创新型人才培养为导向的“精细化学品化学”教学改革探索
2023-11-04热萨莱提伊敏热阳古阿布拉姑丽各娜买买提依明
热萨莱提·伊敏,热阳古·阿布拉,姑丽各娜·买买提依明
(喀什大学化学与环境科学学院,新疆 喀什 844000)
“精细化学品化学”课程是高等院校应用化学专业非常重要的一门专业课,承担着培养学生专业素质和专业技能的重任[1],教学目标更注重于培养学生综合运用化学化工基础知识的能力。与四大基础化学课相比,“精细化学品化学”课程内容丰富,涉及范围广泛,与人类日常生活息息相关[2]。课程教材全书内容参照国内外相关资料,以产品功能为主要分类依据,侧重介绍了占比重较大的有机精细化学品,药物与中间体、农药、染涂料、化妆品、香料等,同时兼顾了与有机精细化学品联系较紧密的无机精细化学品。课程培养目标更加注重培养学生理论联系实际的学习方法,严谨的科学态度,良好的实验习惯以及分析问题和解决问题的能力。学生能否掌握此课程,对今后的择业及继续深造具有重大影响。从我校的精细化学品化学教学来看,与国内外著名高校之间还存在着一定的差距,与我院人才培养目标要求也存在着一定的差距。在精细化学品化学教学中如何在有限的课时内提高教学质量和水平,激发学生学习兴趣,如何有效培养学生创新精神并引导学生逐渐形成科研素养是教学团队必须思考的问题。
本文中笔者与教学团队结合多年的精细化学品化学教学经验初步探索认为,要培养创新型人才必须从教师、理论教学、实验教学、考核方式等几个方面进行改革,才能有效提高课堂教学的效果与质量,并能有效引导学生进行探究式学习,最大限度地培养学生的创新思维能力、实际操作能力以及理性学习能力[3]。
1 提高学生的创新能力需要创新型教师队伍
1.1 教师必须具备较强的教材分析和教学设计能力
具有钻研教材的能力是教师获得教学成功的重要条件,善于分析教材是提高教师认知能力的核心因素。教师的教材分析能力越强,越富有创造性[4],越能体现教师的知识深度,而传授地内容越是言简意深,越能激发学生的学习兴趣。这就要求教师必须细致、全面地钻研教材,熟悉和掌握教材内容,明确教材中的重点和难点,对教材中把有机合成作为主要生产手段而涉及的日用品的合成路线、反应原理、反应机理、反应条件、原料及产品特点与后处理方法。对配方为主要生产手段的日用品配方中每一种物质的作用和功效必须逐一钻研,反复推敲,全面掌握。并且把这些内容和最新科研动态紧密联系在一起,如果联系比较少,教师可发挥自身的创造性更新教材内容,充实内容,将平时不断积累的知识纳入到教学中,以开阔学生的视野,激发学生学习兴趣[5]。
任课教师教学水平和教学内容的质量关系到学生对课程的兴趣与学习的动力。教师可通过较合理的教学设计来减少教学工作的盲目性、无条理性、无规律性,从而提高教学效果。在课前钻研教材的基础上,需创造性地构建和选择课堂教学模式,根据大纲、教学目标、重点难点、教学方法来制定教案,教学活动中教师和学生之间的互动、讨论、反馈、评价以合理的方式体现,最后写本节课堂总结、作业、板书设计等完成完整的教学设计。
1.2 教师应该采用具有创新型的教学方法
21世纪的知识竞争,人才竞争就在学校里,就在课堂上。传统的教学方法,以教师为中心,填鸭式将知识传授给学生,但这种方法远远不能满足素质教育的要求。因此,任课教师必须具有良好的创新素质,通过不断更新教学方法,采用灵活的教学模式来加强课堂上互相交流、提问、互动、讨论等环节,提高课堂教学的效果与质量,给学生的学习带来更多新的变化。此外,教师必须具备创新型教学能力,在课余时间经常跟学生交流,一起查阅资料,一起设计实验方案,一起进行科研,一起发表论文。在科研中重视学生的个性发展,这样更能培养出大批具有创新精神、创新能力、科研精神的高素质、符合时代发展要求的人才。为跟上国家培养建设性人才的步伐,实现精细化学品化学在加强学生创新精神和实践能力方面的作用,要促使学生能够在精细化学品化学学习过程中,针对生活中一些常见的现象,不断思考和讨论“所使用的洗涤剂、药物、化妆品、染料、添加剂等日用化学品是怎么合成或者配方出来的”“如果你来做出这些产品,你会采用什么样的方法”等问题,这样可以提高学生的问题分析和解决能力,理论联系实际的能力从而提高创新能力。
1.3 教师必须具备较强的科研能力
本课程涉及的化工行业的发展是非常迅速的,任课教师只把课本里的知识传授给学生远远不够。在以创新人才培养为主题的当代,任课教师必须能承担起培养出创新人才的重任。 通过查阅《精细化工》等科技期刊里有关的前沿文章,教师可不断拓充知识领域以进行科研。必须掌握最新科研动态,丰富自身的认知,提高专业知识储备量,给课堂引入与课本内容相关的化工行业的最新发展动态,引导学生关注行业动态。只有具有先进的教育理念,良好的职业道德及文化素养的教师,才能鼓励学生不断探索,培养学生创新意识,引导学生如何把课本学习的知识和内容与最新科研成果联系在一起。要提高学生的学习兴趣和动力,需要教学生如何学习、如何理论联系实际、如何运用所学的理论知识来解决实际问题,从而达到促进学生综合素质的目标。
2 提高学生的创新能力需要理论教学改革
2.1 传统教学和多媒体教学结合以有效激发学生学习兴趣
“精细化学品化学”这门课程课时少但内容包罗万象,精细化工的不断发展,新产品、新技术、新概念的不断产生,精细化学品化学教学面临极大的挑战[1]。故而我们必须借助多种教学手段,如计算机化学软件、多媒体技术、互联网技术等先进的教学手段来解决“板书式”传统教学方法、教学手段中存在的问题,补充和完善传统教学模式。由于精细化学品化学中专门讲解以合成为主要生产路线而得到的专用化学品(如,药物与中间体、农药、染料)的合成路线、反应机理、反应类型、具体应用。同时介绍以配方为主要生产手段的专用化学品(如,涂料、化妆品、香料)的配方方法。在讲解这些内容时教师在有限的时间内把相关内容讲清楚并且引起学生的兴趣光靠板书是无法达到,因此必须利用下述手段,如多媒体动画、图片、短片等,或是用Chemdraw来画出有机物结构和合成路线、用Gaussian等软件形象地展现出分子模拟图,制作微视频等方式让学生快速掌握课程的教学目标、重点难点,并且在头脑中建立起完整的学习框架,在一定程度上改善了教学效果、提升学生的学习效率[3]、理解与快速记忆,可以大大提高学生的学习兴趣和学习主动性,提升了学生的创新能力。
2.2 理论教学中培养学生发现问题的能力
“精细化学品化学”这门课程内容渗透在人们日常生活的各个方面,因此采用以问题为导向的教学方法激发学生探究问题的好奇心、对知识的渴望及学习兴趣,可有效刺激学生,极大地引发学生对课程内容的学习兴趣,促进教师和学生之间的交流。因此在教学过程中教师根据教学内容和学生专业特点适度并巧妙地设计有针对性、合理的、与相关科研领域密切相关的问题。例如讲解农药时跟研究热点“分子印迹荧光探针方法来检测农药的方法”结合讲解,合成药物与中间体时可以介绍跟书不一样的多种合成方法,并且要求学生通过查阅文献来了解“人家做了什么”“怎么做的”“得到什么样的结论”“换做是你怎么做”等问题来引导学生主动学习,培养学生讲文献中获取到的相关信息进行归纳、总结、换位思考,发现新问题,分析新问题的能力。学生要通过口头和书面报告等归纳信息,教师在课堂抽出一点时间安排学生汇报所进行的工作,教师应当不断鼓励学生踊跃发言,使学生克服畏难心理[6]。在此过程中培养学生的独立思考能力,提升学生的创新能力。
3 提高学生的创新能力需要实验教学改革
3.1 理论教学和实验教学同步进行
化学本身就是一项离不开实验的学科,精细化学品化学是一门理论联系实际,实践性较强的学科。这要求教师在教学过程中必须同步开设实验教学,实验教学是提高学生创新精神和实践能力的重要环节和途径之一[7]。理论学习完成后每一章开设相匹配的开放性、设计性实验,并且由任课教师来指导实验,这样可以加强学生对理论知识的深入理解,可以把比较抽象和复杂的问题形象化,加深学生对所学理论知识的掌握。因此让学生也更加清晰地了解学习的理论知识并且很直观地掌握基础知识,可以提高学生的学习兴趣[8]。
3.2 实验教学中注重开放性实验比例
在实验教学中,通常采用教师对实验目的、原理、步骤及数据处理进行讲解,学生按照教师的讲解模仿操作的教学模式容易造成思维定势,让学生觉得不预习照样可以完成实验,对实验的积极性,主动性,创新性大大降低。因此在实验教学中增加开放性实验内容有利于提高学生创新精神和实践能力。
4 完善课程考核方式
教师通过考核方式了解学生对知识的掌握程度,注重学生运用理论知识来解决和分析实际问题的能力,将学过的知识联系和运用到以日用化学品的开发为主的综合性考核方式的提出能够有效激发学生的学习兴趣从而提高学生的学习效率[9]。“精细化学品化学”课程成绩评定方法基本上是由平时成绩的30%和期末考试成绩的70%两部分组成。笔试成绩由教师根据答卷情况准确给出,但是平时成绩评定时由于没有详细的、标准的给分细则,教师根据作业和课堂测验情况来给出一个比较笼统的分数,成绩评定往往存在不合理性[10]。为了解决这些问题,笔者在考核中采用:综合笔试占70%,设计一种新产品的合成或配方并书写研究报告占10%,小论文占10%,平时课堂测验、作业、考勤占10%,这样既能体现出学生对知识的掌握程度也能体现平时成绩的合理性。学生在探索一种新产品的研发过程中学会查阅文献,分析文献,归纳总结文献,了解最新科研动态,树立创新意识、科研意识,在写小论文过程中学会文献总结,撰写科研论文的基本框架,科研论文写法的同时,把在本书中学习到的产品的合成与配方灵活与另一种途径和方法相结合,可以提高学习主动性及学习积极性,培养创新精神。
5 结语
精细化学品化学课程性质要求我们不断探索新的教学方法来启发学生的创新思维,才能满足新时代对创新型人才培养的要求。教学团队从任课教师、理论教学、实验教学、课程考核等方面进行了教学改革,并在日常教学中初步尝试本文提到的改进方法,进行我校应用化学专业精细化学品化学课程的教学。教学过程中发现,学生对本课程的学习积极性、学习兴趣得到了较大的提高,从不愿学、被动学,转变为乐意学、主动学;从填鸭式学习转变为探究式学习,学生的创新思维、创新能力、科研能力均有了明显的提高。