高等農科院校普通化學教學改革探討

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略定位的新要求，結合北京農學院“立足首都、服務三農、輻射全國”的辦學定位，基于復合應用型卓越農林人才的培養要求，探索了農科特色普通化學課程的教學改革，著重在教材和實驗平臺建設、教學過程管理、課堂教學模式及評價體系等方面進行探討，以期為教學工作者提供借鑒。

關鍵詞 普通化學；農科院校；教學改革；平臺建設

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

新時代下，新農村建設開啟新征程，在建設美麗鄉村、實現鄉村振興戰略的背景下，農業人才的教育至關重要。農業院校在農業人才培養、科研和技術推廣方面具有舉足輕重的作用。普通化學是高等農科院校的重要公共基礎課程，涉及農學、林學、食品、生物、環境等諸多專業。作為大一新生進入高校后的第一門化學課程，普通化學承前啟后，是許多專業課和基礎課（環境化學、生物化學、分析化學、植物保護、食品化學等）的前導課程。因此，如何提高普通化學課程教學質量是農科高校教學改革的熱點和難點。

以北京農學院為例，普通化學課程每年秋季面向全校14個專業、25個班級、近千名學生開設。在普通化學教學中，不僅需要讓學生掌握化學反應基本原理（物質的狀態、熱力學、動力學、四大平衡）和物質結構基礎等化學理論，也需要通過實驗教學培養學生的實驗操作技能、分析觀察能力以及嚴謹求實的科學態度，同時要引導學生學會運用化學理論和方法解決農科專業課中的化學問題[1-3]。但是，普通化學課程的知識點分散、內容多、理論知識抽象、學時較短，學生掌握和理解的難度較大，如果僅采用傳統的教學方式，很難獲得良好的教學效果。

北京農學院普通化學教學團隊以“夯實基礎、培養能力、注重創新”為教學指導思想，結合高等農科院校普通化學課程的教學目標以及學生基礎和特點，通過完善教學內容與教材建設、與網絡課程結合改進教學模式、豐富實驗教學方法和教學評價體系等提高了普通化學課程的教學質量，獲得了良好的教學成果。

1 普通化學教材與多媒體課件建設

教材是教學內容的基礎，直接影響教學效果和學生的學習興趣。結合北京農學院學生的基礎和農科特色，編寫出版了《普通化學》《普通化學學習指導》《普通化學實驗》系列教材。經過近10年的摸索，不斷精煉教材內容，重視化學理論和農林科技知識的結合，注重銜接高中化學內容，突出重點，分散難點。例如，在農學方面應用較多的“四大平衡”、物質的狀態（溶液與膠體）等，適當增加教材內容。在物質的狀態章節中，講解“稀溶液依數性”的應用，幫助學生理解在農業生產中通過提前給農作物施肥，使細胞液溶液蒸氣壓下降和凝固點降低，以增強植物的抗旱性和耐寒性等現象。此外，教材中的例題、習題盡可能聯系農學實際，實現化學與農學的結合。這套系列教材作為全國高等農林院校“十一五”和“十二五”規劃教材，經過中國農業大學、北京林業大學、新疆農業大學、內蒙古農業大學、天津農學院、西藏農牧學院、吉林農業大學、東北農業大學等逾10所院校多年的使用，反饋良好，并獲得農業部中華農業科教基金會頒發的“全國高等農業院校優秀教材獎”。

2 普通化學課堂教學與網絡教學平臺建設

2.1 結合農科專業特點優化教學內容

課堂教學是教學工作的核心，是保證教學質量的關鍵。基于B-Learning思想，結合傳統教學和網絡教學，構建了普通化學混合式教學方式[4-5]。在傳統的課堂教學中，結合專業特點開展有針對性的教學，讓學生感到學有所用，增強學習動力。例如，食品安全、食品工程、食品包裝專業學生的授課內容中增加與食品化學相關的教學內容（如乳濁液、表面活性劑等）。對于園藝、林學、農學、植物保護、種子等專業的學生，增加植物學、土壤學的相關內容。例如，講解不同金屬的配合物可作為提高果樹產量的植物營養物質。針對生物技術、生物工程、動物醫學專業的學生，增加了與生物化學相關的知識點。例如，電泳技術在生物科學領域中應用廣泛，故補充了溶膠電泳相關的基礎知識。此外，還嘗試將符合教學規律的前沿科技文獻引入普通化學的課堂教學，不僅激發了學生的學習興趣，并且通過展示科學研究的規律，培養了學生的科學素養和創新意識。

2.2 構建網絡教學平臺輔助傳統課堂

在學校的網絡教學平臺上利用優慕課網絡教學系統創建了普通化學網絡課程，覆蓋了課程建設、課程學習、學習社區、學習分析和課程管理等整個教學過程。教師可以根據教學進度，結合實際課堂授課情況，隨時進行課程滾動建設，查看每位學生的學習記錄，包括學習網絡教學資料的頻率、時長、效果等。學生可以利用電腦、平板電腦、手機等客戶端登錄，隨時隨地學習課程內容，包括教學視頻、授課教案、教學PPT、習題、思考題等，還可以在討論區留言提問、參與討論答疑、提交作業和測試、進入學習社區分享交流，通過網絡實現教師和學生之間跨時間、空間的廣泛交流。這種移動交互的學習新模式提高了學生的自主學習能力，學生可以根據各自的興趣、學習基礎，選擇性地學習教學資源，隨時反饋學習情況。教師可以利用網絡平臺批改作業、輔導答疑，提高教學效率，掌握學生的學習效果，彌補大班教學中由于學生人數多而教學互動不足的問題[5]。此外，利用網絡教學平臺，普通化學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，隨時評估學生的學業成績[6]。

3 普通化學實驗教學平臺建設

化學是以實驗為基礎的科學，實驗教學在普通化學教學改革中占有重要地位。設計微型化、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，培養學生節約資源、保護環境的綠色化學理念。在部分實驗教學中，利用點滴板代替試管或燒杯作為微型反應器，觀察反應過程中的顏色變化，不僅實驗現象清晰直觀，而且充分體現了綠色化學中減量的原則。此外，在教學中，結合實驗中使用到的某些有毒、有害藥品，引導學生明白有毒害藥品對環境、人類健康的影響，掌握化學藥品的使用規范以及污染防治方法。嚴格要求學生不能隨意傾倒廢液、廢渣等，及時妥善處理實驗廢棄物。實驗教學過程中通過對學生進行環保教育，增強學生的安全意識，培養其良好的實驗習慣。

實驗教學中始終貫徹“以學生為本”的教學理念，采取小班教學方式。在實驗課前，學生通過閱讀實驗教材、觀看網絡教學平臺上的實驗視頻，提前預習實驗內容，并撰寫預習報告。教師在上課時通過提問學生相關問題及安排學生現場演示的方式檢驗學生的自主學習效果。對于操作和知識點相對簡單的實驗，采取“學生講解—學生互評—教師點評”的教學方法[7-8]。完成實驗內容后，教師引導學生針對重要的實驗現象和異常現象進行集中討論與總結，以使學生加深印象[9]。

在教學中發現學生對實驗的重視程度要低于理論課，因而為促進學生重視平時實驗，提高動手能力，普通化學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實驗中的重要實驗操作進行考核，學生現場隨機抽題并在一定時間內完成，例如溶解、過濾、蒸發、重結晶、稱量、移液、滴定等。實驗理論考試通過化學教學團隊自主建立的實驗題庫設置考題，主要圍繞化學實驗室安全、實驗基本原理、基本概念、實驗操作要領、實驗設備儀器使用方法、數據處理等方面進行考察。科學的實驗考核體系提高了學生實驗的積極性和上課的主動性，獲得了良好的教學效果[10]。

由于實驗必修課中綜合型實驗較少，為培養高素質農科人才，提高學生實踐技能和創新能力，將實驗教學與學校的科技節、北京市大學生化學競賽相結合，在小學期和暑假增加選修實驗。首先，與各院系合作組織全校學生報名，然后結合化學課成績和實驗考核進一步篩選。在選修實驗中秉持研究性教學理念，由教師提供選題，學生根據興趣自主選擇，每組2～3人在教師指導下進行探究性實驗。選題內容兼顧農科特色和趣味性，例如植物精油的提取、手工皂的制備、農藥的快速檢測、植物源殺螨劑的合成、水中污染物的修復、納米滅菌劑的研發、有機污染物的降解等。實驗成果在學校的科技節上展示，并擇優參加大學生化學競賽、挑戰杯比賽等。這種分層次教學顯著提高了學生的積極性，獲得了良好的教學成果。2013—2017年，組織學生參加北京市大學生化學競賽，共獲得市級獎項逾40項[11-15]。

4 結語

近年來，普通化學教學團隊秉持高等農科院校培養復合應用型人才的目標，堅持以學生為核心、以素質教育為主、以提高學生能力為宗旨的教學改革。通過對普通化學課程的教學內容、課堂教學、網絡教學、實驗教學和考核方式的改革，構建了基于農科特色鮮明的普通化學課程體系，發揮了學生的主體作用和教師的主導作用。普通化學課程有農科特色的教學內容、靈活的教學方法、多樣的授課方式、合理的評價體系，充分調動了學生的積極性，獲得了良好的教學效果。課程教學反饋調查顯示，學生對普通化學課有良好的積極性和自覺性，提高了學生的自學能力、分析及解決問題的能力。在教學改革探索中，教師的教學和科研水平不斷提高，實現了教學相長。新形勢下的高等院校基礎課程教學改革是一項復雜的系統工程，需要不斷創新與完善。教學工作者們將繼續探索教學實踐改革，提高專業技術水平，提高普通化學課程教學質量，以培養復合應用型現代農林人才[16-19]。

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