科學教育專業《大學化學》課程教學的現狀與教學策略*

呂艷紅

(湖南第一師范學院 物理與化學學院,湖南 長沙 410000)

科學教育專業是一門普通高等學校本科專業，屬教育學類專業，基本修業年限為四年，授予教育學學位，培養具有良好思想道德品質、扎實的自然科學知識和較強的科學教育能力，能在中小學從事“科學”或“綜合實踐活動”課程教學與研究工作，以及在教育科研部門、公共事業單位從事基礎科學教學研究和科學普及教育與管理的復合型人才[1]。該專業學生主要學習自然科學的基本理論、基本知識，按受科學實驗等方面的基本訓練，掌握科學教育和科學普及等方面的基本能力。科學教育課程既包含教育類課程、實踐類課程，還包括傳統的理科類課程。《大學化學》是科學教育專業一門必修的基礎課程，掌握基本的化學知識及其在專業中的應用，是該專業學生未來成為優秀科學教育工作者的基礎。

以湖南第一師范學院為例，科學教育專業《大學化學》課程面向大二學生，指定教材為高等教育出版社第七版的《普通化學》，該教材涉及了無機化學、分析化學、物理化學以及有機化學四大化學學科的基本理論。該教材知識點較多，理論性較強，對于科教專業的大二學生而言是一個巨大的挑戰，同時對教師的教學質量和課程建設也提出了更高的要求。因此，立足于提升科教專業學生的化學素養和化學思維，《大學化學》課程改革勢在必行。

1 《大學化學》課程教學面臨的問題

1.1 學生化學基礎薄弱

科教專業學生化學基礎良莠不齊，有些學生甚至高考時未選擇化學作為考試科目。在《大學化學》課程學習中，學生主要存在問題有以下幾點：第一，《普通化學》的教材內容雖然面向非化學專業的學生，內容和難度都已降到最低。但是對于化學基礎薄弱的學生而言依然是理論性較強，學習難度較大。因此，該部分學生上課時由于思路無法緊跟課堂進度而導致注意力不集中，出現上課睡覺、看課外書等違反課堂紀律的現象，從而造成課上知識聽不懂，不想聽，課下作業不完成、完成質量低的惡性循環。第二，學生自主學習能力較差，尤其是查閱文獻的能力需要加強。根據《大學化學》教學大綱課程目標，要求學生具備一定的化學思維，具有化學應用的能力，知識遷移的能力以及具有化學表達和化學交流的能力。然而，大部分學生習慣了填鴨式被動教育，缺乏主動學習的動力和能力，在自主學習過程中依賴性較強。第三，學生對化學學習的動力不足。對于大部分科教專業的學生，畢業后從事小學科學教育者居多，相比較于小學科學教育中所涵蓋的化學內容，大學化學中知識顯得尤為生澀難懂，與日后工作生活脫節，因此學生學習的動力不足，對于化學學習的態度不端正，抱有平時不努力，臨考報佛腳的幻想。

1.2 《大學化學》教學內容多，課時少

《大學化學》課程所用教材《普通化學》涉及內容包括緒論、熱化學、化學反應的基本原理、水溶液化學、電化學與金屬腐蝕、物質結構基礎、無機化合物、高分子化合物、生物大分子基礎、儀器分析基礎共9個章節的內容[2]，涵蓋了四大化學的重要的基礎知識。然而《大學化學》課時僅為64課時，導致教師上課節奏較快，容易忽略教學與生活實踐的結合，導致課堂更加枯燥乏味，缺乏趣味性。此外，教師在有限的課時中難以教授學生查閱文獻等自主學習的方法，難以達到培養學生化學應用能力的課程目標。

1.3 教學模式和手段單一

現階段《大學化學》教學采用的是多媒體和板書教學相結合的方式。多媒體教學雖然引入視頻、動畫等教學方式，在一定程度上可以提高學生的學習興趣，但是多媒體教學節奏較快，不利于學生對重點難點知識的掌握。板書教學方式便于引導學生，留給學生思考的空間，有利于師生之間的課堂互動，提高課堂效率，但是板書教學比較枯燥，可能會引起學生的厭學等負面情緒。將多媒體教學和板書教學相結合的教學方式，有利于優勢互補。然而，在有限的課時內，教師和學生要完成既定理論知識的教授和學習，很難做到以學生為主體的教學模式，大部分還是以“授課”方式為主要教學模式。此外，隨著科技發展日新月益，傳統的理論與陳舊的科研生活實例很難激發學生的學習興趣。現階段，雖然采用多媒體教學和板書教學相結合的教學方式，但是時間和空間依然局限在教室內，不能充分培養學生自主學習的能力。

2 《大學化學》教學改革策略

2.1 因材施教，適當調整教學內容

由于科教專業學生化學基礎較為薄弱，《普通化學》教材雖然面向非化學專業學生編纂，但是理論知識仍然較多，涉及面較廣，因此，很多學生失去了學習化學的積極性。基于此，教師需要結合科教專業特點精選教學內容。科教專業學生需要扎實的自然科學知識和科學普及教育能力，因此與此相關的可持續發展、大氣污染現象、水污染現象以及電能等與生活密切相關的知識原理需要了解，由此涉及的教學內容有熱力學第一定律，化學反應原理，水溶液化學以及電化學，該部分內容需要學生重點掌握并能夠與生活實際相結合，靈活應用所學的化學知識。使學生感受到化學學習是日后應用的基礎，提高對化學課程的重視。教材中其他章節的內容，例如物質結構基礎、配位化學、高分子化合物等章節學習可以結合最前沿的科學研究，有針對性地講解，重視科普教育，使學生認識到化學已經滲透到每一個科研領域和部門，與生活科研密切相關，認識到化學學習的重要性，進而提高學習化學的興趣和積極性。

2.2 將科學前沿引入教學

隨著當今世界信息傳播的高速發展，傳統陳舊的科研生活實例已不能滿足學生將所學理論知識與現實生活聯系起來的需要，因此，在《大學化學》課堂中引入最新的科研成果，了解當前航空、航天、海洋、能源、信息、生物等高新技術領域最新的發展趨勢，有利于提高科教專業學生科學素養，促進他們成為更為合格的科學教育工作者。根據教學內容，通過了解化學發展史中一些里程碑式的研究成果，尤其是最近幾年極具代表性、熱門的科技前沿成果，則有利于進一步加深學生理解化學知識在學習生活中的重要性[3]。例如，在進行《電化學》一章的講解時，很多同學認為超電勢這一知識點難以理解，此時可結合目前科研熱點納米電催化劑加深學生對超電勢的理解。以電解水反應為例，電解材料和結構不同，氫氣和氧氣的析出電位不同，即超電勢有較大的差異。傳統商用的電解材料是貴金屬和貴金屬氧化物，這二者具有較低的析氫析氧超電勢，可以降低生產成本。為了進一步降低電解水成本以及提高電解效率，最新的科學研究表明，層狀雙金屬氫氧化物納米材料(LDHs)可以媲美鉑、氧化釕等貴金屬電極。[4]將不同納米形貌的LDHs電子顯微鏡圖片展示給學生，使學生感受到顯微世界中科學之美，同時將LDHs的電解水性能數據圖結合超電勢知識點向學生講解，從而加強學生對這一知識點的理解和掌握。

2.3 采用混合式教學方式，增強學生自主學習能力

《大學化學》課程課時少，但是理論內容較多，在有限的課時完成教學任務和課程目標對教師和學生提出了更高的要求。研究表明，將線上和線下教學模式有機結合起來，能夠突破教與學在時間和空間上的局限，達到更好的教學效果[5-7]。對于一些晦澀難懂的知識點、課堂上無法進行的教學實驗，以及一些化學領域的科學前沿研究，教師可以提前將以上相關的課程資源整合上傳至網絡終端，以供學生課前預習和課后自主學習。線上以學生自主學習為主，培養學生獨立思考的能力，帶著疑問進行線下學習。而在線下學習中，仍要以學生為中心，教師僅需講解重點內容，并以小組為單位，讓學生根據所學知識互相討論解答自主學習中發現的問題。與此同時，教師引導學生將所學知識與生活實際聯系起來，有利于加深學生對所學知識點的掌握。例如，以《水溶液化學》中表面活性劑這一知識點為例，對于科教專業學生，應著重了解表面活性劑的作用原理，為日后科普工作奠定理論基礎。教師提前將表面活性劑的基本理論以及表面活性劑分子作用模擬實驗等相關課程資源發至線上，學生通過線上自主學習，了解表面活性劑的分類以及作用原理，并能舉一反三，在線下課堂上舉例表面活性劑在小學科學實驗中的應用。線上線下混合式教學模式既克服了《大學化學》課時少，內容多的問題，又真正做到以學生為中心，提高了學生的學習效果和獨立思考的能力。

2.4 采用多維評價方式

目前，學校對《大學化學》課程采用過程性評價和終結性評價的綜合評價方式，其中，過程性評價和終結性評價分別占綜合成績的40%和60%。在評價中突出小組學習、課堂表現、階段性考核以及計分作業等學習過程的評價，目前，該評價方法已取得了一定的成果。然而，該評價方式還是有一定的弊端，學生自主學習過程的評價不足，期末考試的評價比例依然過高。因此，過程性評價的比例仍需提高，具體建議如下：第一，需合理增加文獻調研、線上學習完成情況的過程性評價部分。第二，對于科教專業學生，還需考察其對理論知識與生活實際的聯系能力，并能對社會中涉及的化學問題做出正確判斷。因此在過程評價中，還應靈活設置生活小實驗、科普小論文等過程性評價。第三，弱化期末考試成績所占比例，減輕學生考前突擊，死記硬背，不能將知識融會貫通，甚至考后將所學全部忘掉的現象。總之，增加過程性多種方式的評價，弱化結果導向的評價方式，更有利于促進學生平時知識的積累，提高學生的自主學習和對化學知識的靈活運用能力。

3 結論

《大學化學》課程作為科教專業的一門重要基礎課程，提高教學質量和學生學習效果是教學改革的重要任務，同時對教師提出了更高的要求。教師應發揮科教專業的專業特點，科學制定好每節課的教學目標和教學內容，靈活運用多種教學模式和考核評價方式，真正做到以學生為中心，激發學生的學習興趣，提高其獨立思考的能力，養成自主探究和相互交流合作的學習習慣，并能更好地將理論運用于實踐，為將來的科教工作打下一定的理論基礎。