在线交流,探讨问题。
五、探讨高效学习方法
长期以来,中外教学方法的改革重视教而轻视学,即在教师如何施教方面研究较多,而在学生如何学习方面探讨较少。“授人以鱼,只供一饭之需;教人以渔,终生受用无穷”,可见学习方法的重要性。以往我们在进行教学互动时,很多同学不参与或不积极,最主要的原因就是对要学习的内容不熟悉、不懂。因此,我们采用“读-查-学-验四步学习法”来解决这一问题。首先,要求学生初步了解要学习的内容,将其中不清楚、不懂的地方标记出来;其次,查资料,了解背景及相关知识;然后,回过头来再看书,看是否掌握其中重点内容,如果里面还有不清楚的问题,可重点标记,等上课时听老师来讲解或小组讨论;最后,通过课堂学习,检验自己的学习效果,例如本章节讲了哪几个问题,重点概念是什么?还有哪几个问题不清楚等等。我们将学生在课堂上的表现计入成绩考核,同时通过抽查预习笔记,布置课后思考题等方式,检查学生预习与知识掌握情况。这样一方面可避免部分同学偷懒,调动学生学习的积极性;另一方面可以及时掌握学生的学习情况。通过四步学习法的实施,我们发现学生在课堂上的积极性得以提高,教学效果也得到改善。
六、充分调动学生的积极性
《论语·雍也》中提出“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,教学过程中,学生是主体,如果学生对教学内容缺乏兴趣,没有学习动机,就很难高效的接受相关知识,只有在教学过程中激发学生强烈的求知欲望,主动地去发现问题、解决问题,才能达到事半功倍的效果。因此,在教学过程中,如何把要讲授的内容转化为学生自主学习是提高学生学习積极性的关键。比如,在讲解天然有机化合物这一章节的内容时,我们布置几个小问题,如牛角梳子如何鉴定真假?真丝、羊毛制品的鉴别?能用头发造酱油吗?假冒阿胶的制作与危害等,让学生下去自己找找答案,然后在课堂中讨论引出蛋白质结构、性质的特点。这些问题与我们的生活息息相关,能极大调动学生的学习兴趣,在自我学习以及讨论交流中不知不觉的就掌握了相关知识,而且印象深刻,有的同学还设计相关小实验,去验证所学理论,并开展科技创新活动,从身边的化学现象开始,进一步上升到理论高度,活学活用。这样的例子还有很多,学生在自己探索的过程中找到了解决问题的方法,颇有成就感,这又进一步激发了其向更高层次上探索,把要我学,变成我要学。有了探索知识的乐趣,因此很多同学积极参加课外科研实践,参与教师的课题,从更深层次上提高自己。
教学活动是双边活动,教师的“教”要建立在学生“学”的基础上,因此,今后还需进一步探讨灵活多样的教与学的方法,以提高学生学习有机化学兴趣,让学生主动去学习,实现与老师的互动,才能实现培养创新性人才的目标,使我们的教学更有意义。
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作者简介:
徐鲁斌,男,山东泰安人,博士,副教授,主要从事有机化学的教学与研究。