農(nóng)林高校基礎(chǔ)化學多層次課程體系和教學內(nèi)容的改革與實踐

陸冬蓮　梁建功　劉永紅　王　運

（華中農(nóng)業(yè)大學理學院，武漢430070）

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農(nóng)林高?；A(chǔ)化學多層次課程體系和教學內(nèi)容的改革與實踐

陸冬蓮*梁建功劉永紅王運

（華中農(nóng)業(yè)大學理學院，武漢430070）

以農(nóng)林高校基礎(chǔ)化學課程體系和教學內(nèi)容改革為抓手，構(gòu)建了農(nóng)科特色鮮明的多層次課程體系，優(yōu)化設(shè)計了教學內(nèi)容，增強了教學的針對性，突出了學生個性的發(fā)展，為農(nóng)科院校創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了重要的化學基礎(chǔ)。

理農(nóng)結(jié)合；多層次；立體化；教學改革

高校課程體系和教學內(nèi)容的改革與創(chuàng)新是高等教育永恒的主題，歷來備受重視［1］。因為課程體系和教學內(nèi)容直接關(guān)系到人才的培養(yǎng)，根據(jù)全國教育工作會議和《國家中長期教育改革與發(fā)展綱要（2010-2020年）》精神，“十二五”高等教育改革的任務(wù)是在前期“質(zhì)量工程”的基礎(chǔ)上，實施“質(zhì)量提升工程”，核心是創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。對于農(nóng)林高校來講，如何構(gòu)建符合學校實際的特色鮮明的課程體系和教學內(nèi)容，是實施“質(zhì)量提升工程”的重要舉措，也是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑。

近年來國內(nèi)的一些農(nóng)林高校在基礎(chǔ)化學教學體系與教學內(nèi)容方面進行了各種改革與實踐，例如南京農(nóng)業(yè)大學以強化化學實踐為宗旨，建立了包括基礎(chǔ)化學實驗、化學實訓(xùn)、化學實習及畢業(yè)論文設(shè)計四大部分的基礎(chǔ)化學實踐教學新模式，以“基礎(chǔ)-綜合-設(shè)計-開放”的化學實驗教學實踐課程體系和教學內(nèi)容為主線，深化化學實驗教學改革與創(chuàng)新［2］。華南農(nóng)業(yè)大學提出了“三模塊、三層次、五結(jié)合”的立體化教學模式，形成以教師為主導(dǎo)、學生為中心、實現(xiàn)以學生自我訓(xùn)練為主的教學理念，由淺入深、由簡單到綜合的教學體系［3］。河南農(nóng)業(yè)大學構(gòu)建了具有“基礎(chǔ)、提高、綜合、創(chuàng)新”特點的基礎(chǔ)化學實驗課程新體系，將實驗教學內(nèi)容分成基本知識與基本操作訓(xùn)練，物理量測定，物質(zhì)的提取、分離、提純、化學合成以及設(shè)計性實驗等幾部分，建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)教學平臺，形成立體化實驗教學的新體系，引入開放管理模式的創(chuàng)新訓(xùn)練型實驗內(nèi)容，編寫了配套創(chuàng)新實驗教材，對學生實驗成績實行量化考核［4］。東北農(nóng)業(yè)大學對6門基礎(chǔ)化學實驗課程進行整合，建立了基礎(chǔ)化學系列實驗課程的網(wǎng)絡(luò)教學平臺和電子課件資源，構(gòu)建了“一體化、多層次、開放式”的基礎(chǔ)化學系列實驗課程教學新體系和立體化教學模式，推進綠色實驗，開設(shè)開放式綜合實驗［5］。福建農(nóng)林大學為了充分利用有限的學時，將生物類各專業(yè)原有的51學時的無機化學和34學時的分析化學合并成64學時的新課程“化學導(dǎo)論”。該課程在教學內(nèi)容上主要包括基本化學原理、溶液平衡、化學分析和元素化學與化學交叉學科4個部分［6］?；A(chǔ)化學系列課程是華中農(nóng)業(yè)大學的重要公共基礎(chǔ)課，每年共有生命科學技術(shù)學院、食品科學技術(shù)學院、園藝林學學院等9個學院的學生學習此類課程。本文結(jié)合華中農(nóng)業(yè)大學多年來基礎(chǔ)化學系列課程教學改革的體會及經(jīng)驗，就基礎(chǔ)化學課程體系和教學內(nèi)容的改革與實踐提出幾點改革措施，供大家參考與討論。

1　課程建設(shè)中存在的主要問題

新世紀以來，高校課程建設(shè)進入了大發(fā)展的時期，課程門數(shù)越來越多，涉及的門類越來越廣，建設(shè)了包括必修、選修、通識等課程的課程體系，但仍然存在一些問題。一是課程體系、結(jié)構(gòu)的趨同性，不僅農(nóng)林類高校所開設(shè)課程相近，且與綜合性高校相比區(qū)別也不是太大，各高校的獨有特色不顯著；二是培養(yǎng)模式的一致性，所有學生不管其基礎(chǔ)如何、特長怎樣，都是同一課程、同一大綱、同一教學內(nèi)容、同一教學模式，教學過程實際是在做“模型”的過程，更談不上因材施教，極大地限制了學生個性的發(fā)展［7］；三是課程內(nèi)容與學生專業(yè)實際相脫節(jié)，學生沒有體會到學習這些課程的意義，激發(fā)不起學生學習的興趣，因而學習的積極性和主動性不高；四是課程的重復(fù)脫節(jié)問題，必修基礎(chǔ)課程經(jīng)過長期的建設(shè)相對比較成熟，但近5-10年新開設(shè)的一系列選修課程（包括通識類、前沿類課程）彼此之間，存在內(nèi)容重復(fù)、知識脫節(jié)、重點不突出等問題；五是課程的層次性不明顯，針對性不強，這實際反映了課程建設(shè)缺乏系統(tǒng)性和統(tǒng)一規(guī)劃，主要原因是我國各高校所開設(shè)課程門數(shù)嚴重不足，尚處于數(shù)量發(fā)展階段，這顯然不是課程建設(shè)的初衷。

2　打破傳統(tǒng)誤區(qū)，促進基礎(chǔ)化學課程的全面改革

長期以來，由于化學課程只是農(nóng)林高校的基礎(chǔ)課程，人們普遍認為只要把普通化學、有機化學、物理化學及其實驗等幾門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課教好了即可，而培養(yǎng)學生能力和素質(zhì)是各相關(guān)專業(yè)的事情，在如何進行系統(tǒng)性改革方面關(guān)注不多、力度不大［8］。進入新世紀以來，特別是教育部不斷推進質(zhì)量工程建設(shè)以來，相關(guān)教學管理部門，以及長期從事一線教學的教師普遍認識到問題的嚴重性。因為化學是農(nóng)科院校重要的基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學生能力和素質(zhì)等方面一直發(fā)揮著重要作用，對培養(yǎng)學生的科學思維、實踐動手能力和學習習慣等具有無可替代的作用，且隨著學生逐漸進入專業(yè)學習，以及碩士、博士階段的學習，更體現(xiàn)出化學作為基礎(chǔ)學科的重要性。

通過打破認識上的誤區(qū)，面向全校本科生的系列基礎(chǔ)化學課程改革進入了大發(fā)展的階段，從2002年至今，基礎(chǔ)化學課程從原來的無機及分析化學、有機化學、物理化學、基礎(chǔ)化學實驗I、基礎(chǔ)化學實驗II、物理化學及膠體化學實驗等6門課程發(fā)展到今天已達到近20門，新增了工程化學、儀器分析、儀器分析實驗、化學與人類文明、納米科技、化學研究進展、現(xiàn)代分離科學與技術(shù)、綜合創(chuàng)新訓(xùn)練實驗、環(huán)境分析化學、生物電化學、生物啟發(fā)性材料、化學生物學等12門課程。同時，還建立了有機化學國家精品課程1門，無機及分析化學和物理化學湖北省精品課程2門，并建立了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)課程，以及國家資源共享課程和精品視頻課程各1門。

3　構(gòu)建多層次立體化的課程體系

經(jīng)過系統(tǒng)建設(shè)，已初步建成層次分明、結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容優(yōu)化的課程體系。

（1）按課程類別分。建立了必修、選修、通識3個層次的課程體系。必修類包括無機及分析化學、有機化學、物理化學、基礎(chǔ)化學實驗I、基礎(chǔ)化學實驗II、物理化學及膠體化學實驗等課程；選修類包括工程化學、儀器分析、儀器分析實驗、現(xiàn)代分離科學與技術(shù)、生物電化學、生物啟發(fā)性材料、化學生物學等課程；通識類包括化學與人類文明、納米科技、化學研究進展等課程。

（2）按專業(yè)類別分。建立了理科、工科、農(nóng)科3個層次的課程體系。理科類課程如“無機及分析化學A、有機化學A、基礎(chǔ)化學實驗IA、基礎(chǔ)化學實驗IIA、物理化學及膠體化學實驗、儀器分析、儀器分析實驗、現(xiàn)代分離科學與技術(shù)、生物電化學、生物啟發(fā)性材料、化學生物學”等12門課程；工科類課程如“無機及分析化學B、有機化學B、基礎(chǔ)化學實驗IA、基礎(chǔ)化學實驗IIA、物理化學及膠體化學實驗、工程化學、環(huán)境分析化學”等10門課程；農(nóng)科類課程如“無機及分析化學B、有機化學C、基礎(chǔ)化學實驗IB、基礎(chǔ)化學實驗IIB”等8門課程。而通識類課程理、工、農(nóng)3個層次均可任選。

（3）按人才培養(yǎng)規(guī)格分。建立了基礎(chǔ)、應(yīng)用、創(chuàng)新3個層次的課程體系。基礎(chǔ)類課程包括無機及分析化學、有機化學、物理化學、基礎(chǔ)化學實驗I、基礎(chǔ)化學實驗II、物理化學及膠體化學實驗、工程化學等；應(yīng)用類課程包括儀器分析、儀器分析實驗、現(xiàn)代分離科學與技術(shù)、生物電化學、生物啟發(fā)性材料、化學生物學、環(huán)境分析化學等；創(chuàng)新類課程包括綜合創(chuàng)新訓(xùn)練實驗、化學研究進展等。

通過多層次課程體系的建設(shè)，一是充分滿足了不同層次學生的需求，實現(xiàn)了人才培養(yǎng)從統(tǒng)一的模式向個性化方向轉(zhuǎn)變，有利于促進學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展；二是充分體現(xiàn)了課程的農(nóng)科特色，其中專門針對農(nóng)科類專業(yè)開設(shè)的課程有6門，其他課程在內(nèi)容上也體現(xiàn)了農(nóng)科特色。同時，所建設(shè)的課程體系具備立體化特征，有多種層次、多種類型，如有資源共享課程、精品視頻課程、國家和省精品課程以及網(wǎng)絡(luò)課程等，應(yīng)該說，初步建成了多層次立體化的基礎(chǔ)化學課程體系。

4　改革課程教學內(nèi)容，突出理農(nóng)結(jié)合特色

面向全校開設(shè)的基礎(chǔ)化學課程已經(jīng)呈現(xiàn)層次化、立體化特征，如何整合和優(yōu)化課程內(nèi)容成為關(guān)鍵問題，對于比較成熟的系列必修課程，經(jīng)過前期的教學改革已基本理順相互之間的關(guān)系，但后期開設(shè)的課程與前期開設(shè)的課程以及后期開設(shè)的各課程之間的相互關(guān)系需要進一步厘清。因此，在教學內(nèi)容建設(shè)方面，必須著手解決以下5個方面的問題。一是如何避免內(nèi)容上的重復(fù)脫節(jié)，可以交叉，但不能重復(fù)，也不能脫節(jié)，這就需要弄清楚哪些課程是基礎(chǔ)和先導(dǎo)，哪些課程是深化和提高；二是解決化學各學科之間的交叉融合問題，雖然所有的化學課程都是化學，但各自的側(cè)重點和主題不一樣，這個問題和第一個問題也是相關(guān)聯(lián)的，交叉不好會變成重復(fù)，融合不好會脫節(jié)，這些問題在選修課程和通識課程中較為突出；三是解決系列化學課程與各相關(guān)專業(yè)的交叉融合問題，必須了解各相關(guān)專業(yè)的背景，尋找結(jié)合點，只有交叉融合才能使傳統(tǒng)化學課程產(chǎn)生活力；四是教學內(nèi)容的層次化問題，針對不同專業(yè)開設(shè)的課程內(nèi)容在難易程度上應(yīng)有所區(qū)別，如生命科學專業(yè)與園林專業(yè)需要化學知識的深度和廣度是不一致的，因此，必須設(shè)置不同層次的課程內(nèi)容，以便各取所需；五是基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性教學內(nèi)容在不同課程中的比重問題，必須根據(jù)對人才培養(yǎng)的要求和不同課程功能的基礎(chǔ)上解決這一問題。

4.1堅持“一體化”思路改革課程教學內(nèi)容

“一體化”是指在化學一級學科基礎(chǔ)上進行課程教學內(nèi)容的改革，將所有化學課程作為一個整體進行系統(tǒng)的整合，這樣既可以消除重復(fù)脫節(jié)的現(xiàn)象，又可以加強不同學科間的交叉與融合，還可以科學處理基礎(chǔ)、先導(dǎo)與后續(xù)課程的關(guān)系。如熱力學、動力學等在無機化學、物理化學中都有，顯然在無機中是基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是學好物理化學的基礎(chǔ)，該部分內(nèi)容在無機化學中簡寫，在物理化學中更注重理論詳寫；同樣，無機化學中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、酸堿理論、平衡理論等都是學習有機化學的基礎(chǔ)，該部分內(nèi)容在無機化學中詳寫，在有機化學中簡寫。而無機化學和分析化學同樣有很多的交叉，為此，我們早在上世紀末即進行了改革，將普通化學和分析化學整合為無機及分析化學，進入新世紀又進行了兩次大的改革，將無機化學和分析化學有機地融合在一起，既消除了內(nèi)容上的重復(fù)脫節(jié)現(xiàn)象，又節(jié)約了教學學時。堅持“一體化”改革思路，較好地解決了上述存在的主要問題，為后續(xù)教學內(nèi)容的改革奠定了基礎(chǔ)。

4.2強化與相關(guān)專業(yè)的交叉融合，建設(shè)特色課程教學內(nèi)容

除了在課程建設(shè)上體現(xiàn)了理農(nóng)結(jié)合特色，在課程教學內(nèi)容上也充分體現(xiàn)了理農(nóng)結(jié)合特色。在不同的理論課中均有大量的理農(nóng)結(jié)合的教學內(nèi)容，如熱力學中介紹生化平衡、涉及生命現(xiàn)象的耗散結(jié)構(gòu)理論，分析化學中的生物電化學、生物芯片，有機化學中的糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸等更是與生命科學緊密相連，以及化學與農(nóng)藥、化肥、環(huán)境的關(guān)系等等?？傊瘜W與農(nóng)業(yè)科學、生命科學等緊密相連，能夠很自然地實現(xiàn)交叉融合。同樣在實驗課程教學內(nèi)容中也有大量的理農(nóng)結(jié)合實例，如實驗項目“EDTA的標定及蛋殼中鈣含量的測定”、“醬油中氨基酸總量的測定”、“食用碘鹽中碘含量的測定”、“有機磷農(nóng)藥的薄層色譜”、“從煙葉中提取煙堿”、“紙上電泳分離氨基酸”、“從紅辣椒中分離辣椒紅色素”、“菠菜中維生素B2的分子熒光測定”、“果膠的提取和果醬的制備”、“卵磷脂的提取、鑒定和應(yīng)用”、“食品抗氧劑BHT的合成及其抗氧性能測試”等，這些與農(nóng)業(yè)科學交叉融合的實驗項目幾乎貫穿在每一門實驗課程中。

4.3教學內(nèi)容的層次化是促進學生個性發(fā)展的關(guān)鍵

教學內(nèi)容的層次化是課程層次化的具體體現(xiàn)，不同專業(yè)不同層次的學生均有相應(yīng)層次的課程，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。一是同一門課程按專業(yè)需求不同分為不同層次，如無機及分析化學分為A、B、C 3個層次，學時分別為72、64、56；有機化學分為A、B、C 3個層次，學時分別為56、48、40；基礎(chǔ)化學實驗I分為A、B 2個層次，學時分別為75和60；基礎(chǔ)化學實驗II分為A、B 2個層次，學時分別為38和30。二是根據(jù)人才培養(yǎng)規(guī)格的要求，同一門課程在教學內(nèi)容上又分為基礎(chǔ)、綜合、創(chuàng)新3個層次，這在實驗教學方面體現(xiàn)得尤為清晰，如我們在基礎(chǔ)化學實驗中設(shè)置了基礎(chǔ)性、綜合性、研究性3個實驗?zāi)K，通常園林、園藝等專業(yè)修完基礎(chǔ)性實驗?zāi)K即可，生物學理科基地班及環(huán)境類、食品類、動科類等專業(yè)修完基礎(chǔ)性、綜合性實驗?zāi)K即可，而研究性實驗?zāi)K是完全供學有余力、且對化學實驗確實感興趣的學生選修的，是一類自主研究型實驗。在理論課程中有星號標注的內(nèi)容、有課外擴展的內(nèi)容等?？傊?，在課程教學內(nèi)容設(shè)置方面，盡可能滿足學生的需求。三是在夯實基礎(chǔ)的同時，突出應(yīng)用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在教學內(nèi)容設(shè)置上以應(yīng)用與創(chuàng)新為主，如暑期集中開設(shè)的選修課程“綜合創(chuàng)新訓(xùn)練實驗”，即是以項目為依托，開展應(yīng)用型創(chuàng)新訓(xùn)練，要求每個項目限選30人，2-3人一組進行實驗，如“果品無損檢測研究”實驗項目，以化學方法測定單糖、酸、纖維素等的含量，同時測定硬度、果型等數(shù)據(jù)，取得大量數(shù)據(jù)后，利用軟件技術(shù)建立近紅外測定單糖、酸、纖維素等含量的方法，再用數(shù)學方法建立模型，通過檢驗、校正等措施，最終達到以近紅外方法進行快速無損檢測的目的。

通過多層次教學內(nèi)容的設(shè)置和實踐，突出了學生個性的發(fā)展，實現(xiàn)了差異化教學的目標，為學生的全面發(fā)展提供了舞臺。

綜上所述，通過多層次課程體系和教學內(nèi)容的改革，構(gòu)建了多層次立體化的課程體系，建立了農(nóng)科特色鮮明的教學內(nèi)容，形成了多層次的教學模式，增強了教學的針對性，學生各有所得，個性得到較充分的發(fā)展，“腿長”的學生跑得更快更遠。啟發(fā)式、問題式、探究式等教學方法得以廣泛運用，提高了學生自主學習的能力，學生能夠運用化學知識解決專業(yè)中的實際問題，學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力也普遍得到提升。

［1］楊紅，楊春龍，蘭葉青，陳道文，楊明敏.中國農(nóng)業(yè)教育，2005，No.1，30.

［2］楊紅，楊春龍，蘭葉青，陳道文，呂波，楊明敏，周剛.大學化學，2010，25（4），19.

［3］董先明，倪春林，羅志剛，楊樂敏，黃鶴.實驗室研究與探索，2013，32（6），315.

［4］徐翠蓮，蘇同福，黨玉麗，蘇惠，萬鄭凱，李鑫，潘振良，崔淑敏.河南教育學院學報（自然科學版），2011，20（4），59.

［5］付穎，葉非.大學化學，2013，8（2），25.

［6］楊桂娣，潘景微，李家玉，何海斌.中國林業(yè)教育，2012，30（2），76.

［7］王建惠.我國高校課程價值取向與課程體系構(gòu)建研究［M］.蘭州:蘭州大學，2010.

［8］王日為，曲祥金，付蕾，劉連偉，孫衍華，耿玉珍.中國農(nóng)業(yè)教育，2004，No.5，32.

Reform and Practice of the Multilevel Curriculum System and Teaching Contents of the Basic Chemistry for Agricultural and Forestry Universities

LU Dong-Lian*LIANG Jian-GongLIU Yong-HongWANG Yun
（College of Science，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，P.R.China）

Based on the reform of the basic chemistry courses system and teaching contents in agricultural and forestry universities，a distinctive multilevel agricultural-based curriculum system was built in which optimally-designed teaching contents，enhanced teaching pertinence，and the highlighted personality developments of students have laid an important chemical foundation for cultivating innovative talents of agricultural colleges.

Integration of science and agriculture；Multilevel；Three-dimensional；Teaching reform

O6；G642

10.3866/PKU.DXHX201509016

，Email:ludonglian@mail.hzau.edu.cn

湖北省教學改革項目（2012170）；華中農(nóng)業(yè)大學教學改革項目（2011D16）