劉金庫 盧怡
(華東理工大學化學與分子工程學院 上海200237)
專業(yè)課教學是傳授學生專業(yè)知識和技能、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑。提升學生的綜合素質,增強解決實際問題的能力,是課程教學的核心目標。良好的專業(yè)課教學效果對于學生今后在專業(yè)領域的發(fā)展具有積極作用。隨著全球一體化步伐的加快,社會對專業(yè)科技人才的需求日益增加,對高校專業(yè)課教學提出了更新更高的要求。面對新時期的種種困惑和挑戰(zhàn),探索新型的專業(yè)課教學模式,努力提高專業(yè)培養(yǎng)效果,是擺在專業(yè)課教師面前的重要課題[1-2]。
為了探索全新的教學模式,提升應用無機化學課程的教學效果,我們通過網(wǎng)絡查詢、政策查詢、會議研討、組內討論和與學生交流等方式進行了系統(tǒng)調研,進一步完善了應用無機化學課程體系,更新了章節(jié)內容;并緊跟國際形勢,追蹤了最新教學方法、手段,密切關注教育改革發(fā)展趨勢,了解到最新的學科發(fā)展要求,從而擴展了我們的專業(yè)視野,掌握了應用無機化學學科發(fā)展的最新動態(tài)及社會對專業(yè)人才需求的變化[3]。
我們在沿用原有的自催化教學[4]、產(chǎn)教研一體化[5]等教學方法手段的基礎上,嘗試引入CC(其中一個C代表case,另一個C則為course)教學模式。我們提出的這種CC教學模式,是通過將一個案例貫穿一門課程教學過程的始終,實現(xiàn)學生對于應用型專業(yè)課知識即學即用的全新教學手段。調研發(fā)現(xiàn),目前尚未見有關于該教學方法的研究報道。CC教學模式與國內外熟知的案例教學法的相同點在于,將教師在課堂上所講述的專業(yè)內容與學生自己選定的課題(或者實際應用)相結合,通過完成專業(yè)案例,一方面可以實現(xiàn)學以致用,另一方面能夠激發(fā)學生的專業(yè)學習興趣,全面提升應用型專業(yè)課教學效果。兩者的不同點在于,傳統(tǒng)的案例教學法只針對某一個或幾個知識點,根據(jù)課堂教學需要而設置,講述每個案例所用的時間都很短;而CC教學模式使用的案例幾乎包括課程的所有知識點,在時間上跨越整個學期的教學過程。由于CC教學模式涉及的知識點更多,需要的時間更長,因此,不僅對任課教師提出了更高的專業(yè)要求,而且大大增加了教師的工作量。
自2007年開設應用無機化學課程以來,由于課程內容更新和教學方法的不斷改進,教學效果逐年提升。但是,該課程也還存在一些不盡如人意的地方。為了提升應用無機化學課程的教學效果,需要在以下兩個方面著力:一是進一步完善已有教學方法、手段,使其更加適用于應用類專業(yè)課教學,把學生吸引到課堂中來;二是教學內容要與時俱進,探索新的教學模式和手段,全方位提升專業(yè)課教學效果,以適應國際化、現(xiàn)代化、信息化的要求。
提出CC教學模式的目的是通過該教學手段,提高應用無機化學課程的授課效果。學生完成案例的形式可以多樣化,既可以是一個化學產(chǎn)品的開發(fā),一個實驗方案的設計和實施,也可以是某一類產(chǎn)品的調研報告。學生在課程開始階段就要選定感興趣的課題,他們撰寫的研究報告將作為課程的考查論文。由于案例完成過程貫穿整個課程教學的始終,能夠引導學生在參與課程學習的過程中尋找和利用自己需要的知識,變傳統(tǒng)課堂的“知識灌輸”為“知識索取”,其學習效果將得到很大提升。
CC教學模式的實施需要具備兩個條件:其一是準確把握課程的知識脈絡,引導學生恰當?shù)剡x擇專業(yè)案例,充分利用課程知識;其二是要有充足的時間給學生必要的指導,包括提供實驗條件或參觀場地。對于前者,我們授課團隊在承擔教學任務的同時也從事科學研究工作,已發(fā)表SCI論文60多篇,申請國家發(fā)明專利20余項,有良好的無機化學學科應用研究基礎,能夠滿足學生的需要;此外,授課團隊成員都非常熱愛教學工作,致力于將該課程建設成為一門有特色、重效果的應用型專業(yè)課,愿意對此投入大量的時間和精力,這為該教學模式的順利實施奠定了基礎。
為確保CC教學模式的實施效果,充分的課前準備、及時的總結和學術討論是必不可少的。①課前準備:充分調研,將課程內容進一步分類匯總,理清知識脈絡,結合課堂需要講授的內容,引導學生選擇自己感興趣的課程案例;在課程開始時正確引導學生選擇自己感興趣且與課程密切相關的專業(yè)案例,要求學生在完成該專業(yè)案例時能夠利用課程所學的內容,使知識能夠連貫、系統(tǒng)。②定期總結:總結包括兩個方面,一方面是與學生交流、溝通,結合學生課堂問答及專業(yè)素質表現(xiàn),掌握CC教學手段的實施效果;另一方面,與其他專業(yè)課授課教師、專家討論,聽取大家的寶貴意見。③學術討論:主要包括3個方面,其一是組內討論,與教研組的其他老師進行交流,聽取其他老師的意見,并進行教學效果橫向對比;其二是同行討論,聽取教學名師和專家的意見,獲得他們的支持和幫助,對課程采取的教學手段進行全方位批評指正,以期全面提升教學理論水平,使該課程采用的教學方法具有借鑒價值;其三是會議交流,參加各高校舉行的教學研討會,通過與專家、學者交流討論,汲取精華,使CC教學模式得到深化和發(fā)展。
下面以2014年度重點指導的課題“Ag包覆Fe3+摻雜氧化鋅的制備及光催化性能研究”為例,詳細闡述CC教學模式的實施流程。①接觸課程:在專業(yè)課授課初期,通過緒論課,讓學生了解課程內容的梗概,并對課程內容產(chǎn)生興趣;②選題:在教學大綱范圍內,引導每個學生在學期初即選擇一個自己感興趣的調查、研究課題?!癆g包覆Fe3+摻雜氧化鋅的制備及光催化性能研究”課題的研究對象、制備實驗、數(shù)據(jù)分析、材料性質等內容幾乎涵蓋了應用無機化學課程的所有內容,是一個很好的課程案例。③課題開展:我們?yōu)閰⒓釉撜n題的學生提供了實驗場地、藥品和測試條件,學生利用周末的時間完成實驗和數(shù)據(jù)分析等工作,并將實驗結果寫成科技論文;其他課題的開展同樣是與課程教學同步進行。學生圍繞自己的課題,進行較為系統(tǒng)深入的調研,并將課堂內容及時與案例對應,定期向老師匯報自己的課題進展。對于優(yōu)秀的課題,我們提供了實驗條件或去工廠實地考察的機會。④授業(yè)解惑:對于學生平時遇到的各種問題,我們確保及時予以解答。遇到的問題主要集中在實驗設計、數(shù)據(jù)的深度分析、化學反應機理剖析及科技論文的撰寫。在完成2014年重點指導這個課題的過程中,幾位學生都得到了系統(tǒng)的科學研究訓練,其論文反復修改了十幾次,提升了專業(yè)能力。⑤結題:學生用一個學期完成的課題報告將作為成績評定的重要依據(jù),優(yōu)秀成果還可制作成ppt在課堂上進行交流、討論。由于“Ag包覆Fe3+摻雜氧化鋅的制備及光催化性能研究”課題經(jīng)歷了選題、實驗、論文撰寫等環(huán)節(jié),完成出色,學生都獲得了很好的課程成績。該課題成果已被《Industrial&Engineering Chemistry Research》期刊接受。
這里需要強調的是,在上述5個步驟中,如何選題最為重要。總結幾年的教學經(jīng)驗,我們既可以根據(jù)課程自身的特點及課程知識體系來指導學生選題,也可以與大學生創(chuàng)新實踐項目等活動相結合,達到課程教學與創(chuàng)新能力培養(yǎng)同步實現(xiàn)的效果。2012~2014各年度具有代表性的課題分別是:“硫化銀納米鏈的制備、表征及殺菌性能”、“導電ZAO納米粉體的制備及性能研究”和“Ag包覆Fe3+摻雜氧化鋅的制備及光催化性能研究”,這些課題的內容與課程的各個章節(jié)知識點對應關系詳見表1。
通過CC教學模式,從開學初課題相關文獻的系統(tǒng)調研、整理,到樣品的制備、材料的表征、性能測試及應用效果研究,再到后面的數(shù)據(jù)分析整理和科技論文撰寫,幾乎涵蓋了應用無機化學課程的所有內容。通過課題的開展,不僅實現(xiàn)了專業(yè)知識的即學即用,而且通過調研實踐,能夠讓學生及時發(fā)現(xiàn)在知識理解方面存在的問題和偏差,真正實現(xiàn)專業(yè)知識的牢固、靈活掌握。通過該教學模式,不僅提高了專業(yè)課授課效果,而且表現(xiàn)優(yōu)秀的成功案例還會以科研論文的形式發(fā)表。在近年來重點指導的案例中,已經(jīng)以學生為第一作者在國外期刊發(fā)表了3篇SCI論文。
CC教學模式的實施有利于吸引學生回歸課堂,強化與學生的交流和溝通。在該教學模式實施的同時,我們也獲得了一些有價值的教學經(jīng)驗和理論。比如,豐富了我們的認知理論,能夠從人類認知學和心理學的角度,及時掌握學生對專業(yè)課學習的態(tài)度,了解20歲左右人群易于接受的思維習慣及交流方式,獲得有助于CC教學模式實施的相關信息??偨Y幾年來探索CC教學模式的經(jīng)驗及效果,對于其他化學類應用型專業(yè)課的開設同樣具有參考價值。
在現(xiàn)階段,很多教師反映專業(yè)課學生的課堂狀態(tài)堪憂,要靠點名來確保學生的出勤率,這對于如何提高專業(yè)課授課效果提出了迫切要求。CC教學模式是我們歷經(jīng)多年探索總結出的教學方法。雖然這種方法大大加重了任課教師的工作量,但確實是一種新的提高教學效果的思路,能夠顯著提高學生對專業(yè)課知識的應用能力,提升專業(yè)課教學效果。若按照每個專業(yè)開設15門應用型專業(yè)課,其中有20%的課程引入該教學方法,則每個學生將有機會獲得3個專業(yè)課程案例的全程訓練,累計的專業(yè)綜合能力提升效果是可想而知的。這種CC教學模式已經(jīng)過幾年的實踐,證實是行之有效的。
[1]劉金庫.大學化學,2012,27(1):31
[2]劉金庫,盧怡,張敏.化工高等教育,2012,29(2):30
[3]劉金庫,童琴,楊小紅,等.化工高等教育,2013,30(6):89
[4]劉金庫,盧怡.化工高等教育,2012,29(5):74
[5]劉金庫,盧怡.化工高等教育,2012,29(4):40