高等農(nóng)科院校普通化學(xué)教學(xué)改革探討

曲江蘭　賈臨芳　梁丹　吳昆明

摘要 面對新時代高等教育深化改革和首都城市戰(zhàn)略定位的新要求，結(jié)合北京農(nóng)學(xué)院“立足首都、服務(wù)三農(nóng)、輻射全國”的辦學(xué)定位，基于復(fù)合應(yīng)用型卓越農(nóng)林人才的培養(yǎng)要求，探索了農(nóng)科特色普通化學(xué)課程的教學(xué)改革，著重在教材和實驗平臺建設(shè)、教學(xué)過程管理、課堂教學(xué)模式及評價體系等方面進(jìn)行探討，以期為教學(xué)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞 普通化學(xué)；農(nóng)科院校；教學(xué)改革；平臺建設(shè)

中圖分類號 G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）20-0273-02

新時代下，新農(nóng)村建設(shè)開啟新征程，在建設(shè)美麗鄉(xiāng)村、實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的背景下，農(nóng)業(yè)人才的教育至關(guān)重要。農(nóng)業(yè)院校在農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)、科研和技術(shù)推廣方面具有舉足輕重的作用。普通化學(xué)是高等農(nóng)科院校的重要公共基礎(chǔ)課程，涉及農(nóng)學(xué)、林學(xué)、食品、生物、環(huán)境等諸多專業(yè)。作為大一新生進(jìn)入高校后的第一門化學(xué)課程，普通化學(xué)承前啟后，是許多專業(yè)課和基礎(chǔ)課（環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)、分析化學(xué)、植物保護(hù)、食品化學(xué)等）的前導(dǎo)課程。因此，如何提高普通化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量是農(nóng)科高校教學(xué)改革的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

以北京農(nóng)學(xué)院為例，普通化學(xué)課程每年秋季面向全校14個專業(yè)、25個班級、近千名學(xué)生開設(shè)。在普通化學(xué)教學(xué)中，不僅需要讓學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)基本原理（物質(zhì)的狀態(tài)、熱力學(xué)、動力學(xué)、四大平衡）和物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等化學(xué)理論，也需要通過實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能、分析觀察能力以及嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，同時要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運(yùn)用化學(xué)理論和方法解決農(nóng)科專業(yè)課中的化學(xué)問題[1-3]。但是，普通化學(xué)課程的知識點(diǎn)分散、內(nèi)容多、理論知識抽象、學(xué)時較短，學(xué)生掌握和理解的難度較大，如果僅采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，很難獲得良好的教學(xué)效果。

北京農(nóng)學(xué)院普通化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊以“夯實基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、注重創(chuàng)新”為教學(xué)指導(dǎo)思想，結(jié)合高等農(nóng)科院校普通化學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)生基礎(chǔ)和特點(diǎn)，通過完善教學(xué)內(nèi)容與教材建設(shè)、與網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)合改進(jìn)教學(xué)模式、豐富實驗教學(xué)方法和教學(xué)評價體系等提高了普通化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，獲得了良好的教學(xué)成果。

1 普通化學(xué)教材與多媒體課件建設(shè)

教材是教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)，直接影響教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合北京農(nóng)學(xué)院學(xué)生的基礎(chǔ)和農(nóng)科特色，編寫出版了《普通化學(xué)》《普通化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》《普通化學(xué)實驗》系列教材。經(jīng)過近10年的摸索，不斷精煉教材內(nèi)容，重視化學(xué)理論和農(nóng)林科技知識的結(jié)合，注重銜接高中化學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，分散難點(diǎn)。例如，在農(nóng)學(xué)方面應(yīng)用較多的“四大平衡”、物質(zhì)的狀態(tài)（溶液與膠體）等，適當(dāng)增加教材內(nèi)容。在物質(zhì)的狀態(tài)章節(jié)中，講解“稀溶液依數(shù)性”的應(yīng)用，幫助學(xué)生理解在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過提前給農(nóng)作物施肥，使細(xì)胞液溶液蒸氣壓下降和凝固點(diǎn)降低，以增強(qiáng)植物的抗旱性和耐寒性等現(xiàn)象。此外，教材中的例題、習(xí)題盡可能聯(lián)系農(nóng)學(xué)實際，實現(xiàn)化學(xué)與農(nóng)學(xué)的結(jié)合。這套系列教材作為全國高等農(nóng)林院?！笆晃濉焙汀笆濉币?guī)劃教材，經(jīng)過中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)、天津農(nóng)學(xué)院、西藏農(nóng)牧學(xué)院、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)等逾10所院校多年的使用，反饋良好，并獲得農(nóng)業(yè)部中華農(nóng)業(yè)科教基金會頒發(fā)的“全國高等農(nóng)業(yè)院校優(yōu)秀教材獎”。

2 普通化學(xué)課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)

2.1 結(jié)合農(nóng)科專業(yè)特點(diǎn)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

課堂教學(xué)是教學(xué)工作的核心，是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵?；贐-Learning思想，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，構(gòu)建了普通化學(xué)混合式教學(xué)方式[4-5]。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)開展有針對性的教學(xué)，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動力。例如，食品安全、食品工程、食品包裝專業(yè)學(xué)生的授課內(nèi)容中增加與食品化學(xué)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容（如乳濁液、表面活性劑等）。對于園藝、林學(xué)、農(nóng)學(xué)、植物保護(hù)、種子等專業(yè)的學(xué)生，增加植物學(xué)、土壤學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。例如，講解不同金屬的配合物可作為提高果樹產(chǎn)量的植物營養(yǎng)物質(zhì)。針對生物技術(shù)、生物工程、動物醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生，增加了與生物化學(xué)相關(guān)的知識點(diǎn)。例如，電泳技術(shù)在生物科學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，故補(bǔ)充了溶膠電泳相關(guān)的基礎(chǔ)知識。此外，還嘗試將符合教學(xué)規(guī)律的前沿科技文獻(xiàn)引入普通化學(xué)的課堂教學(xué)，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且通過展示科學(xué)研究的規(guī)律，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。

2.2 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺輔助傳統(tǒng)課堂

在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上利用優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)建了普通化學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程，覆蓋了課程建設(shè)、課程學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)社區(qū)、學(xué)習(xí)分析和課程管理等整個教學(xué)過程。教師可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，結(jié)合實際課堂授課情況，隨時進(jìn)行課程滾動建設(shè)，查看每位學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄，包括學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資料的頻率、時長、效果等。學(xué)生可以利用電腦、平板電腦、手機(jī)等客戶端登錄，隨時隨地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，包括教學(xué)視頻、授課教案、教學(xué)PPT、習(xí)題、思考題等，還可以在討論區(qū)留言提問、參與討論答疑、提交作業(yè)和測試、進(jìn)入學(xué)習(xí)社區(qū)分享交流，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)教師和學(xué)生之間跨時間、空間的廣泛交流。這種移動交互的學(xué)習(xí)新模式提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生可以根據(jù)各自的興趣、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，選擇性地學(xué)習(xí)教學(xué)資源，隨時反饋學(xué)習(xí)情況。教師可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺批改作業(yè)、輔導(dǎo)答疑，提高教學(xué)效率，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，彌補(bǔ)大班教學(xué)中由于學(xué)生人數(shù)多而教學(xué)互動不足的問題[5]。此外，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，普通化學(xué)的考核方式也改變了“一考定成績”的慣性思維，采取多次、多樣化的考核方式，隨時評估學(xué)生的學(xué)業(yè)成績[6]。

3 普通化學(xué)實驗教學(xué)平臺建設(shè)

化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗教學(xué)在普通化學(xué)教學(xué)改革中占有重要地位。設(shè)計微型化、綠色化的普化實驗，盡量用低毒或無毒試劑代替有毒試劑，用半微量或微量代替常量使用，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的綠色化學(xué)理念。在部分實驗教學(xué)中，利用點(diǎn)滴板代替試管或燒杯作為微型反應(yīng)器，觀察反應(yīng)過程中的顏色變化，不僅實驗現(xiàn)象清晰直觀，而且充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)中減量的原則。此外，在教學(xué)中，結(jié)合實驗中使用到的某些有毒、有害藥品，引導(dǎo)學(xué)生明白有毒害藥品對環(huán)境、人類健康的影響，掌握化學(xué)藥品的使用規(guī)范以及污染防治方法。嚴(yán)格要求學(xué)生不能隨意傾倒廢液、廢渣等，及時妥善處理實驗廢棄物。實驗教學(xué)過程中通過對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育，增強(qiáng)學(xué)生的安全意識，培養(yǎng)其良好的實驗習(xí)慣。

實驗教學(xué)中始終貫徹“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念，采取小班教學(xué)方式。在實驗課前，學(xué)生通過閱讀實驗教材、觀看網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上的實驗視頻，提前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，并撰寫預(yù)習(xí)報告。教師在上課時通過提問學(xué)生相關(guān)問題及安排學(xué)生現(xiàn)場演示的方式檢驗學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果。對于操作和知識點(diǎn)相對簡單的實驗，采取“學(xué)生講解—學(xué)生互評—教師點(diǎn)評”的教學(xué)方法[7-8]。完成實驗內(nèi)容后，教師引導(dǎo)學(xué)生針對重要的實驗現(xiàn)象和異?，F(xiàn)象進(jìn)行集中討論與總結(jié)，以使學(xué)生加深印象[9]。

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對實驗的重視程度要低于理論課，因而為促進(jìn)學(xué)生重視平時實驗，提高動手能力，普通化學(xué)實驗采取平時成績占40%、操作考試占30%、實驗理論考試占30%的考核方法。操作考試選取普通化學(xué)實驗中的重要實驗操作進(jìn)行考核，學(xué)生現(xiàn)場隨機(jī)抽題并在一定時間內(nèi)完成，例如溶解、過濾、蒸發(fā)、重結(jié)晶、稱量、移液、滴定等。實驗理論考試通過化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊自主建立的實驗題庫設(shè)置考題，主要圍繞化學(xué)實驗室安全、實驗基本原理、基本概念、實驗操作要領(lǐng)、實驗設(shè)備儀器使用方法、數(shù)據(jù)處理等方面進(jìn)行考察。科學(xué)的實驗考核體系提高了學(xué)生實驗的積極性和上課的主動性，獲得了良好的教學(xué)效果[10]。

由于實驗必修課中綜合型實驗較少，為培養(yǎng)高素質(zhì)農(nóng)科人才，提高學(xué)生實踐技能和創(chuàng)新能力，將實驗教學(xué)與學(xué)校的科技節(jié)、北京市大學(xué)生化學(xué)競賽相結(jié)合，在小學(xué)期和暑假增加選修實驗。首先，與各院系合作組織全校學(xué)生報名，然后結(jié)合化學(xué)課成績和實驗考核進(jìn)一步篩選。在選修實驗中秉持研究性教學(xué)理念，由教師提供選題，學(xué)生根據(jù)興趣自主選擇，每組2～3人在教師指導(dǎo)下進(jìn)行探究性實驗。選題內(nèi)容兼顧農(nóng)科特色和趣味性，例如植物精油的提取、手工皂的制備、農(nóng)藥的快速檢測、植物源殺螨劑的合成、水中污染物的修復(fù)、納米滅菌劑的研發(fā)、有機(jī)污染物的降解等。實驗成果在學(xué)校的科技節(jié)上展示，并擇優(yōu)參加大學(xué)生化學(xué)競賽、挑戰(zhàn)杯比賽等。這種分層次教學(xué)顯著提高了學(xué)生的積極性，獲得了良好的教學(xué)成果。2013—2017年，組織學(xué)生參加北京市大學(xué)生化學(xué)競賽，共獲得市級獎項逾40項[11-15]。

4 結(jié)語

近年來，普通化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊秉持高等農(nóng)科院校培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才的目標(biāo)，堅持以學(xué)生為核心、以素質(zhì)教育為主、以提高學(xué)生能力為宗旨的教學(xué)改革。通過對普通化學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、課堂教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實驗教學(xué)和考核方式的改革，構(gòu)建了基于農(nóng)科特色鮮明的普通化學(xué)課程體系，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用。普通化學(xué)課程有農(nóng)科特色的教學(xué)內(nèi)容、靈活的教學(xué)方法、多樣的授課方式、合理的評價體系，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，獲得了良好的教學(xué)效果。課程教學(xué)反饋調(diào)查顯示，學(xué)生對普通化學(xué)課有良好的積極性和自覺性，提高了學(xué)生的自學(xué)能力、分析及解決問題的能力。在教學(xué)改革探索中，教師的教學(xué)和科研水平不斷提高，實現(xiàn)了教學(xué)相長。新形勢下的高等院校基礎(chǔ)課程教學(xué)改革是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要不斷創(chuàng)新與完善。教學(xué)工作者們將繼續(xù)探索教學(xué)實踐改革，提高專業(yè)技術(shù)水平，提高普通化學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，以培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型現(xiàn)代農(nóng)林人才[16-19]。

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