生物類專業(yè)化學課程教學的改革與探索

左婷婷

摘 要：針對生物類專業(yè)學生在化學課程學習中存在的問題，以“無機及分析化學”課程為例，開展對地方高校生物類專業(yè)化學基礎課程教學的研究與探討，期望通過對“無機及分析化學”這門課程的教學改革，秉承因材施教的思想，對化學課程進行有針對性的教學優(yōu)化，找到一條打破學科隔膜、將化學與生物緊密結合的道路，培養(yǎng)具有扎實的化學基礎以及科學素養(yǎng)的生物專業(yè)人才。

關鍵詞：生物類專業(yè)；改革與探索；“無機及分析化學”

近年來，化學與其他學科尤其是生命科學交叉發(fā)展，“有機化學”“物理化學”“無機化學”“分析化學”等成為生物類專業(yè)學生的必修基礎課程。然而，生物類專業(yè)學生在這些化學課程的學習中普遍存在知識掌握程度不高、學習效果不佳等問題，這一情況無疑會給學生對本專業(yè)的深入學習和個人發(fā)展造成一定的困難[1]。當然，造成這一現象的原因是多方面的，例如面向生物類專業(yè)的化學課程未緊扣本專業(yè)特點、學生原有基礎不均衡以及對課程的重視度不夠等。本研究以“無機及分析化學”課程為例，研究與探討地方高校的生物類專業(yè)化學基礎課程教學，旨在通過合適的教學改革措施，使生物類專業(yè)學生系統(tǒng)學習本門課程后可以初步掌握無機與分析化學的基礎知識以及規(guī)范化實驗操作，同時認識到專業(yè)知識的綜合性和跨學科性，尤其是化學學科知識在生物領域研究中的重要性，激發(fā)學生對本專業(yè)學習和從業(yè)的興趣。對生物類專業(yè)化學課程教學的改革與探索能為學生后續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎，有助于培養(yǎng)高水平的生物專業(yè)人才。

1?問題分析

1.1? 與本專業(yè)的聯(lián)系不夠，學生的學習積極性不高

生物類專業(yè)的“無機及分析化學”課程教學通常是統(tǒng)一授課，教師在根據生物類專業(yè)學生的需求合理刪減或補充教學內容方面存在困難。這種授課內容與本專業(yè)聯(lián)系不夠的情況往往容易導致生物類專業(yè)學生對化學課程的學習熱情和動力不足，在以往的課堂中，通常表現出學生參與度不高、課后提問少等問題，學生缺乏對重難點的鉆研，導致作業(yè)正確率不高、考試結果不理想。

1.2? 課堂教學形式單一，內容不能凸顯學科前沿動態(tài)

在化學學科以及生物技術高速發(fā)展的背景下，許多任課教師制作的PPT及教案仍然主要參照《無機及分析化學》教材，按部就班地完成對教材知識點、現象及結論的講授。一方面，授課內容不能充分反映該學科的新知識、新技術以及研究熱點，學生也無法充分了解現階段該領域的研究進展，難以真正理解這門課程的重要性。另一方面，本課程的理論性較強，課程知識點繁多。根據以往的授課經驗，采取單一的教學形式，即全程沿用傳統(tǒng)授課模式并不能有效吸引學生參與課堂學習。

1.3? 學生原有知識基礎不均衡，教師授課難度增大

生物類專業(yè)學生的知識基礎參差不齊，部分學生在中學時未能深入研修化學學科，知識基礎薄弱，因此，在大學階段學習化學課程時力不從心。授課教師面臨如何兼顧不同學習進度和基礎的學生、把握授課進度和難度的難題，這無疑對教師的授課提出了挑戰(zhàn)。

2?課程教學目標

2.1? 夯實理論根基，延伸學科前沿

“無機及分析化學”課程涵蓋了無機化學和分析化學的基本內容，主要是對基本概念和應用性知識進行綜合教學。授課教師在規(guī)劃生物類專業(yè)“無機及分析化學”課程教學大綱和授課內容時，需要立足于本專業(yè)學生對化學基礎知識的需求，結合《生物無機化學》和《生物分析化學》等教材，精選和編排授課內容，有效利用有限的教學課時將知識傳授給學生，培養(yǎng)生物專業(yè)人才。授課內容不應局限于書本，教師在講授時應融入學科前沿、國內外發(fā)展動態(tài)，拓展學生的專業(yè)視野。此外，教師還可以在課堂中融入課程思政元素，講好科學家故事，提升學生的學習熱情，積極引導學生樹立為國效力的偉大人生目標。

2.2? 規(guī)范實驗操作，培養(yǎng)科學素養(yǎng)

生物類專業(yè)學生的實習需要運用“無機及分析化學”實驗技能，例如標準溶液的配制、化學儀器和設備的使用和操作等?！盁o機及分析化學”實驗技能水平直接關系到學生的發(fā)展，規(guī)范化的實驗操作有助于為生物類專業(yè)學生的實際操作奠定堅實的基礎。因此，在學生進入實驗室時，教師要強調實驗室各項規(guī)定，包括實驗室安全、衛(wèi)生等。學生實驗報告主要包括實驗過程的如實記錄與實驗結果總結分析，可以培養(yǎng)學生對科學的嚴謹、求真態(tài)度，提高學生的觀察能力、分析能力和問題解決能力[2-3]。

3?教學改革建議措施

3.1? 授課內容與專業(yè)銜接

生物類專業(yè)學生往往對非生物課程學習的積極性不夠，這是因為他們未能看到課程對個人發(fā)展高度和走向的重要性。21世紀的生物學研究各種生物分子的化學反應和物理效應等更加微觀的科學，因此，生物類專業(yè)課程涉及化學、物理、數學、計算機等學科。為了充分激發(fā)學生的求知欲，建議教師在授課內容安排中加強知識的綜合性和跨學科性，結合近期生物化學領域的研究成果，甚至將自身的科研成果及時補充到教學內容中，充分體現所學知識對生物類專業(yè)的實用性。

（1）在“無機及分析化學”課程初期即緒論部分教學過程中，需要對其與生物學的相互關系進行初步闡述。教師要利用化學合成藥物或對現有藥物進行改性等案例，讓學生充分了解化學在生物等學科中的滲透，意識到生物科學領域研究人員必須掌握基礎的化學理論知識和相關實驗技能。

（2）在“化學熱力學基礎—熵”的教學中，教師可以引入熵驅動的脫氧核糖核酸（Deoxyribo Nucleic Acid，DNA）鏈置換反應。從化學的角度解釋與生命密切相關的鏈置換反應，DNA分子在雜交系統(tǒng)中的熵不斷增加、自由能趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，實現長互補鏈置換出短互補鏈，甚至可以延伸到最新研究方向，如DNA分子計算以及DNA自組裝。

（3）在“配位化合物”教學中，教師要注意展示配位化合物在生物、醫(yī)藥等方面的應用，例如配體作為解毒劑治療機體的重金屬中毒，含有鐵、鉑等金屬元素的配位化合物用于缺鐵性貧血、癌癥等疾病的治療。

3.2? 課堂教學多樣化

傳統(tǒng)的“無機及分析化學”教學過于強調基礎理論，學生通過記憶的方式掌握現成的知識和答案而不重視知識的產生和應用過程。這一進程中缺乏學習者對學科問題的探索和批判性思考，長期承受式學習導致學生喪失對專業(yè)學習的動力與興趣。教師可以根據實際教學內容豐富教學手段，比如探索-討論、翻轉課堂等形式，有效改變傳統(tǒng)化學課堂教學形式單一化的現狀。

3.2.1? 用“思維導圖”開展基礎理論教學

思維導圖是一種有效的認知輔助工具，通過對所思、所想、所見進行圖文形象化的層級結構梳理[4-5]。面對“無機及分析化學”課程存在的內容多、信息量大等難點，這種簡明清晰的知識梳理方式能訓練學生的邏輯思維、幫助學生構建完整的知識框架，便于學生對知識點的理解和記憶。在這一創(chuàng)造性過程中，學生自主學“薄”教材、學“精”教材，后續(xù)依托思維導圖也方便開展復習。

3.2.2? 選擇部分內容讓學生以小組形式展開自學以及匯報

在匯報準備過程中，學生需要自主學習相關知識、查找資料，提升學習主動性，鍛煉資料查詢能力以及匯報表達能力。教師再針對學生的匯報情況進行系統(tǒng)點評，對章節(jié)的重點、難點進行梳理、概括與補充，展開更深刻的研討與回顧。這種研討式學習可以使學生對本章節(jié)的內容形成更深刻的認知與理解。

3.2.3? 在課程中充分融入課程思政元素

教師要在課程的第一節(jié)課—“緒論”章節(jié)“化學發(fā)展史”的授課中講好中國故事，增強學生的中華文化自信心和民族自豪感。教師可以青銅器、瓷器和火藥的制造為例，講解中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化并介紹其對化學發(fā)展乃至社會發(fā)展的影響。此外，要講好科學家故事，不僅要講外國科學家的故事，還要講好中國科學家的故事，讓學生感受到當代科學家濃烈而深厚的愛國之情，幫助學生樹立學好專業(yè)理論知識并投身相關行業(yè)、為祖國建設貢獻力量的愛國理想，例如從事陶瓷基復合材料和高溫結構陶瓷材料研究的郭景坤院士以及畢生致力于配位化合物的合成、結構、成鍵、性質和光電功能分子材料研究并在我國開拓光電功能配合物領域的游效曾院士。

3.2.4? 現代信息技術應用于實驗課教學

教師可以在“無機及分析化學”的實驗教學中利用微課，提前演示實驗注意事項以及實驗步驟等實驗操作并錄制視頻上傳，打破實驗教學的時間性和地域性約束。課前，學生通過線上平臺自主學習，了解操作步驟與具體細節(jié)。此外，師生要利用班級微信群、QQ群、釘釘群等網絡交流工具討論實驗中遇到的問題，學生開展實驗時按照規(guī)范流程，充分利用實驗課程時間。

3.3? 構建多元化考核評價體系

3.3.1? 平時考核

平時考核主要由出勤情況和作業(yè)完成情況的評價組成。出勤情況是完整課堂教學的基礎，而作業(yè)完成情況直接反映了學生對課堂知識的掌握情況，合理布置作業(yè)有利于督促學生鞏固所學知識。此外，教師可以嘗試在部分“無機及分析化學”的作業(yè)中應用思維導圖，要求學生在章節(jié)學習結束后根據課堂內容所涉主旨和知識點繪制完整的思維導圖作為作業(yè)。作業(yè)評分采用投票打分的方式，讓每位學生都能了解到其他同學的學習狀態(tài)和效果，從而充分激發(fā)個人的學習動力。

3.3.2? 考試

期末考試是對教師教學成果和學生學習成果最直接的檢測，所以課程結束后仍需要進行傳統(tǒng)的筆試。此外，還要以課程論文為中期考核進行補充，學生選取本門課程與生物科學交叉的某個研究主題，通過查閱相關文獻資料撰寫一篇小論文。通過這種形式打破教學的地域性和時間性約束，使學生主動了解課程內容相關發(fā)展動態(tài)和熱門話題，及時了解學科領域的前沿知識，這也有利于學生查閱資料、論文撰寫和分析總結等能力的鍛煉。

3.3.3? 實驗技能考核

規(guī)范化的“無機及分析化學”實驗技能為生物類專業(yè)學生的實際操作奠定了良好的基礎，實驗技能的考核是成績評定的重要組成部分。除了評定學生操作的規(guī)范性、結果的準確性，還要結合實驗結果記錄規(guī)范程度和分析總結表現進行綜合評定。

4?結語

近年來，化學與生命科學交叉發(fā)展，生物類專業(yè)學生需要進行化學課程的學習，教師要秉承因材施教的思想有針對性地優(yōu)化化學課程教學，培養(yǎng)具有高學科素養(yǎng)的生物類專業(yè)人才。面對生物類專業(yè)化學課程學習中存在的問題，通過對“無機及分析化學”課程內容體系和教學方法的改革，以培養(yǎng)應用型人才為目標，在課程教學中將知識點重新整合、優(yōu)化，打破了原有知識體系，使其更利于學生對知識的理解和掌握，同時在教學上應用了一些現代技術手段使教學過程更完整。這一系列舉措取得了一定的效果，但是教學改革是一個長期且艱難的過程，必須在實踐中不斷摸索和完善。地方本科院校要真正立足于服務地方經濟，培養(yǎng)出具有較高生物專業(yè)素質和技能、滿足地方經濟發(fā)展需要的應用型人才。

[參考文獻]

[1]周國慶.《無機及分析化學》課程教學與改革的探討[J].廣東化工，2018（17）：199．

[2]邱曉航，任紅霞.非化學專業(yè)無機及分析化學理論與實驗教學的一致性[J].大學化學，2017（10）：7-11．

[3]張倩，高琳，趙龍濤.環(huán)境專業(yè)無機與分析化學實驗教學的改革與實踐[J].山東化工，2018（20）：148-150

[4]張正偉，王杰.思維導圖在“藥物分析”教學中的應用探討[J].教育教學論壇，2022（31）：85-88

[5]馬妍，王周福，劉浩，等.學科交叉背景下無機非金屬材料工程專業(yè)課程教學改革芻議—以“無機材料科學基礎”為例[J].科教導刊，2022（14）：132-134.

Reform and exploration of chemistry course for biology majors： taking “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course as an example

Zuo Tingting

（1.Colloge of Biology and Geography Sciences， Yili Normal University， Yili 835000， China；

2.Institute of Resources and Ecology， Yili Normal University， Yining 835000， China）

Abstract：In view of the problems existing in the learning of chemistry courses for students majoring in biology， the “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course is taken as an example to carry out research and discussion on the teaching of basic chemistry courses for biology majors in local colleges and universities. It is expected that through the teaching reform of the “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry” course， adhering to the idea of teaching students in accordance with their aptitude， targeted teaching optimization of chemistry courses will be carried out to find a way to break the disciplinary barrier and combine chemistry and biology closely to cultivate biological professionals with solid chemical foundation and scientific literacy.

Key words： biology majors; reform and exploration; “Inorganic and Analytical Chemistry Chemistry”