大類培養(yǎng)下《大學(xué)化學(xué)》課堂教學(xué)改革的探索

趙天藝 劉明杰

摘要：大類招生大類培養(yǎng)作為一種全新的招生模式，改變了傳統(tǒng)招生模式中存在的一些弊端，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對他們未來的學(xué)習(xí)和成長都有著較大的影響。文章以《大學(xué)化學(xué)》學(xué)科教學(xué)為例，論述了我國高校招生現(xiàn)狀，并基于大類培養(yǎng)模式下提出了一些《大學(xué)化學(xué)》課堂教學(xué)策略，希望對培養(yǎng)高校學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力有所幫助。

關(guān)鍵詞：大類培養(yǎng);《大學(xué)化學(xué)》;課程改革;策略

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）10-0144-04

我國兩彈元勛錢學(xué)森曾在生前多次和溫家寶同志就我國人才培養(yǎng)問題展開討論，當(dāng)時錢學(xué)森提出了困擾他多年的疑問：我國一直以來都比較注重人才教育，然而我們的學(xué)校卻無法培養(yǎng)出世界性的尖端人才。伴隨著我國科技力量的不斷增強，人才興國已經(jīng)成為我國教育的重要教育思想。在錢學(xué)森逝世以后，一些教育學(xué)者再次將錢學(xué)森當(dāng)時提出的質(zhì)疑推到了學(xué)術(shù)研究最前沿，并根據(jù)我國教育現(xiàn)狀尋找解決之法。在2009年11月左右，我國安徽地區(qū)的10余位高校教授聯(lián)名給袁貴仁以及全體教育界發(fā)表了一份公開信，在信中明確指出，希望中國教育界同人能夠直面人才培養(yǎng)疑問，也再次將“錢學(xué)森之問”推到學(xué)術(shù)前沿。[1]英國生物化學(xué)家李約瑟也曾提出過同樣的疑問：“中國的基礎(chǔ)教育世界一流，美國的基礎(chǔ)教育不入流，卻撐起了世界一流的高等教育?！?/p>

隨著21世紀的到來，科技發(fā)展更加迅猛，國際化競爭已經(jīng)逐漸發(fā)展成為人才競爭，知識經(jīng)濟蔓延全球。由此可見，教育對國家的發(fā)展強盛顯得至關(guān)重要。并且，我國教育的目的不再僅僅注重人才知識的學(xué)習(xí)，更注重人才素養(yǎng)的培養(yǎng)，最終目的是為了提升我國全體國民的民族素養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)作為現(xiàn)代化人才整體素養(yǎng)中的重要方面，它不僅代表了人們的科學(xué)實踐水平，也體現(xiàn)出了人們的認知能力以及科學(xué)精神。因此，我國現(xiàn)代化人才教育不能再像傳統(tǒng)化教學(xué)模式一樣，僅僅注重文化基礎(chǔ)知識的傳播，更需要注重德育教育的開展，讓學(xué)生在構(gòu)建知識體系架構(gòu)的同時，更加提升科學(xué)素養(yǎng)，促進學(xué)生的全面發(fā)展。2005年調(diào)查結(jié)果顯示，中國公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例僅略高于1%，截至2018年，已經(jīng)達到8.47%，“十三五”規(guī)劃要求在2020年底達到10%。然而相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，全球范圍內(nèi)的一些其他國家最初在制定國家創(chuàng)新型發(fā)展戰(zhàn)略的時候，其國民科學(xué)素質(zhì)比例達到了10%，甚至更高。由此可見，公民科學(xué)素質(zhì)水平的高低是構(gòu)建社會主義和諧社會、實現(xiàn)創(chuàng)新型發(fā)展的基本要求。[2]

對于如何培養(yǎng)高素質(zhì)人才，我們可以借鑒一些國外的經(jīng)驗。哈佛大學(xué)在20世紀六七十年代進行了一次本科課程改革，著重強調(diào)了一個自由民主的社會必須普及大類招生、通才教育理念，并制定了通識教育大綱。[3]大類招生大類培養(yǎng)指的是在高考過后的大學(xué)錄取階段，將一些類似的專業(yè)學(xué)科進行合并，不再設(shè)置單獨招生，根據(jù)學(xué)科大類進行劃分，并完成大學(xué)招生工作。學(xué)生在未來的1—2年學(xué)業(yè)期內(nèi)，按照學(xué)科大類方向展開教學(xué)工作。在1—2年的學(xué)業(yè)期結(jié)束以后，學(xué)生對相關(guān)專業(yè)學(xué)科有了一定了解，再讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣以及個人特長選取未來學(xué)業(yè)期內(nèi)的具體專業(yè)[4，5]。這樣的教學(xué)方式能夠幫助學(xué)生根據(jù)自己的實際興趣以及具體學(xué)習(xí)感受來合理化選取專業(yè)。中國大類招生始于北京大學(xué)開展的“元培計劃”。如今，大類培養(yǎng)教學(xué)已經(jīng)被許多高校所運用。[6]

伴隨著我國教育體制的不斷改革發(fā)展，教學(xué)越來越注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。大類招生大類培養(yǎng)，不但是我國大學(xué)招生模式的變革，也迎合了現(xiàn)代化教育體制改革趨勢，幫助學(xué)生挖掘自身的學(xué)習(xí)潛力，注重學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，有助于大學(xué)教育質(zhì)量的提升。高中生雖然處在人生發(fā)展的重要時期，由于缺乏社會經(jīng)驗以及閱歷，他們對自身的興趣以及特長并非十分了解，再加上家長意見的影響，可能選報的專業(yè)并非最符合學(xué)生未來的發(fā)展方向。而大類招生大類培養(yǎng)能夠讓高中生在未來的1—2年時間內(nèi)，通過大學(xué)教育課程以及大學(xué)環(huán)境的熏陶，正確定位自己，綜合自身學(xué)習(xí)興趣，選取真正適合自己前進方向的具體專業(yè)，這也是所謂的“適應(yīng)性選擇”。[7，8]通過這樣的方式，不但有助于學(xué)生未來的發(fā)展，也能夠為社會輸送更多的優(yōu)秀人才。

大類培養(yǎng)模式在具體實施過程里，通常是應(yīng)用于本科教學(xué)初期，將全部專業(yè)學(xué)科按照學(xué)科類別進行劃分，將一些類似的專業(yè)學(xué)科合并在一起，根據(jù)學(xué)科之間的相似度制定公共化基礎(chǔ)課程體系，并構(gòu)建專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課程體系。專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課程體系注重學(xué)生基礎(chǔ)知識、基本能力以及專業(yè)素質(zhì)的全方位培養(yǎng)。專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)課程體系培養(yǎng)能夠幫助學(xué)生了解更多的專業(yè)知識，并且加以強化，為未來具體的專業(yè)學(xué)習(xí)做好鋪墊。[9]

在大類招生的背景下，如何幫助學(xué)生強化基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，是《大學(xué)化學(xué)》教學(xué)的重點。筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗，從以下幾個方面出發(fā)，提出了一些教學(xué)改革策略。[10，11]

一、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的教學(xué)方式的多樣化

1.運用多媒體教學(xué)，增加課堂教學(xué)趣味性。在傳統(tǒng)大學(xué)普通化學(xué)教學(xué)中，日常教學(xué)只是照本宣科，過于依賴教材，理論知識教學(xué)缺乏趣味性，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，學(xué)生也是被動地去接受知識。隨著科技力量的不斷增強，多媒體教學(xué)模式也被廣泛地應(yīng)用于廣大教學(xué)。多媒體技術(shù)在大學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)里的運用，增加了課堂學(xué)習(xí)的趣味性，有助于對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，進而提高課堂教學(xué)效率。[12]例如，筆者在講到蒸氣壓、凝固點下降等概念時，運用多媒體技術(shù)，可以為學(xué)生展示一段真空環(huán)境下水是如何變化的視頻，通過這樣的方式，可以幫助學(xué)生集中課堂注意力。又如，分子結(jié)構(gòu)部分的教學(xué)內(nèi)容比較復(fù)雜，不但包括了分子空間構(gòu)型，還涉及共價鍵、相互作用力的學(xué)習(xí)，存在諸多教學(xué)難點。因此，在課件制作過程中應(yīng)當(dāng)盡量脫離課本，采取一些現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)，幫助學(xué)生理解和記憶，例如虛擬畫面展示。通過這樣的方式，不但能夠突出教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性，同時以一種更加真實生動的形式展現(xiàn)給學(xué)生，有助于學(xué)生理解與記憶。[13]

2.利用微課，豐富教學(xué)內(nèi)容。微課教學(xué)指的是在日常教學(xué)過程里，以一個知識點為目標(biāo)，開展的一些針對性教學(xué)，例如圍繞化學(xué)實驗中的一個具體操作步驟開展的“碎片化”學(xué)習(xí)。和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，微課教學(xué)在日常教學(xué)中的運用，具有便捷靈活化的特征，能夠幫助學(xué)生集中課堂注意力，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。[14]然而，我國一些高校的化學(xué)理論教學(xué)課程，采用的依然是傳統(tǒng)化教學(xué)模式，過于注重課本教學(xué)以及教學(xué)進度，忽略學(xué)生的實際接受能力。再加上高校條件限制，一些實驗教學(xué)無法正常開展，理論知識沒有得到實踐化驗證，影響了學(xué)生的直觀感知。受到現(xiàn)代化教育改革的影響，一些高校在開展化學(xué)實驗課程教學(xué)中采取了“預(yù)習(xí)報告—實驗指導(dǎo)—實驗總結(jié)”模式。這樣的實驗課程教學(xué)模式能夠增強大學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性。然而在實際教學(xué)中，一些學(xué)生并未注重化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)，缺乏主動學(xué)習(xí)意識，無法把理論學(xué)習(xí)和實驗教學(xué)緊密聯(lián)系起來。更有甚者，一些學(xué)生為了片面完成教學(xué)任務(wù)，預(yù)習(xí)報告與實驗總結(jié)都是抄襲其他同學(xué)的內(nèi)容。微課教學(xué)在高?；瘜W(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，能夠改善實驗教學(xué)中存在的一些問題，以實驗教學(xué)驗證理論知識為學(xué)習(xí)指導(dǎo)思想，將理論知識學(xué)習(xí)和實驗教學(xué)緊密聯(lián)系在一起，將高?；瘜W(xué)課程改革提高到一個全新的平臺上來。[15]例如，一些章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容比較多，假如采取傳統(tǒng)教學(xué)模式，實施“預(yù)習(xí)報告—課堂實驗—實驗總結(jié)”，必然會降低課堂教學(xué)效率，減緩教學(xué)進度。針對這種情況，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制作微課，并把微課在課前發(fā)放給所有學(xué)生，讓他們根據(jù)微課預(yù)習(xí)課堂教學(xué)內(nèi)容。這樣的方式不但能夠讓學(xué)生有更多的時間準(zhǔn)確把握課堂教學(xué)重點，同時還能夠減緩課堂教學(xué)壓力。教師在制作微課的時候可以根據(jù)用途類別采取不同的策略。（1）預(yù)習(xí)類。掌握本次實驗內(nèi)容需要采用的一些玻璃實驗儀器、實驗裝置，包括儀器、裝置的清洗和干燥。并且，需要熟悉實驗流程，了解實驗原理以及具體的實驗操作。另外，實驗報告要根據(jù)具體的實驗過程進行書寫，突出實驗中遇到的問題以及解決辦法，同時對未解決的實驗問題也需要明確指出來。（2）實驗過程類。首先是針對實驗儀器以及實驗藥品進行處理;其次要對儀器裝置的具體安裝有清晰的介紹;最后需要對實驗設(shè)備的具體操作和后期維護進行詳細的介紹，避免對實驗設(shè)備造成損壞。因此，高?；瘜W(xué)實驗教學(xué)可以按照如下步驟進行設(shè)計。首先，根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容安排預(yù)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)微課預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，并按照規(guī)定填寫預(yù)習(xí)報告。然后，教師閱讀學(xué)生的預(yù)習(xí)報告，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并根據(jù)預(yù)習(xí)情況安排預(yù)習(xí)情況不太好的學(xué)生觀看對應(yīng)微課教學(xué)內(nèi)容。其次，開展課堂實驗教學(xué)。在教學(xué)過程里，教師需要將課堂實踐和微課緊密聯(lián)系在一起，特別是針對一些實驗操作復(fù)雜的環(huán)節(jié)，根據(jù)難易程度重復(fù)幾次，便于學(xué)生的理解和記憶。再次，開展自主實驗環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己動手，感悟具體實驗過程。最后，填寫實驗報告，讓學(xué)生根據(jù)實驗過程進行總結(jié)，歸納出實驗教學(xué)中的重難點以及較為復(fù)雜的實驗環(huán)節(jié)，并安排學(xué)生在課后根據(jù)微課回顧實驗教學(xué)內(nèi)容。

3.借助教學(xué)軟件，實現(xiàn)教學(xué)實時測評。基于傳統(tǒng)化教學(xué)模式，課堂教學(xué)是由教師指向?qū)W生的知識單向傳輸，教師并不了解學(xué)生的具體掌握情況，不利于教學(xué)工作的開展。為了進一步加強課堂教學(xué)互動，廣大學(xué)校越來越注重教學(xué)實時測評。課堂互動反饋能夠幫助教師及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，進而利于教師調(diào)整課堂教學(xué)進度。[16]教學(xué)實時測評的具體步驟是由教師在軟件平臺上發(fā)布問題，繼而由學(xué)生登錄進行問題解決，根據(jù)學(xué)生投票以及答題情況，得到具體數(shù)據(jù)。這些新穎的教學(xué)模式不僅可以增加學(xué)生的互動性，也增加了趣味性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、教學(xué)內(nèi)容的拓寬化

在我國“十三五”規(guī)劃綱要中明確提出：我國教育不能單純注重理論知識教育，同時還需要強化人文素養(yǎng)，強化理論知識，注重學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，培養(yǎng)出具備優(yōu)良道德素養(yǎng)的優(yōu)秀人才。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，我國廣大高校開始借用信息化技術(shù)，制定以學(xué)生為教學(xué)主體的教學(xué)策略，并且以學(xué)科交叉為主要前進方向，幫助學(xué)生實時了解世界范圍內(nèi)的科研動態(tài)。以大學(xué)化學(xué)學(xué)科教學(xué)為例，可以從如下幾個方向著手。

1.以實驗為載體，豐富教學(xué)活動。實驗教學(xué)是大學(xué)化學(xué)學(xué)科一項必不可少的教學(xué)內(nèi)容，它不但是對理論知識的實踐性校驗，同時通過實驗教學(xué)能夠為學(xué)生帶來更為真實的直觀體驗。然而在開展實驗訓(xùn)練的時候，為了提高學(xué)生的實驗興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，可以開設(shè)一些開放性實驗課堂，以滿足專業(yè)需求和學(xué)生個性發(fā)展需求。[17]傳統(tǒng)教學(xué)模式下的實驗課程教學(xué)，雖然能幫助學(xué)生鞏固知識點和強化學(xué)生的動手能力，但是對新興科研技術(shù)的引入略顯不足。因此，在日常教學(xué)中，可以給學(xué)生提供更多的機會去接觸一些大型實驗儀器，例如SEM（掃描電子顯微鏡）等。由于一些高校自身的條件有限，不能夠讓所有學(xué)生都能夠操作大型儀器，但是需要讓學(xué)生了解一些相關(guān)知識。

2.拓展課本知識，豐富教學(xué)內(nèi)容。大學(xué)生處在社會實踐的準(zhǔn)備階段，一些學(xué)生對有些生活化知識缺乏正確的認知。針對這種情況，教師可以引入一些生活化知識，與課堂教學(xué)知識緊密聯(lián)系在一起，幫助學(xué)生理解和記憶。例如在日常生活中，汽車都會排放一些污染環(huán)境的氣體，它們在對人們生活環(huán)境造成污染的同時，還會損害人類身體健康。教師可以讓學(xué)生思考如何減緩并解決這種污染問題，并且教師可以提出一些具體問題，例如：是否能夠通過化學(xué)反應(yīng)解決這個問題？假如可以進行自發(fā)反應(yīng)，排放氣體中會有多少CO和NO能夠轉(zhuǎn)化成CO2與N2呢？化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是什么樣呢？通過這樣的方式，可以增加課堂趣味性，幫助學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。

3.定期開辦學(xué)術(shù)講座，強化學(xué)生認知。我國著名教育家梅貽琦曾經(jīng)說過：“所謂大學(xué)者，非謂有大樓之謂也，有大師之謂也?！币晃粌?yōu)秀的專家學(xué)者，他們往往在其研究領(lǐng)域有著較深的造詣，他們的演講也必然會令聽眾耳目一新。因此，高校可以定期開辦一些學(xué)術(shù)講座，讓學(xué)生能夠擁有更多的機會去聆聽專家學(xué)者的學(xué)術(shù)研究演講。這樣的方式能夠幫助學(xué)生開闊視野，接觸到更多課本以外的知識，充實學(xué)生的知識體系架構(gòu)。[18]比如，在緒論中，教師在介紹大學(xué)化學(xué)的授課內(nèi)容之余，也可以講述一下自己的科研工作，使學(xué)生了解化學(xué)工作者是如何從事科研工作的，化學(xué)研究又是如何進一步改善我們的生活的，以此培養(yǎng)學(xué)生們對化學(xué)學(xué)科的興趣，為未來的個人發(fā)展做好鋪墊。

大類招生大類培養(yǎng)旨在幫助學(xué)生培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，促進未來的發(fā)展。在大類招生大類培養(yǎng)模式下，如何以先進的教學(xué)理念、多元化的教學(xué)方法開展教學(xué)已經(jīng)成為廣大高校化學(xué)教師面臨的一個難題。在日常教學(xué)中，教師要注重科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，強化學(xué)生認知，為社會輸送更多具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的人才。同時，作為一名高校教師，還要學(xué)會總結(jié)，探索出符合社會發(fā)展潮流的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

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Exploration of Classroom Teaching Reform of "University Chemistry" under Broad Class Training

ZHAO Tian-yi，LIU Ming-jie

（School of Chemistry，Beihang University，Beijing 100191，China）

Abstract：As a new mode of enrollment，the training of enrollment of students changes some disadvantages existing in the traditional mode of enrollment.It is beneficial to help students locate their interest in learning and has a great impact on their future learning and growth.Taking the subject teaching of "University Chemistry" as an example，this paper discusses the current situation of college enrollment in our country，and puts forward some classroom teaching strategies of "University Chemistry" based on the large-scale training mode，hoping to help cultivate the innovative consciousness and ability of college students.

Key words：large class training;"University Chemistry";curriculum reform;strategy