摘要:有機化學作為化學中極重要的一個分支及高等院校化學體系的四大基礎課程之一,具有非同一般的教學意義。為更好地解決有機化學教學內容持續增加與教學課時逐漸壓縮的矛盾,激發學生的學習熱情,拓展學生解決問題的方法和思路,提高高校有機化學課堂教學效率,本文擬從教學目的、教學內容、教學形式等方面的轉變入手,探索高校有機化學教學改革的有效途徑和可行之路。
關鍵詞:有機化學 教學模式 教學方法
一、改進有機化學教學方法的必要性
有機化學又稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的結構、性質、制備的學科,是化學中極重要的一個分支,也是高等院校化學體系的四大基礎課程之一。有機化學又可分為有機合成化學、生物有機化學、物理有機化學、元素有機化學和金屬有機化學等分支。眾所周知,任何生命體的結構都是有機元素構成的,我們生活的環境和能源物質也都是有機物,所以有機化學發展迅速,內容豐富且社會應用性強,在生命科學、材料科學、環境科學和能源科學等諸多學科領域中均有所體現。隨著現代科學技術的迅猛發展,有機化學的教學內容雖然在持續增加,然而教學課時卻有逐漸壓縮的趨勢,所以教學內容多、學時少也就隨之成為教學工作中的矛盾主體。因此,作為一名化學學科的教師要傳授給學生的不應該僅僅是定義、公式和實驗方法,而是要盡可能提高學生學習熱情的同時,讓學生更多地了解各種化學現象在現實生活中的作用以及如何準確快速尋求到解決今后所遇到的化學問題的方法和思路。高校有機化學教學要適應新世紀對新人才的需求,迫切需要由理論公式型向現實應用型模式轉變,以培養真正適應科技發展需要的復合型人才。
二、教學目的轉變催生教學方法變革
著名教育學家陶行知先生曾經提出“生活即教育”的理論。學生不管接受何種形式的高等教育,最終都要學以致用、需要面向生活,融入社會為導向。教學的目的就是教給學生一技之長,讓他們學會做人、學會做事,順利過渡。在知識經濟與信息更新飛速發展時代,很多畢業生面臨著“剛畢業就失業”的現狀,就業崗位更新快、技術淘汰快,再長年限、再寬泛的專業高等教育也無法把學生培養成一勞永逸、無須“更新升級”的人才,所以這就急需我們的高等教育從教育的根本目的開始轉變,讓學生把課堂上學到的東西真正的做到學以致用,才能少走彎路,更快的適應社會,融入新的工作中。
有機化學學科的特點是化學知識來源于生活,又走向生活解決問題,與日常生活息息相關。而我們的教學過程就是將有機化學知識蘊藏在生活問題中,使化學教學成為還原生活的過程。盡量從學生的衣食住行出發,幫助學生認識有機化學與人類生活的關系,激發學生的學習熱情與興趣,感受化學的魅力,促進學生素質的全面發展。摒棄傳統教育填鴨式機械化的教學方式,寓教學于生活,以掌握解決現實問題的方法能力而不是掌握知識的數量多少為教學目的;無論是理論還是實驗教學都要以了解生活本質,解決生活的實際問題為目的。例如,對我們最為重要的水與有機化學有什么關系?普通的自來水,純凈水,礦泉水,地下水等諸多種類水的界定標準是什么?其中揮發性(VOC)和半揮發性(SVOC)有機污染物分別會對人體產生怎樣的危害,怎樣避免這種危害?我們應該怎樣健康的飲水?水源的污染對整個人類生存環境帶來怎樣的影響?如何有效的保護水源等都是學生感興趣的教學點,雖然從表面看所涉及的知識似乎很淺顯,但就像樹的根系一樣有著許多深層的有機化學知識點,從化學反應的方程式到最新的精密檢測儀器的應用都可以包含在內,非常值得師生一起探討研究。
三、教學內容轉變是教學改革的精髓
教學內容和課程體系直接反映了教學目的和人才培養目標,是教育創新的核心。因此,要搞好有機化學的教學工作,提高教學效果,使學生輕松掌握教學大綱的知識,就必須對教學內容進行全面改革。這也是教學改革中的靈魂與精髓。
(一)教學內容改革以教材改革為起點
教材是開展教學的依據。實現教學內容改革,先要選定恰當的教材。根據自身院校以及專業的特點重新選定教材,根據不同專業特色合理安排教學內容,有所側重的變化授課內容。有機化學教學內容豐富、理論深刻、實踐性強、與其他各學科交叉滲透性強等諸多特點,但目前各高等院校所選用的有機化學教材可謂是紛繁蕪雜,教材質量也是魚龍混雜。這就需要教師用心甄別,充分考慮本專業實際和學生的接受能力,選擇最為適合的教材,事半功倍。比如曾有環境專業的教師將“氨基酸”“蛋白質”“碳水化合物”“周環反應”等與本專業關系不強的內容和分析化學里邊講過的“四大譜”內容刪去,把有限的教學學時充分分配給與本專業關系密切的必學內容。這樣做的優點是有的放矢,既學到了學生認為有用的精華內容,同時也減輕了學生的課業負擔。
(二)將前沿問題引入課堂是教學改革的點睛之筆
教學內容要站在學科前沿,緊跟時代步伐。將最新專業動態融入日常課程,是教育教學向前發展、培養高科技人才的必由之路以及有效途徑。
科學技術日新月異的年代,隨著國內外有機合成技術的迅速發展,新的有機化合物不斷涌現,其種類和數量甚至正在以幾何數列增長,其應用也是深入到了人類生活的方方面面,有機化學正在向全世界展現它無可替代的地位和旺盛的生命力。時代的發展呼喚創新,教學方法和教學內容的更新迫在眉睫。有機化學作為基礎學科,廣泛滲透在工業生產、科學研究、日常生活的各個方面,業已取得翻天覆地的變化。將國內外學科發展的前沿問題引入課堂教學,不僅能夠豐富課堂教學,還能夠促進教師能力發展提高。也將極大提高學生的學習興趣,取得更好的教學效果。
在教學中,向學生推介諾貝爾化學獎中的前沿問題,尤其是與有機化學緊密相關的內容;或是在教材相關章節中,把自己的科研項目和研究成果的最新進展,向學生予以講述介紹,既豐富了課堂內容,又對學生生動展現了從理論到實踐的飛躍。教而不研則淺,研而不教則空,這充分說明了教學與科研亟需密切合而為一。教學中應該密切注意培養學生綜合運用知識解決問題的能力和科研創新能力。
網絡如此發達的今天,信息檢索已不再是難題,全球范圍內的有機化學前沿成果,最新的科技文章只需一臺連接了互聯網的電腦便盡收眼底,在講授基礎知識的同時向學生滲透一些最新的國際動態,不僅啟發其創新思維并同時提高學習熱情。教師自身的超前意識往往會潛移默化地給學生最為深刻的影響,例如,在講授緒論部分時對航天材料中有機部分的介紹,結合我國最新的航天成果,將納米塑料等概念引入課程中。或將最近北大在重堿土金屬有機化學研究中取得新進展——首次實現了多氟戊搭烯衍生物的合成,以動態方程式的方式展示給大家,從而鼓勵激發學生學習的興趣和熱情,以課程為紐帶帶動師生的互動,使學生深切感受到科學技術的飛速發展給社會發展帶來的巨大變革。
(三)注重交叉學科的課堂教育是教學改革的重要組成
諸多化學學科中,有機化學這門課涉獵其他學科最為廣泛,集歷史性、趣味性、實用性為一體。為了培養學生學習有機化學的興趣,可以在學期初緒論部分重點介紹有化學的發展史、著名科學家所作出的貢獻、有機化學研究的新領域、各種國際化學獎項中最新的有機化學研究成等以及相關學科的發展簡史。教師在備課過程中,除要保持知識的準確性外更要力求每堂課都注入新的知識動態,結合專業特點豐富課堂教學內容,聯系日常社會生活,有意識的將食品學、生物學、材料學、物理學甚至藝術等其他專業融入有機化學的教學中,從多角度、多層次詮釋每一個知識點,讓學生不再覺得化學是枯燥乏味的,而是一門令人充滿探索熱情的、魅力四射的學科。多學科交叉學習有機化學不但能解釋大部分生活中的化學現象,還能提高學生整體素質,是行之有效的提高教學質量的方法。
四、教學改革呼喚教學形式的轉變
(一)授課形式多樣化是現代有機化學教育的基本要求
有機化學知識點繁雜,公式變化多樣,如果教師仍然拘泥傳統的以信息傳遞為主的教學方法(講授法,談話法,討論法,讀書指導法等)必定會使學生感到枯燥乏味,但是若將以直接經驗為主的教學方法(參觀法,演示法,實習法,練習法等)引入課堂必將收效顯著,中國的學生普遍動手能力差,大學中的實驗科目又大部分是教師在準備和教授,如何有效地增強學生的創造能力和分析解決問題能力是當今高校教育亟需改善的通病。教學的組織形式也可以由以往普遍的班級授課適當轉變為分組教學、個別教學,道爾頓制或特朗普制的形式,相信多樣化的授課形式一定會令學生每次課程都有所期待,激發了好奇心從而鍛煉了思維能力,同時帶動了課程知識點的學習。
(二)多媒體技術在教學中的廣泛應用是現代化學教育的內在要求
有機化合物以分子結構復雜、反應條件嚴格、副反應多、反應機理難掌握而著稱,多媒體及網絡技術的迅猛發展為有機化學教學注入了活力,有望改變有機化學難學、難懂的觀念,極大地改善傳統教學模式的弊病。
多媒體課件作為輔助教學手段,具有很多優點。首先,它使現代化學教育更形象更生動。它具有高信息涵蓋量、色彩豐富、呈像生動、動感形象等長處,作為高科技教學手段,其引入與應用,積極促進了現代有機化學教學改革的發展。Flash對化學實驗的圖像解構,將微觀世界里的有機化學反應形象而又生動地呈現出來,使對各種反應機理的描述不再晦澀抽象難懂。
其次,多媒體教學可以使有機化合物空間立體結構更加形象直觀,其動畫功能可以利用不同顏色、不同大小、不同形狀代表各化合物上的原子或基團,把有機反應過程直觀地表現出來,變靜態為動態過程。多媒體演示可用于代替昂貴但高效靈敏的儀器的操作,如氣象色譜-質聯聯用儀(GC-MS),液相色譜-質譜聯用儀(HPLC-MS)等。
價格昂貴一般學校難以引入課堂教學實驗之中,但利用CAI課件即可向學生模擬這些儀器的操作,讓學生對有機測試先進手段有更加直觀的理解,任何教學手段都是為教學內容服務的。
再次,多媒體教學手段為師生之間溝通提供了便捷途徑。通過開拓網絡教學平臺,可實現教師在線答疑,學生可根據自己在學習過程中遇到的問題在網上與教師交流討論,也可以與其他同學進行討論。這種教學平臺的應用彌補了大學教師科研任務重、不坐班,學生在課余時間找不到教師答疑的缺點,在空間上和時間上相對自由。目前網絡平臺輔助教學在我們的教學工作中得到了良好的運用,用于答疑、公布教學信息和教學資源共享等方面。今后將進一步研究完善教學平臺的應用,以實現無紙化提交、批改作業,提高工作效率。
另外,多媒體課件的選擇和編制也要注重教學理論和課程體系的特點和規律,突出重點,分清主次,有所取舍。不能僅僅只是教材內容的堆積,也不是越花哨越好。這就要求教師把有機化學專業知識,計算機知識和網絡知識綜合應用,相信正確恰當的應用多媒體手段,并與傳統的教學手段完美結合必將深化有機化學改革,對培養高素質人才產生積極深遠的影響。
新世紀開啟的新紀元,對高科技復合型人才提出了更高的要求。高校作為培養高科技人才的搖籃,要與時俱進地推進教育教學改革,不斷改進教育教學方法,激發學生的創新精神,培養學生的創新思維。在有機化學教學過程中,根據社會發展的需要調整教學目的,改進教學內容,創新教學方法與形式,豐富課堂文化,是教師義不容辭的責任,更是高校教育必不可少的營養劑。將高校有機化學教學由理論公式型向現實應用型模式轉變,是推進現代有機化學教育健康發展的有效探索,也是現代有機化學教育改革的可行之路。
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