中美涉農(nóng)高校普通化學(xué)課程比較與新農(nóng)科背景下純英文授課的初步探索和實(shí)踐
——以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)與康奈爾大學(xué)合作辦學(xué)為例

張?jiān)骑w，張莉，杜鳳沛，吳曉蒙，王紅梅,＊

1中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，北京 100193

2中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083

普通化學(xué)是農(nóng)林院校農(nóng)學(xué)、生物、園藝、食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、動(dòng)物醫(yī)學(xué)和動(dòng)物科學(xué)大一上學(xué)期的必修核心課程，是一門理論與實(shí)踐并重的基礎(chǔ)課程，也是后續(xù)分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等化學(xué)課程和生物化學(xué)、食品化學(xué)、植物保護(hù)學(xué)、環(huán)境化學(xué)等專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在農(nóng)學(xué)各學(xué)科人才培養(yǎng)中占著極其重要的地位[1]。

普通化學(xué)是介紹化學(xué)科學(xué)的基本理論和基本知識(shí)的導(dǎo)論性課程，包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、四大平衡理論等。農(nóng)林院校的普通化學(xué)課程，不僅要結(jié)合課程特點(diǎn)，更要體現(xiàn)出農(nóng)林院校的專業(yè)特點(diǎn)?；瘜W(xué)基礎(chǔ)課程與農(nóng)林專業(yè)緊密結(jié)合，為農(nóng)林類畢業(yè)生打下扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)是十分重要的。因此，農(nóng)林院校需要按照“兩性一度”的一流課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合“新農(nóng)科”對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型農(nóng)林人才的需求，探索農(nóng)林院校普通化學(xué)課程改革的模式。除了自我調(diào)整外，借鑒國(guó)外教學(xué)也是一個(gè)非常好的策略。

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，世界各國(guó)在各方面的交流越來越頻繁，合作越來越密切。2015年10月，我國(guó)啟動(dòng)“雙一流”建設(shè)，進(jìn)一步推動(dòng)了高等教育國(guó)際化，培養(yǎng)具有國(guó)際化視野的拔尖創(chuàng)新人才成為“雙一流”建設(shè)的主要任務(wù)之一[2]。在這一原則的指導(dǎo)下，興起越來越多的中外合作辦學(xué)模式。之前，朱亞先等曾對(duì)中美高校在專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和比較[3–5]。2020年，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)與康奈爾大學(xué)食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全兩個(gè)專業(yè)的中外合作辦學(xué)項(xiàng)目獲得我國(guó)教育部批準(zhǔn)，同時(shí)得到美國(guó)紐約州管理部門批準(zhǔn)和美國(guó)中部州高等教育認(rèn)證委員會(huì)的學(xué)歷認(rèn)證，是美國(guó)常春藤院校最早與國(guó)內(nèi)“雙一流”高校合作開展的中外合作辦學(xué)本科教育項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用全英文專業(yè)授課模式，在教學(xué)模式上發(fā)生了突破性的改革，但也面臨著較大的挑戰(zhàn)[6–8]。

本文比較了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)與康奈爾大學(xué)普通化學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式的差異，分享了團(tuán)隊(duì)在普通化學(xué)全英文授課中的初步探索實(shí)踐。通過認(rèn)真比較，希望能夠發(fā)現(xiàn)美國(guó)教育體系培養(yǎng)拔尖人才的具體途徑和方法，為我國(guó)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的、具有國(guó)際化視野的頂尖人才提供一些思路。通過教學(xué)實(shí)踐，將外文教材的編寫模式和教學(xué)方法等，完全滲透到全英文教學(xué)當(dāng)中，力求根據(jù)團(tuán)隊(duì)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，打造一套兼具中國(guó)特色和國(guó)際化視野的世界一流農(nóng)科大學(xué)普通化學(xué)的課程體系，為國(guó)內(nèi)農(nóng)林院校的本科普通化學(xué)課程的教學(xué)改革提供一定的參考，為培養(yǎng)農(nóng)林院校專業(yè)領(lǐng)軍人物打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 中美涉農(nóng)高校普通化學(xué)課程比較——以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和康奈爾大學(xué)為例

1.1 培養(yǎng)目標(biāo)

1) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)：從知識(shí)、能力、價(jià)值觀層面對(duì)普通化學(xué)課程提出了培養(yǎng)目標(biāo)，系統(tǒng)地掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)平衡基礎(chǔ)理論、四大平衡和化學(xué)動(dòng)力學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)主義、合作精神和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。

2) 康奈爾大學(xué)：掌握物質(zhì)的特性、原子結(jié)構(gòu)理論和化學(xué)鍵、化學(xué)計(jì)量學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)平衡、水溶液中的反應(yīng)、酸堿反應(yīng)、核化學(xué)、氣體、溶液、動(dòng)力學(xué)。能將化學(xué)原理與其他專業(yè)領(lǐng)域和日常生活聯(lián)系起來。能夠分析和解釋科學(xué)數(shù)據(jù)，訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考的能力、批判性思維、科學(xué)研究能力和合作解決問題的能力；能夠書面和口頭交流化學(xué)的結(jié)果、理論和事實(shí)信息；設(shè)計(jì)和執(zhí)行科學(xué)研究，展示科學(xué)道德責(zé)任和行為。

從培養(yǎng)目標(biāo)來看，可借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，把培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維作為一項(xiàng)重要任務(wù)來抓。在教學(xué)過程中善于發(fā)現(xiàn)具有批判性思維的學(xué)生，并為其開拓思維創(chuàng)造條件，培養(yǎng)出一批能力強(qiáng)、有思想、有遠(yuǎn)見、有國(guó)際視野的優(yōu)秀學(xué)生，為我國(guó)盡早解決“卡脖子”技術(shù)難題培養(yǎng)后備力量。

1.2 教學(xué)內(nèi)容

1) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)：目前，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品專業(yè)的普通化學(xué)包含在無(wú)機(jī)及分析化學(xué)中，無(wú)機(jī)及分析化學(xué)由普通化學(xué)和定量分析化學(xué)合并而成，課時(shí)為64學(xué)時(shí)，4學(xué)分，普通化學(xué)部分約42個(gè)學(xué)時(shí)，分析化學(xué)部分22個(gè)學(xué)時(shí)。內(nèi)容包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)平衡基礎(chǔ)、四大平衡、分析化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、四大平衡的滴定和儀器分析，不包含中學(xué)教材的基礎(chǔ)知識(shí)。中學(xué)期間沒有學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)課的部分學(xué)生，可以通過線上學(xué)習(xí)進(jìn)行補(bǔ)充。無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)開設(shè)，為64學(xué)時(shí)，2學(xué)分。

2) 康奈爾大學(xué)：課程名稱為普通化學(xué)，包含了分析化學(xué)部分，并且和實(shí)驗(yàn)合并在一起，分兩個(gè)學(xué)期開設(shè)，分別是普通化學(xué)I和普通化學(xué)II。內(nèi)容包括物質(zhì)的特性、原子理論和結(jié)構(gòu)、元素周期表、核化學(xué)、化學(xué)鍵、化學(xué)計(jì)量學(xué)、水溶液的反應(yīng)、Lewis結(jié)構(gòu)、價(jià)電子對(duì)互斥理論、分子軌道理論、氧化和還原、無(wú)機(jī)反應(yīng)分類、理想氣體、分壓定律、氣體、溶液、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、化學(xué)平衡、酸堿平衡和電化學(xué)。

不同于國(guó)內(nèi)的無(wú)機(jī)及分析化學(xué)教學(xué)體系，國(guó)外的大部分院校的普通化學(xué)幾乎用一個(gè)學(xué)期的時(shí)間講授物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論。另外，化學(xué)知識(shí)從零學(xué)起，循序漸進(jìn)。此外，分析化學(xué)內(nèi)容只包含有效數(shù)字和數(shù)據(jù)處理，在講完每一個(gè)化學(xué)平衡章節(jié)末尾簡(jiǎn)單介紹相關(guān)滴定，不含儀器分析部分。

眾所周知，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論在普通化學(xué)教學(xué)中占有越來越重要的地位。不同的結(jié)構(gòu)理論有各自的局限性。掌握更多的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)將有助于學(xué)生更全面地了解化合物的各種物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律。所以，從教學(xué)內(nèi)容上增加物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論知識(shí)，將有助于學(xué)生從原子水平更深入地了解物質(zhì)。

1.3 教學(xué)方法

1) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)：因?yàn)閹熧Y緊張，除了強(qiáng)基班，其他班級(jí)均為大班授課，每個(gè)大班150人左右，以教師授課為主。教師系統(tǒng)性講授專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，教師在課堂上采用問題式教學(xué)啟發(fā)學(xué)生思考，通過實(shí)行線上線下混合式教學(xué)，最大限度地實(shí)現(xiàn)課堂互動(dòng)，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與度。每周設(shè)置一個(gè)小時(shí)的office hour，學(xué)生對(duì)課程中的疑問可以在office hour中與教師面對(duì)面答疑。學(xué)校配備研究生做助教，但是由于助教有繁重的科研任務(wù)，他們的主要作用還停留在批改作業(yè)上。

2) 康奈爾大學(xué)：普通化學(xué)課程，任課教師每周講授2個(gè)學(xué)時(shí)，翻轉(zhuǎn)課堂1個(gè)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課4個(gè)學(xué)時(shí)。翻轉(zhuǎn)課堂可以很好地督促學(xué)生課下閱讀與課程相關(guān)的內(nèi)容，使課堂成為學(xué)生和老師交流互動(dòng)的平臺(tái)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、邏輯思維和交流能力等。教師可以利用office hour給學(xué)生答疑，另外助教可以帶學(xué)生復(fù)習(xí)、做練習(xí)、答疑，因?yàn)檎n時(shí)原因教師課堂上未來得及講的內(nèi)容，助教也負(fù)責(zé)講解清楚。此外，有一個(gè)輔助課程幫助學(xué)生理解課上的內(nèi)容。

1.4 考核方式

1) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)：近幾年，學(xué)校反復(fù)要求教師加大過程考核力度，使學(xué)生忙起來，課下自己學(xué)起來。本課程成績(jī)主要由考勤、平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、小測(cè)、期中考試、期末考試等組成，平時(shí)成績(jī)包括作業(yè)、小測(cè)、課堂表現(xiàn)等。線上線下的結(jié)合也使得大班教學(xué)情況下課堂考核容易實(shí)現(xiàn)。目前，我們的平時(shí)成績(jī)和期中成績(jī)占40%，期末成績(jī)占60%。

2) 康奈爾大學(xué)：康奈爾大學(xué)食品專業(yè)實(shí)行1000分制，然后換算成等級(jí)。實(shí)驗(yàn)200分，兩次小測(cè)各200分，考試準(zhǔn)備(相等于平時(shí)成績(jī))100分，期末考試300分。考試準(zhǔn)備又分為四部分：預(yù)習(xí)(20分)、翻轉(zhuǎn)課堂(20分)、課后作業(yè)(20分)和實(shí)驗(yàn)問題小測(cè)(40分)。

由于我們的實(shí)驗(yàn)課程單獨(dú)開設(shè)，和康奈爾大學(xué)沒有可比性，不過，中外高?？己说闹行乃枷胧且恢碌?，即加大學(xué)生的過程考核，倒逼學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、練習(xí)、加大閱讀量，提高學(xué)生通過自學(xué)獲取知識(shí)的能力。

通過比較中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和康奈爾大學(xué)的普通化學(xué)課程的差異可以發(fā)現(xiàn)，中西方的教學(xué)理念和教學(xué)技能的區(qū)別越來越小，我們的普通化學(xué)課程理念也在逐步同國(guó)際接軌，但是實(shí)際操作中還有很多需要改進(jìn)的地方。例如，在教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生批判性思維，如何提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)獲得知識(shí)的能力，如何實(shí)現(xiàn)在課堂上師生的良好互動(dòng)，如何真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生由“被動(dòng)接受”變?yōu)椤爸鲃?dòng)探究”，如何提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力等。

過去一年，團(tuán)隊(duì)首次擔(dān)任中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)與康奈爾大學(xué)合作辦學(xué)的普通化學(xué)全英文授課的主講教師。我們結(jié)合中美雙方普通化學(xué)課程的特點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生英文水準(zhǔn)和化學(xué)學(xué)習(xí)能力的大致水平，撰寫了適合中國(guó)學(xué)生全英文學(xué)習(xí)普通化學(xué)課程的教學(xué)大綱，從課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)模式探索、作業(yè)和考試、學(xué)生反饋等方面任教和探索，總結(jié)整理了適合我國(guó)大一學(xué)生全英文授課的教學(xué)模式。

2 普通化學(xué)全英文教學(xué)實(shí)踐

2.1 普通化學(xué)全英文教學(xué)的難度和挑戰(zhàn)

2.1.1 教師的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和教學(xué)能力

本項(xiàng)目是美國(guó)常青藤學(xué)校康奈爾大學(xué)和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院合作辦學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生達(dá)到項(xiàng)目的全部本科學(xué)位要求后，可以獲得康奈爾大學(xué)的理學(xué)學(xué)位和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的工學(xué)學(xué)位。對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)既要滿足中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)食品專業(yè)和食品與安全專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，又要滿足康奈爾大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院對(duì)兩個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。對(duì)于普通化學(xué)這門課程來說，要求教師對(duì)理科和工科都有一定的了解，備課時(shí)要考慮到同時(shí)滿足兩個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置情景教學(xué)，使得課堂上傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和科學(xué)素養(yǎng)同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)。

2.1.2 教師的英語(yǔ)水平

全英文專業(yè)教學(xué)對(duì)授課者的英語(yǔ)水平有著較高的要求，“聽、說、讀、寫、譯”各項(xiàng)都要跟上。團(tuán)隊(duì)教師均發(fā)表過多篇英文文章，也曾在國(guó)外進(jìn)修，“讀、寫、譯”不是問題，但要和學(xué)生進(jìn)行無(wú)障礙英文交流，還是需要花一些功夫準(zhǔn)備，尤其需要加強(qiáng)“聽”和“說”練習(xí)。備課過程中還需要考慮到學(xué)生英語(yǔ)水平的個(gè)體差異，準(zhǔn)備關(guān)鍵詞匯的英語(yǔ)解釋和替代詞語(yǔ)，盡可能讓所有學(xué)生都能聽懂上課的內(nèi)容。

2.1.3 學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和語(yǔ)言基礎(chǔ)

由于各省份對(duì)中學(xué)化學(xué)知識(shí)要求不同，有些省份將大部分普通化學(xué)知識(shí)搬到了中學(xué)學(xué)習(xí)，有些省份分模塊要求，只學(xué)有機(jī)化學(xué)，或只學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)。學(xué)生化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備的嚴(yán)重差異化對(duì)教師是一項(xiàng)非常大的挑戰(zhàn)。如何讓大部分學(xué)生跟上進(jìn)度，而學(xué)習(xí)能力特別強(qiáng)的學(xué)生又能夠更快提高，是教師課下需要思索并解決的問題。

此外，學(xué)生的英語(yǔ)基礎(chǔ)差別也非常大。詞匯量不夠、聽不懂、說不出是部分學(xué)生最基本的問題，對(duì)于英語(yǔ)水平特別好的學(xué)生，不認(rèn)識(shí)專業(yè)詞匯也是一個(gè)大問題。如何短時(shí)間內(nèi)根據(jù)不同學(xué)生的問題進(jìn)行及時(shí)的個(gè)性化輔導(dǎo)，并讓學(xué)生迅速補(bǔ)齊短板是擺在教師面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。

2.2 普通化學(xué)全英文課程的準(zhǔn)備

2.2.1 教師英語(yǔ)水平的自我提高

團(tuán)隊(duì)教師通過康奈爾大學(xué)面試后，開始自我提高英語(yǔ)水平，包括每天堅(jiān)持聽、讀英語(yǔ)，創(chuàng)造英語(yǔ)情景和英語(yǔ)思維習(xí)慣；反復(fù)閱讀原版英文教材，認(rèn)真?zhèn)湔n；反復(fù)查閱電子詞典，保證詞匯讀音正確；對(duì)于關(guān)鍵詞匯，查找英文解釋，找出替代詞，保證在課堂上學(xué)生不理解的情況下，能夠用一個(gè)更簡(jiǎn)單的詞匯表達(dá)出其中的含義。

2.2.2 教師教學(xué)能力的定期培訓(xùn)和提高

為同時(shí)完成兩所高校的教學(xué)目標(biāo)，兩所學(xué)校對(duì)授課教師進(jìn)行了定期培訓(xùn)，指導(dǎo)教師如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和自主學(xué)習(xí)能力，將“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念應(yīng)用于課堂上。

教師瀏覽國(guó)外的教學(xué)資源，豐富課程教學(xué)形式，學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)技能。另外部分教師還參加了教育部中外人才交流中心主辦的高層次國(guó)際人才培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目2021年教師發(fā)展服務(wù)，學(xué)習(xí)來自世界著名院校名師講授如何利用項(xiàng)目式教學(xué)模式(PBL)提高教學(xué)水平和學(xué)生學(xué)習(xí)效率，如何提高學(xué)生的全球勝任力、如何提高學(xué)生的合作能力、如何培養(yǎng)學(xué)生的全球化視野等。教師通過職業(yè)素養(yǎng)的提高來提高培養(yǎng)人才的質(zhì)量和水平。

2.2.3 普通化學(xué)英文教材的選擇

目前普通化學(xué)純英文教材有多個(gè)版本。經(jīng)認(rèn)真調(diào)研、反復(fù)比較，尋找和我們教學(xué)大綱比較接近的、有益于教師備課、有益于學(xué)生閱讀理解、能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)的優(yōu)秀教材，最后我們選定Ralph H. Petrucci等主編的《General Chemistry (Principles and Modern Applications)》第11版。此教材內(nèi)容豐富，涵蓋了中學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，并有知識(shí)拓展內(nèi)容，既方便基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生溫故知新，又可以使學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生探索更深?yuàn)W的內(nèi)容。該教材內(nèi)容安排邏輯性很強(qiáng)，同時(shí)與時(shí)俱進(jìn)，多個(gè)章節(jié)按項(xiàng)目式教學(xué)編寫，并有多個(gè)圖片幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。知識(shí)點(diǎn)舉例也非常清楚，例題不是直接解答，而是先analyse，然后solve，最后assess，教會(huì)學(xué)生如何思考、如何解答問題、并且能夠更進(jìn)一步拓展這道題的應(yīng)用。每個(gè)例題后伴有兩個(gè)練習(xí)題，Practice Example A和Practice Example B。其中Practice Example A比較容易，仿照例題可以直接解答，而Practice Example B就需要再聯(lián)合一個(gè)知識(shí)點(diǎn)才能夠解答。課后練習(xí)部分按小節(jié)安排的基本練習(xí)和綜合性的高級(jí)練習(xí)、功能性問題和自測(cè)題練習(xí)，滿足不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)的要求。雖然教材很厚，1300多頁(yè)，但是學(xué)生不感到壓抑，而是循序漸進(jìn)，將知識(shí)點(diǎn)理解、掌握、鞏固、提高。

2.2.4 普通化學(xué)教授內(nèi)容的豐富和完善

以Ralph H. Petrucci等主編的《General Chemistry (Principles and Modern Applications)》第11版為參考教材，以康奈爾大學(xué)食品專業(yè)普通化學(xué)教學(xué)大綱和我校食品學(xué)院普通化學(xué)教學(xué)大綱為參考，考慮學(xué)生英語(yǔ)和化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)水平，撰寫本輪教學(xué)的普通化學(xué)教學(xué)大綱。實(shí)驗(yàn)課和理論課單獨(dú)開設(shè)，理論和實(shí)驗(yàn)課程中都包含了定量分析化學(xué)內(nèi)容。理論課分為普通化學(xué)I和普通化學(xué)II，實(shí)驗(yàn)課分為普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)I和普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)II，均安排在兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行。在教學(xué)過程中，借鑒國(guó)外教學(xué)模式，緊跟科技前沿，將Nature和Science等著名期刊中和所學(xué)知識(shí)相關(guān)的科研成果與學(xué)生分享[9]。比如，在介紹電解時(shí)，將近年來比較熱門的電解水的成果與學(xué)生們分享，啟發(fā)學(xué)生思考，開闊學(xué)生科學(xué)視野，注重科教融合。團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)常瀏覽國(guó)外世界著名大學(xué)公開課、教案等，將新的知識(shí)和技能融入到教學(xué)課件的準(zhǔn)備中。

2.3 普通化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐

2.3.1 化學(xué)基本英語(yǔ)詞匯和章節(jié)關(guān)鍵詞教學(xué)

英文授課的最大挑戰(zhàn)在于學(xué)生們的英語(yǔ)水平不一，理解能力各異。開課之前，將課程中常見的元素、酸、堿、鹽和氣體的英文及音標(biāo)和化學(xué)式一一對(duì)應(yīng)，讓學(xué)生背誦，要求會(huì)讀、會(huì)寫、能聽懂?；驹~匯的熟悉有利于學(xué)生理解教材內(nèi)容和聽懂講座，并培養(yǎng)一種英文思維習(xí)慣。

將每章節(jié)內(nèi)容濃縮凝練為幾個(gè)重要的關(guān)鍵詞，既可以揭示教學(xué)重點(diǎn)，又可以幫助學(xué)生建立核心知識(shí)架構(gòu)，通過關(guān)鍵詞延伸相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，拓展相應(yīng)的知識(shí)體系網(wǎng)絡(luò)[10]。學(xué)生提前掌握章節(jié)詞匯，有助于閱讀教材和理解教學(xué)內(nèi)容。課堂上，教師引導(dǎo)學(xué)生理解關(guān)鍵詞的深刻科學(xué)內(nèi)涵，找到關(guān)鍵詞之間的內(nèi)在聯(lián)系和其中的邏輯性，要求學(xué)生課下根據(jù)關(guān)鍵詞使用思維導(dǎo)圖等整理筆記，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和發(fā)散思維能力。

在普通化學(xué)的英文授課中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用了關(guān)鍵詞教學(xué)的方法，應(yīng)用舉例如下：

1) Chemical bonding theory (化學(xué)鍵理論)部分的關(guān)鍵詞：overlap (重疊)、hybrid (雜化)、head to head (頭碰頭)、side to side (肩并肩)、σ bond (σ鍵)、π bond (π鍵)等；

2) Thermochemistry (化學(xué)熱力學(xué))部分的關(guān)鍵詞：state function (狀態(tài)函數(shù))、heat (熱)、work (功)、stoichiometric number (化學(xué)計(jì)量數(shù))、internal energy (內(nèi)能)、first law of thermodynamics (熱力學(xué)第一定律)、heat capacity (熱容)、heat of chemical reaction (化學(xué)反應(yīng)熱)、exothermic reaction (放熱反應(yīng))、endothermic reaction (吸熱反應(yīng))、enthalpy (焓)、entropy (熵)、Hess’s law (蓋斯定律)、Gibbs energy(吉布斯自由能)等；

3) Coordination compound (配合物)部分的關(guān)鍵詞：metal (金屬)、ligand (配體)、complex (配合物)、crystal field theory (晶體場(chǎng)理論)、diamagnetic (抗磁)、paramagnetic (順磁)等；

4) Chemical kinetics (化學(xué)動(dòng)力學(xué))部分的關(guān)鍵詞：rate (速率)、rate constant (速率常數(shù))、rate law(速率方程)、transition-state (過渡態(tài))、intermediate (中間體)、mechanism (機(jī)理)、catalysis (催化)等。

2.3.2 課堂教授采取傳統(tǒng)授課-問題式教學(xué)-項(xiàng)目式教學(xué)相結(jié)合的方式

傳統(tǒng)式授課中，學(xué)生被動(dòng)接受，而問題式教學(xué)(problem-based learning)和項(xiàng)目式教學(xué)(project-based learning)均為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)模式。問題式教學(xué)是一種以真實(shí)案例或虛擬問題場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、整合理論與實(shí)踐的教學(xué)模式，教師在講解知識(shí)點(diǎn)前后提出問題，學(xué)生帶著問題聽課，或者聽課后回答問題。和傳統(tǒng)式授課相比，學(xué)生的思維大部分時(shí)間處于比較活躍的狀態(tài)。問題式教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、分析問題、解決問題和邏輯思維能力等。項(xiàng)目式教學(xué)是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，這個(gè)完整的項(xiàng)目需要考慮多種因素完成。其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，訓(xùn)練學(xué)生發(fā)散性思維，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。

美國(guó)教育體系，從小學(xué)開始項(xiàng)目式教學(xué)，而我們應(yīng)試教育培養(yǎng)出來的學(xué)生，很難一步到位直接采取項(xiàng)目式教學(xué)。根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和英語(yǔ)水平，循序漸進(jìn)，在保證學(xué)生理解知識(shí)的基礎(chǔ)上，才能夠訓(xùn)練綜合能力，所以我們采取了傳統(tǒng)授課-問題式教學(xué)-項(xiàng)目式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，并根據(jù)內(nèi)容和學(xué)生接受程度靈活調(diào)整。對(duì)于重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)，在課堂上傳授。在此基礎(chǔ)上，使用問題式教學(xué)，使學(xué)生在理解知識(shí)的基礎(chǔ)上聯(lián)系實(shí)際，掌握知識(shí)及知識(shí)的運(yùn)用。學(xué)生上課之前，教師將需要閱讀的章節(jié)、導(dǎo)讀單、預(yù)習(xí)ppt發(fā)給學(xué)生，讓他們有足夠的時(shí)間針對(duì)性地預(yù)習(xí)，在學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)的前提下，我們?cè)O(shè)置問題情境，不同于學(xué)生預(yù)習(xí)ppt，課堂ppt中加入了問題、討論、知識(shí)面拓展等環(huán)節(jié)。課堂上，采取傳統(tǒng)授課-問題式教學(xué)-項(xiàng)目式教學(xué)相結(jié)合的方式授課。比如，問題式教學(xué)舉例：在講電化學(xué)內(nèi)容時(shí)，從化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)景引入，讓學(xué)生思考反應(yīng)的自發(fā)性，并自己設(shè)計(jì)原電池或電解池解決問題，同時(shí)要求指出裝置中每一個(gè)元素的作用。項(xiàng)目式教學(xué)舉例：工業(yè)化肥原料氨氣的合成條件，是項(xiàng)目式教學(xué)的一個(gè)很好的案例，該項(xiàng)目從合成氨反應(yīng)的可行性、影響合成氨轉(zhuǎn)化率的因素、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素、原料成本、環(huán)境問題等綜合考慮。一個(gè)項(xiàng)目涵蓋了化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)平衡、化學(xué)動(dòng)力學(xué)知識(shí)，另外要考慮工業(yè)生產(chǎn)的成本和環(huán)境保護(hù)等問題，最后綜合各種因素進(jìn)行優(yōu)化，得到一個(gè)最佳的合成條件。在實(shí)際教學(xué)中，由于學(xué)生英語(yǔ)程度和基礎(chǔ)知識(shí)的差異，我們因材施教、循序漸進(jìn)，先對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行了傳統(tǒng)的授課，在授課過程中，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)后及時(shí)提出問題，幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，提問綜合性問題，最后給出開放性問題，讓學(xué)生始終保持active狀態(tài)，按照教師的引導(dǎo)主動(dòng)學(xué)習(xí)、思考、計(jì)算、討論、總結(jié)，從多個(gè)角度考慮問題，最后完成項(xiàng)目式教學(xué)。學(xué)生習(xí)慣了傳統(tǒng)的被動(dòng)接受知識(shí)和多習(xí)題訓(xùn)練，剛開始不太適應(yīng)，另外不敢表達(dá)、不喜歡討論。我們堅(jiān)持采用此模式，并結(jié)合鼓勵(lì)、在線互動(dòng)、課堂成績(jī)記錄在平時(shí)成績(jī)中的激勵(lì)機(jī)制等，倒逼學(xué)生課下增大閱讀量。這樣，在課堂上，簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)就會(huì)被利用起來，認(rèn)真思考教師一環(huán)扣一環(huán)的問題。到期末，學(xué)生漸漸地變得活躍起來，有90%的學(xué)生能夠參與答題，50%的學(xué)生能夠參與到問題討論中來。通過混合式教學(xué)模式，鞏固了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的批判性思維、邏輯思維能力、合作精神、語(yǔ)言表達(dá)能力等綜合素質(zhì)。

2.3.3 開展差異化教學(xué)

通過考察國(guó)外的教學(xué)模式，我們發(fā)現(xiàn)，同一門專業(yè)課，課程設(shè)置非常靈活，能夠保證不同程度學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，對(duì)于大學(xué)專業(yè)課教學(xué)，落后學(xué)生和學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生更需要教師的關(guān)注。我們開展了差異化教學(xué)，在關(guān)注大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)的同時(shí)，幫助學(xué)習(xí)落后的學(xué)生，分析原因、克服障礙、提高其學(xué)習(xí)能力。對(duì)于聰明、好學(xué)、思維敏捷的學(xué)生，課堂知識(shí)不能夠滿足他們的需求，教師一定要尊重他們的想法和好奇心，多提供綜合性的試題和開放性課題，幫助他們創(chuàng)造條件、開拓思維、開闊視野，另外我們也和其他課程的任課教師共同探討，列出一個(gè)拔尖人才名單，給中農(nóng)大-康奈爾項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)，希望以后其他科目的教師多關(guān)注和培養(yǎng)這批學(xué)生。我們相信，通過培養(yǎng)和選拔這些拔尖人才，會(huì)為我國(guó)培養(yǎng)出一批專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)扎實(shí)、有理想、有遠(yuǎn)見、有國(guó)際視野的食品行業(yè)領(lǐng)軍人物，為我國(guó)盡早解決“卡脖子”技術(shù)難題培養(yǎng)后備人才。

2.3.4 線上線下混合式教學(xué)

在實(shí)際教學(xué)中，利用雨課堂技術(shù)[11]，通過設(shè)置選擇題等獲悉學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，從而調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，保證最佳的課堂效果。線上線下混合式教學(xué)提高了學(xué)生的參與度，使課堂變得活躍起來，學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)，同時(shí)提高了教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

2.3.5 教書和育人同向同行

康奈爾項(xiàng)目的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)食品科學(xué)的創(chuàng)新型國(guó)際化領(lǐng)軍人物。首先在教學(xué)過程中教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)，如何發(fā)揮教材的最大功能，提高自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生掌握扎實(shí)的科學(xué)知識(shí)、技能和培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。另外改變教學(xué)理念，采用多種教學(xué)模式，通過課程育人，滲透心理素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生自信心、身心健康和文理兼修意識(shí)、感知美和幸福的能力。通過課堂教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的軟實(shí)力，如批判性思維、創(chuàng)新能力、合作能力、交流能力、適應(yīng)性等，逐步使學(xué)生掌握牢固的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生的情商、適應(yīng)性、科學(xué)素養(yǎng)、合作精神和創(chuàng)新精神等綜合素質(zhì)。

2.3.6 體現(xiàn)農(nóng)科特色的理論與應(yīng)用相結(jié)合教學(xué)模式，

根據(jù)普通化學(xué)的授課內(nèi)容并結(jié)合專業(yè)特色，選取適合運(yùn)用理論與應(yīng)用融合式教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)的案例。選取的案例要契合教學(xué)內(nèi)容，具有較強(qiáng)應(yīng)用性或趣味性，盡可能與在人類營(yíng)養(yǎng)健康中的應(yīng)用相關(guān)，并符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。由于康奈爾大學(xué)等國(guó)外大學(xué)非常注重案例引發(fā)的教學(xué)模式，在此，我們也借鑒了國(guó)外的教學(xué)方法，在授課過程中通過生活實(shí)際的案例進(jìn)行課前引導(dǎo)，引起學(xué)生關(guān)注與思考，舉例如下：

比如對(duì)于章節(jié)“Complex Ions and Coordination Compounds”，可以從抗癌藥-順鉑出發(fā)，給學(xué)生介紹與人類健康相關(guān)的順鉑抗癌藥的應(yīng)用，順鉑的市場(chǎng)價(jià)值，然后過渡到順鉑的結(jié)構(gòu)、命名、配體、中心原子、磁性、晶體場(chǎng)理論。在配合物應(yīng)用部分，可以給學(xué)生分享鉛中毒解毒原理以及維生素B12的鈷卟啉結(jié)構(gòu)與應(yīng)用?；谶@種模式，學(xué)生可以對(duì)配合物化學(xué)內(nèi)容和應(yīng)用有較深的理解。

對(duì)于“酸堿滴定”的教學(xué)，講解“克式定氮法”這一食品行業(yè)測(cè)定產(chǎn)品中氮含量的常用方法，并可以引用“三聚氰胺”事件，即牛奶中摻加三聚氰胺人為提高奶制品中氮含量，為了利益利用科學(xué)傷害人類的卑劣行徑，教育將來的食品行業(yè)從業(yè)者要守住底線，遵守職業(yè)道德，為人類造福！

“配位滴定”采用項(xiàng)目式教學(xué)，以測(cè)定水中金屬含量為導(dǎo)向，通過考慮滴定劑、pH、指示劑、誤差分析、規(guī)劃方案、解決問題、評(píng)價(jià)反思等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生從被動(dòng)接受者，變成主動(dòng)探索者。然后引導(dǎo)學(xué)生思考，食品、土壤、環(huán)境、水中的重金屬有哪些？屬于常量還是微量分析？應(yīng)該用滴定分析方法還是儀器分析方法？常見的測(cè)量食品、土壤、水中重金屬離子的儀器有哪些？簡(jiǎn)便、快速的儀器是什么？從而開闊學(xué)生科學(xué)視野，培養(yǎng)學(xué)生知農(nóng)愛農(nóng)情懷、強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)責(zé)任和服務(wù)三農(nóng)意識(shí)。

2.3.7 重視過程評(píng)價(jià)

為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，本課程加大了過程評(píng)價(jià)。借鑒國(guó)外考核模式，課程評(píng)價(jià)分四部分，由平時(shí)成績(jī)和三次考試組成，平時(shí)成績(jī)(30%) +考試1 (20%) +考試2 (20%) +考試3 (30%)，平時(shí)成績(jī)包括作業(yè)、考勤、課堂參與情況等。授課教師基于章節(jié)的核心內(nèi)容布置作業(yè)(作業(yè)內(nèi)容來自于學(xué)生的textbook和其他優(yōu)秀的國(guó)外教學(xué)資源)，后續(xù)進(jìn)行批改并連同標(biāo)準(zhǔn)答案，一并發(fā)給學(xué)生，便于學(xué)生在復(fù)習(xí)和自查中糾錯(cuò)與改正。課程考試共分三次進(jìn)行，考試成績(jī)通過網(wǎng)址在線發(fā)布，學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人信息自行查詢個(gè)人成績(jī)，尊重學(xué)生隱私，并提供一次集中查卷和答疑機(jī)會(huì)，提高考核的公平性和有效性。每次的考試試卷和標(biāo)準(zhǔn)答案也會(huì)以電子版的形式發(fā)給學(xué)生，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和總結(jié)。

普通化學(xué)課程分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行，第一個(gè)學(xué)期48學(xué)時(shí)，第二個(gè)學(xué)期40學(xué)時(shí)，均為每周4學(xué)時(shí)。四周一次考試，學(xué)生處于預(yù)習(xí)、上課、復(fù)習(xí)、做作業(yè)、考試的循環(huán)狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)閱讀量增加起來、學(xué)生忙起來、課堂氣氛活躍起來。

2.4 教學(xué)反饋

和本校中文普通化學(xué)課程相比，純英文教學(xué)大大增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度；中英文教學(xué)內(nèi)容相差不大，英文班級(jí)平時(shí)布置的作業(yè)較多；考試次數(shù)增加，試題難度也略有增加。在科學(xué)、合理的教學(xué)模式的執(zhí)行下，在教師的鼓勵(lì)、督促、指導(dǎo)下，在學(xué)生的努力下，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到大幅度提高，課程教學(xué)達(dá)到了較好的學(xué)習(xí)效果。

學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量保障系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和切身感受進(jìn)行了反饋，我們團(tuán)隊(duì)綜合評(píng)分為96分以上，在全院名列前茅。此外，學(xué)生對(duì)課程的主觀評(píng)價(jià)也非常好，從課堂氣氛到教學(xué)態(tài)度，從專業(yè)知識(shí)到教學(xué)技能，說明教學(xué)質(zhì)量和授課效果得到了學(xué)生的充分肯定。

3 總結(jié)和展望

本文通過對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和康奈爾大學(xué)的普通化學(xué)課程的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面的比較和探討，充分闡述了兩者的差異。結(jié)合中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教師多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和康奈爾大學(xué)教學(xué)方法的優(yōu)勢(shì)，開展了普通化學(xué)全英文授課，取得了較好的課堂教學(xué)效果，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生較強(qiáng)的自信心、批判性思維、合作精神、開闊的國(guó)際視野。對(duì)于農(nóng)林院校普通化學(xué)教學(xué)和專業(yè)課全英文教學(xué)的開展具有一定的借鑒意義，對(duì)提高我國(guó)高等教育教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了有益的嘗試。

當(dāng)然，課堂教學(xué)還有提升空間，擬在課前加大化學(xué)專業(yè)詞匯的考核力度，倒逼學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)，從而使大多數(shù)學(xué)生參與到課堂教學(xué)討論中；增加翻轉(zhuǎn)課堂次數(shù)，提高學(xué)生課堂的主體地位，提高學(xué)生的軟實(shí)力和綜合素質(zhì)?？傊?，我們會(huì)根據(jù)兩國(guó)不同的文化背景和教育理念，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分發(fā)揮兩者在教學(xué)上的優(yōu)勢(shì)，搭建一套具有中國(guó)特色的國(guó)際一流普通化學(xué)課程體系，為培養(yǎng)學(xué)生將來成為“強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)”的具有國(guó)際視野的食品專業(yè)領(lǐng)尖人才打下基礎(chǔ)。

致謝：感謝康奈爾大學(xué)Dr. Leanne Zhu、Dr. Julie Goddard和Dr. Gavin Sacks提供康奈爾大學(xué)相關(guān)教學(xué)資料。