高?！坝袡C(jī)化學(xué)”課堂教學(xué)改革的探索

彭進(jìn)松 趙公元 李 雪 陳春霞 史瑞欣

(東北林業(yè)大學(xué) 化學(xué)化工與資源利用學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040)

在新時(shí)期大背景下,拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是新農(nóng)科建設(shè)的關(guān)鍵因素之一,“有機(jī)化學(xué)”課程是高等農(nóng)林院校農(nóng)學(xué)、林學(xué)、植保、林業(yè)工程和木材科學(xué)等多個(gè)學(xué)科和專業(yè)都涉及的基礎(chǔ)性課程之一。通過“有機(jī)化學(xué)”課程不僅能使學(xué)生全面掌握有機(jī)化學(xué)的基本知識(shí)、理論和技能,還能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和研究能力[1]?！坝袡C(jī)化學(xué)”作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,具有化合物數(shù)量龐大、立體結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、反應(yīng)機(jī)理抽象難以理解、章節(jié)內(nèi)容銜接不緊湊等特點(diǎn),學(xué)生很難在短時(shí)間內(nèi)掌握如此多的理論知識(shí)[2-4]。因此,為了提高課堂教學(xué)質(zhì)量與效率,“有機(jī)化學(xué)”的課程改革勢(shì)在必行。在日常學(xué)習(xí)中,課堂教學(xué)還是以傳統(tǒng)的“教師講,學(xué)生聽”的填鴨式教學(xué)方法為主,這很難調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性,致使課堂教學(xué)效率較低,教學(xué)效果不佳。如何在有限的課堂時(shí)間內(nèi)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)活動(dòng)中,鍛煉學(xué)生的觀察能力和科學(xué)思維能力,全面促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高,并在課堂上實(shí)現(xiàn)從以教師為主導(dǎo)到以學(xué)生為主體的轉(zhuǎn)變,已成為“有機(jī)化學(xué)”教育工作者關(guān)注的焦點(diǎn)[5,6]。

1 高校“有機(jī)化學(xué)”課堂教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容繁多,課堂時(shí)間有限

“有機(jī)化學(xué)”是一門難度系數(shù)高、知識(shí)體系復(fù)雜、理論抽象的基礎(chǔ)課。多數(shù)有機(jī)化合物具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)活潑等特點(diǎn),所涉及的相關(guān)反應(yīng)眾多,而且反應(yīng)機(jī)理晦澀難懂。更為不利的是,多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱,很少有學(xué)生能真正靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到困難[7]。此外,隨著教育教學(xué)體系的改革,提倡多元化培養(yǎng)學(xué)生,課堂授課時(shí)間一再壓縮,每節(jié)課包含太多的知識(shí)點(diǎn),在有限的課時(shí)內(nèi),學(xué)生很難及時(shí)理解、消化、吸收和掌握這些抽象的內(nèi)容。長此以往,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏積極性,同時(shí)對(duì)后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了倦怠的情緒[8]。

1.2 教學(xué)模式單一,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)積極性

大多數(shù)高校“有機(jī)化學(xué)”課程采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,主要包括理論教學(xué)、課堂實(shí)踐、課后復(fù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。大多數(shù)停留在以教師“獨(dú)白式”講授為主的階段,學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)很少,更多的是教師的獨(dú)角戲,學(xué)生只能被動(dòng)地接受知識(shí),整個(gè)教學(xué)氛圍處于單一的知識(shí)傳遞過程。在這樣封閉的教學(xué)環(huán)境中,學(xué)生雖然記住了知識(shí),但是大多數(shù)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握只停留在“記憶”層面,不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,嚴(yán)重抑制了學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力,這種落后的教學(xué)模式和陳舊的教學(xué)觀念急需改變[9,10]。上一輪的教學(xué)改革提出了教學(xué)過程應(yīng)該是以學(xué)生為主要參與者的雙向活動(dòng)。學(xué)生才是認(rèn)識(shí)的主體,教師僅僅起著引導(dǎo)作用的教育理念。因此,在教學(xué)過程的設(shè)計(jì)中,教師應(yīng)該改變單一的教學(xué)模式,充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性,使學(xué)生保持較高的興趣和良好的心理狀態(tài),在課堂上能夠積極思考,敢于提問,勇于探索和創(chuàng)新,從而達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果的終極目標(biāo)。

1.3 課后問題較多,學(xué)生失去自主學(xué)習(xí)欲望

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,課堂教學(xué)效果不理想,學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和接受能力參差不齊,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高,復(fù)習(xí)不及時(shí),在完成作業(yè)時(shí)經(jīng)常遇到問題。調(diào)查結(jié)果表明,隨著課程知識(shí)的加深,學(xué)生的聽課效果下降。學(xué)生們遇到的問題積少成多,逐漸失去對(duì)有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣[11,12]。此外,教師通常有自己的科研任務(wù)和教學(xué)任務(wù),在教學(xué)方法和教學(xué)理念上仍沿襲傳統(tǒng),教師在課堂上注重傳授知識(shí)點(diǎn),課后不能及時(shí)了解學(xué)生的掌握情況。對(duì)于學(xué)生不懂的地方,不能給予及時(shí)鞏固復(fù)習(xí),這使學(xué)生失去了自主學(xué)習(xí)的欲望。因此,我們需要在教學(xué)過程中不斷探索,深化改革。在教學(xué)中不斷調(diào)整教師的教學(xué)方法,注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,讓更多的學(xué)生做到課堂的知識(shí)在課堂中消化,課后的問題能夠自我解決,讓同學(xué)們看到自己的進(jìn)步,更加有學(xué)習(xí)欲望,也提高了老師的教學(xué)質(zhì)量和效率。

2 高?！坝袡C(jī)化學(xué)”課堂教學(xué)改革和策略創(chuàng)新

2.1 優(yōu)化課堂內(nèi)容,突出學(xué)生在課堂中的主體地位

在新一輪的教學(xué)改革中,更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課堂中的主體地位。首先,在有機(jī)化學(xué)的教學(xué)過程中,大學(xué)教師必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念,根據(jù)人才培養(yǎng)方案重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容主要有三點(diǎn)較為重要,即知識(shí)的廣度、深度和延展性,通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維與創(chuàng)新意識(shí)。在課堂教學(xué)過程中,不僅要注重理論知識(shí)的講授,更要注重知識(shí)點(diǎn)的實(shí)用性,幫助學(xué)生消化、理解和運(yùn)用知識(shí),激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和欲望,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的積極性,增強(qiáng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,真正體現(xiàn)學(xué)生在課堂中的主體地位。其次,在教學(xué)過程中,想讓學(xué)生真正成為獲取知識(shí)的主體,就必須讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己閱讀,獨(dú)立思考。同時(shí),大學(xué)教師應(yīng)將最新的科研成果與課堂教學(xué)相結(jié)合,激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)和新事物的求知欲。在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容時(shí),教師不僅要從多角度、多層次、全面地解讀每一個(gè)知識(shí)點(diǎn),還要研究學(xué)科的新知識(shí)、發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)態(tài),并且將這些學(xué)科的前沿知識(shí)融入課堂設(shè)計(jì)中,使學(xué)生們對(duì)本學(xué)科的前沿動(dòng)態(tài)有充分的了解,更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生們對(duì)于本學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性[13]。課后,教師應(yīng)提出問題并指導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)據(jù)庫檢索相關(guān)資料,以便學(xué)生在大學(xué)期間掌握收集、整理和總結(jié)文獻(xiàn)的方法。學(xué)生將來可以根據(jù)自己感興趣的方向,利用互聯(lián)網(wǎng)拓展前沿知識(shí)。這樣可以提高學(xué)生的綜合能力,凸顯學(xué)生在課堂上的主體地位,打破學(xué)生被動(dòng)聽課的局面,最大程度地提高課堂教學(xué)的效果。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)方法和手段,充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性

目前,我國高等教育的教學(xué)大多采用傳統(tǒng)的課堂板書與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式,教學(xué)方式較為陳舊。隨著時(shí)代的發(fā)展,高校教師可運(yùn)用的多媒體輔助教學(xué)也在不斷更新,例如“雨課堂”“慕課”“超星學(xué)習(xí)通”等。將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)教學(xué)的全過程,不但可將枯燥的知識(shí)變得更加生動(dòng),也能更大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使課堂的教學(xué)質(zhì)量得到更大的提升。

首先,在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,合理使用小組討論的學(xué)習(xí)模式。老師提出系列問題供學(xué)生分組討論。學(xué)生通過閱讀課本和查閱資料,在小組內(nèi)交換意見,共同分析問題、解決問題,改進(jìn)和提高對(duì)知識(shí)的理解,最終達(dá)成共識(shí),并向全班闡述本組的觀點(diǎn)。在參與討論過程中,學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解存在問題會(huì)被暴露出來。而且在小組討論和發(fā)言的過程,還可以提高學(xué)生解決問題和語言表達(dá)的能力。我們不僅要讓每個(gè)人都積極參與,還要讓討論小組處于有組織的狀態(tài)[14]。通過自由討論的方式,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,挖掘和發(fā)揮學(xué)生的才能,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和語言表達(dá)能力,讓學(xué)生感受到參與的成就感。最后,教師要進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。這樣,學(xué)生不僅可以掌握更扎實(shí)的知識(shí),而且可以提高自己的獨(dú)立思考能力、語言表達(dá)能力和組織能力,有利于學(xué)生的全面發(fā)展。

其次,在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師僅僅通過板書和口述的方式來解釋化學(xué)反應(yīng)中復(fù)雜的反應(yīng)過程、前線軌道理論、電子躍遷、不同官能團(tuán)的反應(yīng)機(jī)理等。現(xiàn)在教師可以利用多媒體圖像,通過二維或三維動(dòng)畫模擬這些過程,使學(xué)生更容易理解這些知識(shí)點(diǎn),有效地突破教學(xué)難點(diǎn)[15]。以前教師經(jīng)常使用球棍模型演示復(fù)雜的立體化學(xué)結(jié)構(gòu),這有一定的局限性。例如,有機(jī)分子的三維立體結(jié)構(gòu)是復(fù)雜難懂的知識(shí)點(diǎn),現(xiàn)在教師可以利用多媒體播放更直觀的視頻片段把這些分子、原子結(jié)構(gòu)色彩化、三維化、動(dòng)作化,使晦澀的知識(shí)更豐富、更形象、更生動(dòng),加深學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解和記憶,加強(qiáng)教與學(xué)的互動(dòng),從而使課堂的教學(xué)效果得到更大地提升[16]。

在新冠疫情的影響下,線上線下混合式教學(xué)模式已然成為高等院校教學(xué)的必然趨勢(shì)。各學(xué)校通過不斷推進(jìn)和深化課堂教學(xué)改革,將原有的線下教學(xué)模式逐漸擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和視頻教學(xué)等線上模式,從而開啟“后疫情時(shí)代”高校新型教學(xué)模式。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),通過制作專題視頻來設(shè)計(jì)課堂內(nèi)容。學(xué)生可以反復(fù)學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn),加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解[17]。高校還可以建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),學(xué)生可以查詢和下載教學(xué)計(jì)劃、點(diǎn)播多媒體課件、在線觀看教學(xué)視頻、在線完成練習(xí)測(cè)試、在線提交作業(yè)。而且高校教師也可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行線上授課,線上討論與答疑,線上批改作業(yè)等。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式極大地增加了學(xué)習(xí)的便利性,培養(yǎng)了學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)獲取、分析和處理信息的能力,從而有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2.3 深化課程改革,充分體現(xiàn)專業(yè)特色

有機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科中極為重要的一個(gè)分支,也是化學(xué)、化工、材料、生物、醫(yī)藥等化學(xué)近源專業(yè)開設(shè)的一門基礎(chǔ)課程。通過“有機(jī)化學(xué)”的學(xué)習(xí)不僅能促進(jìn)學(xué)生對(duì)于化學(xué)基礎(chǔ)理論的理解,也能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。因此,深化課程改革,將教學(xué)內(nèi)容與各學(xué)科緊密結(jié)合,具有十分重要的意義。在充分了解“有機(jī)化學(xué)”教學(xué)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),力求為不同專業(yè)的學(xué)生找到合適的教學(xué)方法。例如,對(duì)于藥物化學(xué)專業(yè)的學(xué)生,主要解釋和適當(dāng)擴(kuò)展有機(jī)化學(xué)中涉及藥物分子合成的相關(guān)反應(yīng)類型,并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和評(píng)估中增加藥物合成實(shí)驗(yàn)。食品專業(yè)的學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)食品中常見物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、合成方法等基礎(chǔ)知識(shí),真正做到理論與實(shí)際相結(jié)合,學(xué)以致用,適應(yīng)專業(yè)發(fā)展。最后,教師還應(yīng)與學(xué)生分享與專業(yè)相關(guān)的最新科研成果,通過了解和學(xué)習(xí)前沿成果,不僅實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)的相互促進(jìn)、相互影響、共同發(fā)展,也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,實(shí)現(xiàn)高效的課堂教學(xué)[18,19]。

2.4 采取多種形式考核方式,有效評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果

教學(xué)評(píng)價(jià)與考核方式在高等院校的教學(xué)中起著至關(guān)重要的作用,采用何種考核方式才能更有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是我們每一個(gè)高校教師應(yīng)該研究的課題,特別是對(duì)于“有機(jī)化學(xué)”這樣一門較為復(fù)雜的應(yīng)用型基礎(chǔ)課程來說更是如此。大多數(shù)學(xué)生覺得有機(jī)化學(xué)知識(shí)瑣碎乏味,晦澀難懂,考試之前來一番“死記硬背”,考試之后忘得“一干二凈”,已成為學(xué)生學(xué)習(xí)“有機(jī)化學(xué)”的行為習(xí)慣[20]。一直沿用的傳統(tǒng)考核方式很難準(zhǔn)確反映出學(xué)生對(duì)“有機(jī)化學(xué)”知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。因此,高校應(yīng)采用多種形式的考核,準(zhǔn)確把握學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)情況,不斷更新考核方法,對(duì)整門課程進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià)。課前通過在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生安排教學(xué)任務(wù),課前預(yù)習(xí)和線上答題,根據(jù)答題情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,多角度評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)完一章后,以綜合題的形式對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試,避免僅依據(jù)平時(shí)的作業(yè)成績作為學(xué)生的平時(shí)成績。另外,通過布置讀書報(bào)告或?qū)ｎ}小論文等方式,考查學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解以及運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題的能力,也可以提高學(xué)生的科研能力。對(duì)于期末考試,則主要考查學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力。通過科學(xué)、多角度的評(píng)估,了解學(xué)生的真實(shí)水平,從而進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)知識(shí)和技能的掌握。

3 前景與展望

教學(xué)改革的工作是一項(xiàng)長期、復(fù)雜、艱難的系統(tǒng)性工程,并非一朝一夕可完成的,需要循序漸進(jìn)地進(jìn)行。要改變傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)模式,必須大膽設(shè)想和努力嘗試。在教學(xué)過程中,教師不僅要完成知識(shí)的傳授,還要注意教學(xué)方法的改革。通過課堂討論有利于充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立性和自主性。而多媒體教學(xué)解決了課時(shí)緊張的問題,使學(xué)生能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)到大量的化學(xué)信息,突破了教學(xué)難點(diǎn),提高了教學(xué)效率。理論與專業(yè)相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式,更有利于培養(yǎng)學(xué)生的科研和創(chuàng)新能力。采用多種形式的全面考核方式可以避免學(xué)生為了考試而學(xué)習(xí),這是未來考試改革的方向,但要真正實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、考一體化還是一個(gè)漫長的過程。

總而言之,課堂教學(xué)改革需要適應(yīng)社會(huì)和時(shí)代的發(fā)展,體現(xiàn)出現(xiàn)代教育的思想和理念。雖然大學(xué)“有機(jī)化學(xué)”的課程改革還處于初始探索階段,但各高等院校和廣大教師有著較高的熱情,只要大家能夠始終貫徹課程改革的理念,改變教學(xué)方式,增加學(xué)生參與度,激發(fā)學(xué)生的求知欲與探索能力,不斷探索,共同努力,發(fā)展和深化教學(xué)改革,一定會(huì)取得可喜的成績,高校一定會(huì)培養(yǎng)出更多“有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)”的全面發(fā)展的人才。