科學(xué)教育專業(yè)《大學(xué)化學(xué)》課程教學(xué)的現(xiàn)狀與教學(xué)策略*

呂艷紅

(湖南第一師范學(xué)院 物理與化學(xué)學(xué)院,湖南 長沙 410000)

科學(xué)教育專業(yè)是一門普通高等學(xué)校本科專業(yè)，屬教育學(xué)類專業(yè)，基本修業(yè)年限為四年，授予教育學(xué)學(xué)位，培養(yǎng)具有良好思想道德品質(zhì)、扎實的自然科學(xué)知識和較強的科學(xué)教育能力，能在中小學(xué)從事“科學(xué)”或“綜合實踐活動”課程教學(xué)與研究工作，以及在教育科研部門、公共事業(yè)單位從事基礎(chǔ)科學(xué)教學(xué)研究和科學(xué)普及教育與管理的復(fù)合型人才[1]。該專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)自然科學(xué)的基本理論、基本知識，按受科學(xué)實驗等方面的基本訓(xùn)練，掌握科學(xué)教育和科學(xué)普及等方面的基本能力?？茖W(xué)教育課程既包含教育類課程、實踐類課程，還包括傳統(tǒng)的理科類課程。《大學(xué)化學(xué)》是科學(xué)教育專業(yè)一門必修的基礎(chǔ)課程，掌握基本的化學(xué)知識及其在專業(yè)中的應(yīng)用，是該專業(yè)學(xué)生未來成為優(yōu)秀科學(xué)教育工作者的基礎(chǔ)。

以湖南第一師范學(xué)院為例，科學(xué)教育專業(yè)《大學(xué)化學(xué)》課程面向大二學(xué)生，指定教材為高等教育出版社第七版的《普通化學(xué)》，該教材涉及了無機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)以及有機化學(xué)四大化學(xué)學(xué)科的基本理論。該教材知識點較多，理論性較強，對于科教專業(yè)的大二學(xué)生而言是一個巨大的挑戰(zhàn)，同時對教師的教學(xué)質(zhì)量和課程建設(shè)也提出了更高的要求。因此，立足于提升科教專業(yè)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和化學(xué)思維，《大學(xué)化學(xué)》課程改革勢在必行。

1 《大學(xué)化學(xué)》課程教學(xué)面臨的問題

1.1 學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)薄弱

科教專業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)良莠不齊，有些學(xué)生甚至高考時未選擇化學(xué)作為考試科目。在《大學(xué)化學(xué)》課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生主要存在問題有以下幾點：第一，《普通化學(xué)》的教材內(nèi)容雖然面向非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生，內(nèi)容和難度都已降到最低。但是對于化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生而言依然是理論性較強，學(xué)習(xí)難度較大。因此，該部分學(xué)生上課時由于思路無法緊跟課堂進度而導(dǎo)致注意力不集中，出現(xiàn)上課睡覺、看課外書等違反課堂紀(jì)律的現(xiàn)象，從而造成課上知識聽不懂，不想聽，課下作業(yè)不完成、完成質(zhì)量低的惡性循環(huán)。第二，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力較差，尤其是查閱文獻的能力需要加強。根據(jù)《大學(xué)化學(xué)》教學(xué)大綱課程目標(biāo)，要求學(xué)生具備一定的化學(xué)思維，具有化學(xué)應(yīng)用的能力，知識遷移的能力以及具有化學(xué)表達和化學(xué)交流的能力。然而，大部分學(xué)生習(xí)慣了填鴨式被動教育，缺乏主動學(xué)習(xí)的動力和能力，在自主學(xué)習(xí)過程中依賴性較強。第三，學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的動力不足。對于大部分科教專業(yè)的學(xué)生，畢業(yè)后從事小學(xué)科學(xué)教育者居多，相比較于小學(xué)科學(xué)教育中所涵蓋的化學(xué)內(nèi)容，大學(xué)化學(xué)中知識顯得尤為生澀難懂，與日后工作生活脫節(jié)，因此學(xué)生學(xué)習(xí)的動力不足，對于化學(xué)學(xué)習(xí)的態(tài)度不端正，抱有平時不努力，臨考報佛腳的幻想。

1.2 《大學(xué)化學(xué)》教學(xué)內(nèi)容多，課時少

《大學(xué)化學(xué)》課程所用教材《普通化學(xué)》涉及內(nèi)容包括緒論、熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)的基本原理、水溶液化學(xué)、電化學(xué)與金屬腐蝕、物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、無機化合物、高分子化合物、生物大分子基礎(chǔ)、儀器分析基礎(chǔ)共9個章節(jié)的內(nèi)容[2]，涵蓋了四大化學(xué)的重要的基礎(chǔ)知識。然而《大學(xué)化學(xué)》課時僅為64課時，導(dǎo)致教師上課節(jié)奏較快，容易忽略教學(xué)與生活實踐的結(jié)合，導(dǎo)致課堂更加枯燥乏味，缺乏趣味性。此外，教師在有限的課時中難以教授學(xué)生查閱文獻等自主學(xué)習(xí)的方法，難以達到培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)應(yīng)用能力的課程目標(biāo)。

1.3 教學(xué)模式和手段單一

現(xiàn)階段《大學(xué)化學(xué)》教學(xué)采用的是多媒體和板書教學(xué)相結(jié)合的方式。多媒體教學(xué)雖然引入視頻、動畫等教學(xué)方式，在一定程度上可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但是多媒體教學(xué)節(jié)奏較快，不利于學(xué)生對重點難點知識的掌握。板書教學(xué)方式便于引導(dǎo)學(xué)生，留給學(xué)生思考的空間，有利于師生之間的課堂互動，提高課堂效率，但是板書教學(xué)比較枯燥，可能會引起學(xué)生的厭學(xué)等負(fù)面情緒。將多媒體教學(xué)和板書教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，有利于優(yōu)勢互補。然而，在有限的課時內(nèi)，教師和學(xué)生要完成既定理論知識的教授和學(xué)習(xí)，很難做到以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，大部分還是以“授課”方式為主要教學(xué)模式。此外，隨著科技發(fā)展日新月益，傳統(tǒng)的理論與陳舊的科研生活實例很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?，F(xiàn)階段，雖然采用多媒體教學(xué)和板書教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，但是時間和空間依然局限在教室內(nèi)，不能充分培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2 《大學(xué)化學(xué)》教學(xué)改革策略

2.1 因材施教，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

由于科教專業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，《普通化學(xué)》教材雖然面向非化學(xué)專業(yè)學(xué)生編纂，但是理論知識仍然較多，涉及面較廣，因此，很多學(xué)生失去了學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性?；诖?，教師需要結(jié)合科教專業(yè)特點精選教學(xué)內(nèi)容?？平虒I(yè)學(xué)生需要扎實的自然科學(xué)知識和科學(xué)普及教育能力，因此與此相關(guān)的可持續(xù)發(fā)展、大氣污染現(xiàn)象、水污染現(xiàn)象以及電能等與生活密切相關(guān)的知識原理需要了解，由此涉及的教學(xué)內(nèi)容有熱力學(xué)第一定律，化學(xué)反應(yīng)原理，水溶液化學(xué)以及電化學(xué)，該部分內(nèi)容需要學(xué)生重點掌握并能夠與生活實際相結(jié)合，靈活應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)知識。使學(xué)生感受到化學(xué)學(xué)習(xí)是日后應(yīng)用的基礎(chǔ)，提高對化學(xué)課程的重視。教材中其他章節(jié)的內(nèi)容，例如物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、配位化學(xué)、高分子化合物等章節(jié)學(xué)習(xí)可以結(jié)合最前沿的科學(xué)研究，有針對性地講解，重視科普教育，使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)已經(jīng)滲透到每一個科研領(lǐng)域和部門，與生活科研密切相關(guān)，認(rèn)識到化學(xué)學(xué)習(xí)的重要性，進而提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性。

2.2 將科學(xué)前沿引入教學(xué)

隨著當(dāng)今世界信息傳播的高速發(fā)展，傳統(tǒng)陳舊的科研生活實例已不能滿足學(xué)生將所學(xué)理論知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來的需要，因此，在《大學(xué)化學(xué)》課堂中引入最新的科研成果，了解當(dāng)前航空、航天、海洋、能源、信息、生物等高新技術(shù)領(lǐng)域最新的發(fā)展趨勢，有利于提高科教專業(yè)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，促進他們成為更為合格的科學(xué)教育工作者。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，通過了解化學(xué)發(fā)展史中一些里程碑式的研究成果，尤其是最近幾年極具代表性、熱門的科技前沿成果，則有利于進一步加深學(xué)生理解化學(xué)知識在學(xué)習(xí)生活中的重要性[3]。例如，在進行《電化學(xué)》一章的講解時，很多同學(xué)認(rèn)為超電勢這一知識點難以理解，此時可結(jié)合目前科研熱點納米電催化劑加深學(xué)生對超電勢的理解。以電解水反應(yīng)為例，電解材料和結(jié)構(gòu)不同，氫氣和氧氣的析出電位不同，即超電勢有較大的差異。傳統(tǒng)商用的電解材料是貴金屬和貴金屬氧化物，這二者具有較低的析氫析氧超電勢，可以降低生產(chǎn)成本。為了進一步降低電解水成本以及提高電解效率，最新的科學(xué)研究表明，層狀雙金屬氫氧化物納米材料(LDHs)可以媲美鉑、氧化釕等貴金屬電極。[4]將不同納米形貌的LDHs電子顯微鏡圖片展示給學(xué)生，使學(xué)生感受到顯微世界中科學(xué)之美，同時將LDHs的電解水性能數(shù)據(jù)圖結(jié)合超電勢知識點向?qū)W生講解，從而加強學(xué)生對這一知識點的理解和掌握。

2.3 采用混合式教學(xué)方式，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

《大學(xué)化學(xué)》課程課時少，但是理論內(nèi)容較多，在有限的課時完成教學(xué)任務(wù)和課程目標(biāo)對教師和學(xué)生提出了更高的要求。研究表明，將線上和線下教學(xué)模式有機結(jié)合起來，能夠突破教與學(xué)在時間和空間上的局限，達到更好的教學(xué)效果[5-7]。對于一些晦澀難懂的知識點、課堂上無法進行的教學(xué)實驗，以及一些化學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)前沿研究，教師可以提前將以上相關(guān)的課程資源整合上傳至網(wǎng)絡(luò)終端，以供學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后自主學(xué)習(xí)。線上以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，帶著疑問進行線下學(xué)習(xí)。而在線下學(xué)習(xí)中，仍要以學(xué)生為中心，教師僅需講解重點內(nèi)容，并以小組為單位，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識互相討論解答自主學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題。與此同時，教師引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識與生活實際聯(lián)系起來，有利于加深學(xué)生對所學(xué)知識點的掌握。例如，以《水溶液化學(xué)》中表面活性劑這一知識點為例，對于科教專業(yè)學(xué)生，應(yīng)著重了解表面活性劑的作用原理，為日后科普工作奠定理論基礎(chǔ)。教師提前將表面活性劑的基本理論以及表面活性劑分子作用模擬實驗等相關(guān)課程資源發(fā)至線上，學(xué)生通過線上自主學(xué)習(xí)，了解表面活性劑的分類以及作用原理，并能舉一反三，在線下課堂上舉例表面活性劑在小學(xué)科學(xué)實驗中的應(yīng)用。線上線下混合式教學(xué)模式既克服了《大學(xué)化學(xué)》課時少，內(nèi)容多的問題，又真正做到以學(xué)生為中心，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和獨立思考的能力。

2.4 采用多維評價方式

目前，學(xué)校對《大學(xué)化學(xué)》課程采用過程性評價和終結(jié)性評價的綜合評價方式，其中，過程性評價和終結(jié)性評價分別占綜合成績的40%和60%。在評價中突出小組學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)、階段性考核以及計分作業(yè)等學(xué)習(xí)過程的評價，目前，該評價方法已取得了一定的成果。然而，該評價方式還是有一定的弊端，學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程的評價不足，期末考試的評價比例依然過高。因此，過程性評價的比例仍需提高，具體建議如下：第一，需合理增加文獻調(diào)研、線上學(xué)習(xí)完成情況的過程性評價部分。第二，對于科教專業(yè)學(xué)生，還需考察其對理論知識與生活實際的聯(lián)系能力，并能對社會中涉及的化學(xué)問題做出正確判斷。因此在過程評價中，還應(yīng)靈活設(shè)置生活小實驗、科普小論文等過程性評價。第三，弱化期末考試成績所占比例，減輕學(xué)生考前突擊，死記硬背，不能將知識融會貫通，甚至考后將所學(xué)全部忘掉的現(xiàn)象。總之，增加過程性多種方式的評價，弱化結(jié)果導(dǎo)向的評價方式，更有利于促進學(xué)生平時知識的積累，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和對化學(xué)知識的靈活運用能力。

3 結(jié)論

《大學(xué)化學(xué)》課程作為科教專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果是教學(xué)改革的重要任務(wù)，同時對教師提出了更高的要求。教師應(yīng)發(fā)揮科教專業(yè)的專業(yè)特點，科學(xué)制定好每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，靈活運用多種教學(xué)模式和考核評價方式，真正做到以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其獨立思考的能力，養(yǎng)成自主探究和相互交流合作的學(xué)習(xí)習(xí)慣，并能更好地將理論運用于實踐，為將來的科教工作打下一定的理論基礎(chǔ)。