案例直接導(dǎo)入法在精細(xì)化學(xué)品化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用初探

李學(xué)峰　趙艷茹

[摘要]系統(tǒng)分析和論證了案例教學(xué)法的必要性和可行性,舉例論述了直接導(dǎo)入案例教學(xué)法在精細(xì)化學(xué)品化學(xué)教學(xué)中的實(shí)施步驟。該方法顯示了良好的教學(xué)效果:學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性顯著提高;使學(xué)生更加輕松牢固地掌握必要的知識;提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力以及靈活運(yùn)用知識的能力。

[關(guān)鍵詞]直接導(dǎo)入案例 應(yīng)用型案例 精細(xì)化學(xué)品化學(xué)

案例教學(xué),是指在教師的引導(dǎo)下,再現(xiàn)案例實(shí)景,把學(xué)生帶入特定事件的現(xiàn)場,深入角色,以提高學(xué)生實(shí)際運(yùn)用知識能力的一種教學(xué)方法。

案例方法在教學(xué)中的應(yīng)用,首先始于哈佛大學(xué)法學(xué)院。最初該學(xué)院的目的是為了讓學(xué)生加強(qiáng)對法律規(guī)則和條文的理解和掌握,從而強(qiáng)調(diào)在教學(xué)中參與分析和討論個別案例。由于成效顯著,使得該方法迅速被其它院校所采用和推廣。目前,國內(nèi)外許多高校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)都采用了類似的教學(xué)方法,但專業(yè)局限在法學(xué)(律)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)、商學(xué)等。該方法在化學(xué)化工課程中的應(yīng)用較少。同時,在高?；瘜W(xué)專業(yè)課程研究和改革實(shí)踐中,人們普遍把課程研究和改革焦點(diǎn)集中在必修課程,而忽視了對選修課程教學(xué)改革的研究。選修課程的開設(shè)旨在擴(kuò)大學(xué)生知識領(lǐng)域和知識延展性,對其教學(xué)方法和課程建設(shè)改革的研究很有必要。

筆者承擔(dān)我校的應(yīng)用化學(xué)和化學(xué)工程與工藝專業(yè)課——精細(xì)化學(xué)品化學(xué)的教學(xué),結(jié)合課程特點(diǎn)和自身研究經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)中引入了案例教學(xué)法,取得了良好的效果。

一、實(shí)施案例教學(xué)的必要性和可行性

精細(xì)化學(xué)品化學(xué)是化工、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的重要專業(yè)課,具有幫助深化理論知識理解、初步了解精細(xì)化工產(chǎn)品和提高學(xué)習(xí)化工專業(yè)興趣的重要作用。這門課雖然包含大量的產(chǎn)品實(shí)例,但是大都是泛泛而談,甚或一筆帶過。以往,在該課程的講授中,大多采用理論簡述和產(chǎn)品簡單羅列的方法。該課程是理論聯(lián)系實(shí)際的重要應(yīng)用,筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)其他同仁的寶貴經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為采用案例教學(xué)法進(jìn)行講授具有較為充分的必要性和可行性。

1.實(shí)施案例教學(xué)法的必要性

(1)案例教學(xué)法可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)化工專業(yè)的興趣

應(yīng)用化學(xué)和化工專業(yè)的學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)以來已經(jīng)學(xué)習(xí)了無機(jī)、分析、有機(jī)和物理化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課,面對的都是艱澀的理論知識,同時,多年來化工背負(fù)的“操作瓶瓶罐罐和污染嚴(yán)重”的名聲,更容易使學(xué)生降低學(xué)習(xí)的興趣。案例教學(xué)法提供活生生的產(chǎn)品實(shí)例和經(jīng)典的生產(chǎn)解決方案,結(jié)合多媒體授課形式,將會使學(xué)生看到化工創(chuàng)造了當(dāng)代整個物質(zhì)世界和化腐朽為神奇的巨大作用,會提高學(xué)生學(xué)習(xí)該專業(yè)的興趣。

(2)案例教學(xué)法可以使學(xué)生加深對理論知識的理解和掌握

如前所述,學(xué)生在學(xué)習(xí)四大化學(xué)和其它專業(yè)基礎(chǔ)課后,雖然掌握和了解了一些理論知識,但是最多也仍是“紙上談兵”,不利于知識的牢固掌握和深入理解。例如,表面張力是個非常抽象的概念,難以理解和掌握,尤其是表面張力的方向?qū)υS多學(xué)生來說更是難懂。只有在《精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》中學(xué)習(xí)了表面活性劑及其應(yīng)用部分后,才會對表面張力有徹底的理解。如果采用案例教學(xué)法,通過對表面活性劑的作用原理和重要用途等知識的分析和講解,會使學(xué)生對表面張力的理解更深入、更直觀。

(3)案例教學(xué)法可以提高學(xué)生的創(chuàng)造能力

一般來講,知識可分為3個層面,即原理性知識、特殊案例知識(智慧)、把原理和規(guī)則運(yùn)用到特殊案例中的知識(綜合運(yùn)用知識和智慧解決問題的能力)。一般學(xué)校教學(xué)只傳授第一層面的知識,或稱為書本知識;而學(xué)生掌握第二層面知識較少,因此,對第三層面知識的掌握勢必減少,即學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力較差。所以,引入案例教學(xué),可使學(xué)生在第二層面知識的缺陷方面得到有效彌補(bǔ),從而也可以增加學(xué)生第三層面的知識。

2.實(shí)施案例教學(xué)法的可行性

(1)學(xué)生渴望真正掌握精細(xì)化工方面的知識

在習(xí)慣了大量單純的公式、分子式和直接理論講授后,學(xué)生非?？释軌蚪邮艿接缮顚?shí)例到化學(xué)理論、由淺入深的全新教學(xué)模式。案例直接導(dǎo)入法正是從“看得見摸得著”的生活和生產(chǎn)實(shí)例入手,將多彩多姿的使用過的、看到的、聽到的精細(xì)化學(xué)品展示在學(xué)生眼前,然后,逐漸引出產(chǎn)品的作用原理、公式參數(shù)和具體產(chǎn)品組成規(guī)格等,勢必使學(xué)生容易接受、樂于接受。

(2)學(xué)生的前期知識積累充足

在學(xué)習(xí)《精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了4大化學(xué)、高分子化學(xué)、反應(yīng)工程等化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課,前期知識積累充足,完全可以理解《精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》中的基本理論。此外,已學(xué)了應(yīng)化和化工專業(yè)課程的學(xué)生已經(jīng)進(jìn)行了課程實(shí)習(xí)和參觀實(shí)習(xí),對工廠和化工產(chǎn)品有了初步的認(rèn)識,對學(xué)習(xí)《精細(xì)化學(xué)品化學(xué)》也有較大的幫助。

(3)教師具有教學(xué)改革和提高教學(xué)方式的動力

作為講授該門課程的教師,多年來也苦于“填鴨式”教學(xué)方式造成的尷尬局面:一方面,是教師認(rèn)真?zhèn)湔n、力圖講解系統(tǒng);另一方面,是學(xué)生對所學(xué)課程似懂非懂,不感興趣。所以,在吸取他人的成功經(jīng)驗(yàn)后,經(jīng)過認(rèn)真探索,案例直接導(dǎo)入教學(xué)法已經(jīng)初見成效,教師更愿意深入研究,廣泛發(fā)掘合適的案例,開發(fā)一套行之有效、靈活多變、適應(yīng)廣泛的案例教學(xué)法,為進(jìn)一步提高教學(xué)效果而不懈努力。

二、案例教學(xué)法組成和實(shí)施程序

在已有的案例教學(xué)法中我們看到,實(shí)施步驟可設(shè)定為設(shè)計(jì)案例、剖析案例、解決案例和推廣及升華案例4個方面,其核心在于剖析案例。也有采用順序和邏輯多案例講述、結(jié)合提出問題的案例教學(xué)法實(shí)施步驟。筆者結(jié)合教學(xué)要求、教學(xué)實(shí)踐和前人經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出直接導(dǎo)入案例教學(xué)法,其實(shí)施步驟歸納為:

案例→提出并回答問題→典型產(chǎn)品簡介→強(qiáng)調(diào)重要參數(shù)和指標(biāo)。

首先,在一系列活生生的案例基礎(chǔ)上,提出學(xué)生感興趣且切中基礎(chǔ)理論核心的問題,回答問題,逐步深入,反向推理,最終使學(xué)生對精細(xì)化學(xué)品的作用原理很輕松、自然地理解、掌握、接受;最后,要強(qiáng)調(diào)掌握部分重要的參數(shù)和指標(biāo)。這樣的結(jié)果就使學(xué)生掌握了基本且必要的產(chǎn)品作用原理和重要性能參數(shù),符合教學(xué)要求和就業(yè)入門的目的。

三、案例舉例及剖析

以“表面活性劑”部分為例。

首先,導(dǎo)入肥皂和洗衣粉的實(shí)用案例。肥皂和洗衣粉是人們?nèi)粘Ｉ罱?jīng)常接觸的精細(xì)化學(xué)品,可謂是“看得見摸得著”的例子,雖然可能有部分學(xué)生對這類洗滌劑有初步的認(rèn)識,但是真正了解其洗滌作用原理的并不多。因此,此案例滿足“聽說過但不熟悉”的要求。在運(yùn)用多媒體教學(xué)時,可在肥皂和洗衣粉的種類、造型、顏色以及使用對象和部位等方面充分展現(xiàn)其多樣性,使學(xué)生認(rèn)識到該類日用品還有很多“高端產(chǎn)品”,還有很大的開發(fā)空間和前景。在此過程,還可以簡要說明肥皂的來歷等科技發(fā)展歷史。

其次,用生活中的多個實(shí)例來顯示表面活性劑的其它作用。例如,透明狀、水溶性注射針劑生產(chǎn)中表面活性劑的增溶作用;化妝品和農(nóng)藥乳狀液產(chǎn)品中表面活性劑的乳化作用;墨水的制備中表面活性劑的分散作用;漿料中表面活性劑的消泡作用;在新型紡織品材料中的防水、防污作用等。

從這些實(shí)例繼續(xù)講述膠束、表面活性劑的兩親性結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)(CMC值、HLB值)等重要理論知識,就很容易被學(xué)生接受和理解掌握了。具體講述和實(shí)施過程如圖1所示:

當(dāng)然,在回答問題時要詳細(xì)地講清楚某產(chǎn)品或某概念、參數(shù)的定義、分類、使用范圍以及測定方法等。

四、教學(xué)效果評價

近3年來,本教研組在精細(xì)化學(xué)品化學(xué)教學(xué)中實(shí)施案例教學(xué)法,在13個精細(xì)化學(xué)品專題均設(shè)計(jì)了合理的案例和實(shí)施步驟,取得了較為顯著的成效:

1.充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性

以往學(xué)生看到和聽到的,只是簡單的知識和理論傳遞,倍感生硬和乏味,興趣不大,課堂氣氛非常沉悶。如今采用案例教學(xué)法后,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高。很多同學(xué)對其中的問題饒有興趣,課堂上積極參與教學(xué)互動,下課后主動與老師探討。此外,學(xué)生對自己專業(yè)前途也增強(qiáng)了信心,很多學(xué)生表示對某一個精細(xì)化學(xué)品專題感興趣,愿意到公司、企業(yè)大顯身手,反過來更提高了學(xué)習(xí)此類專業(yè)課的興趣性和積極性。2.學(xué)生掌握精細(xì)化工的知識更加牢固、更加有針對性

學(xué)生在課堂上了解的大量案例,對化學(xué)化工的發(fā)展有了更加深入的認(rèn)識。并且對知識理論的掌握經(jīng)歷了由淺入深、由提出問題到上升理論理解的過程,使其對化工知識的掌握更加牢固,能夠達(dá)到看到一個精細(xì)化學(xué)品就想到其主要原理、參數(shù)和用途,而這些基本知識,正是學(xué)生在就業(yè)之前所應(yīng)該初步掌握的。同時,有的學(xué)生對某一種精細(xì)化學(xué)品感興趣,就會在課堂聽講的基礎(chǔ)上自己查閱資料,積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動,加深對該領(lǐng)域的了解和認(rèn)識,為以后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和靈活運(yùn)用知識的能力

學(xué)生學(xué)習(xí)后,經(jīng)常會提出一些很有價值的問題,如用什么取代有毒的亞硝酸鹽拉絲液和防腐劑、如何提高涂料的光致變色性能等,很多學(xué)生對發(fā)明創(chuàng)造產(chǎn)生了濃厚的興趣。此外,學(xué)生能看到產(chǎn)品就想到相關(guān)的物理化學(xué)知識,達(dá)到靈活運(yùn)用知識的目的。例如,說到催化劑,馬上想到其4個特點(diǎn),聯(lián)想到用ΔG判斷一個反應(yīng)能否進(jìn)行和用ΔG計(jì)算出反應(yīng)的理論產(chǎn)率。

五、結(jié)語

綜上所述,“案例→提出并回答問題→典型產(chǎn)品簡介→強(qiáng)調(diào)重要參數(shù)和指標(biāo)”這一案例直接導(dǎo)入法,在精細(xì)化學(xué)品的教學(xué)中是一種良好的方法。實(shí)施此方法具有充分的必要性和可行性,并且在教學(xué)實(shí)施中取得了良好的效果。當(dāng)然,該方法還在不斷完善中,相信隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和不斷的學(xué)習(xí)交流,案例直接導(dǎo)入法將會在精細(xì)化學(xué)品和其它化學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)中,發(fā)揮越來越重要的作用,顯示越來越優(yōu)異的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn):

[1]耿珺.化學(xué)案例教學(xué)初探[J].化學(xué)教育,2001,(4).

[2]霍本瑤.案例教學(xué)法在高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用[J].河南教育,2009,(6).

[3]董偉,彭新華,張常山.再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程,倡導(dǎo)創(chuàng)新思維習(xí)慣——基礎(chǔ)化學(xué)課程的案例教學(xué)實(shí)踐與研究[J].化工高等教育,2005,(2).

[4]張先亮,陳新蘭,唐紅定.精細(xì)化學(xué)品化學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2008.

基金項(xiàng)目:許昌學(xué)院教學(xué)研究項(xiàng)目(編號:2008036)。