陳 龍,喬秀文,王自軍,邊 麗,李 燕,王金玉
(石河子大學,新疆 石河子 832003)
無機及分析化學作為高等理工科院校不可缺少的一門基礎課,是培養全面發展的工程技術人員知識結構和能力的重要組成部分,在化學和工程之間起著橋梁作用。石河子大學《無機及分析化學》主要涉及農學院、師范學院、食品工程學院、水利建筑工程學院、生命科學學院、動物科技學院等六個學院,涉及12個專業,每年大一年級新生可達1000余人。因此,無機及分析化學是構建學生基礎化學的最主要關鍵課程之一,也是我系重點建設的課程。
由于一年級學生開學晚,又要軍訓、入學教育等,教學總學時大幅削減,使課程容量和課時安排之間存在很大矛盾。最重要的是,對于各個專業的大一新生來說,對無機及分析化學要求掌握的程度也是不同,不同專業針對該課程的側重點也不一樣,如藥學院和醫學院的學生比較注重無機化學中元素章節部分的學習,食品學院和動物科技學院則主要針對分析化學章節的學習,但是,目前許多高校還是采用統一的教學模式對各個不同專業的大一學生進行《無機及分析化學》課程授課,這也對學生后面的專業課以及專業背景產生了不同的影響。
針對《無機及分析化學》課程目前存在的學生主體地位未充分體現、互聯網等新技術使用效率低、學生專業不同考慮不足等問題,本文針對不同專業,建立無機及分析化學課程資源數據庫,從以下兩個方面開展無機及分析化學課程的混合式教學,設計方案如圖1。
a)建立無機及分析化學電子資源數據庫。為了方便各個不同專業學生的按需學習,也為了方便教師數字化教學資產的積累,共建和共享數字化教學資源庫。包括課程教學相關的擴充知識(包括趣味性、實用性、前沿性的內容)、學前知識、多媒體素材 (包括文字、圖片、圖形、動畫、音頻、視頻)、多媒體課件及優秀教學案例、電子教案、題庫、電子文獻 (包括圖書、期刊)雙語素材、最新研究進展等素材。讓學生可以自主的根據自己的學習需要,從教學素材庫里獲取所需的學習資源。
b)線上教學。通過上述建立的電子教案數據庫,以及撰寫上傳課程簡介、相關資源鏈接、課后習題作業、課堂提問等模塊,組成無機及分析化學教學資源數據庫。不同專業學生在上課之前,可通過網絡和微信,利用多媒體課件及相關資源數據進行預習和學習。通過課堂作業和課后習題來檢驗學習成果,測試結果反饋給任課教師。教師根據學生的理解情況收集學習難點,有利于課上針對性的對學生不理解的知識點進行詳細講解,優化學習過程,做出相應教學調整。
c)線下教學。課上部分章節和內容以學生講解為主,教師引導為補充。上課時,由各小組推舉學生,對知識點進行講解,其余學生可提出疑問,由講解同學進行解答,其他同學及老師進行補充并對學生表現進行打分。通過不同學生的講解,使其對知識點的記憶更深刻、理解更透徹。最后,教師對相關無機及分析化學內容進行點評、補充、概括,對課前平臺測試反饋的問題進行專題式討論,并對相關知識點采取案例式教學,使學生不再刻板地學習知識,而是善學善用。另外,課堂教學時間要把握好,建議留給老師20~25min對這一章節進行總結、概括以及重難點講解等,而不是一節課全部留給學生講解。
d)線上線下總結答疑。根據線下老師講授的知識點,線上的資源庫平臺,學生對該章節進一步深化理解。每一章或相近幾章講授完之后,學生還要進行知識點總結,通過階段性復習,教師也可在線上出一些階段性的習題,學生進行解答,有問題可以線下和老師答疑。在整個教學環節中,教師由知識的傳授者轉換成為課堂的管理者和學習的指導者,從而體現了以學生為中心的教育理念。
a) 《無機及分析化學》大學的一門公共基礎課。各個專業對化學的要求各有千秋。因為化學是一門中心學科,各專業領域深層次研究都會達到分子水平,也就是化學的實質性問題。如醫學生命類專業,生物的組成都研究到細胞水平;醫學檢驗研究到分子、離子層次;食品專業對化學的要求衍生到分析化學的領域。這給我們化學教師帶來新的課題。我們在講授該課程時對不同專業的教學均有針對性的進行教學,在講授化學知識時,盡量引入其專業上的例子,提高學生學習化學的興趣。如生命類專業,引入化學物質與機體的密切關系、DNA結構與化學原理的關系和形成原因;生物、生命在自然界生長與化學性質的關系;農作物生長、化肥等對化學物質的依賴;食品專業中,事物中各營養成分的質量控制原理和檢測化學方法;一些大自然現象對生物、植物的影響因素等各種結合點。通過針對性教學,增加學生對學習化學的積極性。
b)靈活運用現代教育設備,充分表現化學知識。我們對該課程的基本理論、基本原理、基本概念、基本運算統一教學課件,保持知識結構的完整性。隨著現代教育技術在教學中運用的不斷成熟,我們在保持原有教學方法的基礎上,利用大學多媒體投影資源,以教材為藍本,教學大綱為指導,制作《無機及分析化學》課堂用教學課件及PPT幻燈片,教師在此基礎上根據授課班級專業特點再進行修改。這樣可統一教學重點和教學難點,增加教學信息量,在課件中配以大量圖片、圖表、視頻、動畫和一些較難理解的空間結構。通過課件一目了然,使學生更易理解和掌握知識提高教學效率。將教學課件、相關擴充知識點內容以及課堂作業課后習題等上傳到網上,通過雨課堂、易班、優慕課等軟件以及微信公眾號和微信群等社交網絡與學生建立關系,通過軟件反饋,提前獲知學生的預習效果和預習程度,根據學生的預習效果來完成課堂上知識點的講授。
c)充分發揮經典教學方法,使學生由被動接受轉變為主動學習。《無機及分析化學》不但是一門基礎課程,還是一門與生活聯系緊密的應用科學。通過在課堂上根據不同專業的特點聯系實際的講解,如在講“滲透現象”時,對生命科學專業,聯系血液的滲透壓與生命和疾病的關系;對農業科學的專業,聯系土壤中水與植物的吸收,樹木在冬季能存活的原因等;對食品科學的專業,聯系食物保濕原理等;讓同學們感覺到化學中的原理實際上就是身邊的科學,引起大家的學習興趣,充分調動大家的學習積極性。發揮學生的主觀能動性。
d)充分運用形象教學和直觀教學。課程的特點是反應式多,分子式多,模型圖象多。利用形象教學可培養學生分析問題的能力,以大量的圖、表來溝通化學內容間的內在聯系,用歸納、總結的形式闡述每章的重點內容及與其他章節的相互關系,這樣學生也更容易理解和掌握,達到學生喜歡學習,熱愛化學,對學習產生欲望。
本文深入研究線上線下混合式教學在不同學科專業的無機及分析化學課程的實踐過程、實施步驟、教學模式,為混合式教學的推廣和實施提供一定的參考依據,也進一步改變學生傳統的學習觀和思維方式,激發學生的學習興趣,促使學生自覺地深入挖掘學習的內涵,實現無機及分析化學專業課理論教學真正成為師生共同創造、共同發展的過程。
將不同專業相關實例與無機及分析化學課堂教學實踐相結合的同時,創建無機及分析化學課程電子教案數據庫,并通過相應混合式教學模式配套內容的研究,形成一套初步完整的創新教學體系,為多學科交叉輔助教學的理論體系和實踐模式的開發提供一定的理論指導和參考意義。