楊宏偉 張 靜 杜洪光 王一珉 姜廣峰
“有機化學(xué)”課程作為化工、材料、生命、環(huán)境、能源等學(xué)科的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,一直是北京化工大學(xué)重點建設(shè)的核心課程。在課程建設(shè)過程中,“有機化學(xué)”以提高學(xué)生能力和素質(zhì)為核心,全方位實施課程建設(shè),取得了豐碩的成果。“有機化學(xué)”2006年被評為北京市精品課程,2008年被評為國家精品課程,2009年被評為教育部雙語教學(xué)示范課程;以“有機化學(xué)”課程教學(xué)隊伍為重要組成部分的工科化學(xué)教學(xué)團隊2007年被評為國家教學(xué)創(chuàng)新團隊。
改革教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建新的課堂教學(xué)體系
初學(xué)“有機化學(xué)”課的學(xué)生往往覺得有機化學(xué)很難學(xué),需要記憶的東西很多,知識點較為散亂,難于掌握?!坝袡C化學(xué)”的內(nèi)容確實比較多,但并不是毫無章法?!坝袡C化學(xué)”的核心和重點是正確理解和掌握結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,難點是有機反應(yīng)機理的理解和靈活應(yīng)用。因此,課程組在教學(xué)過程中抓住這個關(guān)鍵,采用“四兩撥千斤”的方法幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)的難題,反復(fù)強調(diào)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。在介紹每一類化合物的性質(zhì)之前,先介紹這類化合物的結(jié)構(gòu)及其特點,分析可以發(fā)生反應(yīng)的位置和反應(yīng)類型。在介紹反應(yīng)機理時,用多媒體教學(xué)課件中的動畫來演示反應(yīng)過程,總結(jié)反應(yīng)規(guī)律和特點,始終運用空間效應(yīng)和電子效應(yīng)理論解釋反應(yīng)規(guī)律,特別是對反應(yīng)活性、反應(yīng)區(qū)域和立體選擇性的影響。注意引導(dǎo)和教會學(xué)生逐步掌握和運用規(guī)律,再加上以機理為中心的教學(xué)模式,通過類似反應(yīng)及其機理的類比教學(xué),使學(xué)生從錯綜復(fù)雜的有機反應(yīng)中找到規(guī)律性,促進了學(xué)生的理解和掌握。
在教學(xué)內(nèi)容的安排上,課程組對課程的內(nèi)容進行了全面梳理,采用脂肪族和芳香族混合體系架構(gòu)課程內(nèi)容,將以官能團體系組織教學(xué)的“有機化學(xué)”課程體系改變成以有機化學(xué)研究內(nèi)容,即命名、結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、分離提純與鑒別、制備與來源等來組織教學(xué)。例如,有機化合物的命名、結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)是有機化學(xué)的基本內(nèi)容,涉及各類化合物,一般的課程體系的做法是將其分散到各章進行講述。為了使學(xué)生對這部分內(nèi)容有深入系統(tǒng)的理解,新的課程體系對該部分內(nèi)容先集中介紹,然后在后續(xù)各章中反復(fù)應(yīng)用。這樣的內(nèi)容組織有利于學(xué)生學(xué)習(xí)知識的系統(tǒng)性,提高了課堂教學(xué)效率,而且有利于知識的理解和運用。
新的課程體系不僅反映了學(xué)科的發(fā)展和進步,而且對整個課程內(nèi)容進行了整合,使其更加系統(tǒng)化和科學(xué)化。在注重基礎(chǔ)的前提下,提高了課程的深度和廣度,強調(diào)了有機化學(xué)內(nèi)容的整體性和綜合性,進一步反映了有機化合物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。同時,新的課程體系強調(diào)有機化學(xué)的研究規(guī)律和學(xué)習(xí)方法,注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識,有助于學(xué)生科學(xué)思維的形成和發(fā)展。
重組、優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)筑三層次實驗教學(xué)體系
作為大化工的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,“有機化學(xué)”實驗具有重要的作用。實驗課程的教學(xué)目的不僅僅是讓學(xué)生獲取知識、驗證理論和掌握實驗技能,而且更重要的是提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力?!坝袡C化學(xué)”實驗教學(xué)遵循“加強基本訓(xùn)練、著重能力培養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)新精神”的原則,融傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)為一體。在要求學(xué)生掌握有機化學(xué)研究的一般方法,重視基本操作技能,提高分析問題和解決問題的能力的基礎(chǔ)上,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,重視創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)。
“有機化學(xué)”實驗以基本操作技能訓(xùn)練實驗─綜合實驗─設(shè)計實驗三層次來構(gòu)筑實驗課程體系,按多層次的能力培養(yǎng)要求對課程內(nèi)容進行了重組。
第一層次是基礎(chǔ)訓(xùn)練實驗,包括基本操作訓(xùn)練和簡單的有機合成實驗。要求學(xué)生掌握基本操作技術(shù),熟練使用有機化學(xué)實驗常用的儀器,學(xué)會化學(xué)實驗的基本方法。
第二層次是綜合實驗,按照有機化合物制備─結(jié)構(gòu)鑒定─成分分析─性質(zhì)測試為主線來組織實驗教學(xué)內(nèi)容。目的是為了讓學(xué)生掌握有機化學(xué)研究的一般方法,提高分析問題和解決問題的能力,著重能力培養(yǎng),養(yǎng)成良好的科學(xué)素質(zhì)。
第三層次是設(shè)計實驗,根據(jù)教師的科研課題或文獻資料選定實驗項目,供學(xué)生選擇,進行開放式教學(xué)。學(xué)生自己查閱資料,制定實驗方案,與教師討論后實施實驗,最后寫出實驗報告并進行交流。設(shè)計實驗提高了學(xué)生獨立工作的能力,重在培養(yǎng)綜合素質(zhì),提高其創(chuàng)新能力。
值得一提的是課程組教師在教學(xué)過程中,注重科研與教學(xué)相結(jié)合,積極將成熟的科研成果轉(zhuǎn)化為有機化學(xué)綜合實驗和研究型實驗。教學(xué)與科研的互動,不僅充實了實驗教學(xué)內(nèi)容,使實驗內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展緊密聯(lián)系,并且能起到良好的現(xiàn)身說法的示范效應(yīng),促進學(xué)生的思考和探索。
加強教材建設(shè),反應(yīng)學(xué)科動態(tài)和教學(xué)改革成果
“有機化學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系等方面不斷進行改革,取得了較好的效果,為總結(jié)和固化改革成果,并有利于在此基礎(chǔ)上進一步前行,課程組在魯崇賢和杜洪光教授的組織下,編寫并出版了《有機化學(xué)》教材。該教材具有內(nèi)容新、體系先進、實踐性強等特點,2004年被評為北京市精品教材,2006年被列為國家“十一五”規(guī)劃教材。
在實驗教學(xué)方面,課程組編寫了《大學(xué)化學(xué)實驗》教材,2001年由化工出版社出版。新教材設(shè)計了新的實驗體系,強調(diào)對學(xué)生基本操作、基本技能的訓(xùn)練,注重分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及環(huán)境保護意識的加強。除保留部分經(jīng)典實驗外,更新了實驗內(nèi)容,加大了綜合性、設(shè)計性實驗的比例,將教師的部分科研成果充實到教學(xué)實驗中,并增加了微量、半微量實驗。該教材于2004 年評為北京市精品教材,教材第二版被列為國家“十一五”規(guī)劃教材。
以學(xué)生為主體,實施研究式和分層次教學(xué)
“授之以魚”不如“授之以漁”,課程組堅持以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的教學(xué)方法,實施研究式教學(xué)。課程前半段注重引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué),使學(xué)生了解和掌握有機化學(xué)研究的一般規(guī)律和方法,注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力;課程后半段運用這些規(guī)律和方法進行研究式學(xué)習(xí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)。研究式教學(xué)法首先改變的是教學(xué)觀念和教學(xué)模式,由教給學(xué)生知識轉(zhuǎn)變?yōu)榻虝W(xué)生自己去獲得知識,教師作為引導(dǎo)者出現(xiàn),激發(fā)學(xué)生的興趣,引導(dǎo)學(xué)生思考,鼓勵學(xué)生質(zhì)疑和敢于表達自己的觀點,使學(xué)生真正成為教學(xué)的主體。
這種研究式教學(xué),不單局限在為引發(fā)思考而提問,問題的設(shè)計還遵循有機化學(xué)學(xué)科的規(guī)律,如對相關(guān)內(nèi)容進行比較。雖然學(xué)習(xí)的順序是各個章節(jié)依次展開,但學(xué)生通過對不同化合物的比較和分析,知識與知識之間融會貫通,提高了運用知識的能力。較之被動接受教師傳授的知識,研究式教學(xué)中學(xué)生自己思考得到的知識印象更深刻,更能開拓思維的廣度和深度;學(xué)生也更愿意迎接這樣的挑戰(zhàn),享受探索研究的成就感。
在“有機化學(xué)”課程教學(xué)中,課程組貫徹以人為本、因材施教的教學(xué)理念,開展多層次的教學(xué)實踐,分實驗班、提高班和基礎(chǔ)班3個層次進行授課。實驗班由需求最深的學(xué)生組成,使用國外優(yōu)秀的原版教材,由有國外留學(xué)經(jīng)歷的教授主講,個性輔導(dǎo),中英文雙語教學(xué)。提高班由應(yīng)用化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)較好的學(xué)生組成,由有國外留學(xué)經(jīng)歷的博士主講,中英文雙語教學(xué)。基礎(chǔ)班教學(xué)中體現(xiàn)有機體系的深度、廣度、前沿,分層次輔導(dǎo)。另外,有機化學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科,在教學(xué)中結(jié)合高分子、材料、生工、制藥等不同專業(yè)的特點,開設(shè)了工科課程班。
分層次教學(xué)克服了優(yōu)秀生“吃不飽”、基礎(chǔ)薄弱生“吃不了”的弊病,最大限度地實現(xiàn)了個性化教學(xué)和教學(xué)資源的有效利用。
加強師資隊伍建設(shè),打造一流教學(xué)團隊
課程組一直十分重視師資隊伍的培養(yǎng)和建設(shè)工作,經(jīng)過努力,形成了一支教學(xué)和科研相結(jié)合、結(jié)構(gòu)合理、富有朝氣、學(xué)歷層次高、教學(xué)水平和學(xué)術(shù)水平較高的研究型教師團隊。
課程組以“內(nèi)部提升與適度引進”為原則,對師資隊伍結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。1996年以來,有4名教師在職學(xué)習(xí),獲得了博士學(xué)位;2000年以來,從國外引進了4名具有博士學(xué)位的教師。目前,教師隊伍的年齡、學(xué)歷和學(xué)緣結(jié)構(gòu)得到進一步優(yōu)化,師資隊伍的學(xué)術(shù)水平得到了進一步發(fā)展。
針對教師隊伍比較年輕的特點,注重青年教師在教學(xué)、科研兩方面均衡發(fā)展,提高青年教師的教學(xué)水平和科研水平,使其能夠盡快在教學(xué)和科研上成熟起來,成為教學(xué)和科研骨干。實行新老教師互幫互學(xué)制度,為青年教師配備指導(dǎo)教師,以老帶新,使其教學(xué)早日過關(guān)。新教師進校后要先聽老教師講課,在老教師指導(dǎo)下進行備課、輔導(dǎo),待試講合格后適當(dāng)安排小班少學(xué)時的課堂教學(xué),教學(xué)效果良好后再考慮安排大班教學(xué)。課程組定期召開教學(xué)研討活動,學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進的教育思想和理念,用以指導(dǎo)教學(xué)活動;定期集體備課,交流教學(xué)經(jīng)驗、心得和體會,商討疑難問題,處理、解決教學(xué)困難。課程組還特別設(shè)立了“青年教師科研基金”,支持青年教師提高科研能力。青年教師的穩(wěn)步成長,使“有機化學(xué)”整體教學(xué)水平和教學(xué)效果得到了進一步提升,受到了學(xué)校和學(xué)生的好評。
教學(xué)改革是教學(xué)質(zhì)量提高的重要前提,課程組立足于教學(xué)實際,積極探索教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等的改革,取得了良好的效果?!坝袡C化學(xué)”課程的教師在承擔(dān)教學(xué)工作以外,積極開展教學(xué)改革和教學(xué)研究,近年課程組共承擔(dān)了10項教改課題,其中國家級6項、北京市1項、學(xué)校3項;獲得教學(xué)研究成果10項,其中國家級兩項、北京市5項、學(xué)校3項。
通過建設(shè)“有機化學(xué)”課程,形成了一支富有朝氣、學(xué)歷高、教學(xué)水平和學(xué)術(shù)水平較高的研究型教師團隊。其中,博士生指導(dǎo)教師3名,62%的教師具有高級職稱,92%教師具有博士學(xué)位, 38%教師具有海外留學(xué)經(jīng)歷。課程組杜洪光教授獲“北京市教學(xué)名師獎”、霍英東教育基金會第八屆高校青年教師獎(教學(xué)類)三等獎,4人被評為校級優(yōu)秀青年主講教師, 3人在學(xué)校舉行的青年教師教學(xué)基本功大賽上獲得二等獎, 1人獲學(xué)校第四屆化新獎教金新星獎,1人獲學(xué)校“本科教學(xué)工作優(yōu)秀學(xué)校建設(shè)貢獻二等獎”。近5年,課程組承擔(dān)國家自然科學(xué)基金等縱向課題10余項,在國內(nèi)外核心期刊上發(fā)表科研論文近百篇,其中被SCI和EI引用的50余篇。2007年,以“有機化學(xué)”教學(xué)隊伍為重要組成部分的工科化學(xué)教學(xué)團隊被評為國家級教學(xué)創(chuàng)新團隊。
(作者單位:北京化工大學(xué))
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